Un système EEG à électrode sèche innovant pour la recherche sur le cerveau dans un casque
Malgré des progrès continus dans l’amplification du signal et le traitement des données, l’acquisition, difficile et sujette à erreurs, de signaux sur la surface de la tête reste un problème majeur limitant l’utilisation de l’EEG dans la recherche fondamentale et clinique. Le projet ANDREA, financé par l’UE, a intégré un nouveau concept technologique d’électrodes sèches en réseau réunies dans un casque réglable. Comme le souligne la coordinatrice du projet, la professeure Silvia Comani: «Le système répond aux exigences en matière de haute qualité et fiabilité du signal, de mobilité, de confort élevé pour les patients/sujets et d’utilisation à long terme». Le casque dispose d’un mécanisme de positionnement par capteur automatisé, d’électrodes avec une forme flexible aux normes et d’une boîte à outils logicielle pour la classification automatique et l’élimination des artefacts principaux susceptibles d’affecter les enregistrements de l’EEG. «Les nouvelles technologies ont été validées dans des populations cliniques (patients neurologiques) et non cliniques (athlètes) pour produire un système optimisé pour une large gamme d’applications EEG», explique la professeure Comani. Sèches contre humides Ce casque innovant dispose d’un circuit d’électrodes sèches. La composition des électrodes est telle qu’elle évite tous les inconvénients de l’application d’un gel conducteur pour réduire l’impédance entre le cuir chevelu et le capteur. Un système «humide» offre également d’autres inconvénients. Par exemple, le sujet étudié peut développer des allergies au gel et ce dernier peut fuir et former des ponts entre les électrodes. Le fait que le gel puisse sécher introduit également des erreurs dues à la diminution de la qualité du signal. Un grand avantage est lié à la vitesse à laquelle le casque sec peut être ajusté. Ceci est très pertinent lorsqu’une action rapide est d’une importance critique. Des conditions difficiles comme l’épilepsie peuvent être traitées assez rapidement pour reconstruire les foyers et réaliser une chirurgie précise. Un nombre impressionnant de nouvelles fonctionnalités Le système de casque EEG est prêt à l’emploi et conçu pour combiner confort de l’utilisateur et performances de pointe pour la recherche sur le cerveau. Les électrodes multibroches sont légères et mécaniquement flexibles avec un revêtement conducteur nanostructuré pour des mesures stables et fiables. De plus, les différentes formes multibroches peuvent s’adapter à différentes zones du cuir chevelu pour augmenter la qualité du signal et offrir un maximum de confort au sujet étudié. Un concept modulaire permet l’application de huit à soixante-quatre électrodes. L’électronique de préamplification active améliore la qualité du signal à des niveaux d’impédance électrode-peau plus élevés. L’impédance électrique des matériaux biologiques reflète l’état clinique du tissu étudié. Conjointement aux algorithmes de rejet automatique des artefacts et à la boîte à outils logicielle optimisée, le système détecte et rejette les composants artefactuels dans les ensembles de données EEG enregistrés avec différentes configurations des électrodes et du casque. Un transfert de connaissances très important à tous les niveaux ANDREA a mis en place avec succès 44 détachements de personnel appartenant à un secteur différent pour un total de 99 personnes/mois. «Ce programme a également contribué au partage des différentes cultures et connaissances entre les partenaires», souligne la professeure Comani. En conséquence, la capacité de recherche, la visibilité internationale et la compétitivité de chaque partenaire ont été considérablement améliorées. En soi, cela a abouti, et continuera d’aboutir, à plusieurs publications scientifiques interdisciplinaires reconnues. Un chemin pour de futures recherches Certains partenaires du projet ANDREA ont déjà soumis de nouvelles propositions de projet pour le développement d’électrodes sèches en vue de surveiller les fonctions cérébrales des nouveau-nés, et ce, afin de prévenir des déficiences neurologiques, cognitives et motrices par la suite. Cela présente de nouveaux défis liés à la sensibilité de la peau chez les jeunes sujets. L’étude des interactions sociales et de la coordination offre une autre direction de recherche, mais elle doit incorporer le mouvement de tout le corps pour être significative. Le système EEG sec doit donc être solide et offrir un contact peau-électrode stable pour que la surveillance du signal cérébral reste fiable. Un total de 82 activités de diffusion ont été adressées à la fois aux spécialistes et au grand public. Ces activités ont compris des conférences scientifiques nationales et internationales, des salons internationaux, des événements organisés par des sociétés scientifiques et des journées portes ouvertes dans les universités. La professeure Comani résume le succès retentissant du projet ANDREA. «Grâce aux importants progrès technologiques réalisés dans le système EEG à électrodes sèches, ainsi qu’à la diffusion et à la collaboration mises en œuvre, nous espérons que le réseau ANDREA deviendra un réseau de recherche européen permanent pour la promotion des technologies de la santé en Europe.»
Mots‑clés
ANDREA, électrode sèche, EEG, casque, cerveau
