Conocimiento Bóveda 3/30 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 3
g.Pangolin 1024 canales de EEG de ultra alta densidad
Leo Schreiner, Matteo La Rosa, Pauline Schomaker,
g.tec medical engineering GmbH (AT), Universidad de Sabienza (IT), Universidad de Groningen (NL)
<Imagen del Resumen >

Gráfico de Conceptos & Resumen usando Claude 3 Opus | Chat GPT4 | Llama 3:

g.Pangolin 1024
densidad ultra alta
EEG, PCB flexibles 1
1024 canales, preamplificadores,
mejor relación señal-ruido 2
8.6mm distancia entre electrodos,
5.9mm diámetro del sensor 3
Mejora significativa sobre
los sistemas estándar 10-10 4
Proceso de configuración: preparar, montar,
aplicar, experimentar, co-registrar 5
Beneficios de EEG de
mayor densidad 6
Imágenes de fuente epiléptica,
estudios de procesamiento visual 6
Activación separada para
movimientos individuales de los dedos 7
Canales significativos por dedo,
activación amplia EEG estándar 8
Aumento de correlación de señal 2.5x,
mejor contenido de información 9
Experimentos de decodificación
de gestos de la mano 10
Clasificación de piedra, papel, tijeras
ejecución/imaginería 10
Precisión del 78.9% 1s después del inicio,
2 sujetos probados 11
Reconstrucción de fuente
con G.pangolin 12
256 canales, ejemplo de SEP
del nervio mediano 12
Herramienta FieldTrip, ajuste de dipolo
en corteza sensorial izquierda 13
Cobertura total del cuero cabelludo
recomendada, más métodos 14
Estudio de movimiento individual
de los dedos, 5 sujetos 15
Activación focal, 70.6%
precisión de clasificación por pares 15
Mapeo del surco central,
SEP del nervio mediano 16
95.2% de precisión clasificando
canales post-/pre-centrales 16
Estudio de representación de
movimiento de agarre 17
Agarres de poder, precisión, pinza,
54 repeticiones cada uno 18
236 EEG, 96 electrodos EMG
por participante en promedio 19
Captura de movimiento, MVC registrado,
patrones ERD analizados 20
EMG 95%, EEG 75% pico
precisión de agarre de 3 clases 21-22
Análisis avanzado puede
mejorar resultados aún más 23
Tareas motoras y visuales,
cobertura más amplia del cuero cabelludo 24
Paradigmas visuales evocaron
activaciones claras de la región 26
Precisiones similares, mapas informativos
con mayor densidad 27
Demostración de experimento visual
de 512 canales 28
Configuración, preparación de la piel, aplicación de gel
colocación de la rejilla mostrada 29
Reutilizabilidad, visualización, disparadores,
inalámbrico discutido 30

Resumen:

1.-Leo presentó el sistema G.pangolin, un sistema de EEG de ultra alta densidad con PCB flexibles adheridos al cuero cabelludo usando adhesivos médicos.

2.-El sistema utiliza preamplificadores para una mejor relación señal-ruido y puede usar hasta 1024 canales al fusionar 4 G.HIamps.

3.-Las rejillas G.pangolin tienen una distancia entre electrodos de 8.6mm y un diámetro de sensor expuesto de 5.9mm. Se utiliza gel conductor para llenar los sensores.

4.-En comparación con los sistemas estándar 10-10 o extendidos 10-10, G.pangolin proporciona una mejora significativa en la densidad espacial de los sensores.

5.-El proceso implica preparar las rejillas, crear el montaje, aplicar las rejillas y preamplificadores, realizar experimentos y co-registrar las posiciones de los electrodos con MRI.

6.-El EEG de mayor densidad es importante para la imaginología de fuentes en pacientes epilépticos y el estudio de aspectos espaciotemporales del procesamiento visual.

7.-La investigación muestra que el aumento de la resolución espacial con G.pangolin revela una activación de EEG separada para movimientos individuales de los dedos en comparación con el EEG estándar.

8.-En experimentos de golpeteo de dedos, G.pangolin encontró canales significativos para cada dedo, mientras que el EEG estándar mostró una activación amplia.

9.-A pesar del aumento en la distancia entre electrodos, la correlación entre señales solo aumentó 2.5 veces, lo que indica un mejor contenido de información.

10.-Los experimentos de decodificación de gestos de la mano clasificaron los movimientos de piedra, papel, tijeras usando G.pangolin tanto en ejecución motora como en imaginería.

11.-La precisión de clasificación alcanzó el 78.9% un segundo después del inicio del movimiento. El sujeto 1 realizó ejecución motora, el sujeto 2 realizó imaginería motora.

12.-Los datos de G.pangolin pueden alimentar algoritmos de reconstrucción de fuentes. Un ejemplo utilizó 256 canales y estimulación del nervio mediano SEP.

13.-El problema inverso se resolvió usando la herramienta FieldTrip. El ajuste de dipolo localizó la estimulación del nervio mediano derecho en la corteza sensorial izquierda.

14.-Se recomienda cubrir todo el cuero cabelludo para obtener los mejores resultados de reconstrucción de fuentes. Se pueden aplicar más métodos.

15.-Cinco sujetos realizaron movimientos individuales de los dedos. Los canales significativos mostraron activación focal. Se logró una precisión promedio de clasificación por pares del 70.6%.

16.-El mapeo del surco central utilizó estimulación del nervio mediano SEP. Se logró una precisión del 95.2% en la clasificación de canales post- y pre-centrales.

17.-Paulina estudió la representación de diferentes movimientos de agarre (agarre de poder, agarre de precisión, pinza) en objetos usando G.pangolin para BCIs/neuroprótesis.

18.-El paradigma incluyó preparación, ejecución hasta mantener y fases de liberación. Cada combinación de agarre-objeto se ejecutó 54 veces.

19.-En promedio, se utilizaron 236 electrodos EEG principalmente en áreas motoras y 96 electrodos EMG en músculos del brazo/mano por participante.

20.-Se registraron también la captura de movimiento y la contracción voluntaria máxima. Se analizaron los patrones ERD a lo largo del tiempo en EEG.

21.-Se compararon los resultados de decodificación de EMG, captura de movimiento y EEG/EMG a lo largo del tiempo. Se observaron tiempos de reacción y patrones de precisión.

22.-El EEG tuvo un pico de precisión del 75%, el EMG tuvo una precisión sostenida del 95% para la decodificación de agarre de 3 clases dentro de un objeto. Se notaron algunas diferencias entre participantes.

23.-Se anticipa mejorar aún más los resultados con un análisis más avanzado. La cobertura de alta densidad contribuye a la investigación de movimientos de agarre para BCIs/prótesis.

24.-Matteo investigó los beneficios de una cobertura más amplia del cuero cabelludo con G.pangolin para la ejecución/imaginería motora y tareas visuales.

25.-Cubrir regiones temporales más allá de la corteza sensoriomotora reveló algunas activaciones relevantes para la discriminación de movimiento del pulgar vs meñique.

26.-Los paradigmas visuales con diferentes estímulos de color/contraste evocaron activaciones claras de la región visual, con diferencias observables usando densidades de electrodos variables.

27.-Las precisiones para la decodificación visual fueron similares pero los mapas topográficos fueron más informativos con mayor densidad.

28.-Se realizó una demostración en vivo de un experimento visual de 512 canales. Un sensor de foto detectó los inicios de los estímulos para un tiempo preciso de ERP.

29.-Se mostró la configuración de G.pangolin, preparación de la piel, aplicación de gel conductor y colocación de la rejilla. Se discutieron técnicas de reducción de impedancia.

30.-Se abordaron en preguntas y respuestas la reutilizabilidad de las rejillas, visualización de señales EEG de alta densidad, mecanismos de disparo y restricciones de transmisión inalámbrica.

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