Bluetooth EEG

Überblick

Einer unserer Kunden hat sich mit einer spezifischen Anforderung an uns gewandt – für die Behandlung von Kindern mit neurologischen Entwicklungsschwierigkeiten ist es erforderlich, ein mobiles Gerät zur Registrierung von Gehirnwellen (EEG) zu entwickeln, damit die Kinder sich bewegen und die Therapie genießen können, die eigentlich ein Spiel ist, das auf die Gehirnaktivität des Kindes reagiert (Neurofeedback-Therapie). Neurofeedback ist eine nicht-invasive und unterhaltsame Methode zur Normalisierung der Gehirnaktivität. Es wird mit Hilfe eines EEG-Verstärkers durchgeführt, um die Gehirnwellen zu bestimmen, die zur Steuerung eines Videospiels oder anderer audiovisueller Inhalte verwendet werden. Man kann sagen, dass der Spieler beim Neurofeedback das Videospiel mit seinen Gedanken steuert, und in dem Bemühen, das Spiel zu verbessern, verbessert er seine Gehirnströme.

Häufige Erkrankungen wie ADHS, Angstzustände, Depressionen, Gehirnerschütterungen und vieles mehr treten auf, wenn die Gehirnwellen nicht in perfektem Gleichgewicht zusammenarbeiten. Mit dem Neurofeedback-Training können Sie bestimmte Bereiche Ihres Gehirns neu trainieren, um es wieder auf den optimalen Funktionszustand zu bringen. Auch Ihr Gehirn kann nur dann effizient arbeiten, wenn alle Gehirnregionen im Einklang miteinander arbeiten. Hier kommt Neurofeedback ins Spiel.

Lösung

Unter Berücksichtigung aller Anforderungen und Umstände der Anwendung haben wir uns entschieden, einen portablen, batteriebetriebenen Elektroenzephalographen zu bauen. Das Gerät sollte über eine drahtlose Bluetooth-Schnittstelle kommunizieren und kabellos aufgeladen werden können. Da es sich um ein tragbares Gerät handelt, sollte es leicht sein und die Abmessungen nicht überschreiten, so dass es in eine Tasche passt. Es werden keine Kabel benötigt, um das Gerät mit dem Gerät (Computer) zu verbinden, welches das Neurofeedback-basierte Spiel beinhaltet. Das Gerät sollte vier Kanäle gleichzeitig messen und in der Lage sein, die Messdaten in Echtzeit zu übertragen.

Das gesamte System ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Ausführung

Um das Tragen zu erleichtern, wird ein rundes Gehäuse verwendet, mit einer runden Buchse für die Elektroden und nur einem Druckknopf mit LED-Rückmeldung zur Bedienung. Der Durchmesser des Gehäuses beträgt ca. 5 cm.

Im Inneren des Gehäuses befindet sich die Leiterplatte mit der Elektronik, an der ein Lithium-Ionen-Akku, eine Ladespule und ein Druckknopf angebracht sind. Die Elektronik besteht aus Signalverstärkungs- und -aufbereitungseinheiten, einem Mikrocontroller mit Bluetooth-Schnittstelle und einem Netzteil mit kabellosem Ladegerät. Bei der Entwicklung wurden verschiedene Hardware- und Softwaretechniken eingesetzt, um den Stromverbrauch auf ein minimales Niveau zu senken und gleichzeitig eine optimale Leistung des Geräts zu gewährleisten, das eine Leistungsdauer von mehreren Stunden hat.

Zusammen mit dem Gerät selbst wird eine Softwarebibliothek entwickelt, über die Endanwendungen auf die aufgezeichneten Daten zugreifen können. Für die Geräteprüfung wurde eine Testanwendung entwickelt.

Die Fallstudie wird mit freundlicher Genehmigung von UMO igraonica veröffentlicht.