DE112011100979B4

DE112011100979B4 - Elektroenzephalogramm (EEG) Clusterelektroden

Info

Publication number: DE112011100979B4
Application number: DE112011100979.8T
Authority: DE
Inventors: Michael Lee
Original assignee: Nielsen Co US LLC
Current assignee: Nielsen Consumer LLC
Priority date: 2010-03-20
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: US8744808B2; US8774894B2; DE112011100979T5; US20110257502A1; US20110257937A1; WO2011119502A1

Abstract

Apparat, umfassend: eine erste Elektrode, gekoppelt mit einem ersten Bereich eines Kopfes eines Subjekts, um ein Elektroenzephalogramm(EEG)-Signal zu sammeln, die erste Elektrode umfassend: einen ersten Kontakt um ein erstes Signal aus dem ersten Bereich des Kopfes zu sammeln; und einen zweiten Kontakt um ein zweites Signal aus dem ersten Bereich des Kopfes zu sammeln; eine zweite Elektrode, gekoppelt mit einem zweiten Bereich des Kopfes um ein EEG-Signal zu sammeln, die zweite Elektrode umfassend: einen dritten Kontakt um ein drittes Signal aus dem zweiten Bereich des Kopfes zu sammeln; und einen vierten Kontakt um ein viertes Signal aus dem zweiten Bereich des Kopfes zu sammeln; und einen an die erste Elektrode und die zweite Elektrode gekoppelten, kommunikativen Prozessor um: das erste Signal, das zweite Signal, das dritte Signal und das vierte Signal separat zu verarbeiten; einen ersten Gewichtungsfaktor auf das erste Signal anzuwenden, um ein erstes gewichtetes Signal zu erzeugen, einen zweiten Gewichtungsfaktor auf das zweite Signal anzuwenden, um ein zweites gewichtetes Signal zu erzeugen, einen dritten Gewichtungsfaktor auf das dritte Signal anzuwenden, um ein drittes gewichtetes Signal zu erzeugen und einen vierten Gewichtungsfaktor auf das vierte Signal anzuwenden, um ein viertes gewichtetes Signal zu erzeugen; das erste gewichtete Signal und das zweite gewichtete Signal zu kombinieren, um ein erstes virtuelles Elektrodensignal zu erzeugen, wobei das erste virtuelle Signal einem Signal entspricht, das an einem Ort zwischen ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Ausführungen hierin beziehen sich auf Elektroden, insbesondere auf Elektroden zur Abtastung elektrischer Aktivität in Gewebe.
Hintergrund der Erfindung
Üblicherweise sind EEG-Elektroden äquidistant voneinander angeordnet und decken die gesamte Fläche des Kopfes ab. Dadurch wird eine Karte oder eine Abbildung der Gehirnwellenenergie über die Oberfläche des Gehirns bereitgestellt. Fortschrittlichere EEGs (zum Beispiel verfügbar über die EmSense Corporation, San Francisco, Kalifornien), die auf spezifische Messungen zielen, sind mit einer einzelnen Elektrode an einer spezifischen Stelle ausgestaltet, um einen spezifischen Zustand oder eine spezifische Antwort hervorzubringen. Die Einschränkung dieser Methodik liegt darin, dass die Position und Struktur des Gehirns variiert und die optimale Position für die Messung nicht ohne ausgiebiges Experimentieren für jedes Individuum bestimmt werden kann.
Aus der US 2010/0010364 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die mehrere Elektroden, eine Stromquelle und einen Signalprozessor aufweist. Der Signalprozessor ist in der Lage, jedes Signal von jeder individuellen Elektrode separat zu analysieren oder eine Vielzahl von Signalen von einer Vielzahl von Elektroden zusammen zu analysieren.
US 2008/0091089 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Überwachen von physiologischen Parametern eines Subjekts mittels einem physiologischen Sensor.
US 2009/0192396 A1 beschreibt einen Apparat und ein Verfahren zum Erfassen einer fetalen Herzfrequenz. Der Apparat enthält drei Detektoren zum Erfassen von Herzschlägen eines Fötus, wobei jeder Detektor mindestens zwei Elektroden enthält, die EKG-Signale erfassen.
Aus der US 2008/0208028 A1 ist ein System und ein Verfahren zum Messen von bioelektrischen Signalen eines Nutzers bekannt. Das Verfahren bestimmt dabei die Verschiebung einer Elektrode, die angepasst ist, ein bioelektrisches Signal zu messen. Anhand der bestimmten Verschiebung wird die Position der Elektrode angepasst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Wahrscheinlichkeit einer direkten Verbindung einer Elektrode mit der Kopfhaut eines Subjekts erhöht. Dies wird mit dem Gegenstand nach Anspruch 1 gelöst.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Sensors oder einer Elektrode, die eine Vielzahl von Kontakten umfasst.
In 2 zeigt ein Blockdiagramm eine unabhängige Verarbeitung für jeden Kontakt in einem Ausführungsbeispiel für fünf (5) Kontakte einer Elektrode.
3 zeigt in einem Ausführungsbeispiel ein Blockdiagramm zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen einer Vielzahl unabhängiger Kontakte einer Elektrode, um einen virtuellen Sensor bereit zu stellen.
4 zeigt in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Blockdiagramm zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen einer Vielzahl von unabhängigen Kontakten einer Elektrode, um einen virtuellen Sensor bereit zu stellen.
5 zeigt in einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen mehrerer unabhängiger Kontakte einer Elektrode in einer gewichteten und in Phasen ablaufenden Art und Weise, um ein virtuelles Kontaktsignal bereitzustellen.
6 zeigt in einem alternativen Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen mehrerer unabhängiger Kontakte einer Elektrode in einer gewichteten und in Phase ablaufenden Art und Weise, um ein virtuelles Kontaktsignal bereitzustellen.
7/1 und 7/2 zeigen in einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Verarbeiten von Signalen einer Vielzahl unabhängiger Kontakte 102–110 einer Elektrode, um in einer Elektrode Kontakte hoher Qualität auszuwählen und/oder Kontakte niedriger Qualität abzulehnen, basierend auf den durch die Elektroden gesammelten Signalen.
8 zeigt ein Beispiel eines Sensorsystems in einem Ausführungsbeispiel.
9 zeigt in einem Ausführungsbeispiel Schaltkreisanordnungen eines mit einem Gleichtaktverstärker gekoppelten oder verbundenen Kontakts.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltkreises, der die Spannung des Sensorsystems so kontrolliert, dass sie gleichmäßig um die lokale Spannung des Kopfes herum ausbalanciert ist.
11 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Schaltkreises, der die Spannung des Sensorsystems so kontrolliert, dass sie um die lokale Spannung des Kopfes herum ausbalanciert ist.
12 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schaltkreises, der jeden Gleichstrompfad für die Verbindung zwischen der Haut und dem Verstärkereingang eliminiert.
Beschreibung
Im Folgenden werden Systeme und Verfahren für Clusterelektroden und zur Signalverarbeitung beschrieben. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren enthalten eine Vielzahl von Kontakten für jeden Sensor. Diese Lösung berücksichtigt den optimalen Ort der Messung des spezifischen Zustands oder der spezifischen Antwort. Somit messen die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele, im Gegensatz zu dem im Stand der Technik bekannten Kontaktraster, Signale an zur Aufzeichnung eines spezifischen Zustands oder einer spezifischen Antwort optimierten Orten.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Sensors oder einer Elektrode 100, die eine Vielzahl von Kontakten 102–110 umfasst. Die Elektrode eines Ausführungsbeispiels enthält fünf (5) Kontakte 102–110, ist aber nicht auf diese Anzahl von Kontakten beschränkt. Die Kontakte 102–110 der Elektrode befinden sich in unmittelbarer Nähe zueinander und sind, in diesem Ausführungsbeispiel, innerhalb eines Bereichs von ungefähr 1,25 Zoll × 1,25 Zoll angeordnet. Die fünf Kontakte 102–110 werden auch in einer Anordnung gezeigt, in der die vier Kontakte 102–108 jeweils in den jeweiligen Ecken einer rechteckigen Anordnung positioniert sind, während ein Kontakt 110 in einem zentralen Bereich der rechteckigen Anordnung positioniert ist.
Im Gegensatz zu konventionellen Sensorelektroden zur Messung biometrischer Signale, welche Silber-/Silberchloridkontakte verwenden, enthalten die Elektroden 100 einer Ausführung Goldkontakte 102–110 mit einer glatten Oberfläche. Somit ermöglichen die hierin beschriebenen Kontakte 102–110 die Messung von Signalen (zum Beispiel EEG) durch das Haar. Diese Kontakte bedecken quasi vollständig die Haut, zwingen die Schweißdrüsen, sich zu öffnen, und stellen einen Strompfad zwischen den inneren Schichten der Haut, dem Schaltkreissystem und den Goldkontakten bereit. Somit sind die Kontakte einer Ausführung nicht-invasive Kontakte durch das Haar und werden ohne Gel verwendet. Die aus zahlreichen Kontakten gebildete Elektrode erlaubt eine Anordnung, in welcher jede Elektrode größtmögliche räumliche Auflösung in einem Zielbereich bereitstellt. Ferner berücksichtigt diese Anordnung individuelle anatomische Unterschiede des Gehirns.
Die durch jeden Kontakt 102–110 der Elektrode einer Ausführung gesammelten Signale werden unabhängig in einem separaten Signalverarbeitungspfad 202–210 verarbeitet. In 2 zeigt ein Blockdiagramm die unabhängige Kontaktsignalverarbeitung 202–210 für fünf (5) Kontakte 102–110 einer Elektrode in einer Ausführung. Die Verarbeitung einer Ausführung beinhaltet eine Signalverarbeitung, welche für die Art des durch einen dem Signalverarbeitungspfad entsprechenden Kontakt empfangenen oder gesammelten Signals geeignet ist. Zum Beispiel enthält der Verarbeitungspfad einer Ausführung Verstärken und Filtern 202A–210A, Signalumwandlung 202B–210B (zum Beispiel Analog-Digital-Umwandlung), und die digitale Verarbeitung 202C–210C, um nur einige zu nennen.
Die durch jeden Kontakt einer Elektrode einer Ausführung gesammelten Signale werden gewichtet kombiniert, um einen virtuellen Sensor bereitzustellen, der sich an jeder Stelle innerhalb des Kontaktfeldes befinden kann. Die Blockdiagramme in 3–5 zeigen in einer Ausführung verschiedene Methoden zur Verarbeitung und Kombination von Signalen unabhängiger Kontakte einer Elektrode, um einen virtuellen Sensor bereitzustellen.
3 zeigt in einer Ausführung ein Blockdiagramm zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen einer Vielzahl unabhängiger Kontakte einer Elektrode, um einen virtuellen Sensor bereitzustellen. In dieser Ausführung wird ein Gewichtungsfaktor an den Ausgang eines jeden Kontakts angewandt. Zum Beispiel wird ein Gewichtungsfaktor k1 an den Ausgang eines ersten Kontakts 102 angewandt (302A), ein Gewichtungsfaktor von k2 wird an den Ausgang eines zweiten Kontakts 104 angewandt (304A), ein Gewichtungsfaktor von k3 wird an den Ausgang eines dritten Kontakts 106 angewandt (306a), ein Gewichtungsfaktor von k4 wird an den Ausgang eines vierten Kontakts 108 angewandt (308A) und ein Gewichtungsfaktor von k5 wird an den Ausgang eines fünften Kontakt 110 angewandt (310A). Der an jedes Signal angewandte Gewichtungsfaktor kann von jeder für die durch den dem Signalverarbeitungspfad entsprechenden Kontakt empfangene oder gesammelte Signalart geeigneten Art und/oder Gewicht sein. Anschließend an die Anwendung des Gewichtungsfaktors an jeden Kontaktausgang werden die Signale aller die Elektrode bildenden Kontakte 102–110 summiert (320), um ein einzelnes Signal 322 zu bilden, und weitere Verarbeitungsschritte werden an den Signalausgang der Summation angewandt (zum Beispiel Verstärken und/oder Filtern 332, Signalumwandlung 334 (zum Beispiel Analog-Digital-Umwandlung), digitale Verarbeitung 336, etc.).
4 zeigt in einer alternativen Ausführung ein Blockdiagramm zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen einer Vielzahl unabhängiger Kontakten 102–110 einer Elektrode, um einen virtuellen Sensor bereitzustellen. In dieser Ausführung wird ein Signal eines jeden Kontakts 102–110 der Elektrode unabhängig in einem separaten Signalverarbeitungspfad 402–410 verarbeitet. Die unabhängig verarbeiteten Signale eines jeden Kontakts 102–110 werden dann summiert, um ein einzelnes Signal zu bilden, und weitere Verarbeitungsschritte werden an den Signalausgang der Summation angewandt (zum Beispiel Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (zum Beispiel Analog-Digital-Umwandlung); digitale Verarbeitung, etc.).
Zum Beispiel wird Verstärken und Filtern 402A, Analog-Digital-Umwandlung 402B und digitale Verarbeitung 402C an den Ausgang eines ersten Kontakts 102 angewandt, um ein erstes verarbeitetes Signal 412 zu bilden; Verstärken und Filtern 404A, Analog-Digital-Umwandlung 404B und digitale Verarbeitung 404C an den Ausgang eines zweiten Kontakts 104 angewandt, um ein zweites verarbeitetes Signal 414 zu bilden; Verstärken und Filtern 406A, Analog-Digital-Umwandlung 406B und digitale Verarbeitung 406C an den Ausgang eines dritten Kontakts 106 angewandt, um ein drittes verarbeitetes Signal 416 zu bilden; Verstärken und Filtern 408A, Analog-Digital-Umwandlung 408B und digitale Verarbeitung 408C an den Ausgang eines vierten Kontakts 108 angewandt, um ein viertes verarbeitetes Signal 418 zu bilden; und Verstärken und Filtern 410A, Analog-Digital-Umwandlung 410B und digitale Verarbeitung 410C an den Ausgang eines fünften Kontakts 110 angewandt, um ein fünftes verarbeitetes Signal 420 zu bilden. Anschließend an die Erzeugung der fünf verarbeiteten Signale 412–420 werden die fünf verarbeiteten Signale 412–420 summiert (430), um ein einzelnes Signal 432 zu bilden, und weitere Verarbeitungsschritte 436 werden an den Signalausgang 432 der Summation 430 angewandt (zum Beispiel Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (zum Beispiel Analog-Digital-Umwandlung), digitale Verarbeitung, etc.).
5 zeigt in einer Ausführung ein Verfahren zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen mehrerer unabhängiger Kontakte einer Elektrode in einer gewichteten und in Phasen ablaufenden Art und Weise, um ein virtuelles Kontaktsignal bereitzustellen. Während dieses Beispiel das Kombinieren für zwei Signale von zwei Kontakten A und B zeigt, ist die Ausführung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel wird ein Gewichtungsfaktor (zum Beispiel 0,33) an einen Signalausgang eines ersten Kontakts A angewandt, und ein Gewichtungsfaktor (zum Beispiel 0,67) wird an einen Signalausgang eines zweiten Kontakts B angewandt. Der an jedes Signal angewandte Gewichtungsfaktor kann von jeder für die von dem dem Signalverarbeitungspfad entsprechenden Kontakt empfangenen oder gesammelten Signalart geeigneten Art und/oder geeigneten Gewichtung sein. Anschließend an die Anwendung des Gewichtungsfaktors an die Signalausgänge eines jeden der zwei Kontakte A und B werden die gewichteten Signale der Kontakte A und B summiert, um ein einzelnes virtuelles Kontaktsignal zu bilden, welches einen virtuellen Kontakt C repräsentiert. Weitere Verarbeitungsschritte (zum Beispiel Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (zum Beispiel Analog-Digital-Umwandlung), digitale Verarbeitung, etc.) können, auch wenn nicht gezeigt, an den Signalausgang des virtuellen Kontakts angewandt werden.
6 zeigt in einer alternativen Ausführung ein Verfahren zum Verarbeiten und Kombinieren von Signalen mehrerer unabhängiger Kontakte einer Elektrode in einer gewichteten und in Phasen ablaufenden Art und Weise, um ein virtuelles Kontaktsignal bereitzustellen. Während dieses Beispiel eine Kombination von Signalen zweier Kontakte zeigt, ist die Ausführung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel wird ein Gewichtungsfaktor (zum Beispiel 0,33) und ein Zeitfaktor (zum Beispiel T0) an den Signalausgang eines ersten Kontakts A angewandt, und ein Gewichtungsfaktor (zum Beispiel 0,67) und ein Zeitfaktor (zum Beispiel T1) an den Signalausgang eines zweiten Kontakts B angewandt. Der an jedes Signal angewandte Gewichtungsfaktor und/oder Zeitfaktor kann von jeder für die von dem dem Signalverarbeitungspfad entsprechenden Kontakt empfangenen oder gesammelten Signalart geeigneten Art und/oder geeigneten Gewichtung sein. Anschließend an die Anwendung des Gewichtungsfaktors an die Signalausgänge eines jeden der zwei Kontakte A und B werden die gewichteten Signale der Kontakte A und B summiert, um ein einzelnes virtuelles Kontaktsignal zu bilden. Weitere Verarbeitungsschritte (zum Beispiel Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (zum Beispiel Analog-Digital-Umwandlung), digitale Verarbeitung, etc.) können, auch wenn nicht gezeigt, an den Signalausgang des virtuellen Kontakts angewandt werden.
Die Signalverarbeitung einer Ausführung umfasst Verfahren zum Auswählen von Kontakten hoher Qualität und/oder zum Ablehnen von Kontakten niedriger Qualität in einer Elektrode basierend auf den von den Elektroden gesammelten Signalen. 7/1 und 7/2 zeigen in einer Ausführung ein Verfahren zum Verarbeiten von Signalen einer Vielzahl unabhängiger Kontakte 102–110 einer Elektrode, um in einer Elektrode Kontakte hoher Qualität auszuwählen und/oder Kontakte niedriger Qualität abzulehnen, basierend auf den durch die Elektroden gesammelten Signalen. In dieser Ausführung wird ein Signal eines jeden Kontakts 102–110 der Elektrode unabhängig unter Verwendung eines separaten Signalpfads 702–710 verarbeitet. Die unabhängig verarbeiteten Signale 702–710 eines jeden Kontakts 102–110 werden dann summiert (730) um ein einzelnes Signal 732 zu bilden, und weitere Verarbeitungsschritte 736 werden an den Signalausgang 732 der Summation 730 angewandt (z. B. Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (z. B. Analog-Digital-Umwandlung), digitale Verarbeitung, etc.).
Zum Beispiel wird Verstärken und Filtern 702A, Analog-Digital-Umwandlung 702B, und digitale Verarbeitung und Selektion 702C an den Ausgang eines ersten Kontakts 102 angewandt, um ein erstes verarbeitetes Signal 712 zu bilden; Verstärken und Filtern 704A, Analog-Digital-Umwandlung 704B, und digitale Verarbeitung und Selektion 704C an den Ausgang eines zweiten Kontakts 104 angewandt, um ein zweites verarbeitetes Signal 714 zu bilden; Zum Beispiel wird Verstärken und Filtern 706A, Analog-Digital-Umwandlung 706B, und digitale Verarbeitung und Selektion 706C an den Ausgang eines dritten Kontakts 106 angewandt, um ein drittes verarbeitetes Signal 716 zu bilden; Zum Beispiel wird Verstärken und Filtern 708A, Analog-Digital-Umwandlung 708B, und digitale Verarbeitung und Selektion 708C an den Ausgang eines vierten Kontakts 108 angewandt, um ein viertes verarbeitetes Signal 718 zu bilden; Zum Beispiel wird Verstärken und Filtern 710A, Analog-Digital-Umwandlung 710B, und digitale Verarbeitung und Selektion 710C an den Ausgang eines fünften Kontakts 110 angewandt, um ein fünftes verarbeitetes Signal 720 zu bilden. Anschließend an die Erzeugung der fünf verarbeiteten Signale 712–720 werden die fünf verarbeiteten Signale 712–720 summiert (730), um ein einzelnes Signal 732 zu bilden, und weitere Verarbeitungsschritte 736 werden an den Signalausgang 732 der Summation 730 angewandt (z. B. Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (z. B. Analog-Digital-Umwandlung), digitale Verarbeitung, etc.).
Mehrere Sensoren oder Elektroden, jede eine Vielzahl von Kontakten wie oben beschrieben umfassend, können kombiniert werden, um ein Sensorsystem zu bilden. 8 zeigt in einer Ausführung ein Beispiel eines Sensorsystems 800. Das Sensorsystem 800 enthält eine erste Komponente 810 und eine zweite Komponente 820. Die erste Komponente 810 umfasst eine linke Elektrode 812, die vier (4) Kontakte 812A–812D in unmittelbarer Nähe zueinander enthält, welche so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind. Die erste Komponente 810 umfasst auch eine rechte Elektrode 814, die vier (4) Kontakte 814A–814D in unmittelbarer Nähe zueinander enthält, welche so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind.
Zusätzlich umfasst die erste Komponente 810 zwei nebeneinander angeordnete Mittelelektroden 816–818. Eine erste Mittelelektrode 816 umfasst vier (4) Kontakte 816A–816D in unmittelbarer Nähe zueinander, welche so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind. Eine zweite Mittelelektrode 818 umfasst vier (4) Kontakte 818A–818D in unmittelbarer Nähe zueinander, welche so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind. Die Elektroden der ersten Komponente 810 sind in einem Gehäuse untergebracht, welches ausgelegt ist, lösbar an ein Subjekt angebracht zu sein.
Die zweite Komponente 820 umfasst eine linke Elektrode 822, die vier (4) Kontakte 822A–822D in unmittelbarer Nähe zueinander enthält, welche so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind. Die zweite Komponente 820 umfasst auch eine rechte Elektrode 824, die vier (4) Kontakte 824A–824D in unmittelbarer Nähe zueinander enthält, welche so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind. Die Elektroden der zweiten Komponente 820 befinden sich in einem Gehäuse, das ausgelegt ist, lösbar an ein Subjekt angebracht zu sein.
In einer weiteren Ausführung sind die Elektroden der ersten Komponente und der zweiten Komponente in einem einzigen Gehäuse untergebracht. Alternativ können die Elektroden der ersten Komponente und der zweiten Komponente in einer beliebigen Anzahl von Gehäusen untergebracht sein.
Die Kontakte einer Ausführung sind, wie oben beschrieben, über eine Elektronik oder elektronische Schaltkreise an einen Prozessor gekoppelt. 9 zeigt in einer Ausführung eine Schaltkreisanordnung eines Kontakts 900, der mit einem Gleichtaktverstärker 902/912 verbunden oder gekoppelt ist,. Die als Element U1A gezeigte Schaltkreisanordnung enthält einen mit einem oder an einen Gleichtaktverstärker 902 verbundenen oder gekoppelten Kontakt 900, und diese Anordnung arbeitet wirksam in Anwendungen, in denen die Impedanz des Kontakts und der Referenzerde niedrig genug (zum Beispiel weniger als 10⁶ Ohm) ist, um die geringe Menge von Vorstrom bereitzustellen, die benötigt wird, um die Verstärker im linearen Bereich zu halten.
Eine als Element U1b gezeigte alternative Anordnung enthält einen an einen Gleichtaktverstärker 912 gekoppelten oder verbundenen Kontakt 900 und einen Hochimpedanzpfad (zum Beispiel größer als ca. 10⁸ Ohm), definiert durch einen Widerstand R2 und eine Spannungsreferenz 904, die einen kleinen Vorstrom bereitstellt, um den Verstärker 912 in einem linearen Bereich zu halten. Diese Anordnung erlaubt es dem glatten Goldkontakt, in Anwendungen mit höherer Impedanz als Elektrode zu arbeiten. Während diese Beispiele den Kontakt an einen Gleichtaktverstärker koppeln oder verbinden, koppeln oder verbinden andere Ausführungen den Kontakt an einen Instrumentenverstärker oder jede andere Hochimpedanzverstärkungsvorrichtung.
In einem drahtlosen EEG-Messsystem ist die Spannung des Systems nicht mit einer Erde verbunden. Ausführungsbeispiele enthalten daher ein Verfahren, um die Spannung des EEG-Messsystems so zu kontrollieren, dass sie gleichmäßig um die lokale Spannung des Kopfes herum ausbalanciert wird. Dies geschieht durch Erzeugen einer Spannung, die ungefähr in der Mitte zwischen der niedrigsten Spannung in dem EEG-Messsystem und der höchsten Spannung in dem EEG-Messsystem liegt. Diese Spannung wird dann mit einem Punkt verbunden, der in dem Bereich der Elektronik liegt oder auf einer ähnlichen Spannung wie der Bereich der Elektronik ist. Dies zwingt die Spannung, bezüglich der Erde zu gleiten und ähnlich zur lokalen Spannung der Messung zu sein.
10 zeigt in einer Ausführung einen Schaltkreis, der die Spannung des Sensorsystems so kontrolliert, dass sie gleichmäßig um die lokale Spannung des Kopfes herum ausbalanciert wird. Dieser Schaltkreis enthält einen elektrischen Pfad zwischen Vcc und Vdd, der eine zwischen Vcc und dem Widerstand R3 gekoppelte Diode D1, eine zwischen Vdd und dem Widerstand R4 gekoppelte Diode D2 und einen an die Widerstände R3 und R4 gekoppelten Kontakt 1000 umfasst. Dieser Schaltkreis erzeugt in einem Ausführungsbeispiel eine Spannung, die zwischen der positivsten Spannung Vcc und der negativsten Spannung Vdd in dem gleitenden System liegt, unter Verwendung einer Diode oder LED, um etwas Spannung abzubauen und einem Paar von Widerständen, um die restliche Spannung abzubauen.
11 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Schaltkreises, der die Spannung des Sensorsystems so kontrolliert, dass sie gleichmäßig um die lokale Spannung des Kopfes herum ausbalanciert wird. Dieser Schaltkreis enthält zwei zwischen Vcc und Vdd in Serie gekoppelte Widerstände R5 und R6 und einen an die Widerstände R5 und R6 gekoppelten Eingang eines Operationsverstärkers 1102. Ein Kontakt 1100 ist an den Ausgang des Operationsverstärkers 1102 gekoppelt. Dieser Schaltkreis verwendet in einer Ausführung zwei Widerstände und einen Operationsverstärker, um eine Spannung zu erzeugen, die ungefähr zwischen der positivsten und negativsten Spannung in dem gleitenden System liegt. In 10 und 11 sind die Spannungen Vcc und Vdd die höchsten und niedrigsten Spannungen in dem System. Diese Spannung kann verwendet werden, um das EEG-Messsystem in einem geeigneten Spannungsbereich zu halten, und/oder sie kann als Referenzspannung für Messungen verwendet werden.
In einer Ausführung kontaktiert der Kontakt die Haut über eine ohmsche Verbindung, eine kapazitive Verbindung oder irgendeine Kombination aus einer ohmschen und einer kapazitiven Verbindung. Die Kombination aus kapazitivem und ohmschem Kontakt erschwert den Algorithmus zur Datenverarbeitung und erhöht die Unsicherheit des Ausgangs. 12 zeigt in einer Ausführung einen Schaltkreis, der jeden Gleichstrompfad für die Verbindung zwischen Haut und Verstärkereingang eliminiert. Dieser Schaltkreis enthält einen zwischen einem Kontakt 1200 und einem Operationsverstärker 1202 gekoppelten Kondensator C1. Ein durch einen Widerstand R2 und eine Spannungsreferenz 1204 definierter hochohmiger Pfad (zum Beispiel größer als ca. 10⁸ Ohm) stellt eine kleine Menge von Vorstrom bereit, um den Verstärker 1202 in einem linearen Bereich zu halten.
Mobile EEGs haben eine drahtlose Verbindung, die Daten von dem Sensor über eine drahtlose oder Infrarotverbindung an eine Basisstation überträgt. Hierin beschriebene Ausführungen enthalten ein mobiles Messsystem, das einen integrierten Speicher umfasst und die Daten von dem Sensor, die heruntergeladen und später verarbeitet werden, in den Speicher aufnimmt. Eine Ausführung enthält eine entfernbare Speicherkarte (zum Beispiel eine SD-Karte), die in einen Einschub in den Sensor eingebracht wird. Am Ende eines Tests wird die Karte entfernt und die Daten in einen Computer gelesen. Ein alternatives Ausführungsbeispiel enthält einen in das Sensorsystem eingebauten Speicher und die Daten werden während des Tests in den Speicher des Systems gespeichert und nach dem Test über eine Verbindung heruntergeladen. Diese Verbindung kann eine USB, RS232, drahtlose oder jede andere verfügbare Verbindung sein.
Die zweite Komponente umfasst ein hinteres Element, das zwei nebeneinander angeordnete Mittelelektroden enthält, und jede Mittelelektrode enthält vier (4) Kontakte in unmittelbarer Nähe zueinander, die so angeordnet sind, dass die vier Kontakte jeweils in den Ecken einer rechteckigen Konfiguration positioniert sind. Die Elektroden der zweiten Komponente sind auch in einem Gehäuse untergebracht, das ausgelegt ist, lösbar an ein Subjekt angebracht zu werden. Die erste und zweite Komponente sind als in getrennten Gehäusen untergebracht gezeigt, das Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine alternative Ausführung die erste und zweite Komponente in einem einzigen Gehäuse unterbringen. In einer weiteren alternativen Ausführung können die Elektroden der ersten und zweiten Komponente in zahlreichen anderen Ausgestaltungen kombiniert und in einer beliebigen Anzahl von Gehäusen untergebracht sein.
Eine Ausführung des Sensorsystems enthält einen oder mehrere in das System integrierte Prozessoren. Die Prozessoren sind an die den Sensor bildenden Kontakte gekoppelt und verarbeiten die Signale von den Kontakten. Das Verarbeiten umfasst, ist aber nicht beschränkt auf Verstärken, Filtern, Signalumwandlung (z. B. Analog-Digital-Umwandlung), Signalkombination, Kombinieren mehrere Datenströme in ein zeitsynchronisiertes Format, und Verarbeiten der Signale zur drahtlosen Übertragung. Das Sensorsystem misst und verarbeitet physiologische Daten, zum Beispiel EEG, Herzfrequenz, Blinzeln, Häufigkeit des Lidschlags, Atmungsfrequenz, physische Bewegung, Muskelbewegung, Augenbewegung und Temperaturinformationen, um nur einige zu nennen.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten einen Apparat mit einer Sensorelektrode, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten umfasst. Eine Ausführung des Apparats enthält eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen. Ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen ist mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden. Eine Ausführung des Apparats enthält wenigstens einen an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Prozessor. Der Prozessor verarbeitet jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten einen Apparat, umfassend: eine eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten umfassende Sensorelektrode; eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen, wobei ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden ist; wenigstens einen an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Prozessor, wobei der Prozessor jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat verarbeitet.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks angeordnet ist.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst fünf Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks angeordnet ist und ein Kontakt in einem mittleren Bereich des Rechtecks angeordnet ist.
Ein Abstand zwischen einem ersten Kontakt in einer ersten Ecke und einem zweiten Kontakt in einer zweiten Ecke einer Ausführung beträgt ungefähr 1,25 Zoll.
Der Prozessor einer Ausführung verarbeitet die Signalausgänge eines jeden aus der Vielzahl von Kontakten separat.
Der Prozessor einer Ausführung bildet eine Vielzahl von verarbeiteten Signalen durch separates Verarbeiten der Signalausgänge eines jeden aus der Vielzahl von Kontakten, und bildet ein kombiniertes Signal durch Kombinieren der Vielzahl von verarbeiteten Signalen.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst Goldkontakte.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen Eingang eines Gleichtaktverstärkers, der an einen Signalausgang wenigstens eines Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelt ist.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an den Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an einen Signalausgang wenigstens eines Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Spannungsausgleichsschaltkreis.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis eines Ausführungsbeispiels umfasst einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die in Serie gekoppelt und an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelt sind, wobei eine erste Diode den ersten Widerstand an eine erste Spannungsquelle koppelt und eine zweite Diode den zweiten Widerstand an eine zweite Spannungsquelle koppelt.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis eines Ausführungsbeispiels umfasst einen an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Ausgang eines Gleichtaktverstärkers, und einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die zwischen einer ersten Spannungsquelle und einer zweiten Spannungsquelle in Serie gekoppelt und an einen Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelt sind.
Der Apparat eines Ausführungsbeispiels umfasst einen Gleichstromeliminierungsschaltkreis, der an wenigstens einen Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelt ist.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen zwischen einem Eingang des Gleichtaktverstärkers und einem Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Kondensator.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Kontakt und den Gleichtaktverstärker gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an den Prozessor gekoppelten drahtlosen Transmitter, wobei der drahtlose Transmitter Daten von der Vielzahl von Kontakten überträgt.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten ein ein lösbar an ein Subjekt anbringbares Gehäuse umfassendes System. Das System einer Ausführung enthält eine in dem Gehäuse angeordnete Sensorelektrode. Die Sensorelektrode umfasst eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten. Das System einer Ausführung enthält eine Vielzahl von Signalausgängen, die an die Vielzahl von Kontakten gekoppelt sind. Ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen ist mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden. Das System einer Ausführung enthält wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten und mit der Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Kontrollschaltkreis. Das System einer Ausführung enthält wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten und mit dem wenigstens einen Kontrollschaltkreis gekoppelten Prozessor. Der Prozessor verarbeitet jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten ein System, umfassend: ein lösbar an ein Subjekt anbringbares Gehäuse; eine in dem Gehäuse angeordnete Sensorelektrode, wobei die Sensorelektrode eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten umfasst; eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen, wobei ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden ist; wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten und an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Kontrollschaltkreis; und wenigstens einen in dem Gehäuse angeordneten und an den wenigstens einen Kontrollschaltkreis gekoppelten Prozessor, wobei der Prozessor jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat verarbeitet.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks angeordnet ist.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst fünf Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks angeordnet ist und ein Kontakt in einem mittleren Bereich des Rechtecks angeordnet ist.
Ein Abstand zwischen einem ersten Kontakt in einer ersten Ecke und einem zweiten Kontakt in einer zweiten Ecke einer Ausführung beträgt ungefähr 1,25 Zoll.
Der Prozessor einer Ausführung verarbeitet die Signalausgänge eines jeden aus der Vielzahl von Kontakten separat.
Der Prozessor einer Ausführung bildet eine Vielzahl von verarbeiteten Signalen durch separates Verarbeiten der Signalausgänge eines jeden aus der Vielzahl von Kontakten, und bildet ein kombiniertes Signal durch Kombinieren der Vielzahl von verarbeiteten Signalen.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst Goldkontakte.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen Gleichtaktverstärker mit einem an einen Signalausgang des wenigstens einen Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Eingang.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an einen Signalausgang des wenigstens einen Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Spannungsausgleichsschaltkreis.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die in Serie gekoppelt und an den Signalausgang wenigstens eines Kontakts gekoppelt sind, wobei eine erste Diode den ersten Widerstand an eine erste Spannungsquelle koppelt und eine zweite Diode den zweiten Widerstand an eine zweite Spannungsquelle koppelt.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Ausgang eines Gleichtaktverstärkers und einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die in Serie zwischen einer ersten Spannungsquelle und einer zweiten Spannungsquelle gekoppelt und an einen Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelt sind.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen Gleichstromeliminierungsschaltkreis, der an wenigstens einen Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelt ist.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen zwischen einem Eingang eines Gleichtaktverstärkers und einem Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Kondensator.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Kontakt und den Gleichtaktverstärker gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Das System einer Ausführung umfasst einen in dem Gehäuse angeordneten und an den Prozessor gekoppelten drahtlosen Transmitter, wobei der drahtlose Transmitter von der Sensorelektrode empfangene Daten des Subjekts überträgt.
Das Gehäuse einer Ausführung umfasst zwei Teilgehäuse, wobei ein erstes Teilgehäuse die Sensorelektrode enthält und ein zweites Teilgehäuse wenigstens eine zusätzliche Sensorelektrode enthält.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten einen eine Vielzahl von Sensorelektroden umfassenden Apparat. Jede Sensorelektrode umfasst eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten. Der Apparat einer Ausführung enthält eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen. Ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen ist mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden. Der Apparat einer Ausführung enthält wenigstens einen an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Prozessor. Der Prozessor verarbeitet jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten einen Apparat, umfassend: eine Vielzahl von Sensorelektroden, wobei jede Sensorelektrode eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten umfasst; eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen, wobei ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden ist; wenigstens einen an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Prozessor, wobei der Prozessor jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat verarbeitet.
Der Apparat einer Ausführung umfasst ein erstes Gehäuse, das eine erste Vielzahl von Sensorelektroden enthält, und ein zweites Gehäuse, das eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden enthält.
Das erste Gehäuse einer Ausführung umfasst eine linke Sensorelektrode an einem ersten Ende des ersten Gehäuses und eine rechte Sensorelektrode an einem zweiten Ende des ersten Gehäuses.
Der Apparat einer Ausführung umfasst eine linke Mittelsensorelektrode, die in dem ersten Gehäuse zwischen dem ersten Ende und einem mittleren Bereich des ersten Gehäuses angeordnet ist, und eine rechte Mittelsensorelektrode, die in dem ersten Gehäuse zwischen dem zweiten Ende und dem mittleren Bereich angeordnet ist.
Die linke Sensorelektrode einer Ausführung ist ausgelegt, um eine linke Region eines menschlichen Kopfes zu kontaktieren, die rechte Sensorelektrode ist ausgelegt, um eine rechte Region des menschlichen Kopfes zu kontaktieren, und die linke Mittelsensorelektrode und die rechte Mittelsensorelektrode sind ausgelegt, um eine vordere mittlere Region des menschlichen Kopfes zu kontaktieren, wenn sie von einem Subjekt getragen werden.
Die Vielzahl von Kontakten einer jeden Sensorelektrode aus der ersten Vielzahl von Sensorelektroden eines Ausführungsbeispiels umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks angeordnet ist.
Das zweite Gehäuse einer Ausführung umfasst eine linke hintere Sensorelektrode an einem ersten Ende des zweiten Gehäuses und eine rechte hintere Sensorelektrode an einem zweiten Ende des zweiten Gehäuses. Die linke hintere Sensorelektrode und die rechte hintere Sensorelektrode eines Ausführungsbeispiels sind ausgelegt, um eine hintere mittlere Region des menschlichen Kopfes zu kontaktieren, wenn sie von dem Subjekt getragen werden.
Die Vielzahl von Kontakten jeder Sensorelektrode aus der zweiten Vielzahl von Sensorelektroden eines Ausführungsbeispiels umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist.
Der Apparat einer Ausführung umfasst ein mit dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse verbundenes Substrat.
Die Vielzahl von Kontakten jeder Sensorelektrode einer Ausführung umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist.
Die Vielzahl von Kontakten jeder Sensorelektrode einer Ausführung umfasst fünf Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist, und ein Kontakt in einem mittleren Bereich des Rechtecks positioniert ist.
Ein Abstand zwischen einem ersten Kontakt in einer ersten Ecke und einem zweiten Kontakt in einer zweiten Ecke einer Ausführung beträgt ungefähr 1,25 Zoll.
Der Prozessor einer Ausführung verarbeitet die Signalausgänge von jedem aus der Vielzahl von Kontakten separat.
Der Prozessor einer Ausführung bildet eine Vielzahl von verarbeiteten Signalen durch separates Verarbeiten der Signalausgänge eines jeden aus der Vielzahl von Kontakten, und bildet ein kombiniertes Signal durch Kombinieren der Vielzahl von verarbeiteten Signalen.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst Goldkontakte.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an einen Signalausgang des wenigstens einen Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Eingang eines Gleichtaktverstärkers.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an den Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an einen Signalausgang des wenigstens einen Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Spannungsausgleichsschaltkreis.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die in Serie gekoppelt und an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelt sind, wobei eine erste Diode den ersten Widerstand an eine erste Spannungsquelle koppelt und eine zweite Diode den zweiten Widerstand an eine zweite Spannungsquelle koppelt.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Ausgang eines Gleichtaktverstärkers, und einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die zwischen einer ersten Spannungsquelle und einer zweiten Spannungsquelle in Serie gekoppelt und an den Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelt sind.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an wenigstens einen Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Gleichstromeliminierungsschaltkreis.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen zwischen einem Eingang eines Gleichtaktverstärkers und einem Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Kondensator.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Kontakt und an den Gleichtaktverstärker gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Der Apparat einer Ausführung umfasst einen an den Prozessor gekoppelten drahtlosen Transmitter, wobei der drahtlose Transmitter Daten von der Vielzahl von Kontakten überträgt.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten ein wenigstens ein lösbar an ein Subjekt anbringbares Gehäuse umfassendes System. Das System einer Ausführung enthält eine Vielzahl von Sensorelektroden. Jede Sensorelektrode umfasst eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten. Das System einer Ausführung enthält eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen. Ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen ist mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden. Das System einer Ausführung enthält wenigstens einen in dem wenigstens einen Gehäuse angebrachten und an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Kontrollschaltkreis. Das System einer Ausführung enthält wenigstens einen in dem Gehäuse angebrachten und an den wenigstens einen Kontrollschaltkreis gekoppelten Prozessor. Der Prozessor verarbeitet jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat.
Hierin beschriebene Ausführungen enthalten ein System, umfassend: wenigstens ein Gehäuse, das lösbar an ein Subjekt anbringbar ist; eine Vielzahl von Sensorelektroden, wobei jede Sensorelektrode eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, ein Muster bildenden Kontakten umfasst; eine Vielzahl von an die Vielzahl von Kontakten gekoppelten Signalausgängen, wobei ein Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen mit jedem Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten verbunden ist; und wenigstens einen in dem wenigstens einen Gehäuse angebrachten und an die Vielzahl von Signalausgängen gekoppelten Kontrollschaltkreis; und wenigstens einen in dem Gehäuse angebrachten und an den wenigstens einen Kontrollschaltkreis gekoppelten Prozessor, wobei der Prozessor jeden Signalausgang aus der Vielzahl von Signalausgängen separat verarbeitet.
Das wenigstens eine Gehäuse einer Ausführung umfasst ein erstes Gehäuse, das eine erste Vielzahl von Sensorelektroden enthält, und ein zweites Gehäuse, das eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden enthält.
Das erste Gehäuse einer Ausführung umfasst eine linke Sensorelektrode an einem ersten Ende des ersten Gehäuses, und eine rechte Sensorelektrode an einem zweiten Ende des ersten Gehäuses.
Das System einer Ausführung umfasst eine in dem ersten Gehäuse zwischen dem ersten Ende und einem mittleren Bereich des ersten Gehäuses angeordnete linke Mittelsensorelektrode, und eine in dem ersten Gehäuse zwischen dem zweiten Ende und dem mittleren Bereich angeordnete rechte Mittelsensorelektrode.
Die linke Sensorelektrode einer Ausführung ist ausgelegt, um eine linke Region eines menschlichen Kopfes zu kontaktieren, die rechte Sensorelektrode ist ausgelegt, um eine rechte Region des menschlichen Kopfes zu kontaktieren, und die linke Mittelsensorelektrode und die rechte Mittelsensorelektrode sind ausgelegt, um eine vordere mittlere Region des menschlichen Kopfes zu kontaktieren, wenn sie von einem Subjekt getragen werden.
Die Vielzahl von Kontakten einer jeden Sensorelektrode aus der ersten Vielzahl von Sensorelektroden eines Ausführungsbeispiels umfasst vier Kontakte, und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist.
Das zweite Gehäuse einer Ausführung umfasst eine linke hintere Sensorelektrode an einem ersten Ende des zweiten Gehäuses, und eine rechte hintere Sensorelektrode an einem zweiten Ende des zweiten Gehäuses.
Die linke hintere Sensorelektrode und die rechte hintere Sensorelektrode eines Ausführungsbeispiels sind ausgelegt, um eine hintere mittlere Region des menschlichen Kopfes zu kontaktieren, wenn sie von dem Subjekt getragen werden.
Die Vielzahl von Kontakten jeder Sensorelektrode aus der zweiten Vielzahl von Sensorelektroden einer Ausführung umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist.
Das System einer Ausführung umfasst ein mit dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse verbundenes Substrat.
Die Vielzahl von Kontakten jeder Sensorelektrode einer Ausführung umfasst vier Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist.
Die Vielzahl von Kontakten jeder Sensorelektrode einer Ausführung umfasst fünf Kontakte und das Muster umfasst ein Rechteck, wobei ein Kontakt in jedem Eckbereich des Rechtecks positioniert ist, und ein Kontakt in einem mittleren Bereich des Rechtecks positioniert ist.
Ein Abstand zwischen einem ersten Kontakt in einer ersten Ecke und einen zweiten Kontakt in einer zweiten Ecke einer Ausführung beträgt ungefähr 1,25 Zoll.
Der Prozessor einer Ausführung verarbeitet die Signalausgänge von jedem aus der Vielzahl von Kontakten separat.
Der Prozessor einer Ausführung bildet eine Vielzahl von verarbeiteten Signalen durch separates Verarbeiten der Signalausgänge eines jeden aus der Vielzahl von Kontakten, und bildet ein kombiniertes Signal durch Kombinieren der Vielzahl von verarbeiteten Signalen.
Die Vielzahl von Kontakten einer Ausführung umfasst Goldkontakte.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen Gleichtaktverstärker mit einem an einen Signalausgang des wenigstens einen Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Eingang.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an einen Signalausgang wenigstens eines Kontakts aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Spannungsausgleichsschaltkreis.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die in Serie gekoppelt und an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelt sind, wobei eine erste Diode den ersten Widerstand an eine erste Spannungsquelle koppelt, und eine zweite Diode den zweiten Widerstand an eine zweite Spannungsquelle koppelt.
Der Spannungsausgleichsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an den Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Ausgang eines Gleichtaktverstärkers, und einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die zwischen einer ersten Spannungsquelle und einer zweiten Spannungsquelle in Serie gekoppelt und an einen Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelt sind.
Der wenigstens eine Kontrollschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an wenigstens einen Kontakt aus der Vielzahl von Kontakten gekoppelten Gleichstromeliminierungsschaltkreis.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen zwischen einem Eingang eines Gleichtaktverstärkers und einem Signalausgang des wenigstens einen Kontakts gekoppelten Kondensator.
Der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einer Ausführung umfasst einen an dem Kontakt und an dem Gleichtaktverstärker gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Das System einer Ausführung umfasst einen an den Prozessor gekoppelten drahtlosen Transmitter, wobei der drahtlose Transmitter Daten von der Vielzahl von Kontakten überträgt.
Die Elektroden können Komponenten eines einzelnen Systems, mehrerer Systeme und/oder geographisch getrennter Systeme sein. Die Elektroden können auch Subkomponenten oder Subsysteme eines einzelnen Systems, mehrerer Systeme und/oder geographisch getrennter Systeme sein. Die Elektroden können an eine oder mehrere andere Komponenten (nicht gezeigt) eines übergeordneten Systems oder eines an das übergeordnete System gekoppelten Systems gekoppelt sein.
Die Elektroden einer Ausführung enthalten ein verarbeitendes System und/oder arbeiten unter bzw. in Verbindung mit einem verarbeitenden System. Das verarbeitende System enthält jede Sammlung von prozessorbasierten Vorrichtungen oder zusammenarbeitenden Computervorrichtungen, oder Komponenten von verarbeitenden Systemen oder Vorrichtungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Zum Beispiel kann das verarbeitende System einen oder mehrere tragbare Computer, tragbare Kommunikationsvorrichtungen, die in einem Kommunikationsnetzwerk arbeiten, und/oder einen Netzwerkserver enthalten. Der tragbare Computer kann jeder aus einer Anzahl und/oder einer Kombination von Vorrichtungen sein, die ausgewählt wurden aus Personalcomputern, Mobiltelefonen, persönlichen digitalen Assistenten, tragbaren Computervorrichtungen und tragbaren Kommunikationsvorrichtungen, ist aber nicht darauf beschränkt. Das verarbeitende System kann Komponenten innerhalb eines größeren Computersystems enthalten.
Das verarbeitende System einer Ausführung enthält wenigstens einen Prozessor und wenigstens eine Speichervorrichtung oder ein Subsystem. Das verarbeitende System kann auch wenigstens eine Datenbank enthalten oder an sie gekoppelt sein. Der hierin allgemein verwendete Begriff ”Prozessor” bezieht sich auf jede logische Verarbeitungseinheit, wie eine oder mehrere Zentralprozessoreinheiten (CPUs), digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreis (ASIC), etc. Der Prozessor und der Speicher können auf einem einzelnen Chip monolithisch integriert sein, auf eine Anzahl von Chips oder Komponenten des AMS verteilt sein und/oder durch eine Kombination von Algorithmen bereitgestellt werden. Die hierin beschriebenen AMS-Verfahren können als eines oder mehrere aus einer Auswahl von Softwarealgorithmen, Programme, Firmware, Hardware, Komponenten, Schaltkreise, und jeder Kombination hieraus umgesetzt werden.
Die mit den Elektroden einer Ausführung verwendeten Komponenten des verarbeitenden Systems können gemeinsam oder an getrennten Orten angeordnet sein. Kommunikationspfade koppeln die Elektroden und enthalten jedes Medium zur Übertragung oder Kommunikation von Daten zwischen den Komponenten. Die Kommunikationspfade enthalten drahtlose Verbindungen, Drahtverbindungen, und hybride drahtlose/verdrahtete Verbindungen. Die Kommunikationspfade enthalten auch Kopplungen oder Verbindungen zu Netzwerken, inklusive Local Area Networks (LANs), Metropolitan Area Networks (MANs), Wide Area Networks (WANs), proprietären Netzwerken, betriebsinternen oder Backendnetzwerken, und dem Internet. Des Weiteren enthalten die Kommunikationspfade entfernbare feste Medien, wie Disketten, Festplatten, CD-ROMs sowie Flash-RAMs, universale serielle Schnittstellen (USB), RS-232-Verbindungen, Telefonleitungen, Busse und E-Mail-Nachrichten.
Aspekte der hierin beschriebenen Elektroden und entsprechenden Systeme können als programmierte Funktionalität in jedem aus einer Vielfalt von Schaltkreisen, inklusive programmierbarer logischer Vorrichtungen (PLDs) wie feldprogrammierbarer Gate-Arrays (FPGAs), programmierbarer logischer Array-Vorrichtungen (PAL), elektrisch programmierbarer Logik- und Speichervorrichtungen, und zellenbasierte Standardvorrichtungen, sowie anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) umgesetzt werden. Einige andere Möglichkeiten, um Aspekte der Elektroden und entsprechender Systeme durchzuführen, enthalten: Mikrocontroller mit Speicher (wie elektronisch löschbare, programmierbare Festspeicher (EEPROM)), eingebettete Mikroprozessoren, Firmware, Software, etc. Des Weiteren können Aspekte der Elektroden und der entsprechenden Systeme in Mikroprozessoren mit softwarebasierter Schaltkreisemulation, diskreter Logik (sequentiell und kombinatorisch), kundenspezifischen Vorrichtungen, Fuzzy (neuraler) Logik, Quantenvorrichtungen, und Hybriden von jeder der oben genannten Vorrichtungsarten ausgeführt sein. Natürlich können die zugrunde liegenden Vorrichtungstechnologien in einer Vielfalt von Komponentenarten bereitgestellt werden, zum Beispiel Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) Technologien wie komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS), bipolarer Technologien wie emittergekoppelte Logik (LCL), Polymertechnologien (z. B. siliziumkonjugierte Polymere und metallkonjugierte Polymermetallstrukturen), gemischt analoge und digitale Technologien, etc.
Die obige Beschreibung von Ausführungen der Elektroden ist nicht als erschöpfend oder die Systeme und Verfahren auf genau die offenbarte Form beschränkend gedacht. Während spezifische Ausführungen von und Beispiele für die Elektroden hierin zu Anschauungszwecken beschrieben sind, erkennt der Fachmann, dass verschiedene äquivalente Abwandlungen im Rahmen der Systeme und Verfahren möglich sind. Die hierin bereitgestellte Lehre der Elektroden kann auf andere Systeme und Verfahren angewandt werden, nicht nur auf die Systeme und Verfahren, die oben beschrieben sind.
Die Elemente und Vorgänge der verschiedenen oben beschriebenen Ausführungen können kombiniert werden, um weitere Ausführungen bereitzustellen. Diese und andere Änderungen können an den Elektroden im Sinne der obigen ausführlichen Beschreibung vorgenommen werden.

Claims

Apparat, umfassend: eine erste Elektrode, gekoppelt mit einem ersten Bereich eines Kopfes eines Subjekts, um ein Elektroenzephalogramm(EEG)-Signal zu sammeln, die erste Elektrode umfassend: einen ersten Kontakt um ein erstes Signal aus dem ersten Bereich des Kopfes zu sammeln; und einen zweiten Kontakt um ein zweites Signal aus dem ersten Bereich des Kopfes zu sammeln; eine zweite Elektrode, gekoppelt mit einem zweiten Bereich des Kopfes um ein EEG-Signal zu sammeln, die zweite Elektrode umfassend: einen dritten Kontakt um ein drittes Signal aus dem zweiten Bereich des Kopfes zu sammeln; und einen vierten Kontakt um ein viertes Signal aus dem zweiten Bereich des Kopfes zu sammeln; und einen an die erste Elektrode und die zweite Elektrode gekoppelten, kommunikativen Prozessor um: das erste Signal, das zweite Signal, das dritte Signal und das vierte Signal separat zu verarbeiten; einen ersten Gewichtungsfaktor auf das erste Signal anzuwenden, um ein erstes gewichtetes Signal zu erzeugen, einen zweiten Gewichtungsfaktor auf das zweite Signal anzuwenden, um ein zweites gewichtetes Signal zu erzeugen, einen dritten Gewichtungsfaktor auf das dritte Signal anzuwenden, um ein drittes gewichtetes Signal zu erzeugen und einen vierten Gewichtungsfaktor auf das vierte Signal anzuwenden, um ein viertes gewichtetes Signal zu erzeugen; das erste gewichtete Signal und das zweite gewichtete Signal zu kombinieren, um ein erstes virtuelles Elektrodensignal zu erzeugen, wobei das erste virtuelle Signal einem Signal entspricht, das an einem Ort zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt gesammelt wird; und das dritte gewichtete Signal und das vierte gewichtete Signal zu kombinieren, um ein zweites virtuelles Elektrodensignal zu erzeugen.
Apparat nach Anspruch 1, wobei zumindest einer des ersten Kontakts, des zweiten Kontakts, des dritten Kontakts oder des vierten Kontakts Gold enthält.
Apparat nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Eingang eines Gleichtaktverstärkers, der mit dem ersten Kontakt kommunikativ gekoppelt ist.
Apparat nach Anspruch 3, weiterhin umfassend einen an den Eingang des Gleichtaktverstärkers kommunikativ gekoppelten Vorspannungsschaltkreis, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Apparat nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Spannungsausgleichsschaltkreis, der an einen Signalausgang des ersten Kontakts gekoppelt ist.
Apparat nach Anspruch 5, wobei der Spannungsausgleichsschaltkreis einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand in Reihe umfasst, die an den Signalausgang des ersten Kontakts gekoppelt sind, wobei eine erste Diode den ersten Widerstand an eine erste Spannungsquelle koppelt, und eine zweite Diode den zweiten Widerstand an eine zweite Spannungsquelle koppelt.
Apparat nach Anspruch 5, wobei der Spannungsausgleichsschaltkreis einen Ausgang eines Gleichtaktverstärkers umfasst, der im Kreislauf mit dem Signalausgang des ersten Kontakts ist, und einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand umfasst, die zwischen einer ersten Spannungsquelle und einer zweiten Spannungsquelle in Serie gekoppelt sind und an einen Eingang des Gleichtaktverstärkers kommunikativ gekoppelt sind.
Apparat nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Gleichstromeliminierungsschaltkreis, der an den ersten Kontakt gekoppelt ist.
Apparat nach Anspruch 8, wobei der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einen Kondensator umfasst, der im Kreislauf mit einem Eingang eines Gleichtaktverstärkers und einem Signalausgang des ersten Kontakts ist.
Apparat nach Anspruch 9, wobei der Gleichstromeliminierungsschaltkreis einen an den ersten Kontakt und den Gleichtaktverstärker kommunikativ gekoppelten Vorspannungsschaltkreis umfasst, wobei der Vorspannungsschaltkreis einen zwischen einer Spannungsquelle und dem Eingang des Gleichtaktverstärkers gekoppelten Widerstand umfasst.
Apparat nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen mit dem Prozessor kommunikativ gekoppelten drahtlosen Transmitter, wobei der drahtlose Transmitter ist, um Daten des Subjekts zu übertragen, die von der ersten Elektrode empfangen werden.