示的流體輸送系統148,其被配置成例如通過產生正壓流、負壓流或正壓流和負壓流的任何組合(例如在雙向流中)以將流體積極輸送到歧管140的這組傳導通路141內。流體輸送系統148可包括致動器(例如電機、螺線管、柱塞系統、膜片、外部壓縮機等)、栗或促進流體流動的任何其它適當的元件。可選地,電耦合流體的溶液可例如通過重力被從儲器145被動地輸送,或可以可選地通過吸收存在于環境中的流體而被輸送到滲透體110的陣列的滲透體內。所輸送的流體的量優選地被配置成減少用戶的頭發濕潤;然而,任何其它適當量的流體可被輸送到這組傳導通路141內以促進在系統100和用戶之間的電耦合。
[0061]在包括儲器145和流體輸送系統148的殼體105的歧管140的一個例子中,如圖1和7A中所示,儲器145和流體輸送系統148被配置成提供迫使電耦合溶液的溶液朝著通道130的陣列的開口 132進入這組傳導通路內因而實現在用戶和系統100之間的電耦合同時最小化頭發濕潤的壓力。在省略了滲透體并包括粘性電耦合流體(例如電極凝膠)的溶液的這個例子的一個變形中,溶液可具有足夠的表面張力,使得溶液不從開口 132離開,除非壓力被在儲器145內增加。當面向用戶的頭蓋骨放置具有開口 132的殼體105時,在由流體輸送系統148提供的在儲器145內的壓力的增加迫使粘性電耦合流體的溶液以提供與用戶的頭蓋骨的電接觸(例如連續的連接)同時最小化從開口 13 2滲出的材料的量的方式從開口 132出來。然后,當系統100被需要從用戶去耦時,這個例子的流體輸送系統148可被配置成降低在儲器145內的壓力(例如到等于或小于在放置在用戶的頭蓋骨處之前提供的壓力水平的壓力水平)。壓力降低允許粘性電耦合流體的溶液縮回,穿過開口 132并回到儲器145內直到隨后的使用期限為止。在這個例子中,在使用期間使粘性電耦合流體的溶液滲出并在使用之間縮回溶液可進一步起作用來保藏溶液并延長它的使用壽命以及最小化留在用戶的頭蓋骨和頭發上的溶液的量。此外,在另一例子中,壓力的降低和電耦合流體的相應縮回可被省略。在省略滲透體并包括電耦合流體的溶液的另一變形中,在儲器145內的壓力的增加可迫使溶液以提供電接觸的方式從開口 132出來,但一旦這發生,接觸就可由突出部120的陣列的機械柔度、表面張力和在溶液與開口 132以及用戶的頭蓋骨之間的濕潤性的組合而不是由電耦合流體的高粘度維持。然而,可以用任何其它適當的可選方式配置殼體105的歧管140,其包括儲器145、這組傳導通路141和/或流體輸送系統148。例如,如由殼體105界定的突出部120的陣列的子集、通道130的陣列和這組傳導通路141可形成獨立的(例如隔離的)傳導單元,使得每個單元可被單獨地配置(例如一個單元可用作陰極,而另一單元可用作陽極)。此外或可選地,單個殼體105可包括多組歧管-儲器-傳導通路組件,其中每個組件被保持在不同的電位,以及其中通道130的陣列的一個或多個子集和/或通道130的陣列的開口132可被配置成耦合到在不同的電位的組件。
[0062]1.1.1系統-電極接頭組件例子
[0063]在第一例子中,殼體105的突出部120的陣列包括從殼體105橫向延伸的齒的線性陣列,每個突出部121/齒界定被配置成使頭發偏轉的楔形前緣,以便促進耦合。在這個例子中,每個齒包括比用戶的頭發的厚度長的長度,以便促進與用戶的頭蓋骨的電耦合。在這個例子中,每個突出部121/齒的遠側部分包括與傳導通路141的陣列的一個傳導通路流體連通并被配置成圍繞多孔體110的陣列的滲透體111的開口 132,其中滲透體111被配置成傳輸接觸用戶的皮膚的電耦合流體的溶液。此外,在這個例子中,每個突出部121/齒的遠側部分包括被配置成與用戶的頭蓋骨的凸表面互補的凹表面。在例子中,滲透體111在干燥和壓縮狀態中被密封在其突出部121/齒的通道131內,使得它最低限度地延伸超出齒的凹表面或在干燥狀態中不延伸超出齒的凹表面;然而,當吸收電耦合流體的溶液時,滲透體111平行和垂直兩者于用戶的皮膚表面膨脹,以便提供增加的接觸表面積,移動頭發并降低電極到皮膚接口的電阻。殼體105的放置在這個例子中包括使突出部120的陣列的前緣穿過用戶的頭發以與皮膚接觸,其中最初接觸在期望最終電極位置之后產生。放置還包括平行于用戶的皮膚表面移動突出部120的陣列,同時沿著突出部120的陣列的前緣的路徑前進,使得頭發在楔形前緣周圍被偏轉,且與用戶的皮膚的接觸在期望最終位置處產生。當讀取期望最終位置時,耦合到與滲透體110的陣列流體連通的一組傳導通路141的儲器145被配置成將溶液輸送到滲透體110的陣列,因而實現流體吸收和與用戶的皮膚的電耦合。
[0064]在第二例子中,殼體105的突出部120”的陣列包括從殼體105的寬闊表面垂直延伸的錐形突出部或“刺突的二維陣列,陣列中的每個刺突逐漸變細成被配置成促進耦合而不穿透用戶的皮膚的鈍端。在這個例子中,每個突出部121/刺突包括比用戶的頭發的厚度長的長度,以便促進與用戶的電耦合,且此外突出部120的陣列的遠側部分界定被配置成與用戶的頭蓋骨的凸表面相符的非連續凹表面。在這個例子中,每個突出部121 /刺突的遠側部分包括被配置成部分地圍繞多孔體111的通道130的開口 132,在頭發偏轉出現之后,多孔體111接觸用戶的皮膚。此外在這個例子中,每個突出部121/刺突的遠側部分還包括被配置成與用戶的頭蓋骨的凸表面互補的凹表面。此外在例子中,滲透體111在干燥和壓縮狀態中被密封在突出部121 /刺突的通道131內,使得它在干燥狀態中不延伸超出刺突的通道131 ;然而,當流體吸收時,滲透體111平行和垂直兩者于用戶的皮膚表面膨脹,以便增加由滲透體111提供的接觸表面積,移動頭發并減小電極到皮膚接口的電阻。殼體105的放置在這個例子中包括將突出部120/刺突的陣列放置到用戶的身體的目標表面上,在垂直于用戶的身體的表面的方向上將壓力施加到突出部120的陣列,以及橫向移動突出部120的陣列(例如在圓周運動或從一邊到另一邊運動中)同時施加壓力,因而移動頭發,直到在滲透體110的陣列和用戶皮膚之間的接觸出現為止。在這個例子中,由于頭發以彈簧狀方式在毛囊-皮膚接合點附近表現的傾向,放置通過棘齒狀機構發生。當放置在目標位置處時,耦合到與滲透體110的陣列流體連通的一組傳導通路141的儲器145被配置成將溶液輸送到滲透體110的陣列,因而實現流體吸收和與用戶的皮膚的電耦合。
[0065]在第三例子中,如圖6B-6C中所示,殼體105的突出部120的陣列包括從殼體105的寬闊表面垂直延伸的錐形突出部的二維陣列,在陣列中的每個刺突逐漸變細成被配置成促進耦合而不穿透用戶的皮膚的鈍端。在這個例子中,每個突出部121包括比用戶的頭發的厚度長的長度,以便促進與用戶的電耦合,且突出部120的陣列界定具有大約5cm的直徑的圓形覆蓋區。在這個例子中,突出部120的陣列被以一系列同心圓布置,其中六個突出部(或在四個突出部和六個突出部之間)的中心突出部122和第一環123圍繞中心突出部122。然而,第三例子的變形可包括突出部的任何適當數量的同心環,如圖6C中所示。在第三例子的一個變形中,每個突出部121可圍繞被配置成接納滲透體的通道130的陣列的通道131,其中通道131被配置成與被配置成將耦合流體的溶液分布到通道131的歧管140的傳導通路141串聯。通道可被配置成接納一個或多個安置的滲透體111,其中滲透體在干燥和壓縮狀態中不延伸超出通道131的遠側部分;然而,當流體吸收時,滲透體111可平行和垂直兩者于用戶的皮膚表面膨脹,以便增加由滲透體111提供的接觸表面積,移動頭發并減小電極到皮膚接口的電阻。可選地,通道可以不被配置成接納滲透體,并反而在突出部的陣列的遠端處的使流體能夠被以受控方式滲出的開口中終止。殼體105的放置在這個例子中包括將突出部120的陣列放置到用戶的身體的目標表面上,在垂直于用戶的身體的表面的方向上將壓力施加到突出部120的陣列,以及橫向移動突出部120的陣列(例如在圓周運動中或從一邊到另一邊運動中)同時施加壓力,因而移動頭發,直到在滲透體110的陣列和用戶的皮膚之間的接觸出現為止。在這個例子中,由于頭發以彈簧狀方式在毛囊-皮膚接合點附近表現的傾向,放置通過棘齒狀機構發生。當放置在目標位置處時,耦合到與滲透體110的陣列流體連通的一組傳導通路141的儲器145被配置成將溶液輸送到滲透體110的陣列,因而實現流體吸收和與用戶的皮膚的電耦合。
[0066]在第三例子的變形中,殼體105可包括多組歧管-儲器-傳導通路組件,其中每個組件被保持在不同的電位,以及其中通道130的陣列的一個或多個子集和/或通道130的陣列的開口 132可被配置成耦合到在不同的電位的組件。在一個這樣的變形中,如圖10A中所示,突出部12 la可包括具有在近端128a處的開口 138a的通道13 la,其中使開口 138a在近側位置和遠側位置之間(例如相對于用戶的頭蓋骨)轉變使通道131a能夠接近被保持在不同電位(例如第一電位201、中性電位202和第二電位203)下的電耦合流體的溶液的量。在類似的變形中,突出部121a包括非流體導體(例如金屬電導體),其一部分與溶液電接觸而其另一部分可在與被保持在不同電位(例如第一電位201、中性電位202和第二電位203)的金屬電導體的電連接之間轉變(例如使用機電開關)。在另一這樣的變形中,如圖10B中所示,突出部121b可包括具有沿著突出部121b的長度的開口 138b的通道131b,其中旋轉開口 138b使通道131b能夠接近被保持在不同電位(例如第一電位201、中性電位202和第二電位203)的電耦合流體的溶液的量。然而可以用任何其它適當的方式來配置第三例子的變形。
[0067]1.1.2系統-模擬(sham)電極實施方式
[0068]在第一實施方式中,系統100包括起陰極或陽極的作用的電極接頭組件101、102,以便提供對治療(例如非控制治療)足夠的電刺激的水平。系統100的第一實施方式的陰極和陽極因此優選地分開一段距離,其提供足夠的電流以達到治療所需的電刺激的水平。在第一實施方式的示例應用中,在陰極和陽極之間的分離使在它們之間傳輸的電流穿透頭蓋骨和大腦,因而實現電刺激的治療水平。第一實施方式因此包括能夠促進將電刺激治療(例如非控制治療或旨在影響生理功能的治療)傳輸到用戶的“正常”電極。
[0069]在第二實施方式中,電極系統100可包括包含陰極和陽極兩者的電極接頭組件以便提供對控制治療足夠的電刺激的水平。與第一實施方式比較,第二實施方式的陰極和陽極分開一段較小的距離,因而提供達到電刺激的較低水平的較小電流。在第二實施方式的例子中,陰極和陽極的緊密靠近使在它們之間傳輸的電流主要穿過頭蓋骨(且不進入或通過大腦),因而達到電刺激的控制水平。第二實施方式因此包括能夠促進將電刺激的控制水平(例如控制治療、非治療性治療或實質上不影響生理功能的治療)傳輸到用戶的“模擬”電極。
[0070]第二實施方式可以起作用來復制與電極系統100的第一實施方式所提供的感覺(例如發癢/麻刺感覺)的持續時間可比較的感覺的持續時間而不提供非控制治療水平刺激;因此,系統100的第二實施方式可為其中電刺激治療需要適當的控制治療的應用提供適當的控制治療。在與在章節1.1.1中描述的例子中的那些例子類似的例子中,“模擬”電極優選地被配置成看起來和“正常”電極相同(例如“模擬”電極和“正常”電極兩者可包括齒的陣列和/或刺突的陣列),以便促進使用適當的盲目治療和控制治療進行臨床研究。
[0071]1.2系統-電子和親合子系統
[0072]如圖1中所示,系統100還可包括電子子系統150,其包括電源模塊151和刺激發生器153。電子子系統150起作用來傳輸刺激并與殼體105的元件和滲透體110的陣列協作來促進生物電信號檢測。在一些實施方式中,電子子系統150可附加地或可選地包括被配置成調節和/或預處理從用戶接收的生物信號以促進進一步的分析的信號處理模塊155。電子子系統150可包括被配置成提供基底并促進在電子部件之間的連接的印刷電路板(PCB),但可以可選地包括任何其它適當的元件(多個)。電子子系統150優選地被配置成經由在下面更詳細描述的耦合子系統160耦合到用戶,并可與殼體105集成在一起或與殼體105完全不同。
[0073]電子子系統150的電源模塊151起作用來用作系統100的電力電源,以便向系統100提供經調節的功率。電源模塊151可包括電池,但可以可選地包括任何其它適當的電力電源。在其中電源模塊151包括電池的變形中,電池優選地是被配置為是可再充電的鋰離子電池,但可以可選地是任何其它適當的可再充電電池(例如鎳-鎘、鎳金屬氫化物或鋰離子聚合物)。可選地,電池可以不是可再充電電池。電池還優選地被配置成具有任何適當的剖面,使得電池為使用電極系