BEYİN SİNYALİ EEG ELEKTROD DÖVME BİOMADİKAL UYGULAMALAR

BEYİN SİNYALİ EEG ELEKTROD DÖVME BİOMADİKAL UYGULAMALAR

BEYİN SİNYALLERİNİ ÖLÇEN DÖVME EEG ELEKTRODLARI

Şekerli Sakızlardan Çıkan Dövmeleri Hatırladınız Mı?

Hepimiz şekerli sakızlardan çıkan geçici dövmeleri biliyoruzdur. Bu dövmeler bir jelatin ve kağıt arasında bulunur ve vücuda yapıştırılıp jelatin katmanı çekilerek uygulanır. Bu geçici dövmelerle kalp, kas ve hatta beyin sinyallerini yakalamak hiç aklınıza gelmiş miydi? İşte bu haberimizde geçici çocuk dövmelerine sadece çocuk oyuncağı deyip geçmememiz gerektiğinden bahsedeceğiz.

Bu geçici dövmeler üzerinde dinozor, kalp, pokemon karakterleri ve çiçek resimleri olabiliyor. Peki niçin elektronik devreler olmasın ki? Geçici dövmeler üretilirken dövme kağıdının üzerine resim mürekkep püskürtmeli yazıcılarla basılıyor. Burada dövme mürekkebi yerine iletken polimerler kullanarak bir çeşit sensör şeması bastırıldığını düşünün. Bahsedilen iletken polimer ise vücut sinyallerine karşı elektriksel tepkiler verebiliyor. Bu sayede kas kalp ve hatta beyin sinyalleri yakalanabiliyor.

Çalışmanın temelleri 2015 yılına dayanıyor. O yıllarda Graz Teknoloji Üniversitesi Katı Hal Fiziği Enstitüsü’nde Laboratuvar başkanlığı yapan Francesco Greco, diğer İtalyan bilim insanları ile birlikte dövme elektrotlar geliştirdi. Bu dövme elektrotlar bahsettiğimiz dövmeler gibi cilde yapıştırılarak uygulanabiliyor.

Daha sonra 2018 yılında bu dövme elektrod üzerinde çalışmalar yapıldı. Artık bu elektrotlar kalp hareketlerini algılamak için kullanılan yöntem olan elektrokardiyografi, yani EKG ve sinir ve çizgili kasların elektriksel potansiyelini algılayan elektromiyografi, yani EMG gibi incelemelerde tamamen yeni bir yöntem ortaya koydu.

Yeni üretilen geçici dövme elektrotların kalınlığı sadece 700-800 nanometre, yani saç telinden 100 kat daha ince boyutlara sahip. Daha kolay anlaşılabilmesi için, bahsettiğimiz şekerli sakızlardan çıkan dövmelerin kalınlığında. Bu da demek oluyor ki, uygulaması kolay olduğu gibi estetik de bir elektrot…

Geleneksel Elektrotlardan Üstün Özellikleri

Bu elektrotların tek üstün özelliği çok ince olmaları değil, bunun yanında geleneksel jel elektrotların aksine kuru elektrotlar. Yani sıvı bir ara katmanı olmadığı için bu elektrotlar zamanla kurumazlar. Bunun yanında uzun süreli ölçümler gerektiren klinik çalışmalar veya deneysel çalışmalar için mükemmel bir çözüm sunarlar. Çünkü yapıştırılan cilt bölgesi havasız kalmaz, kılların büyümesi ölçümleri etkilemez.

Geçici dövme elektrotlar üzerinde devam eden çalışmalar, bu elektrotların beyin sinyallerini algılamak için de kullanılabileceğini ortaya koydu. Bu yeni çalışmayı ise Greco ile birlikte Bioelektronik bölümünden Esma Ismailova ve Biorobotik bölümünden Laura Ferrari yürüttü. Dövme elektrodu beyin sinyallerini incelemeye yarayan elektroensefalografi, yani EEG uygulamaları için de uygun hale getirdiler.

Doktora döneminde bu projede çalışan ve şimdi Fransa’da postdoktora araştırmacısı Laura Ferrari, “Beyin dalgaları düşük frekans aralığında ve EEG sinyallerinin genliği çok düşük. Yüksek kalitede yakalamaları EMG veya EKG sinyallerinden çok daha zor” diyor. Bunun yanında gerçek klinik ortamlarında yapılan denemeler ve testler, yeni geliştirilmiş dövmelerle yapılan EEG ölçümlerinin geleneksel EEG elektrotları kadar başarılı olduğunu ortaya koydu.

Greco ise şunları ekledi: “Mürekkep püskürtmeli baskı ve piyasada bulunan substratlar nedeniyle, dövmelerimiz mevcut EEG elektrotlarından önemli ölçüde daha ucuz ve aynı zamanda doğrudan karşılaştırmada kullanım konforu ve uzun vadeli ölçümler açısından daha fazla avantaj sunuyor.”

Araştırmacılar, bu yeni geliştirdikleri geçici dövme beyin sinyallerini algılayan elektrotların, hastanelerde klinik uygulamalarda, nöromühendislik uygulamalarında ve bilgisayar-beyin arayüzü uygulamalarında kullanılabileceğini düşünüyor.

Mühendis Gündemi Yorumu

Biomedikal uygulamalar ve bu alanlardaki geliştirilmeye açık konular henüz ülkemizde çok fazla keşfedilmiş değil. Söz gelimi lise yıllarında bir çok öğrencimiz doktor olma hayalleri kurarlar. Bu övülesi ve desteklenmesi gereken bir hevestir. Bunun yanında meslek tanıtımlarındaki yetersizlikler ve mesleğe uygun iş ve hatta araştırma ortamlarının az olması veya bulunamaması Biomedikal Mühendisliği bölümlerini geri planlara itiyor.

Hastanelerde kullanılan cihazlar, test ve tanı için kullanılan ekipmanlar, EKG, EMG ve EEG ölçümünde kullanılan ve bu yazımızda bahsettiğimiz elektrotlar hala yolun başında ve çığır açıcı gelişmelere açık alanlar. Özellikle beyin sinyallerinin alınması ve bu sinyallerin bilgisayar ortamında işlenmesi geleceğin teknolojilerini belirleyebilecek potansiyele sahip.

Bu uygulamaları sadece hastanelerdeki klinik uygulamalarla sınırlı tutmadan düşünmek de lazım. Bu gün şekerli sakızlarda kullanılan yöntem çok ileri bir teknoloji ve katma değer olarak bilim dünyasına girebiliyor. Benzer şekilde hastaneler gibi sadece sınırlı alanlarda kullanılan EEG elektrotları günlük hayatımızın kapısını çalıyor.

Beyin-bilgisayar arayüzünden bahsedilen bir çağda yaşıyoruz. Bu projelerde en önemli komponentler elbette beyin sinyallerini algılayan elektrotlar olacak. Bir kask büyüklüğünde cihazlar kullanmak günlük hayatta kullanmaya uygun olmadığına göre elbette daha estetik alternatifler aranacak. Dün sadece masanın üzerinde kullanılabilen cep telefonlar nasıl cebimize kadar girip bir uzvumuz haline geldiyse, dün sadece sabit uygulamalarda kullanılan hoparlörler nasıl minicik bir hale gelip kulaklarda fark edilemeyecek kadar küçük ve kullanışlı bir hale geldiyse; benzer şekilde beyin sinyallerini algılayan elektrotlar da aynı yolu izleyecektir.

Bir butona basmadan, bir ekrana dokunmadan, zihnimizle kontrol edebileceğimiz cihazlar bu gün sadece prototip aşamasında. Yarın ise bu teknolojiler büyük ihtimalle küresel oyunları değiştirecek güçler kazanacak. Tabi ki bu alanlarda yapılan çalışmalar da değerlenecek.

Sağlıcakla kalın.

BENZER YAZILARIMIZI OKUMAK İÇİN TIKLAYABİLİRSİNİZ

Kaynak 1

Kaynak 2

Bir Cevap Yazın