Origami-inspired soft fluidic actuation for minimally invasive large-area electrocorticography

Electrocorticography is an established neural interfacing technique wherein an array of electrodes enables large-area recording from the cortical surface. Electrocorticography is commonly used for seizure mapping however the implantation of large-area electrocorticography arrays is a highly invasive procedure, requiring a craniotomy larger than the implant area to place the device. In this work, flexible thin-film electrode arrays are combined with concepts from soft robotics, to realize a large-area electrocorticography device that can change shape via integrated fluidic actuators. We show that the 32-electrode device can be packaged using origami-inspired folding into a compressed state and implanted through a small burr-hole craniotomy, then expanded on the surface of the brain for large-area cortical coverage. The implantation, expansion, and recording functionality of the device is confirmed in-vitro and in porcine in-vivo models. The integration of shape actuation into neural implants provides a clinically viable pathway to realize large-area neural interfaces via minimally invasive surgical techniques

Ultrasound-guided, open-source microneurography:Approaches to improve recordings from peripheral nerves in man

Objective Microneurography is the only method for recording from single neurons in intact human nerves. It is challenging - requiring technical expertise, investment in specialised equipment and has sparse data yields. Methods We assessed whether ultrasound guidance in combination with an ‘open access’ amplifier and data capture system (Open-Ephys) would simplify and expand the scope of microneurographic recordings in humans. Results In 32 healthy consenting volunteers, ultrasound-guidance improved success rates for obtaining cutaneous C-fibres and reduced “Skin to Nerve” times from 28.5 minutes to 4.5 minutes for recordings of the peroneal nerve (P<0.0001). We illustrate the potential utility of ultrasound-guided microneurography for difficult to access nerves with phrenic nerve recording during a Valsalva manoeuvre. We show that Open Ephys is a viable alternative to commercially available recording systems and offers advantages in terms of cost and software customisability. Conclusions Ultrasound guidance for microneurography with Open Ephys facilitates cutaneous C nociceptor recordings and allows recordings to be made from nerves previously considered inaccessible. Significance We anticipate that the adoption of these techniques will improve microneurography experimental efficiency, adds an important visual learning aid and increases the generalisability of the approach

Compatibility of Open Source on Biomeasurement Systems Used in Health Care

Terveydenhuollossa käytetyt biomittausjärjestelmät ovat perinteisesti rakentuneet kaupallisista komponenteista. Näiden käytöllä on kuitenkin todettu olevan ongelmia, kuten kallis hinta, järjestelmän joustamattomuus sekä avoimuuden puute. Lisäksi terveydenhuollon asettamat vaatimukset biomittausjärjestelmille ovat muuttuneet. Nykyään biomittausjärjestelmiltä vaaditaan muun muassa kustannustehokkuutta, mahdollisuutta integroida eri mittausmenetelmiä samaan järjestelmään sekä potilaiden yksilöllisten mittaustarpeiden huomioimista. Kaupallisten järjestelmien ominaisuudet eivät pysty vastaamaan terveydenhuollon muuttuneisiin vaatimuksiin tarpeeksi tehokkaasti. Tähän ongelmaan pyritään etsimään ratkaisuja, jotta biomittausjärjestelmät vastaisivat entistä paremmin muuttuneita vaatimuksia. Yhtenä ratkaisuna voidaan esittää avoimuuden periaatteen hyödyntämistä. Näin ollen tässä työssä on selvitetty avoimuuden periaatteen soveltuvuutta ja käyttömahdollisuuksia terveydenhuollossa käytettävien biomittausjärjestelmien yhteydessä. Tätä varten on tehty kirjallisuusselvitystä olemassa olevista tutkimusprojekteista, joissa avoimuuden periaatetta on sovellettu biomittausjärjestelmiin. Tutkimusprojektien tarkastelussa on kiinnitetty erityisesti huomiota biomittausjärjestelmien vaatimuksiin, avoimuuden periaatteen tuomiin hyötyihin sekä haasteisiin, joita tutkimusprojekteissa on kohdattu. Kerätyn aineiston perusteella voidaan todeta, että avoimuuden periaatetta hyödynnetään monessa eri tyyppisessä biomittausjärjestelmässä. Monet työssä esitetyt biomittausjärjestelmät ovat kuitenkin vasta tutkimusvaiheessa, mutta on myös järjestelmiä, jotka ovat jo potilas käytössä. Työssä esitettävien havaintojen perusteella voidaan todeta, että avoimuuden periaate soveltuu ja on hyödynnettävissä terveydenhuollossa käytettävien biomittausjärjestelmien yhteydessä. Avainsanat: biomittaus, biomittausjärjestelmät, avoimuuden periaate, terveydenhuolto, lääkinnälliset laitteet, säädökset ja standardi

Designing a Clinically Viable Brain Computer Interface for the Control of Neuroprosthetics

Currently no brain computer interfaces exist that can control the individual fingers of a hand prosthesis and is suitable for permanent implantation in and individual with a single limb amputation. Within this thesis a design for a novel minimally invasive brain computer interface system is proposed that would be relatively low risk, allow for control of a prosthesis using existing cortical structures and be suitable for patients with loss of a single limb. The early stage development and proof of concept work has been done taking into account relevant regulatory requirements, so that a finalised version of the design would be suitable for regulatory certification. This novel design is found to be worth pursuing and may in turn open up new research opportunities