Category Archives: electronics

EWI alumni, bedankt!

EWI alumni, bedankt! Alberto Gancedo is net begonnen met zijn master elektrotechniek. Hij heeft een buitengewoon leuke 'studentenbaan'. Met financiële hulp van EWI-alumni en het universiteitsfonds kan hij verder met de ontwikkeling van een draagbaar prototype dat ongewone hersenactiviteit van baby's detecteert, direct na de geboorte. Hij ontwierp dit apparaat tijdens zijn bachelor. Gancedo: "Het is een apparaat dat de hersenactiviteit van de baby op een eenvoudige manier kan meten en makkelijk storingen kan detecteren. Aangezien een baby kwetsbaar is en niet stil kan liggen, is een standaard kapje met elektroden en draden geen optie. Mijn vinding heeft slechts enkele elektroden, waardoor schade vrijwel uitgesloten wordt. Het apparaat moet klein, draagbaar en goedkoop zijn. Alhoewel ik er nog veel werk aan heb, hoop ik voor het einde van dit lesjaar live metingen te kunnen doen in een ziekenhuis." http://tudelft.nl/ewi/actueel/humansof- eemcs/alberto-gancedo

Electrical Implants — small devices with huge potential


Since the introduction of the pacemaker in 1958, much has changed in the world of electrical stimulation. Whereas the first electrical implants targeted muscles, the implants of today are flexible and focus mainly on the nerves in our body. The concept, however, remains unchanged: electrical implants give control back to the body. Vasiliki Giagka, Assistant Professor of Bioelectronics at TU Delft, talks about the past, present and future of her field of research.

Electrical implants of today look nothing like the first pacemaker of sixty years ago. They are much smaller now and have a much longer battery life, while being much more versatile. Small active implants now help us to relieve the symptoms of Parkinson’s disease, alleviate pain in different parts of the body and treat incontinence. According to Vasiliki Giagka, personalised electronics will soon be part of the treatment plan of patients with rheumatoid arthritis, asthma and diabetes, and patients with spinal cord injury will be able to walk again in the foreseeable future. A pipe dream? Giagka: ‘There is huge potential. I am sure there are a lot of people who will benefit from this research.’

 

The plasticity of the spinal cord

‘Neurons in our body connect to form networks. The spinal cord therefore functions as a conduit for communication between muscles and the brain. For a person who suffers from spinal cord injury, some of these connections are interrupted. About thirty years ago, scientists discovered that networks can re-organise, and new connections can be formed. This phenomenon is called plasticity. We can encourage this process through physical training. In 2012, researchers succeeded in getting a paraplegic patient to support his own weight and even to take a step through a combination of electrical stimulation, medicines and training. Since then, more results have been published on a regular basis. I do not know whether we are going to be able to treat all paraplegic patients – that depends on lots of factors – but I believe there is huge potential. I am sure there are a lot of people who will benefit from this research.’

 

Signals

Electronic implants can be used to control three modalities in the body: to induce signals that are interrupted, to record signals coming from elsewhere in the body to feed them back to another system and to block unwanted signals. ‘Consider how our bladder works,’ explains Giagka. ‘It fills up, so we have to empty it. There needs to be a signal that instructs our body to do this. This is a signal we can induce with electronics at a time we want to. But then we want to know precisely when we want to induce this signal. So we need to record information that reveals how full our bladder is. We can then use this information to extract a signal that tells us that our bladder is full and needs to be emptied. Some people suffer from urinary incontinence: their bladder empties without them having instructed it to do so. We can use electronics to block that signal and restore the mechanism. This way we close the loop.’

Weak points

Closing such a loop with electrical stimulation can heal patients with a variety of conditions, such as spinal cord injury. Giagka: ‘Here in Delft, we are doing research into electronics that stimulate the spinal cord to restore locomotion in paraplegic patients. They can then learn to walk again in a more coordinated way.’ Giagka was already working on this line of research when she completed her PhD in England. ‘I fabricated a flexible electrical implant to stimulate the spinal cord. I wanted to avoid using wires to and from the electronics, because they cause inflammation around the spinal cord. We are currently working on minimising the size and power consumption.’

Local treatment

Giagka’s current activities focus on the next generation of active implantable devices: Bioelectronic Medicines. ‘They are even smaller than the current options and target the peripheral nervous system: smaller nerves that transmit signals of sensation and motor function through the whole body. A doctor must be able to inject the tiny implant around a nerve through a needle and program the device to give the patient personalised local treatment. That has a big advantage: only the immediate vicinity is treated, which avoids the possible side effects that come with medicine.’

Challenges

Giagka believes that before we are at a stage when a doctor can inject and program such an implant, we still face a number of challenges. ‘The devices must be biocompatible with the body and the anatomy, so that they do not cause any damage. They also need to last for decades and be able to run and communicate wirelessly.’ It is not yet known what these active implants will look like. ‘We want to concentrate all the technology in a small housing with a three-dimensional cuff-like form, which can be placed around the nerve. It would be really great if we could make an implant the size of one cubic centimetre.’ Since pharmaceutical company GlaxoSmithKline organised a competition to develop a wireless active implant a few years ago, many companies are now investing in the market. ‘Active implants have since become a hot topic,’ says Giagka. ‘I cannot say whether it is feasible, but GlaxoSmithKline hopes to be able to market these implants by 2023.’

About Vasiliki

Dr Vasiliki (Vasso) Giagka (Athens, 1984) studied Electronic and Computer Engineering at the Aristotle University in Thessaloniki, the second largest city in Greece. After graduating in 2009, she moved to London to do her PhD at University College at the Analogue and Biomedical Electronics and the Implantable Devices Groups . She participated as a post-doctoral researcher in the GlaxoSmithKline Bioelectronics Innovation Challenge. Since 2015, Giagka has been working at TU Delft as an Assistant Professor at the Bioelectronics Group, where she carries out research into new materials and approaches to the problems that come with bioelectronic medicines. She also teaches Master’s students.

 

Text: Koen Scheerders | Photo: Mark Prins | Illustration: Katarina Radovic (Stocksy) | November 2017

TU Delft en Inholland ontwikkelen chip voor beter gehoor

13 juli 2017

http://nieuws.inholland.nl/tu-delft-en-inholland-ontwikkelen-chip-voor-beter-gehoor/

Een chip die ervoor zorgt dat doven en slechthorenden beter horen met hun gehoorimplantaat, waardoor hun kwaliteit van leven toeneemt. Dat is het ambitieuze streven van project ReaSONS II Demo van de TU Delft en Inholland. Onlangs kreeg het project subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Docent-onderzoekers en studenten van verschillende onderwijsdomeinen zullen gezamenlijk aan dit project werken.

Onderzoekers van de TU Delft ontwikkelden een chip die de zenuwactiviteit in het oor nauwkeurig kan meten. In combinatie met een cochleair implantaat kan hij slechthorende en dove mensen veel beter laten horen. De chip is echter nog incompleet. Daarom heeft de TU Delft in samenwerking met Inholland financiering aangevraagd om de ontwikkeling ervan voort te zetten onder de naam ReaSONS II Demo. Het uiteindelijke doel is om bedrijven een prototype aan te bieden dat ze kunnen toepassen in hoorproducten. De NWO kende de Demonstrator-subsidie vorige maand toe.

De ReaSONS chip

Dit project heeft impact op de kwaliteit van leven van mensen die een gehoorimplantaat gebruiken. We werken op het snijvlak van techniek en gezondheidszorg.

Cees Jeroen Bes, onderzoeker bij de TU Delft, ontwikkelaar van de ReaSONS-chip

Samenwerking tussen domeinen
Inholland voert dit project uit met behulp van docent-onderzoekers en studenten van de onderwijsdomeinen Techniek, Ontwerpen en Informatica (TOI) en Gezondheid, Sport en Welzijn (GSW). Het onderzoek wordt uitgevoerd door het kernteam Biomedical van het Domein TOI in samenwerking met het Inholland Health and Technology Centre (IHTC). De opgedane kennis wordt ingezet binnen de curricula van de betrokken opleidingen als voorbeelden tijdens de instructiecolleges, als projectopdracht en afstudeeropdracht. Met dit project denkt Inholland op wereldniveau mee over innovatieve oplossingen op het gebied van gezondheid.

Technisch hoogstandje
Cees Jeroen Bes, docent-onderzoeker en projectleider van het kernteam Biomedical, kent als geen ander de gebruikte technologie. Hij bedacht en implementeerde het concept achter de chip en promoveert er binnenkort op aan de TU Delft. “Nu is het tijd om de chip door te ontwikkelen van een proof-of-concept naar prototype en er een showcase van te maken”, zegt Bes. “Het project is niet alleen een technisch hoogstandje, het heeft ook nog eens impact op de kwaliteit van leven van mensen die een gehoorimplantaat gebruiken. We werken daarbij op het snijvlak van techniek en gezondheidszorg.”

Het project ReaSONS II Demo kent een gebruikerscommissie waarin de bedrijven Healthtech, Advanced Bionics, Twente Medical Systems, Applied Biomedical Systems en mede-patenthouder Leids Universitair Medisch Centrum plaatsnemen. Demonstrator is een financieringsinstrument van het NWO-domein Toegepaste en Technisch Wetenschappen dat daarmee kansrijk technisch onderzoek stimuleert en faciliteert om tot een zogeheten minimaal werkbaar product te komen.

Neem bij vragen over de ReaSONS II Demo contact op met onderzoeker Cees Jeroen Bes via ceesjeroen.bes@inholland.nl.

De Gezonde Samenleving

Met dit project dragen docent-onderzoekers en studenten bij aan De Gezonde Samenleving, een profilerend thema van Hogeschool Inholland. Dit is een samenleving waarin burgers, bij fysieke, psychische en sociale problemen, een zo gezond en sociaal mogelijk leven leiden en kunnen participeren. Een samenleving waarin mensen in hun sociale omgeving centraal staan. Waarin professionals mensen – preventief en bij problemen – activeren en ondersteunen bij het ontwikkelen van zelfmanagement en empowerment. Deze professionals werken interprofessioneel en maken gebruik van de laatste (technologische) innovaties.

Energy-Efficient Low-Power Circuits for Wireless Energy and Data Transfer in IoT Sensor Nodes

[1704.08910] Energy-Efficient Low-Power Circuits for Wireless Energy and Data Transfer in IoT Sensor Nodes, paper by G. C. Martins, A. Urso, A. Mansano, Y. Liu, W. A. Serdijn

Abstract: In this paper, we present techniques and examples to reduce power consumption and increase energy efficiency of autonomous wireless sensor nodes for the Internet of Things. We focus on RF energy harvesting and data transfer, all of which have a large impact on the device cost, lifetime and functionality. We explore the co-design of antenna and electronics to increase RF-DC conversion and efficiency and to improve the performance of the LNA. A high-efficiency orthogonally switching charge pump rectifier is presented. Its measurement results are presented, along with a discussion on how to define its power conversion efficiency. To boost the rectifier output voltage, while presenting the best output load to it, a DC-DC converter with maximum power point tracking is presented. To transmit slowly-varying signals in a low-power manner, an asynchronous data converter is discussed and two modalities of data transmission are presented. The first one is a passive transmitter implementation and the second a novel low-power sub-GHz UWB transmitter.

Comments: 15 pages, 32 figures, 4 tables
Subjects: Emerging Technologies (cs.ET)
Cite as: arXiv:1704.08910 [cs.ET]
(or arXiv:1704.08910v1 [cs.ET] for this version)

U.S. Government Awards $20 Million for Electroceuticals Research

nerves

Image: Pradeep Rajendran and Rosemary Challis/Shivkumar Lab/UCLA

The U.S. National Institutes of Health (NIH) wants better ways to treat disease with electrical stimulation, and last week announced the recipients of more than US $20 million in funding for the field. The awards aim to improve maps of the peripheral nervous system—the body’s electrical wiring—and generate sophisticated systems that can hack into its codes.

The funding is part of a $248 million, seven-year program that the NIH Common Fund announced in 2014. Last week’s awards mark the start of the core of that program. Up to $39 million in additional awards will be announced next year. The agency will begin accepting applications for those awards by early 2017, says NIH’s Gene Civillico, who heads up the funding program, called SPARC, or Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions.

Researchers have for decades been electrically stimulating the brain, the spinal cord and peripheral nerves in an attempt to alleviate ailments such as Parkinson’s disease, epilepsy, pain, and paralysis. The technique can work as well or better than drugs, leading some to dub the field “electroceuticals.” Several companies sell such devices with approval from the U.S. Food and Drug Administration (FDA).

Those tools have seen some success. In clinical studies they have been shown to reduce seizures and symptoms of rheumatoid arthritis, and help people regain bladder control and muscle mobility.

The tools on the market are surprisingly simplistic. In most systems, a pulse generator blindly sends electrical impulses along a lead to electrodes that are placed on a nerve. With enough intensity, the stimulation causes neurons to fire. Those induced impulses, called action potentials, are just like the ones produced naturally by the body. The signals travel along neural networks in different temporal patterns, communicating with the body and influencing chemical and biological processes.

The problem with current devices is that they shoot electrical impulses broadly at nerves in patterns that don’t begin to mimic the body’s natural code. It’s miraculous that the body responds at all to these crude signal patterns. And often the devices activate entire nerves, rather a subset of particular fiber groups, wasting battery power and creating side effects.

That leaves a lot of room for improvement—an exciting prospect for engineers. Many more diseases could be treated with electrical stimulation if the devices were designed more elegantly, say leaders in the field. New designs for electrodes and other tools must better interface with the body and activate nerves that are currently out of reach. And such tools must selectively activate key fibers within the nerve that perform specific functions, these leaders say.

To do that, we need a better understanding of the anatomy of neural circuits—where they are and what they do. We also need to know the precise signal patterns neural circuits use to communicate with organs. In other words, if we want to hack the system, we need maps and codes.

Those are the kinds of breakthroughs NIH Common Fund intends to stimulate with the awards. “We’re seeing a fair bit of clinical success, but with fairly primitive understanding of what the stimulation is actually doing,” says Civillico.

The awards focus on treating conditions such as heart disease, asthma and gastrointestinal disorders. The program’s leaders want researchers to focus on peripheral nerves—those that connect the brain and spinal cord with the rest of the body—because of their potential direct effects on organ systems and their accessibility. (The brain is far more complex, and harder to map.)

Google wil nu ook data uit je lichaam

Google wil nu ook data uit je lichaam

Bio-elektronica Techbedrijven verzamelen met farmareuzen zeer gevoelige informatie over medische aandoeningen. Ligt die straks bij je baas of je verzekeraar?

MRI-scan van een jongen van 9. Aan het verzamelen en verwerken van medische data kleven privacyrisico’s. Foto ANP

Wouter van Noort, NRC Handelsblad, 7 augustus 2016

Gadgets die werken als medicijnen. Het is de toekomst als een groeiende groep farmacie- en technologiebedrijven zijn zin krijgt. Googles moederbedrijf Alphabet kondigde vorige week een samenwerking aan met farmareus GlaxoSmithKline (GSK) op het gebied van zogeheten bio-elektronica, minuscule implanteerbare apparaatjes die via elektrische signalen ziektes kunnen genezen en voorkomen. Ook Apple en Samsung werken al een tijdje aan bio-elektronica en biosensoren: meetapparaatjes voor lichamelijke functies die je zowel buiten als binnen in je lijf kunt dragen.

Apple en Samsung hebben, net als Google, bovendien steeds nauwere banden met de farmaceutische industrie. Googles zusterbedrijf Verily, dat zich helemaal richt op farmaceutische toepassingen, sloot op andere gebieden al eerder samenwerkingen met Johnson & Johnson en Novartis. Apple werkt ook samen met GSK, en Samsung investeert veel om zelf meer een farmaceutisch bedrijf te worden.

Dat juist bedrijven uit de consumententechnologie ineens zo geïnteresseerd zijn in de farmacie, en vooral in de bio-elektronica, roept interessante vragen op. Met name over privacy: behalve informatie óver mensen, kunnen technologiebedrijven dankzij bio-elektronica straks namelijk ook data verzamelen ín mensen.

„Ik ben er niet gerust op”, zegt Wouter Serdijn, hoogleraar bio-elektronica aan de TU Delft en London University College. „Een bedrijf als Google weet al heel veel van je, en juist als je gegevens uit bio-elektronica combineert met grote hoeveelheden andere data, ontstaan mogelijk interessante inzichten over de gezondheid van individuen.”

Die inzichten kunnen nuttig zijn voor de genezing van bepaalde aandoeningen, maar er zitten ook privacyrisico’s aan. Ook de Haagse technologiedenktank Rathenau Instituut spreekt al jaren zijn zorgen uit over privacygevolgen van geïmplanteerde elektronica.

Wat kunnen techbedrijven nou precies te weten komen ín een lichaam? „Het gaat met de huidige bio-elektronica vooral om de communicatie tussen cellen of bijvoorbeeld informatie over de zuurtegraad in je darmen”, zegt Serdijn. Volgens hem is de informatie die uit bio-elektronica en -sensoren komt op zichzelf commercieel nog niet direct heel bruikbaar. Maar gecombineerd met andere informatie, over bijvoorbeeld lichaamsbeweging, zijn daar mogelijk wel interessante patronen in te ontdekken. „Dan zou je er mogelijk zaken als epileptische aanvallen mee kunnen voorspellen, en misschien wel andere ernstige aandoeningen”, zegt Serdijn. En dat is informatie die je niet altijd wilt delen met je werkgever of verzekeraar.

GSK wil geen details geven over hoe het informatie uit bio-elektronica precies gaat delen met Googles zusterbedrijf Verily. Wel zegt woordvoerder Carien Mulder: „Wij staan honderd procent voor het waarborgen van vertrouwelijke patiënteninformatie, en dat is ook een prioriteit in de nieuwe samenwerking met Verily.” Ze geeft echter geen antwoord op wat er precies is afgesproken over de data die er worden verzameld in het lichaam.

Een woordvoerder van Alphabet kon niet op tijd reageren op vragen van NRC. Wel zei Brian Otis, de technologiedirecteur van Alphabet-dochter Verily, vorige week tegen het Amerikaanse Forbes Magazine dat het zijn bedrijf bij deze samenwerking vooral te doen is om de data. „De uitdaging met bio-elektronica zit ’m uiteindelijk in data. Het uitlezen en interpreteren van de signalen. Natuurlijk heeft Google expertise in het omgaan met grote hoeveelheden data, beslissingen nemen op basis van data en feedback geven aan de gebruiker.”

Google beschikt over enorm veel gegevens over menselijk gedrag. Via de Android-smartphones van het bedrijf verzamelt het ook veel informatie over bijvoorbeeld lichaamsbeweging. Het blijkt bij dit soort big data-toepassingen vaak erg lastig om verbanden tussen gegevens te ontdekken die ook echt bruikbaar zijn. Maar juist een bedrijf als Google is daar heel goed in.

Informatie uit bio-elektronica zou ook bepaald niet de eerste medische data zijn die Google de laatste tijd verzamelt. Via de zoekmachine ziet het bedrijf al jaren welke medische vragen bezoekers stellen. Via zusterbedrijf 23andMe, dat genetische tests ontwikkelt, heeft Google de laatste jaren daarnaast van vele duizenden mensen DNA-informatie verzameld. Onlangs sloot het een samenwerking met de Britse National Health Service voor het analyseren van grote hoeveelheden patiëntengegevens van Britse burgers.

Dat zijn zeer uiteenlopende projecten, met ook zeer uiteenlopende privacyvoorwaarden. Het is niet automatisch zo dat Google met die informatie allerlei gedetailleerde profielen opbouwt die het zomaar kan herleiden tot individuen. Laat staan dat het die zomaar kan doorverkopen, als het bedrijf dat al zou willen. Er gelden voor medische gegevens strengere privacywetten dan voor andere soorten informatie.

Maar de Amerikaanse technologiereus verdient wel veruit het meeste van zijn geld met op maat gemaakte advertenties. En als je advertenties op basis van je zoekgeschiedenis krijgt voorgeschoteld, waarom dan niet op basis van data uit een biosensor die uitwijst dat je binnenkort misschien behoefte krijgt aan een bepaald medicijn?

„Zover is het voorlopig waarschijnlijk nog niet,” zegt hoogleraar Serdijn. „Maar het is wel zaak om dit heel goed in de gaten te houden.”

HOE BIG PHARMA EN BIG TECH SAMENWERKEN

Apple sloot in juli een samenwerking met Glaxo Smith Kline (GSK) om behandelingen te ontwikkelen voor reuma. GSK gaat daarvoor Apples onderzoekssoftware ResearchKit gebruiken. Dat platform brengt allerlei gegevens samen die Apple over zijn gebruikers verzamelt, bijvoorbeeld over lichaamsbeweging. Die is te meten via de bewegingssensoren in iPhones. Dergelijke sensoren kunnen volgens de twee bedrijven ook worden gebruikt om nauwkeuriger in kaart te brengen hoe reuma het leven van patiënten beïnvloedt.

Googles zusterbedrijf Verily werkt samen met Novartis om een slimme contactlens te ontwikkelen die bloedsuiker meet in het oogvocht van diabetespatiënten. Zo’n lens zou in de plaats kunnen komen van andere manieren om bloedsuikers te meten, bijvoorbeeld van de bloedprikken die nu gebruikelijk zijn.

Telefoonmaker Samsung investeert ook fors in biotech en farmacie, onder meer via Samsung Bioepis en Samsung Biologics.

Bio-elektronica: de medicijnen van de toekomst

New Book: Analog IC Design Techniques for Nanopower Biomedical Signal Processing

41LufUQMnzLChutham Sawigun (Mahanakorn University of Technology, Thailand) and Wouter Serdijn (Delft University of Technology) published a new textbook on Analog IC Design Techniques for Nanopower Biomedical Signal Processing with River Publishers.

  • The River Publishers Series in Biomedical Engineering 
  • ISBN: 9788793379299
  • eBook ISBN: 9788793379282
  • Price : € 80.00
  • Available:  May 2016
Description:

As the requirements for low power consumption and very small physical dimensions in portable, wearable and implantable medical devices are calling for integrated circuit design techniques using MOSFETs operating in the subthreshold regime, this book first revisits some well-known circuit techniques that use CMOS devices biased in subthreshold in order to establish nanopower integrated circuit designs.

Based on the these findings, this book shows the development of a class-AB current-mode sample-and-hold circuit with an order of magnitude improvement in its figure of merit compared to other state-of-the-art designs. Also, the concepts and design procedures of 1) single-branch filters 2) follower-integrator-based lowpass filters and 3) modular transconductance reduction techniques for very low frequency filters are presented. Finally, to serve the requirement of a very large signal swing in an energy-based action potential detector, a nanopower class-AB current-mode analog multiplier is designed to handle input current amplitudes of more than 10 times the bias current of the multiplier circuit. The invented filter circuits have been fabricated in a standard 0.18 µ CMOS process in order to verify our circuit concepts and design procedures. Their experimental results are reported.

 

Keywords:

Analog integrated circuit, Biomedical electronics, Bionic ear, Bio-potential, CMOS, Current-mode, Cochlear implant, ECG, Filter, Gm-C, Multiplier, Neural recording, Sample-and-hold, Signal processing, Subthreshold, Switched-current, Transconductance reduction, Transconductor, Weak inversion

Multistage Complex-Impedance Matching Network Analysis and Optimization

RFEHBy Gustavo C. Martins and Wouter A. Serdijn

Some systems like RF energy harvesters have power transfer efficiency as one of the most important specifications. Therefore, the efficiency of the matching network, which affects the entire system’s efficiency, plays an important role. When the impedance transformation factor between the antenna and its load is high, the matching network efficiency is decreased. In this paper we present the efficiency analysis and optimization of multistage matching networks at a single frequency using lumped components. Considering complex source and load impedances at each stage of the network, we show that it is possible to obtain better results than prior art.

Published in: IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. Date of publication: 25 februari 2016.

DOI: 10.1109/TCSII.2016.2534738

Read the full article here:

https://www.researchgate.net/publication/296480040_Multistage_Complex-Impedance_Matching_Network_Analysis_and_Optimization

Living better with electroceuticals

Beter worden met ‘electroceutica’by Harry Baggen, in Elektor Magazine, 30 maart 2016, 15:03

Electroceuticals can help combat a wide variety of medical conditions, such as tinnitus (ringing ears) and epilepsy. Electroceuticals comprise the smart, localized and targeted application of therapeutic electrical stimuli to the body. The technological challenge is to make electroceutical devices smarter and smaller.

According to Wouter Serdijn, Professor of Bio-Electronics at TU Delft in the Netherlands, electroceuticals could develop into a new and significant form of medicine, complementing existing pharmaceuticals. The targeted application of electrical stimuli can alleviate many medical conditions and is not limited to brain therapy. The main advantage of electroceuticals over pharmaceuticals is that the effect is localized. Drug act on the entire body, which can easily lead to adverse effects.

Existing electroceutical devices are still fairly bulky, with relatively large batteries and wires. There is also a high degree of trial and error in treatment methods. The aim is to develop a flexible brain implant on a polymer substrate that can serve as a general platform for various electroceutical devices.

Besser heilen mit „Electroceutica“

Electroceutica können helfen, verschiedene Erkrankungen wie Tinitus (Ohrpfeifen) oder Epilepsie zu lindern. Electroceutica bedeuten die intelligente, lokale und gezielte Verabreichung heilender elektrischer Impulse in den Körper. Die technische Herausforderung ist, die dafür erforderlichen Geräte kleiner und intelligenter zu machen.

Nach Wouter Serdijn, Professor für Bio-Elektronik an der niederländischen Technischen Universität Delft, können Electroceutica zu einem neuen bedeutenden medizinischen Mittel statt oder als Zusatz zur bestehenden Pharmazeutik werden. Die gezielte Anwendung elektrischer Impulse kann bei vielen Erkrankungen helfen, nicht nur bei solchen des Gehirns. Der große Vorteil der elektrischen Methode gegenüber der pharmazeutischen ist, dass sie lokal begrenzt sind: Pillen wirken auf den ganzen Körper ein und haben deswegen oft gravierende Nebenwirkungen.

Zurzeit ist die Verabreichung elektrischer Impulse an den Körper noch recht grobschlächtig mit relativ großen Batterien und Kabeln. Zudem funktioniert diese Methode noch in einem hohen Maß nach dem „Trial-and-error“-Prinzip. Das Ziel ist es, ein flexibles Hirnimplantat auf einem Polymersubstrat zu entwickeln, das zur allgemeinen Grundlage diverser Implantattypen werden kann.

Beter worden met ‘electroceutica’

Electroceutica kunnen helpen om allerlei aandoeningen zoals tinnitus (oorsuizen) en epilepsie te bestrijden. Electroceutica betreft het slim, lokaal en gericht toedienen van helende elektrische pulsen aan het lichaam. De technische uitdaging is het slimmer en kleiner maken van de benodigde apparatuur.

Volgens prof. Wouter Serdijn, hoogleraar bio-elektronica aan de TU Delft, kunnen ‘electroceutica’ uitgroeien tot een nieuw en belangrijk type medicijn, naast en als aanvulling op de al bestaande farmaceutica. Het gericht geven van elektrische pulsen kan bij veel aandoeningen helpen, en is niet alleen toepasbaar in de hersenen. Het grote voordeel van de elektrische methode boven farmaceutica is dat het effect lokaal is. Pillen werken in op het hele lichaam en veroorzaken derhalve snel bijwerkingen.

Op dit moment is het toedienen van elektrische pulsen aan het lichaam nog vrij grofstoffelijk, met bijvoorbeeld relatief grote batterijen en draden. Ook heeft de methode nog een vrij hoge graad van trial and error. Het streven is om een flexibel hersenimplantaat te ontwikkelen op een polymeer-substraat dat dan kan dienen als algemeen platform voor diverse typen implantaten.