Araştırma uygulamalarınız için kuru EEG cihazı nasıl seçilir?
Bu blog yazımızda, Bitbrain tarafından yayımlanan ve EEG cihazları seçiminde son derece faydalı olacağını düşündüğümüz “How to Select a Dry-EEG Headset for your Research Application” başlıklı blog yazısını sizler için derledik.
Kuru EEG sistemleri, nörobilimin gerçek dünya ortamlarında uygulanmasına ve nöroteknolojiye dayalı yeni nesil ürün ve hizmetlere kapı açabilir. Ancak, güvenilirlikleri, doğrulukları ve sinyal kaliteleri ile ilgili birçok açık soru bulunmaktadır. Bitbrain tarafından Bu blog yazısı, okuyucuya uygulama gereksinimlerine uygun bir teknoloji seçmesi için sağlam argümanlar sunacaktır.
Kuru EEG sistemi nedir?
Elektroensefalografi (EEG) sistemleri arasındaki fark öncelikle EEG elektrodu/sensörü ile cilt arasındaki iletkenliği artırmak için kullanılan elektrolitik maddenin türüdür:
Kuru EEG: Madde yok
Su bazlı EEG: Musluk suyu nemi
Tekstil EEG: Akıllı tekstillere dayalı giyilebilir EEG
Salin EEG: Salin solüsyonları
Jel EEG: Elektrolitik jeller
Yarı kuru, salin veya jel bazlı EEG’ler ıslak EEG’ler olarak da adlandırılır. Sensör ile kafa derisi arasındaki iletkenliği artırmak için bir maddenin gerekli olması, cihazın kullanılabilirliği ve konforu, dolayısıyla nihai kullanıcı deneyimi ve olası uygulamalar üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir.
Kuru EEG elektrotları herhangi bir madde kullanımını gerektirmez ve doğrudan kafa derisi ile temas eder. Başlıca avantajları, yerleştirilmelerinin hızlı olması, şırınga veya jel kutuları gibi herhangi bir ek alet gerektirmemeleri, genellikle rahat giyilmeleri, kullanımdan sonra başın temizlenmesini gerektirmemeleri ve sonrasında ekipman üzerinde ağır hijyenik prosedürler gerektirmemeleridir. Ana dezavantajları, sensör ile cilt arasındaki yüksek temas empedansıdır; bu da kuru sensör ve amplifikatör katmanlarının daha fazla EEG artefaktı ve gürültüsüyle başa çıkabilmesini gerektirir. Bu katmanlar, aynı sinyal kalitesini elde etmek için elektrolitik maddeler kullanan elektrotlara sahip teknolojilerden daha yüksek performans ve daha sofistike özelliklerle bu dezavantajı telafi etmelidir.
Bu doğrultuda, kuru EEG sistemlerinin kullanım kolaylığı ve konfor avantajları, EEG cihazı seçiminde kritik öneme sahip olan güvenilirlik ve doğruluk açısından olumsuz etkiler yaratabilir. Kuru EEG cihazlarının sensörlerinin, amplifikatörünün ve kablosunun tasarımı, yüksek kaliteli bir EEG sinyali elde etmek için ıslak EEG cihazlarından çok daha yüksek performans özelliklerine ihtiyaç duyar.
Kuru EEG cihazları ne işe yarar?
Nörobilim araştırmalarının önemli bir alanı yeni bir zorluğu ele almaktadır: İnsan davranışının anlaşılmasını, araştırma laboratuvarlarındaki kontrollü senaryolardan gerçek dünya ortamlarına kaydırmak. Buna ek olarak, yeni nesil nöroteknolojiler ve beyin-bilgisayar arayüzleri yeni pazarlara ulaşmaya başlıyor. Hem araştırma hem de iş fırsatları, çok yeni gereksinimleri olan yeni nesil EEG’ye ihtiyaç yaratıyor: Kullanım kolaylığı, rahatlık, mobilite ve artifaktlara karşı direnç. İyi tasarlandığında, kuru EEG sistemleri tüm bu özellikleri doğrudan ele alır ve daha önce erişilmesi mümkün olmayan yeni kullanım durumlarına ve araştırma senaryolarına uyum sağlar. Kuru EEG cihazının kullanım kolaylığını görmek için videoyı izleyin.
Uygulamada kuru EEG elektrotları ile ıslak EEG elektrotları karşılaştırması
Bir kuru EEG cihazı hemen hemen her ortamda EEG kaydı yapmak için kullanılabilse de, bu teknolojilerin temel amacı gerçek dünya ortamlarını veya profesyonel ürün ve hizmetleri ele almaktır.
Hem kuru hem de su bazlı elektrotlu EEG’leri genel bir araştırma hattına yerleştirmenin kolay bir yolu şudur:
- Keşifsel araştırma aşaması: Kontrollü durumlarda insan davranışını anlamak için laboratuvar içi araştırma teknolojilerinin kullanılması. Bu aşamada öncelikler, çok sayıda sensörle beyni yüksek oranda kapsayacak şekilde ve çok yüksek çözünürlük ve doğrulukta ölçümler elde etmektir.
- Uygulamanın optimizasyonu: Davranışın altında yatan nöral korelasyonların nerede ve nasıl ölçülebileceğini anlamak için EEG sinyal işleme tekniklerini kullanın.
- Uygulama odaklı aşama: doğal senaryolarda insan davranışını anlamak için laboratuvar dışı araştırma ve uygulama teknolojilerinin (kuru EEG cihazları) kullanılması. Bu durumda öncelik, kullanımı kolay ve rahat EEG teknolojilerine sahip olmak, sensörlerin sadece ilgili beyin bölgeleri üzerinde olması (sadece ölçmemiz gereken beyin elektriksel aktivitesini ölçmek), hareket kabiliyeti ve artefaktlara karşı dirençli olmaktır (hareketlerden bağımsız olarak işlemek için).
Dolayısıyla, su bazlı EEG’nin ana uygulama odağı, bu araştırma hattının farklı aşamalarında kullanıldıkları için genellikle kuru EEG’yi tamamlayıcı niteliktedir. Aşağıdaki bazı örneklere bakınız.
Yüksek yoğunluklu ve düşük yoğunluklu kuru EEG cihazları
Daha önce de belirtildiği gibi, düşük yoğunluklu kuru-EEG elektrotları, araştırma ve geliştirmenin sonraki aşamalarını hedeflemek için tasarlanmıştır (genellikle kişi kendi veya başkalarının araştırmalarına dayanarak ölçülecek beyin alanlarını zaten bildiğinde). Daha sonra, elektrot sayısını azaltarak, kuru-EEG cihazının tasarımı kullanılabilirlik, ergonomi, konfor ve mobilite gibi diğer yönlere odaklanabilir. Bu teknolojilerin ana avantajı budur.
Bununla birlikte, yüksek yoğunluklu kuru elektrotlar (32 elektrot veya daha fazla), duş başlığı tasarımlı (kepli) su bazlı EEG sistemleriyle aynı araştırma aşamasında kullanılmak üzere de tasarlanabilir. Bu durumda, araştırma sınıfı kuru EEG teknolojileri elektrolitik maddeyi ortadan kaldırma avantajına sahiptir (ekipmanın temizliği, daha sonra kafayı yıkamaya gerek yoktur, vb), ancak genellikle kullanılabilirlik veya ergonomiden ödün verir.
Kuru EEG sistemlerinin önemli özellikleri
Kuru EEG sensörlerine sahip olmanın yanı sıra, nihai uygulama için yeterince güvenilir ve doğru bir toplama sistemine sahip olmak önemlidir. Ana mesaj, sensörün ihtiyaç duyduğu elektrolitik özellikler ne kadar düşük olursa sensörün, kablo korumasının ve amplifikatörlerin performansının o kadar yüksek olacağıdır (Li vd., 2018). Literatürde gösterilen en yaygın özelliklere dayanarak (Gargiulo ve diğerleri, 2010; Pinegger ve diğerleri, 2016; Tallgren ve diğerleri, 2005), burada bir kuru EEG sisteminin güvenilirliğini ve doğruluğunu etkileyen en önemli özelliklerin kapsamlı bir listesini sunuyoruz.
Kuru veya yarı kuru EEG sensörleri için doğru şekilde tasarlanmış EEG amplifikatörlerinin salin veya jel bazlı EEG sensörleriyle mükemmel şekilde çalışabilmesine rağmen, bunun tersinin doğru olmayabileceğine dikkat edin ve çok yüksek düzeyde gürültü ve artefaktlarla daha düşük SNR bekleyebiliriz.
Multimodal Araştırma
Bu makaleyi okuyarak çok modlu araştırma hakkında daha fazla bilgi edinin, nörobilim araştırma projeleri için EEG ve diğer teknolojilerin kombinasyonlarını keşfedin ve her senaryo için en iyi seçenekleri nasıl değerlendireceğinizi öğrenin.
Çok modlu bir yaklaşım kullanan bazı bilimsel yayınlar arasında, kuru EEG kulaklık Bitbrain Diadem ve biyosinyal amplifikatörü Ring kullanılan “Çerçeveleme, risk algısı ve sosyal sağlık kampanyaları: Nörobilimsel bir analiz” (Fernandez-Lores ve ark., 2024) bulunmaktadır. Aynı teknoloji, “İnsan-Robot Etkileşimi (HRI) sırasında Montaj Görevinde Hız ve Hızlanmanın İnsan Faktörleri Üzerindeki Etkisinin Değerlendirilmesi”(Apraiz ve ark., 2025) adlı makalede de kullanılmıştır. Bitbrain web sitesinde, kuru EEG ve su bazlı EEG ile kaydedilmiş bilimsel yayınların ve açık erişimli EEG veri setlerinin daha fazla örneği bulunmaktadır. Bu videoda, kurulumda Bitbrain Diadem EEG kulaklık ile Versatile Bio biyosinyal amplifikatörü bir arada kullanılmış ve her ikisi de Bitbrain’in SennsLite yazılımı ile eşzamanlı olarak kaydedilmiştir. Ek biyosensörlerle entegre edilmiş ve özel yazılım aracılığıyla senkronize edilen bu kuru EEG sistemi, yüksek kaliteli, çok modlu veri toplama imkanı sunarak araştırma potansiyelini en üst düzeye çıkarır.
Kullanımda olan kuru EEG sistemlerinin gerçek dünya örnekleri
Gerçek Hayat Senaryolarında Kuru EEG ve Diğer Biyosensörleri Kullanan Çok Modlu Araştırma Projeleri
San Sebastián Denizcilik Müzesi’ndeki bir sergiye ilişkin etki çalışması. Bu çalışma, 2020 yılında TECNALIA Araştırma ve İnovasyon‘un İnsan Faktörü ve Kullanıcı Deneyimi (HU&UX) laboratuvarı tarafından gerçekleştirilmiştir.
Çalışmanın içeriği, “ziyaretçiler için en çekici olan sergi kaynaklarını belirlemek”ti (Sara Sillaurren, ICT Proje Yöneticisi ve bu çalışmanın baş araştırmacılarından biri). Bu nedenle, ana hedef, “halk üzerinde en büyük etkiyi yaratan serginin temel unsurlarını belirleyen ve müze yöneticilerine gelecekteki sergiler için rehberlik edecek bir nihai rapor hazırlamak”tı.
Bu amaçla, araştırma, deneklerin maksimum kontrollü hareket özgürlüğü ve konforu gerektiriyordu. Testlerin, deneklerin farklı uyaranlara (metinler, görüntüler, videolar ve kokular) verdikleri bilinçsiz tepkilerle ilgili bilgileri elde edebilmesi için sergi gibi ortam koşulları gerekliydi.
HU&UX araştırma grubu aşağıdaki cihazları kullandı:
EEG kaydı – Diadem EEG.
GSR ve BVP kaydı – Ring.
Göz takibi kaydı – Tobii Pro Glasses 3 (kablosuz).
İç Mekan Konumlandırma Sistemi – InTrack (ticari olarak satışta değildir).
Çok modlu kayıt SennsLab ile gerçekleştirildi ve veri analizi SennsCloud Platformu ve SennsMetrics ile yapıldı.
Bu araçlarla araştırma grubu, yaş gruplarına göre segmentlere ayrılmış halkın tepkisine ilişkin tam bir bilişsel ve duygusal analiz çıkardı. İlgili analiz sonuçları, sergiyi farklı tematik alanlara ayırarak ve her birinde sunulan uyaranları kategorize ederek çıkarıldı.
Dry-EEG kullanılan diğer araştırma projeleri
SCI hastalarının motor nörorehabilitasyonu için evde kullanılabilir BCI: Uygulama, H2020 MoreGrasp AB projesi sayesinde gerçekleştirilmiştir. Daha fazla ayrıntı için buraya bakın.
Sürüş izleme ve geliştirme: Uygulama Nissan Group‘ta gerçekleştirilmiştir. Daha fazla ayrıntı için buraya bakın.
Sonuçlar
Kuru elektrotlu EEG başlıkları, nörobilimin gerçek dünya ortamlarında uygulanmasına ve pazarın yeni nesil ürünlere (araştırma ve tıbbi cihazlar ve ticari EEG başlıkları) ve nöroteknolojiye dayalı hizmetlere kapı açmaya başlıyor. Ancak, bir EEG sisteminin seçimi kolay bir iş değildir. Şu iki soru bir başlangıç noktası sağlayabilir:
1 Araştırma sürecinin neresindesiniz?
Önceliğinizin beyin aktivitesi ölçümlerini derinlemesine anlamak olduğu keşif aşamasındaysanız, bir ıslak-EEG sistemiyle başlamayı düşünebilirsiniz.
Neyi ölçmeniz gerektiğini (sensörlerin bir alt kümesi) bildiğiniz uygulama aşamalarındaysanız ve önceliğiniz kullanılabilirlik ve konfor ise, o zaman bir kuru EEG sistemini düşünmek isteyebilirsiniz.
2 Sadece kuru EEG sensörleriyle mi ilgileniyorsunuz? Sensörler, kablo ve amplifikatör katmanları dahil olmak üzere kuru EEG sistemleri ilginizi çekebilir. Sensör tipinin seçimi, sağladıkları ergonomi ve kullanılabilirlik nedeniyle uygulamayı belirler, ancak bu seçim sinyal taşıma -ekranlama- ve biyosinyal amplifikatör özellikleri dikkate alınmadan yapılamaz.
Kuru EEG cihazına ihtiyacınız olduğunda, yapmanız gereken bu bilgiyi kullanarak özellikleri ve bunların seçim sürecinde neden önemli olduğunu daha iyi anlamaktır.
