用于收集和分析腦電圖數據的系統和方法

用于收集和分析腦電圖數據的系統和方法
【專利摘要】本發明涉及用于收集和分析腦電圖數據的系統和方法。這里公開了示例方法，包括評估第一神經信號的第一屬性，評估第二神經信號的第二屬性，在基于第一屬性確定第一神經信號不依從質量閾值的情況下調節第一神經信號以獲得第三神經信號，在基于第二屬性確定第二神經信號不依從質量閾值的情況下調節第二神經信號以獲得第四神經信號，評估第三神經信號的第三屬性，評估第四神經信號的第四屬性，基于與質量閾值的相應依從性選擇第一、第二、第三或第四神經信號中的第一個以執行下述至少一項：用于附加分析、忽略第一、第二、第三或第四神經信號中的第二個或者與其合并。
【專利說明】用于收集和分析腦電圖數據的系統和方法
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及神經和生理監測，以及更特別的，涉及用于收集和分析腦電圖數據的系統和方法。
【背景技術】
[0002]腦電描記法(EEG)包括測量和記錄與大腦的不同部位相關聯的上千個同時神經過程所產生的電活動。通常使用置于使用者頭皮上的多個電極測量由大腦神經元內的該電活動所導致的電壓波動來測量EEG數據。顱下EEG能夠以高精度測量電活動。盡管人頭部的骨和真皮層趨向于減弱多種頻率的傳輸，但是表面EEG還提供了有用的電生理信息。

【發明內容】

[0003]根據本發明的第一方面，提供了一種方法，其包括:評估第一神經信號的第一屬性；基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值；評估第二神經信號的第二屬性；基于第二屬性確定第二神 經信號是否依從質量閾值；在第一神經信號不依從質量閾值的情況下調節第一神經信號以獲得第三神經信號；在第二神經信號不依從質量閾值的情況下調節第二神經信號以獲得第四神經信號；評估第三神經信號的第三屬性；基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值；評估第四神經信號的第四屬性；基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值；基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第一個，以執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個、或者與第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個合并。
[0004]根據本發明的第二方面，提供了一種系統，其包括:頭戴式裝置，用于從對象大腦收集第一神經信號和第二神經信號；以及處理器，用于:評估第一神經信號的第一屬性；基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值；評估第二神經信號的第二屬性；基于第二屬性確定第二神經信號是否依從質量閾值；在第一神經信號不依從質量閾值的情況下調節第一神經信號以獲得第三神經信號；在第二神經信號不依從質量閾值的情況下調節第二神經信號以獲得第四神經信號；評估第三神經信號的第三屬性；基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值；評估第四神經信號的第四屬性；基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值；基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第一個，以執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個、或者與第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個合并。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1示意了根據本公開教導的具有多個可調節帶的示例頭戴式裝置(headset)的透視圖。[0006]圖2是圖1的頭戴式裝置的右側視圖。
[0007]圖3是圖1的頭戴式裝置的左側視圖。
[0008]圖4A是圖1的頭戴式裝置在示例定向上的透視圖。
[0009]圖4B是圖1的頭戴式裝置在另一示例定向上的透視圖。
[0010]圖5是圖1的頭戴式裝置的示例可調節帶或脊的透視圖。
[0011]圖6是圖5的示例脊的末端的放大視圖。
[0012]圖7是圖5的示例脊的橫截面圖。
[0013]圖8A是不例EEG系統的電路圖。
[0014]圖8B是具有濕電極的示例EEG系統的電路圖。
[0015]圖8C是根據本公開教導的具有干電極的不例EEG系統的電路圖。
[0016]圖9是示意了示例電極和接地放置位置的頭頂的示意圖。
[0017]圖10是示于圖1的頭戴式裝置上的示例可調節機構的放大視圖。
[0018]圖1lA是圖1-7的示例電極的透視圖。
[0019]圖1lB和IlC是兩個可替代示例電極設計的前視圖。
[0020]圖1lD是示例中心電極陣列板的透視圖。
[0021]圖12A是示例開關電路的框圖。
[0022]圖12B是對數據的多個通道求平均的圖形表示。
[0023]圖13A是與使用者頭皮接觸的示例電極的橫截面圖。
[0024]圖13B是與使用者頭皮接觸的可替代示例電極的橫截面圖。
[0025]圖14是示例電極的電路圖。
[0026]圖15是根據本公開教導構造的可替代帶或脊以及可替代電極的透視圖。
[0027]圖16是圖15的示例電極的分解圖。
[0028]圖17是根據本公開教導構造的另一示例按扣(snap)電極的分解圖。
[0029]圖18是根據本公開教導構造的另一示例電極的透視圖。
[0030]圖19A是根據本公開教導構造的另一示例電極的透視圖。
[0031]圖19B是圖19A的示例電極的橫截面圖。
[0032]圖20是用于制造示例脊的示例模具的透視圖。
`[0033]圖21是在圖20的示例模具中的制造后的示例脊的透視圖。
[0034]圖22A-22J是使用者的頭以及用于電極接觸的示例區域的透視圖。
[0035]圖23是根據本公開教導構造的且具有帶有電極頭的多個帶的另一示例頭戴式裝置的透視圖。
[0036]圖24是圖23的示例頭戴式裝置和USB連接端口的底視圖。
[0037]圖25是USB基座上的圖23的示例頭戴式裝置的透視圖。
[0038]圖26是圖23的示例頭戴式裝置的后側視圖。
[0039]圖27是圖23的示例頭戴式裝置的頂側視圖。
[0040]圖28是圖23的示例頭戴式裝置的右側視圖。
[0041]圖29是圖23的示例頭戴式裝置的底部透視圖。
[0042]圖30示意了示例頭戴式裝置的示例層的分解圖。
[0043]圖31是圖30的示例電路殼體的分解圖。[0044]圖32A-32D是用在圖23的示例頭戴式裝置中的示例電極連接件的分解圖。
[0045]圖33是處于部分組裝狀態的圖32A-32D的示例電極連接件的側視圖。
[0046]圖34是根據本公開教導構造的另一示例頭戴式裝置的透視圖。
[0047]圖35是用于圖34的示例頭戴式裝置的可調節旋鈕的透視圖。
[0048]圖36是來自圖1、23和/或34中的頭戴式裝置的示例電路的框圖。
[0049]圖37是實現圖1-7和12的處理器和信號選擇器的示例方式的框圖。
[0050]圖38是實現圖1、23和/或34的(一個或多個)頭戴式裝置的示例方式的框圖，該頭戴式裝置具有附加的生理傳感器系統。 [0051]圖39是實現圖1、23和34的處理和調節的示例方式的框圖。
[0052]圖40是表示根據本公開教導的分析EEG數據的示例方法的流程圖。
[0053]圖41是表示根據本公開教導的改進EEG信號質量的示例方法的流程圖。
[0054]圖42是表示根據本公開教導的進行在家患者監測/治療的示例方法的流程圖。
[0055]圖43是表示根據本公開教導的對使用者對媒體的注意以及對控制裝置的期望進行處理的示例方法的流程圖。
[0056]圖44是表示根據本公開教導的收集和分析腦電圖數據的示例方法的流程圖。
[0057]圖45示意了可執行用于實現這里公開的任何或全部示例方法、系統和/或設備的圖40-44的一個或多個指令的示例處理器平臺。
【具體實施方式】
[0058]某些示例在上述附圖中示出，并在下面詳細公開。在描述這些示例時，相似或相同附圖標記用于標識相同或相似的元件。附圖不必按比例繪制，并且為了清楚和/或簡明起見，某些特征及附圖的某些視圖可以被夸大比例或夸大示意地示出。另外，在整個本說明書中描述了多個示例。
[0059]生物細胞和組織具有能被讀取的電氣屬性，它們提供關于細胞或組織的功能的信息。已經開發出各種類型的電生理技術來從人體測量電氣信號。例如，心電描記法(ECG或EKG)測量心臟中的電活動。腦電描記法(EEG)測量大腦中的電活動。皮層腦電描記法(ECoG)使用直接置于大腦裸露表面上以記錄大腦皮層中的電活動的電極來測量電活動。肌電描記法(EMG)測量肌肉中的電活動。眼動電描記法(EOG)測量視網膜的靜息電位，以及視網膜電描記法測量視網膜細胞的電響應。這些和/或其他電生理信號在許多健康狀況的治療、診斷和監測中是重要的。
[0060]EEG數據指示神經元的電活動，包括由五種感覺(誘發活動)中的一種或多種的刺激引起的大腦中的神經去極化，以及根據思維過程(自發性活動)產生大腦中的電活動。這些電活動的總和(例如，腦波)傳播到表面并可利用腦電圖檢測。由于人體中的電流是由離子流引起的，因此使用生物電勢電極，其與人體皮膚一起形成雙電層來感測離子分布。
[0061]EEG數據能夠以各種頻帶分類。腦波頻率包括δ、θ、α、β和Y頻率范圍。δ波被分類為小于約4赫茲(Hz)的波，并在睡眠期間是突出的。Θ波具有約3.5Hz至約7.5Hz之間的頻率，并且與記憶、注意力、情緒和感覺相關聯。Θ波通常在內專注的狀態期間是突出的。α頻率位于約7.5Hz與約13Hz之間并通常在IOHz周圍達到峰值。α波在松弛的狀態期間是突出的。β波具有約14Hz與約30Hz之間的頻率范圍。β波在運動控制、各區域之間的大范圍同步、分析問題解決、判斷和決定作出的狀態期間是突出的。Y波發生在約30Hz與約IOOHz之間并涉及將不同神經元群體一起綁定為網絡以用于執行某些認知或運動功能的目的、以及注意力和記憶。由于頭骨和真皮層衰減了該頻率范圍內的波，因此高于約75Hz (例如，高Y頻帶或K (kappa)頻帶)的腦波相比于更低頻帶中的波更不易于測量。EEG數據可以用于確定個人的情緒或精神狀態，包括例如注意力、情感投入、記憶或共鳴
等ο
[0062]EEG信號可使用置于個人(例如，使用者、觀察者、對象、小組成員、參與者或患者)頭皮上的多個電極測量，以測量在大腦神經元中毫秒范圍內發生的與突觸后電流相關聯的電活動所產生的電壓波動。盡管顱下EEG能夠以高精度測量電活動，但諸如例如干電極之類的表面電極也提供有用的神經響應信息。
[0063]許多傳統的EEG電極經受高阻抗和/或需要雜亂的凝膠來增加信號質量。另外，許多已知的EEG頭戴式裝置利用頭盔或頭帶型組件，該頭盔或頭帶型組件包括有限數量的電極。這些已知的頭戴式裝置在佩戴上不舒服且通常不能夠有效地容納多種不同尺寸的頭部。
[0064]為了使得表面EEG電極能夠有效地接收來自大腦的信號，電極要盡可能靠近頭皮放置。電極可以手動地置于對象的頭部上或可以包含在諸如例如頭戴式裝置之類的可佩戴設備中。然而，對象的頭發可能由于限制了電極的表面積接觸而與電極和頭皮之間的接觸發生干擾。例如，平均個人趨向于具有每平方厘米從約80至約200個毛囊(囊/平方厘米)。介于電極和頭皮之間的發股(hair strand)和毛囊將阻抗提高了若干兆歐(ΜΩ)。具有大于100千歐(kQ)的阻抗的EEG系統易受各種噪聲源的影響，該噪聲源模糊EEG信號的讀取。能夠通過施加壓力至電極從而減少電極和頭皮組織之間的距離來減小阻抗。然而，諸如例如大于2牛頓每平方毫米(N / mm2)的太大壓力會導致對象不舒服。在一些示例中，壓力輕微地壓縮作為表皮最外層的、例如最外側10-40微米(μπι)的基層角質層。已知的EEG傳感器沒有考慮到一股或多股頭發或毛囊的厚度，以及未有效地調節到使用者頭部的特定尺寸，并且因此，已知的系統不能夠對頭皮施加有效量的壓力。在這里公開的一些示例中，包括電極頭的電極的輪廓被設計為實現舒適度和噪聲降低這兩者。另外，在這里公開的示例中，同樣為了增強舒適度和噪聲降低，并入電極的頭戴式裝置可模塊化地調節，如在下文中更詳細地公開。
[0065]由于EEG數據的非常低的信號幅度以及高阻抗，噪聲是在高質量EEG儀器中要考慮的重要因素。噪聲類型可通過各種噪聲源而分類，諸如例如皮膚電位噪聲、熱噪聲、放大器噪聲、電極噪聲和干擾噪聲。
[0066]皮膚電位噪聲涉及皮膚的拉伸，其引起電極處的電位變化。這里公開的示例通過利用使得由電極施加至頭皮上的壓力減少皮膚電位噪聲的(一個或多個)特殊電極形狀來減輕皮膚電位噪聲。由于皮膚由這里所描述的示例電極拉伸和按壓，因此通常存在較少噪聲以及在對象移動時存在較少噪聲。由電極施加至頭皮上的優化的壓力減少了皮膚電位噪聲而增加了舒適度。示例壓力小于約2Ν / mm2。
[0067]熱噪聲是由電荷承載電子部件的熱騷動產生的電子噪聲。熱噪聲與阻抗和帶寬成比例，并且可以由下面的等式表示=Vra=GkTBR)1 ,2，其中k是玻爾茲曼常數，T是以開爾文(K)為單位的溫度，B是以赫茲為單位的帶寬，以及R是以歐姆(Ω)為單位的電極阻抗。例如，在室溫(T=300K)和150Hz帶寬處具有IMΩ目標阻抗的情況下，熱噪聲將是約I微伏均方根(μ Vrms)。在數目η個獨立數字化電極上求平均將信噪比改進了約I / (η)1 ,2 (例如參見圖12Β)。如下文中更詳細公開的，具有低于0.2毫米(mm)的有效直徑的電極形狀允許在具有約小于15mm的直徑的區域中多達約100個獨立數字化電極。在一些示例EEG系統中，在頭皮表面處存在最大大約15mm的空間分辨率。本文公開的示例通過在多個電極上對讀數求平均來減輕熱噪聲，諸如例如對n=100個電極以因子10求平均。
[0068]放大器噪聲是對放大過程來說固有的噪聲。放大器噪聲通常較小，諸如例如在約150Hz的帶寬處約0.5 μ Vrms0這里公開的示例通過在多個電極上對讀數求平均來減輕放大器噪聲，從而抵消掉至少部分噪聲。在數目η個獨立數字化電極上求平均將信噪比改進了約I / (η)1/2(例如，參見圖12Β，因此考慮了熱噪聲以及放大器噪聲這兩者)。此外，如上所述，對于具有低于0.2mm的有效直徑的下面公開的示例電極形狀，在具有小于約15mm的直徑的區域中有超過100個獨立數字化電極的情況下，并且在頭皮表面處具有最大大約15mm的空間分辨率的情況下，這里公開的示例還通過在多個電極上對讀數求平均來減輕放大器噪聲，諸如例如通過對n=100個電極以因子10求平均。
[0069]干擾噪聲由于外部電磁場(例如，輸電線)的存在而存在。電磁感應噪聲能夠在多個路徑上滲入EEG信號。例如，電場能夠感應位移電流進入電極引線、電極-皮膚界面或EEG裝置的各個部件(例如，放大器、電源等)。另一種電磁噪聲源是對象身體上的共模電壓(V。)，其由靜電壓分量(Vs)和輸電線感應分量(Va)組成。輸電線感應分量(Va)由流經寄生電容(Cd)的位移電流(Id)引起。該電容的大小由對象與電源的接近度來確定。輸電線感應分量(Va)例如在對象抓住絕緣電源線的情況下能夠是20V那么大。摩擦創建了存儲在身體和底面之間的電容(Cb)中的電荷。例如，以該方式帶電的第三人能夠在其移動靠近該對象的情況下感應靜電 壓進入該對象。這里公開的示例使得EEG信號能夠封裝免于外部電磁場，這增強了 EEG信號抵抗電磁噪聲源的魯棒性。在一些公開的不例中，在EEG系統周圍建立法拉第籠來將EEG系統從環境噪聲去耦。此外，具有與對象身體的低阻抗連接(Zsh<100kQ)的專用屏蔽電極確保了沒有位移電流滲入該系統。
[0070]這里公開了示例頭戴式裝置器件和用于從使用者頭部接收神經響應數據的附隨部件。這里公開的示例頭戴式裝置是便攜的并包括多個可獨立調節帶，該多個可獨立調節帶在操作上在一端上耦合至包裝處理器的第一殼體以及在另一端上耦合至包括調節機構的第二殼體。
[0071]這里所述的示例頭戴式裝置適合于任何頭部形狀，同時還施加足夠的力至與頭戴式裝置耦合的多個電極(例如，干電極)中的每一個以提供優質EEG讀數。一些這樣的示例頭戴式裝置提供了針對大量干電極的使用的簡單、有成本效益且可靠的解決方案。一些這樣的示例頭戴式裝置確保了穿過頭發操作的舒適、良好的電極接觸以及針對線路噪聲和(一種或多種)其他類型的噪聲的屏蔽。這里公開的示例還包括可獨立調節的部件以增強舒適度和可佩戴性。另外，這里公開的示例大大增加了能夠收集來自頭部的信號的通道(例如，電極)的數量，如下文所詳述，這增強了數據收集和分析。
[0072]這里公開了一種示例裝置，該裝置包括第一細長帶，其耦合至定位在對象第一只耳朵附近的第一殼體以及定位在對象第二只耳朵附近的第二殼體，該第一細長帶包括第一組電極。該示例裝置還包括第二細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第二細長帶包括第二組電極。另外，該裝置包括:第三細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第三細長帶包括第三組電極；以及第四細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第四細長帶包括第四組電極。其他示例裝置包括更少或更多的可調節帶，例如包括三個、兩個、一個、五個等。
[0073]在一些示例中，第一、第二、第三和第四細長帶中每個可旋轉地耦合至第一殼體和第二殼體中的每一個。在一些示例中，第一、第二、第三和第四細長帶中每個可拆卸地耦合至第一殼體和第二殼體中的每一個。
[0074]在一些示例中，第一細長帶定位在對象的鼻根點(例如，額骨和兩個鼻骨的交點)上方、處于在對象頭部中心上測量的對象的鼻根點和枕骨隆突(例如，枕骨的凸出)之間距離的約10%處，第二細長帶定位在鼻根點上方處于該距離的約30%處，第三細長帶定位在鼻根點和枕骨隆突之間的約半途處，以及第四細長帶定位在枕骨隆突上方處于該距離的約30%處。
[0075]在一些示例中，第一、第二、第三和第四電極組中的電極的數量總和包括至少2000個電極。在一些示例中，電極或通道的數量能夠是3000個電極或更多。此外，在其他示例中，在需要或期望更少數據通道時，可以存在更少的電極。
[0076]在一些示例中，第一、第二、第三和第四細長帶中每個包括可調節彈性帶或條來改變細長帶和對象頭部之間的距離。
[0077]在一些示例中，該裝置還包括一個或多個附加的細長帶，每個附加的細長帶耦合至第一殼體和第二殼體，并且每個附加的細長帶包括相應的附加電極組。
[0078]在一些示例中，該裝置包括耦合至第一殼體和/或第二殼體的調節機構，用于調節該裝置在對象上的適合度。
[0079]在一些示例中，第一細長帶包括多個延伸部，以及第一組的多個電極分別設置在各延伸部的相應末端處。在一 些示例中，延伸部是柔性的。
[0080]在這里公開的一些示例中，電極包括環的至少一部分。在一些示例中，電極包括球體。在一些示例中，電極包括鉤。在一些示例中，電極包括銷(pin)。
[0081]在一些示例中，電極可拆卸地耦合至相應的第一、第二、第三或第四細長帶。
[0082]在一些示例中，一個或多個電極以約IN / mm2至約2N / mm2的力壓縮對象的角質層。
[0083]在一些示例中，所公開的裝置包括用于將電極收集的信號轉換為數字數據的模數轉換器、用于放大信號的放大器、以及用于從信號中移除噪聲的信號調節器。一些這樣的示例裝置還包括:用于根據一個或多個分析協議分析數據以確定對象精神狀態的數據處理器；以及用于發送數字數據或精神狀態中的至少一個的發送器。
[0084]在一些示例中，該裝置佩戴在對象頭部上。
[0085]這里還公開了示例方法，其包括從裝置獲得腦電圖數據，該裝置包括:第一細長帶，其耦合至定位在對象第一只耳朵附近的第一殼體以及定位在對象第二只耳朵附近的第二殼體，該第一細長帶包括具有至少八個電極的第一組電極；以及第二細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第二細長帶包括具有至少八個電極的第二組電極。用在一些這樣的示例方法中的一些裝置包括:第三細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第三細長帶包括具有至少八個電極的第三組電極；以及第四細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第四細長帶包括具有至少八個電極的第四組電極。一些這樣的示例方法還包括分析腦電圖數據來確定對象的精神狀態。
[0086]一些示例方法包括將從電極收集的腦電圖數據轉換為數字數據、放大腦電圖數據以及從腦電圖數據移除噪聲。其他示例方法包括根據一個或多個分析協議來分析數據以確定觀察者的精神狀態和/或發送數字數據或精神狀態中的至少一個。
[0087]這里還公開了一種有形機器可讀存儲介質，其包括指令，所述指令在被讀取時使機器至少從裝置獲得腦電圖數據，該裝置包括:第一細長帶，其耦合至定位在對象第一只耳朵附近的第一殼體以及定位在對象第二只耳朵附近的第二殼體，該第一細長帶包括具有至少八個電極的第一組電極；以及第二細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第二細長帶包括具有至少八個電極的第二組電極。一些這樣的示例裝置還包括:第三細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第三細長帶包括具有至少八個電極的第三組電極；以及第四細長帶，其耦合至第一殼體和第二殼體，該第四細長帶包括具有至少八個電極的第四組電極。一些示例指令使機器分析腦電圖數據來確定對象的精神狀態。
[0088]一些示例指令使機器將從電極收集的腦電圖數據轉換為數字數據、放大腦電圖數據以及從腦電圖數據移除噪聲。一些指令使機器根據一個或多個分析協議來分析數據以確定精神狀態以及發送數字數據或精神狀態中的至少一個。
[0089]這里公開的示例裝置包括諸如例如脊之類的中央主體部以及從中央主體部延伸的多個延伸部，每個延伸部具有耦合至電極的末端。該示例裝置還包括沿中央主體的縱軸設置的調節帶，用于調節延伸部的位置。
[0090]在一些示例中，調節帶是彈性的。此外，在一些示例中，調節帶具有圓形橫截面。在其他示例中，調節帶具有矩形橫截面。在一些示例中，調節帶沿縱軸可滑動地設置。
[0091]在這里公開的一些示例中，中央主體部包括第一凸出、第二凸出、以及在第一凸出和第二凸出之間形成的凹陷，并且，調節帶設置在凹陷中。在一些示例中，中央主體部和延伸部包括硅酮或橡膠中的一個或多個。此外，在一些公開的示例中，該裝置包括封裝在中央主體部和延伸部中的柔性印刷電路板。
[0092]在一些示例中，每個延伸部在遠離中央主體部的方向上彎曲。在一些這樣的示例中，每個延伸部在相同方向上彎曲。此外，在一些示例中，第一延伸部位于直接越過中央主體部在第二延伸部的對面。在一些示例中，中央主體部和延伸部是柔性但非彈性的，而調節帶是柔性且彈性的。
[0093]在一些示例中，電極是有回彈力的(例如，有彈力的)。此外，在一些示例中，電極是可拆卸的。在一些示例中，示例電極包括環的至少一部分。示例裝置在一些示例中還包括設置在中央主體部的一側上的電極陣列。在一些示例中，該陣列是壓花板，以及該裝置包括多達256個電極。
[0094]在一些示例中，調節帶的收緊使電極施加力至佩戴該裝置的對象的頭部。在一些示例中，該力在每個電極處大致相同。
[0095]在一些示例中，所公開的裝置包括銀尼龍涂層。
[0096]這里公開的一些示例裝置包括模數轉換器，用于將從電極獲得的信號轉換為數字信號。此外，一些示例裝置包括信號調節器，用于執行下述至少一項:放大從電極獲得的信號或從信號移除噪聲。
`[0097]在一些示例中，該裝置包括罩體，該罩體部分地圍繞電極，以使得罩體的第一部分設置于電極的第一側上，罩體的第二部分設置于電極的第二側上，以及電極的接觸對象組織的末端從罩體延伸。在一些不例中，該電極具有小于約0.5mm的橫截面,罩體的第一部分的第一外側端和罩體的第二部分的第二外側端分離約小于Imm的距離，以及電極的接觸組織的末端從罩體延伸約小于0.2mm。
[0098]這里公開的另一示例方法包括從對象佩戴的裝置獲得腦電圖數據，該裝置包括中央主體部和從中央主體部延伸的多個延伸部，每個延伸部具有耦合至電極的末端。一些這樣的示例方法的裝置還包括沿中央主體的縱軸設置的調節帶，用于調節延伸部的位置。一些這樣的示例方法還包括分析數據以確定對象的精神狀態。
[0099]一些示例方法還包括下述一項或多項:將從電極獲得的信號轉換為數字信號、放大從電極獲得的信號和/或從信號移除噪聲。 [0100]這里公開的另一示例有形機器可讀存儲介質包括指令，所述指令在被讀取時使機器至少從對象佩戴的裝置獲得腦電圖數據。一些這樣的示例指令的裝置包括:中央主體部；從中央主體部延伸的多個延伸部，每個延伸部具有耦合至電極的末端；以及沿中央主體的縱軸設置的調節帶，用于調節延伸部的位置。一些示例指令還使機器分析數據以確定對象的精神狀態。
[0101]一些示例指令還使機器執行下述一項或多項:將從電極獲得的信號轉換為數字信號、放大從電極獲得的信號和/或從信號移除噪聲。
[0102]這里公開的一些示例裝置包括:第一帶，其包括第一組電極；以及第二帶，其包括第二組電極。在一些示例中，第一帶和第二帶在第一方向上定向以從對象獲得第一神經響應數據，以及第一帶和第二帶在第二方向上定向以從對象獲得第二神經響應數據，第二方向基本垂直于第一方向。
[0103]在一些示例中，第一帶具有第一端和第二端，第二帶具有第三端和第四端，第一端耦合至第三端，以及第二端耦合至第四端。此外，在一些示例中，第一端通過第一殼體耦合至第三端，以及第二端通過第二殼體耦合至第四端。在一些示例中，第二殼體包括處理器，用于分析從電極采集的數據。另外，在一些示例中，第一殼體包括調節機構，用于調節裝置在對象上的適合度。
[0104]在一些示例中，該裝置以第二方向定向以從對象的大腦收集中線讀數。
[0105]這里公開的其他示例方法包括在裝置以第一方向定向的情況下從對象獲得第一神經響應數據。一些這樣的示例方法的裝置包括:第一帶，其包括第一組電極；以及第二帶，其包括第二組電極。該示例方法還包括在裝置以第二方向定向的情況下從對象獲得第二神經響應數據，第二方向大致垂直于第一方向。
[0106]一些示例方法還包括使用設置于第二殼體中的處理器分析從電極收集的數據。此外，一些示例方法包括在設備處于第二方向的情況下從對象的大腦收集中線讀數。
[0107]這里還公開了一種有形機器可讀存儲介質，其包括指令，所述指令在被讀取時使機器在裝置以第一方向定向的情況下至少從對象獲得第一神經響應數據，該裝置包括:第一帶，其包括第一組電極；以及第二帶，其包括第二組電極。一些示例指令還使機器在裝置以第二方向定向的情況下從對象獲得第二神經響應數據，第二方向垂直于第一方向。
[0108]一些示例指令還使機器使用設置于第二殼體中的處理器分析從電極收集的數據。一些示例指令還使機器在裝置處于第二方向的情況下從對象的大腦收集中線讀數。[0109]這里還公開了示例裝置，其包括:第一組電極，用于從對象組織讀取電信號；以及第二組電極，用于讀取該電信號。在這樣的示例中，第一組和第二組電極機械地耦合至頭戴式裝置。另外，在示例裝置中，第一組電極包括第一類型的電極，以及第二組電極包括不同于第一類型的第二類型的電極。
[0110]在一些示例中，第一類型的電極包括單獨安裝的電極，以及第二類型的電極包括電極陣列。在一些示例中，陣列中的兩個或更多個電極能夠電氣短路以形成具有增加表面積的一個電極。此外，在一些示例中，第一類型的電極包括部分環、球點和/或鉤中的至少一個。另外，在一些示例中，第一組沿細長帶的第一外側以及沿細長帶的第二外側設置，以及第二組沿細長帶的中心軸設置。
[0111]這里公開的一些示例方法包括使用第一組電極從對象組織讀取電信號。一些這樣的示例方法還包括使用第二組電極讀取該電信號，其中，第一組和第二組電極機械地耦合至頭戴式裝置，以及，第一組電極包括第一類型的電極，并且第二組電極包括不同于第一類型的第二類型的電極。
[0112]這里還公開了一種有形機器可讀存儲介質，其包括指令，所述指令在被讀取時使機器至少使用第一組電極從對象組織讀取電信號以及使用第二組電極讀取該電信號。與這種示例指令一起使用的第一組和第二組電極機械地耦合至頭戴式裝置，以及，第一組電極包括第一類型的電極，并且第二組電極包括不同于第一類型的第二類型的電極。[0113]這里公開的一些示例裝置包括第一殼體,其包括磁鎖。一些這樣的示例裝置還包括第一細長帶，其具有可調節地耦合至第一殼體的第一端。第一細長帶包括第一多個電極。一些這樣的示例裝置還包括第一可調節條。第一可調節條包括第一磁力扣件，用于在第一嚙合點處與磁鎖磁性地鏈接以將第一細長帶緊固在第一位置中，以及用于在第二嚙合點處與磁鎖磁性地鏈接以將第一細長帶緊固在第二位置中。
[0114]在一些示例中，該裝置佩戴在對象頭部上，其中第一位置相比于第二位置更加靠近頭頂，以及第一磁力扣件從第一位置至第二位置的調節收緊了第一細長帶，并使電極更加靠近頭部。在一些示例中，第一細長帶可拆卸地耦合至第一殼體。
[0115]一些這樣的示例裝置還包括第二細長帶，其具有可調節地耦合至第一殼體的第二端。第二細長帶包括第二多個電極。一些這樣的示例裝置還包括第二可調節條。第二可調節條包括第二磁力扣件，用于在第三嚙合點處與磁鎖磁性地鏈接以將第二細長帶緊固在第三位置中，以及用于在第四嚙合點處與磁鎖磁性地鏈接以將第二細長帶緊固在第四位置中。
[0116]在一些示例中，第一細長帶和第二細長帶是可獨立調節的。此外，在一些示例中，第一細長帶和第二細長帶是可獨立拆卸的。
[0117]這里公開的其他方法包括將裝置的第一細長帶的可調節條的第一磁力扣件從與第一殼體的磁鎖的第一嚙合點釋放來將第一細長帶從第一位置解鎖。一些這樣的示例方法還包括在第二嚙合點處將第一磁力扣件耦合至磁鎖以將第一細長帶緊固在第二位置中。
[0118]一些示例方法包括將裝置的第二細長帶的可調節條的第二磁力扣件從與磁鎖的第三嚙合點釋放來將第二細長帶從第三位置解鎖。一些示例方法還包括在第四嚙合點處將第二磁力扣件耦合至磁鎖以將第二細長帶緊固在第四位置中。
[0119]此外，一些示例方法包括下述一項或多項:獨立調節第一細長帶及第二細長帶和/或獨立移除第一細長帶及第二細長帶。
[0120]這里公開的一些示例裝置包括第一轂(hub)和第一可拆卸帶，該第一可拆卸帶包括可拆卸地耦合至第一轂的第一多個電極。在一些這樣的示例中，第一帶包括第一罩體，其包括尼龍或銀中的至少一個。第一帶可在自動化洗衣機中洗滌。在一些示例中，罩體是可伸展的。在一些示例中，該裝置包括第二可拆卸、可洗滌帶，其包括第二多個電極。此外，在一些示例中，第一可拆卸帶可調節地耦合至第一轂并可用于具有第一頭部尺寸的第一對象以及具有第二頭部尺寸的第二對象，第二頭部尺寸不同于第一頭部尺寸。
[0121]這里公開的一些示例方法包括從第一轂移除包括第一多個電極的第一可拆卸帶，第一帶包括第一罩體，其包括尼龍或銀中的至少一個。一些這樣的示例方法還包括在自動化洗衣機中洗滌該第一帶。此外，一些示例方法包括:從第一轂移除包括第二多個電極的第二可拆卸、可洗滌帶；以及在自動化洗衣機中洗滌該第二帶。另外，一些示例方法包括相對于第一轂調節第一可拆卸帶以適合具有第一頭部尺寸的第一對象和/或相對于第一轂重新調節第一可拆卸帶以適合具有第二頭部尺寸的第二對象，第二頭部尺寸不同于第一頭部尺寸。
[0122]這里公開的一些示例方法包括經由包括兩個或更多個可獨立調節帶的裝置從對象獲得腦電圖(EEG)數據，每個帶具有用于從對象的大腦檢測腦電圖數據的多個電極，每個帶選擇性地相對于鄰近帶可旋轉，以及每個帶選擇性地可壓縮以增加電極對患者頭部的力。一些這樣的示例方法包括將EEG數據轉換為數字EEG信號并且調節該數字EEG信號。另外，一些這樣的示例方法包括:使用一個或多個分析協議來分析數字EEG信號以確定對象的精神特征；以及將該精神特征發送至輸出裝置。
[0123]在一 些示例方法中，該裝置還包括處理器，其用于執行轉換、調節、分析和發送。在一些示例中，轉換發生在每個電極處。在一些示例中，該裝置包括至少2000個電極。
[0124]在一些示例方法中，該裝置包括用于發送精神特征的無線發送器。在一些示例中，調節包括放大數字EEG信號或濾波數字EEG信號中的至少一個。
[0125]在一些示例中，輸出裝置包括手持裝置、警報器、裝置上的顯示屏、遠程服務器或遠程計算機中的一個或多個。在一些示例方法中，輸出裝置用于執行下述至少一項:發出警報、顯示消息、在屏幕上呈現警報、發出報告至本地計算機或發出報告至遠程計算機。此外，在一些示例中，精神特征包括精神狀態、健康狀況、生理狀態、注意力水平、共鳴水平、記憶屬性或情感投入指示符中的一個或多個。
[0126]這里還公開了一種有形機器可訪問存儲介質，其包括指令，所述指令在被執行時使機器至少從佩戴裝置的對象獲得腦電圖(EEG)數據，該裝置包括兩個或更多個可獨立調節帶，每個帶具有用于從對象的大腦檢測腦電圖數據的多個電極，每個帶選擇性地相對于鄰近帶可旋轉，以及每個帶選擇性地可壓縮以增加電極對患者頭部的力。在示例中，指令還使機器將EEG數據轉換為數字EEG信號、調節該數字EEG信號、使用一個或多個分析協議來分析數字EEG信號以確定對象的精神特征、以及將精神特征發送至輸出裝置。在一些示例中，該存儲介質設置在該裝置內。
[0127]這里公開的一些示例系統包括用于從對象獲得腦電圖(EEG)數據的裝置，該裝置包括兩個或更多個可獨立調節帶，每個帶具有用于從對象的大腦檢測腦電圖數據的多個電極，每個帶選擇性地相對于鄰近帶可旋轉，以及每個帶選擇性地可壓縮以增加電極對患者頭部的力。該示例系統還包括用于將EEG數據轉換為數字EEG信號的模數轉換器以及用于調節該數字EEG信號的信號調節器。一些這樣的示例系統還包括:處理器，用于使用一個或多個分析協議來分析數字EEG信號以確定對象的精神特征；以及發送器，用于將該精神特征發送至輸出裝置。
[0128]在一些示例系統中，模數轉換器、信號調節器、處理器和發送器設置于裝置上。一些示例系統在每個電極處包括模數轉換器。一些示例系統還在每個電極處包括信號調節器。一些示例系統包括降趨(detrending)單元,用于補償電極的極化。
[0129]這里公開的示例方法包括:評估第一神經信號的第一屬性；基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值；評估第二神經信號的第二屬性；以及基于第二屬性確定第二神經信號是否依從質量閾值。該示例方法還包括:在第一神經信號不依從質量閾值時調節第一神經信號以獲得第三神經信號；以及在第二神經信號不依從質量閾值時調節第二神經信號以獲得第四神經信號。另外，該示例方法包括:評估第三神經信號的第三屬性；基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值；評估第四神經信號的第四屬性；以及基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值。該示例方法還包括基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第一個來執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個或者與其合并。
[0130]在一些示例中，該方法發生在用于收集第一神經信號和第二神經信號的頭戴式裝置器件上。在一些不例中，第一、第二、第三和第四屬性包括相應第一、第二、第三或第四神經信號的強度、幅度、信噪比或持續時間中的至少一個。
[0131]在一些示例方法中，與質量閾值的依從性基于第一、第二、第三或第四神經信號與參考值的比較。在一些這樣的示例中，參考值包括絕對閾值、光譜閾值、斜坡率閾值或低活動閾值。
[0132]在一些示例方法中，調節包括放大第一或第二神經信號或者濾波第一或第二神經信號中的至少一個。在一些示例中，忽略或合并由通信耦合至通過其收集第一神經信號的第一通道和通過其收集第二神經信號的第二通道的開關電路來進行。
[0133]這里還公開了一種有形機器可訪問存儲介質，其包括指令，所述指令在被執行時使機器至少評估第一神經信號的第一屬性，基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值，評估第二神經信號的第二屬性以及基于第二屬性確定第二神經信號是否依從質量閾值。示例指令還使機器在第一神經信號不依從質量閾值時調節第一神經信號以獲得第三神經信號，在第二神經信號不依從質量閾值時調節第二神經信號以獲得第四神經信號，評估第三神經信號的第三屬性，基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值，評估第四神經信號的第四屬性以及基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值。另外，指令還使機器基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第 一個來執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個或者與其合并。
[0134]在一些示例中，所述存儲介質設置于用于收集第一神經信號和第二神經信號的頭戴式裝置器件內。在一些示例中，所述指令還使機器通過放大第一或第二神經信號或者濾波第一或第二神經信號中的至少一個來調節第一神經信號或第二神經信號中的一個或多個。
[0135]在一些示例中，所述指令還使機器通過促動與通過其收集第一神經信號的第一通道和通過其收集第二神經信號的第二通道通信耦合的開關電路來忽略第一、第二、第三或第四神經信號中的一個或多個或者合并第一、第二、第三或第四神經信號中的兩個或更多個。
[0136]這里公開了一種示例系統，其包括頭戴式裝置器件，用于從對象大腦收集第一神經信號和第二神經信號。該示例系統還包括處理器，用于評估第一神經信號的第一屬性，基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值，評估第二神經信號的第二屬性以及基于第二屬性確定第二神經信號是否依從質量閾值。在該示例系統中，處理器在第一神經信號不依從質量閾值時調節第一神經信號以獲得第三神經信號，在第二神經信號不依從質量閾值時調節第二神經信號以獲得第四神經信號，評估第三神經信號的第三屬性，基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值，評估第四神經信號的第四屬性以及基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值。在該示例系統中，處理器還基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、 第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第一個來執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個或者與其合并。
[0137]在一些示例中，所述系統包括開關電路，該開關電路選擇性地通信耦合至用于收集第一神經信號的第一通道且選擇性地通信耦合至用于收集第二神經信號的第二通道，以執行下述至少一項:忽略第一、第二、第三或第四神經信號中的一個或多個或者合并第一、第二、第三或第四神經信號中的兩個或更多個。
[0138]這里公開的一些示例方法包括監測患者在家庭環境中的活動以及分析從耦合至患者的第一傳感器收集的第一數據以確定患者的第一特征，所述第一傳感器包括耦合至患者頭部的電極。該示例方法還包括:分析從耦合至患者的第二傳感器收集的第二數據以確定患者的第二特征；基于所述活動、第一特征和第二特征確定患者的健康評估；以及基于健康評估產生輸出信號。
[0139]在一些示例方法中，第二數據被無線發送至容納第一傳感器的裝置。在一些示例中，第二傳感器包括生物計量傳感器、神經傳感器或生理傳感器中的一個或多個。在一些示例中，第二傳感器包括心電圖、葡萄糖監測系統、眼動電描記系統、面部監測系統、或插入式/即插即用裝置。在一些示例方法中，第二傳感器包括眼球追蹤傳感器、流電皮膚響應傳感器、肌電描記儀器、攝像機、紅外傳感器、交互速度檢測器或觸摸傳感器。在一些示例中，第二傳感器包括全面部或半面部覆蓋攝像機。
[0140]一些示例方法還包括將健康評估與參考評估進行比較并將健康評估或輸出信號中的至少一個發送至遠程設施。在一些這樣的示例中，遠程設施包括醫生辦公室、醫院、診所、實驗室、檔案室、研究設施或診斷設施中的至少一個。
[0141]在一些示例方法中，輸出信號耦合至警報器。在一些這樣的示例中，警報器包括光、聲或顯不中的至少一個。在一些不例中，輸出信號用于激活自動輸送設備以自動地給藥至患者。一些示例方法還包括基于健康評估來針對輸入提示患者。
[0142]一些示例方法還包括經由全球定位系統(GPS)裝置追蹤患者的位置。在一些這樣的示例中，GPS裝置設置于容納第一傳感器的裝置內。一些示例方法還包括在一段時間內將健康評估記入日志。
[0143]這里公開了一種有形機器可訪問存儲介質，其包括指令，所述指令在被執行時使機器至少監測患者在家庭環境中的活動以及分析從耦合至患者的第一傳感器收集的第一數據以確定患者的第一特征，所述第一傳感器包括耦合至患者頭部的電極。所述指令還使機器分析從耦合至患者的第二傳感器收集的第二數據以確定患者的第二特征，基于所述活動、第一特征和第二特征確定患者的健康評估，以及基于健康評估產生輸出信號。
[0144]這里公開了一種示例系統，其包括:第一傳感器，用于從患者收集第一數據，第一傳感器包括耦合至患者頭部的電極；以及第二傳感器，用于從患者收集第二數據，第二傳感器耦合至患者。該示例系統還包括處理器，用于監測患者在家庭環境中的活動，分析從第一傳感器收集的第一數據以確定患者的第一特征，分析從第二傳感器收集的第二數據以確定患者的第二特征，基于所述活動、第一特征和第二特征確定患者的健康評估，以及基于健康評估產生輸出信號。
[0145]這里公開的示例方法包括:在對象暴露于媒體時分析從耦合至對象的頭戴式裝置的第一傳感器收集的第一數據以確定對象的第一行為，第一傳感器包括耦合至對象頭部的電極；以及基于第一行為確定對象的精神狀態。該示例方法還包括:分析從第二傳感器收集的第二數據以確定對象的第二行為；以及基于所述精神狀態和第二行為確定對象的預期活動。
[0146]在一些示例方法中，第一行為是大腦活動中的變化。在一些示例中，第二行為是凝視的方向。在一些示例中，精神狀態是投入水平。
[0147]在一些示例方法中，預期活動是電子裝置的促動。在一些這樣的示例中，電子裝置的促動是呈現媒體的裝置的音量、靜音狀態、頻道或功率狀態中的至少一個的變化。在一些示例中，電子裝置的促動是光標移動、擊鍵、或鼠標點擊。一些示例方法還包括從頭戴式裝置發送信號至電子裝置以完成該預期活動。
[0148]在一些示例方法中，第一`數據的分析包括分析軀體感覺系統中的腦電圖標志(signature),腦電圖標志集中在運動對側的感覺運動皮質上并包括μ和β頻率的變化。
[0149]在一些示例中，預期活動是媒體的消耗。一些這樣的示例方法還包括通過檢測頻道、采集指示節目的音頻代碼或在遠程數據采集設施處檢查加時間戳的數據中的至少一個來識別媒體中的節目。其他示例包括基于預期活動和節目識別來確定收視率。
[0150]這里公開了一種有形機器可訪問存儲介質，其包括指令，所述指令在被執行時使機器:在對象暴露于媒體時至少分析從耦合至對象的頭戴式裝置的第一傳感器收集的第一數據以確定對象的第一行為，第一傳感器包括耦合至對象頭部的電極；以及基于第一行為確定對象的精神狀態。該指令還使機器:分析從第二傳感器收集的第二數據以確定對象的第二行為；以及基于所述精神狀態和第二行為確定對象的預期活動。
[0151]這里公開了一種示例系統，其包括:用于收集第一數據的第一傳感器，第一傳感器在對象暴露于媒體時設置在耦合至對象的頭戴式裝置中，第一傳感器包括耦合至對象頭部的電極；以及用于從對象收集第二數據的第二傳感器。該示例系統還包括處理器，用于分析從第一傳感器收集的第一數據以確定對象的第一行為，基于第一行為確定對象的精神狀態，分析從第二傳感器收集的第二數據以確定對象的第二行為，以及基于所述精神狀態和第二行為確定對象的預期活動。[0152]這里公開的一些示例方法包括將頭戴式裝置以第一定向置于使用者頭部上，該頭戴式裝置包括設置于使用者頭部上的一個或多個可獨立調節帶，每個帶具有多個電極，用于從使用者大腦接收電信號。該方法還包括:通過選擇性地相對于相應鄰近帶旋轉一個或多個帶來調節電極在使用者頭部上的位置；以及通過選擇性地改變與相應帶相關聯的相應彈性條的有效長度以改變電極對頭部的力來調節電極在使用者頭部上的壓縮。另外，該示例方法包括:從電極獲得腦電圖(EEG)數據；調節腦電圖數據；以及分析腦電圖數據以確定使用者的精神狀態。
[0153]在一些示例方法中，調節包括轉換信號為數字信號、放大該信號或者濾波該信號中的一個或多個。在一些示例中，調節發生在頭戴式裝置中。一些示例方法還包括評估從電極獲得的腦電圖數據的質量并基于該質量確定電極位置是否要被調節。
[0154]一些示例方法還包括調節電極的位置,包括物理地移動一個或多個電極。一些這樣的示例方法還包括將一個或多個帶旋轉至使用者頭部上的第二定向。
[0155]在一些示例中，調節電極的位置包括虛擬地移動一個或多個電極。一些這樣的示例還包括在從多個電極獲得的EEG數據的質量低于閾值質量時使這些電極的一部分短路。
[0156]一些示例方法還包括基于精神狀態輸出信號至醫療系統、觀眾測量設施或遠程設備中的一個或多個。
[0157]這里公開了一種有形機器可訪問存儲介質，其包括指令，所述指令在被執行時使機器至少從頭戴式裝置獲得腦電圖(EEG)數據，所述頭戴式裝置包括設置于使用者頭部上的一個或多個可獨立調節帶，每個帶具有多個電極，用于從使用者的大腦接收電信號。所述指令還使機器調節電極在使用者頭部上的位置、調節腦電圖數據以及分析腦電圖數據以確定使用者的精神狀態。
[0158]這里公開的一些示例系統包括頭戴式裝置，用于從使用者獲得腦電圖(EEG)數據，所述頭戴式裝置包括設置于使用者頭部上的一個或多個可獨立調節帶，每個帶具有多個電極，用于從使用者的大腦接收電信號，每個帶選擇性地相對于相應鄰近帶可旋轉以調節電極的位置，以及每個帶包括被有效地延長或縮短以調節電極在使用者頭部上的壓縮的相應彈性條。該示例系統還包括處理器，用于從電極接收EEG數據、調節EEG數據以及分析腦電圖數據以確定使用者的精神狀態。
[0159]現在轉至附圖，圖1-4示出了示例頭戴式裝置100。該示例頭戴式裝置可以例如用于從醫療環境或家庭環境中的患者收集醫療信息，用于控制游戲或其他娛樂的方面，用于提供數據作為健身計劃的部分，用于收集觀眾測量數據，用于控制遠程裝置和/或多種其他用途。圖1的示例頭戴式裝置100包括多個可獨立調節帶，每個帶包括多個電極，用于從使用者、對象、觀察者和/或小組成員的頭部接收信號。如這里使用的，參與者是同意被監測的個人。通常，參與者提供他們的人口統計信息(例如，年齡、種族、收入等)至監測實體(例如，Nielsen Company)，其采集并編譯關于感興趣主題(例如，媒體曝光)的數據。更具體而言，所示意的示例的頭戴式裝置100包括第一帶102、第二帶104、第三帶106和第四帶108。帶102-108中的每個包括多個電極。在所示意的示例中，電極是部分環形電極。環形電極可以具有例如小于約3_的直徑和小于約3_的長度。電極的尺寸越大和越寬,則將電極充分施加至頭皮所需`的力越大。在一些示例中，電極具有約Imm至約2mm的直徑。然而，附加地或可替代地，可以使用許多其他類型、尺寸和/或形狀的電極，如下文進一步詳細地討論。在圖1的示例中，帶102-108旨在在使用者頭部上方從頭部的左側延伸至頭部的右側。每個帶102-108包括具有縱軸的細長結構。在該示例中，每個帶102-108分別采取脊形結構110、112、114和116的形式。每個脊110、112、114、116分別支撐彈性調節帶或條118、120、122和124。每個帶102-108在一側上可旋轉且可拆卸地耦合至第一殼體126，以及在另一側上可旋轉且可拆卸地耦合至第二殼體128。例如，帶102-108可以包括用于將帶102-108插入頭戴式裝置中的按扣件和/或樞軸型連接。在其他示例中，這些帶固定地耦合至頭戴式裝置。在所示的示例中，第一殼體126可以靠近使用者的右耳放置，以及第二殼體128可以靠近使用者的左耳放置，使得帶102-108設置在使用者的頭部上以用于讀取沿頭皮的電活動。所示意的示例的頭戴式裝置100還包括附加支撐帶130，其是可調節的并可以是例如可用于繞使用者頭部的后側收緊和緊固頭戴式裝置100的彈性的或任何其他合適的材料。在所示的示例中，頭戴式裝置100包括四個帶。然而，在其他示例中，頭戴式裝置100可以包括更少或更多(例如，三個或更少或者十個或更多)可調節帶。每個帶可以每帶承載約八個至約256個或者更多個電極。
[0160]在圖1的示例中，帶102-108可旋轉且可拆卸地耦合至第一和第二殼體126和128，以允許使用者調節帶102-108在使用者頭部上的位置。該示例的帶102-108可以朝使用者的枕骨隆突(枕骨的凸起)或鼻根點(額骨和兩個鼻骨的交點)旋轉以將電極定位在用于測量電活動的特定位置中。圖1的每個脊110-116由柔性材料組成，諸如例如塑料、橡膠、聚氨酯、硅酮和/或任何其他合適材料。示例脊110-116的柔性允許頭戴式裝置100舒適地位于使用者頭部上。此外，所示意的示例的彈性條118-124由脊110-116支撐并可被牽拉以向下收緊脊110-116，并因此增加電極對使用者頭皮的壓力。在所示意的示例中，彈性條118-124是柔性且彈性的。另外，圖1的彈性條118-124可滑動且可平移地耦合至脊110-116。此外，在圖1的示例中，整個頭戴式裝置100和/或各個帶102-108可以在用于日常清洗的典型洗衣機中洗滌和/或諸如例如在使用之間或在使用者之間對頭戴式裝置100消毒和殺菌。在一些示例中，存在用于不同尺寸的頭部的頭戴式裝置的各種模板。基于年齡、性別、種族和/或遺傳學，人們具有不同的頭部尺寸。例如，人類頭部可能在周長方面具有從約54cm至約65cm的范圍。在一些示例中，可以存在兩個或三個模板頭戴式裝置。例如，第一模板可容納約56cm周長的頭部,第二模板可容納約59cm周長的頭部，以及第三模板可容納約62cm周長的頭部。在這些示例中，中心帶(例如，沿著中線)可以分別是約23cm、約25cm和約26cm。因此,在一些示例中，這些模板可包括多個尺寸的帶,這些帶在不同模板之間具有從約Icm至約2cm的長度差異。在將頭戴式裝置擬合在對象上時，將不同的模板尺寸用作粗調節。然后使用細長帶的調節來使該擬合完美為細調節，這在下文中更多地詳述。
[0161]在所示的示例中，第一殼體126包括示例調節機構132(示于圖10)，用于調節彈性條118-124的長度。所示意的示例的彈性條118-124可以經由調節機構132而拉緊，以定位相應帶102-108并向下朝向頭皮收緊脊110-116。下文中結合圖10更詳細地公開了示例調節方法。
[0162]在所示的示例中，第二殼體128支撐在下文中更詳細地公開的電氣部件134，諸如例如，用于處理來自電極的信號的處理器。在一些示例中，該處理發生在頭戴式裝置處作為一體化或自含式系統。在其他示例中，一些處理發生在頭戴式裝置處，而一些處理在頭戴式裝置諸如例如經由無線連接發送數據或半處理結果至遠程站點后遠程地發生。在另外其他示例中，所有數據都流傳輸至遠程分析器以進行處理。所示意的示例的電氣部件134用于例如將腦電圖數據從模擬數據轉換為數字數據、放大腦電圖數據、從數據中移除噪聲、分析數據、并將數據發送至計算機或其他網絡。所示意的示例的第二殼體128包括硬件和軟件，諸如例如放大器、信號調節器、數據處理器和/或用于發送信號至數據中心或計算機的發送器。所示意的示例的每個脊110-116經由有線連接和/或無線地通信耦合至包括示例處理器的電氣部件。在其他示例中，在第一殼體126中支撐電氣部件134，以及在第二殼體128上或在第二殼體128中支撐調節機構132。
[0163]圖4A示意了佩戴在使用者頭部上的頭戴式裝置100的透視圖。如所示，帶102-108從左側至右側橫跨在頭部上。帶102-108的位置可以被調節，并且彈性條118-124可以被收緊以將帶102-108向下收緊在使用者頭部上。在所示的示例中，附加支撐帶130繞頭部的后側拉伸并可以被拉緊或調節以將頭戴式裝置100緊固至使用者的頭部。
[0164]如圖4B中所示，除了以上述的側至側定向佩戴之外，所示意的示例的頭戴式裝置100可以以前至后定向佩戴，其中第一殼體126或第二殼體128置于使用者的前額上，以及帶102-108橫跨至第二殼體128或第一殼體126中的另一個，該另一個設置在使用者頭部的后側上。帶102-108可以被橫向地單獨調節和/或收緊以用于最優讀數。圖4的定向促進了通過頭戴式裝置100的中線讀數。
[0165]圖5示意了可與頭戴式裝置100 —起使用的示例帶102。如所看到的那樣，第一帶102由第一脊110和第一彈性條118組成。第一脊110被設計為脊狀結構，其具有多個相對的延伸部136a_136t,類似于脊和椎骨布置的結構。每個延伸部136a_136t分別稱合至部分環形電極138a-138t。延伸部136a_136t是柔性的，從而隨著第一帶102在使用者頭部上向下收緊而回縮和彎曲。在圖5中所示的示例中，電極138a-138t被模制在第一脊110的延伸部136a-136t內。然而，在其他示例中，電極138a_138t可以可拆卸地耦合至延伸部136a-136t (例如，扣合在延伸部136a_136t上)。每個電極138a_138t具有穿過脊110運行的其自身的通道。此外，在一些示例中，來自多個電極的讀數可以一起被求平均以增加電極和頭皮之間的有效表面積并減 少阻抗，如在下文中更詳細地公開。第一脊110還包括殼體140，其可以包含用于每個電極通道的各個放大器和模數轉換器。脊110還包括線142，用于將電極138a-138t通信耦合至處理器134和/或第二殼體128的其他電氣部件以進行處理。在其他示例中，脊110例如在殼體140中包括無線發送器和電源，用于無線地發送數據至第二殼體128中的處理器134或至頭戴式裝置100外的另一處理器。
[0166]第一脊110的頂側包括多個滑軌(runner) 144a_144j，它們是用于沿第一脊110的頂側引導和緊固第一彈性條118的延伸部或凸出。在所示意的示例中，以沿彈性條118的相對側延伸的兩個細長滑軌的對形成滑軌144a-144j。在其他示例中，滑軌144a_144j由在彈性條118上運行的一個或多個細長圓管來實現。第一脊110還包括第一眼146和第二眼148。在所示的示例中，第二眼148耦合至殼體140。第一彈性條118沿第一脊110頂側上的縱軸設置在滑軌144a-144j之間，并且還穿過第一和第二眼146、148。第一和第二眼146、148輔助保持彈性條118在脊110上的位置。第一彈性條118沿第一脊110的頂側可滑動地嚙合，以隨著第一彈性條118被拉伸和拉緊或釋放而滑動。在圖5中所示的示例中，第一彈性條118具有圓形橫截面。然而，在其他示例中，第一彈性條118具有矩形、橢圓形或任何其他橫截面形狀。在一些示例中，彈性條118被成形為增強對通過脊110傳播的電子信號的屏蔽。
[0167]在圖5中所示的示例中，第一帶102包括第一脊110上的20個電極。然而，在其他示例中，第一脊Iio可以承載其他數量的電極(例如，256或更多個單獨電極)。
[0168]圖6是第一帶102的部分的放大視圖。從圖6中看到的那樣，延伸部136a_136c和136k-136m是稍微向下彎曲的，其將電極138a_138c以及138k_138m定位為向下朝向頭皮。如圖6中所示，第一彈性條118沿第一脊110的頂部設置并由滑軌144a-144c以及第一眼146保持就位。每個延伸部136a-136c和136k_136m耦合至電極138a_138c和138k_138m中相應的一個。隨著第一彈性條118被拉得更緊，彈性條118有效地縮短，從而產生延伸部136a-136c及136k_136m上的向下的力，延伸部136a_136c及136k_136m向上屈曲或向外彎以迫使電極靠住使用者頭皮。示例帶102-108被設計為在使用者頭皮上產生約IN / mm2至約2N / mm2的力。在一些示例中，所施加的力針對每個電極是相同的。
[0169]圖7是第一帶102的橫截面圖，第一帶102具有第一脊110和第一彈性帶118。延伸部136a和136k是向下彎曲的。電極138a和138k是分別耦合至延伸部136a及136k底側的部分環形電極。電極138a和138k的末端被模制在第一脊主體110內并在操作上耦合至穿過第一脊110運行的印刷電路板(PCB)150。每個電極138a-138t(示于圖5)通信耦合至PCB150。所示意的示例的PCB150包括三個電子層(例如，包括至少一個電氣部件或電路線路的層)和一個屏蔽層。
[0170]這里公開了屏蔽的若干示例方法，用于減少或消除與EEG讀數的電磁干擾，包括例如減少阻抗以減少和/或消除在一些實例中對外部屏蔽的需要。這里所公開的示例利用高阻抗皮膚-電極界面和電極間高阻抗失配來實現高分辨率EEG測量。在一些示例中，高分辨率測量由電池供電的EE G測量裝置(諸如例如這里公開的頭戴式裝置)來實現，其可以包括浮動驅動低阻抗接地、無線通信、以及示例公開的屏蔽技術。圖8A、8B和SC示意了通過沒有外部噪聲源的EEG系統(圖8A)、具有外部噪聲源的濕電極EEG系統(圖SB)、以及具有外部噪聲源的干電極EEG系統(圖SC)的示例電路表示的阻抗的效果，其表示了這里公開的示例系統。
[0171]圖8A示意了示例EEG系統800，其中，對象802耦合至EEG測量裝置804，諸如例如這里公開的頭戴式裝置。在該示例中，頭戴式裝置804是無線EEG測量裝置。通過在對象802頭部上施加生物電位電極來測量驅動接地電極806和數據電極808之間的電勢。圖8A表示了其中不存在外部噪聲的理想或理論情形，諸如例如對象從不移動的完全屏蔽房間。在該系統中，數據電極808和接地電極806之間的測量指示來自EEG源(例如，對象大腦)的沒有噪聲偽像的信號。
[0172]在真實世界環境(圖8B和8C)中，存在來自電磁(例如，輸電線)或靜電(例如，步行)源的外部噪聲。由于EEG數據的低信號幅度(例如，約1μ V至約100 μ V)和高電極-皮膚阻抗(例如，大于約IOOkQ )，外部噪聲源在EEG數據的質量中發揮重要作用。電磁感應噪聲能夠在多個路徑上滲入EEG信號。例如，電場能夠感應位移電流820 (ΙΕΜ2Η,電磁源至頭戴式裝置)，位移電流820流經關聯電容822 (Cem2h,電磁源至頭戴式裝置)進入頭戴式裝置804的電極引線、電極-皮膚界面或EEG裝置的各個部件(例如，放大器、電源等)。另一電磁噪聲源是對象身體上的共模電壓。位移電流824(Iem2s，電磁源至對象)流經寄生電容(CEM2S，電磁源至對象)。寄生電容是任何兩個相鄰導體之間的電容。該電容的大小通過對象與電源的接近程度而確定。可歸因于寄生電容的噪聲能夠與例如在對象抓住絕緣電源線時一樣大，為20V。
[0173]另一噪聲源是靜電。摩擦產生了在身體和地之間的電容828 (Ces2s，靜電源至對象)中存儲的電荷。例如，帶靜電的第三人能夠在其移動靠近對象時感應進入對象的靜電壓和關聯電流830 (Ies2s，靜電源至對象)。位移電流832 (Ies2h，靜電源至頭戴式裝置)也被注入，并且電容834 (Ces2h，靜電源至頭戴式裝置)也從外部靜電噪聲感應至頭戴式裝置804。
[0174]外部噪聲電容性地注入對象802或頭戴式裝置804中的位移電流820 (Iem2h)、832(IES2H)，其將由數據電極的阻抗(Ze)和接地電極的阻抗(Ze)轉換為附加噪聲，該附加噪聲能夠比感興趣的信號高一定量級。如果存在相等阻抗，則這些噪聲將抵消掉。在低阻抗濕系統(圖8B)中，位移電流至附加噪聲的轉換被最小化以使得噪聲能夠被保持低于可接受值。然而，通常，數據電極的阻抗(Ze)和接地電極的阻抗(Ze)相等是不可實現的。 [0175]在包括具有高阻抗電極-皮膚界面(例如，大于約IOOkQ)的干電極的系統(圖SC)中，來自數據電極的阻抗(Ze)遠大于來自接地電極的阻抗(Ze)。在該配置中，位移電流820 (Iem2h) >832 (Ies2h)將通常以噪聲泛濫該系統。然而，這里公開的示例將具有小于約IOOkQ的電極-皮膚阻抗的導電材料耦合至對象802的身體。示例導電材料包括鋁片和/或涂銀的尼龍。導電材料和對象802形成屏蔽840，使得EEG裝置(例如，頭戴式裝置804)與環境電容性去耦。屏蔽840經由具有低阻抗(Zs)的屏蔽電極842耦合至對象。屏蔽840和屏蔽電極848有效地封裝頭戴式裝置804。由諸如電磁源(例如，輸電線)或靜電噪聲源(例如，諸如對象的步行或靠近其他人)之類的外部噪聲源產生的位移電流820(IEM2H)、832 (Ies2h)流經最小電阻的路徑(例如，經過具有低阻抗Zs的屏蔽電極)，并且因此，這些位移電流820 (Iem2h)、832 (Ies2h)在EEG測量裝置(例如，頭戴式裝置804)的輸入處不可見。
[0176]在這里公開的一些示例中，通過引入針對接地電極的非傳統位置來實現用于接地和屏蔽電極的低阻抗電極-皮膚界面。例如，圖9是頭頂的示意圖，其示出了使用圖1的示例頭戴式裝置或這里公開的其他示例頭戴式裝置的示例電極和接地放置。在圖中存在若干縮略詞，包括“N”代表鼻根點、“F”代表前額(例如，關于大腦額葉，其是位于每個大腦半球前側處的區域)、“A”代表耳垂、“C”代表中心(例如，關于大腦中心區域)、“T”代表顳(例如，關于大腦顳葉，其位于每個大腦半球處的額葉下面和后面)、“P”代表項骨(例如，關于大腦頂葉，其位于額葉后面)、“O”代表枕骨(例如，關于大腦枕葉，其位于頭部的后側處)、“ I”代表枕骨隆突、以及下標“z ”用于沿大腦中線作出的讀數。
[0177]如圖9中所示，在該示例中作為低阻抗干電極的驅動接地電極151、以及用于屏蔽的電極置于前額處。第二數據電極153置于典型接地位置(諸如例如耳垂或乳突)處。由于下層肌肉運動，前額是接地電極151的非傳統位置。耳垂和乳突是頭皮的相對安靜的區域(例如，相對不受電活動的影響)，該區域沒有頭發(這降低了這些位置處的阻抗)，具有低腦波活動且較不易受來自諸如例如顎肌運動之類的肌肉運動的偽像影響。從每隔一個數據通道減去該附加增加的數據通道153 (在數字域或模擬域中)將抵消前額處的接地電極的不利影響。這被稱為參照，其中該系統的“O”電勢必須被移位(或參照)。圖9中的等式示出了前額處的接地電極151的效果在從數據通道(例如，數據通道FC5)減去數據電極153時消失。因此，在對象前額處不使用凝膠的情況下實現了低阻抗電極-皮膚連接(例如，小于約IOOkQ)。
[0178]除了使系統能夠具有干的低阻抗界面，這些示例還增強了共模抑制比(CMRR)，這是由于共用信號(噪聲)將被相減衰減，CMRR是裝置在何處趨于抑制兩個輸入引線所共用的輸入信號。在感興趣的信號是疊加在潛在地大的電壓偏移上的小電壓的應用中期望高CMRR。
[0179]這里公開的示例出于多個原因獲得具有低噪聲的高質量EEG讀數。一些這樣的示例是自含式單元，并且因此，這些示例的EEG平臺從外部電源電氣斷開或去耦。附加地或可替代地，這里公開的示例包括耦合至人體(例如，圖8C的屏蔽)且包裝EEG平臺(例如，圖8C的頭戴式裝置804)的導電層。具有導電層和人體之間的低阻抗耦合以及對EEG平臺的高阻抗也將EEG平臺從環境電容性斷開，使得外部源不能滲入EEG平臺，以及電容性耦合的位移電流在EEG平臺的輸入處不可檢測或不可見，如上所公開。因此，EEG平臺電隔離于外部噪聲源。這里公開的示例提供了諸如例如與約IOOkQ —樣低的低電極-皮膚阻抗。
[0180]在其他示例中，提供了附加屏蔽。在一些這樣的示例中，每個電極包括各自的屏蔽，電纜被屏蔽，和/或所有電子裝置包括進一步的屏蔽。在一些示例中，頭戴式裝置包括導電涂料來增強屏蔽。此外，在一些示例中，頭戴式裝置包括罩體，諸如例如涂銀的尼龍，這也增強了屏蔽。
[0181]此外，如這里所公開的，一些示例系統利用減小的屏蔽或者不利用屏蔽，這是因為電極以如此低的阻抗收集數據，以至于信噪比足夠高以使得能夠在沒有附加屏蔽的情況下處理數據。同樣以如此低的阻抗，噪聲源變得較不相關。一些示例系統中的部件的低電容減少了對附加屏蔽的需要，并從而降低了系統的復雜度。如這里所公開的，可以例如利用柔性電路板150中的微型信號線且經由被保持靠近頭部的小型電極的使用來實現低阻抗和低電容。
[0182]圖10是示例調節機構132的放大視圖，其能夠被并入到第一或第二殼體126、128中。所示意的示例的調節機構132包括磁塊或鎖152。每個彈性條118-124分別f禹合至附著條154-160。每個附著條154-160分別包括多個垂直布置的磁性元件162a_162f、164a-164f、166a-166f和168a_168f。每個附著條154-160可磁性釋放且可利用磁鎖152鎖定在多個位置處。在所示意的示例中，存在用于將每一個附著條154-160耦合至磁鎖152的多個位置。附著條 154-160 上的磁性元件 162a-162f、164a-164f、166a-166f 和 168a_168f允許使用者調節彈性條118-124的長度。例如，如果使用者為了舒適和/或信號連接而想要收緊帶102，則使用者釋放對應的附著條154以與磁鎖152嚙合，沿向下的方向上牽拉附著條154至另一磁性元件162a-162f,這牽拉彈性條118并使帶102的脊110在更靠近使用者頭部的方向上移動，從而使相應電極更接近地嚙合使用者頭皮。使用者然后將磁性條154與磁鎖152嚙合以將帶102鎖定在期望位置中。如果使用者為了舒適而想要松開帶102，以調節電極放置和/或信號連接、和/或移除頭戴式裝置100，則使用者可以將附著條154從磁鎖152釋放并在向上的方向上移動附著條154，以松開彈性條118并使帶102的脊110在遠離使用者頭部的方向上移動，從而使相應電極更輕地嚙合或脫離使用者頭皮。使用者然后將附著條154與磁鎖152重新嚙合以將帶102鎖定在期望位置中。可以利用任何其他帶來重復相同過程。為了完全移除帶，將對應的磁性條從附著鎖152移除且不再嚙合。此外，在一些示例中，針對每個彈性條可以存在磁性球或端點，其嚙合在調節機構132上支撐的多個磁鎖中的一個。在這樣的示例中，帶可調節至由磁鎖的位置限定的多個位置中。在其他示例中，脊上的彈性帶可以以任何其他方式調節。
[0183]圖11A、11B、11C和IlD示意了可與頭戴式裝置100的帶102-108 —起使用的示例電極。傳感器(電極)幾何形狀和材料影響信號連接的阻抗特征。在一些示例中，電極例如由銀或氯化銀形成，這可以提供例如每平方毫米接觸表面約IOMΩ阻抗。附加地或可替代地，可以使用具有其他每面積阻抗值的其他材料。
[0184]圖1lA中所示的示例環形電極138a包括平滑彎曲元件。在圖1lA的示例中，環形電極138a的末端被模制到脊110的主體中。然而，在其他示例中，電極可拆卸地耦合至脊110的主體。所示意的示例的電極138a可以由任何導電元件構成。所示意的示例中的電極在直徑方面小于約3_且在長度方面大于約3_。該配置允許電極穿透使用者的頭發并與頭皮形成接觸。所示意的示例的環形電極138a足夠有回彈力(例如，有彈力)以在向下朝頭部施加壓力時屈曲和調節。
[0185]圖1lB中所示的示例是鉤形電極170。類似于圖10的示例環形電極138a，圖1lB的示例鉤形電極170是彎曲的，從而允許電極穿透頭發并抵靠使用者頭皮放置。圖1lC示意了示例球電極172。圖1lC的示例球電極172包括軸桿174和球體176。所示意的示例的球體176能夠容易地穿透頭發并觸碰使用者的頭皮。在一些示例中，球電極具有約1.3ΜΩ的阻抗，球體具有約1.8mm的直徑，并且在被按壓到組織中時，球體具有約7.7mm2的有效接觸面積。增大電極的尺寸增加了接觸面積且進一步減小了阻抗。例如，如果使用具有上述示例球電極的直徑四倍的直徑的球電極，則接觸面積將是約30_2，以及阻抗將減少至約300k Ω。
[0186]圖1lD是第一脊110的不例實施方式,該第一脊110配備有中央陣列板178。在該示例中，存在一個陣列板178。然而，在其他示例中，可以存在多個陣列板。所示意的示例的第一脊110的底側包括中央陣列板178，以增加觸碰頭皮的電極的量。所示意的示例的中央陣列板178被壓花以包括多個銷狀`單獨電極。隨著第一彈性條118(示于圖1)被收緊，來自頭皮的反射壓力迫使第一脊110的延伸部136a-136t(示于圖5)向外屈曲，從而第一脊110的底部移動更靠近頭皮。隨著第一脊110的底部逼近頭皮，中央陣列板178上的一些或全部單獨電極穿透頭發并觸碰使用者的頭皮。在圖1lD中所示的示例中，中央陣列板包含大約256個單獨電極或更多。每個電極具有其自身的通道，該通道經由PCB150通信耦合至處理器。在示例陣列板178上包括大量電極、在脊的延伸部處設置了大量電極、以及在頭戴式裝置100中包括大量脊的情況下，示例頭戴式裝置100從非常大數量的通道收集信號。如果例如頭戴式裝置100包括十個脊，則通道的數量可以容易地超過2000或3000個通道。該大數量有利地提供了來自大腦的多個區域的更大量數據，從而創建了大腦活動的更清楚且更全面的圖像。該大量的通道還提供了過采樣，這實現了對電極的虛擬移動，如下所公開。
[0187]在一些示例中，陣列板178使得頭戴式裝置100能夠在約1.5cm半徑內包括約24個電極。相同區域內的電極可能采集到相同信號或基本相似的信號。在一些示例中，通過組合兩個或更多個電極和/或通過對經由該半徑內的電極收集的信號中的兩個或更多個求平均以用作單個值，有效地增加電極與頭皮的接觸的表面積，從而能夠改進通過電極采集的信號的質量。[0188]在一些示例中，各個電極可以以并聯連接的方式耦合，以便將電極的接觸面積有效地增加并聯耦合的電極的數量。由于并聯連接，如果一個電極具有高阻抗或以其他方式收集到較差信號，則該電極的效果在整個并聯配置上較小。電極的耦合減少了阻抗以及熱噪聲效應。在一些示例中，電極固定地并聯耦合。在其他示例中，兩個或更多個電極經由開關電路耦合，該開關電路可以被選擇性地激活以使一個或多個電極短路，從而有效地增加電極和頭皮上的組織之間的表面積接觸。通過使一個電極短路并增加第二電極的有效表面積，降低了阻抗，這還使得第二電極能夠有效地讀取更高頻帶。
[0189]在圖12A中示出了示例開關電路300。示例電路300包括多個電極:電極A302、電極B304、電極C306以及電極D308。在其他示例中，可以存在其他數量的電極，包括例如兩個、五個、十個、五十個等。這些電極302、304、306、308可以表示在諸如例如上面以約1.5cm半徑限定的區域之類的小區域內設置的多個電極的子集。在該示例中，每個電極302、304、306,308耦合至相應模數轉換器310、312、314、316。在其他示例中，電極302、304、306、308可以耦合至相同的模數轉換器或不同數量的模數轉換器。另外，在一些示例中，附加地或可替代地，電極302、304、306、308可以耦合至其他信號處理部件，諸如例如下面由圖36和37公開的部件。
[0190]另外，如圖12A中所示，諸如例如鄰近電極之類的多個電極可經由開關耦合。例如，電極A302和電極B304可以選擇性地經由第一開關318電耦合。電極B304和電極C306可以選擇性地經由第二開關320電耦合。此外，電極C306和電極D308可以選擇性地經由第三開關322電耦合。在其他示例中，(一個或多個)附加的和/或可替代的電極可以由開關318、320、322和/或(一個或多個)附加的開關耦合。在一些示例中，一個或多個開關包括晶體管。此外，在一些示例中，控制器控制每個開關(例如，控制器2324控制開關322)。在一些示例中，單個控制器控制多個開關(例如，控制器1326控制開關318、320)。能夠打開開關318、320、322以對`關聯電極進行電去耦，或者能夠閉合開關318、320、322來電耦合關聯電極。電耦合兩個電極是短路，其增加了短路電極的接觸面積，如上所提及，這降低了阻抗并提高了信號質量。
[0191]如上所提及，用于提高信號質量的另一方法包括對來自兩個或更多個通道(例如，電極)的信號求平均。該求平均將通過減少熱噪聲和放大器噪聲這兩者來增加信噪比。在圖12B中示出了信號求平均的示例圖形表示。如所示，存在在對數標度上表示的四個信號通道(C1、C2、C3、C4)。來自每個通道的信號包括EEG信號加上背景噪聲。IOHz處的第一峰值示出了對象閉上了他的眼。因此，來自對象肌肉的收縮的靜電噪聲增加。背景噪聲的另一增加是50Hz處的第二峰值，其是由輸電線(例如，歐洲的輸電線頻率)引起的電磁噪聲。如圖12B中所示，四個通道的平均(其被示為最暗的線)具有y軸上的最低值，并因此承載最低量的噪聲。隨著頻率水平增加，平均信號中的噪聲降低增加，以使得平均值相比于任何個體分量信號從噪聲更純化。該差別隨著頻率增加而增長。因此，對信號求平均使得能夠在更少噪聲干擾的情況下讀取更高頻率，包括例如高達約IOOHz或甚至約120Hz的頻率。
[0192]還可以使用組合或混合系統，其將耦合電極和平均信號進行組合。例如，特定區域內的電極集合可以包括經由固定并聯耦合或經由選擇性開關而電耦合的電極子集。每個子集可以提供高質量信號。可以對來自兩個或更多個子集的信號求平均以進一步提高信號質量。
[0193]此外，由于大量電極，使用者或自動化分析器能夠通過比較來自各電極的信號質量來確定哪些電極與頭皮最優地接觸且收集最清楚的信號。然后，可以忽略較低信號質量附近的電極。另外，如果電極具有相對較弱的信號并且鄰近電極具有較強信號，則使用者或自動化分析器能夠利用該較強信號并忽略該較弱信號。這使得使用者或機器(例如，分析器)能夠將電極虛擬地移動至較強信號收集位置而不必物理地調節任何機械部件(即，無需物理地調節帶的位置和定向)。 [0194]圖13A和13B是與使用者頭皮接觸的示例電極的橫截面圖。圖13A示出了不能夠穿透使用者頭發的傳統電極180。因此，傳統電極180未與使用者的頭皮形成充分物理接觸，這增加了阻抗并降低了信號質量。在圖13B的示例中，電極182比傳統電極180更小且更薄，并被尺寸調整為穿透頭發以直接接觸使用者的頭皮而在電極182下沒有任何發股和/或毛囊。示例電極182還包括罩體184 (例如，屏蔽)，用于將電極屏蔽于來自環境的電磁干擾(例如，電磁波和噪聲)。圖13B的示例罩體184足夠寬以使得它不能穿透使用者頭部上的全部頭發，并因此增強使用者的舒適度。然而，在所示意的示例中，電極182比罩體184更小且更薄，使得電極182穿透頭發以接觸使用者的頭皮。因此，電極180能夠壓縮角質層的至少一部分。如果電極太厚，則它將不能夠穿透使用者的頭發(如圖13A的傳統電極180中所示)。如果電極太薄并探出太遠，則電極將在使用者頭部上產生劇痛。在圖13B中所示的示例中，電極182具有約0.5mm的直徑d2，以及罩體184具有約Imm的外徑Cl10在圖13B的示例中，電極182具有從罩體184延伸約0.2mm的長度I1以接觸使用者的頭皮。由于電極182能夠在沒有頭發的干擾的情況下與頭皮形成直接接觸，因此在從電極182收集的信號中相比于從圖13A中示出的電極180收集的信號存在更小阻抗以及更少噪聲。因此，需要更少屏蔽。通常，與頭皮接觸的電極的直徑越小，則使用者可能經歷的不舒適越多。然而，如果鄰近電極之間的距離減少和/或在特定區域中的電極的數量增加，則施加至頭戴式裝置并因此至電極的力或張力在各電極之間分擔，這增加了使用者的舒適度并因此可以抵消小電極點的影響。
[0195]圖14是示例電極與皮膚接觸的電路圖1400，其可以表示例如圖8A_C的ZE。皮膚和電極之間的耦合是分層的導電和電容性結構，其由串聯連接的并聯電阻器和電容器(RC)元件的組合表示。并聯電容器Cd1402和電阻器Rd1404表示皮膚-電極界面處的雙層的耦合阻抗，以及并聯電容器(^1406和電阻器RiHOS表不放大器1410的輸入阻抗。電阻器Rs1412表示最小串聯接觸電阻，以及電壓VP()11414表示身體的DC極化電位。
[0196]圖15和16示意了根據本公開教導構造的可替代脊和電極。示例帶1500具有脊狀體1502和用于將脊狀體1502抵靠使用者頭部收緊的彈性條1504。脊狀體1502包括多個單獨電極單元1506，每個具有樞軸地耦合至單元1506的一對腿形電極1508和1510，并向下凸出以將電極1508和1510瞄準在使用者頭皮處。
[0197]在圖16中示出了示例電極單元1506的分解圖。所示意的示例的電極單元1506包括電極1508和1510，其中每個電極分別包括軸桿1512、1514和接觸球1516、1518。每個電極1508、1510還分別包括安裝環1520、1522。安裝環1520、1522設置在殼體1526內的開口 1524內。殼體1526包括板1528和套管1530、1532。電極1508、1510的安裝環1520、1522擬合在套管1530、1532之間。在所示意的示例中，軸桿1512、1514在板1528之下伸出并從彼此向外成角度以接觸使用者的頭皮。電極1508、1510經由穿過套管1530、1532以及穿過安裝環1520、1522中的相應孔洞設置的相應銷1534、1536以樞軸方式耦合殼體1526。在圖16的示例中，彈簧1538設置在安裝環1520、1522與套管1530、1532之間。彈簧1538包括垂片(tab) 1540、1542。隨著電極單元1506向下朝向頭部收緊，電極1508、1510向上旋轉和屈曲。軸桿1512、1514鄰近安裝環1520、1522的端部被按壓抵靠彈簧1538的相應垂片1540、1542，這將電極1508、1510向下偏置回到頭部。在施加力至電極單元1506時，電極1508、1510屈曲并保持使用者頭皮上向下的一致壓力。在所示意的示例中，彈簧1538包括非導電材料，以保持從第一電極1508收集的信號與從第二電極1510收集的信號分離。
[0198]所示意的示例的電極單元1506允許使用者容易地移除和替換各個電極。板1528的頂部包括柔性PCB1544，其將電極1508、1510通信耦合至處理器以用于數據處理。PCB和電極1508、1510可以經由有線或無線連接耦合至處理器和/或任何其他分析單元。如圖15中所示，所示意的示例的帶1500包括多個單獨電極單元1506。每個電極單元鉸接至鄰近電極單元，以使得整個帶1500可以繞使用者的頭部彎曲以及抵靠使用者的頭部放置。
[0199]圖17是根據本公 開教導構造的另一示例電極單元1700的分解圖。在該示例中，電極1702、1704是按扣電極。每個電極1702、1704分別具有軸桿1706、1708和接觸球1710、1712。第一電極1702具有頂部鉤構件1714和底部鉤構件1716。同樣地，第二電極1704具有頂部鉤構件1718和底部鉤構件1720。所示意的示例的示例按扣電極單元1700還包括第一連接件1722、第二連接件1724、柔性板1726、背板1728和正板1730。第一和第二連接件1722、1724每個分別包括垂直部1732、1734，以及分別包括水平部1736、1738。第一和第二連接件1722、1724中每個還分別包括兩個孔1740、1742、1744、1746。垂直部1732、1734被大小調整為擬合在頂部和底部鉤構件1714、1716、1718、1720中的相應鉤構件內。背板1728包括通道1748，其被配置為接納柔性板1726。正板1730同樣具有通道1750，用于接納柔性板1726。背板還包括四個掛釘(peg) 1752_1758。兩個掛釘1752、1754被尺寸調整為嚙合第一連接件1722上的孔1740、1742。其他兩個掛釘1756、1758被尺寸調整為嚙合第二連接件1724上的孔1744、1746。所示意的示例的正板1730在操作上耦合至背板1728的相反側。
[0200]在操作中，將按扣電極單元1700向下按壓抵靠使用者的頭部。向下的力使軸桿1706、1708向上樞轉。頂部鉤構件1714、1718分別向內旋轉至水平部1736、1738上，并因此抵靠柔性板1726。柔性板1726提供反射力，從而電極1702、1704保持對使用者頭皮的一致力。柔性板1726還用作PCB以傳播從電極1702、1704收集的任何信號至處理器和/或如這里所公開的其他分析單元。
[0201]圖18示意了根據本公開教導構造的另一示例電極1800。在所示意的示例中，電極1800包括線帶1802和線圈電極1804。在圖18的示例中，線圈電極1804是卷繞在線帶1802周圍的線的線圈并被定位以抵靠使用者的頭皮。線圈電極1804的各個線圈將穿透使用者的頭發以與頭皮形成接觸。如果電極1804旋轉，則電極1804將繼續保持與頭皮的接觸，并且所收集的任何信號不會丟失。
[0202]圖19A和19B示意了根據本公開教導構造的另一示例電極1900。在所示意的示例中，電極1900包括線帶1902和單個彎曲電極1904。圖19B是圖19A的電極1900的橫截面圖。所示意的示例的單個彎曲電極1904在電極1904的末端處具有兩個球體頭1906、1908。單個彎曲電極1904在線帶1902上彎曲，以使得兩端都指向下以及兩個球體頭1906、1908都可以接觸使用者的頭皮。隨著線帶1902被拉伸或收緊，耦合至其的電極也被拉伸，以及電極1904的中心部移動更加靠近頭皮以提供球體頭1906、1908抵靠頭皮的附加壓力。
[0203]圖20示出了可用于制造如圖1-7中所示出和描述的脊的模具2000。在所示意的示例中，模具2000包括模具體2002和模具腔2004。模具腔2004限定了平坦脊的形狀。在示例制造過程中，首先將PCB和電極置于模具內，并且然后將液體塑料或樹脂注入到腔2004中以形成脊主體。在模制處理后，移除并形成脊以向下彎曲各個延伸部。
[0204]圖21示出了直接在結合圖20描述的過程中的模制后且在脊成形前的多個脊2100、2102、2104。在圖 21 的示例中，脊 2100、2102、2104 包括從脊 2100、2102、2104 伸出的多個電極2106、2108、2110。球電極2106、2108、2110可以向下彎曲。在該示例中，每個脊2100,2102,2104的末端包括銷端口 2112、2114、2116，用于將脊2100、2102、2104耦合至頭戴式裝置的處理單元。
[0205]圖22A-22J是識別用于電極接觸的最優區域的使用者頭部的透視圖。如這些附圖中所示，存在多個電極部位，包括例如涉及國際10-20系統的20個部位。這些部位提供了對包括額葉、頂葉、枕葉和顳葉的大腦的所有腦葉的覆蓋。這些部位是針對臨床上有效的EEG而接受的EEG電極部位。示于圖22A-22J中的部位被選擇以給出廣泛覆蓋并避免具有過度肌肉活動的部位。在具有八十個通道的示例頭戴式裝置中，國際10-20系統的20個部位被覆蓋作為肌肉上的附加部位。例如，八十個通道系統提供對非肌肉污染部位的突出覆蓋，以及覆蓋在標準臨床EEG系統中包括的肌肉部位。
[0206]圖22J示意了具有五個帶2202-2210的示例頭戴式裝置，其位于使用者頭部上以用于讀數。各個帶2202-2210可調節并可以沿特定路徑放置以優化電極放置。圖22J的示例方案通過形成鼻根點(兩眼之間)至枕骨隆突(頭后側)之間的線將頭部二分(bisect)為左部和右部。第二條線沿左耳道至右耳道的線來二分頭部。這些線中的每條還以其距離的10%和20%的間隔進一步分割。在所示意的示例中，第一細長帶2202定位在對象頭部中心上測量的在對象的鼻根點上方在對象的鼻根點和枕骨隆突之間的距離的約10%處。第二細長帶2204定位在鼻根點上方與枕骨隆突的距離的約30%處。第三細長帶2206定位在鼻根點和枕骨隆突之間的約半途處。第四細長帶2208定位為越過半途點，例如相比于鼻根點更靠近枕骨隆突但超過距枕骨隆突的距離的30%。第五細長帶2210定位在枕骨隆突上方約30%距離處。該布置可以優化整個頭部的覆蓋。在其他示例中，在五個所示意的帶之間的位置中包括附加的帶。更進一步，在其他示例中，根據期望讀數和/或電極和頭皮之間的電接觸的質量，帶2202-2210以任何其他期望的旋轉度定位。
[0207]圖23示意了根據本公開教導構造的用于測量頭皮處的電活動的可替代示例頭戴式裝置2300。該示例的頭戴式裝置2300包括主頭帶2302，其在使用者頭頂上彎曲。具有各個電極的多個支撐帶從頭帶2302在多個方向上延伸以將電極定位在使用者頭部上的多個位置上。頭戴式裝置2300包括左轂2304和右轂2306，它們兩者都可旋轉且可拆卸地耦合至頭帶2302的末端。在所示意的示例中，左轂2304包括七個支撐帶2308-2320。所示意的示例的右轂2306也包括七個支撐帶2322-2334。然而，在其他示例中，使用(一個或多個)不同數量的支撐帶來增加、減少和/或以其他方式調節電極放置的數量和/或位置。在該示例中，每個支撐帶2308-2334具有設定的長度和兩個末端，這兩個末端分別固定且柔性地耦合至左轂和右轂2304、2306。在一些示例中，支撐帶2308-2334的長度中的一個或多個是可調節的。頭帶2302還包括前支撐帶2336-2344和后帶2346-2348。在該示例中，每個支撐帶2336-2348具有設定的長度并且在一端上固定且柔性地附著至頭帶2302。此外，在一些示例中，支撐帶2336-2344的長度中的一個或多個是可調節的。所有支撐帶2308-2348的遠端在操作上耦合至相應電極殼體2250a_2250u。每個殼體2250a_2250u分別容納單獨電極2352a-2352u。在一些示例中，一個或多個電極殼體2250a_2250u支撐多個電極。在所示意的示例中，支撐帶2308-2348中的不同帶具有不同長度以在頭皮上的不同位置上定位相應電極2352a-2352u。這些位置可以被選擇以優化大腦中電活動的檢測。支撐帶2308-2348向內稍微彎曲以施加足夠的力在使用者頭部上，從而使相應電極稍微按壓至頭皮上，以便減少噪聲并增加信噪比以增強信號質量。此外，所示意的示例中的支撐帶2308-2348包括柔性塑料，以使得每個支撐帶2308-2348能夠在置于使用者頭部上時屈曲，并相應地調節至不同頭部尺寸，以及施加恒定和/或充分的力至頭皮以用于讀取大腦的電信號。在圖23中所示的示例中，頭戴式裝置2300具有21個支撐帶和21個電極。然而，在其他示例中，頭戴式裝置包括更多或更少支撐帶和/或可以包括每支撐帶多于一個電極。
[0208]此外，如圖23中所示，頭戴式裝置2300可耦合至底座2354，以用于在不使用時存儲頭戴式裝置2300，用于對頭戴式裝置2300充電，和/或用于數據傳輸，如在下文中更詳細地公開。底座2354包括通常垂直延伸的支撐軸桿2356，用于將頭戴式裝置2300保持在諸如桌、凳或架之類的支撐表面上。底座2354還包括底板2358，用于以直立位置支撐底座2354。在一些示例中，底座2354經由有線連接傳輸數據至數據分析器。在其他示例中，底座2354無線地傳輸數據。
[0209]圖24是圖23的示例頭戴式裝置2300的底視圖。頭帶2302在底部上具有微USB端口 2386，用于電池充電和數據傳輸。頭戴式裝置2300包括中央頭帶2302內和/或殼體內的電池，該殼體諸如例如位于頭部側面附近的殼體(參見例如下文結合圖30公開的殼體3010、3012，其可以并入圖23的示例頭戴式裝置2300中)。如從圖25中看到的那樣，底座2354的底座軸桿2356包括陽型(male)微USB連接件2388，其可以被插入到微USB端口2386中以用于對頭戴式裝置2300充電和/或從基于頭戴式裝置的處理器傳輸數據至計算機或數據庫以用于進一步處理。在其他示例中，可以使用任何其他合適的電氣和/或通信耦合，包括例如其他類型的物理 端口和/或無線耦合。
[0210]圖26-29是示例頭戴式裝置2300的不同視圖。如從圖26和27中看到的那樣，左轂和右轂2304、2306可旋轉且以樞轉方式耦合至頭帶2302的末端。左轂2304具有調節球2360，其擬合在頭帶2302內側上的左承窩(socket) 2362內。調節球2360和左承窩2362(即，球窩接頭)允許轂2304以任何期望的方向旋轉和樞轉以便將支撐帶2308-2320定位在使用者頭部左側上的期望位置上。右轂2306也具有調節球2364，其被設計為擬合在頭帶2302上的右承窩2366內。因此，右轂2306也經由球窩接頭耦合至頭帶以使得轂2304能夠在任何期望位置中旋轉和樞轉。圖28示出了頭帶2302稍微彎曲至后側以使得頭戴式裝置2300被支撐在頭部的冠處，而左轂和右轂2304、2306分別位于左耳和右耳附近。
[0211]圖29是頭戴式裝置2300的底視圖并示出了頭戴式裝置2300包括襯墊2368，其對使用者提供了舒適度并且還可以用于對頭戴式裝置2300提供穩定性，使得在使用者移動其頭部時，頭戴式裝置2300保持其位置。增加頭戴式裝置2300的穩定性也減少了可通過由電極沿使用者頭皮的移動引起的摩擦而產生的任何噪聲。另外，襯墊2368可以兼用作殼體，其包裝諸如例如處理器之類的電氣部件，所述處理器可以例如包括硬件、固件和/或軟件，用于處理來自電極的信號、將腦電圖數據從模擬數據轉換為數字數據、放大腦電圖數據、從數據移除噪聲、分析數據、和/或傳輸數據至計算機或其他網絡。頭戴式裝置2300包括印刷電路板2370，其設置在頭帶2302和支撐帶2308-2344內，以將電極2352a_2352u通信耦合至處理器以便進行處理。此外，在一些示例中，殼體2368可以包裝諸如例如一個或多個電池之類的電源。
[0212]圖30示意了示例頭戴式裝置3000的示例層的分解圖。盡管在圖30中示出了可替代形狀，但是圖30中所示的分層構思可以用于任何合適的頭戴式裝置結構，包括例如圖1的頭戴式裝置100、圖15的頭戴式裝置1500、圖20的模具2000中創建的頭戴式裝置、圖23的頭戴式裝置2300和/或其他合適的頭戴式裝置。第一層3002包括塑料和/或金屬殼體層。第一層3002提供了針對頭戴式裝置3000的張力和形狀以及調節頭戴式裝置和在每個電極處施加足夠力所需的柔性，以優化信號收集。層中的每個臂的尺寸(例如，寬度)是針對特定張力具體設計的(例如，為了優化性能)。第二層3004是柔性電路板，其用于傳輸在每個電極處收集的數據至電子裝置/處理器。頭戴式裝置3000在每個末端處包括第三層3006和第四層3008。第三層3006對應于第一層3002的材料，以及第四層3008對應于第二層3004的材料。隨著信號沿第二層3004和第四層3008傳播，第一層3002和第三層3006提供對信號的屏蔽。此外，所使用的材料可以被選擇以增強針對柔性PCB的屏蔽以及針對示例系統的電磁干擾屏蔽。此外，第二層3004和第四層3008的PCB是柔性且薄的，并包括具有低阻抗及低電容的薄布線，這減少了信號傳播期間的損耗。
[0213]頭戴式裝置3000還包括第一殼體3010和第二殼體3012。在圖31中更詳細地示出了第一和第二殼體的不例。每個殼體包括罩體3014和支撐環3016。電子部件和處理器被支撐在殼體3010、3012中的一個或多個中。附加地或可替代地，在一些示例中，調節機構(諸如例如圖9的調節機構 )由一個或多個殼體支撐。盡管在圖30和31中示出了橢圓形狀，但是可以針對殼體使用任何合適形狀。
[0214]圖32A和32B示意了示例按扣電極單元2372的頂部和底部透視圖。按扣電極單元2372包括背板2374和電極層2376。電極層2376可以包括涂銀的電極或以任何合適導體涂覆或制成的電極。背板2374具有軸桿2378，其延伸穿過PCB2370和支撐帶2390進入電極2376的后側，從而將電極2376耦合至PCB2370和支撐帶2390。電極可以容易地與背板組裝或從背板拆卸以促進電極的替換。圖32C和32D示意了具有可替代接觸電極2380的按扣電極單元2372。
[0215]圖33是圖23的示例電極殼體2350和示例電極單元2352的放大視圖。如圖33中所示，殼體包圍了背板2374(示于圖32A-32D)，但軸桿2378從殼體延伸以接納電極。在所示意的示例中，電極單元2352包括可替代細長電極2382。在其他示例中，電極具有適合于接觸使用者頭皮以接收電信號的任何其他形狀或尺寸。
[0216]圖34是示例網狀陣列頭戴式裝置3400的透視圖。網狀陣列頭戴式裝置3400包括形成之字形或十字形圖案的多個彈性帶3402a-3402m。電極3404a_3404t定位在彈性帶3402a-3402m的每個交點處。多個彈性帶3402a_3402g在網狀陣列頭戴式裝置3400的后側中匯聚并耦合至調節旋鈕3406。隨著調節旋鈕3406轉動，各個彈性帶3402a_3402m(和其他未編號的)被拉緊，以及電極3404a-3404c (和其他未編號的)被迫使向下到使用者頭皮上。調節旋鈕3406允許網狀陣列頭戴式裝置3400可調節地用在多種不同尺寸的頭部上。如圖35中所示，調節旋鈕3406可旋轉以卷起各個彈性帶3402a-3402g，并因此將網狀陣列頭戴式裝置3400收緊到使用者頭部上。網狀陣列頭戴式裝置3400增強了電極在不同形狀的頭部上的擬合并產生了輕且便攜的頭戴式裝置。
[0217]圖36是用于與這里所公開的任何頭戴式裝置一起使用的示例處理系統3600的框圖。示例系統3600包括多個電極3602。電極3602例如耦合至佩戴在對象頭部上的頭戴式裝置。在一些示例中，頭戴式裝置包括多個細長帶，該多個細長帶在位于對象第一只耳朵附近的第一殼體和位于對象第二只耳朵附近的第二殼體之間延伸。在一些示例中，一個或多個細長帶可旋轉地和/或可拆卸地耦合至第一和第二殼體中的每個，以使得電極3602能夠移動至頭部上的不同位置和/或從頭戴式裝置移除。頭戴式裝置可以包括多個電極通道，以使得多個(例如，2000或更多個)電極被包括在示例系統3600中。另外，在一些示例中，可以通過調節與每個細長帶相關聯的彈性帶或條來調節由每個電極施加在頭部上的壓力。
[0218]電極可以具有任何合適形狀，諸如例如環、球、鉤和/或陣列的至少部分。電極3602可以包括本專利中所公開的任何電極的一個或多個屬性。另外，不同類型的電極可以被包括在系統3600中。此外，在一些示例中，電極3602以及電極3602所耦合至的細長帶具有保護罩層，諸如例如尼龍和/或銀網。在一些示例中，該罩層是可拉伸的涂銀的尼龍網。該罩層提供了附加的屏蔽和保護。另外，包括罩層的電極3602是可機洗的。
[0219]示例電極3602還可以諸如 例如經由細長帶可調節地機械耦合至第一殼體，在該第一殼體中，支撐可調節鎖定機構以可釋放地將細長帶并因此將電極3602保持在一個或多個位置中。示例鎖定機構包括上面公開的磁鎖。
[0220]電極3602也經由通信線路3606通信耦合至支撐電氣處理單元3604的第二殼體(例如，圖1中所示的頭戴式裝置100的第二殼體128)，所述通信線路3606可以是例如有線或無線通信鏈路，包括例如上面公開的PCB通信通道。示例處理單元3604包括模數轉換器3608、信號調節器3610、數據庫3612、分析器3614以及發送器3616。
[0221 ] 模數轉換器3608將在電極3602處接收到的模擬信號轉換至數字信號。在一些示例中，模數轉換器3608定位在頭戴式裝置的殼體之一處的處理單元3604中。在其他示例中，模數轉換器3608包括被定位以服務于單獨電極或電極組的多個A-D轉換器，其距源頭盡可能近地轉換信號，這可以進一步減少干擾。
[0222]所示意的示例的信號調節器3610準備所收集的信號以使得數據具有更可使用的形式。例如，信號調節器3610可以包括用于將信號放大至更加可檢測水平的放大器。另外，信號調節器3610可以包括用于從信號移除噪聲的濾波器。濾波器還可以用作帶通濾波器，以根據期望的處理和/或分析來通過一個或多個頻帶和/或操縱選擇頻帶。例如，在僅研究α波的分析中，信號調節器可以被編程為僅呈現約7.5Hz和約13Hz之間的那些頻率。在一些示例中，每個電極3602可以在電極3602處或附近包括信號調節器。示例信號調節器3610可以包括用于執行信號調節方法的硬件和/或軟件。在一些示例中，信號調節器包括用于補償電極極化的降趨單元，其中，存在由電極極化引起的與腦波活動不相關的電壓信號的緩慢運動。示例處理單元3604還提供了信號處理，其可以包括用于執行快速傅里葉變換(FFT)測量、相干性測量、和/或定制自適應濾波的硬件和/或軟件。[0223]分析器3614用于依照期望研究、根據一個或多個分析協議來分析從電極3602收集且由模數轉換器3608和信號調節器3610處理的數據。例如，根據一些研究，分析器3614可以處理數據以確定對象的精神狀態、生理狀態、注意力、共鳴或記憶、情感投入和/或對象的其他合適特征中的一個或多個。
[0224]發送器3616將任何處理階段處的數據和/或來自分析器3614的分析結果傳送至輸出3618。輸出3618能夠是手持裝置、警報器、頭戴式裝置上的顯示屏、遠程服務器、遠程計算機、和/或任何其他合適的輸出。數據傳輸可以通過藍牙傳輸、w1-fi傳輸、ZiGBee傳輸和/或傳輸前的專有加密來實施。在所示意的示例中，數據庫3612存儲所有數據收集的流。這些流能夠被緩沖以在板上(即，在頭戴式裝置處)流傳輸或存儲，以用于在例如低活動時段期間周期性地或非周期性地上載。
[0225]處理單元3604部件3608-3616經由通信鏈路3620通信耦合至示例系統3600的其他部件。通信鏈路3620可以是使用任何過去、目前或未來通信協議(例如，藍牙、USB2.0、USB3.0等)的任何類型的有線連接(例如，數據總線、USB連接等)或無線連接機制(例如，射頻、紅外等)。此外，示例系統3600的部件可以集成在一個裝置中或分布在兩個或更多個裝置E。
[0226]雖然在圖36中已經示意了實施系統3600的示例方式，但是可以以任何其他方式組合、劃分、重新布置、省略、消除和/或實施圖36中示意的一個或多個元件、過程和/或裝置。此外，圖36的示例信號調節器3610、示例A / D轉換器3608、示例數據庫3612、示例發送器3616、示例分析器3614、示例輸出3618、和/或更一般地示例系統3600可以通過硬件、軟件、固件、和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合來實施。因此，例如，圖36的示例信號調節器3610、示例A / D轉換器3608、示例數據庫3612、示例發送器3616、示例分析器3614、示例輸出3618、和/或更一般地示例系統3600能夠通過一個或多個電路、可編程處理器、專用集成電路(ASI C)、可編程邏輯器件(PLD)和/或現場可編程邏輯器件(FPLD)等來實施。在本專利的任何設備或系統權利要求被理解為覆蓋純粹軟件和/或固件實施方式時，示例信號調節器3610、示例A / D轉換器3608或示例數據庫3612中的至少一個特此被明確地限定為包括存儲軟件和/或固件的諸如存儲器、DVD、⑶等的硬件和/或有形計算機可讀介質。更進一步，圖36的示例系統3600可以包括除了或替代圖36中所示意的那些的一個或多個元件、過程和/或裝置，和/或可以包括任何或全部所示意的元件、過程和裝置中的多于一個。
[0227]圖37示意了可例如由圖1、23和34中所示出的示例頭戴式裝置100、2300、3400中的一個或多個實施的另一示例系統3700。圖37的示例系統3700可以用于通過例如使用例如圖12A的示例電路300使一個或多個電極短路以有效地增加電極的表面積，來增強信號強度。增加表面積降低了阻抗并改進了在電極處收集的數據的信噪比。另外，示例系統3700可以用于通過下述操作來虛擬地移動電極:選擇一個或多個輸入通道以選擇由獲得高質量和更低噪聲的信號的電極占據的更有效的電極位置。這些電極可以例如是具有與頭皮的最優或接近最優的接觸的電極。系統3700使得使用者或操作者能夠丟棄不可操作、誤操作或不充分耦合至頭皮和/或頭戴式裝置其余部分的電極。
[0228]圖37的示例系統3700包括任何數量的輸入通道(例如，第一輸入通道3702、第二輸入通道3704、第三輸入通道3706、第四輸入通道3708……第η輸入通道3710)。例如，如上所公開，這里公開的一個或多個頭戴式裝置可以包括2000或更多個輸入通道。在該示例中，輸入通道3702-3710每個與電極相關聯。在其他示例中，一個或多個輸入通道3702-3710可以與(一種或多種)其他類型的(一個或多個)傳感器相關聯，諸如例如，眼球追蹤儀、流電皮膚響應傳感器、呼吸率傳感器、溫度計、用于測量血壓的血壓計、功能磁共振成像傳感器和/或任何合適類型的傳感器。(一個或多個)這種傳感器可以被自由地添加或移除。某個或某些傳感器可以被添加至頭戴式裝置自身，以及(一個或多個)其他傳感器可以耦合至臂、胸或其他身體部位并通信耦合至頭戴式裝置。
[0229]圖37的示例系統3700包括分析器3712。在所示意的示例中，分析器3712由所編程的處理器來實施。圖37的示例分析器1712包括評估器3714、調節器3716以及選擇器3718。在一些示例中，分析器3712的一個或多個部件3714-3718并入殼體中，諸如例如圖1-3中所示的頭戴式裝置100的第二殼體128。在其他示例中，分析器3712的一個或多個部件3714-3718并入手持裝置、本地計算機、遠程服務器或其他合適裝置中。評估器3714評估輸入信號的屬性，諸如例如強度、幅度、信噪比、持續時間、穩定性和/或指示數據完整性和/或頭戴式裝置與頭皮之間的連接的質量的其他合適的信號特征。用于確定何種信號可接受的示例方法包括例如:將來自給定電極的信號的一個或多個方面(例如，其幅度、頻率等)與絕對閾值、光譜閾值、斜坡率閾值、低活動(平坦)閾值中的一個或多個進行比較；和/或執行給定電極的信號和來自給定電極附近的一個或多個其他電極的信號之間的鄰位相關。
[0230]所示意的示例的示例調節器3716放大和/或濾波信號以改進信號質量。如果調節器3716將信號質量增強至可接受水平以使得信號可使用，則所示意的示例的評估器3714確定來自關聯電極的數據完整性是可接受的并且數據不需要被丟棄，和/或確定來自電極的數據需要被忽略或丟 棄。
[0231]所示意的示例的選擇器3718基于評估器3714的確定來選擇要忽略、使用和/或合并(例如，求平均)哪些輸入通道以改進(例如，優化)總體輸入。多個輸入通道3702-3710經由通信鏈路3720(例如，任何有線或無線通信鏈路)通信耦合至分析器3712和對應部件3714-3718。
[0232]在圖37中所示的示例系統3700中，示例評估器3714確定輸入通道3702-3710 (例如電極)中的哪些采集最佳、最有用和/或最精確的數據。基于該確定，示例選擇器3718識別哪些電極/輸入通道是最有效的(例如，對于最佳EEG讀數)以及哪些電極/輸入通道應該被忽略以改進讀數。忽略電極/通信可以包括禁用該通道(例如，經由開關電路)和/或忽略其所采集的數據。禁用電極有效地增加了同被禁用的電極鄰近的一個或多個電極與頭皮上的組織之間的表面積接觸。禁用一個電極/通道能夠被稱作使電極短路。通過使輸入通道短路(例如，有效地增加鄰近輸入通道處另一電極的有效表面積)，降低了通道的總體阻抗以及改進了信號質量。更低的阻抗和更好的信噪比使得圖37的示例系統3700能夠讀取更高頻帶。對哪個(哪些)電極作為短路候選的選擇基于區域覆蓋和數據質量。例如，如果在電極的小相鄰區域中的多個電極中存在增加的噪聲，則這些電極中的一些或全部能夠被短路以改進信噪比。此外，在大量的輸入通道的情況下，選擇器3718可以確定哪些電極與頭皮最佳接觸并收集最清楚信號。可以利用開關電路300 (圖12A)、3722(圖37)來忽略和/或短路附近的其他電極。另外，如果輸入通道提供相對較弱的信號以及鄰近輸入通道提供較強信號，則選擇器3718通過取消選擇具有該較弱信號的通道來強調具有該較強信號的輸入通道。取消選擇信號(例如，經由開關電路3722來禁用它)并且依賴于由鄰近電極采集的數據能夠被認為是將取消選擇的電極的功能移動至鄰近電極。因此，圖37的示例系統3700能夠虛擬地將電極移動到較強信號收集位置而不必物理地調節任何機械部件(即，無需物理地移開電極)。
[0233]雖然在圖37中已經示意了實施系統3700的示例方式，但是可以以任何其他方式組合、劃分、重新布置、省略、消除和/或實施圖37中示意的一個或多個元件、過程和/或裝置。此外，圖37的示例分析器3712、示例評估器3714、示例調節器3716、示例選擇器3718、示例開關電路、和/或更一般地示例系統3700可以通過硬件、軟件、固件、和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合來實施。因此，例如，圖37的示例分析器3712、示例評估器3714、示例調節器3716、示例選擇器3718、示例開關電路3720、和/或更一般地示例系統3700能夠通過一個或多個電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)和/或現場可編程邏輯器件(FPLD)等來實施。在本專利的任何設備或系統權利要求被理解為覆蓋純粹軟件和/或固件實施方式時，示例分析器3712、示例評估器3714、示例調節器3716、示例選擇器3718或示例開關電路3720中的至少一個特此被明確地限定為包括存儲軟件和/或固件的諸如存儲器、DVDXD等的硬件和/或有形計算機可讀介質。更進一步，圖37的示例系統3700可以包括除了或替代圖37中所示意的那些的一個或多個元件、過程和/或裝置，和/或可以包括任何或全部所示意的元件、過程和裝置中的多于一個。
[0234]圖38示意了包括頭戴式裝置3812的示例系統3800,其表示這里所述的一個或多個示例頭戴式裝置和/或系統，諸如例如，圖1的頭戴式裝置100、圖23的頭戴式裝置2300、圖34的頭戴式裝置3400、圖36的系統3600、圖37的系統3700、和/或具有(一個或多個)附加生理傳感器的圖39的系統3900(下文中公開)。示例系統3800可以用于醫療狀況的在家患者監測、治療和/或診斷，以檢測危及生命的情形、查明患者對處方醫療養生法的依從性、和/或其他合適應用。當前，患者需要去醫院進行神經監測。這使得暴露于醫院病原體(諸如例如，獲得性細菌感染)的風險成為必然。然而，在醫院環境中，存在用于監測數據、檢測問題以及警示醫`務人員的技術人員。但是并不保證限定神經狀態的感興趣數據不會丟失。在家庭環境中，如果存在醫療問題和/或緊急情況，則這里公開的示例頭戴式裝置和/或系統自動監測數據、檢測問題以及警示患者、緊急呼叫中心、護理人員、醫生和/或本地醫院。例如，患者可能在家里有發作的預兆(警告)且沒有時間去醫院進行監測。包括這里公開的示例頭戴式裝置的自應用、家用EEG監測系統使得能夠捕獲對適當護理來說關鍵的該信息。另外，這里公開的自應用系統使患者能夠在患者感覺他們生理存在某種不對的癥狀(包括例如認知領域中的表現不佳(underperformance))時傳輸數據、(一個或多個)問題、(一個或多個)通信和/或其他信息至醫療護理專業人員。此外，醫院具有用于監測數據質量和設備功能的技術人員。這里公開的示例自動執行這些功能，從而實現成本節省并減少人為誤差的可能性。
[0235]此外，頭戴式裝置和/或系統產生數據，該數據可以與電信和/或其他信息技術一起使用以提供來自遠程位置的臨床保健。例如，可以通過發送傳感器數據至遠程醫生或內科醫師來檢查和/或監測患者。在一些示例中，可以監測EKG數據，諸如例如，對心律失常患者的24小時在家監測。在這樣的示例中，EKG傳感器附著至在家的患者，由此該系統耦合至電話線、互聯網或其他通信鏈路。EKG讀數通過通信鏈路直接發送至患者的心臟病專家(和/或技術員、護士等)。圖38的示例系統3800可用于具有許多類型的癥狀的許多類型的患者，所述癥狀包括:心律失常、癲癇發作、中風、小血管病、癡呆、失憶、阿茲海默癥、葡萄糖監測、血壓、壓力過高(hypertonia)、認知衰退、抑郁和/或其他癥狀。其他生理狀況、精神病狀況、疾病進展、疾病干預功效和/或發育障礙也可利用系統3800監測，諸如例如雙相型障礙、精神分裂癥、注意力缺乏多動癥(ADHD)和/或自閉癥。
[0236]關于EEG數據和用于收集數據的頭戴式裝置，傳統系統已在佩戴上不舒適、需要雜亂的凝膠、制造成本高、和/或需要廣泛的使用訓練。這里公開的示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812對于在家患者監測來說是有用的(例如，最優的)，這是因為這種所公開的頭戴式裝置100、2300、3400、3812在佩戴上舒適、容易操作、提供有效的電極對組織接觸、包括大量電極和/或可調節以適應不同尺寸的頭部。在一些示例中，在頭戴式裝置處對來自示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812的數據進行處理并將其傳輸至現場外的監測站，以供醫務人員(例如，醫生或內科醫師)分析。在一些示例中，數據存儲發生在頭戴式裝置處、遠程數據中心處或其組合。 [0237]這里公開的示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812可與(一個或多個)附加的生物計量、神經和/或生理系統組合以監測、檢查、治療和/或診斷包括生理狀況和/或精神狀況的多種醫療狀況。在示例系統3800中，來自EEG系統3802的數據與來自EKG系統3804、葡萄糖監測系統3806、E0G系統3808、面部監測系統3809和/或任何其他插入式/即插即用系統3810(例如，用于添加附加功能的可安裝或可耦合的程序和/或裝置)的數據組合和聚合，所述其他插入式/即插即用系統3810諸如例如(一個或多個)眼球追蹤傳感器(例如，圖39的眼球追蹤傳感器3910)、( 一個或多個)流電皮膚響應(GSR)信號、(一個或多個)EMG信號、(一個或多個)攝像機、(一個或多個)紅外傳感器、(一個或多個)交互速度檢測器、(一個或多個)觸摸傳感器和/或能夠輸出生理和/或神經數據至頭戴式裝置3812或直接至現場外的監測站的任何其他傳感器。另外，在一些示例中，示例面部監測系統3809包括以具有全面部和/或半面部覆蓋攝像機以實現面部表情編碼(FACS)，這允許面部表情的分類。在一些示例中，示例面部監測系統3809包括耦合至伸縮臂的攝像機。
[0238]在所示意的示例中，頭戴式裝置3812包括EEG系統3802、本地分析器3814(其例如可以并入圖1的頭戴式裝置100的第二殼體128中)、輸出3816和手動輸入3818。在所示意的示例中，子系統3802-3810通信耦合頭戴式裝置3812并因此經由通信鏈路3820耦合本地分析器3814，通信鏈路3820可以包括硬線和/或無線技術。此外，在一些示例中，一個或多個子系統3802-3810可以并入頭戴式裝置自身(例如，EOG系統3808和/或面部監測系統3809)中。
[0239]來自不同子系統3802-3810的每個信號表示輸入。每個輸入可以被濾波、調節和/或處理以形成表示患者狀況的一個或多個屬性或特征的輸出。在所示意的示例中，EKG系統3804耦合至患者胸部，以及EKG數據被無線地發送至EEG頭戴式裝置3812。EKG數據由本地分析器3814處理并被發送至遠程設施3822以用于治療、診斷和/或監測患者。遠程位置可以例如是醫生辦公室、醫院、診所、實驗室、檔案室、研究設施和/或任何其他診斷設施。本地分析器3814可以經由諸如公共電話線、陸地線路、互聯網連接、無線電波、和/或能夠發送信號的任何其他通信技術之類的通信信道3824通信耦合至遠程設施。在圖38中所示的示例中，本地分析器3814包括時鐘3826和數據庫3828。所示意的示例的時鐘3826對數據加時間戳以例如用于監測健康狀況或治療的進程和/或生成醫療記錄。所示意的示例的數據庫3828用于本地存儲。
[0240]在圖38中所示的示例中，本地分析器3814創建輸出3816。輸出3816可以是例如光、聲、顯示和/或任何其他輸出，其可以例如用于提醒患者需要尋求醫療關注、服用一定劑量的藥物、開始活動、停止活動、吃東西、和/或任何其他合適的警告和/或命令。在一些示例中，輸出3816在操作上耦合至自動輸送系統以響應來自系統3800的特定讀數自動輸送藥物至患者。糖尿病患者例如經常需要連續的葡萄糖和血壓監測。示例系統3800可以基于所測量的生理特征來監測胰島素并自動地輸送胰島素至患者。在所示的示例中，輸出3816(例如,光、揚聲器、顯不器、自動輸送系統)并入頭戴式裝置3812中。在其他不例中，輸出3816可以與頭戴式裝置3812分離，以及頭戴式裝置可以經由這里公開的有線或無線通信鏈路與輸出3816通信。
[0241]示例系統3800可能用于檢測和/或治療諸如例如抑郁之類的精神病狀況。例如，患者的腦波可以由頭戴式裝置3812經由EEG子系統3802監測。如果本地分析器3814檢測到患者正在變得更加抑郁，則小劑量的抗抑郁藥可以被自動注射和/或輸出3816可以發出可聽消息或警報，其引導患者自給藥一定劑量的藥物。可替代地，輸出信號3816可以通信耦合至諸如醫生尋呼機之類的遠程監測站，以使得在特定讀數指示患者已發展到危險狀況時，尋呼醫生以作出響應，和/或設定警報以引導患者尋求醫療關注。
[0242]在家系統3800的另一益處是由于患者重要器官和/或(一個或多個)其他生理和/或神經狀況的連續記錄和測量而引起的患者數據的量和完整性。通常，向人們詢問剛好在諸如例如發作之類的 醫療事件發生之前和之后他們正在做什么。患者通常在以這樣的精度追蹤和/或回憶他們日常活動時經歷困難。然而，在示例系統3800的情況下，本地分析器3814記錄患者的統計和/或活動。這里公開的示例自應用系統實現了大腦活動的每日記錄或流程圖的開發，這可用于識別行為、藥物和生理表現之間的關系和/或其中的趨勢。此外，在一些示例中，頭戴式裝置被提供有地理跟蹤技術(例如GPS等)以識別患者在特定時間位于何處(例如，廚房、鄰居家、起居室等)。在一些示例中，本地分析器3814周期性地或在特定醫療事件發生時(諸如例如，在一個或多個讀數中的尖峰出現時)提示患者輸入他或她的日常活動。圖38的示例系統3800包括手動輸入3818以促進患者輸入該信息。在一些示例中，手動輸入3818由頭戴式裝置3812承載。例如，手動輸入3818可以是頭戴式裝置3812表面上的交互式(例如，觸摸)屏、麥克風和/或鍵區。在其他示例中，手動輸入3818能夠是通信耦合至系統3800的遠程裝置，諸如例如手持裝置、計算機、移動電話、寫字板和/或電視。
[0243]因此，這里公開的示例實現了基線活動的采集、記錄、制圖表和/或開發以及在持續的基礎上患者活動與基線的比較。基于所收集的數據的量，基線開發是患者特定的。因此，基線不基于社會規范或平均值，而是可變換且可適配至個體患者。這里公開的示例系統和頭戴式裝置還包括板上存儲、處理器、時間跟蹤和光譜跟蹤以實現患者的連續制圖表/狀態評估、醫療用途和/或反饋改進應用，從而增加患者依從性和/或響應。在一些示例中，這里公開的自應用系統還提供響應于潛在顯著事件的提示。例如，這里公開的示例能夠在需要時提示患者去看內科醫師。在一些示例中，這些提示基于精神狀態和/或活動中的變化和/或與個體患者的規范的顯著偏離，使得該響應或動作提示是針對特定個體定制的。
[0244]由示例系統3800采集的數據的量和完整性實現了實時報告的開發，實時報告提供診斷和治療醫療狀況時的有效數據。例如，患有ADHD的患者可能具有指示他/她在與注意力缺乏相關聯的大腦特定區中具有增加的腦活動的讀數。作為響應，本地分析器3814可以經由手動輸入3818提示使用者輸入他/她最近做了什么(例如，喝一罐可樂)。在另一示例中，抑郁患者可能具有指示他/她愉快和幸福的讀數。本地分析器3814將提示患者記錄他/她剛好在該讀數之前在做什么。該活動可以并入治療計劃中以輔助患者維持期望的精神狀態(例如，幸福)。在另一示例中，可以監測患有高血壓的個人。如果他/她的血壓升高，則可以向患者詢問他或她剛好在該讀數之前吃或喝了什么。因此，在示例系統3800的情況下，患者能夠容易地輸入數據，并且內科醫師能夠解釋該數據且更加準確地診斷健康狀況和/或影響該狀況的活動。
[0245]雖然在圖38中已經示意了實施系統3800的示例方式，但是可以以任何其他方式組合、劃分、重新布置、省略、消除和/或實施圖38中示意的一個或多個元件、過程和/或裝置。此外，圖38的示例本地分析器3814、示例時鐘3826、示例數據庫3828、示例輸出3816、示例手動輸入3818、示例EEG子系統3802、示例EKG子系統3804、示例葡萄糖監測子系統3806、示例EOG子系統3808、示例面部監測系統3809、示例插入式/即插即用裝置3810、和/或更一般地示例系統3800可以通過硬件、軟件、固件、和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合來實施。因此，例如，圖38的示例本地分析器3814、示例時鐘3826、示例數據庫3828、示例輸出3816、示例手動輸入3818、示例EEG子系統3802、示例EKG子系統3804、示例葡萄糖監測子系統3806、示例EOG子系統3808、示例面部監測系統3809、示例插入式/即插即用裝置3810、和/或更一般地示例系統3800能夠通過一個或多個電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、 可編程邏輯器件(PLD)和/或現場可編程邏輯器件(FPLD)等來實現。在本專利的任何設備或系統權利要求被理解為覆蓋純粹軟件和/或固件實施方式時，示例本地分析器3814、示例時鐘3826、示例數據庫3828、示例輸出3816、示例手動輸入3818、示例EEG子系統3802、示例EKG子系統3804、示例葡萄糖監測子系統3806、示例EOG子系統3808、示例面部監測系統3809或示例插入式/即插即用裝置3810中的至少一個特此被明確地限定為包括存儲軟件和/或固件的諸如存儲器、DVD、CD等的硬件和/或有形計算機可讀介質。更進一步，圖38的示例系統3800可以包括除了或替代圖38中所示意的那些的一個或多個元件、過程和/或裝置，和/或可以包括任何或全部所示意的元件、過程和裝置中的多于一個。
[0246]圖39示意了示例注意力和控制系統3900，其可用于確定、處理和/或評估使用者對媒體的注意力和/或用于在沒有物理移動的情況下操縱外部電氣裝置上的輸入(例如通過使用僅使用者的思想)。示例系統3900包括頭戴式裝置3902，其可以例如利用這里公開的示例頭戴式裝置和/或系統來實現，諸如例如圖1的頭戴式裝置100、圖23的頭戴式裝置2300、和/或圖34的頭戴式裝置3400。頭戴式裝置3902處理EEG信號和/或其他傳感器數據來開發使用者的精神狀態的圖像，該精神狀態包括例如情感狀態、投入狀態、注意力狀態、和/或任何其他神經狀態。如下所公開，圖39的示例系統3900可用于確定使用者是否注意媒體節目、確定使用者眼睛聚焦在哪里、確定使用者想要控制遠程裝置和實現該控制(例如，改變電視上的音量)、和/或其他應用。在所示意的示例系統3900中，頭戴式裝置3902包括分析器部件，其包括EEG傳感器3904、節目識別器3906、遠程動作評估器3908、眼球追蹤傳感器3910、加速度計3911、注意力評估器3912、數據庫3914和發送器3916。分析器部件3904-3914經由諸如例如上面所述的任何通信之類的通信鏈路3918通信耦合。分析器部件3904-3914可以例如并入諸如圖1中所示的頭戴式裝置100、圖23中所示的頭戴式裝置2300或圖34中所示的頭戴式裝置3400之類的頭戴式裝置3902中或以其他方式由其支撐。在一些示例中，分析器部件3904-3916被容納在頭戴式裝置上的隔室中，諸如圖1-3中所示的頭戴式裝置100的第二殼體128中。
[0247]如上所公開，示例頭戴式裝置100、2300、3400包括多個單獨電極來檢測沿使用者頭皮的電活動。該數據可用于確定注意力、記憶、集中度和/或其他神經狀態。圖39的示例的EEG傳感器3904由上面公開的頭戴式裝置的電極來實現。
[0248]示例眼球追蹤傳感器3910用于追蹤眼球運動和/或使用者眼睛所導向的方向。例如，眼球追蹤傳感器3910可以是攝像機或其他傳感器，其并入從頭戴式裝置3902延伸的附件中并導向至使用者的一只眼睛或雙眼。在其他示例中，眼球追蹤傳感器3910可以是計算機、電視、移動電話屏幕或其他位置上或附近的攝像機或其他傳感器，用于收集與使用者的眼球運動相關的數據。眼球追蹤傳感器3910可以連續地記錄對象看到什么。在一些示例中，眼球追蹤傳感器置于對象眉毛中間周圍。此外，在一些示例中，眼球追蹤傳感器包括單眼或雙眼(例如，單眼或雙眼罩)紅外(IR)攝像機以追蹤瞳孔和/或角膜反射位置，從而輔助確定對象視點的注視點。在一些示例中，眼球追蹤傳感器3910并入加速度計/姿態測量系統3911中和/或結合加速度計/姿態測量系統3911使用。被安裝至對象頭部的許多移動眼球追蹤系統易受誤差測量影響，因為對象在系統校準期間相對于他或她所具有的位置移動他或她的頭。示例加速度計3911連續地追蹤與校準的相對眼睛位置，這增強了來自眼球追蹤傳感器3910的注視點測量的精度。
[0249]眼球追蹤數據可以與E EG數據同步和/或以其他方式用于確證EEG數據，或可以以其他方式與EEG結合使用以確定使用者的神經狀態。眼球運動提供了使用者注意力分配的目標。例如，如果使用者看向電視的方向并且他或她的EEG數據指示他或她處于投入或注意狀態，則眼球追蹤數據和EEG數據一起證實注意力可能被導向至電視。
[0250]圖39的示例系統還包括數據庫3914，用于原始數據、處理后數據、結果數據、歷史日志、來自媒體源的節目數據和/或任何其他類型的數據的本地存儲。所示意的示例的發送器3916將任何處理階段處的數據和/或來自頭戴式裝置3902的分析結果傳送至遠程數據設施3920和/或電氣裝置3922，如下文中更詳細地公開。
[0251]在一些示例實施方式中，系統3900用于采集觀眾測量數據。示例系統3900確定使用者的神經狀態是否指示該使用者在收看特定媒體時是否集中精力(例如，投入于該媒體)。節目識別器3906識別使用者所暴露于的媒體。節目識別能夠以任何技術進行，例如，可以通過使用頭戴式裝置上的麥克風采集音頻信號從而采集音頻碼和/或標志來識別節目，如Thomas的美國專利5，481，294中所公開。節目識別器3906采集關于媒體的數據，諸如例如電視節目、廣告、電影、新聞剪輯、無線電節目、網頁、或任何其他媒體，并基于所采集的數據來識別該媒體(例如，內容或廣告)，和/或將所采集的數據轉發至另一裝置以執行識別。
[0252]在觀眾測量數據的采集中，示例系統3900從頭戴式裝置3902的EEG傳感器3904收集EEG數據。系統從眼球追蹤系統3910收集眼球追蹤數據以確定使用者在媒體廣播期間注視哪個方向。注意力評估器3912使用來自EEG傳感器3904和眼球追蹤傳感器3910的數據來確定使用者是否注意該媒體。例如，如果EEG傳感器3904檢測到指示增加的思維的腦波(即，電活動)，并且眼球追蹤傳感器3910確定使用者正在觀看電視，則注意力評估器3912將輸出使用者集中并沉浸在正在廣播的該特定媒體節目中的信號。然而，如果節目識別器3906確定正在呈現特定節目，以及EEG傳感器3904指示減少的大腦活動，或者如果眼球追蹤傳感器3910確定使用者未觀看電視，則注意力評估器3912將輸出使用者未集中或沉浸在該特定媒體節目中的信號。
[0253]反映使用者注意該節目、使用者不注意該節目或使用者處于對該節目的半參與狀態的數據以及該節目的標識可存儲在數據庫3914中，并可由發送器3916發送至輸出，包括例如遠程數據設施3920。原始數據、處理后數據、歷史日志或觀眾測量指示器也可以被發送至遠程數據設施3920以用于采集。遠程數據設施3920可以是例如營銷公司、廣播公司、娛樂工作室、電視網絡和/或可能受益于或以其他方式期望知道使用者何時集中于和/或不集中于廣播節目以及這些節目是什么的任何其他組織。在一些示例中，頭戴式裝置3902經由諸如公共電話線、陸地線路、互聯網連接、無線電波、和/或能夠發送信號的任何其他通信技術之類的通信信道3924通信耦合至遠程數據設施3920。該示例允許廣播公司和/或營銷人員分析人們正在收看哪些節目、他們何時收看這些節目和/或他們在廣播期間何時集中精力。
[0254]在另一示例實施方式中，示例系統3900和頭戴式裝置3902作為直接神經接口或腦機接口(BMI)進行操作，該接口用于產生針對電氣裝置3922的輸入，諸如例如電視、無線電、計算機鼠標、計算機鍵盤、遙控器、微波、應用接口和/或其他裝置。針對電氣裝置3922的輸入信號基于來自頭戴式裝置3902的EEG傳感器3904和/或眼球追蹤傳感器3910的數據。例如，眼球追蹤傳感器3910確定使用者正在注視他/她計算機的特定區域，以及EEG傳感器3904檢測指示集中度的電活動。用于控制電氣裝置3922的系統3900使用觸發控制的特定EEG標志，其包括例如軀體感覺系統中的標志，它們集中在運動對側的感覺運動皮質上并包括μ (例如，10-14Ηz)和β (例如，15-30Ηz)節律中的變化。基于EEG和眼球追蹤數據，頭戴式裝置3902的遠程動作評估器3908確定使用者想要移動他或她的光標(即，鼠標)至計算機屏的不同區域。遠程動作評估器3908經由發送器3916發送信號至電氣裝置3922以移動屏幕上的光標。在另一示例中，遠程動作評估器3908分析來自EEG傳感器3904的數據并確定使用者想要改變電視上的音量水平。遠程動作評估器3908經由發送器3916發送信號至電氣裝置3922(即，電視或電纜接收器)以改變音量水平。在所示的示例中，頭戴式裝置390 2經由通信鏈路3926通信耦合至電氣裝置3922，所述通信鏈路3926可以是硬線或無線通信技術，諸如例如這里所討論的任何通信鏈路。在一些示例中，遠程動作評估器開發出用于進行多個其他功能的信號，諸如例如使電視靜音、改變頻道、開關電視、計算機或其他設備、打開計算機上的特定程序、設定微波、作出音樂選擇、操作遙控裝置、操作汽車中的立體聲、操作燈開關、接電話、操作DVR(數字錄像器)和/或視頻點播和/或通常包括使用者按壓裝置或該裝置的遙控器上的按鈕的任何其他功能。包括軀體感覺μ和β節律中的變化的EEG信號還用在其他腦機接口應用中，包括例如驅動輪椅、控制小機器人、控制癱瘓肢體上的外骨骼裝置、和/或其他功能。
[0255]雖然在圖39中已經示意了實施系統3900的示例方式，但是可以以任何其他方式組合、劃分、重新布置、省略、消除和/或實施圖39中示意的一個或多個元件、過程和/或裝置。此外，圖39的示例節目識別器3906、示例遠程動作評估器3908、示例注意力評估器3912、示例數據庫3914、示例發送器3916、示例遠程數據設施3920、示例電氣裝置3922、和/或更一般地示例系統3900可以通過硬件、軟件、固件、和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合來實施。因此，例如，圖39的示例節目識別器3906、示例遠程動作動作評估器3908、示例注意力評估器3912、示例數據庫3914、示例發送器3916、示例遠程數據設施3920、示例電氣裝置3922、和/或更一般地示例系統3900能夠通過一個或多個電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)和/或現場可編程邏輯器件(FPLD)等來實現。在本專利的任何設備或系統權利要求被理解為覆蓋純粹軟件和/或固件實施方式時，示例節目識別器3906、示例遠程動作評估器3908、示例注意力評估器3912、示例數據庫3914、示例發送器3916、示例遠程數據設施3920、或示例電氣裝置3922中的至少一個特此被明確地限定為 包括存儲軟件和/或固件的諸如存儲器、DVD、CD等的硬件和/或有形計算機可讀介質。更進一步，圖39的示例系統3900可以包括除了或替代圖39中所示意的那些的一個或多個元件、過程和/或裝置，和/或可以包括任何或全部所示意的元件、過程和裝置中的多于一個。
[0256]圖40-44是至少部分地表示可被執行以實現示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812,3902和/或示例系統3600、3700、3800、3900的示例機器可讀指令的流程圖。在圖40-44的示例中，機器可讀指令包括供處理器(諸如下文結合圖45所討論的示例處理平臺4500中示出的處理器4512)執行的程序。該程序可以體現為存儲在有形計算機可讀介質上的軟件，所述有形計算機可讀介質諸如⑶-ROM、軟盤、硬盤驅動器、數字多功能盤(DVD)或與處理器4512相關聯的存儲器，但整個程序和/或其部分能夠可替代地由處理器4512以外的裝置來執行和/或體現為固件或專用硬件。此外，盡管參照圖40-44中所示意的流程圖描述了示例程序，但是可替代地，可以使用實現示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902和/或示例系統3600、3700、3800、3900的許多其他方法。例如，框的執行順序可以變化，和/或所描述的一些框可以被變化、消除或組合。
[0257]如上所提及，圖40-44的示例過程可以至少部分地使用編碼指令(例如，計算機可讀指令)實現，該編碼指令存儲在有形計算機可讀介質上，諸如硬盤驅動器、閃存、只讀存儲器(ROM)、緊湊盤(CD)、數字多功能盤(DVD)、高速緩存、隨機存取存儲器(RAM)和/或其中針對任何持續時間(例如，針對擴展的時間段、永久地、短暫時刻、針對暫時緩沖和/或針對信息高速緩存)存儲信息的任何其他存儲介質。如這里所使用的，術語有形計算機可讀介質被明確地限定為包括任何類型的計算機可讀存儲介質并排除傳播信號。附加地或可替代地，圖40-44的示例過程可以至少部分地使用存儲在非瞬變計算機可讀介質上的編碼指令(例如，計算機可讀指令)實現，所述非瞬變計算機可讀介質諸如硬盤驅動器、閃存、只讀存儲器、緊湊盤、數字多功能盤、高速緩存、隨機存取存儲器和/或其中針對任何持續時間(例如，針對擴展的時間段、永久地、短暫時刻、針對暫時緩沖和/或針對信息高速緩存)存儲信息的任何其他存儲介質。如這里所使用的，術語非瞬變計算機可讀介質被明確地限定為包括任何類型的計算機可讀介質并排除傳播信號。
[0258]圖40是示意了分析從示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902采集的EEG數據(框4000)且由圖36的示例系統3600實現的示例過程的流程圖。示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902具有與對象頭皮接觸以接收來自對象大腦的電信號的多個電極。分析EEG數據的示例過程(4000)包括從電極讀取EEG信號(框4002)。在所示意的示例中，將信號從模擬信號轉換為數字信號(框4004)。在一些示例中，模數轉換發生在處理單元中，諸如例如示例系統3600的處理單元3604中。在其他示例中，模數轉換發生在頭戴式裝置內的電極附近，以盡可能靠近源頭來轉換信號。
[0259]在所示意的示例中，調節信號(框4006)以改進信號的有用性以及在其中包含的數據的可訪問性。例如，如上所公開，調節可以包括放大該信號和/或濾波該信號(例如，利用帶通濾波器)。分析信號(框4008)以便例如確定對象的精神狀態、健康狀況、作為觀眾成員對媒體的投入度、對電氣裝置的輸入期望、和/或根據本公開教導的其他內容。
[0260]在所示意的示例中，將信號發送至輸出(框4010)，諸如例如示例系統3600的輸出3618。上面詳述了輸出的示例模式，包括例如發出警報、在屏幕上顯示消息和/或其他警示、發出報告至本地和/或遠程計算機和/或任何其他合適的輸出。另外，輸出可以包括這里詳述的有線或無線通信。在輸出(框4010)后，示例過程(4000)結束(框4012)。
[0261] 圖41是示意了改進例如從一個或多個示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902采集的EEG信號質量(框4100)且由圖37的示例系統3700實現的示例過程的流程圖。示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902包括與對象頭部接觸以接收來自對象大腦的電信號的多個電極(即，輸入通道)。在一些示例中，改進信號質量的示例過程(4100)由位于頭戴式裝置處的處理器來實現，諸如例如位于圖1-3中所示的頭戴式裝置100的第二殼體128中。在其他示例中，改進信號質量的示例過程(4100)發生在遠程站點處，諸如例如手持裝置、本地計算機、遠程服務器和/或另一合適裝置。
[0262]示例過程(4100)包括從一個或多個輸入通道(例如，電極)接收信號(框4102)。在一些示例中，系統3700的分析器3712從輸入通道接收信號以用于分析。評估一個或多個信號的一個或多個屬性(框4104)。例如，評估信號以確定信號強度、幅度、信噪比、持續時間、和/或根據本公開教導的其他特征。
[0263]在所示意的示例過程(4100)中，調節一個或多個信號(框4106)來改進信號質量。在一些示例中，調節信號增強信號質量至可接受水平以使得信號可使用。在其他示例中，信號調節可能未對信號提供充足的改進。示例過程(4100)還包括選擇使用一個或多個信號、忽略一個或多個信號、合并兩個或更多個信號(框4108)。如上所公開，可以通過短路信號之一、耦合并聯提供信號的電極和/或對兩個或更多個信號求平均來合并兩個或更多個信號，這降低了阻抗且改進了信號質量，如上文所詳述。示例過程(4100)通過選擇使用那些信號和通過忽略質量差的信號來改進信號質量。在選擇了有價值和/或改進的信號(框4108)后，改進信號質量的示例過程(4100)結束(框4110)，并且信號和其中包含的內容可以用在其他過程中，諸如例如圖40的示例分析過程(4000)。
[0264]圖42是示意了使用示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902進行在家患者監測和治療(框4200)且由圖38的示例系統3800實現的示例過程的流程圖。如上所公開，示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902具有與對象頭皮接觸以接收來自對象大腦的電信號的多個電極。在一些示例中，頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3902由對象佩戴以進行醫療狀況的在家監測、治療和/或診斷，以便檢測危及生命的情形、查明患者對處方醫療養生法的依從性、和/或根據本公開教導的其他合適應用。
[0265]示例過程(4200)包括從電極或其他合適傳感器收集信號(框4202)。如上所討論，在家患者監測系統可以不僅結合來自示例頭戴式裝置的EEG讀數，而且還結合其他生物計量、神經和/或生理系統，來監測、治療和/或診斷在家患者的醫療狀況。分析一個或多個信號(框4204)來確定在家患者的精神/身體狀態。可以例如利用分析器或處理器來分析信號，諸如圖1-3中所示的頭戴式裝置100的第二殼體128中的上面公開的處理器134。可以根據本公開教導來調節和濾波一個或多個信號，諸如例如，如圖40的示例過程(4000)和/或圖41的示例過程(4100)中所公開。 [0266]示例過程(4200)確定信號、信號的分析、或關于信號的通知(例如，諸如警報和/或其他合適通信)是否應該發送至遠程設施(框4206)。遠程設施可以例如是醫生辦公室、醫院、診所、實驗室、檔案室、研究設施和/或任何其他診斷設施。例如，如果信號指示發生或即將發生心臟病發作、中風、癲癇病發作和/或跌倒，則示例過程(4200)確定該信號、分析或通知是否應該發送至遠程設施(框4206)，以及示例過程(4200)發送信號和/或通知或警報至遠程設施(框4208)。在發送通信至遠程設施(框4208)后，示例過程(4200)可以結束(框4218)或通過從傳感器收集信號(框4202)來繼續監測對象。
[0267]如果示例過程(4200)確定該信號、分析或通知將不發送至遠程設施(框4206)，則示例過程(4200)確定是否要產生輸出信號(框4210)(諸如例如，向患者警告狀況或向他或她提醒如本專利中所公開的活動)。如果將不產生輸出信號(框4210)(諸如例如，信號指示患者狀況正常和/或數據以其他方式良性)，則示例過程可以結束(框4218)或通過從傳感器收集信號(框4202)來繼續監測對象。
[0268]如果示例過程(4200)確定應該產生輸出信號(框4210)，則可以產生多種類型的輸出，包括這里所公開的任何合適的輸出，諸如例如針對輸入提示使用者(框4212)。如上所討論，患者通常在追蹤和/或回憶他們日常活動時經歷困難。如果該分析指示所發生的讀數中的特定尖峰，則輸出信號(框4210)可以針對輸入提示使用者(框4212)他/她剛好在尖峰之前正在做什么。
[0269]在另一示例中，輸出信號(框4210)給予藥物的自動輸送(框4214)。例如，如果患者是糖尿病患者，則他/她可能需要連續葡萄糖和血壓監測。該過程可以在他/她的讀數需要(例如，信號指示需要藥物劑量)時自動輸送一定劑量的藥物給患者。
[0270]在另一不例中，輸出信號(框4210)產生信號(框4216),諸如光、聲、顯不和/或任何其他輸出，例如用于向患者警示需要尋求醫療關注、服用一定劑量的藥物、開始活動、停止活動、吃東西、和/或任何其他合適的警告和/或命令。在產生一個或多個輸出(框4212、4214、4216)后，示例過程(4200)可以結束(框4218)或通過從傳感器收集信號(框4202)來繼續監測對象。
[0271]圖43是示意了使用示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3900評估使用者對節目的注意力和/或操縱一個或多個電氣裝置(框4300)且由圖39的示例系統3900實現的示例過程的流程圖。示例頭戴式裝置100、2300、3400、3812、3900包括多個電極以接收來自大腦的電信號，以根據示例過程(4300)進行處理。示例過程(4300)示意了 EEG數據和其他生理數據(例如，眼球追蹤數據)處于多種目的的效用。
[0272]示例過程(4300)包括從EEG傳感器(例如，電極和/或輸入通道)收集信號(框4302)。來自這些信號的數據用于確定注意力、記憶、集中度和/或其他神經狀態。示例過程(4300)還包括從眼球追蹤傳感器收集信號(框4304)。如上所討論，眼球追蹤數據可以用于確證EEG數據，并且這兩組數據(例如EEG和眼球追蹤)均可以用于確定使用者的神經狀態(框4306)。
[0273]在示例實施方式中，使用者的神經狀態(框4306)有益于觀眾測量。例如，如果使用者看向電視的方向并且他或她的EEG數據指示他或她處于投入或注意狀態，則眼球追蹤數據和EEG數據一起證實使用者正在注意節目。示例過程(4300)還識別使用者被暴露于什么媒體或節目(框4308)。例如，過程(4300)可以使用麥克風和/或使用根據本公開教導的任何其他裝置來采集音頻碼和/或標志。基于所采集的數據，示例過程(4300)識別使用者所暴露于的節目或媒體(框4308)。在所示意的示例中，將反映使用者是否正在注意以及使用者注意或不注意什么節目的數據發送至遠程設施(框4310)。如上所討論，遠程設施可以是營銷公司、廣播公司、或可能受益于或以其他方式期望知道使用者何時集中于和/或不集中于廣播節目的任何其他組織。在發送結果(框4310)后，示例過程(4300)可以結束(框 4316)。
[0274]在另一示例實施方式中，使用者的神經狀態(框4306)有益于評估使用者是否希望操縱裝置(框4312)，包括例如如上所公開的電氣裝置。例如，EEG數據和眼球追蹤數據可以指示使用者正在注視他/她的計算機的特定區域和/或使用者具有增加的集中水平。示例過程(4300)通過例如打開新的應用和/或移動光標來確定使用者想要控制裝置(例如，計算機)。如果示例過程(4300)確定使用者想要控制裝置(框4312)，示例過程(4300)發送信號至該裝置(框4314)以實現對該裝置的期望控制，如上所公開。在發送控制信號(框4314)后，示例過程(4300)可以結束(框4316)。
[0275]圖44是示意了可例如利用這里公開的任何頭戴式裝置和/或系統實施的收集和分析EEG數據(框4400)的示例過程的流程圖。示例過程(4400)通過將頭戴式裝置置于對象的頭部上(框4402)來開始。如上所公開，示例頭戴式裝置具有在使用者頭部上延伸的多個可調節帶。頭戴式裝置可以包括三個、四個、五個或十個或者更多個單獨帶。在一些示例中，頭戴式裝置可以包括更少的帶，諸如例如一個或兩個。這些帶在每個末端上可拆卸且可旋轉地耦合至第一殼體和第二殼體。每個帶包括多個電極，用于讀取沿使用者頭皮的電活動。頭戴式裝置可以被定向為使得第一殼體靠近使用者右耳，以及第二殼體靠近使用者左耳。使用者能夠將各個帶朝向枕骨隆突(枕骨的凸出)或鼻根點(額骨和兩個鼻骨的交點)旋轉以將電極定位在用于測量電活動的特定位置中(框4404)。每個帶還包括彈性條。使用者可以調節帶上的彈性條以收緊帶并將電極向下按壓在帶上，朝向且抵靠使用者頭部(框4406)。使用者可以收緊后側帶以將頭戴式裝置緊固在使用者頭部上(框4408)。
[0276]示例過程(4400)還包括諸如例如從上面公開的一個或多個電極讀取EEG數據(框4410)。然后可以利用硬件、固件和/或軟件部件(諸如，如上所公開的A/D轉換器、放大器和/或一個或多個濾波器)來調節來自電極的原始信號(框4412)。在一些示例中，一個或多個調節部件可以并入頭戴式裝置上的殼體中、各個可調節帶中、每個單獨電極處和/或遠程處理器處。在示例過程(4400)的一些示例實施方式中，使用者確定是否期望針對附加或可替代EEG數據旋轉頭戴式裝置90° (或任何其他合適角度)(框4414)。在旋轉的頭戴式裝置的情況下，帶從前額橫跨至頭部的后側。這種定向可以是期望的，例如為了獲得中線讀數。如果使用者希望在垂直位置中獲取附加數據(框4414)，則他或她旋轉頭戴式裝置90° (框4416)并將如上所述重新定位和調節帶(框4402-4408)。在針對期望讀數定位了頭戴式裝置(框4414)的情況下，分析調節后信號(框4418)。
[0277]示例過程(4400)還包括確定是否需要或應該調節一個或多個電極(框4420)。例如應該調節電極以獲得更清楚信號。如果一個或多個電極要被調節，則示例過程(4400)包括確定該調節是物理調節還是非物理調節(4422)。如果該調節是物理調節(4422)，則示例過程(4400)的控制返回至框4404，并且將(一個或多個)恰當的帶旋轉入位和/或調節(一個或多個)細長帶或帶(框44064408)。如果(一個或多個)電極要被非物理調節(4422)，則示例過程(4400)包括虛擬地移動和/或短路一個或多個電極(框4424)，如上所詳述。在調節了(一個或多個)電極的情況下，示例過程(4400)返回以繼續讀取EEG信號(框4410)，并且示例過程(4400)繼續。
[0278]如果(一個或多個)電極不需要被進一步調節(框4424)，則分析信號以產生輸出評價或精神圖像(框4426)。如上所公開，輸出評價或精神圖像可以確定例如個人的神經狀態。例如，如上面公開的示例中所提供的那樣，EEG數據包括多個頻帶，其能夠被分析以確定例如個人是否具有高專注度、是否正在睡覺、是否抑郁、是否幸福、是否鎮靜、和/或如上所公開的任何其他情感和/或神經狀態。輸出評價/精神圖像提供了對個人的思維、情感和/或健康的洞察。
[0279]示例方法4400還包括確定輸出是否要與一個或多個附加應用一起使用(框4428)。如果輸出要與一個或多個附加應用(諸如例如醫療應用、觀眾測量、遠程裝置控制和/或如這里所公開的任何其他合適應用)一起使用，則執行這種應用(框4430)。示例過程(4400)還確定EEG數據的監測是否應該繼續(框4432)。如果要進行進一步監測，則該方法的控制返回至框4410，并且讀取EEG信號數據。如果將不進行進一步監測，則示例方法4400 結束(框 4434)。`
[0280]圖45是能夠執行圖40-44的一個或多個指令以實現圖1、23、34和36_39的設備和/或系統的一個或多個部分的示例處理平臺4500的框圖。處理平臺4500能夠是例如頭戴式裝置、服務器、個人計算機和/或任何其他類型的計算裝置中的處理器。
[0281]當前示例的系統4500包括處理器4512。例如，處理器4512能夠由來自任何期望族或廠商的一個或多個微處理器或控制器來實現。
[0282]處理器4512包括本地存儲器4513(例如，高速緩存)且經由總線4518與包括易失性存儲器4514和非易失性存儲器4516的主存儲器通信。易失性存儲器4514可以由同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、RAMBUS動態隨機存取存儲器(RDRAM)和/或任何其他類型的隨機存取存儲裝置來實現。非易失性存儲器4516可以由閃存和/或任何其他期望類型的存儲裝置來實現。通過存儲控制器來控制對主存儲器4514、4516的訪問ο
[0283]處理平臺4500還包括接口電路4520。接口電路4520可以由任何類型的接口標準來實現，諸如以太網接口、通用串行總線(USB)、和/或PCI快速接口。[0284]一個或多個輸入裝置4522連接至接口電路4520。( 一個或多個)輸入裝置4522允許使用者輸入數據和命令至處理器4512中。(一個或多個)輸入裝置可以由例如電極、生理傳感器、鍵盤、鼠標、觸摸屏、跟蹤板、跟蹤球、等值點(isopoint)和/或語音識別系統來實現。
[0285]一個或多個輸出裝置4524也連接至接口電路4520。輸出裝置4524可以例如由顯示裝置(例如，液晶顯示器和/或揚聲器)來實現。接口電路4520因此通常包括圖形驅動器。
[0286]接口電路4520還包括諸如調制解調器或網絡接口卡之類的通信裝置(例如，發送器3616、3916)，以促進經由網絡4526 (例如，以太網連接、數字訂戶線路(DSL)、電話線、同軸電纜、蜂窩電話系統等)與外部計算機的數據交換。
[0287]處理平臺4500還包括一個或多個大容量存儲裝置4528，用于存儲軟件和數據。這種大容量存儲裝置4528的示例包括軟盤驅動器、硬盤驅動器、緊湊盤驅動器和數字多功能盤(DVD)驅動器。大容量存儲裝置4628可以實現本地存儲裝置3612、3822、3914。
[0288]圖40-44的編碼指令4532可以被存儲在大容量存儲裝置4528中、易失性存儲器4514中、非易失存儲器4516中、和/或諸如⑶或DVD之類的可移除存儲介質上。
[0289]盡管這里已經描述了特定示例設備，但是本專利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利覆蓋在字面上或在等同原則下完全落入所附權利要求書的范圍內的所有方法、設備和制造品。
【權利要求】
1.一種方法，其包括: 評估第一神經信號的第一屬性； 基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值； 評估第二神經信號的第二屬性； 基于第二屬性確定第二神經信號是否依從質量閾值； 在第一神經信號不依從質量閾值的情況下調節第一神經信號以獲得第三神經信號； 在第二神經信號不依從質量閾值的情況下調節第二神經信號以獲得第四神經信號； 評估第三神經信號的第三屬性； 基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值； 評估第四神經信號的第四屬性； 基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值； 基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第一個，以執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個、或者與第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個合并。
2.根據權利 要求1所述的方法，其中所述方法發生在用于收集第一神經信號和第二神經信號的頭戴式裝置器件上。
3.根據權利要求1所述的方法，其中第一、第二、第三和第四屬性包括相應第一、第二、第三或第四神經信號的強度、幅度、信噪比或持續時間中的至少一個。
4.根據權利要求1所述的方法，其中與質量閾值的依從性基于第一、第二、第三或第四神經信號與參考值的比較。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述參考值包括絕對閾值、光譜閾值、斜坡率閾值或低活動閾值。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述調節包括放大第一或第二神經信號或者濾波第一或第二神經信號中的至少一個。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述忽略或所述合并由開關電路進行，所述開關電路通信耦合至通過其收集第一神經信號的第一通道和通過其收集第二神經信號的第二通道。
8.一種系統，其包括: 頭戴式裝置，用于從對象大腦收集第一神經信號和第二神經信號；以及 處理器，用于: 評估第一神經信號的第一屬性； 基于第一屬性確定第一神經信號是否依從質量閾值； 評估第二神經信號的第二屬性； 基于第二屬性確定第二神經信號是否依從質量閾值； 在第一神經信號不依從質量閾值的情況下調節第一神經信號以獲得第三神經信號； 在第二神經信號不依從質量閾值的情況下調節第二神經信號以獲得第四神經信號； 評估第三神經信號的第三屬性； 基于第三屬性確定第三神經信號是否依從質量閾值；評估第四神經信號的第四屬性； 基于第四屬性確定第四神經信號是否依從質量閾值； 基于與質量閾值的相應依從性選擇第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第一個，以執行下述至少一項:用于附加分析、忽略第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個、或者與第一神經信號、第二神經信號、第三神經信號或第四神經信號中的第二個合并。
9.根據權利要求8所述的系統，其中所述處理器設置在頭戴式裝置器件內。
10.根據權利要求8所述的系統，其中第一、第二、第三和第四屬性包括相應第一、第二、第三或第四神經信號的強度、幅度、信噪比或持續時間中的至少一個。
11.根據權利要求8所述的系統，其中與質量閾值的依從性基于第一、第二、第三或第四神經信號與參考值的比較。
12.根據權利要求11所述的系統，其中所述參考值包括絕對閾值、光譜閾值、斜坡率閾值或低活動閾值。
13.根據權利要求8所述的系統，其中所述處理器用于通過放大第一或第二神經信號或者濾波第一或第二神經信號中的至少一個來調節第一或第二神經信號中的至少一個。
14.根據權利要求8所述的系統，還包括開關電路，所述開關電路選擇性地通信耦合至用于收集第一神經信號的第一通道并選擇性地通信耦合至用于收集第二神經信號的第二通道，以執行下述至少一項:忽略第一、第二、第三或第四神經信號中的一個或多個；或者合并第一、第二、第三或`第四神經信號中的兩個或更多個。
【文檔編號】A61B5/0476GK103720470SQ201310471815
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年8月17日 優先權日:2012年8月17日
【發明者】Y·巴道爾, R·古魯穆爾蒂, A·K·普拉迪普, R·T·克奈特 申請人:尼爾森公司(美國)有限責任公司