Bessere Elektroden für EEG-Messungen

Hirnströme zu messen und zu visualisieren, ist ein wichtiger Bestandteil medizinischer Diagnostik: Epilepsieabklärung, Erforschung von Schlafstörungen oder Tumor-Erkennung basieren auf dieser Technologie. Wäre die Anbringung der Elektroden einfacher und die Signalqualität konstanter, ließen sich durch Elektroenzephalographie (EEG) noch viele weitere Anwendungen realisieren – vom automatisierten Sehtest bis zu Demenz-Früherkennung.

Stand der Technik

Der aktuelle Goldstandard für EEG-Untersuchungen basiert auf dem Einsatz von Klebe- und Nasselektroden. Für Klebeelektroden müssen in der Regel die entsprechenden Kopfbereiche rasiert werden. Alternativ werden Nasselektroden verwendet, die bei behaarter Kopfhaut eingesetzt werden können, da sie mit leitfähigem Gel arbeiten. Aufgrund von Gelrückständen machen sie eine Haarwäsche nötig. Eine weitere Option stellen Schwammelektroden mit Salzlösung dar, die jedoch bei längeren Messungen zur Austrocknung neigen.

Technologie

Forschende des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) des KIT haben eine Durchflusselektrode für die Messung von Körperfunktionen entwickelt, die auch bei nicht präparierten Hautoberflächen einsetzbar und quasi rückstandsfrei ist. Dafür kommt in einem Elektrodengehäuse ein geschlossener Elektrolytkreislauf mit unmittelbarem Kontakt zur Messstelle zum Einsatz. Das 3D-gedruckte Gehäuse hat im Inneren Kanäle, über die das Elektrolyt zugeführt wird, mit dem sich die elektrischen Signale messen und zur Erfassungselektrode weiterleiten lassen. Eine Kanalstruktur sorgt für eine dichte räumliche Anordnung und damit eine hohe EEG-Auflösung.

Anwendungsbeispiel

Erste konkrete Applikationen beziehen sich auf die Augenheilkunde (Ophthalmologie) – etwa Messungen des menschlichen Sehfelds oder automatisierte Sehschärfentests. In einem geschlossenen Regelkreis aus Stimulus, z.B. Mustereinblendung, und EEG-Messung erkennt das System anhand der Gehirnaktivität den Zeitpunkt, an dem eine Testperson scharf sieht. Da die hier verwendeten Stimulationsmuster auch bei vielen anderen Untersuchungen genutzt werden, sind diese leicht auf die neue Technologie transferierbar.

Optionen für Unternehmen

Das KIT entwickelt aktuell passende Anwendungen, um die Signale auch mit KI-Unterstützung für verschiedene Einsatzzwecke zu analysieren. Da es sich um eine Basistechnologie handelt, könnte die Erfindung in großem Umfang in der Medizin- und Messtechnik genutzt werden. Das KIT sucht Partner zur Weiterentwicklung.