CN102469950A - 具有表面电极的耳塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含壳体(206)的耳塞(200)，该壳体具有至少两个适于测量脑电波信号的电极(201-205)，所述电极(201-205)与用于处理该测量信号的装置连接，其中该耳塞(200)的外表面弧面和该电极(201-205)单独匹配该用户的至少部分耳道和外耳。

Description

具有表面电极的耳塞
技术领域
本发明通常涉及耳塞。更具体地，本发明涉及包含壳体的耳塞，该壳体具有至少两个适于测量脑电波信号的电极，所述电极与用于处理所测量的信号的装置连接。
背景技术
通常已知，特别是在医学科学内，通过在期望测量脑电波的受检者的头皮上(为了简单下面由“受检者”表示)放置电极来测量脑电波，并且使用适合的仪器察看、处理并解释所测量的脑电波。通常，这种仪器是脑电图仪，通过其可以得到所谓的脑电图(EEG)。这种EEG通过测量受检者头皮表面上由受检者脑中树状突之间的电流产生的电势，提供了受检者脑中的电活动的测量和记录。医学科学内的EEG是用于不同诊断目的的。
从WO-A1-2006/047874中已知用于这种使用的系统，其描述通过使用电极测量脑电波，该电极与受检者至少一个耳朵连接放置，即放置在外耳部分上或者耳道中。该测量特别用于检测癫痫发作的发病。WO-A1-2006/047874也描述了使用成对电极分别作为检测电极和参考电极，这种设置在脑电图仪领域是众所周知的。
此外，从WO-A1-2008/116462已知，通过使用助听器产生测试刺激信号并且发出所述信号到受检者作为声学刺激，并且通过利用在受检者头皮上放置的单独电极检测响应于所述声学刺激信号的脑电波，并且将响应于用于处理的例如脑电图仪的电流生理学仪表测量受检者的听觉能力。
WO-A1-2007/047667描述了用于测量EEG信号的耳塞。该耳塞包含具有电极的外部壳体，该壳体由软的压缩性材料制成，例如记忆泡沫，其能够符合个人耳道的内部。用耳塞得到的信号被传输到用于处理和监控的外部单元。
然而，至少已知系统的信号处理装置由于其复杂性和广泛和复杂仪器的使用被限制由有资格的工作人员使用和操作。此外，在目前为止大多数情形中电极和任何情形中在受检者头皮和/或头部的不同部分上的关联配线的放置提供/补偿(render)了已知系统，而在实验室外部环境使用时更加不引人注意，因此，提供有关在实验室以外例如日常使用中脑电波测量的使用有关的优点的开发。
根据WO-A1-2007/047667提出关于电极问题用耳塞的解决方法。然而，仍旧存在几个缺点。由于壳体，在耳道之间存在不充分接触的风险，这再次可以引起差的或者不充分的信号质量。同时，该壳体性质意味着所提出的耳塞的耐久性低。此外，众所周知WO-A1-2007/047667中所提出的类型的耳塞使得用户受到堵塞和/或不充分的耳道通气的增大风险，特别是在长期使用期间。
因此，本发明目的在于提供耳塞，通过该耳塞例如EEG的脑电波测量成为可能，而没有或者最少使用大范围且复杂的仪器，该耳塞可以以不复杂的方式用于日常生活，而得到高质量的脑电波信号，并且在实验室以外用该耳塞可以容易利用有关使用脑电波测量的优点。
发明内容
根据本发明的第一方面，这个目的通过提供包含具有至少两个适于测量脑电波信号的电极的壳体的耳塞获得，所述电极与用于处理所测量信号的装置相连，其中耳塞的外表面的弧面/轮廓(contour)单独匹配至少部分用户的耳道和外耳。
由此，耳塞具有在用户耳道和电极之间的改进的接触(contact)，并且得到个体测量期间之间的电极放置中的非常高的可重复度，这是由于耳塞由于分别匹配在每次插入时会相同地放置于耳道中。由此，可以基本上避免有关由于变化的电极位置和不充分的接触的定量和定性的变化的测量不确定性。
由于根据本发明的耳塞被分别地匹配，所以其包含表面凸面，该凸面匹配耳塞被分别匹配的具体用户的具体耳道的凹面。这有几个优点。第一，在用户耳道中只存在耳塞的一个正确位置，并且因此耳塞容易插入并且容易确定什么时候其位于其正确位置。第二，左右耳塞不能弄混，因为每个耳塞匹配一个具体耳道。此外，根据本发明的耳塞基本仅通过摩擦力牢固固定到用户的耳道中，并且对耳道的皮肤不产生静压力。因此，根据本发明的耳塞非常好地适于长期使用，例如夜间使用，这是由于消除了常规耳塞中由对着耳道的皮肤的静压力所引起的长期不适合。同时，根据本发明的耳塞非常好地适于由儿童和其他自己不能将耳塞插入其耳道的人使用，这是由于该耳塞非常容易插入，并且由于辅助人员容易确定什么时候耳塞位于适合位置。同时，根据本发明的耳塞在身体活动期间不会从耳道中掉出。
分别匹配的耳塞广泛已知并且在助听器产业内部用作完全入耳道式(completely-in-canal)(CLC)、入耳式(ITE)或者作为耳后式助听器的耳塞。例如WO-A1-92/11737描述了用于制备这种耳塞的技术，其通过描绘/追踪(trace)用户外耳的形状，并且具体是用户耳道和外耳的形状，将所描绘的形状转化为例如三维的计算机模型的数字形式，根据三维计算机模型优化耳塞的形状并且最终根据所优化的计算机模型通过例如激光打印的计算机控制的生产过程建造耳塞。此外，使用尺寸稳定材料提供了显著提高的耐久性，以及使用耳塞期间避免用户的耳道的堵塞和改进用户耳道的通风，同样材料提供了具有最佳尺寸的通风道的可能性而同时维持好的皮肤连接。然而，WO-A1-92/11737不涉及任何类型的电极。
提供至少两个具有遵从所述壳体在电极的局部弧面的形状的电极，并且由此分别匹配用户的外耳和耳道，这具有在电极和耳塞壳体的周围部分之间提供平滑过渡的优点，并且具体地获得通常平滑壳体表面，其增加了用户的佩戴的舒适性。
与根据本发明的耳塞有关的另一个优点是提供在用户的耳道内深的位置放置用于测量脑电波的电极的可能性。因此，可以减少或消除由于肌肉活动的人为现象/赝象(artefact)，因为耳塞总是会以相同的方式放置，并且与皮肤紧密连接，这是由于人类耳道中没有肌肉，并且因此耳塞在耳道或外耳内没有移动。
此外，根据本发明的耳塞提供用于可以被监测和测量的受检者的脑电波，并且由此测量的脑电波可以传送到其他内部或外部电子组件或单元用于进一步处理。用这种耳塞，有可能测量脑电波并且将所测量的脑电波传递到电子装置，用于使用简单且小型的装置处理所测量的脑电波，当用户佩戴该装置时简单且小型的装置不引人注意，并且因此在实验室以外佩戴更加美观。同时，这种耳塞提供使用在移动设备中脑电波测量的可能性，由于与先前已知装置相比，其在实验室以外佩戴和使用更加实用。
通过使用根据本发明的耳塞，使得在日常生活中能够测量脑电波，这提供的主要优点有，使得连续昼夜不停地以在实用和美观水平上尽可能少干扰用户的日常生活的方式测控与用户的健康状况有关的各种因素，例如心率、温度、血糖水平、与各种疾病有关的状况和/或急症发病(seizure onsets)等。这种脑电波测量的使用的示例，即检测癫痫症的发病，如上所述在WO-A1-2006/047874中被描述。
在优选实施例中，根据本发明的耳塞是适于在助听器中使用的耳塞，但大体上可以是任何类型的耳塞，由此使得不需要助听器的人同样受益于本发明的优点。
通过在助听器中使用根据本发明的耳塞，在日常生活中使得能够测量脑电波具有各种使用和优点。这些使用和优点包括，但是不限制于：
a)当助听器插入用户的耳道中时，确定助听器耳塞是否正确放置，即耳塞是否与耳道的组织相接触。如果一个或多于一个电极没有(适当的)与组织接触，那么所测量的信号比当全部电极适当接触该组织时更弱。如果没有电极与组织相接触，那么助听器将自动转换到待机状态。
b)如果助听器在耳道中没有正确放置或者故障，则自动通知用户，例如用指定信号自动通知用户。
c)通过结合通过电极所检测的信号和用其他类型传感器所得到的信号，检测与用户或环境有关的情况或事件，这些传感器是例如扬声器、加速计、红外传感器等等。这种不同传感器类型的结合使用获得比单独使用一个传感器类型的可能的信息更好的信息，并且其通常称为传感器融合。
根据优选实施例，该耳塞由尺寸稳定材料制成，借此可以得到电极放置中的改进的可重复性。
术语“尺寸稳定材料(dimensionally stable material)”在这里使用意指这样的材料，一旦成形为具有具体形状的装置，其大体上维持该形状，并且在长时期和重复使用装置期间保持弹性。
此外，特别优选的尺寸稳定且弹性的材料同样包含一定程度的柔性性，从而提供用于在耳道内佩戴舒适的耳塞，以便最小化疼痛。
根据优选实施例，电极独自匹配至少部分用户的耳道和外耳，借此可以得到耳塞在用户的耳道中的进一步改进的适合。
根据优选实施例，用于处理电信号的装置适于传递信号给用户。这种信号基本上可以是任何类型的信号，例如触觉或视觉信号，但是优选地是直接针对用户的听觉信号或者为了得到用户注意被传送到外部单元的信号。从而，提供了直接监测用户健康状况的可能性，并且可以根据检测立即采取行动，优选地通过处理电信号的所述装置检测用户的健康状况以不期望的方式发展。例如，可以由用于采取行动/行为(action)的装置采取的可能行动包括但不限于提出例如声学、视觉或触觉信号的警告、将用户的注意力吸引到他的或她的健康状态、或者将相关的用户健康数据传送到监控单元从而使得例如用户或其他相关人员能够采取适当行动，例如用户的药物治疗。
根据另一个优选实施例，用于处理电信号的装置是外部装置，借此通过最小化将在耳塞中容纳的电子装置的数量提供特别简单的耳塞的另一种版本。用于处理的装置也可以包括电信号的传送装置(transmission)。
根据特别优选实施例，用于处理电信号的装置位于耳塞中，借此提供具有最少外部放置的仪器的特别简单的耳塞，该耳塞特别便于在日常生活中移动使用。
根据优选实施例，连接装置包含引入或者穿过壳体和/或在耳塞的壳体的表面上的导电配线，借此该连接装置以特别简单的方式提供，具有避免连接装置位于耳塞壳体的外侧上的特殊优点。
根据优选实施例，在所述壳体的表面上引出的导电配线/线(wiring)被设置成形成或可以适合容纳至少一个所述电极，借此该电极可以以特别简单的方式被形成。
根据优选实施例，该耳塞进一步包含在电极和连接装置之间延伸的销针或铆钉，以这样的方式通过耳塞的壳体的至少一部分，诸如销针或铆钉的头部，其被设置成与壳体表面齐平或者在壳体表面上。由此，贯穿至少部分耳塞的壳体的部分的该部分连接装置被提供作为更稳定耐用的连接，特别是由于佩戴诱导应力和张力而较不容易松动连接。
根据进一步实施例，被设置成与所述壳体的所述表面齐平设置或者被设置在所述壳体的所述表面上的所述销针或铆钉的该部分，诸如所述销针或铆钉的头部，其适于形成或容纳所述至少一个电极，借此销针或铆钉和电极之间的电连接被自动建立并且具有增加的耐久性。
根据优选实施例，该耳塞包含至少一个在其中安装至少一个电极的凹口，该凹口的底表面遵从耳塞外表面的弧面，借此在凹口中安装的电极的弧面会随着凹口的弧面进而遵从耳塞成形。优选地，电极由导电柔性材料/挠性材料制成，优选是由导电的硅树脂(silicone)制成。
根据优选实施例，该电极通过包含至少一个到凹口的紧密配合，相应于在凹口中提供的至少一个凹面的至少一个凸面和粘合剂被保持在凹口中，由此确保电极良好固定，也就是说当磨损时同步地易于互换。
根据优选实施例，该电极是可极化电极，优选由例如不锈钢或者铂-铱的合金制成、或者例如银、钛、铂、或者钨的贵金属制成，这些材料使得当暴露于在人的耳朵中通常情况时电极特别耐用。
根据另一个优选实施例，该电极是不可极化电极，优选是Ag/AgCl电极，其使得能够使用非常小尺寸的电极，例如1mm2。
根据优选实施例，至少两个电极包含至少1mm2的面积，优选在1mm2和30mm2之间，同样电极的尺寸已经被证实是在尺寸和信号质量，特别是信号强度之间的良好折衷。更具体地说，这种尺寸的电极已经被显示足够大从而使得能够供给足够强度的信号并且由此提供足够质量的信号用于进一步处理。
此外，由于较大电极提供的较好质量的信号，并且由于通常标准电极尺寸约为1cm2，所以所提到的优选间隔也选为在电极尺寸和获得个体电极之间足够分隔之间的折衷。电极之间足够分隔对确保由两个相邻电极得到的信号不相互影响极为重要；通过电极或者通过在其上放置电极的组织面积。
通过从由物理气相沉积(PVD)、溅射、例如压印的印刷技术和使用导电墨水的喷墨技术组成的组中选择的技术将至少两个电极提供到耳塞的壳体。优选这些方法，因为其被证实对将金属材料放置到表面上，这里是耳塞的壳体上是特别有用且有效的方法。
从EP-B1-1587343中已知用于为表面提供金属层的可替换方法，其描述了怎样为助听器的耳后式组件提供高频天线或者线圈，用于传送电磁能或数据。
在EP-B1-1351551中描述了另一个可替换方法，该方法被称为MID(模制互连装置(Moulded Interconnect Device))模制。在MID模制中，例如塑料的模制材料具有金属珠粒(bead)，例如银-钯(Ag-Pa)。当结构已经被模制时，Ag-Pa珠粒可以例如由激光激活。当随后提供金属层到结构的表面时，该金属层将被限制在激活的区域，并且该激活区域此外可以被用作导体，用于从金属层传送电信号。
根据本发明的第二方面，提供了包含耳塞的系统，该耳塞单独匹配用户的至少部分耳道和外耳，该耳塞具有至少一个用于测量脑电波信号的电极和耳后式(BTE)组件，其中BTE组件容纳用于处理脑电波信号的所述装置。
根据优选实施例，BTE组件包含至少一个用于测量脑电波信号的电极。
优选，系统的耳塞是根据本发明的第一方面的任何一个实施例的耳塞。
根据本发明的第三方面，提供了生产具有表面电极的耳塞的方法，该电极用于测量脑电波信号，包含的步骤有：描绘用户的部分耳道和外耳的形状，将所描绘的形状转化为数字形式，例如三维计算机模型，并且根据计算机模型通过计算机控制生产过程建造耳塞。
根据进一步优选的实施例，至少一个电极根据用户的外耳的形状单独放置。
根据本发明的方法的进一步方面包括如上所述生产耳塞，优选使用光固化/立体光刻(Stereolithography)(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)或者类似印刷技术，该方法包含的步骤有：提供具有单独匹配用户耳道弧面的弧面表面的壳体，该壳体由尺寸稳定材料组成，并且进一步包含的步骤有在所述壳体的表面上和/或表面中提供至少两个适合与检测例如脑电波的电信号的电极。
根据本发明的方法的又一方面包括一个或多于一个进一步的步骤：
提供连接装置，其连接至少两个电极与用于处理电信号的装置；
为至少两个电极的每个都提供遵从壳体在电极处的局部弧面的形状；和
提供这样的耳塞，其具有用于处理电信号的装置和/或用于响应于用于处理电信号的所述装置的输出采取行动的装置。
根据本发明的方法的又一方面包括提供所述连接装置的步骤，其包含提供引入和/或通过所述耳塞的所述壳体的导电配线，和/或包含提供以这样的方式延伸穿过至少一部分所述耳塞的所述壳体的销针和铆钉，该方式是所述销针或铆钉的一部分，例如头部，被设置成与所述壳体的所述表面齐平或者在所述表面上。
根据本发明的方法的另一方面包括，提供所述至少两个电极的步骤，该步骤通过从由物理气相沉积(PVD)、溅射、例如压印的印刷技术和使用导电墨水的喷墨技术组成的组中选择的技术执行。
附图说明
现在根据非限制的示例性实施例并且参考附图将进一步详细描述本发明。在附图中：
图1示出与BTE组件一起的耳塞的系统，
图2示出根据本发明的耳塞，
图3示出人耳朵的外耳的横截面，
图4A、4B、5A和5B示出根据本发明的耳塞的电极和连接装置的四个不同实施例的横截面视图，
图6是示出根据本发明的耳塞的电子装置的实施例的图表，和
图7示出监控装置中耳塞的实施例。
具体实施方式
图1示出在具有耳后式(BTE)组件的系统中根据本发明的耳塞的使用示例。该系统包含BTE组件101、根据本发明的耳塞103和连接装置102，其中耳塞103用于插入用户的耳道中，该耳塞103因此构成入耳式(ITE)组件，连接装置102用于连接BTE组件101和耳塞103。耳塞103包含表面和连接开口104。在本发明的一个实施例中，所示系统可以是助听器。
在系统的一个实施例中，该开口104是用于助听器的接收器的开口。该接收器被设置在所谓的耳内式接收器(receiver-in-the-ear)(RITE)解决方案中的耳塞103中，通过连接装置102连接到BTE组件101。或者，助听器接收器可以被设置在BTE组件中，并且声音经由声音导管(sound tube)102通过连接到BTE组件的连接开口104被传送到用户。该连接开口104也可以作为通风道，从而确保耳道的良好通风。
在另一个实施例中，系统适于监控用户的医学状况。由电极所检测到的脑电波信号被传送到BTE组件用于进一步处理。这里，该开口104可以用于在病症发作的情形中通过将接收器放置在耳塞103中或者BTE组件101中向用户发送信号。该开口104也可以是通风道。
图2示出根据本发明的耳塞200。耳塞200包含壳体206和五个电极201、202、203、204和205，其适于检测例如脑电波的电信号。耳塞200进一步包含开口207，连接用户的耳道和环境，因此避免堵塞，即阻塞用户的听力。
耳塞200的壳体206的表面包含双曲率，并且具有单独匹配用户耳道弧面的弧面。如上所述，这种壳体206可以例如使用本申请人的WO-A1-92/11737中所描述的技术，或者任何其他适合的技术被制造。用户耳朵的几何形状可以例如通过制成耳朵的蜡印模(waximpression)，并且随后实行该蜡印模的三维扫描被复制。可替换地，可以使用耳朵扫描器实行耳朵的直接测量。随后所得到的耳朵的三维模型被用作使用适合软件建模耳塞的三维模型的基础。然后根据三维模型使用适合的方法生产真实的耳塞。通常，这种方法是快速原型方法，这些方法通常在助听器领域内部是已知的。快速原型方法的示例是光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)和熔融沉积成型(FDM)。耳塞的壳体206是由能够在一段长时期和重复使用耳塞期间维持具体形状的尺寸上稳定和弹性的材料制成，同时优选地还包含足够柔软性以提供在耳道内佩戴舒适的耳塞，特别是连续使用期间。根据本发明，用于生产耳塞的典型材料，特别是生产耳塞的壳体的典型材料包括但不限于塑料材料和硅树脂。
电极201-205被设置或者集成在耳塞200的壳体206的表面上。该电极201-205每个都适于遵从非常接近电极201-205的壳体206的局部弧面。优选地，该电极从耳塞的壳体表面略微伸出，由此提供用于电极压在皮肤上比壳体表面更紧，并且因此用于用户皮肤和电极之间改进的电接触。可替换地，电极201-205可以嵌入或集成到耳塞200的壳体206的表面中，和/或电极201-205的表面可以与壳体206的表面齐平。
提供的电极201-205的准确数目可以多于或少于所示的五个电极201-205，并且仍旧是非决定性的(uncritical)。然而，由于优选关于参考点实行脑电波的真实检测，所以优选提供至少两个电极，由于这种构造提供了允许至少一个电极充当参考点的可能性，因此作为参考电极，剩下的电极作为检测电极，由此改进所测量信号的质量。可替换地，该电极201-205可以被建立从而成组操作，例如成对，其中一个电极用作一个或多于一个其他电极的参考电极，因此用作检测电极。
电极201-205可以是可极化电极或者不可极化电极。可极化电极是传送电势电容(potential capacitively)的电极，即从皮肤到电极少量或没有任何电荷运输。不可极化电极是这样的电极，通过其进行皮肤和电极之间的电荷运输，而皮肤和电极之间的传送(transition)中的能量有少量或没有损耗。在这些电极中，从皮肤中的离子运输到电极中的电子运输的所述传送中发生转换，借此电流在所述传送中流动。
在可极化电极的情形中，该电极201-205优选地由例如不锈钢和铂-铱的合金和例如银、钛、铂和钨的贵金属制成。然而，任何适于阻止人的耳道中的恶劣环境的材料原则上可以使用。
在不可极化电极的情形中，该电极201-205优选由银-氯化银(Ag/AgCl)制成。Ag/AgCl电极可以通过烧结法制成，其中模具中填满粉末Ag和AgCl的混合物，并且以一定压力压缩形成球丸(pellet)。然后，从模具中移除球丸并且在400℃烘烤适合的时间，通常是几个小时。产生的烧结电极具有高耐久性，并且是优选类型的电极，用于在图4A、4B和5B中所示且如下所述的实施例中使用。
可替换地，Ag/AgCl电极可以由通过pH为2的浓度的盐酸中电解实行氯化处理，其中使用由银制成的参考电极。将被氯化的电极同样由银制成。参考电极和将被氯化的电极之间的电势差大约为1V，并且将被氯化的电极在20℃的温度下受到5到6mA/cm2的恒定电流持续60和100秒之间的时间。电流的数值取决于将被氯化的电极的尺寸——电极越小，所需要的电流越小。优选地，在氯化处理之前，优选清除油渍并冲洗将被氯化的电极。
在一方面，为了提供足够品质和强度的信号，电极201-205每个都应该具有适当大的表面积。另一方面，该电极201-205应该不大于为了测量电极之间的电势差在电极之间具有尽可能大的距离的严格需要。已经示出用于可极化电极的适合电极尺寸或者电极表面积，至少为10mm2，优选的尺寸间隔是10到30mm2，而不可极化电极可以制成更加较小，例如小到1mm2。
作为另一个替换例，耳塞200也可以具有另一类型的传感器，而不是适于检测脑电波的电极201-205，由此例如提供如上所述的所谓传感器融合的可能性。
为了进一步提高通过电极201-205检测的信号质量，耳塞200可以包含与电极201-205连接的导电胶(未示出)，或者导电胶可应用于与电极201-205连接的耳塞200。
图3示出外耳的横截面视图。通常人耳朵包含耳膜或者鼓膜301、耳道或者声道302、耳轮303、外耳304和耳垂305。
如上所述，耳塞200的壳体206的表面具有单独匹配用户耳道弧面的弧面。特别是，耳塞200的壳体206的弧面单独匹配耳道的外部部分302和外耳304，以便当用户将他的或者她的耳塞200插入耳道的外部部分302时，电极201-205处于与耳道的外部部分302和/或外耳304的皮肤物理接触并且遵从耳道的外部部分302和/或外耳304的弧面，然后通过其可以测量脑电波。
参考图4A和4B，示出根据本发明的耳塞的电极和连接装置的不同实施例，在下面将描述用于在根据本发明的耳塞中集成电极的适合方法。
图4A示出耳塞的壳体401的横断面视图，通过该壳体插入铆钉402，以便铆钉402的头部402a位于壳体401中的相应凹口，其表面从壳体401的外表面401a略微伸出。在这个情形中，铆钉402的头部402a适于形成适于测量脑电波的电极。可替换地，在铆钉402的头部402a上或者其中/制造生产独立电极，例如在头部中的凹口中。原则上，任何类型的适合的导电元件，例如销针，可以用于放置铆钉402。
在伸出通过壳体401的内表面401b的铆钉402的末端——或者如果铆钉402可替换地只部分延伸通过壳体401，那么距离壳体401的内表面401b最近的铆钉402的末端，附着到连接装置403。可替换地，铆钉402和连接装置403可以是一个集成单元。
连接装置403是连接电极与嵌入耳塞内部的电子组件的电连接装置和/或用于连接耳塞与其他外部单元的连接装置。
图4B示出耳塞的壳体404的另一个实施例的横断面视图，铆钉405已经通过其插入，以便铆钉405的头部405a位于壳体404的相应底切(undercut)，其表面且优选地如图所示，头部405a的表面与壳体404的外表面404a齐平，或者替换地略低于外表面404a。电极407置于壳体404的外表面404a上，以便其遵从壳体的弧面并且至少部分覆盖铆钉405的头部405a的表面，但优选且如图所示完全覆盖。可替换地，电极407也可以位于底切中，以便其外表面与壳体404的外表面404a齐平或者略微低于壳体404的外表面404a。用于产生这种电极的可能的方法包括但不限于物理气相沉积(PVD)、溅射、例如压印的印刷方法、和使用导电墨水的喷墨技术。
铆钉405通过壳体404的厚度伸出，并且在其末端从连接到连接装置406的壳体404的内表面404b伸出，连接装置406与图4A有关描述的连接装置403以相同的目的作用。
参考图5A，使用铆钉405的替换是提供具有至少一个孔的壳体502，在实施例中示出两个孔506a、506b，适于通过壳体502螺纹穿过(threading)连接装置503。在实施例中，所示的连接装置503是螺纹穿过孔506a和506b的一个线。该线的两个末端由505扭转并遮蔽，该线的每个末端都连接到模拟前端(analog front end)。这个模拟前端是用于处理或传送信号的处理器。然而，其他数目的导线同样可能，例如两个、三个或四个。在所示的实施例中，该线503位于壳体502的外表面501上的部分适于形成电极。在这个连接中，如图5A中所示线的使用已经示出建立了足够量的接触，从而形成电极。同时，可以使用不同类型的线，例如具有不同截面的构造的线。例如，在部分线形成电极的情形中，使用具有平坦横截面的线可以提高接触量。该线503也可以用作用于将电极附着到耳塞上的基座。围绕(going to andfrom)503的扭转对线504是用于保护封入隔离材料505中。不管所使用的方法，在耳塞壳体上提供的每个电极都应该被连接到用于传送所测量信号已进一步处理的连接装置。
图5B示出根据本发明的电极522的另一个替换实施例，该电极提供在单独匹配的耳塞520的壳体521中。耳塞520的壳体521具有凹口524，其底表面526具有遵从耳塞520的双曲率的弧面。凹口524的圆周可以具有任何适合的形状，例如圆形或矩形。由电学上导电的柔性材料制成的电极522安装在凹口524中。导电的柔性材料可以是例如导电硅树脂。电极522的厚度优选等于或略微大于凹口524的深度。由此，并且由于凹口524的底表面526的表面弧面，使得电极522遵从与单独匹配的耳塞520相同的双曲率，并且因此遵从与用户的耳道表面相同的双曲率。
电极522通过具有到凹口524的紧密配合通过摩擦力牢固保持在凹口524中的适当位置。可替换地或者此外，当插入凹口524时，通过具有粘合剂，或者通过凹口524，优选凹口524的侧表面527、528中的一个具有适合的凹形形状(未示出)，电极522的柔性材料和/或在电极522上提供的相应凸面(未示出)施压到其中，电极522牢固保持在凹口524中的适当位置。电极522可以是可交换部分。为了电连接电极522的目的，凹口524具有朝耳塞520的内侧延伸的孔523，通过该孔523电导体525穿过并连接到电极522。
嵌入耳塞内部的电子组件可以包含但不限于这种组件，例如测量电子装置、模拟数字转换器、用于响应于另一个电子组件的输出采取行动的装置、电池、扬声器和用于将耳塞连接到外部单元的螺纹或者无线连接装置和其他信号处理装置。这种外部单元可以例如是优选便携式监测单元，用于监控用户的医疗状况。在其中至少一些电子组件没有嵌入耳塞的实施例中，该外部单元可以包含一个或多于一个，并且在优选实施例中，全部电子组件否则位于耳塞内。短语“用于处理所测量信号的装置”是意指通常术语，涵盖嵌入耳塞中或者位于外部单元中的全部电子组件。
图6示出监控装置中耳塞的示例，说明用于处理耳塞内部容纳的测量数据的电子组件的优选示例。电极601、603和参考电极605通过各自连接装置602、604、606连接到模拟前端607，其优选包含放大器和模拟数字转换器。模拟前端607的输出608被传输到特征提取单元609。特征提取单元609可以被认为是降维单元(dimension reduction unit)，由于其通过分析信号中哪个矢量能够表示整个信号将矢量的维数从较高数减少到较低维数，同时维持由信号携带的相关信息。换句话说，特征提取单元能够被广泛理解为数据滤波器。
来自特征提取单元609的数据经由610被传输到分级器611。分级器611应该理解为确定什么信息能够从测量的脑电波信号中提取的单元。分级器611是训练的单元(trained unit)。分级器611被训练从而解释个体怎样响应于每种状态或医疗状况。例如，在7、8和9Hz的信号可以被归入一起，然而在11Hz的信号与高频信号归入一起。
动作单元613经由612接收分级器611的输出，其能够以被描述为统计滤波器的非限制性示例的方式，其具有什么时间根据所测量脑电波信号采取行动的阈值限制。动作单元613集成所测量的由分级器611输出的信号，从而确保在只有一个取样信号指示这个的情形中，不会采取行动通知用户医疗状况。如果分级器611是所谓的硬分级器，那么经由612输出的信号是二进制的，并且揭示信号是否属于给定级别。如果分级器611是所谓的软分级器，那么经由612输出的信号连续描述信号属于给定级别的概率。在动作单元将发出警告之前，必须有多个指示在一段时间内状态的取样。在图6中，这个警告将是经由614和接收器615传送的声频信号，但是该警告信号也可以是视觉或者触觉信息，或者其可以是传送到外部单元的数据。
图7示出具有助听器的实施例中的图6的电子组件。这里，该动作单元713会发出信号到助听器处理器719，然后其根据所测量的脑电波信号采取适当的行动。助听器处理器719可以为了警告用户的医学事件通知用户。这个信号将很可能是声频信号，但是也可以是视觉或者传送到外部装置的数据。或者，助听器处理器719可以调整助听器的参数或切换到助听器中的另一个程序，以便确保助听器被调整到最适合的具体状态。
最后，应该注意优选实施例的上述描述仅仅是示例，并且本领域技术人员将知道在不偏离权利要求范围的情况下可能存在许多变化。

Claims (22)

1.一种耳塞，其包含具有适于测量脑电波信号的至少两个电极的壳体，所述电极与用于处理所测量信号的装置连接，其特征在于所述耳塞的外表面的弧面单独匹配用户的至少部分耳道和外耳。
2.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述耳塞由尺寸稳定材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的耳塞，其中所述电极单独匹配所述用户的至少部分耳道和外耳。
4.根据权利要求1、2或3所述的耳塞，其中所述用于处理所述测量信号的装置适于传递信号到所述用户。
5.根据权利要求1到4中任何一项所述的耳塞，其中所述用于处理的装置位于所述耳塞的外部。
6.根据权利要求1到4中任何一项所述的耳塞，其中所述用于处理的装置位于所述耳塞的内部。
7.根据前述权利要求中任何一项所述的耳塞，其中所述连接装置包含引入或穿过所述耳塞的所述壳体的配线。
8.根据权利要求7所述的耳塞，其中所述导电配线被设置成形成一个所述电极的至少部分。
9.根据前述权利要求中任何一项所述的耳塞，其中所述耳塞进一步包含在所述电极和所述连接装置之间以这样的方式延伸穿过所述耳塞的所述壳体的至少一部分的销针或铆钉，该方式是所述销针或铆钉的一部分，例如头部，被设置成与所述壳体的所述表面齐平或者在所述壳体的所述表面上。
10.根据权利要求9所述的耳塞，其中被设置成与所述壳体的所述表面齐平或在所述壳体的所述表面上的所述销针或铆钉的所述部分，例如头部，适于形成或容纳所述至少一个电极。
11.根据权利要求1到8中任何一项所述的耳塞，其中所述耳塞包含至少一个凹口，所述至少一个电极安装于所述凹口中，所述凹口的底表面遵从所述耳塞的外表面的弧面。
12.根据权利要求11所述的耳塞，其中通过使所述电极包含到所述凹口的至少一个紧密配合件、对应于在所述凹口中提供的至少一个凹面的至少一个凸面以及粘合剂而将所述电极保持在所述凹口中。
13.根据权利要求11或12所述的耳塞，其中所述电极由导电柔性材料制成的，优选是由导电硅树脂制成的。
14.根据权利要求1到12中任何一项所述的耳塞，其中所述电极是可极化电极，优选是由诸如不锈钢或者铂-铱的合金制成的，或者由诸如银、钛、铂或者钨的贵金属制成。
15.根据权利要求1到12中任何一项所述的耳塞，其中所述电极是不可极化电极，优选是Ag/AgCl电极。
16.根据前述权利要求中任何一项所述的耳塞，其中每个所述电极覆盖至少1mm2且优选在1mm2和30mm2之间的面积。
17.根据前述权利要求中任何一项所述的耳塞，其中所述耳塞是助听器的一部分。
18.根据前述权利要求中任何一项所述的耳塞，其中处理所述脑电波信号提供用于检测所述用户的医疗状况的信息。
19.一种包含耳塞的系统，所述耳塞单独匹配所述用户的至少部分耳道和外耳，所述耳塞具有用于测量脑电波信号的至少一个电极和耳后式组件即BTE组件，其中所述BTE组件容纳所述用于处理脑电波信号的装置。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述BTE组件包括用于测量脑电波信号的至少一个电极。
21.一种生产具有用于测量脑电波信号的表面电极的耳塞的方法，，所述方法包含以下步骤：描绘用户的部分耳道和外耳的形状，将所描绘的形状转化为数字形式例如三维计算机模型，并且基于所述计算机模型通过计算机控制生产过程建造所述耳塞。
22.根据权利要求21所述的方法，其中至少一个电极根据所述用户的外耳形状被单独放置。
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