用于收集和分析脑电图数据的方法和设备技术

本文公开了用于收集脑电图信号的示例设备和方法。示例设备包括将被穿戴在人的头部上的带和可调节地连接到带的第一条带。示例设备还包括与所述第一条带连接以从头部收集第一组信号的第一组电极和将第一条带连接到带的磁性紧固件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及神经和生理监测，更特别地，涉及用于收集和分析脑电图数据的方法和设备。
技术介绍
脑电图学(EEG)涉及测量和记录由与大脑的不同部分关联的数千个同时存在的神经突造成的电活动。通常使用布置在人头皮上的多个电极测量EEG数据，以测量由大脑神经元内的这个电活动造成的电压波动。颅下EEG可以高精度测量电活动。尽管人头部的骨和真皮层往往会削弱大范围频率的传输，但表面EEG还提供可用的电生理信息。附图说明图1A示出根据本公开的教导的带有用于收集EEG信号的示例可移动(removeable)条带的示例头戴式装备(headset)的立体图。图1B示出图1A中示出的带有示例可移动条带的示例头戴式装备的侧视图。图2是图1A和图1B的示例头戴式装备的一个示例条带的示例紧固件的放大视图。图3A是图2的示例紧固件的示例内孔连接器的立体俯视图。图3B是图3A中示出的示例内孔连接器的立体仰视图。图4A是图2的示例紧固件的示例内孔连接器的立体俯视图。图4B是图4A中示出的示例内孔连接器的立体仰视图。图5是图2的示例紧固件的分解视图。图6示出根据本公开的教导的示例电极夹的立体图。图7示出图6中示出的示例电极夹的分解视图。图8A是围绕中点部分地弯曲的图6的示例电极夹的立体图。图8B是围绕中点弯曲的图6的示例电极夹的立体俯视图。图8C是围绕中点弯曲的图6的示例夹的立体侧视图。图9是图1中的头戴式装备中的示例电路的框图。图10是代表根据本公开的教导的用于实现带有可移动和可调节条带的示例头戴式装备并且收集EEG数据的示例指令的流程图，其中至少一些指令是机器可读的。图11是代表根据本公开的教导的用于分析从带有可移动和可调节条带的示例头戴式装备收集的EEG数据的示例机器可读指令的流程图。图12示出可执行图11和图12的一个或更多个指令以实现本文公开的示例方法、系统和/或设备中的任一个或全部的示例处理器平台。具体实施方式在以上标识的图中示出并且以下详细公开了某些示例。在描述这些示例的处理中，使用类似或相同的参考标号来标识相同或类似的元件。这些图不一定成比例并且某些图和这些图的某些视图可为了清晰和/或简明起见而成比例地夸大或者示意性示出。另外，在整个本说明书中描述了许多示例。生物细胞和组织具有电特性，可测量这些电特性以得到关于细胞或组织的作用的信息。已经开发出各种类型的电生理技术来测量来自人体的电信号。例如，心电图(ECG或EKG)测量心脏内的电活动。脑电图(EEG)测量大脑内的电活动。皮层脑电图(ECoG)使用直接放置在大脑的露出表面上的电极来测量电活动，以记录大脑皮层内的电活动。肌电图(EMG)测量肌肉内的电活动。眼电图(EOG)测量视网膜的静息电位，视网膜电图测量视网膜细胞的电响应。这些和/或其它电生理信号在治疗、诊断和监测许多健康状况方面是重要的。EEG数据表征包括由于五官中的一个或更多个的刺激(激发活动)导致的以及源自产生大脑中的电活动的思维过程(自发活动)的大脑中的神经去极化的神经元电活动。这些电活动(例如，脑电波)的总和传播到表面(例如，头皮)并且能用脑电波进行检测。人体内的电流流动是由于离子流导致的。因此，使用生物电势电极形成带有人皮的电双层，以感测离子分布。EEG数据可按各种带进行分类。脑电波频率包括δ、θ、α、β和γ频率范围。δ波被分类为小于大约4赫兹(Hz)的δ波并且在休眠期间是主导的。θ波的频率在大约3.5Hz至大约7.5Hz之间并且与记忆、关注度、感情和感觉关联。θ波在内对焦的状态期间通常是主导的。α频率保持在大约7.5Hz到大约13Hz之间。α波在弛豫状态期间是主导的。β波的频率范围在大约14Hz到大约30Hz之间。β波在运动肌控制(motor control)、区域之间的长距离同步、分析问题解决、判断和决策的状态期间是主导的。γ波出现在大约30Hz到大约100Hz之间并且被包含在出于执行某个认知或运动功能的目的以及在关注和记忆时将不同的神经元群集结合到网络中。头骨和真皮层往往会衰减超过大约75Hz的波，结果，比起低频带下的波，不太容易测量到高γ带或k带波。可使用EEG数据确定人的感情或精神状态，包括例如关注度、感情投入、记忆或共鸣等。可使用放置在人(例如，用户、观众、受试者、专家、参与者或患者)的头皮上的多个电极测量EEG信号，以测量持续数毫秒并且由与大脑神经元内出现的突触后电流关联的电活动导致的电压波动。尽管颅下EEG可以高精度测量电活动，但诸如(例如)干电极的表面电极还提供有用的神经响应信息。为了使表面EEG电极能够从大脑有效地接收信号，电极被放置成尽可能靠近头皮。电极可被人工放置在受试者的头部上或者可被包含在诸如(例如)头戴式装备的可穿戴设备中。许多已知的EEG头戴式装备利用笨重的头盔或复杂的头条带型组件。为了减小阻抗，这些头戴式装备通常被紧紧捆在用户的头部上，以减小电极和头皮组织之间的距离。然而，诸如(例如)大于每平方毫米两牛顿(2N/mm2)的过大压力导致受试者不舒适。另外，这些已知的头戴式装备具有有限的可调性并且穿戴起来常常不舒服，因为它们无法针对不同大小的头部和/或头部的形状。本文中公开了示例头戴式装备装置和用于接收神经响应数据的附带组件。本文中公开的示例头戴式装备是便携式的并且包括与头条带附接的多个独立可调条带。在一些示例中，条带是可移动的。其中装入电极的示例头戴式装备装置是可调的，以增强舒适度和降噪，如以下更详细公开的。某种这样的示例头戴式装备提供了使用大量干电极的简单、有成本效益的可靠解决方案。某种这样的示例头戴式装备确保通过头发操作进行的舒适、优良的电极接触并且屏蔽了线噪声和其它类型的噪声。本文公开的示例还包括用于增强舒适度、可穿戴性和安全性的独立可移动和可调的组件。本文中还公开了保持电极(诸如，例如，地电极或参考电极)的示例夹。在一些示例中，使用夹将一个或更多个电极直接附连到人的身体，夹是诸如(例如)用磁性紧固件而自紧固的，使得不需要用额外的硬件将电极固定到身体，诸如(例如)人的耳垂。示例的夹还包括端子，端子用于将夹进而将电极可脱离地(releasably)连接到与头戴式装备连接的处理单元。这些端子还可使用磁性紧固件。这些示例的电极增强头戴式装备的安全性。例如，如果人摔倒或者以其它方式造成头戴式装备变得不平衡，则夹的可脱离紧固件和端子可脱离人的耳朵和/或处理单元。本文中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，该设备包括：带，其将被穿戴在人的头部上；第一条带，其可调节地连接到所述带；第一组电极，其连接到所述第一条带以从所述头部收集第一组信号；以及磁性紧固件，其将所述第一条带连接到所述带。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 13/829,8491.一种设备，该设备包括：
带，其将被穿戴在人的头部上；
第一条带，其可调节地连接到所述带；
第一组电极，其连接到所述第一条带以从所述头部收集第一组信号；以及
磁性紧固件，其将所述第一条带连接到所述带。
2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括支承件，所述第一条带可滑动
地连接到所述支承件。
3.根据权利要求2所述的设备，所述设备还包括具有第二组电极的第二条带，
所述第二条带可调节地连接到所述带并且可滑动地连接到所述支承件。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一条带和所述第二条带相对于所述
带是独立可调节的。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一条带和所述第二条带相对于所述
支承件是独立可滑动的。
6.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括处理单元，所述第一组电极与
所述处理单元通信连接。
7.根据权利要求6所述的设备，所述设备还包括与所述处理单元通信连接的第
一参考电极。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一参考电极连接到具有第一连接器
的第一端子，其中所述第一端子可连接到所述处理单元。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第一连接器包括磁性连接器。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述第一连接器包括第一引脚并且所述处
理单元包括用于接纳所述第一引脚的第一孔。
11.根据权利要求8所述的设备，所述设备还包括与所述处理单元通信连接的第
二参考电极，所述第二参考电极连接到具有第二连接器的第二端子，所述第二端子连
接到所述处理单元或所述第一端子中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述第二连接器包括磁性连接器。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述第一连接器包括第一引脚并且所述

\t处理单元包括用于接纳所述第一引脚的第一孔，其中所述第二连接器包括第二引脚并
且所述第一连接器包括用于接纳第二引脚的第二孔。
14.根据权利要求1所述的设备，其中所述磁性紧固件包括：
第一壳体，其连接到所述带；
第一磁性元件，其连接到所述第一壳体；
第二壳体，其连接到所述第一条带；以及
第二磁性元件，其连接到所述第二壳体，所述第二磁性元件与所述第一磁性元件
磁性地连接。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一壳体包括所述第一磁性元件。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一壳体包括用于接纳所述带的孔。
17.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一壳体可调节地连接到所述带。
18.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一壳体包括用于接合所述带的突
出。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述突出包括板簧。
20.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一磁性元件或所述第二磁性元件
中的一个包括金属板，并且所述第一磁性元件或所述第二磁性元件中的另一个包括磁
体。
21.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一条带可调节地连接到所述第二
壳体。
22.一种方法，该方法包括以下步骤：
使用磁性紧固件相对于穿戴在人的头部上的带调节第一条带；以及
使用与所述第一条带连接的第一组电极，从所述头部收集第一组信号。
23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括将所述第一条带相对于与所
述带连接的支承件滑动。
24.根据权利要求23所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
相对于所述带调节第二条带；
使用与所述第二条带连接的第二组电极，从所述头部收集第二组信号。
25.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括相对于所述带独立地调节所
述第一条带和所述第二条带。
26.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括相对于所述支承件独立地调
节所述第一条带和所述第二条带。
27.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括将第一参考电极和处理单元
通信连接。
28.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括将与所述第一参考电极连接
的第一端子的第一连接器连接到所述处理单元，以将所述第一参考电极和所述处理单
元通信连接。
29.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括将所述第一端子的所述第一
连接器与所述处理单元磁性地连接。
30.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括将与第二参考电极连接的第
二端子的第二连接器连接到所述处理单元或所述第一端子中的至少一个，以将所述第
二参考电极和所述处理单元通信连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·巴多维，
申请(专利权)人：尼尔森美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US