CN103040457A - 生物信号处理装置、脑电图仪和生物信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及生物信号处理装置、脑电图仪和生物信号处理方法。其中，该生物信号处理装置包括信号获取单元和判定单元。信号获取单元被配置为获取置于生物表面上的电极的输出信号。判定单元连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性，来判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

Description

生物信号处理装置、脑电图仪和生物信号处理方法

技术领域

本公开涉及判定生物表面和电极之间的电气连接状态的生物信号处理装置、脑电图仪和生物信号处理方法。

背景技术

从过去，已经广泛进行通过在生物表面的测量部位上放置的电极获得生物信号，诸如脑电波和肌源性电位。这里，电极和生物表面需要彼此电气连接。然而，存在这样的问题，即例如由于存在头发等和生物表面形状的不均匀性，所以难以保持电极和生物表面处于适当的连接状态。此外，关于电气连接状态的判定，不仅存在容易判定例如由于生物体的运动等发生的电极的脱离的情况，而且存在难以判定例如头发的干预的情况。

鉴于此，例如已经考虑检测检测脑电波信号的电极和头皮之间的电气连接状态的装置。日本专利申请公开第2006212348号（在下文中被称为专利文献1）描述了用于检测脑电波电极的接触的装置。该装置包括靠近与头皮保持接触的脑电波电极而设置的线圈。根据在将电流施加到各个线圈时产生的感应电流是否通过各个脑电波电极流到头皮，该装置检测头皮和各个脑电波电极之间的电气连接状态。

发明内容

然而，利用专利文献1中所述的用于检测脑电波电极的接触的装置，在用于脑电波测量的电路之外必须为每个电极提供将电流施加到每个线圈的电路，这使得装置构造复杂。进一步地，在检测连接状态时，需要停止脑电波测量。因此，在需要长时间段（例如睡眠时间）的连续脑电波测量的情况下，难以检测该时期的连接状态。

鉴于上述环境，需要提供具有简单的构造并且即使当获取输出信号时也能够检测生物表面的测量部位和电极之间的电气连接状态的生物信号处理装置和脑电图仪，以及生物信号处理方法。

根据本公开的实施方式，提供了一种生物信号处理装置，其包括信号获取单元和判定单元。

信号获取单元被配置为获取置于生物表面上的电极的输出信号。

判定单元连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性，来判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，而在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

利用该构造，通过使用输出信号具有的频率特性不同于最初的生物信号产生的事实，例如当由于头发、空气等的干扰生物表面和电极之间的电气连接断开时，可判定生物表面和电极之间的电气连接状态。因此，可在不使得装置构造复杂的前提下，在连续获取输出信号的同时判定连接状态。

判定单元可以被配置为比较第一频率特性与作为有色噪声和白噪声中的一个的频率特性的第二频率特性，并且从而当第一频率特性不同于第二频率特性时，判定电极处于第一状态，并且当第一频率特性类似于第二频率特性时，判定电极处于第二状态。

例如，当生物表面和电极之间的电气连接断开时，诸如粉红噪声的有色噪声或者白噪声可以生成为输出信号。因此，利用该构造，基于这种噪声的频率特性，可容易地判定生物表面和电极之间的电气连接状态。

判定单元可以被配置为检测关于特定频率的强度，并且当强度小于预定阈值时判定电极处于第一状态，并且当强度等于或大于该阈值时判定电极处于第二状态。

当生物表面和电极之间的电气连接断开时，由于噪声等强度大于建立电气连接情况的输出信号可以生成。因此，利用该构造，通过比较在特定频率的强度与预定阈值，可容易地判定生物表面和电极之间的电气连接状态。

生物信号处理装置还可以包括输出单元，其连接到判定单元，从而能够输出判定单元的判定结果。

该输出单元使得可以将判定结果传送到外部装置等。

生物信号处理装置还可以包括警告单元，其连接到判定单元从而当判定结果是电极处于第二状态时被激活（工作）。

该警告单元使得可以当电极处于电极和生物表面之间的电气连接断开的第二状态时警告测量者、用户等。

该生物信号处理装置还可以包括测量单元，其被配置为当判定单元判定电极处于第一状态时随时间监控作为生物信号的输出信号。

利用该构造，当判定单元判定获取了适当的生物信号时，可以通过该测量单元连续监控。因此，可以提高所获取的数据的可靠性。

具体地，判定单元可以被配置为对输出信号进行傅里叶变换，从而获取第一频率特性。

因此，该判定单元能够容易地从输出信号获取第一频率特性。

根据本公开的实施方式，提供了一种生物信号处理装置，其包括电极、信号获取单元和判定单元。

电极置于生物表面上。

信号获取单元被配置为获取电极的输出信号。

判定单元连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性来判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

该构造允许生物信号处理装置包括用于获取生物信号的电极而不会使装置构造复杂。

根据本公开的实施方式，提供了一种脑电图仪，其包括头部附件、信号获取单元和判定单元。

头部附件被配置为将电极置于用户的头部表面上。

该信号获取单元被配置为获取电极的输出信号。

判定单元连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性来判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

由于存在头发、其曲面等，头部是尤其难以建立适当的电气连接的部位。此外，需要进行较长时间段（例如睡眠时间）的测量。即使在这样的环境下，脑电图仪也能够容易掌握电气连接断开的时间点，其能够提高测量数据的可靠性。

根据本公开的实施方式，提供了一种生物信号处理方法，其包括通过用于获取生物表面的生物信号的电极获取输出信号。

基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性来判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

该判定可以包括在监控所获取的输出信号的同时，判定电极处于第一状态还是处于第二状态。

利用该构造，实现了生物表面和电极之间的连接状态的实时判定，由此可以采取适当的措施，例如重建连接。

如上所述，根据本公开的实施方式，可以提供具有简单的构造并且即使当获取输出信号时也能够检测生物表面的测量部位与电极之间的电气连接状态的生物信号处理装置和脑电图仪，以及生物信号处理方法。

根据如附图所示的其最佳实施方式的下列详细说明，本公开的这些及其他目标、特征和优点会变得显而易见。

附图说明

图1是示出了根据第一实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）连到用户的状态的透视图；

图2是示出了根据第一实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）的功能构造的示意图；

图3是示出了根据第一实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）的操作实例的流程图；

图4是示出了在电极和用户的头部表面的测量部位彼此电气连接的状态（第一状态）中的输出信号的频率特性的实例的示图，其中横轴表示频率并且纵轴表示强度；

图5是示出了在电极和用户的头部表面的测量部位彼此断开电气连接的状态（第二状态）中的输出信号的频率特性的实例的示图，其中横轴表示频率并且纵轴表示强度；

图6是示出了粉红噪声的频率特性的示意图，其中横轴表示频率并且纵轴表示强度；

图7是示出了根据第二实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）的功能构造的示意图；

图8是示出了根据第二实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）的操作实例的流程图；

图9是示出了根据第三实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）的功能构造的示意图；和

图10是示出了根据第三实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）的操作实例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本公开的实施方式。

（第一实施方式）

[生物信号处理装置的构造]

图1示出了根据该实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）连接到用户的透视图。脑电图仪1包括头帽（头部附件）11和壳体12。该头帽11在用户的相反侧上设置有电极13a到13e。壳体12可拆卸地连接到头帽11，并且容纳后面将描述的电学部件。

头帽11被配置为使得电极13a到13e能够被置于用户的头部表面。该头帽11是由从用户前额通过顶骨区域延伸到枕骨区域的构件构成。进一步，头帽11能够对应于用户的头部形状和电极的配置形成。例如，头帽11可以包括臂部111和112等，用于将后面将描述的电极13c和13d配置在适当位置。进一步，该头帽11由例如合成树脂的弹性材料形成，并通过它的弹力支撑在用户的头部上。

电极13a到13e是被设置到头帽11的各种电极，其对应于预定的测量部位配置。例如，能够提供顶骨区域电极13a、枕骨区域电极13b、右侧EOG（眼电图）电极13c、左侧EOG电极13d和基准电极13e。

更具体地说，顶骨区域电极13a和枕骨区域电极13b测量用户的脑电波（EEG：脑电图）。进一步地，右侧EOG电极13c是接触到用户的右侧的太阳穴的电极，并且左侧EOG电极13d是接触到用户的左侧太阳穴的电极。这些电极测量用户的眼运动（EOG）。基准电极13e是用于获取来自电极13a到13d的测量电位的基准的电位（基准电位）的电极。例如，基准电极13e接触到用户的耳垂后面。应注意，电极的名称和配置等仅仅是实例，并且能够根据需要适当选择。

尽管电极13a到13e的形状没有特别限制，但是可以采用例如由导电材料制成的刷形电极。这种构造使得电极能够穿过头发并接触到头部表面。进一步，通过用诸如毛毡的具有保持液体能力的材料构造电极13a到13e的抵靠生物表面的部分，可以在头部表面和电极13a到13e之间提供电解液等。由此，不需要将头部表面和电极用浆料（胶）等固定到彼此，就可以确保头部表面的测量部位和电极13a到13e之间的电气连接。此外，变得容易将电极13a到13e连接到其或者从其拆卸。

如上所述壳体12可拆卸地连接到头帽11。设置壳体12的位置只需要是不妨碍头帽11的联接和用户的运动的位置。例如，该位置可以是在头帽11中接近顶骨区域的位置。

壳体12容纳构成后面将描述的信号获取单元、判定单元等的电学部件，诸如处理器、存储器和通信接口。头帽11设置有配线（未示出）。该配线将电极和其电学部件彼此连接。

[生物信号处理装置的功能构造]

图2是示出了脑电图仪1的功能构造的示意图。如图所示，脑电图仪1包括头帽11、壳体12、电极13a到13e、信号获取单元14、判定单元15、测量单元16、存储单元17和输出单元18。其中，信号获取单元14、判定单元15、测量单元16、存储单元17和输出单元18全都容纳在壳体12中。

由头帽11的电极13a到13e获取的输出信号通过配线等达到壳体12内的信号获取单元14。信号获取单元14包括例如放大器141、滤波器142和A/D（模拟/数字）转换器143。电极13a到13e连接到放大器141。放大器141连接到滤波器142。滤波器142连接到A/D转换器143。A/D转换器143连接到判定单元15和测量单元16中的每一个。判定单元15和测量单元16中的每一个都连接到存储单元17。该存储单元17连接到输出单元18。在图2中，为了描述起见，该电极13a到13e被示为单个块。然而，实际上电极13a到13e中的每个都通过配线等连接到放大器141。

放大器141放大输出信号。在滤波器142中，设定将作为测量目标的预定频率带宽，并且去除除了该频率带宽以外的信号分量。A/D转换器143将输出信号转换为数字信号。

通过对来自电极13a到13e的输出信号进行傅里叶变换，判定单元15获取输出信号该频率特性。此外，根据各个输出信号的频率特性（第一频率特性），分别判定电极13a到13e与用户的头部表面的测量部位之间的电气连接状态。作为根据该实施方式的判定方法，如后面将描述的，通过比较粉红噪声的频率特性（第二频率特性）与第一频率特性来判定连接状态。

测量单元16对输出信号进行数据处理，如混杂（montage）处理（测量电极和基准电极之间的差的输出）。由此，例如，来自电极13a到13d的输出信号被处理为关于电位差的时间序列数据，其中将电极13e作为基准电极。应该注意“监控”是指获取关于电极13e的输出信号于来自电极13a到13d的输出信号之间的电位差的时间序列数据。测量单元16连接到判定单元15，并且能够获取判定单元15中的判定结果。

例如，存储单元17是由闪速存储器构成的。判定单元15和测量单元16获取的数据暂时存储在存储单元17上。

例如，输出单元18是由通信接口（通信IF）构成的。存储单元17上存储的数据根据需要通过输出单元18被传送到外部装置等。输出方法没有特别限制，并且可以采用无线或有线的输出方法。

如上所述，脑电图仪1被配置为能够从用户获取生物信号并且判定电极13a到13e与测量部位之间的连接状态。应注意，这种壳体12的功能构造仅仅是实例，并且可以采用不同的构造。

[脑电图仪的操作]

图3是示出了根据该实施方式的脑电图仪1的操作实例的流程图。在下文中，将描述该流程图中所示的各个步骤（St）。

首先，将电极13a到13e置于用户的头部表面上（St11）。在该状态中，激活脑电图仪1。

然后，通过信号获取单元14从置于用户头部表面上的电极13a到13e获取输出信号（St12）。输出信号首先由放大器141放大。然后，通过滤波器142去除除了预定频率带宽之外的输出信号的信号分量。此外，剩余信号分量由A/D转换器143转换为数字信号。由此，处理后的输出信号被供给到判定单元15和测量单元16。

在测量单元16中，随时间监控所获取的输出信号（未示出）。进一步地，监控结果能够被存储在存储单元17上，然后通过输出单元18被传送到外部装置等。

判定单元15对来自电极13a到13d（St13）的每个输出信号进行傅里叶变换。例如，可以进行高速傅里叶变换作为傅里叶变换。因此，可以对于输出信号容易获取关于每个频率分量的频谱密度（强度）、即第一频率特性的数据。进一步地，根据需要平滑所获取的数据。

图4和图5是各自示出了已经在St13中被傅里叶变换并平滑的第一频率特性的实例的示图。这里，横轴表示频率并且纵轴表示强度。如从图4所示的实例能够看出，输出信号的强度在从约8到13Hz的频率带宽中增加。频率带宽对应于脑电波特有的α波的频率带宽。

另一方面，在图5所示的实例中，没有看出特定的频率带宽中的强度的增加等，并且该图向右侧下降。在以该方式在第一频率特性中没有观察到脑电波特有的图的形状的情况下，存在这样的可能性，即输出信号具有噪声，因为测量部位和电极在电学上彼此断开。

为了判定电极和测量部位之间的电气连接状态，判定单元15判定第一频率特性是否类似于粉红噪声的频率特性（第二频率特性）（St14）。粉红噪声是当脑电波测量期间电极与测量部位之间的电气连接断开时生成的噪声。

这里，粉红噪声是具有这样的频率特性的噪声，即强度与频率成反比，并且通常也被称作“1/f波动”。进一步地，第二频率特性通常由以下表达式表示。

S(f)∝1/f^α（S表示强度并且f表示频率（0<α<2））

在该实施方式中，假设α=1/2的实例，即，

S(f)∝1/√f（1）。.

图6是示出了由表达式（1）表示的第二频率特性的示图。这里，横轴表示频率并且纵轴表示强度。图6中所示的第二频率特性的图的形状不同于图4中所示的第一频率特性的图的形状。然而，图6中所示的第二频率特性的图的形状类似于图5中所示的第一频率特性的图的形状。由此，能够认为，在图4所示的实例中电极和用户的头部表面的测量部位是彼此电气连接的（第一状态），而在图5所示的实例中，电极和用户的头部表面的测量部位是电学上彼此断开的（第二状态）。

通过使用众所周知的技术计算第一频率特性和第二频率特性之间的相似性，可以做出更具体的判定。

当所计算的相似性小于预定阈值，即当第一频率特性不同于第二频率特性时，判定电极处于第一状态（St14：否）。在该情况下，使测量单元16在将输出信号考虑为适当的生物信号（脑电波）的同时连续监控（St15）。

另一方面，当所计算的相似性等于或大于预定阈值，即当第一频率特性类似于第二频率特性时，判定电极处于第二状态（St14：是）。在该实施方式中，在该情况下，使存储单元存储电极处于第二状态的判定结果（St16）。

例如，在存储单元17上存储的数据能够从输出单元18输出到外部装置。接着，在外部装置的屏幕等上显示的监控结果中可以显示判定电极处于第二状态的时间点。由此，可能清楚示出测量部位的电气连接状态松开的时间点，并因此容易检查数据的可靠性。

如上所述，根据该实施方式，只根据输出信号，就可以判定测量部位和电极之间的电气连接状态。因此，可以在连续监控输出信号的同时，判定连接状态。进一步地，即使在根据外观难以判定的情况下，也可以判定连接状态。此外，不需要用于判定连接状态的新的电路等，获得简单的装置构造。

（第二实施方式）

将描述本公开的第二实施方式。

应该注意，在该实施方式中，与第一实施方式中相同的构造会由相同参考符号表示，并且将省略其描述。

[脑电图仪的功能构造]

图7是示出了根据该实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）2的功能构造的示意图。如图所示，除与第一实施方式中同样的构造之外，脑电图仪2还包括警告单元19。警告单元19连接到判定单元15。

警告单元19可以是例如包括扬声器的电子蜂鸣器，并且其置于壳体12中。当判定单元15判定电极是第二状态时，激活警告单元19，从而通过例如警报来警告测量者或者用户。由此，测量者等能够识别第二状态并采取适当措施，例如重新连接。

[脑电图仪的操作]

图8是示出了根据该实施方式的脑电图仪2的操作实例的流程图。

该实施方式与第一实施方式的不同之处在于，当第一频率特性类似于第二频率特性并且判定电极13a到13e中的至少一个处于第二状态（St24：是）时，激活警告单元19（St26）。应该注意，图中所示的St21到St25分别对应于图3中所示的St11到St15，由此将省略其描述。

当激活警告单元19时，测量者等将电极13a到13e重连接到用户的头部表面的测量部位，以使得脑电波测量重新开始（St21）。如果连接状态没有改善，那么再次激活警告单元19（St26）。因此，能够使得测量部位和电极之间的电气连接安全可靠。

警告单元19的扬声器的位置没有特别限制，并且扬声器可以设置到头帽11。可替换地，也可以采用通过音频等通知电极处于第二状态的构造。进一步地，通过采用警告单元没有直接连接到判定单元15而是有线地或者无线地连接到输出单元18的构造，警告单元19本身可以被设置到外部装置。

（第三实施方式）

将描述本公开的第三实施方式。

应该注意，在该实施方式中，与第一实施方式中相同的构造会由相同参考符号表示，并且将省略其描述。

[脑电图仪的功能构造]

图9是示出了根据该实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）3的功能构造的示意图。如图所示，除了与第一实施方式中同样的构造外，脑电图仪3还包括驱动机构130a到130e和驱动机构控制器131。

驱动机构130a到130e由电动机等构成，其能够相对于头帽11驱动电极13a到13e中的每个。驱动机构控制器131连接到判定单元15以及驱动机构130a到130e，并且能够根据判定单元15的判定结果控制驱动机构130a到130e的驱动。

[脑电图仪的操作]

图10是示出了根据该实施方式的脑电图仪3的操作实例的流程图。

图中所示的St31到St35分别对应于图3中所示的St11到St15和图8中所示的St21到St25。在该实施方式中，不同于第二实施方式，当判定单元15判定电极13a到13e的任何一个处于第二状态（St34：是）时，驱动机构控制器131驱动对应于该电极的驱动机构。接着，自动改善电气连接状态。当判定电极处于第二状态时，重复St31到St34中的操作，直到判定单元15检测到第一状态（St34：否）。应该注意，采用相对于头帽11的旋转、倾斜等作为用于改善连接状态的电极13a到13e的操作。

利用具有上述构造的脑电图仪3，可以自动进行处理，从判定测量部位与电极之间的电气连接状态到建立连接状态。因此，不需要由测量者等监控连接状态，可以在长时间内正确测量脑电波。即，即使对于睡眠时间等期间的脑电波测量，也获得非常有利的构造。

（第四实施方式）

将描述本公开的第四实施方式。

应该注意，在该实施方式中，将省略与第一实施方式中相同的构造的描述。

根据该实施方式的生物信号处理装置（脑电图仪）包括具有与第一实施方式不同的构造的判定单元。

通常，众所周知，当测量部位和电极之间的电气连接断开时，由于输出信号具有粉红噪声等，生成强度高于原始的脑电波信号的输出信号。例如，如上所述比较图4与图5，能够看出图5中所示的第二状态中的强度大于图4中所示的第一状态中的强度。利用这个，根据该实施方式的判定单元通过比较对于特定频率的输出信号的强度与预定阈值，判定电极处于第一状态或者第二状态。

首先，如第一实施方式中那样，判定单元对来自电极的每个输出信号进行傅里叶变换，从而获得第一频率特性。随后，检测到对于特定频率的第一频率特性的强度，并且该强度与预定阈值进行比较。这里，当强度小于阈值时，判定电极处于第一状态，其中测量部位和电极之间的电气连接建立。同时，当强度等于或者大于阈值时，判定电极处于第二状态，其中测量部位和电极之间的电气连接断开。

如上所述，也根据该实施方式，可以容易地判定头部表面的测量部位与电极之间的电气连接状态。应该注意，特定频率的数目不限制于一个，并且对于多个频率的输出信号的强度可以与分别对应于它们而设定的阈值相比较。由此，可以考虑更宽的频率带宽，因此提高判定单元中的判定结果的可靠性。

本公开不限制于上述实施方式，并且在不偏离本公开的要旨的前提下可进行修改。

尽管，在上述各个实施方式中，示出了生物信号处理装置是脑电图仪的实例，但是本公开不限于此。例如，生物信号处理装置不需要包括头帽，并且可以用作肌电描记术装置，其测量作为生物信号的肌源性电位。可替换地，生物信号处理装置也可以用作心电描记术装置等。在这种情况下，生物信号处理装置可以不包括电极。即，可以采用这样的构造，其中生物信号处理装置和电极是由分离的构件构成的并且由电极获取的输出信号无线传送到信号获取单元。

进一步，第二频率特性不限于粉红噪声的频率特性。当电极与测量部位之间的电气连接断开时所检测的噪声的频率特性可以用作第二频率特性。这种噪声的实例包括白噪声和有色噪声（除了粉红噪声、布朗噪声等之外）。例如，白色噪声是对于全部频率具有相同强度的噪声，并且由以下表达式表示：

SW(f)∝1/f⁰（S_W表示强度并且f表示频率）。在这些情况下，如上述实施方式中那样，可以判定测量部位与电极之间的电气连接状态。

进一步地，尽管在上述的各个实施方式中，示出了在监控输出信号的同时判定连接状态的构造，但是本公开不限制于此。可以采用这样的构造，其中在完成监控以后判定连接状态。在该情况下，该存储单元存储关于由信号获取单元获取的数据，并且在完成监控之后，该判定单元从存储单元检索该数据，从而判定连接状态。利用该构造，可以在完成监控之后分析大量数据。

尽管，在第二实施方式中，示出了警告单元19由电子蜂鸣器等构成的实例，但是本公开不限制于此。例如，该警告单元19可以由使用发光二极管（LED）等的照明或者闪烁电路构成。接着，可以视觉上警告测量者等第二状态。应该注意，LED等的位置不特别限制，并且可以设置到壳体12、头帽11或者外部装置。

进一步地，警告单元19可以包括振动电动机等，以通过振动警告用户第二状态。同样在该情况下，警告单元19的位置没有特别限制。

进一步，本公开不仅适用于人体生物信号，而且适用于动物生物信号。为了从动物获取生物信号，尤其难以判定电极和测量部位之间的电气连接，因为测量的个体可能小于人体。用根据本公开的实施方式的生物信号处理装置，可以容易地判定连接状态，由此获取更可靠的数据。

应该注意，本公开也可以采取以下构造。

（1）一种生物信号处理装置，包括：

信号获取单元，被配置为获取置于生物表面上的电极的输出信号；以及

判定单元，其连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性，来判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，而在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

（2）根据（1）所述的生物信号处理装置，其中，

判定单元被配置为比较第一频率特性与作为有色噪声和白噪声中的一个的频率特性的第二频率特性，并且当第一频率特性不同于第二频率特性时判定电极处于第一状态，并且当第一频率特性类似于第二频率特性时，判定电极处于第二状态。

（3）根据（1）所述的生物信号处理装置，其中，

判定单元被配置为检测关于特定频率的强度，并且当强度小于预定阈值时，判定电极处于第一状态，并且当强度等于或大于阈值时，判定电极处于第二状态。

（4）根据（1）至（3）中的任一项所述的生物信号处理装置，还包括：

输出单元，其连接到判定单元从而能够输出判定单元的判定结果。

（5）根据（1）至（4）中的任一项所述的生物信号处理装置，还包括：

警告单元，其连接到判定单元，从而当判定结果是电极处于第二状态时被激活。

（6）根据（1）至（5）中的任一项所述的生物信号处理装置，还包括：

测量单元，被配置为当判定单元判定电极处于第一状态时，随时间监控作为生物信号的输出信号。

（7）根据（1）至（6）中的任一项所述的生物信号处理装置，其中，

判定单元被配置为对输出信号执行傅里叶变换，从而获取第一频率特性。

（8）一种生物信号处理装置，包括：

电极，置于生物表面上；

信号获取单元，被配置为获取电极的输出信号；以及

判定单元，其连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性，判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，而在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

（9）一种脑电图仪，包括：

头部附件，被配置为将电极置于用户的头部表面；

信号获取单元，被配置为获取电极的输出信号；以及

判定单元，其连接到信号获取单元，从而基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性，判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，而在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

（10）一种生物信号处理方法，包括：

通过用于获取生物表面的生物信号的电极获取输出信号；以及

基于作为输出信号的频率特性的第一频率特性，判定电极是处于第一状态还是处于第二状态，在第一状态中，电极电气连接到生物表面的测量部位，而在第二状态中，电极与测量部位电气断开。

（11）根据（10）所述的生物信号处理方法，其中，

判定包括在监控所获取的输出信号的同时，判定电极是处于第一状态还是处于第二状态。

本公开包括于2011年10月12日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-224605的相关主题，将其全部内容通过引用结合于此。

本领域技术人员应当理解，根据设计要求以及其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，均应包含在所附权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (12)

1.一种生物信号处理装置，包括：

信号获取单元，被配置为获取置于生物表面上的电极的输出信号；以及

判定单元，其连接到所述信号获取单元，从而基于作为所述输出信号的频率特性的第一频率特性，来判定所述电极是处于第一状态还是处于第二状态，在所述第一状态中，所述电极电气连接到所述生物表面的测量部位，而在所述第二状态中，所述电极与所述测量部位电气断开。

2.根据权利要求1所述的生物信号处理装置，其中，

所述判定单元被配置为比较所述第一频率特性与作为有色噪声和白噪声中的一个的频率特性的第二频率特性，并且当所述第一频率特性不同于所述第二频率特性时判定所述电极处于所述第一状态，并且当所述第一频率特性类似于所述第二频率特性时，判定所述电极处于所述第二状态。

3.根据权利要求1所述的生物信号处理装置，其中，

所述判定单元被配置为检测关于特定频率的强度，并且当所述强度小于预定阈值时，判定所述电极处于所述第一状态，并且当所述强度等于或大于所述阈值时，判定所述电极处于所述第二状态。

4.根据权利要求1所述的生物信号处理装置，还包括：

输出单元，其连接到所述判定单元从而能够输出所述判定单元的判定结果。

5.根据权利要求1所述的生物信号处理装置，还包括：

警告单元，其连接到所述判定单元，从而当所述判定结果是所述电极处于所述第二状态时被激活。

6.根据权利要求1所述的生物信号处理装置，还包括：

测量单元，被配置为当所述判定单元判定所述电极处于所述第一状态时，随时间监控作为生物信号的所述输出信号。

7.根据权利要求1所述的生物信号处理装置，其中，

所述判定单元被配置为对所述输出信号执行傅里叶变换，从而获取所述第一频率特性。

8.一种生物信号处理装置，包括：

电极，置于生物表面上；

信号获取单元，被配置为获取所述电极的输出信号；以及

判定单元，其连接到所述信号获取单元，从而基于作为所述输出信号的频率特性的第一频率特性，判定所述电极是处于第一状态还是处于第二状态，在所述第一状态中，所述电极电气连接到所述生物表面的测量部位，而在所述第二状态中，所述电极与所述测量部位电气断开。

9.根据权利要求8所述的生物信号处理装置，其中，

所述判定单元被配置为比较所述第一频率特性与作为有色噪声或白噪声的频率特性的第二频率特性，并且当所述第一频率特性不同于所述第二频率特性时判定所述电极处于所述第一状态，并且当所述第一频率特性类似于所述第二频率特性时，判定所述电极处于所述第二状态。

10.一种脑电图仪，包括：

头部附件，被配置为将电极置于用户的头部表面；

信号获取单元，被配置为获取所述电极的输出信号；以及判定单元，其连接到所述信号获取单元，从而基于作为所述输出信号的频率特性的第一频率特性，判定所述电极是处于第一状态还是处于第二状态，在所述第一状态中，所述电极电气连接到所述生物表面的测量部位，而在所述第二状态中，所述电极与所述测量部位电气断开。

11.一种生物信号处理方法，包括：

通过用于获取生物表面的生物信号的电极获取输出信号；以及基于作为所述输出信号的频率特性的第一频率特性，判定所述电极是处于第一状态还是处于第二状态，在所述第一状态中，所述电极电气连接到所述生物表面的测量部位，而在所述第二状态中，所述电极与所述测量部位电气断开。

12.根据权利要求11所述的生物信号处理方法，其中，

所述判定包括在监控所获取的所述输出信号的同时，判定所述电极是处于所述第一状态还是处于所述第二状态。

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