Gepersonaliseerde 3D-geprinte hoofddeksels voor transcraniële elektrische stimulatie met meerdere elektroden
9 september 2025
Onze gepatenteerde, gepersonaliseerde 3D-geprinte hoofddeksels zorgen voor een snelle en betrouwbare levering van transcraniële elektrische stimulatie (ME-tES) op kantoor en op afstand toegediende multi-elektrode.
Ons programma heeft echt twee hoofddoelen. De eerste is om veranderingen in de hersenen te identificeren die leiden tot cognitieve en emotionele tekorten bij mensen in het gehele dementiespectrum. Het tweede doel bouwt hier direct op voort door de veranderingen die we zojuist hebben geïdentificeerd te gebruiken als doelwitten voor behandeling, met technieken zoals neuromodulatie om het dagelijks functioneren te verbeteren.
Onze innovatieve hoofdband en trainingsproces maken een gemakkelijke, nauwkeurige, multi-elektrode opstelling op afstand mogelijk. Dit vergroot de toegang, terwijl de simulatieprecisie behouden en zelfs verbeterd blijft. Om te beginnen, verwerf een structurele T1 MRI-scan.
Upload de T1 van de deelnemer naar een beveiligde server en gebruik segmentatiesoftware om de hersenweefsels te segmenteren en het model voor te bereiden op de stappen voor computationeel modelleren. Start het ROAST-programma. Ontwikkel een individueel computationeel model van de elektrische stroom door het hoofd van de deelnemer.
Gebruik het model om elektroden op locaties te plaatsen die de stroom naar het doelhersengebied leiden. Upload nu de gewenste locatie van de elektroden en de T1 van de deelnemer in de hoofdband-creatiesoftware. De software plaatst automatisch dwarsbalken die de elektrodehouders verbinden om een stijve schaal te vormen die het mogelijk maakt om haar te herpositioneren en anatomische herkenningspunten te identificeren.
Upload het 3D-modelbestand in stl-formaat naar een geschikte 3D-printer. Zorg ervoor dat ruwe randen gladgestreken worden met schuurpapier indien nodig. Plaats de hoofdband op het hoofd van de onderzoeksdeelnemer met behulp van de oriëntatietaps om de plaatsing te begeleiden.
Beveilig de hoofdband met een haak- en lusriem onder de kin voor bilaterale hoofdbanden. Controleer de pasvorm van de hoofdband door te zoeken naar kleine openingen tussen de elektrodehouders en de hoofdhuid. Noteer de locaties waar kleine openingen voorkomen, en verwijder de hoofdband om zachte tussenstukken toe te passen die deze openingen compenseren.
Controleer de pasvorm opnieuw om ervoor te zorgen dat alle andere elektrodehouders in contact blijven met de hoofdhuid. Gebruik een flexibel meetlint om de nauwkeurigheid van de meting van de hoofdband te valideren, meet en markeer de locatie van elke elektrode met de hand op het hoofd van de deelnemer. Plaats de hoofdband op de deelnemer.
Markeer vervolgens de locaties van elke elektrodehouder. Verwijder de hoofdband. Meet het verschil in millimeters tussen de met de hand gemeten markeringen en de markeringen van de elektrodehouders van de hoofdband.
Noteer de afstand en richting van eventuele verschillen. Zodra de hoofdband goed past, verplaats los haar uit de elektrodehouders om zoveel mogelijk huid bloot te leggen. Vul vervolgens elke elektrodehouder met geleidend gel en plaats elke elektrode in zijn houder, waarbij contact tussen de elektrode en het gel wordt gegarandeerd.
Breng de dop op de houder aan om de elektrode op zijn plaats te bevestigen. Begin in de eerste sessie met het uitleggen van de componenten van de hoofdband en demonstreer de juiste plaatsing en voorbereidingsprocedures aan de studiepartner. Controleer de pasvorm van de hoofdband op kleine openingen.
Indien er openingen zijn, breng flexibele tussenstukken aan op de onderkant van de elektrodehouder en controleer de andere elektrodehouders opnieuw. Demonstreer beste praktijken, inclusief het verplaatsen van haar van onder de houders, het correct vullen met gel, het plaatsen van elektroden en het aanbrengen van de bijbehorende houderdop. Demonstreer nu de werking van het ME-tES-apparaat: controleer de batterijlading en evalueer de elektrode-impedantie.
Toon vervolgens de juiste rotaties, verwijdering en was- en droogmethoden. Voor de volgende sessie, laat de studiepartner de nasion en auriculair punten markeren om ervoor te zorgen dat de oriëntatietaps van de hoofdband goed op het hoofd van de deelnemer zijn geplaatst. Laat vervolgens de studiepartner de hoofdband plaatsen.
Markeer de locaties van de elektrodehouders van de plaatsing van de studiepartner en verwijder vervolgens de hoofdband. Plaats vervolgens de hoofdband op het hoofd van de deelnemer, markeer de locaties van de elektrodehouders en verwijder de hoofdband. Noteer eventuele verschillen in beide plaatsingen en geef eventuele correctieve feedback.
Laat de studiepartner de volledige installatie uitvoeren, inclusief het activeren van het apparaat, het evalueren van de impedantie en het schoonmaken van apparatuur onder toezicht. Gebruik in volgende sessies een gestandaardiseerde vaardigheidsgebaseerde checklist om de studiepartner te begeleiden tijdens elke stap van het installatieproces. Op de laatste dag van de training, geef de studiepartner een draagkoffer met alle benodigde materialen, een onderhouds- en verzorgingshandleiding en een tweede koffers met het ME-tES-apparaat aan het einde van de sessie.
Voor externe ME-tES-sessies thuis, laat de studiepartner inloggen op een beveiligde video-oproep. Vraag hen om alle installatie-activiteiten uit te voeren. Laat hen vervolgens de impedanties rapporteren.
Zodra acceptabel, verstrekt een code voor de studiepartner om in te voeren in de ME-tDCS-eenheid. Voer vervolgens de vereiste sessie-activiteiten uit tijdens een video-oproep. Zorg ervoor dat de studiepartner de verzorgings- en onderhoudschecklist volgt en de stimulatorbatterijen oplaadt zodra de sessie voltooid is.
De locaties van de elektroden in de hoofdband verschilden gemiddeld slechts 8,6 millimeter over de eerste 54 deelnemers, ten opzichte van handmatig gemeten locaties verkregen door het studieteam. Op de eerste dag van de training plaatsten studiepartners de hoofdband met een gemiddelde afwijking van slechts ongeveer drie millimeter ten opzichte van de plaatsing door het studieteam, wat verbeterde tot een nominale 1,74 millimeter tegen de laatste dag. Deelnemers en studiepartners rapporteerden hoge niveaus van vertrouwen na de eerste sessie, die verder toenam tot bijna plafondniveaus tegen de laatste trainingssessie.
Onze gepatenteerde hoofdband biedt een echt gepersonaliseerde methode die de veilige en nauwkeurige levering van multi-elektrode neuromodulatie mo
Overzicht
Deze studie introduceert een gepatenteerd, gepersonaliseerd 3D-geprint hoofdframe dat is ontworpen voor de snelle en betrouwbare toediening van multi-elektrode transcraniale elektrische stimulatie (ME-tES). Het hoofdframe faciliteert zowel toepassingen in de praktijk als op afstand, waardoor de toegankelijkheid en precisie bij neuromodulatiebehandelingen worden verbeterd.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Neuromodulatie
- Cognitieve en emotionele gezondheid
Achtergrond
- De studie heeft tot doel hersenveranderingen te identificeren die gekoppeld zijn aan cognitieve en emotionele tekortkomingen bij dementie.
- Er wordt gebruikgemaakt van neuromodulatietechnieken als behandeldoelen voor het verbeteren van het dagelijks functioneren.
- De hoofdband maakt een eenvoudige installatie en nauwkeurige plaatsing van de elektroden mogelijk, zelfs op afstand.
- Deelnemers ondergaan MRI-scans om geïndividualiseerde computationele modellen voor de stroomloop te maken.
Doel van het onderzoek
- Het ontwikkelen van een gebruiksvriendelijke hoofdbeugel voor effectieve toediening van ME-tES.
- Het trainen van studiepartners in de installatie en bediening van de hoofdbeugel.
- Het valideren van de nauwkeurigheid van de elektrodeplaatsing en het verbeteren van de resultaten bij deelnemers.
Gebruikte methoden
- Acquisitie van structurele T1 MRI-scans voor hersensegmentatie.
- Creatie van geïndividualiseerde computationele modellen voor elektrische stroomgeleiding.
- 3D-printen van hoofdtooien op basis van deelnemerspecifieke modellen.
- Training van studiepartners in de installatie van de hoofdtooien en de bediening van het apparaat.
Belangrijkste resultaten
- De locaties van de elektroden weken gemiddeld slechts 8,6 mm af van de handmatig gemeten locaties.
- Studiepartners bereikten een gemiddelde afwijking van 1,74 mm tijdens de laatste trainingssessie.
- Deelnemers rapporteerden een hoog betrouwbaarheidsniveau bij het gebruik van de headset.
- De headset bleek gebruiksvriendelijk, waardoor niet-experts de stimulatie effectief konden toedienen.
Conclusies
- Het gepersonaliseerde hoofdkap maakt een veilige en nauwkeurige toediening van ME-tES mogelijk.
- Het vergroot de toegang tot neuromodulatiebehandelingen voor personen met cognitieve tekorten.
- Het trainingsproces vergroot het vertrouwen en de vaardigheden van de studiepartners.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Gepersonaliseerde, 3D-geprinte hoofdbeugels voor multi-elektrode transcraniale elektrische stimulatie (ME-tES) maken een nauwkeurige, reproduceerbare targeting van neuromodulatie mogelijk, wat zowel klinische als remote onderzoekstoepassingen ondersteunt. Deze aanpak vergroot het voorspellende vertrouwen in de modulatie van hersennetwerken en faciliteert schaalbare, gestandaardiseerde interventiestudies bij diverse populaties. De methode heeft een directe impact op vroege ontdekkingen, targetvalidatie en translationele onderzoekspijplijnen binnen de neurotherapeutica.
Strategische Toepassingen in Biopharma R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt geïndividualiseerde targeting van hersengebieden mogelijk op basis van computationele modellering aangestuurd door MRI.
- Ondersteunt mechanistische risicoreductie door de precisie en reproduceerbaarheid van de stimulatie te valideren.
- Faciliteert functionele targetvalidatie voor neuromodulatie-interventies.
- Verbetert het voorspellende vertrouwen in resultaten van modulatie op netwerkniveau.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Standaardiseert de plaatsing van elektroden voor multi-site of longitudinale studies.
- Levert kwantitatieve nauwkeurigheidsmetrieken voor de lokalisatie van elektroden vergeleken met handmatige metingen.
- Bereidt gevalideerde headgear-systemen voor voor schaalbare screening van neuromodulatieprotocollen.
- Maakt een snelle, reproduceerbare opzet mogelijk die geschikt is voor high-throughput of remote workflows.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt stimulatiemontages uit met ziekterelevante hersennetwerken die via beeldvorming zijn geïdentificeerd.
- Waarborgt continuïteit van computationele modellering naar in vivo interventiestudies.
- Ondersteunt de risico-gecorrigeerde ontwikkeling van neuromodulatiestrategieën richting klinische translatie.
- Biedt een platform voor het evalueren van translationele biomarkers van de betrokkenheid van hersennetwerken.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze methode integreert het proces van vroege ontdekking tot preklinische validatie, waarbij computationele modellering, prototypeontwikkeling van apparaten en de levering van interventies op afstand worden verbonden.
- Ontdekkingsbiologie: Koppelt op MRI gebaseerde doelwitidentificatie aan functionele tests voor neuromodulatie.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve plaatsing van elektroden voor standaardisatie van protocollen.
- Analyses: Maakt meting van de nauwkeurigheid van de elektrodelokalisatie en de reproduceerbaarheid van sessies mogelijk.
- Translationeel onderzoek: Verbindt geïndividualiseerde stimulatie met ziekterelevante netwerkmodulatie.
- Zakelijk hergebruik: Biedt een schaalbaar, aanpasbaar platform voor diverse neuromodulatiestudies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in hersenstimulatieonderzoeken.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, gebruiksvriendelijke hoofdbanden voor reproduceerbare plaatsing van meerdere elektroden.
- Strategische waarde: Maakt remote interventiestudies met hoge getrouwheid mogelijk en ondersteunt gedecentraliseerde onderzoeksmodellen.
- Impact op portfolio: Faciliteert risico-gecorrigeerde prioritering van neuromodulatiedoelen en -protocollen.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist toegang tot MRI-beeldvorming en expertise in computationele modellering.
- Vereist 3D-printinfrastructuur en kwaliteitscontrole voor de fabricage van het apparaat.
- Vereist gestandaardiseerde trainingsprotocollen voor studiepartners die geen experts zijn.
- Moet zorgen voor een veilige gegevensverwerking voor beeldvorming en de aanpassing van het apparaat.
- Aanpassing aan diverse hoofdanatomieën en neurologische aandoeningen kan protocolwijzigingen vereisen.
