本文中公开了用于采集脑电图信号的示例性头戴式设备和方法。本文中公开的示例性头戴式设备包括将被戴在人的头部上的帽子和由帽子承载的第一电极。第一电极支承件限定穿过其的第一开口。示例性头戴式设备包括可插入到第一开口中的第一电极。第一电极具有第一长度且在第一开口中可调整到多个第一分离位置，该多个第一分离位置相对于第一开口具有不同的插入深度。第一电极在被插入到第一开口中足够深度时接合人的头部。示例性头戴式设备还包括第二电极，该第二电极与第一电极可互换且可插入到第一开口中。第二电极具有大于第一长度的第二长度且在第一开口中可调整到多个第二分离位置，该多个第二分离位置相对于第一开口具有不同的插入深度。第二电极在被插入到第一开口中足够深度时接合人的头部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请这是在2014年3月12日递交的序列号为14/206,529的美国申请的国际专利申请，该美国申请的全部内容通过引用并入在本文中。
本专利技术总体涉及神经和生理监测，且更特别地涉及采集和分析脑电图数据的方法和装置。
技术介绍
脑电图描记法(EEG)包括测量和记录源自与大脑的不同部分相关联的许多神经过程的电活动。通常使用排布在人的头皮上或头皮附近的多个电极来测量EEG数据，以测量源自大脑的神经元内的该电活动的电压波动。在一些实例中，电极直接联接到人的头皮。可替选地，在其它实例中，电极被并入到头戴式设备中，该头戴式设备可以被戴在人的头部上且沿着人的头皮定位电极。附图说明图1A为根据本专利技术的教导构造的示例性头戴式设备的透视图，该示例性头戴式设备包括示例性电极支承件和用于采集EEG信号的示例性电极。图1B为在图1A中示出的示例性头戴式设备的左侧视图。图2A为图1A和图1B的示例性电极支承件和示例性电极中一者的示例性实现方式的分解图。图2B为图2A的示例性电极支承件和示例性电极的装配视图。图3为图2A和图2B的示例性电极支承件和示例性电极的沿着图2B的线3-3截取的部分的横截面视图。图4示出可与图1A和图1B的示例性头戴式设备一起使用的不同尺寸的示例性电极。图5为来自图1A和图1B的示例性头戴式设备的示例性电路的框图。图6为表示用于实现图1A和图1B的示例性头戴式设备的示例性指令的流程图，该示例性指令的至少一些为机器可读的。图7为表示用于分析用图1A和图1B的示例性头戴式设备采集的EEG数据的示例性机器可读指令的流程图。图8示出可执行图6和/或图7的指令中的一个或多个指令以实现图1A和图1B的示例性头戴式设备的示例性处理器平台。具体实施方式在上述附图中示出和/或在下文详细讨论某些示例。在描述这些示例时，类似或相同附图标记用于标识相同或类似的元件。而且，如在文本中所使用，当两个结构直接联接或间接(例如通过一个或多个中介结构和/或层)联接时，这两个结构“可操作地联接”。脑电图描记法(EEG)数据表示大脑中的神经元的电活动(例如神经去极化)。神经电活动可能由于五种感官中的一者或多者的刺激(诱发活动)和/或来自思维过程(自发性活动)。这些电活动(例如脑电波)的总和传播到表面(例如头皮)且可用电极来检测。EEG数据可以被分类在多个不同的频带内。人类脑电波频率包括δ(近似小于约4赫兹(Hz))频率范围、θ(近似在约3.5Hz到约7.5Hz之间)频率范围、α(近似在约7.5Hz和约13Hz之间)频率范围、β(近似在约14Hz和约30Hz之间)频率范围和γ(近似在约30Hz和约100Hz之间)频率范围。头骨和皮层往往使波衰减，尤其是那些高于大约75Hz的波。可以使用放置在人(例如用户、观看者、受实验者、小组成员、参与者或患者)的头皮上的一个或多个电极测量EEG信号，以测量与发生在人脑的神经元内的突触后电流相关联的电活动产生的电压波动。为了使表面EEG电极能够有效地从大脑接收信号，将电极放置成靠近头皮。可以手动地将电极放在受实验者的头部上或电极可以被包含在可穿戴的装置中，例如该装置诸如头戴式设备。一些已知的EEG头戴式设备利用永久地固定到头戴式设备的电极。电线或缆线连接到电极，该电线或缆线将由电极采集的信号传递到附近的计算机或处理站。因此，在这类头戴式设备中，当电极损坏或不能操作时，可能需要替换整个头戴式设备或需要重大维护来替换不能操作的电极。附加地，为了降低阻抗并提高信号质量，已知的头戴式设备通常被紧紧地束缚到用户的头部上以减小电极与头皮的组织之间的距离。然而，过大的压力(例如，大于2牛顿/平方毫米(N/mm2))导致大部分受实验者不舒服(例如疼痛)。而且，在一些实例中，用户的头发过长和/或过厚而无法使已知的头戴式设备很好地操作，这是因为电极可能不会自始至终地伸出穿过用户的头发来接触头皮。其它已知的EEG头戴式设备利用带孔的帽子，这些孔用于插入湿的EEG电极。利用湿的EEG电极，操作者将导电胶应用到帽子的孔中并将EEG电极插入对应孔中。电极附接到电线或缆线，该电线或缆线也连接到附近的计算机或处理站。然而，这些胶是杂乱的，且胶的涂抹很费时且需要消耗品，这些消耗品需要被重新装满。附加地，在这类布置中，专用电极将被插入到特定对应的孔中，从而由电极采集的信号可以被合适地指定成与大脑的特定区域相关联。因此，将湿的EEG电极放在帽子中很费时、需要专门人员、且因此很昂贵。本文公开了用于从人脑接收神经反应数据的示例性的一个或多个头戴式设备。在本文中公开的示例性头戴式设备包括放置在帽子上的多个示例性电极支承件，该帽子将被戴在人的头部上。在一些示例中，电极支承件放置在帽子上的特定位置中用于有效(例如最佳)读取。例如，该特定位置可以在大脑的发射某些感兴趣的脑电波的特定部分之上。在一些示例中，电极被插入到电极支承件中以接合用户的头皮且接收EEG信号。在本文中公开的示例性电极支承件固定地附接到帽子且可通信地联接到帽子内的电线或缆线。在一些示例中，电线或缆线通向处理器(例如附接到帽子的处理器、或附近的计算机或处理站)或帽子上的插头。在一些这样的示例中，示例性电极非永久性地附接到电线或缆线。相反，电极可移除地接合电极支承件中的对应的电极支承件。在一些示例中，电极可以放置在任何电极支承件中。当被插入到电极支承件中时，电极接合帽子的穿戴者的头皮。由电极之一采集的信号通过电极传递到电极支承件且因此传递到联接于相应的电极支承件的对应的电线或缆线。因此，在本文中公开的示例性电极可以很容易被插入、被移除、被互换和/或被替换，这大幅减少了设置和/或使用头戴式设备所花费的时间。因此，如果单个电极出故障或不能操作，则用户可以移除该电极并替换它，而不处置整个帽子。在本文中公开的示例性电极被构造成可移除地固定在示例性电极支承件中对应的一个电极支承件中。在一些这类示例中，电极从电极壳体的端部延伸，该电极壳体包括沿着电极壳体的外表面的多个肋状物。一些这类示例的电极支承件包括保持器，该保持器接合所述肋状物并将电极壳体固定在合适位置。在一些示例中，电极壳体在电极支承件中可借助肋状物和保持器的相互作用向上和/或向下移动，以将电极定位成更靠近或更远离用户的头皮。该可调整性允许电极相对于头皮移动(例如足够靠近头皮以收集良好信号而不引起不舒适感)，从而提高信号收集质量和可穿戴性(例如舒适感)。在本文中公开的一些示例性电极支承件能够适应多种不同尺寸的电极。例如，第一长度的电极可以用于具有短发和/或细发的用户。相对较长的电极可以用于具有更长或更厚的头发的用户，从而电极自始至终都延伸穿过用户的头发以接合用户的头皮。因此，在本文中公开的示例性头戴式设备是可定制的，从而适应具有不同的头形、头发长度和/或头发厚度的不同人。在一些示例中，电极被实现成伸缩销组件。在一些这类示例中，弹簧被布置在电极外壳内以使电极销从电极外壳的端部向外偏置以接合用户的头皮。当电极销接合头皮时，来自弹簧的张力调节以适应施加到头部的力且还减小不舒适度。因此，弹簧提高可穿戴性而不损害信号收集质量。在本文中公开的示例性头戴式设备包括将被戴在人的头部上的帽子和由帽子承载的第一电极支承件。在一些本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种头戴式设备，包括：将被戴在人的头部上的帽子；由所述帽子承载的第一电极支承件，所述第一电极支承件限定穿过所述第一电极支承件的第一开口；能够插入到所述第一开口中的第一电极，所述第一电极具有第一长度且在所述第一开口中能够调整到多个第一分离位置，所述多个第一分离位置相对于所述第一开口具有不同的插入深度，所述第一电极在被插入到所述第一开口中足够深度时接合所述人的所述头部；以及第二电极，所述第二电极能够与所述第一电极互换且能够插入到所述第一开口中，所述第二电极具有大于所述第一长度的第二长度且在所述第一开口中能够调整到多个第二分离位置，所述多个第二分离位置相对于所述第一开口具有不同的插入深度，所述第二电极在被插入到所述第一开口中足够深度时接合所述人的所述头部。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 US 14/206,5291.一种头戴式设备，包括：将被戴在人的头部上的帽子；由所述帽子承载的第一电极支承件，所述第一电极支承件限定穿过所述第一电极支承件的第一开口；能够插入到所述第一开口中的第一电极，所述第一电极具有第一长度且在所述第一开口中能够调整到多个第一分离位置，所述多个第一分离位置相对于所述第一开口具有不同的插入深度，所述第一电极在被插入到所述第一开口中足够深度时接合所述人的所述头部；以及第二电极，所述第二电极能够与所述第一电极互换且能够插入到所述第一开口中，所述第二电极具有大于所述第一长度的第二长度且在所述第一开口中能够调整到多个第二分离位置，所述多个第二分离位置相对于所述第一开口具有不同的插入深度，所述第二电极在被插入到所述第一开口中足够深度时接合所述人的所述头部。2.如权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述第一电极包括电极外壳和能够缩回到所述电极外壳中的销。3.如权利要求2所述的头戴式设备，其中，所述第一电极还包括弹簧，所述弹簧布置在所述电极外壳内以使所述销向外偏置。4.如权利要求2所述的头戴式设备，其中，所述电极外壳包括护套，所述护套具有从所述护套的外表面突出的多个肋状物。5.如权利要求4所述的头戴式设备，其中，所述第一电极支承件还包括布置在所述第一开口内的保持器。6.如权利要求5所述的头戴式设备，其中，当所述第一电极布置在所述第一开口中时，所述多个肋状物中的至少一部分用于接合所述保持器，以将所述第一电极固定在所述不同的深度中的一个深度处。7.如权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述多个肋状物包括布置在距离所述护套的第一端部为第一距离的第一肋状物和布置在距离所述护套的所述第一端部为第二距离的第二肋状物，所述第二距离大于所述第一距离，以及所述第一电极对戴所述帽子时的所述人的所述头部的力在所述第二肋状物与所述保持器接合时比在所述第一肋状物与所述保持器接合时大。8.如权利要求5所述的头戴式设备，其中，当所述第一电极布置在所述第一开口中时，所述肋状物可调整地联接到所述第一电极支承件。9.如权利要求8所述的头戴式设备，其中，所述肋状物不是螺旋形的且借助非螺旋运动可调整地联接到所述第一电极支承件...
【专利技术属性】
技术研发人员：布兰得利·R·劳伦斯，迈克尔·A·希克斯，
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
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