CN109195519A - 用于电极放置和追踪的方法和设备 - Google Patents

Abstract

电极载体系统包括一个或多个具有电极主体的电极组件。一个或多个管状构件从所述电极主体延伸并限定终止于远侧开口的管腔。所述电极组件携带包含导电流体或凝胶的储器。所述储器与所述管状构件中的所述管腔流体连通，并且所述电极组件通常支撑在可任选地配置为头带的背衬上。用于追踪患者运动的系统可以与所述电极载体系统结合使用。

Description

用于电极放置和追踪的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月29日提交的临时申请62/314,873(代理人案卷号49938-703.101)以及于2016年12月21日提交的实用新型申请15/387,381(代理人案卷号49938-703.201)的权益，上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

发明背景

1.发明领域。本发明涉及用于促进一个或多个电极抵靠患者的皮肤表面的放置并监测患者状态的方法和设备。更具体地，本发明涉及用于促进将一个或多个脑电图(EEG)电极抵靠患者的头皮放置的速度和效率的方法和设备，任选地与追踪患者的运动相结合。

常用于心电描记术和脑电描记术的电极通常提供金属电极与皮肤之间的均匀接触，以防止由于电极与皮肤表面之间的界面引起的电噪声。为了提供与皮肤区域的均匀接触，可以将导电凝胶施加到皮肤表面以促进与电极的电传导。然而，当要将电极放置在患者头皮上的多个位置时，凝胶的应用以及确定电极放置不仅需要专门的训练和技能，而且还非常耗时。

一些电极利用预先形成用于接触电极的导电凝胶界面，但是当存在毛发时，该凝胶界面变得无效，并且有时可能需要去除下面的毛发。

已经建议EEG电极可以形成有机载导电凝胶分配器，用于在将头盔放置在患者上之后立即递送凝胶。参见美国专利号6,640,122。然而，该‘122专利的装置没有提供作为电极组件的凝胶在延长的时间段内的保存。

因此，需要一种促进放置电极的速度并且即使存在毛发也可在无需为每个电极触点手动准备好毛发和头皮的情况下促进电极与皮肤表面之间的接触的方法和装置。特别期望这样的方法和装置可以提供将导电流体或凝胶作为电极组件(electrode assembly)的一部分并入并且提供这样的导电流体或凝胶在延长的时间段内保存。本文所述和要求保护的发明将满足这些需求中的至少一些。

2.背景技术描述。具有用于分配导电凝胶的柱塞和/或胶囊的EEG电极在美国专利号9,408,575；8,805,470；6,640,122以及美国专利公开号2007/0255127中描述。美国专利号6,381,481描述了具有拨开毛发的指状物的EEG电极。其他感兴趣的专利包括美国专利号7,841,301；4,709,702；5,273,037；以及5,357,957；4,166,457；4,079,731；4,033,334；3,830,229；以及美国专利公开号2007/0272313。包括集成EEG电极的头盔可从加利福尼亚州卡尔斯巴德的Advanced Brain monitoring,Inc.以商品名B-Mobile EEG(http://www.advancedbrainmonitoring.com)商购获得以及从马萨诸塞州韦斯特福德的Hydrodot,Inc.以商品名StatNet^TMEEG头盔(http://www.hydrodot.net)商购获得。

发明内容

通常，在促进电极在皮肤表面的选定区域上的放置和接触时，电极载体系统通常可以包括至少部分导电的电极主体；从所述电极主体延伸的一个或多个管状构件，所述一个或多个管状构件中的每一个限定在其中穿过的管腔和远侧开口；具有可压缩结构并且包含与所述一个或多个管状构件流体连通的导电流体或凝胶的储器；以及支撑所述电极主体和储器的背衬。

在其他变型中，所述电极载体系统通常可以包括具有从其延伸的一个或多个管状构件的电极主体，每一个所述管状构件限定穿过其中的管腔和远侧开口；具有限定内部容积并且与所述一个或多个管状构件流体连通的可压缩结构的储器；以及与所述电极主体电连通的控制器和/或输出装置，其中所述控制器和/或输出装置被配置用于从所述电极组件接收电信号并记录和/或输出相应的响应。

所述电极载体系统通常可以包括固定在患者头部周围的背衬。所述背衬可以被配置为头带，但所述载体系统可以并入到用于将所述电极抵靠患者身体而保持的任何数目的其他平台或定位机构中。各个电极彼此间隔开，使得当所述头带定位在患者的头部上时，所述电极最优地对准在头部上以用于接收EEG信号。所述载体系统可以使每个所述电极经由从所述背衬延伸的相应导线电耦合并且例如耦合至控制器和/或输出装置。不过在其他变型中，所述电极可以无线耦合到所述控制器和/或输出装置。

所述控制器和/或输出装置通常可以包括任何数目的用于接收所述电信号的装置，诸如电生理监测装置，并且还可以与任何数目的脑成像装置组合使用，例如fMRI、PET、NIRS等。

如本文所述，所述电极可以定位在所述背衬上以快速实现与下方皮肤的导电接触，同时使患者舒适，例如当患者斜躺时，其头部的背面或侧面放在表面上而没有来自所述电极的不适。

在所述电极载体系统的一个变型中，每个所述电极可以被配置成包括视觉指示器或触觉指示器以向用户提供已经实现与所述皮肤表面的充分电极连接的反馈。例如，每个电极可以并入阻抗传感器和指示器，使得当所述控制器和/或输出装置在特定电极中检测到相对低的阻抗时，例如，5-50kΩ，该电极可以使其指示器(诸如LED)致动以指示在所述电极与下方皮肤之间实现了足够的电接触。

现转向电极配置，电极载体系统的一种变型可以包括封入预先填充有导电凝胶或流体的储器内的每个电极。每个电极可以配置成包含在各自的储器内的平坦或无创伤配置，并且每个储器可以由任何数目的可以容易坍缩的柔性材料形成，例如，硅氧烷、聚氨酯、橡胶等。所述电极可以经由导线耦合，所述导线穿过由通过基板与电极隔开的背衬限定的管腔。每个储器还可以分别限定一个或多个开口，所述导电凝胶或流体可以通过所述开口排出。

一旦所述平台位于所述患者的头部上方，所述用户可以按压每个储器，使得所述导电流体或凝胶流过所述开口并流到所述患者的皮肤上。通过所述开口排出的所述导电流体或凝胶可以保持所述皮肤表面与相应电极之间的流体连通，使得所述检测到的电信号可以从所述皮肤传输到所述电极。此外，由于所述储器的柔性，一旦所述导电流体或凝胶被排出到与所述皮肤表面接触，所述背衬可以抵靠所述皮肤表面平放，使得所述患者可以将其头部舒适地放置在表面上，同时仍保持与所述电极的电接触。

另一种电极变型可以由能够容易地抵靠所述皮肤表面而弯曲或弯折的导线或导电条带的一个或多个环组成。所述电极载体系统可以包括用于包含围绕每个所述电极的如上所述的导电流体或凝胶的压力释放容器，使得所述导电流体或凝胶可以在所述一个或多个环周围和内部排出以确保导电路径。

另一种变型可以被配置成一个或多个管状构件，其从所述背衬横向延伸。对于每个电极，所述管状构件可以各自以圆形图案布置，并且其还可以限定穿过其中的在每个远端具有开口的管腔。每个所述管状构件可以由导电金属制成，所述导电金属在使用时可以保持其管状形状，或者当放置在所述患者的皮肤表面上时可以足够薄和柔韧以弯曲或屈曲。或者，所述管状构件可以由涂覆或层叠有导电材料的柔性材料制成，使得所述构件保持其柔韧性。在任一种情况下，所述导电流体或凝胶可以包含在所述管状构件内，或者其可以保持在围绕或接近每个电极的如上所述的压力释放储器内。由于所述电极的管状形状，它们可以容易地穿过所述患者的毛发(若存在)并且在保持电接触的同时抵靠所述皮肤表面接触。

电极实施方式的又一变型还可以利用填充有所述导电流体或凝胶的压力释放储器。所述储器可以由柔性材料，例如硅氧烷、聚氨酯、橡胶等形成，其从所述背衬延伸以形成具有限定在所述储器上方的一个或多个开口的弯曲结构或弓形结构。这些开口可以保持在关闭状态，直到向所述储器和/或背衬施加力，所述力可以促使包含在其中的所述流体或凝胶通过所述开口逸出并与所述储器的外表面和下方的皮肤表面接触。所述储器的所述外表面可以具有与所述导线电接触的导电材料层，使得一旦所述流体或凝胶已从所述储器内排出并且到达所述储器外表面上的所述导电材料和皮肤表面上，可以实现电接触。

在又一个变型中，具有电极主体的电极载体系统可以限定从所述主体延伸的一个或多个管状构件，使得所述构件横向远离所述背衬突出。所述电极主体可以由可以是刚性的导电材料构成，诸如金属。然而，在其他变型中，所述主体可以由也是柔性的导电材料(例如，导电硅氧烷)制成和/或可以由用导电材料涂覆或层叠的柔性材料(例如硅氧烷、聚氨酯、橡胶等)制成，使得下方的管状构件保持其柔韧性。

在任一种情况下，所述主体可以固定到所述背衬，使得所述一个或多个开口沿着所述主体限定并且延伸穿过所述构件与具有可压缩壳体的储器流体连通。所述储器也可以固定到所述背衬并且包含位于所述电极主体的局部的一定体积的导电流体或凝胶。所述管状构件可以以均匀的图案布置或还可以以任意图案布置，并且虽然所示出的构件布置成圆形配置，但是可以实现其他图案。在将所述背衬固定到所述患者之后，可以按压或推动所述储器，使得包含在其中的所述流体或凝胶通过每个所述管状构件排出并通过相应的远侧开口与下方的皮肤表面接触。所述构件的细长性质可以使它们容易穿过所述患者的毛发(若存在)，并且直接抵靠所述皮肤表面接触。

在另一个变型中，具有管状主体的电极载体系统可以在其表面上方限定一个或多个开口。所述管状主体可以具有以盘绕或螺旋图案远离所述背衬延伸的一个或多个管状构件。所述管状构件可以限定在其中穿过的管腔，所述管腔从所述管状主体延伸并且延伸至在其端头处的远侧开口。所述背衬可以进一步限定包含一定体积的导电流体或凝胶的储器，使得所述主体与所述储器流体连通。附加地和/或替代地，所述构件的所述远侧端头可以呈现用于接触皮肤的粗糙表面。任选地粗糙的端头可以由用户在所述皮肤表面上方旋转或以其他方式平移或移动，以至少部分地使所述皮肤表面剥落以促进电接触。

特别地，可以修改所述电极组件的远侧皮肤接触表面以准备皮肤表面以增强当所述电极组件的导电部分与皮肤物理接触时该导电部分与皮肤之间的电导率(即，降低电阻)。例如，所述电极组件的组织接触表面可以被修改成具有研磨面，例如，通过涂覆磨粒；可以形成或模制成具有突出的刚性特征，例如，凸起、脊等；和/或可以涂覆有降低电极连接阻抗的材料。所述电极组件的组织接触表面在目标组织位置上方的这种扫动和/或化学涂层可以刮擦、溶解和/或以其他方式破坏死组织和降解头皮油。在具体示例中，所述电极组件的远侧组织接触表面的至少一部分，例如至少一些所述管状构件的远侧表面，包括这样的用于改善电极连接质量的表面特征、表面涂层、表面处理或其组合。

在另一变型中，所述电极载体系统还可以用于其他应用，诸如采用视觉运动追踪或加速度计的患者运动追踪。所述运动追踪可以与EEG装置耦合以拒绝剧烈运动期间的EEG数据。所述视觉运动追踪允许相机自动追踪使用所述头带的所述患者，并为患者提供记录精度和更多的移动性。

在本发明的另一个具体方面，电极组件包括电极主体和从所述电极主体延伸，通常是从所述电极主体的底表面延伸的一个或多个管状构件。每个管状构件具有远侧端头，并且至少一些所述管状构件具有管腔，所述管腔具有在所述远侧端头中的远侧开口。包含导电流体或凝胶的储器任选地安设在所述电极主体中，并且所述电极主体被配置用于将所述导电流体或凝胶从所述储器分配通过所述管腔并从所述管状构件的所述远侧开口分配出。或者，在一些实施方案中，可以使用注射器或其他单独的递送装置将所述导电流体或凝胶分配到所述管状构件的管腔上或分配通过所述管状构件的管腔。

如本文所用，术语“导电的”将意指在电学上导电的，即具有非常低的电阻和携带低电流生物信号如EEG信号的能力。

如本文进一步所用，词语“管状构件”将意指大致细长的结构，即其远离所述电极主体的底部延伸的长度大于其平行于所述电极主体的底部的宽度，其中所述宽度在其最窄点处测量。通常，所述长度将会至少是所述宽度的两倍，经常至少是所述宽度的三倍。示例性管状构件可以具有大致圆形的水平周边(在平行于所述电极主体的底部的平面上)，使得其沿垂直轴线大致呈圆柱形。其他示例性管状构件可以具有新月形水平周边。

在具体实施方式中，所述电极组件将会通常包括至少两个管状构件，并且可以包括三个管状构件、四个管状构件或甚至更多个。所述管状构件将会通常从所述电极主体的底表面垂直向下悬垂，并且将会特别地配置成使得其可以穿透患者的毛发，使得所述管状构件的远侧端头将会能够接合患者的头皮并提供与患者头皮的可靠电接触。在所述电极主体的底表面上的所述管状构件的组织接合区域将会通常为所述底表面面积的50％或更少，经常为所述电极主体的面积的30％或更少，并且通常为所述底表面面积的至少5％。因此，在所述电极主体的底表面上的所述管状构件的组织接合区域将会通常在所述底表面面积的5％至50％的范围内，常在所述底表面面积的5％至30％的范围内。

在大多数情况下，所述管状构件将会以垂直角度从所述电极主体的大致平面的底部延伸。然而，在其他情况下，所述管状构件可以相对于所述平面以30°至150°范围内的任何角度延伸，通常相对于所述平面呈60°至120°。然而，在其他情况下，所述管状构件可以具有其他配置，例如被配置成螺旋形状，使得它们可以通过围绕垂直轴线旋转所述电极组件而穿透毛发到达患者的头皮。

在本发明的其他具体实施方式中，至少一些所述管状构件的所述远侧端头将会具有皮肤准备表面，例如，组织粗糙化表面。例如，所述组织粗糙化表面可以包括在所述管状构件的所述远侧端头的至少一部分上形成的研磨材料，诸如砂砾或其他磨粒。在其他情况下，所述表面粗糙化可以包括在接触所述患者皮肤的所述远侧端头的至少一部分上形成的表面特征，诸如脊、凸起、凹槽等。

所述电极主体，特别是连接到所述电极主体的所述管状构件，可以至少部分地由导电材料形成，诸如金属、导电涂层、嵌入的线或导电聚合物。在这样的情况下，所述电极主体和/或所述管状构件将会提供将生物电流从所述管状构件的所述端头传导到所述电极主体上的电末端或其他导电连接器所需的电路径的至少一部分，如下所述。然而，在其他情况下，所述电极主体和/或所述管状构件可以主要或甚至完全由非导电材料形成。在这样的情况下，所述导电流体或凝胶将会提供在将这样的导电流体或凝胶分布在整个所述电极和管状构件之后将所述生物电流从所述管状构件的所述远侧端头传递到所述电末端所需的大部分或全部导电路径，如下面更详细描述的。

所述管状构件可以包括各种几何形状。通常，所述管状构件将会通常是具有在其中延伸的管腔的圆柱形。然而，在其他情况下，所述管状构件可以形成为在其远侧端头处具有沿着弯曲的“轴线”的相对宽的组织接触区域的“叉状物”。在许多情况下，所述叉状物的组织接触区域将会通常是新月形的，使得当它们相对于所述患者的组织旋转时将会遵循大致圆形的路径，如下面更详细地描述的。

本发明的叉状物和其他管状构件优选地将会在其组织接触表面中具有端口，用于将所述导电流体或凝胶递送到所述患者的皮肤。在一些情况下，端口可以形成在所述管状构件或叉状物的大致平坦的底表面中。在其他情况下，所述端口可以连接到所述叉状物或其他管状构件的组织接触表面上的通道或其他分布特征。在更进一步的具体实施方式中，用于递送所述导电流体或凝胶的端口可以位于所述叉状物的凹陷的表面中，所述凹陷的表面可以与所述叉状物或其他管状构件的组织接触下表面邻近。

虽然所述电极组件将会通常包括如刚刚所讨论的一个或多个管状构件，但在一些替代实施方式中，所述电极主体可以具有大致平坦的底部，没有管状构件和其他突出构件。所述平坦的底部将会被配置用于接合皮肤并具有用于释放导电流体或凝胶的开口，所述释放以本文其他地方描述的用于通过所述管状构件递送所述导电流体或凝胶的任何方式进行。这样的平坦底部的组织接触表面可以以本文所讨论的任何方式进行修改，以与所述目标组织表面具有导电性。

包含所述导电流体或凝胶的所述电极主体中的所述储器将会优选地被密封以保存所述流体或凝胶并允许已预先填充有所述导电流体或凝胶的电极组件长期储存。在具体实施方式中，所述储器的内部将会具有可以在其初始制造期间并入到所述电极组件中的密封的分配容器。例如，所述密封的分配容器可以包括被约束在所述电极主体的腔室内的密封的分配容器，例如袋，其中所述电极主体包括柱塞，所述柱塞被配置用于手动地压靠所述密封的分配容器以通过所述管腔从所述密封的分配容器递送所述导电流体或凝胶并递送出所述管状主体的所述远侧开口。在具体情况下，所述密封的分配容器和所述柱塞将会位于所述电极主体的上部，并且所述管状构件将会从所述电极主体的下表面延伸。在这样的具体情况下，所述电极主体将会被配置成限定用于将所述导电流体或凝胶从所述密封的分配容器递送通过所述管状构件中的管腔递送并递送出所述管状构件的远侧开口的流动路径。

本发明的电极组件可以提供有用于从这种密封的分配容器中释放所述导电流体或凝胶的各种机构。例如，所述储器可以具有分配孔，所述分配孔被配置成当所述密封的分配容器被所述柱塞加压时在所述密封的分配容器上限定破裂区域。然而，在其他情况下，所述密封的分配容器可以包括注射器、手动挤压管、辊挤压管等中的任一种，其并入到所述电极主体中或以其他方式与所述电极主体组合。

本发明的电极组件将会通常具有导电末端，所述导电末端安装在所述电极主体上并且被配置成允许将所述电极组件附接至控制器或其他仪器以测量EEG或其他电生物信号。所述导电末端将会被配置成电耦合至线或其他常规电导体，以提供与控制系统的连接。在公开的实施方式中，所述导电末端将会具有内部部分，所述内部部分位于所述电极主体内的用于所述导电流或凝胶的流动路径中并且暴露于该流动路径。在一些情况下，所述导电末端将会是唯一的固体导电组件，是所述电极组件的一部分。在这样的导电流体或凝胶已经分布在整个所述电极主体中之后，所述生物信号到导电末端的电传导可以完全由所述导电流体或凝胶提供。然而，在其他情况下，可以在所述电极组件的所述电极主体内提供额外的导电组件、涂层、线等，以便提供或增强导电性。

在本发明的进一步方面，电极载体系统包括细长背衬，通常被描绘为头带或头盔，用于放置在患者的头部上。如上所述，多个电极组件安装并分布在所述细长背衬的长度上，并且至少一个电导线或其他导体连接到所述电极组件中的每一个以将低电流生物信号从所述电极组件递送到单独的控制器和/或输出装置。

本发明的系统还可以包括被配置用于从所述电极组件接收所述低电流生物信号的控制器和/或输出装置。另外，所述控制器可以被配置用于输出与来自所述电极组件的电信号相对应的响应。在优选实施方式中，至少一些所述管状构件的所述远侧端头将会限定组织粗糙化表面或其他皮肤准备表面，并且至少一些所述电极组件将会可移动地，例如，可旋转地安装在所述细长背衬上，以允许用户将所述组件的所述组织接合表面在目标组织表面上方扫动或刮擦，以磨擦所述组织表面以增强电接触。特别地，在所述电极载体系统的所述细长背衬已经安装在所述患者头部上之后，所述电极组件可以在所述接触组织表面上旋转或替代地平移(来回推动)。

在本发明的另一个具体方面，通过在所述患者头皮周围放置头带或其他头盔，可以将多个电极放置在所述患者的头皮上。所述头带携带例如如上所述的多个电极组件，并且从至少一些所述电极组件延伸的一个或多个管状构件的远侧端头抵靠头皮组织接合。随后从安设在至少一些所述电极组件中的储器中挤出导电流体或凝胶，使得所述流体或凝胶穿过所述管状构件以形成通向所述患者的头皮组织的导电路径。所述多个电极组件连接到被配置用于从所述电极组件接收低功率生物电流的控制器和/或输出装置。在本发明的方法的具体方面，至少一些所述管状构件的所述远侧端头将会穿过在所述患者头皮上的毛发定位。可以旋转所述多个电极组件中的至少一些以便磨擦邻近所述一个或多个管状构件的远侧端头的头皮组织，以降低所述电极组件与所述头皮组织之间的接触电阻。通常，至少一些所述管状构件限定所述皮肤准备表面，例如，组织粗糙化表面，并且所述导电流体或凝胶通过所述管腔从所述储器挤出到所述管状构件中，并从所述管状构件的所述远侧端头上的远侧开口挤出到所述头皮组织上。在具体情况下，所述导电流体或凝胶可以从所述管状构件的所述远侧端头上的凹槽挤出或通过所述管状构件的所述远侧端头上的凹槽挤出。这样的挤出通常包括手动地将外部压力施加到保持所述导电流体或凝胶的密封的分配容器，或者所述密封的分配容器被并入到所述电极组件中，通常安设在电极主体内的腔室中。在具体情况下，对所述密封的分配容器施加外部压力可以包括按压柱塞以接合携带所述导电流体或凝胶的可破裂的密封分配容器。或者，向所述密封的分配容器施加外部压力可以包括对管进行手动挤压、手动压下注射器柱塞、滚动挤压管等。在许多情况下，通向所述患者的头皮组织的所述导电路径仅由所述导电流体或凝胶形成。然而，在其他情况下，通向所述患者的头皮的所述导电路径可以至少由所述管状构件上的导电结构或所述电极组件内的其他地方形成。

附图说明

图1图示了具有配置为头带的电极载体系统的患者的侧视图。

图2图示了电极载体系统的一种变型的透视图，其中各个电极可以被配置用于指示是否与下方的皮肤表面获得充分接触。

图3图示了电极载体系统的另一种变型的细节横截面侧视图，其中每个电极可以被压力释放储器包围或围绕。

图4图示了另一种变型的细节横截面侧视图，其中电极可以由导线或导电条带的一个或多个环形成。

图5图示了另一种变型的细节横截面侧视图，其中每个电极可以由一个或多个限定导管的导电管形成。

图6A至图6C图示了又一变型的横截面侧视图，其中每个电极可以包含具有一个或多个开口的可压缩储器。

图7A和图7B图示了另一种变型的顶部和部分横截面透视图，其中每个电极形成为具有与可压缩储器流体连通的一个或多个导电管。

图8图示了另一种变型的局部横截面侧视图，其中每个电极被配置成可以相对于支撑平台旋转的螺旋配置。

图9图示了结合电极载体系统光学地追踪患者的运动的示例。

图10图示了利用一个或多个加速度计结合电极载体系统检测患者运动的另一个示例。

图11图示了本发明的电极载体系统，其包括头带，该头带具有分布在其长度上的多个电极组件。

图12图示了根据本发明原理构造的示例性电极组件。

图13以分解图的方式图示了图12的电极组件。

图14以横截面图的方式图示了图12的电极组件。

图15示出了沿图14的线15-15截取的图12-图14的电极组件的下部的横截面图。

图16为图12-图15的电极组件内的导电流体或凝胶流动路径的简化图示，其中具体组件和流动路径段使用图12-图15中采用的编号。

图17和图18是图12-图15的电极组件的底部部分的细节视图。

图19和图20图示了可替代的底部部分，其可以代替图12-图15中所示的底部部分。

图21-图27各自图示了根据本发明原理构造的电极组件的底部部分的另一替代配置。

图28A-图28C图示了电极组件的底部部分的又一替代配置，该电极组件具有平坦表面，该平坦表面没有管状构件和其他类似结构。

图29A-图29C图示了根据本发明原理构造的另一示例性电极组件，其具有用于将电极组件附接至头带的一个或两个索环，并且还具有用于使用组件或其他递送装置引入电极凝胶的垂直通路。

图30A-图30C图示了电极组件的又一示例性实施方式，该电极组件在其下部的底表面上具有单个圆柱形管状构件，并且当带扣附接至头带时，该电极组件被接收在带扣组件内以允许旋转。

图31A和图31B图示了根据本发明原理构造的电极组件的又一示例性实施方式，其中电极组件被配置成在带扣组件的槽内轴向平移。

发明详述

电极载体系统10通常可以包括图1的侧视图中所示的背衬12，图1图示了围绕患者P的头部H固定的载体系统10。在该变型中，所示出的背衬12被配置为头带，尽管载体系统10可以并入到用于将电极保持抵靠在患者身体上的任何数目的其他平台或定位机构中。在该变型中，所示出的背衬12被配置为头带，并且各个电极组件14彼此间隔开，使得当头带定位在患者的头部H上时，电极组件14最优地对准在头部H上以用于接收EEG信号。电极载体系统10可以使每个电极组件14经由从背衬12延伸的相应导线16电耦合并且例如耦合至控制器和/或输出装置18。但在其他变型中，电极组件14可以无线耦合至控制器和/或输出装置18。

控制器和/或输出装置18通常可以包括任何数目的用于接收电信号的装置，诸如电生理监测装置，并且还可以与任何数目的脑成像装置组合使用，例如，fMRI、PET、NIRS等。在一个特定变型中，本文描述的电极实施方式可以与诸如被配置用于从电极接收电信号并对其进行处理的那些装置组合使用。

如本文所述，电极组件4可以定位在背衬12上以快速实现与下方皮肤的导电接触，同时使患者舒适，例如当患者P如图所示斜躺时，其头部H的背面或侧面放在表面上而没有来自电极14的不适。

确保各个电极14与下方皮肤充分接触的一个挑战是在患者P的头皮S上存在毛发HR。在本发明之前，电极组件14放置在头皮S上的区域被通常剃毛以去除干扰并阻碍电极组件14与头皮表面之间的电接触的多余的毛发(若存在)。相反，如本文所述的本发明的电极载体组件在各个电极组件上实现穿过毛发HR与头皮表面的快速可靠的电接触，而不必去除毛发。

在电极载体系统10的一个变型中，图2图示了透视图，其中每个电极14可以被配置成包括视觉指示器或触觉指示器以向用户提供已经实现与皮肤表面的充分电极连接的反馈。例如，每个电极14可以包括阻抗传感器和指示器，使得当控制器和/或输出装置18在特定电极14中检测到相对低的阻抗(例如，5kΩ)时，可以致动该电极以指示在电极14与下方皮肤之间实现了足够的电接触。

图2示出了一个示例，其中每个电极14还可以并入视觉指示器，诸如一个或多个发光二极管(LED)。当实现足够的电接触时，特定电极14上的LED可以发射第一颜色(例如绿色)的光20，但是如果电极14没有实现足够的电接触，则其可以发射第二颜色(红色)的光22。或者，可以使用单色LED，其中可以通过LED的稳定亮起指示足够的接触，而可以通过闪烁的LED指示不充分的接触。在其他变型中，电极可以包括例如压电式传感器，耦合至马达的偏心负载重物等，以提供振动或其他触觉响应，用以指示电极14是否与下方的皮肤具有足够的电接触。以这种方式，电极14可以有效地提供电接触的直接指示，而不是必须检查单独的控制器或指示器。

现转向电极配置，图3图示了电极载体系统35的一种变型的横截面细节侧视图，其中电极32A和电极32B可以封入预先填充有导电凝胶或流体的储器内。每个电极38A、38B可以被配置成平坦或无创伤的配置，其包含在各自的储器30A、30B内，并且每个储器30A、30B可以由任何数目的可以容易坍缩的柔性材料形成，例如，硅氧烷、聚氨酯、橡胶等。电极38A、38B可以经由导线16耦合，导线16穿过由通过基板36与电极隔开的背衬12限定的管腔34。每个储器30A、30B还可以分别限定一个或多个开口32A、32B，导电凝胶或流体可以通过开口32A、32B排出。

一旦平台12位于患者的头部H上方，用户可以按压每个储器30A、30B，使得导电流体或凝胶40A、40B流过开口32A、32B并流到患者P的皮肤上。通过开口排出的导电流体或凝胶40A、40B可以保持皮肤表面与相应电极38A、38B之间的流体连通，使得检测到的电信号可以从皮肤传输到电极38A、38B。此外，由于储器30A、30B的柔性，一旦导电流体或凝胶40A、40B被排出到与皮肤表面接触，背衬12可以抵靠皮肤表面平放，使得患者P可以将其头部舒适地放置在表面上，同时仍保持与电极38A、38B的电接触。

图4示出了另一个电极载体系统35的侧视图，其中成对电极组件50A、50B可以包括导线或导电条带51A、51B的一个或多个环，它们能够容易地抵靠皮肤表面而弯曲或弯折。电极组件50A、50B中的一些或全部可以包括用于包含围绕每个线或条带电极51A、51B的如上所述的导电流体或凝胶52A、52B的压力释放储器(以虚线53A和53B示出)，使得导电流体或凝胶52A、52B可以在一个或多个环周围和内部排出，以确保环与头皮之间的导电路径。或者，可以在抵靠患者的皮肤表面而放置之前，简单地将一定量的导电流体或凝胶放置在电极组件50A、50B上，而不使用压力释放储器。每个线或条带电极51A、51B可以经由导线16电连接，并且由于线或条带电极51A、51B将会优选地具有细直径或薄宽度，因此它们可以容易地穿过患者的毛发并与头皮表面接触，即使它们被弯曲或弯折。

图5示出了具有多个电极组件58A和58B的电极载体系统56的另一种变型的侧视图，每个电极组件58A和58B可以包括一个或多个管状构件60A、60B，管状构件60A、60B可以从背衬12的内表面(与患者头皮接触的表面)垂直延伸或呈一定角度延伸。管状构件60A、60B可以限定穿过其中的管腔，该管腔具有限定在每个远端处的开口62A、62B。每个管状构件60A、60B可以由导电金属制成，该导电金属在使用时可以保持其管状形状，或者可以足够薄和柔韧，从而在抵靠患者的皮肤表面而放置时弯曲或屈曲。或者，管状构件60A、60B可以由涂覆或层叠有导电材料的柔性材料制成，使得构件保持其柔韧性。在任一情况下，导电流体或凝胶64A、64B可以包含在管状构件60A、60B内，或者其可以保持在如上所述但未在图5中示出的围绕或接近每个电极的压力释放储器内。由于电极的管状形状，它们可以容易地穿过患者的毛发(若存在)并且在保持电接触的同时抵靠皮肤表面接触。管状构件60A、60B可以以如图所示的串联对布置，或者当在单个电极组件58A、58B中存在三个、四个或更多个管状构件时可以布置成三角形、矩形或圆形图案。

参照图6A-图6C，电极载体系统68的又一实施方式包括填充有导电流体或凝胶74的压力释放储器70。储器70可以由柔性材料形成，例如硅氧烷、聚氨酯、橡胶等，并且从背衬12延伸以形成具有限定在储器70的内部上方的一个或多个开口72的弯曲结构或弓形结构。这些开口72通常保持在关闭状态，直到力F被施加到储器70和/或背衬12，以致使包含在储器内部的导电流体或凝胶74通过开口72逸出(如图6B所示)并且与储器70的外表面接触并形成通向下方皮肤表面的导电路径。一层导电材料76电耦合至导线16，并且可以形成在储器70的一部分或整个外表面上。与皮肤表面的电接触可以通过向背衬12或储器76施加力F来实现(如图6B所示)，以从储器70的内部挤出或以其他方式释放流体或凝胶74并且挤出或以其他方式释放在导电材料76和皮肤上，如图6C所示，其中在移除力F之后开口72返回到其闭合状态。

参照图7A-图7B，电极载体系统78的又一实施方式包括具有电极主体80的电极组件79，电极主体80携带从其下表面延伸的一个或多个管状构件84。管状构件84垂直地远离背衬12的平面突出。在一些实施方式中，电极主体80将会至少部分地由导电材料形成，诸如刚性或柔性金属和/或导电聚合物，诸如导电硅氧烷。在其他实施方式中，电极主体80将会至少部分地由可以非导电柔性材料形成，例如，硅氧烷、聚氨酯、橡胶等，可以用导电材料对其进行涂覆或层叠以使得至少管状构件84是导电的，同时保持其柔韧性。由于导电性，电极主体80和管状构件84可以直接电耦合至导线或导电条带。

在两种情况下，电极主体80可以固定到背衬12，使得管状构件84延伸穿过背衬中的开口，以使得当背衬放置在头部上时管状构件84可以接触患者的头皮，例如，如图1所示。导电流体或凝胶88包含在电极主体80的内部储器86中，并且可以通过按压电极主体的柔性顶部(如图7B中的箭头所示)将其递送穿过管状构件中的通路。

如图7A和7B所示，管状构件84可以以均匀或任意的图案布置，并且呈大致圆形图案。在将背衬12固定到患者之后，可以按压或推动储器86，使得包含在其中的流体或凝胶88沿着每个管状构件84的长度通过中央通路排出并通过相应的远侧开口抵靠下方的皮肤表面接触。构件84通常将会是细长的，例如，具有1-2cm的范围内的长度，并且可以容易地穿过患者的毛发(若存在)，并且直接抵靠皮肤表面接触。而且，即使管状构件84处于坍缩或变形配置，例如，当患者将头部躺下时，管状构件84和主体80可以继续传导来自下方的皮肤表面的电信号。

现参照图8，电极载体系统89的又一实施方式包括可以在其表面上方限定一个或多个开口96的管状主体90。管状主体90可以具有以盘绕或螺旋图案远离背衬12延伸的一个或多个管状构件92。一个或多个管状构件92可以各自限定穿过其中的管腔，该管腔从管状主体90的底部延伸并且延伸至在其端头处的远侧开口94。背衬12可以进一步限定储器100，储器100包含一定体积的导电流体或凝胶102，使得主体90与储器100流体连通。相对的壁104A、104B可以围绕储器并且壁104A、104B中的一个或两个可以被挤压或以其他方式可平移地朝向管状主体90移动。替代地或附加地，主体90可以可旋转地固定到背衬12，使得主体90和构件92可以围绕其纵向轴线旋转，如98所示，以分布导电流体或凝胶102并使皮肤剥落以促进导电管状构件92与头皮之间的电接触。

附加地和/或替代地，构件92的远侧端头94可以呈现用于接触皮肤的粗糙表面。任选地粗糙的端头可以由用户在皮肤表面上旋转，以至少部分地使皮肤表面剥落以促进电接触。

在使用时，一旦背衬12已经固定到患者的头部，管状主体90可以由用户手动旋转，使得构件92被推进到可能存在于患者头皮上的任何毛发中并从其中通过。一旦远侧端头的开口94定位成与皮肤表面接触或接近，则可以例如通过用户挤压来致动一个或两个壁104A、104B，使得导电流体或凝胶102经由开口96被引入管状主体90的内部。导电流体或凝胶102可以流入管状主体90并流到构件92内并通过开口94流出而与皮肤表面接触。

如上所述，管状主体90和/或构件92可以由也是柔性的导电材料(例如，导电硅氧烷)制成，和/或由可以用导电材料涂覆或层叠的柔性材料(例如硅氧烷、聚氨酯、橡胶等)制成，使得下方的管状主体90和/或构件92保持其柔韧性。由于导电性，管状主体90可以直接电耦合至导线或导电条带。此外，在管状主体90和/或构件92具有任选柔性的配置的情况下，构件92可以坍缩在其自身上，同时保持与下方的皮肤表面的导电性。

现转向本发明的其他方面，电极载体系统还可以用于其他应用，诸如采用视觉运动追踪或加速度计的患者运动追踪。

在进一步的实施方式中，电极载体系统可以被配置为头带，如图9所示，并且装配在患者P上。电极载体系统经由导线114与控制器和/或输出装置112电连通。在其他变型中，装置112还可以无线耦合。如果需要，电极组件14可以包含本文所述的任何电极组件变型以及任何数目的组合。在图9所示的实施方式中，头带背衬12还可以并入一个或多个基准标记物110A、110B，其允许在相机或其他光学成像器116的视场内对这些标记物110A、110B进行视觉追踪。标记物110A、110B可以包括任何视觉指示器，在该变型中示出为具有特定形状的高对比度印刷图案，如图所示。在其他变型中，基准标记物110A、110B可以包括灯，诸如LED的布置。

虽然示出了两个标记物作为示例，但是额外的标记物可以进一步分布在背衬12的圆周周围以允许更精确的追踪，例如，从而允许在患者的头部H可能以遮住其中一个标记物的方式转动时进行追踪。如所述，在电极载体系统10的使用期间，诸如数码相机的相机或其他光学成像器116可以定位在患者P附近，使得电极载体系统10和标记物110A、110B保持在成像器116的视场118内。虽然在该示例中示出了单个成像器116，但是也可以组合地使用位于不同位置的额外的成像器，以帮助确保电极载体系统10和标记物110A、110B始终保持在视场118中。另外，成像器116可以任选地利用平移和倾斜能力进行机动化，以确保患者P保持在成像器116的视场118中。

在电极载体系统10电耦合到控制器和/或输出装置112的情况下，成像器116还可以通过线或另一通信链路120连接到控制器和/或输出装置112或通过有线或无线通信连接到第二控制器和/或输出装置。以这种方式，控制器120可以进一步用计算机视觉算法编程，以鉴定患者头部H的位置和定向，使得控制器可以从成像器116接收标记物信息，以实时确定患者的运动。然后，该信息可以用于伪影排除和诊断目的。例如，标记物110A、110B的视觉追踪可以用于确定或确认患者P是否正在经历惊厥发作，特别是确定或确认所检测到的患者脑信号是否是声音化的(sonified)。

在又一个变型中，作为视觉标记物的替代，电极载体系统10可以并入附接在背衬12内或沿着背衬12附接的一个或多个加速度计130，如图10所示。一个或多个加速度计130可以包括足够灵敏以检测患者头部的运动的三轴加速度计装置。该数据可以经由导线134传输到控制器和/或输出装置132，以进行处理以确定患者的运动以及运动伪影排除。如果检测到的加速度超过预定阈值，则这可能是对控制器的指示符，即，可以将这些运动伪影排除在考虑之外，以防止从其他检测到的数据中包含伪影噪声。

电极载体系统10可以与本文所述的电极的任何组合一起使用，并且还可以与光学运动检测或加速度计监测任意组合使用。在其他变型中，如果需要，光学运动检测和加速度计监测可以组合在一起使用。

现参照图11，根据本发明原理构造的电极载体系统200包括细长背衬204，通常为头带或其他头盔的形式，其具有沿其长度分布的多个电极组件202。细长背衬204通常将会具有重叠的端部206，当细长背衬放置在患者头部上时，重叠的端部206可以可调节地附接，通常如上述的图1所示。可以使用任何常规方法附接重叠的端部，诸如使用钩环紧固件。

电极组件202优选地可旋转地安装，使得用户可以手动地使其如箭头208所示来回旋转，以使得在将细长背衬放置在头皮上之后可以轻柔地磨擦患者的皮肤。特别是，将会期望在紧接着分配导电流体或凝胶之前进行这样的手动磨擦，如在此处和下文中更详细描述的。在其他情况下，可以在分配导电流体或凝胶的同时和/或在分配导电流体或凝胶之后进行磨擦。

现参照图12-图15，电极组件202将会通常包括下主体部分或基部210、上主体部分或盖212以及从下主体部分的底表面244向下悬垂的一个或多个管状构件214。柱塞216被配置成通过开口222进入上主体部分212内的腔室224。密封的分配容器诸如盒或密封的分配容器220保持导电流体或凝胶，并且被配置成被约束在腔室224内，同时柱塞216容易地从上主体部分212向外延伸，即，其处于未压下的配置。

一旦将密封的分配容器220放置在腔室224中，就可以定位柱塞216，使得前缘228邻近密封的分配容器的一侧。通过沿箭头217的方向按压柱塞216，密封的分配容器220内的导电流体或凝胶将被加压，导致容器的一部分穿过分配孔226。当用柱塞216施加额外的压力时，分配孔226内的腔室部分将破裂并使导电流体或凝胶流入上主体部分212内的垂直通路232，如图14和图16所示。然后，导电流体或凝胶将会与导电末端218接触，并且导电流体或凝胶将会继续流过水平通路234并流到叉状物214内的垂直管腔238，如图15和图16所示。

在流过垂直管腔238之后，液体或凝胶将会通过形成在叉状物214底部的通道240向外流动，使得其可以流到与叉状物的下表面240接触的患者组织上。为完整起见，应注意，下主体部分或基部210具有中空内部242，其是制造中人造物并且不对装置内的流体流动起直接作用。

一旦从垂直通路232通过叉状物214的下表面中的通道238的整个流动路径填充有导电流体或凝胶，应当理解，存在于液体或凝胶区域中的生物电流将会被传导到导电末端218，导电末端218继而连接到存在于电载体系统200的背衬204中的线或其他导体230。为完整起见，应当注意，线230或其他导体与导电末端218的附接将会以可以适应电极组件相对于细长背衬204的旋转的这种方式进行，如箭头208和图11所示。

现参照图17-图27，将会描述用于本发明的电极组件的下主体部分的各种不同配置。图17和图18图示了下主体部分210，其已经结合上面的图12-图15示出。图17和图18的详细视图示出一对叉状物214形成在下主体部分210的下表面244上。如图18中最佳所示，叉状物214具有大致新月形或弓形的形状，在其下表面240上形成有弯曲的通道。然而，叉状物214的曲线或弧不与下主体部分210的圆形周边同心。相反，叉状物214的弧非同心地定位在下主体部分210的底部244上。以这种方式，从叉状物的垂直管腔236进入的凝胶将会相对于组织分配，使得当电极组件202如前面所讨论地来回旋转时，凝胶将会由叉状物的下表面240分布开。因此，当通过垂直管腔236和弓形通道238分配导电流体或凝胶时，叉状物的这种不对称将有助于促进导电流体或凝胶的分布。

在一个替代实施方式中，如图19和20所示，下主体部分或基部260具有围绕底部268同心且均匀地分布的三个叉状物262。因此，通过垂直管腔264递送并通过形成在每个叉状物的下表面270中的通道266分布的导电流体凝胶将不会通过下表面在凝胶上方的经过而进一步分布。然而，三个叉状物的存在将进一步促进可靠的电连接。

现参照图21，下主体部分280的其他实施方式包括两个对称的叉状物286，在其下表面284中具有单个冲洗端口282。然而，其中三个叉状物296各自具有带有冲洗端口98的下表面294的类似下主体部分290还包括通常呈小凸起形式的多个表面特征292，它们有助于分布导电流体或凝胶(通过端口298分布)。

图示了具有三个对称的叉状物306的下主体部分或基部300的另一实施方式。每个叉状物306都具有其上形成有多个表面特征302的下表面304。与先前实施方式一样，每个叉状物各自具有通向形成在下表面中的用于递送和分布导电流体或凝胶的通道310的垂直管腔308。

在图24至图27中示出了本发明的电极组件的底部部分的另外的替代实施方式。这些下主体部分具有带有用于递送导电流体或凝胶的凹部的下表面，而不是在每个叉状物上具有带有在其中形成的端口通道的单个下表面。如图24所示，底部部分320包括从其底部延伸的三个对称放置的叉状物322。叉状物各自具有下表面224，但流体或凝胶递送口328形成在叉状物的凹陷表面中。

图25示出了具有三个不对称叉状物342的类似底部部分340，其中每个叉状物的下表面344包括多个表面特征342。

如图26所示，替代的下主体部分360包括具有邻近的凝胶或流体递送管364的叉状物362，凝胶或流体递送管364中具有端口366。叉状物362具有没有表面特征的大致平坦的下表面。

在图27中，类似于下主体部分360的下主体部分380包括具有邻近的流体递送管的三个叉状物386。每个叉状物386的下表面384包括表面特征382。

现参照图28A-图28C，电极组件400包括上部或盖402和下部或基部404。通常如针对先前实施方式所述，柱塞406通过盖402的壁可往复运动地接收并延伸到储器412中。然而，与先前的实施方式相反，电极组件400的下部或基部404具有平坦的底表面408，如图28B和图28C中最佳所示。电极组件400在其下部的底表面上没有管状元件和其他突出元件，对于抵靠没有毛发的组织表面(如患者的前额)接合特别有用。应当理解，如上所述，本发明的管状构件特别意在允许穿过存在于头皮上的患者的毛发进行电接触。作为围绕患者的头骨的头带，例如图11中的头带206，至少一些电极组件202将抵靠患者几乎没有毛发的前额而接合。在这种情况下，与前额接合的那些电极组件可以被制成没有管状构件，如图28A-图28C所示。

与先前的实施方式一样，电极组件400的储器412可以具有将导电凝胶或其他流体保持在其中的胶囊或其他密封容器。或者，凝胶可以在储器412内不受约束，例如，通过柱塞406中具有端口424的通路422进行注射而引入储器中。当柱塞406被压下时，储器412内的凝胶(封装的或不受约束的)上的压力将使凝胶向下流过垂直通路414并通过底部端口416流出到形成在底表面408中的槽410中。凝胶或其他导电流体将会能够分布在槽内并与导电末端420形成导电路径，导电末端420穿过下部或基部404的壁中的孔418。因此，生物电信号可以通过患者皮肤耦合至槽410中的导电凝胶，使得电流可以传递到导电末端420。任选地，可以修改底表面408以结合电极组件的其他实施方式以本文其他地方描述的任何方式增强导电性。

现参照图29A-图29C，根据本发明原理构造的电极组件430包括上部或盖432和下部或基部434。管状构件或探针436从下部或基部434的底表面向下突出，并且腔室440形成在下部或基部中，以通过上部或盖432中的垂直通路438接收导电凝胶或其他流体。应当理解，电极组件430没有与本文所述的其他实施方式一样包括用于递送导电凝胶的柱塞。

导电凝胶或其他流体可以通过垂直通路438注射，使得凝胶首先流入腔室44，随后流过穿过管状构件或探针436而形成的垂直递送通路442。因此，导电凝胶或其他流体将会能够流到患者的皮肤上，使得其可以形成从皮肤到导电末端或销452的电路径，导电末端或销452穿过下部或基部434的壁进入腔室440。

电极组件430安装在下索环444中并且任选地安装在上索环446中。如图29B所示，可以使用粘合剂、U形钉、销等将单个索环444连接到头带445。或者，头带445可以夹在上索环444与下索环446之间，如图29C所示。在这样的情况下，至少一个索环将会包括槽448以接收导电末端452并允许电极组件在索环444和索环446内旋转。如本文其他地方所述，在电极组件旋转以增强与皮肤的电接触的同时，槽允许导电末端452移动。

在又一个实施方式中，根据本发明原理构造的电极组件460包括固定到下部或基部464的上部或盖462，如图30A-30C所示。单个管状构件466从下部或基部464的底表面465向下突出。垂直通路或端口468从上部或引导端口470延伸穿过上部和下部，以便允许引入导电凝胶或其他流体。单个管状构件466的下表面包括通常如本文其他地方所述的多个表面特征472，以便允许在导电凝胶或其他流体通过垂直通路468引入之前、期间或之后进行组织的表面处理或摩擦。

电极组件460可以通常通过开口放置在板或带扣474中，使得形成在上部或盖462的下表面与下部或基部464上的凸缘469之间的通道467接收板474的壁，以允许电极组件相对于板旋转。导电末端476穿过下部或基部464的壁，使得其与穿过垂直通路468的导电凝胶或其他流体电接触，以便与单个管状构件466的下表面所接触的组织形成导电路径。导电末端476在带扣或板474的下表面上的切口区域478内自由移动，如末端两侧的箭头所示。带扣474包括侧环或切口480，其允许带扣附接至带子，以便通过将带扣连接到其他类似结构来形成头带。

现参照图31A和图31B，根据本发明原理构造的又一电极组件482包括上部484和下部486。电极组件482接收在带扣或板结构492内，使得它可以沿着图31A所示的箭头方向在槽494内自由滑动。电极组件482具有用于接收导电凝胶或其他流体并将该流体分布通过下端口488的端口498，下端口488位于下部486的下表面上的表面特征490的阵列中。以这种方式，在电极组件482抵靠患者的皮肤接合之后(通常作为头带的一部分)，电极可以相对于带扣492和头带来回平移，以便处理皮肤表面并增强导电性，如本文其他地方更详细描述的。带扣或板492在任一侧包括槽496，以便于附接到头带组件。

以下编号的段落进一步描述了本发明：

31.一种用于在患者的头皮上放置多个电极的方法，所述方法包括：

将头带围绕所述患者的头皮放置，所述头带携带有多个电极组件；

使一个或多个管状构件的远侧端头抵靠头皮组织接合，所述一个或多个管状构件从所述电极组件中的至少一些延伸；

将导电流体或凝胶从安设在所述电极组件中的至少一些中的储器中挤出通过这些电极组件的所述管状构件，以形成通向所述患者的头皮组织的导电路径；以及

将所述多个电极组件连接到控制器和/或输出装置，所述控制器和/或输出装置被配置用于从所述电极组件接收低功率生物电流。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述管状构件中的至少一些的所述远侧端头穿过所述患者的头皮上的毛发定位。

33.根据权利要求31所述的方法，还包括移动所述多个电极组件中的至少一些以磨擦邻近所述一个或多个管状构件的所述远侧端头的头皮组织，以便降低所述电极组件与所述头皮组织之间的接触电阻。

34.根据权利要求33所述的方法，所述管状构件中的至少一些的所述远侧端头限定皮肤准备表面。

35.根据权利要求31所述的方法，其中所述导电流体或凝胶从所述储器挤出通过所述管状构件中的管腔，并从所述管状构件的远侧端头上的所述远侧开口挤出到所述头皮组织上。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述导电流体或凝胶从所述管状构件的所述远侧端头上的凹槽挤出。

37.根据权利要求31所述的方法，其中从所述储器挤出所述导电流体或凝胶包括手动地将外部压力施加到保持所述导电流体或凝胶的密封的分配容器，其中所述密封的分配容器被并入到所述电极组件中。

38.根据权利要求37所述的方法，其中向所述密封的分配容器施加外部压力包括按压柱塞以接合携带所述导电流体或凝胶的可破裂的密封分配容器。

39.根据权利要求37所述的方法，其中向所述密封的分配容器施加外部压力包括对管进行手动挤压、手动压下注射器柱塞以及滚动挤压管。

40.根据权利要求31所述的方法，其中通向所述患者的头皮组织的所述导电路径仅由所述导电流体或凝胶形成。

41.根据权利要求31所述的方法，其中通向所述患者的头皮组织的所述导电路径至少部分地由所述管状构件上的导电结构形成。

42.一种患者监测系统，包括：

被配置用于接触皮肤表面的一个或多个电极；

可固定到患者身体并进一步被配置用于将所述一个或多个电极保持抵靠所述皮肤表面的背衬；

附接至所述背衬的至少一个运动检测设备；以及

用于接收来自所述一个或多个电极的电数据和与所述至少一个运动检测设备相关的运动数据的控制器，其中所述控制器被编程用于处理所述电数据和运动数据。

43.根据权利要求42所述的系统，其中所述一个或多个电极各自包括至少部分导电的电极主体、从所述电极主体延伸的一个或多个管状构件，所述一个或多个管状构件中的每一个限定在其中通过的管腔以及远侧开口。

44.根据权利要求43所述的系统，还包括具有可压缩结构并且包含与所述一个或多个管状构件流体连通的导电流体或凝胶的储器。

45.根据权利要求42所述的系统，其中所述背衬被配置为头带，用于放置在患者的头部上。

46.根据权利要求42所述的系统，其中所述至少一个运动检测设备包括一个或多个基准标记物。

47.根据权利要求46所述的系统，还包括被配置用于对所述一个或多个基准标记物进行成像的成像设备。

49.根据权利要求47所述的系统，其中所述成像设备包括相机。

50.根据权利要求46所述的系统，其中所述成像设备与所述控制器通信。

51.根据权利要求42所述的系统，其中所述至少一个运动检测设备包括一个或多个加速度计。

上面讨论的装置和方法的应用不限于在患者头部上的电感测，而是可以包括任何数目的进一步治疗应用。此外，这样的装置和方法可以应用于身体上的其他治疗部位。用于实施本发明的上述组件和方法的修改、实际可行的不同变型之间的组合，以及对于本领域技术人员显而易见的本发明的各方面的变型意在落入权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种电极组件，包括：

电极主体；

一个或多个管状构件，该一个或多个管状构件从所述电极主体延伸并且具有远侧端头，所述一个或多个管状构件中的至少一些具有管腔，所述管腔具有在所述远侧端头中的远侧开口；以及

在所述电极主体上的装置结构，用于将导电流体或凝胶从储器分配通过所述管腔并从所述管状构件的所述远侧开口分配出。

2.根据权利要求1所述的组件，包括至少两个管状构件。

3.根据权利要求2所述的组件，其中所述至少两个管状构件大体是直的。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述至少两个管状构件被配置成从所述电极主体的底部延伸。

5.根据权利要求4所述的组件，其中所述至少两个管状构件被配置成从所述电极主体的大致平面的底部以相对于所述平面呈30°至150°范围内的角度延伸。

6.根据权利要求5所述的组件，其中所述至少两个管状构件被配置成从所述电极主体的大致平面的底部以相对于所述平面呈大致垂直的角度范围延伸。

7.根据权利要求2所述的组件，其中所述至少两个管状构件被配置成螺旋形状。

8.根据权利要求1所述的组件，其中所述管状构件中的至少一些的所述远侧端头限定皮肤准备表面。

9.根据权利要求8所述的组件，其中所述皮肤准备表面包括在所述远侧端头上的(a)磨料和(b)表面特征中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的组件，其中所述管状构件至少部分地由导电材料形成。

11.根据权利要求1所述的组件，其中所述管状构件至少部分地由非导电材料形成。

12.根据权利要求1所述的组件，其中所述管状构件包括形成在所述电极主体的下基部上的叉状物。

13.根据权利要求1所述的组件，其中所述远侧开口位于所述叉状物的下表面。

14.根据权利要求13所述的组件，其中所述下表面具有与所述远侧开口邻近的至少一个皮肤准备表面区域。

15.根据权利要求13所述的组件，其中所述下表面具有新月形状，并且所述远侧开口包括弓形凝胶递送通道。

16.根据权利要求15所述的组件，其中所述新月形的下表面具有与所述弓形凝胶递送通道邻近的至少一个皮肤准备表面区域。

17.根据权利要求13所述的组件，其中所述叉状物具有带有凸出部分和凹陷部分的下表面，其中所述远侧开口位于所述凹陷部分中。

18.根据权利要求1所述的组件，还包括在所述电极主体中的储器，所述储器容纳导电流体或凝胶。

19.根据权利要求18所述的组件，其中所述储器包括密封的分配容器，该密封的分配容器被约束在所述电极主体中的腔室内。

20.根据权利要求18所述的组件，其中用于从所述储器分配所述导电流体或凝胶的在所述电极主体上的所述装置结构包括柱塞，所述柱塞被配置用于手动压靠所述导电流体，以将所述导电流体或凝胶从所述储器递送通过所述管腔并递送出所述管状构件的所述远侧开口。

21.根据权利要求19所述的组件，其中所述密封的分配容器和所述柱塞位于所述电极主体的上部，并且所述管状构件从所述电极主体的下表面延伸，其中所述电极主体限定一流动路径，该流动路径用于将所述导电流体或凝胶从所述密封的分配容器递送通过所述管腔并递送出所述管状构件的所述远侧开口。

22.根据权利要求21所述的组件，其中所述流动路径在所述电极主体的所述上部中具有分配孔，其中所述分配孔被配置成当所述密封的分配容器被所述柱塞加压时在所述密封的分配容器上限定一破裂区域。

23.根据权利要求18所述的组件，其中所述密封的分配容器包括注射器、手动挤压管和辊挤压管中的任一种。

24.根据权利要求1所述的组件，其中所述电极主体限定一流动路径，该流动路径用于所述导电流体或凝胶从所述储器通过所述管腔并离开所述管状构件的所述远侧开口。

25.根据权利要求24所述的组件，还包括导电末端，其安装在所述电极主体上并暴露于所述流动路径以用所述导电流体或凝胶创建导电路径，其中所述导电末端被配置成附接至外部布线。

26.根据权利要求25所述的组件，其中所述导电末端远离所述管状构件的所述远侧端头中的所述远侧开口定位，使得所述导电流体或凝胶将会在所述导电末端与所述管状构件的所述远侧端头之间提供唯一的导电路径。

27.一种电极载体系统，包括：

细长背衬，其被配置成用于放置在患者的头部上的头带；

多个分布在所述细长背衬的长度上的根据权利要求1所述的电极组件；以及

至少一根电导线，其连接到每个电极组件，以将低电流生物信号从所述电极组件递送到控制器和/或输出装置。

28.根据权利要求27所述的系统，还包括被配置控制器和/或输出装置，该控制器和/或输出装置用于从所述电极组件接收所述低电流生物信号。

29.根据权利要求28所述的组件，其中所述控制器还被配置用于记录来自所述电极组件的电信号。

30.根据权利要求27所述的系统，其中所述管状构件中的至少一些的所述远侧端头限定皮肤准备表面，并且所述电极组件中的至少一些相对于所述细长背衬可移动，以允许用户移动所述组件、处理所述组织表面以及增强电接触。