Temporäres E-Tattoo auf der Kopfhaut zeichnet Hirnströme auf
Ein auf die Kopfhaut aufgetragenes E-Tattoo könnte künftig Hirnströme aufnehmen. Selbst kurze Haare stören die 3D-gedruckten Elektroden und Leiterbahnen nicht.
Statt eine Elektrodenkappe (links) anzulegen oder einzeln Elektroden aufzukleben, sprüht ein Roboter das E-Tattoo (rechts) in einem Arbeitsgang auf die Kopfhaut.
(Bild: University of Texas)
Mit einer Elektroenzephalografie (EEG) messen Neurologen die Hirnströme und damit die elektrische Aktivität des Gehirns. Dazu müssen sie von außen Elektroden am Schädel des Patienten anbringen, möglichst exakt platziert und mit Kabeln an einem EEG-Monitor angeschlossen. Elektroden und Kabel schränken den Patienten in seiner Bewegungsfreiheit ein und können sich auch leicht von der behaarten Kopfhaut lösen.
Forscher der University of Texas in Austin haben nun eine 3D-gedruckte Alternative entwickelt. Ein Roboterarm trägt ihr sogenanntes E-Tattoo direkt auf die Kopfhaut auf. Es besteht aus verschiedenen Polymeren, die zum Teil elektrisch leitfähig sind. Daraus entstehen im Druckprozess Elektroden direkt an der Kopfhaut und Leitungen, die zu Anschlüssen im Nacken führen. Das frisch gedruckte E-Tattoo härtet in wenigen Minuten aus und lässt sich auch an kurzem Haar vorbei auf die Haut sprühen. Kurze Kabel verbinden die gedruckten Leitungen dann mit einem tragbaren, handelsüblichen EEG-Monitor.
„Wir hoffen, dass unsere Technik Patienten helfen kann, EEG-Elektroden komfortabel und mobil über längere Zeit zu tragen und damit Langzeituntersuchungen zu erleichtern", sagt Projektleiterin Nanshu Lu. Über medizinische EEGs hinaus könnten die E-Tattos auch für Hirn-Computer-Schnittstellen dienen. Menschen mit Bewegungseinschränkungen könnten darüber beispielsweise durch ihre Gedanken einen Rollstuhl steuern. Das Design sei ultraflach und störe die Patienten nicht, betont Coautor José del Millán.
Derzeit lässt sich das E-Tattoo noch mit einer Haarwäsche zerstören und entfernen. In weiteren Versuchen wollen Lu und ihr Team die Robustheit und Haftung von Elektroden und Leitungen noch steigern, sodass Patienten sie auch beim Schlafen nicht beschädigen. Zudem arbeiten sie an einer Erweiterung, mit der der Roboter E-Tattoos auch durch lange Haare hindurch auf die Kopfhaut auftragen kann. Geplant ist der Einsatz von Roboterfingern, die das Haar beiseiteschieben, um dann das E-Tattoo daran vorbeizusprühen.
(agr)
