JP6200003B2 - 電極配列と設置の方法 - Google Patents

Description

この明細書の実施形態は、とりわけ医療装置に、特に脳の電気的活動の計測及び電極を配置する方法に関する。

中枢神経系（ＣＮＳ）及び脳は、特に人間の身体にとって最も複雑で必須のプロセスの幾らかを実行する。驚くべきことに、同時代の健康ケアはしばしば治療拠点における脳機能へ客観的で効率的にアクセスする道具を欠いている。人間の精神と神経学的状態は、典型的にはインタビューと主観的な定期検査により評価される。臨床試験室は脳機能や病理学を効率的に評価する能力を持っていないかも知れず、そして中枢神経（ＣＮＳ）にインパクトを有することがある毒物、毒素、薬品または他の外来性物質の鑑定は大きく制限されている場合がある。

コンピューター断層画像（ＣＴ）や磁気共鳴画像（ＭＲＩ）陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、および単一光子放射型コンピューター断層撮影（ＳＰＥＣＴ）などの脳画像技術が、脳の構造の可視化に用いられる場合がある。さらに、これらの解剖学的試験は、脳の機能に関する情報を、殆ど明かさないことが多い。例えば、中毒、脳震盪、能動性発作、代謝性脳症、感染症、糖尿病性昏睡、及び神経性の他の状態は、ＣＴスキャンでは異常は示されないであろう。たとえ脳卒中や心的外傷性の脳の傷（ＴＢＩ）であっても、人の脳の機能の異常が明確に観察されても、画像診断では、異常は直ちには可視には成らないであろう。ＣＴとＭＲＩは脳の形態または構造が変化した後で脳の機能の変化を検出できるだけである。従って、ある場合には、重度の神経学的な病理がＣＴまたはＭＲＩで見えるようになる迄には、症状の始まった後数時間または数日間かかる場合がある。

そのような限界は、特に重大な後遺症になる場合がある、なぜなら脳は更なる劣化を防ぐためには、迅速な注意を必要とすることがある。例えば、びまん性軸索損傷（ＤＡＩ）、神経線維の剪断及び多くの震盪性の脳の損傷が明らかなケースでは、通常の構造的画像では眼に見えないこともある。もし早い段階で、ＤＡＩからの腫れまたは浮腫が検出されなければ、昏睡して死ぬこともある。

機能ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）、ＭＲＩに対する最近の改良は、脳の種々の部分の酸化ヘモグロビンの濃度の相対的な画像を提供する。酸化ヘモグロビンの濃度は、脳の特定の領域の代謝機能を示す有用な指針であることがあるが、それは潜在的な脳の機能に関する制限された、または情報を提供しない場合もある、即ち、脳による情報処理は、その性質が電気化学的である。他の最近の改良では、拡散ＭＲＩ（ｄＭＲＩ）は、脳の中の水などの分子の拡散プロセスをマップし、組織構造に関する詳細を提供することもある。ｄＭＲＩの１つのタイプの拡散テンソル画像（ＤＴＩ）は、白質繊維構造の異常を示すために成功裡に使用され、脳の連結性のモデルを提供する。ＤＴＩはＤＡＩを検出する実行可能な画像ツールであるが、その画像は脳の機能よりは、やはり再び解剖的情報に焦点を当てたものある。

脳の活動の全ての、感覚、認識、情緒、自律、運動機能は電気的な性質である。電気化学的な反応のシリーズを通して、神経伝達物質と呼ばれる分子による伝達は電気的なポテンシャル（電圧）が発生し、脳を通じて伝達され、無数のニューロンの間とその中を連続して移動する。この活動は、脳波図（ＥＥＧ）の基本的な電気的識別特性を確立し、そして解剖学的な構造と機能の基礎を持ち得る識別可能な周波数を生成する。これらの基本的なリズムとそれらの重要性に対する理解は、正常な限界の中またはそれを越えての脳の電気的信号を特徴づけすることを可能にする。この基本的なレベルで、電気信号は脳の機能の正常と異常の両方の定義を提供できる。異常な心電図（ＥＣＧ）パターンが特定の心臓の病理の強力な指示と同様、異常な脳波のパターンは、特定の脳の病理の強力な指示である。それに加えて、脳の電気的活動は、何らかの構造的変化が起きる前の状態の徴候に密接に影響されることもある。

たとえ、ＥＥＧベースのニューロメトリクス技術が一般に今日神経診断法に受け入れられたとしても、臨床環境でのその応用は非常に限られている。標準のＥＥＧ技術を用いて、テストを管理するのに、熟練した技術者で１から４時間かかる。次に、神経学者はデータを解釈し、臨床的な評価を行わなければならない。

更に、ＥＥＧデータを記録するために使用される幾つかの機器は、あまりに大きく、またはある状況には適していないこともある。例えば、標準のＥＥＧ機器は、技術者に１９ないしそれ以上の電極を、被験者の頭皮へ独立して適用することを要求する場合がある。各電極は、被験者の頭皮の上に直接（しばしば導電ジェルまたペースと一緒に）被験者の頭の正確な場所に置かねばならない。おのおのリード線を付けての電極の適用は、しばしば煩雑で時間がかかり、完了するまで３０分またそれ以上かかかる。適用は更に、電線が容易に絡まり、他の操作に干渉するので複雑な
場合がある。その可搬性の欠如から、ＥＥＧ技術は臨床拠点での適用に適しない。

ＥＥＧ技術の被験者への適用を容易にするため、幾つかの製品は、電極を被験者の頭部に置くことが出来るネットまたはキャップに電極を結合している。一度置くと、技術者は独立して設置することが出来、そして各電極を頭皮に設置する。このことは準備時間を短くする場合があるが、それでも技術者は各電極を設置する必要がある。

他の製品は、管理者が全ての電極を一度に被験者に適用させることで、各々の電極を独立して設置することを避けることを試みた。そのような製品は、ヘッドセットの中の電極を関連する位置に固定し、被験者にフィットさせる場合がある。従って、全ての電極をヘッドセットの中に結合し、そして相対的な位置を固定し、そうすることで、ヘッドセットを一度被験者に設置すると、電極の装着が完成し、準備時間を著しく減らすことが出来る場合がある。そのような技術は、ある程度まで麻酔科医のための鎮静作用の適用にもたらされ、例えば、人間のＥＥＧ読取が同じ人間の予備鎮静作用と予後鎮静作用の読取をベースにした適切な鎮静作用を示しているかどうかを検出するために行われた。それでも、電極をこのようにグループ化することは、人口に対して相対的に与えられた人間にたいして、正常と異常のレベルの間を区別する能力が、ＥＥＧ読取捕捉のためには、驚いたことに不適切で信頼できないことが立証された。

迅速で信頼出来るＥＥＧ読取のための電極配置の方法が無ければ、現在のＥＥＧ装置と電極配列は救急室（ＥＲ）、手術室（ＯＲ）、救急治療室（ＩＣＵ）、第１応答状況、スポーツイベント、戦場、または他の治療拠点設定及び状況には実際的ではない場合がある。従って、重大な脳の損傷と病気を伴う被験者のための、迅速な神経学的評価と処置ガイダンスを提供する可搬型の脳状態評価技術は、それにより、更なる脳の損傷と、障害を防ぐために緊急に必要である。このことは、同様に、医者に行動のコースの迅速な選択、優先順位の高い人のための画像、及び、神経学者または神経手術への緊急の付託の決定を助けることが出来る。

本明細書に記載されているこの開示の実施形態は、先行技術の幾つかの不便を克服している場合がある。

この開示の実施形態は、被験者の脳の電気的活動を検知するための電極の配置などの医療装置に関するものである。この開示の種々の実施形態は、１ないしそれ以上の下記の態様を含む場合がある。

１つの実施形態に従って、脳の電気的活動を検出するヘッドセットは、被験者の額に合う柔軟な基板を含むことが出来る。基板は額を横切って基板が置かれるように、被験者の耳に嵌るように形成された第１端と第２端を有することが出来る。基板は第１端と第２端の距離を選択的に変えることが出来る少なくとも１つの伸びることが出来る領域を含む場合がある。ヘッドセットは、同じく基板の上に置かれた複数の電極を含み、ヘッドセットが被験者に置かれると電極が被験者に接触する場合がある。第１電極は額の上部中心領域に接触するように形成され、第２電極は額の下部中心領域に接触するように形成され、第３電極は額の前面右領域に接触するように形成され、第４電極は額の前面左領域に接触するように形成され、第５電極は額の右側領域に接触するように形成され、第６電極は額の左側領域に接触するように形成されている場合がある。１つの電極がそれぞれ固定装置の中に含まれ、ヘッドセットが被験者に取り付けられると耳の領域に接触するように形成され、そして少なくとも第３と第４の電極は、ヘッドセットが被験者に取り付けられて他の電極に関連して少なくとも縦方向に動かすことが出来る。ヘッドセットは同じく、基盤の中に柔軟な電気回路を含み電極を稼働出来るように繋がれている場合がある。

ヘッドセットの種々の実施形態は、１ないしそれ以上の下記の形を含むことが出来る。複数の電極の少なくとも１つは接地されている場合があり、少なくとも第３と第４の電極は各々距離を示すゲージを含んでいる場合があり、距離を示すゲージは電極に繋がれた第１端のタブを含み、そして第２端は電極から延びた自由端であり、距離を示すゲージの第２端から、電極の中心までの距離は、電極が被験者の解剖学的形状から、設置された電極距離と概ね等しいことがあり、解剖学的形状は眉で、そして基盤中に少なくとも１つの伸びることが出来る湾曲または折り畳みを含んでいる場合がある。

他の実施形態に従って、ヘッドセットを適用する方法は、下記を含む場合がある。第１センサーを左耳の領域に適用し、第２センサーを右耳の領域に適用し、第３センサーを額の上部中央領域に適用し、第４センサーを額に適用し、第５センサーを額の左前面領域に適用し、第６センサーを額の右前面領域に適用し、第７センサーを額の左側領域に適用し、第８センサーを額の右側領域に適用し、その中で、ヘッドセットは、第１端と第２端を有し、被験者の額に合致する寸法の柔軟な基板を含み、その中で第１端と第２端は、柔軟な基板が額を横断する位置に置かれるように、被験者の耳に嵌るように形成された固定装置を含み、柔軟な基板は少なくとも１つのセンサーを適用するために、被験者の解剖学的領域からの距離を示すように形成された、少なくとも１つの距離ゲージを含み、そしてその中に、ヘッドセットは接続領域、及び接続領域をプロセッサーに接続する方法を更に含んでいる。方法の種々の実施形態は、１ないしそれ以上の下記の形を含む場合がある。接続は無線またはプロセッサーへの接続子領域は物理的接続を含むことがある；プロセッサーは可搬型の手持ち装置に収納出来る場合があり、少なくとも１つのセンサーからのデータを受け取るように形成されている；方法は更に、インピーダンスチェックを含む場合があり、その中で可搬型の手持ち装置は、少なくとも１つの信号を各センサーに送り、そして各センサーに対するインピーダンス値を識別するために、結果としての各センサーからの電流値を測定する；可搬型の手持ち装置は、各センサーに対するインピーダンス値を表示するためのディスプレースクリーンを含む場合があり、そして方法は更に、インピーダンス値が範囲の中に落ちるかどうかを決めるために、予め決められたインピーダンス範囲に対する各センサーの特定のインピ−ダンス値を表示し、そして範囲外に落ちたインピーダンス値を、センサーに対するインピーダンス値の範囲内に落とすためにセンサーを調節する；基板は、第１端と第２端の間の距離を選択的に変えることが出来る少なくとも１つの広がることが出来る領域を含む場合がある；第４センサーは被験者の額の下部中央領域に適用される場合があり、そして第４センサーは接地される場合がある；第５センサーの適用と第６センサーの適用は、タブの遠位領域が眉に接触することなく、直接眉の上に載るように対応するタブを調節することを含む場合がある；少なくとも１つのセンサーは取り外すことが出来る場合がある；第３センサーの適用は、第３センサーを被験者のヘヤーラインの下に置くことを含む場合があり；解剖学的な領域は被験者のナジオンの場合がある；距離ゲージは、第４センサーから延長された部分を含み、そして第４センサーの適用は、距離ゲージの遠位部が直接ナジオンの上になるように置くことが含まれる場合がある。

他の実施形態に従って、脳の電気的活動を検出するためのヘッドセットは、下記を含む場合がある；被験者の額に合うように寸法が決められた柔軟な基板は、第１端と第２端を有し、その中で第１端と第２端の各々は、柔軟な基板が額を横切るように置かれた被験者の耳に嵌るように形成された固定装置を含み、そしてその中で、柔軟な基板は第１端と第２端の間の距離を選択的に変えられる広げることが出来る少なくとも１つの領域を含み；第１センサーは柔軟な基板の上に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると額の上部中央に接触するように形成され；第２センサーは柔軟な基板の上に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると、額の下部中央の接触するように形成され；第３センサーは柔軟な基板の上に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると、額の左前面領域に接触するように形成され；その中でヘッドセットは、第３センサーの位置が、第１センサーの位置に関連して動かせるように調節可能で；第４センサーは、柔軟な基板の上に設置され、そしてヘッドセットが被験者の上に置かれると、額の右前面領域に接触するように形成され、その中で第４センサーの位置が第１センサーの位置に関連して調節出来る様に動けるように形成され、第５センサーは、柔軟な基板の上に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると、額の左側領域に接触するように形成され、第６センサーは、柔軟な基板の上に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると、額の右側領域に接触するように形成され；第７センサーは柔軟な基板の第１端に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると、被験者の左耳領域に接触するように形成され；第８センサーは柔軟な基板の第２端に設置され、ヘッドセットが被験者の上に置かれると、被験者の右耳領域に接触するように形成され；その中で第２センサー、第３センサー及び第４センサーの各々は、センサーに接続された第１端を有する伸ばされた部分とセンサーから延びた自由端を含んでいる。

更に、このヘッドセットに適用される方法は、下記を含む場合がある；被験者のナジオン領域の第２センサーの延長部分の自由端を第２センサー及び額の上の第１センサーと一直線に並ぶように置き；第１センサーが被験者のヘアラインの下の額の上に置かれるように第１センサーの位置を調節する；第１センサーと第２センサーを被験者の額に取り付ける;第１端を被験者の第１耳の領域に嵌め；第２端を被験者の第２耳領域に嵌める；第７
センサーを第１耳領域に取り付け、第８センサーを第２耳領域に取り付ける；第３センサーの延長部分の自由端を、自由端が第１眉に接触しないように、直接被験者の眉の上に取り付け、そして、第３センサーを被験者の額に取り付ける；第４センサーの延長部分の自由端を、自由端が第２眉に接触しないように直接被験者の第２眉の上にとりつけ、第４センサーを被験者の額の上に取り付ける；第５センサーを被験者の額の上に取り付ける；そして第６センサーを被験者の額に取り付ける。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
人間の被験者の脳の電気的活動を検出するためのヘッドセットで、
被験者の額に合わせるように、寸法が決められた柔軟な基板は、第１端と第２端を有し、この中で前記第１端及び前記第２端の各々は、前記基板を、前記額を横断して取り付けるために、前記被験者の耳に嵌まる様に形成された固定装置を含み、及び、この中で前記基板は、第１端と第２端の間の距離を選択出来る形で変えることが許容される少なくとも１つの広げることを出来る領域を含み、
前記ヘッドセットが、前記被験者に置かれると前記電極が前記被験者に接触するように前記基板の上の複数の電極が載せられており、
その中で第１電極は前記額の上部中央に接触する様に形成され、第２電極は前記額の下部中央に接触するように形成され、第３電極は前記額の前面右側領域に接触する様に形成され、第４電極は前記額の前面左側領域に接触する様に形成され、第５電極は前記額の右側領域に接触する様に形成され、そして第６電極は前記額の左側領域に接触するように形成され、
１つの電極が各固定装置の中に含まれ、及び前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記被験者の耳領域に接触するように形成され、そして
その中で少なくとも１つの前記第３電極と前記第４電極が、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記他の電極に関連して少なくとも１つの縦方向に動くことができ、
前記基板の中の柔軟な回路が運転できるように各電極に繋がっていることで構成されている前記ヘッドセット。
（項目２）
前記複数の電極の少なくとも１つが接地電極である、項目１に記載の前記ヘッドセット。
（項目３）
少なくとも１つの前記第３電極及び前記第４電極の各々が距離表示ゲージを含んでいる、項目１に記載の前記ヘッドセット。
（項目４）
前記距離表示ゲージは前記電極に接続された第１端と前記電極から延びた第２自由端を備えたタブを含んでいる、項目３に記載の前記ヘッドセット。
（項目５）
前記距離表示ゲージの前記第２端から前記電極中央までの距離が、前記ヘッドセットが前記被験者の額の上に置かれた時に、前記電極が前記被験者の解剖学的形状から置かれた距離が、殆ど等しい、項目４に記載の前記ヘッドセット。
（項目６）
解剖学的形状が眉である、項目５に記載のヘッドセット。
（項目７）
前記距離表示ゲージの前記第２端から前記電極の前記中央までの距離が殆ど１７．７ミリメーターに等しい、項目５に記載の前記ヘッドセット。
（項目８）
前記基板の中に、前記少なくとも１つの広がることが出来る領域が、湾曲または波型を含んだ、項目１に記載のヘッドセット。
（項目９）
ヘッドセットを脳の電気的活動を検出するために被験者に適用する方法で、
第１センサーを前記被験者の左耳領域に適用し、
第２センサーを前記被験者の右耳領域に適用し、
第３センサーを前記被験者の前記額の上部中央領域に適用し、
第４センサーを前記被験者の前記額に適用し、
第５センサーを前記被験者の前記額の左前面領域に適用し
第６センサーを前記被験者の前記額の右前面領域に適用し、
第７センサーを前記被験者の額の左側領域に適用し、
第８センサーを前記被験者の前記額の右側領域に適用し、
前記ヘッドセットは第１端と第２端を有する前記被験者の前記額に合わせるようにする寸法が決められた、柔軟な基板を含み、前記第１端と前記第２端の各々は、前記柔軟な基板が前記被験者の前記額を横断するように配置するために、前記被験者の耳に嵌るように形成された固定装置を含み、前記柔軟な基板は、少なくとも１つの適用されたセンサーから前記被験者の解剖学的形状からの距離を表示するために形成された少なくとも１つの距離ゲージを含み、そして前記ヘッドセットは接続子領域を含み、
前記接続子領域をプロセッサーに接続する、
ことで構成された前記方法。
（項目１０）
前記接続が前記接続子領域から前記プロセッサーへ無線接続を含む、項目９に記載の前記方法。
（項目１１）
前記接続が前記接続子領域から前記プロセッサーへの物理的な接続を含む、項目９に記載の前記方法。
（項目１２）
前記プロセッサーは可搬型の手持ち装置の中に収納され、及び、少なくとも１つのセンサーからデータを受け取るように形成された、項目９に記載の前記方法。
（項目１３）
更に、インピーダンスチェックを管理し、前記可搬型の手持ち装置は少なくとも１つの信号を各センサーに送信し、そして各センサーのインピーダンス値を識別するために各センサーからの結果の電流値を計測することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記可搬型手持ち装置は、各センサーの前記インピーダンス値を表示するためのディスプレースクリーンを含み、前記方法は、さらに
各センサーの前記識別された前記インピーダンス値を、前記インピーダンス値が前記範囲に中に落ちるかどうかを決めるために予め決められたインピーダンス範囲と比較し、そして
前記インピーダンス値が前記範囲の外に落ちるいずれかの前記センサーを調節し、前記センサーの前記インピーダンスを前記範囲の中に落とすことを含む、項目１３に記載の前記方法。
（項目１５）
前記基板は、第１端と第２端の間の距離を選択出来る形で変えることが出来る、少なくとも１つの拡げられる領域を含む、項目９の前記方法。
（項目１６）
前記第４センサーは、前記被験者の前記額の下部中央領域に適用し、前記第４センサーは接地されている、項目９に記載の前記方法。
（項目１７）
前記被験者の前記解剖学的領域が眉である、項目９に記載の前記方法。
（項目１８）
第１距離ゲージは、前記第５センサーの下部領域から伸びたタブを含み、第２距離ゲージは、前記第６センサーの下部領域から伸びたタブを含んでいる、項目１７に記載の前記方法。
（項目１９）
前記第５センサーの適用と前記第６センサーの適用は、前記タブが前記眉に触ることなく、前記タブの遠位領域が前記眉の上に直接位置するようにそれぞれの前記タブの調節を含む、項目１８に記載の前記方法。
（項目２０）
少なくとも１つのセンサーが取り外し可能である、項目９に記載の前記方法。
（項目２１）
前記第３電極の適用は前記第３電極を前記被験者のヘアラインの下に配置することを含む、項目９に記載の前記方法。
（項目２２）
前記被験者の前記解剖学的領域は前記被験者のナジオンである、項目９に記載の前記方法。
（項目２３）
前記距離ゲージは前記第から伸ばされた部分を含み、そして前記第４センサーの適用は、前記距離ゲージの遠位部分が前記被験者のナジオンの直接上になるように、前記距離ゲージの位置を決めることを含んでいる、項目２２に記載の前記方法。
（項目２４）
脳電気活動を検出するためのヘッドセットで、
人間の被験者の額に合うように寸法が決められた柔軟な基板は第１端と第２端を有し、前記第１端と前記第２端の各々は、前記額を横断して前記柔軟な基板を置く様に、前記被験者の耳に嵌まるように形成された固定装置を含み、
前記柔軟な基板の上に置かれた第１センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記額の上部中央領域に接触する様に形成され、
前記柔軟な基板の上に置かれた第２センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記額の下部中央領域に接触するように形成され、
第３センサーは、前記柔軟な基板の上に置かれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記額の左前面領域に接触するように形成され、第３センサーの位置は前記第１センサーの位置に関連して動かすことが出来るように、前記ヘッドセットは調節可能で、
第４センサーは、前記柔軟な基板の上に置かれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記額の右前面領域に接触する様に形成され、第４センサーの位置は、第１センサーの位置に関連して動かすことが出来るように、前記ヘッドセットは調節可能で、
第５センサーは柔軟な基板の上に置かれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記額の右側領域に接触する様に形成され、
第６センサーは前記柔軟な基板の上に置かれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記額の右側領域に接触する様に形成され、
第７センサーは、前記柔軟な基板の上の第１端に置かれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記被験者の左耳領域に接触する様に形成され、及び
第８センサーは前記柔軟な基板の上の第２端に置かれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記被験者の右耳領域に接触する様に形成され、
前記第２センサー、前記第３センサー及び前記第４センサーの各々は、前記センサーに接続された第１端を有する伸ばされた部分、及び前記センサーから伸びた自由端を含むヘッドセット。
（項目２５）
項目２４に記載のヘッドセットを適用する方法で、方法は、
前記第２センサーと前記第１センサーを前記額に並べるために、前記被験者のナジオン領域に前記第２センサーの前記伸ばされた部分の前記自由端を置き、
前記第１センサーが前記被検者のヘアラインの下の前記額の上に置かれるように前記第１センサーの位置を調節し、
前記第１センサーと前記第２センサーを前記被験者の前記額に取り付け、
前記第１端を前記被験者の第１耳領域に嵌め、
前記第２端を前記被験者の第２耳領域に嵌め、
前記自由端が前記第１眉に触らないように、前記第３センサーの伸ばされた部分の自由端を前記第１眉の上に直接置き、前記被験者の前記額に前記第３センサーを取り付け、
前記自由端が前記第２眉に触らないように、前記第４センサーの伸ばされた部分の前記自由端を前記被験者の第２眉の上に直接置き、前記被験者の前記額に第４センサーを取り付け、
前記被験者の前記額に前記第５センサーを取り付け、
前記被験者の前記額に前記第６センサーを取り付けることを含む方法。

添付した図は、この開示のある実施形態を示したもので、記述と共に、この開示の原理を説明する。

この開示の実施形態に従った模範的な脳の評価システムの描写である。 この開示の１つの実施形態に従った、模範的なセンサーの配置の描写である。 図１の脳評価に用いられる模範的な配列の描写である。 この開示の１つの実施形態に従った、模範的な配列の描写である。 この開示の１つの実施形態に従った、被験者に取り付けた時の図３の模範的な配列の側面図である。 被験者に取り付けた時の第１位置の図３の模範的な配列の正面図である。 被験者に取り付けた時の第２位置の図３の模範的な配列の正面図である。 この開示の１つの実施形態に従った、模範的な配列の描写である。 自由電極、固定されたヘッドセットを用いて測定した異なる信号特性の異なる形状の図表による比較し、この開示に従った１つの実施形態の模範的な配列である。 自由電極、固定されたヘッドセットを用いて測定した異なる信号特性の異なる形状の図表による比較し、この開示に従った１つの実施形態の模範的な配列である。 自由電極、固定されたヘッドセットを用いて測定した異なる信号特性の異なる形状の図表による比較し、この開示に従った１つの実施形態の模範的な配列である。 この開示の１つの実施形態に従った、代表的な配列に対する電極の図表的な画像である。

以下の記述はこの開示の実施形態を詳細に参照し、そして添付している図面を説明する。可能な場合は、同じ参照番号を全く同じまたは同様の部品に対して参照する。

この開示は、ここでは特定の適用に対して説明的な実施形態を参照して説明しているので、開示はこれだけに限定されないことは理解されるべきである。通常の技術を有し、教示に接近する当業者の追加の修正、応用、実施形態、及び、同等の代替えの全ては、この発明の範囲である。従って、この開示はこれからのまたは引き続く記述で制限されると考えられるべきではない。

この開示の、他の形態や利点及び可能性のある使用は、引き続くこの開示の記述や、付随する図面からこの技術の当業者には明白になる。

ある例示的な実施形態では、電気的な脳の活動に関連するデータは、被験者の神経学的な傷及び／または病気を検出するのに用いられる場合がある。図１は電気的な脳の信号を得て処理し、被験者の神経学的状態を評価するための神経評価装置１０の１つの実施形態を示す。ある実施形態では、神経評価装置１０は治療拠点に適用する可搬型の装置として実行される場合がある。装置１０は、ベースユニット４２を含む場合があり、それは手持ちユニットまたはより大きな、据え置きユニットである場合がある。ベースユニット４２は、貯蔵、処理が出来、またはさらに電気的脳活動に関連するデータを送信する場合がある。例えば、ベースユニット４２はアナログの電子モジュール３０とデジタル電子モジュール５０を、受け取りとＥＥＧ信号変換のために含む場合があり、プロセッサー５１、メモリー５２、ユーザーが入力及びユーザーへのデータの出力が出来るユーザーインターフェイス４６、装置１０への電気供給のための再充電可能及び／または交換電池４４を含んでいる場合もある。もし再充電可能であれば、バッテリー４４は充電器３９と相互作用があり、続いてＡＣ電源３７は同じく電源ラインの信号品質に影響を与え得るノイズ要素の適切なフィルターを含む場合がある。更に、ベース４２は装置１０の外部の装置、例えば、プリンター４９、外部メモリー４７、または外部プロセッサー４８などの多数の適切な構成要素からのデータの送信及び／または受け取るように構成されている場合もある。メモリー４７及び／またはプロセッサー４８は、同じ構成要素、または異なる構成要素、例えば、コンピューター、スマートフォン、大きなデータベースシステム、患者監視システム等に含まれる場合がある。更にベース４２は、これらの外部構成要素と線または無線で運転できる形で繋がれている場合がある。

装置１０では被験者センサー４０が操作可能な形で線または無線でベースユニット４２と繋がっている場合がある。被験者センサー４０は、被験者からＥＥＧ信号を検出するように形成されている場合があり、そしてこのデータをベース４２へ、矢印４１ａで示す様に送信出来る。ある実施形態では、被験者センサー４０は１ないしそれ以上の取り外し可能な、電気的な脳信号を得るために、被験者の頭に取り付けるように形成された電極などの神経学的センサーを備えた電極配列２０を含む場合がある。電極は自然発生的な電気的脳活動信号、及び／または、ベース４２の中のオプションの刺激発生器５４、被験者センサー４０の中に結合されたまたは分離された、ある刺激発出装置３１により、２つの間を繋ぐ矢印４１ｂで描かれ、適用された刺激（例えば、音響、視覚、触覚等）に応えて発生し、喚起された電位を感知するように形成されている場合がある。

ある実施形態では、配列２０は８個の電極と、例えば、５個の活性チャンネルと３個の参照チャンネルを含んでいる場合がある。配列２０は、被験者の額に取り付けられる前部（正面）電極Ｆｐ１，Ｆｐ２、Ｆ７，Ｆ８，ＡＦｚ（同じくＦｚ’として参照）及びＦＰｚ（接地電極）、及び耳たぶ前側または後ろ側、または乳様突起、大雑把には、図２Ａに示されたような国際１０／２０電極配置システム（ＡＦｚを例外として）に取り付けられるように形成された電極Ａ１及びＡ２を含んでいる場合がある。

国際１０／２０システムは、被験者の頭皮の至るところに間隔を空けて配置される典型的には少なくとも１９個の電極が必要で、配列２０で電極の数を減らすことで配列２０を被験者の額に置くことが出来る場合があり、従って、電極を被験者の頭髪の上に置く必要を取り除く。このことは、頭髪によって起こる伝導の問題を減らす場合があり、そして頭髪を取り除く必要を除く。装置１０は、欠損した電極に適応する能力の信号処理アルゴリズムを採用することにより、配列２０で電極の数の減少を補償するように形成される場合がある。そのような処理は、ベースユニット４２の中のプロセッサー５１または外部プロセッサー４８により達成できる場合がある。示されていないが、プロセッサーは配列２０そのものの上に置くことも出来、データ収集と送信またはここで述べたデータ処理も促進することもある。装置１０を少ない電極を有する配列２０と共に作業に適合させることは、被験者への電極設置を迅速にすることが出来、被験者の監視と、治療拠点使用の効率を次々と促進する場合がある。

図２Ａ及び２Ｂに描写された実施形態に従って、国際１０／２０システムから知られる様に、電極Ｆｐ１，Ｆｐ２，Ｆ７，Ｆ８、ＡＦｚ、ＦＰｚ，Ａ１及びＡ２は、位置３０２の右耳たぶに、位置３０４の額の遠い右、位置３０６の額の近い右、位置３０８の額の中央上部、位置３１０の額の近い左、位置３１２の額の遠い左、位置３１４の左耳たぶに取り付けられる場合がある。それに加えて、説明的な実施形態で、接地された電極が位置３１８の額の中央に置かれる場合もある。

額の上の一般的に望ましい電極の配置は知られる場合があるが、被験者を横切る電極の矛盾のない設置を達成し、各電極から有用な信号を発生させる位置に置くことは非常に困難なことが立証されている。被験者の上で、自由電極を用いて、各電極を独立して設置、試験、及び調節を行うことで、最も良いＥＥＧ信号を得られる場合もあるが、個別の設置には上に述べたように、より多くの時間と、訓練された技師を必要とする。これは装置１０の、実施形態の、容易な使用、治療拠点のための可搬性の要求を否定するものである場合がある。先行技術の、１つのサイズで全てに合わせる、ヘッドセットは、迅速で、被験者への電極の繰り返し設置が出来るように作成された。電極ネットは被験者の頭のサイズに比例して調節するようにデザインされた。従って、電極のそれぞれの位置は互いに固定されていないが、電極は自動的に被験者の頭に一致するようなネットの構造の特性、例えばネットの硬さまたは弾力性、に基づいて設置される。そのようなネットは、一度ネットがその場所に合わされると、電極の調節は出来ない。それに加えて、ヘッドセットは、ヘッドセットの中で電極の位置が関連して固定されて作られ、ヘッドセットが被験者に適用されると、ヘッドセットが被験者の頭の上での電極の配置を管理する。これらの先行技術のヘッドセットは、訓練されていないユーザーが、電極の矛盾のない設置を達成しないリスクを最少にする試みの中で概ね同じ方向で、各被験者に適合させるように形成されている。電極の位置を互いに関連させて固定することで、被験者に全体として単一にヘッドセットを固定することは、ヘッドセットの基板はその中の電極を互いに関連させ位置が概ね決められているので、本質的に同時に電極の完成された設置である。従ってヘッドセットそのものが、被験者間の顔の形態学による差異にもかかわらず、ユーザーよりも電極の設置をほぼ完全に管理する。

この固定された電極デザインは、ある程度まで有用なＥＥＧ信号を発生する場合がある。例えば、固定された電極配置を備えたヘッドセットは、ある場合は麻酔時の被験者の鎮静レベルの測定に用いられた。この文脈に於いて、固定電極ヘッドセットは、被験者の電気的脳活動の警戒しているレベルと、被験者の中で鎮静している様々なレベルを表している電気的脳活動の間の比較と区別に有用なＥＥＧ信号を発生する場合がある。驚いたことに、しかしながら、電極の配置が均一に固定されたヘッドセットは、人口に関連した個々の被験者に対して、正常対異常の電気的脳活動のレベルの間の信頼性のある比較と区別が出来ない不十分なＥＥＧ信号を発生させる場合がある。一方理論に縛られることなく、被験者が麻酔の状態に有る時は、これはＥＥＧ信号の変化はより本質的であるので起こり場合があり、しかしながら、ＥＥＧの変化は被験者の中での脳の異常はより微妙であることの印である場合がある。従って、固定されたヘッドセットの悪い結果はより微妙な適用ではより明らかな場合があり、固定されたヘッドセットが使えないことを表している。

それでも、固定電極ヘッドセットは、ヘッドセットで規定された電極の位置に関連した“正しい”位置を確実にする場合もあり、これらの電極により提供された被験者のＥＥＧ読みは、驚くべきことに全ての適用が実際には有効ではなく、この技術の当業者には期待されていない場合がある。更に、ヘッドセットを異なる被験者（例えば、ヘアラインまたは他の解剖学的形状を避けるためにヘッドセットを動かす）の解剖学に合わせて調節する、または異なるサイズの固定電極ヘッドセット（例えば若年者または成人）の提供は、ＥＥＧ読取により有用さを得られるように見えない。従って、神経評価治療拠点装置に対して適用することが容易な電極セットの提供には問題が残っており、ヘッドセットと正確にそして効率的に電極を被験者に適用する方法を主張し続ける必要がある。

この開示の実施形態に従い、図３は少なくとも上の問題の幾つかを解決するために形成された電極配置４００を示している。配列４００は、基板４０１、右及び左の耳たぶ電極４０２、４１４、遠い右、遠い左の額電極４０４、４１２、近い右、近い左の額電極４０６、４１０、上部中央額電極４０８、及び接地中央電極４１８を含んでいる。接地電極４１８は、配列４００の下部中央に示されているが、電極４１８は配列４００の何処の適切な位置に置いても良い。ある実施形態では、図３に示された１つを含む配列４００は、２つの両側の“分岐”（例えば、概ね鼻に対応する中心線の左右への延長）を含む場合があり、各々は横方向に沿って被験者の額領域の概ね半分まで伸ばすために形成されている。電極は配列４００の分岐部分に沿って配置されている場合がある。図３−５の実施形態では、電極は配列４００の分岐部分に、例えば接続子領域４３０を介して接続されている場合がある。電極の幾つかは直接配列４００（例えば、中央電極４０８と接地電極４１８）の隣接する電極に取り付けられている場合もあり、電極の幾つかは、独立して配列４００の各分岐に接続されている場合もあり、及び、例えば、ヘッドセット４００の分岐部分から分離した個別の接続を介して延びている場合がある。図３に示された配列４００は、概ねナジオン中央線に対して接続子領域４５０両側に対称に配置されているが、しかしながら、これは必要なことではない。

配列４００は、被験者の額に適合するサイズと形にされている場合がある。配列４００は、被験者の耳領域から延び、そして額を横切るように形成され、及び被験者の耳の上に合い、定位置に配列４００を保持するための耳ループのような固定装置４２４を含んでいる場合がある。更に耳ループ４２４は、電極４０２及び４１４を被験者の耳たぶの上に置く場合がある。耳ループ４２４は配列４００をその位置に保持するとして示され、何らかの適切な機構、例えば、バンド、ストラップ、接着剤、スナップ、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）またはクランプが、完全にまたは部分的に配列４００を囲むまたは頭に貼り付け、追加でまたは耳ループ４２４の代わりに配列４００をその位置に保持することが出来る。更に、分岐形成は例示的な実施形態に記述されているが、配列４００は、何らかの適切な形、サイズ、または構成を持つことが出来る。

電極は配列４００の側面で、配列４００の中に合体される場合があり、被験者に接触するように形成されている。被験者に接触するために形成された電極の一部は露出される場合があり、配列４００と同じ高さに横たえるか少し内部に窪ませるかまたは配列４００から突き出す場合がある。使用前に電極を保護するために、露出された表面は、例えば取り外し可能なカバー（複数可）で、配列４００を被験者に適用する迄カバーされる場合がある。更に配列４００は、湿ったまたは乾いたジェルが電極の上に含まれ、電極の設置を助けるためにカバーで保護される場合もある。かわりにジェルは被験者に、または使用前に直接電極に適用される場合もある。ある実施形態では、電極は（電極４０２、４１４は恐らく例外）配列４００の中に、平均の被験者の頭のサイズに対して見積もられた国際１０／２０システムに従って、中央ナジオンタブ４２０（下でさらに議論する）から離れた距離で、約１０％及び２０％を反映するために空間的に配置される場合がある。

配列４００は、配列４００の上に、プリントされた、塗布された、エッチングされた、沈着された、または接着されて埋め込まれた回路を電極と共に運転するために含んでいる場合がある。回路は適切な、例えば、銅、銀、塩化銀、金、錫または何らかの既知の材料の組み合わせなどの、電気的に導電性のある材料で構成されている場合もある。回路は、個別にまたは集団で、各電極を接続子領域４５０及び／または電極から、ベース４２へまたは外部プロセッサー４８へ検出した電気的脳活動データを中継する能力の送信機に電気的に接続されている場合がある。配列４００は、ベース４２と、無線または線を通して接続するように形成されたベースインタフェース領域４５０を含む場合がある。インタフェース領域４５０は配列４００の中央に描かれ、そして配列４００は対称に描かれ、ベースインタフェース領域は、何らかの適切なサイズと形の場合があり、配列４００の上のどこかに置かれている場合がある。さらに無線実施形態では、ベースインタフェース領域は、データ送信のための送信機を含むか、さもなければ、配列４００からは完全になくなっている場合がある。

前述の電極ヘッドとは異なり、配列４００は、正常対異常の脳機能を評価するための有用なＥＥＧ読取の発生と同時に、訓練されていない人間による電極の正確な適用のために形成されている場合がある。配列４００は、さらに、配列４００を被験者に適用するための参照として下に記述されている。

配列４００は、図４Ａに示す様に、被験者の耳の回りに置かれた耳ループ４２４で被験者の額に適用される場合があり、通常配列４００の設置は被験者の額を横断し、そして配列４００をその場所に保持する。一度配列４００が、図４Ｂに示す様に初期的に配置されると、ヘッドセット４００の上のナジオン４２０は被験者のナジオン領域と一直線になるように並べられる場合があり、被験者の眼の間の押さえられた領域の中の鼻の上部に直接置かれる。ナジオン点４２０は、下部の先端は患者のナジオンと直線に並び、概ね正面、被験者の上の配列４００の中心部分に並ぶように置かれる場合がある。次に、中央電極４０８の位置がチェックされ、必要があれば調節される場合がある。もしナオジン点４２０の先端が直接被験者のナオジンに位置していると、電極４０８は被験者のヘアラインの中に落ち、電極４０８と配列４００は被験者の額上に下げられ、電極４０８をヘアラインの丁度下に置くことができる。このことで電極４０８を髪の中よりも額の皮膚の上に位置することが出来、髪の上に電極が位置することによって生じる場合があるインタフェースを軽減する。このことは配列４００が被験者のユニークな解剖学的形状のための調節を許容しているのかも知れない。ナジオン点４２０と中央電極４０８の位置決めは、被験者の耳の回りの耳ループ４２４を配置する前または後、何方の場合にも起こる場合がある。一度耳ループ４２４が耳の上に置かれると、電極４０２と４１４は被験者の耳たぶに取り付けることが出来る。

一度電極４０８が置かれると、電極４０６と４１０は調節が必要な場合がある。電極４０６と４１０の位置は、被験者の眼窩上孔に関連して調節される場合があり、被験者の眉が置かれた眼窩の上に置かれる。この適用の目的のために、用語“眉”及び“眼窩上孔”は互換で使用出来る場合もある。被験者に電極４０６と４１０を置くために配列４００は人間に適用することが許容され、配列４００は、１ないしそれ以上の距離を示すゲージを含む場合がある。図４Ａから図５の中で、描写された距離表示ゲージは、電極４０６と４１０から下に伸びるタブ４２２を含んでいる。タブ４２２の底先端から電極４０６と４１０の中心への距離は、電極４０６と４１０と被験者の眉の上の間の最適の予め決められた距離に対応する。タブ４２２はタブ４２２の底が、上、望ましくは、直接タブ４２２の底が被験者の眉にさわらないような被験者の眉の頂きの上にあるように被験者に置かれる。もし被験者が、眉を持っていなければ、タブ４２２の底は、被験者の眼窩上孔のピークの上、そこは眉と概ね同じ位置にある、に置かれる。

タブ４２２を、直接被験者の眉の上に置くことは、電極４０６と４１０を、配列４００を用いている被験者からの使用可能なＥＥＧ読取記録のための最適な位置に置く場合がある。電極配列とヘッドセットが圧倒的に互いに関連する各電極の位置に焦点を合わせる前に、そして被験者に対して各電極の互いに関連する電極の均一な位置を維持する方法の提供が試みられた。従って、これらの装置で、電極４０６、４１０、及び４０８を固定しヘッドセットの中の調節出来ない位置が全て一緒にして被験者に適用された。従って、中央電極４０８に関連する電極４０６と４１０の位置は調節出来なかった。一方この固定された配置は、上で議論したように、鎮静監視目的に関連して幾つかの用途で働き、この電極４０６、４１０及び４０８の固定配置は正常と異常な脳機能の表示である正常と異常の電気的脳活動の間を差別するための不適切なＥＥＧ読取を思いがけなく提供した。例えば、図６Ａから６Ｃは自由電極、固定されたヘッドセット、及びこの開示の例示的な実施形態に基づく調節可能なヘッドセットを用いて記録されたＥＥＧ信号の幾つかの例示的な特性を測定し、そして比較した実験からのデータを示している。図６Ａから６Ｃのグラフは、正常な被験者のＥＧＧ読取から抽出された１２の正面の形状、及び個々の自由電極、固定ヘッドセット、及び調節可能なヘッドセット群の各々でテストした全ての被験者に対して計算された各形状の平均の安定したｚ−スコアー値を示している。従って、各形状の平均ｚ−スコアーは異なるＥＥＧ読み取り装置を用いて比較される。

図６Ａから６Ｃに示された形状１から１２は、選択された周波数帯の中のヘッドセットタイプに対する対の電極に対する２極絶対電力（合計１２形状に対する６つの周波数帯の右と左を横断する形状）、及び対称な相及び電極の対の間のこれらのスペクトル測定の中でのコヒーレンス関係を計算して達成された。測定は、与えられたヘッドセットの中の電極の対の間で信号の差異を検出し、そして両方の電極に共通の入力信号を除去するために行われた場合がある。これは、各電極は異なる脳活動を得る場合があるが、しかしノイズの影響は、被験者の額の上でのその密接な近接により、対の中での両方の電極のチャンネルが近い場合があることが理由である。計算された測定値はチャンネル毎にＥＥＧの単一の測定値の中に結合され、そしてガウスアニティーに変換され、そして安定したｚ変換はｚ−スコアーを生成するために達成される。ｚ−変換は正常なＥＥＧ値からの偏位を示すのに用いられる。

ｚ−スコアーは、正常であると信じられる多数の被験者の多くの人口からの応答信号のデータベースを用いて計算された。従って、ｚ−スコアーは正常値に一致する、観察された被験者の抽出された形状の可能性を計算するのに用いられた。図６Ａから６Ｃの例示的なデータの中では、“より正常な”人口に於ける形状の平均値は、“より少ない正常”人口に於ける形状の平均値よりも、規範的な人口に於ける平均値により近く置かれるであろう（即ち、平均＝０、標準偏差＝１）。図６Ａから６Ｃは、正常な被験者からのＥＥＧ測定値を示し、従って、ｚ−スコアーは、幾らかの普通の偏位を伴って、０近くにあることが予想される。データが示すように、固定されたヘッドセットに対する平均ｚ−スコアーと、調節可能なヘッドセットの平均ｚ−スコアー値は大きく異なり、一方調節可能なヘッドセットと自由電極のｚ−スコアーはより近くて互いに似ており、そして平均の０の近くにある。一方固定されたのと調節可能なヘッドセット群に対するサンプルサイズは、自由電極群に対して用いられたサンプルサイズ（これはなぜこれらの両方の群が表示されたｚ−スコアーが０から離れたかを説明するかも知れない）より小さく、固定されたヘッドセットのｚ−スコアーは著しく、形状のセットの例示を横断する調節可能なヘッドセット群とは異なる。

図６Ａは、固定及び調節可能なヘッドセットデザイン及び自由電極で記録された２極絶対電力測定値の形状を比較したものである。２極絶対電力は電極で得られたエネルギーの総量を示している。この特性は、各ヘッドセットは理論的には類似の脳の電気的活動を測定していて、ヘッドセットデザインを横断して本質的に矛盾していないだろう。図６Ａは、固定されたヘッドセットで検出されたエネルギーの量は、自由電極のそれより非常に大きく、これは固定されたヘッドセットは単にＥＥＧ信号を多く検出することを意味するかも知れない。これらのノイズは例えば、眉の近くの電極の位置による筋肉の活動によって起こされたものかも知れない。

図６Ｂは種々の電極設置技術を横断して記録されたコヒーレンス測定値からの形状を比較するものである。コヒーレンスは検出されたＥＥＧ信号の間の周波数含有量の類似性を示している。よりネガティブなコヒーレンス値は得られたＥＥＧ信号周波数がより関連が少ないことを意味し、一方よりポジティブな値は、検出された信号周波数はより関連していることを意味している。もう一度、各形状を通じて、自由電極と調節可能なヘッドセットは本質的に同じようなコヒーレンス値を表示し、そして、平均として、これらのコヒーレンス値は、固定されたヘッドセットからのものとは著しく異なっていた。固定されたヘッドセットから得られたよりネガティブなコヒーレンス値は、検出された信号はそうであるべきより関連性が少なく、これは再度信号の汚染を示しているのかもしれない。

図６Ｃは、各電極設置技術で記録された相同調性の測定値からの形状を比較したものである。相同調性はコヒーレンスと類似で、しかし記録された電極の対の間の相関連の測定を含んでいる。従って、この特徴の解析は、固定されたヘッドセットで測定されたＥＥＧ記録が予期されたのとは異なる周波数であっただけでなく、同じくこれらの周波数は相の中にはなかったことを示している。反対に、自由電極と調節可能なヘッドセットで採られた例示的な特徴は、一般的により類似の相同調性を表している。

発明者のデータ説明として、配列４００を用いて検出されたＥＥＧ読取は、固定されたヘッドセットのそれとは大きく異なり、それは特記された驚くべき発見であった。電極４０６と４１０は中央電極４０８から離れて置かれるべきセットと以前は信じられていた。従って以前は、固定ヘッドセット装置では電極４０６と４１０を中央電極４０８にあまりに接近しておくことは、電気的な短絡を起こし、ノイズを増加させ、何か検出されたＥＥＧ信号の増幅を減少させる懸念が反映されていた。従って以前のヘッドセットは、これらの電極の間を固定し、そして電極の全体を、接地電極も同様に、予め決められた均一な位置が被験者に適用されていた。電極のブロックだけを、被験者に対してわずかに再配置することが出来て、電極は独立して互いに関連して調節することは出来なかった。さらに、このアプローチは上で議論した様に、正常対異常の脳活動の検出の正確性を許容しないＥＧＧ読取を生じる。

それと対照して、多くの実験の結果として、この開示の配列はこの固定されたデザインを止め、そして電極４０６と４１０から電極４０８の近接と、電極４０６と４１０から眼窩への近接の間の妥協を含む、有用なＥＥＧ読取を達成する驚くべき発見を反映する。被験者の眉の中への電極の設置は、望ましくないノイズなどの、望まれない生理学上の影響を記録されたＥＥＧデータに誘発する場合がある。人間の顔は眼や眉の動きを制御する多数の筋肉を含んでいる。電極４０６と４１０の眉への近すぎる設置は、これらの筋肉の電気的活動からのインタフェースを起こす場合がある。それと対照的に、額は少しの筋肉を含み、それで電極４０６と４１０の設置を眉から離れた距離をセットにすることで、明瞭で、より正確な、そしてより有用な信号が、電極４０６と４１０を電極４０８にあまりに接近させすぎない限り、結果となる場合がある。

多くの実験データを集めた後で、計算可能な、正常と異常の脳の活動を決めるのに有用な信号を発生させるための、最適な電極の位置に対して関連するかも知れない被験者の眉の頂点の平均距離が発見された。データを集めてそして解析すると、望ましい国際１０／２０システム位置は、Ｆｐ１及びＦｐ２電極（配列４００内の電極４０６と４１０）の「理想的な」設置を決定するために使用されていた。１０／２０電極位置は、各被験者の頭のサイズをベースにして決定した特別測定による。従って「理想的な」１０／２０位置は被験者毎に変わり、そして個別のベースで計算されなければならない。人口を横断して平均の理想的な電極配置を決めるためには、被験者の群から頭の測定が記録され、平均を取るために計算され、そしてＦｐ１とＦｐ２電極の１０／２０位置が何処か、平均の眉の位置と被験者の平均の頭のサイズが関連されるべきである。

図７はグラフで、Ｆｐ１及びＦｐ２電極の、測定された２０の被験者のナジオンからイニオン距離をベースにした、計算された１０／２０位置を示したもので、被験者の眉の頂からの位置の距離である。図７で明示したように、少しの外れ値を例外として、Ｆｐ１とＦｐ２の理想的な電極位置は大部分の被験者に対して、図７に破線で示した、同一視できる範囲の中に落ちる。この範囲は、被験者の眉の上、約１２ミリメーターと２４ミリメーターの間に対応する。

配列４００は、電極４０６と４１０の配置は、予め決められた、被験者の眉から離れた合致した距離で、正常と異常の電気的脳機能レベルを決定するために有用な信頼出来るＥＥＧ読取りを発生させるための電極４０６と４１０に対する最適な配置を達成するかも知れない発見を反映するように形成される場合もある。例えば、幾つかの例示的な実施形態では、眉から電極４０６と４１０の中心への予め決められた距離は、約１７．７ミリメーターに等しいかもしれない。図７の実線で明示されている様に、平均の人に対して、Ｆｐ１とＦｐ２電極を中心にする眉上１７．７ミリメーターは、被験者の人口を横断して平均の最適な電極配置を達成できる場合もある。ある実施形態では、使用される予め決められた距離は変わる場合もあり、そして電極は少し近づけてまたは眉から少し離して置かれる場合もある。図７の破線で明示したように、Ｆｐ１及びＦｐ２電極の位置決めの、約１２ミリメーターから２４ミリメーターは、最適の位置を達成する場合もある。それに加えて、電極は、電極の中心が眉の上１７．７ミリメーターに置かれると、電極のサイズそのものは、部分または殆どこの範囲の全てにまたがるようにサイズされている場合がある。更に、この範囲は与えられた人口により変わるかも知れない。例えば配列４００は、若年者に対して設計されている場合があり、電極４０６と４１０の位置は小さい頭のサイズを反映して眉に近い場合がある。ある実施形態では、配列４００は、例えばフットボール、サッカー、またはホッケープレーヤーなどの職業的アスリートの人口に対して設計されている場合があり、そして電極の位置は、大きな頭のサイズを反映して眉から離れて位置している場合もある。従って、特殊化された亜集団からの測定は特殊化された配列４００の作成を が採られる場合もある。ある実施形態では、予め決められた平均距離は、同じく用いられた配列４００、例えば、電極のサイズまたは基板４０１を含んだ構成に基づいて変わる場合もある。

一度予め決められた距離が計算されると、配列４００の距離表示ゲージがこの予め決められた距離を達成するために形成される場合がある。図３から５の例示的な配列４００に描写された電極のサイズと場所、及び基板４０１のサイズと形をベースにして、電極４０６と４１０を被験者の眉から離れた、予め決められた距離の約１７．７ミリメーターに置くために、タブ４２２の長さは、約５ミリメーター長さの場合がある。タブ４２２の長さは配列４００の中の電極の配置、基板４０１のサイズと形、または配列４００の形成の他の変化、及び／または計算された予め決められた距離に基づいて、予め決められた距離を達成するために変わる場合があることを受け入れる。例えば、もし基板４０１が電極４０６と４１０の下まで更に遠くまで延びていたら、タブ４２２はタブ４２２の底から電極の中心までの同じ予め決められた距離を達成するために短くされていたかも知れない。

図３〜５に見られるように、電極４１０と４０６は直接には横方向に電極４０８と接地電極４１８に配列４００で繋ぎ留められておらず、電極を被験者に互いに独立して適用することが出来る。電極４０６、４１０、及び４０８の非干渉化は、そうでなければ、電極の間に起きる場合がある筋肉誘導の相互作用の減少という利点を有する場合もある。それでも電極の固定された配置を取り除くことは、もう一度、治療拠点で横たわる人に配列４００を被験者に効果的に適用することを可能にする可能性を減少させる。従って、配列４００は、ユーザーにどのような調節がなされるべきか及びどのようにそれらが達成されるべきかを指令するように形成されている場合がある。

タブ４２２を配列４００の中に結合することで、訓練されていない人間に素早くそして正確に適切に信号を得るため、電極４０６と４１０を被験者の上に置くことを可能にする。タブ４２２が被験者の眉の上に載っていないことを目視で確認する準備をし、一度位置にある電極４０８を、電極４０６と４１０の位置を調節することにより、手で迅速に修正できる。図４Ｂに示す様に、配列４００が初めて被験者に設置され、一度電極４０８が被験者のヘアラインの下の位置に設定されると、タブ４２２は被験者の眉の頂部を越えて伸びる場合がある。この最適下限設置が信号の品質と、計算結果の究極的な信頼性で妥協できる。図４Ｃは、ゲージタブ４２２の底が予め記述した方法で並ぶように、調節された電極４０６と４１０を示し、これは、この実施例のための目的で、タブ４２２の先端が丁度眉の上にある。勿論、他の配置の証拠は無制限に採用することが出来る。

図４Ｃに示された様に、電極４０６と４１０は、配列４００に、接続子領域４３０を介して接続する場合がある。接続子領域４３０は柔軟であるかも知れず、そして接続子領域４３０が、図４Ｃに示されている様に曲がって退き、電極４０６と４１０が電極４０８の方に上に動ける場合がある。ある実施形態では、接続子領域４３０は配列４００の分岐部分の中に退くことが出来る場合があり、またはさもなければ、折り畳むまたは、電極４０６と４１０の少なくとも縦方向の移動出来るように形成されている。従って、ユーザーは、上で議論した様に、タブ４２２の底が被験者の眉の上に留まるように電極４０６と４１０を動かすことにより、配列４００の上の電極の関連する間隔を調節出来る。

距離表示ゲージを配列４００に編入させることは、タブ４２２の様に、調和したヘッドセットの方向性と適応性を促進し、一方、信号品質と眼窩の孔と電極４０６と４１０の間の関係のこの発明者の認識をベースにした、有用なＥＥＧ読取を得るために必要な適用性の達成、及び、更に、横方向の相対的な電極の配置は顔面の形態学によって変わり得ることの更なる認識し、この距離は被験者の間で本質的に一定である。一方、例示的な実施形態は、タブ４２２の形の距離表示ゲージを描写し、何か適切な表示ゲージ、しるし、装置またはこれらの組み合わせは配列４００に含まれる場合もある。例えば、電極４０６と４１０を含有する配列４００の一部は、それ自身で、これらの部分の底と電極の間の距離は眼窩上孔からの理想的な距離を反映するように寸法が決められ形付けられることが出来る。このような実施形態では、配列４００は、タブ４２２を含まない場合もあり、そして代わりに、電極４０６と４１０の回りの配列４００の部分は、図３−５に示されたタブ４２２の底に単に下に伸びている場合もある。従って、タブ４２２を並べるよりも、ユーザーは各々の底が直接眉の上に載るように配列４００を適用して単純に４０６と４１０を調節する場合もある。このような実施形態では、電極を含む部分４０６と４１０は長くされた、楕円形、４角、３角、または他の適切な形である場合もある。

ある実施形態では、配列４００の距離表示ゲージは、理想的な電極配置が達成されるとそれを検出するように形成された１ないしそれ以上センサーを含む場合がある。例えば、電極４０６と４１０の回りの配列４００のエリアは、電極が眉領域の下の筋肉にあまりに接近して位置しているかどうかを検出するためのセンサーを含んでいる場合がある。そのようなセンサーは例えば、光の波長を除き、そして、望ましくないノイズが後続の記録された信号に導入されるのを防ぐために、電極が筋肉に近づきすぎて位置しているかどうかを決めるための、１ないしそれ以上の反射した光の波長の特性を測定する場合がある。同じようなセンサーは他の電極、例えば、電極が下にある動脈、静脈、または他の解剖学的な構造物に近すぎるかどうかを示す、４０４と４１２、が含まれている場合もある。ある実施形態では、電極４０６と４１０及びベース４２は、もし電気的脳活動が与えられた範囲の外で記録された場合、ユーザーはこれらの、または何か他の配置のチェックを直ちに行わされるように形成されている場合がある。これらの距離表示ゲージは、純粋に例示的であり、そして配列４００は、いずれかの電極、またはその組み合わせの何か望ましい配置を示すための、距離表示ゲージの何か適切なタイプのゲージを含む場合もある。

一度電極４０６と４１０が被験者に置かれると、電極４０４と４１２は、額の外側領域に取り付けられる場合がある。一度配列４００が被験者に置かれ、そして各電極が被験者に取り付けられると、配列４００は、運転できる形でベース４２に線または無線を通してどちらかで接続され、そしてＥＥＧ読取が開始される場合がある。例えば、図３で描写された実施形態では、配列４００はベース４２に取り付けられた適切な接続装置で、接続されるために形成されたベースインタフェース領域４５０を含む場合もある。

従って、配列４００を被験者に取り付ける方法は、電極４１８と４０８を並べるために被験者のナジオン領域に置かれたタブ４２０の位置決めを含む場合があり、それで、電極４０８が直接ヘアラインの下で額の上に位置するように電極４０８の位置を調節し、電極４０８と４１８を額に取り付けられる。方法は、配列４００が額を横切って置かれるように、耳ループ４２４を被験者の耳に嵌め、そして被験者の耳たぶに電極４０２と４１４を取り付ける。ある実施形態では、これらの最初の２つの工程は、逆の順序で実行しても良く、そして電極４０２と４１４は適用の間、何処に取り付けても良い。次に、電極４０６と４１０は、タブ４２２の底が被験者の眉に触ら無いように、タブ４２２を直接被験者の眉の上に並べることで配置する場合もある。それで電極４０６と４１０を被験者に取り付ける場合がある。それで電極４０４と４１２は被験者の額に取り付けられ場合がある。

配列４００の電極は何らかの適切な方法で被験者に取り付けることが出来る。配列４００に含まれた電極は、適切なタイプの電極で、例えば、湿ったジェルまたは固体ジェル電極、またはこれらの組み合わせである場合もある。配列４００の電極は、被験者に取り付けるまで、電極を守るかも知れない裏打ちまたはカバーを有している場合もある。ユーザーは被験者に電極を取り付ける前にカバーを外す場合もある。どのような適切な裏打ちも、例えば取り外し可能、引き裂きできる、皮を剥ける、接着剤ありまたは無しの裏打ちなどが使用される場合がある。ある実施形態では、例えば接着剤無しの引き裂ける裏打ちを備えた電極は、被験者に電極を再設置するために使用することを許容するために使われ場合もある。例えば、ユーザーはヘッドセット４００を偶然に、電極４０６または４１０を被験者の眉の中に、または間違った距離で取り付ける場合もあるなどの、偶然に電極を間違った場所に取り付けて適用する場合もある。この再位置付けの形は、緊急の治療または戦場状態では望ましく、ここで配列４００の装着はストレスが掛かる、または混乱した状態で起こる場合がある。それに加えて、電極サイトが高いインピーダンス値を示し、記録されたＥＥＧ信号が電極を取り外すことを要求し、皮膚が畝っている場合、電極は再取り付けされる。このような場合は、ユーザーは被験者への電極の装着を調節する必要がある場合がある。このような実施形態では、タブ４２２は再配置の助けになる場合がある。例えば、ユーザーはタブ４２２を持ち上げて対応する電極を被験者の皮膚から外し、ユーザーに電極の使用可能で保存するために、何か接着剤、ジェル、または電極を触ることを避けることが出来る。この方法では、タブ４２２は、必要であれば、電極を被験者に再配置する助けの第２次の機能を提供する場合もある。これは、戦場やまたは緊急治療設定に於いては他の望ましい形で、ここでは皮膚の表面は、乾いた血液で汚染されているかも知れず、または被験者は、顔面の傷、しわ、湿疹、皮膚炎、その他などで、被験者は個別の形状を示している場合もある。更に、タブ４２２は、同じく、ＥＥＧテストの完了した後で、電極と配列４００の被験者からのより容易な取り外しをユーザーに可能にする場合もある。この目的のために、電極４０４と４１２、例えば、他の電極は、これらの電極の再配置及び取り外しの第２機能を達成するための１ないしそれ以上のタブを含む場合もある。

従って、配列４００は、多軸で、個別の電極の装着に対し、独立して制御できるように形成されている場合もある。配列４００の多軸調節可能性の更なる補助として、配列４００はユーザーに適当な配置と配列４００の使用を教授する目視出来る印の指示器を配列４００に含んでいる場合がある。例えば、図５に示されたように、配列４００はグラフィカルな標識、テキスト、または、他の配列４００の被験者への望ましい装着を示すシンボルを含む場合がある。例えば、ナジオン点４２０とタブ４２２は矢印６１０と６０２を含むことが出来、または、何処に配列４００のこれらの構成要素をユーザーに配置させるかを示す他の適切なシンボルを含む場合もある。ある実施形態では、配列４００の一部は、図式的にユーザーに被験者の解剖学的な上の何処に与えられた電極を置くかを表示するイラスト６０６を含む場合もある。更に指示器６０４は潜在的な電極の位置、例えば、位置決めを補助する電極の中心または端が含まれ、マークしている場合もある。図５に示された実施形態では、指示器６０４は、イラスト６０６と一緒に組み合わせて用いられ、被験者の上の何処に潜在的な電極を置くかをユーザーに表示する。更にテキスト形式の指示が配列４００に含まれている場合もある。例えば、図５の中で、ナジオン点４２０はナジオン点を最初に並べる指令を含み、そして電極４０６、４１０はタブ４２２を眉の上に置くユーザーへのテキスト指令が含まれている場合がある。それに加えて、テキスト形式の指令は、例えば他の解剖学的形状を避けるように注意している場合があり、電極４０４、４１２、及び４０８はユーザーに、例えば、電極を動脈、筋肉、または髪の上に置くことを避ける注意をする場合もある。ある実施形態では、１ないしそれ以上電極は、電極を互いに区別すること及び参照のために、例えば指令のセットの中に、ユーザーに補助するために、電極ラベルを含む場合もある。ある実施形態では、テキストまたはグラフィックが、その中にユーザーに電極を置くべき順序を伝えるように編入されまたはＥＥＧ記録を遂行するための指令が含まれている場合がある。適切な数、配置、または例えば、カラーコーディングまたは影などの視覚的指示器が含まれている場合もある。ある実施形態では、視覚的指示器は例えば、ユーザーに電極が正しい場所にある又は、なしを、合図するために変える場合もある。ある実施形態では、例えば、配列４００は、センサーが正しくその場所に置かれたか、そうでないかを示すために、例えば初期的なインピーダンスでチェックして、１ないしそれ以上の色の変化で示すライトを含んでいる場合もある。更に、何らかの適切な視覚的でない指示器も、例えば、触覚（例えば、手触り）または音響指示器が用いられる場合もある。

図１に戻って参照して、脳状態評価装置１０のメモリー５２は、配列４００の設置と調節及び装置の操作のために、例えばユーザーインターフェイス４６のスクリーンに、またはスピーカー（表示されていない）に出力として、相互作用指令を含んでいる場合がある。指令は、例えば、配列４００を設置して、取り付けるための指令を示す、及び／または装置を操作して使用するための、テキストまたはグラフィックで、スクリーンの上に表示され、音響及び／または装置を操作するための視覚的な指令を含む場合がある。これらの指令は、もし指示器が含まれていれば、配列４００の１ないしそれ以上指示器を参照する場合もある。相互作用指令の装置の含有物は、同じく治療拠点発展と医療専門家以外の人間による装置１０の使用の促進を含む場合がある。

ある実施形態では、一度配列４００が被験者に適用され、そしてベースユニット４２に接続（物理的であれまたは無線であれ）されると、ベースユニット４２は、配列４００の適切な装着が達成されたかどうかをユーザーが決めるのを補助するように形成されている場合がある。例えば、ベースユニット４２は、配列４００が記録とテストを始める用意が出来ているかどうか、または被験者の上の配列４００に更なる修正が必要かどうかを決めるための初期的なインピーダンスチェックを走らせる場合がある。ある実施形態では、一度配列４００が被験者の上に設置されそしてベースユニット４２に接続されると、ユーザーは予備テストシーケンスを始めるためにユーザーインターフェイス４６を採用するか、または予備テストシーケンスは自動的に開始される場合がある。予備テストシーケンスの間、インピーダンスが同時に、個別に、またはグループの何れかで、小さい増幅正弦波を接地された電極４１８を介して送り、各電極チャンネルで自動的に測定される場合がある。結果としての電流値は、インピーダンスに比例していて、電極毎に測定される場合がある。

そして、ベースユニット４２はユーザーに各電極の状態に関するデータを出力する場合がある。例えば、ベース４２の中のディスプレイは、各電極に対して測定された電流及び／またはインピーダンス値を表示し、そして、その測定されたインピーダンス値が、各電極に対する正常範囲の中に落ちたかどうかを示す場合がある。これは視覚出力（例えば、テキストまたはグラフィック）、音響出力、またはこれらの組み合わせを用いて達成される場合がある。例えば、ユーザーインターフェイス４６の中のディスプレイは、被験者の上の各電極のダイアグラム、及び各々の対応する測定されたインピーダンス値を描写する場合がある。予期されたインピーダンス範囲は、及び／または各電極が予期された範囲に中に落ちたかどうかが同じく描写される場合もある。これらの値は、テキストまたはグラフィックまたは組み合わせで描写されるかも知れない。ある実施形態では、電極は、記録された値が最適範囲内にあるかないかを示すために、各測定されたインピーダンスに基づき、カラーコードされる場合もある。例えば、緑はその電極は正常なインピーダンス値を有し、黄色は受け入れ可能なインピーダンス値を示し、オレンジは受け入れ出来ないインピーダンス値を示す場合もある。正常なインピーダンス値は、約０．５及び５．０ｋΩの間に識別され、受け入れ可能なインピーダンス値は約５．０及び１０．０ｋΩの間、及び受け入れ出来ないインピーダンス値は、約１０．０ｋΩ以上の場合もある。

この情報に基づき、ユーザーはテストを開始する前に、１ないしそれ以上の電極を調節する場合がある。タブ４２２は、上で議論した様に、１ないしそれ以上の電極の調節を補助する場合がある。調節は、問題電極を持ち上げ、被験者の下側のエリアを再準備し、そして電極を再度取り付ける場合がある。一度電極が調節されると、この予備チェックシーケンスが再び実行される場合がある。一度正常及び／または配列４００の中の各電極に対する受け入れ可能値が達成されると、テストが自動的にまたはユーザー入力を介して開始される場合がある。ある実施形態では、装置１０は、ベース４２が、全ての電極が有するインピーダンス値が予め決めた範囲に落ちる値を有することを検出するまでテストを開始することを許容しない場合もある。

ある例示的な実施形態では、配列４００が被験者に適用され、ベース４２に電源が入れられると、ユーザーは新しいテストが実行されることを示す場合がある。この段階で、患者情報（生年月日、名前、患者ＩＤ番号、性別、年齢、生理学的パラメーターその他、のような）、または配列４００情報（モデル番号、ロット番号、校正情報、その他、のような）がユーザーインターフェイス４６を用いて入力されるかも知れない。この時点で、インピーダンス予備チェックスクリーンが選択されてまたは自動的に現れ、上に述べたインピーダンスチェックが開始される場合がある。

ある実施形態では、配列４００が被験者の上に装着され、そして配列４００のベース４２への接続は、インピーダンスチェックの代わりまたは追加として、配列４００とベース４２の間の他の連絡が開始される場合がある。例えば、配列４００の接続は、直ちにベース４２の電源を入れ、またはベース４２に例えば配列４００に関する情報、例えば有効期限、モデル番号、ロット番号、校正情報、配列４００の使用回数、または他の適切な情報または情報の組み合わせ、の受け入れ及び／または伝送を引き起こす場合もある。これらの情報は、適切な使用及び／またはシステム１０からの正確な読取を促進する場合もある。

配列４００は使い捨てまたは再利用可能である。ある実施形態では、配列４００の電極は低価格の使い捨てプラットフォームの上に載せられている場合もある。配列４００は、何か適切で柔軟なまたは硬い材料、例えばプラスチック、発泡材料、ゴム、シリコン、またはこれらの何らかの組み合わせで作られる場合もある。ある実施形態では、配列４００は多層で生成される場合もあり、例えば、配列４００の一部は、構造的安定性を備えるための強化された層、絶縁体層、または配列４００を被験者に保持するための接着性の層で形成されている場合もある。例えば、耳ループ４２４は安定性と被験者の快適性を増加させるための発泡性の追加の層を含んでいる場合もある。耳ループ４２４は更に、配列４００を広い範囲の頭の形とサイズへの改善された固定を提供するために、同じく柔軟性のある、内膜層または操作者が被験者の耳の回りに耳ループを曲げるためのワイヤーを含んでいる場合がある。さらに配列４００の上の回路は、絶縁または回路の保護のために絶縁層で覆われている場合もあり、これは例えば、ポリアミド、ポリエステル、アラミッド、または何かの絶縁またはこれらの組み合わせで作られている場合がある。そのような層は、配列４００全体を横切って拡げられ、または配列４００の一部のみを横切って拡げられている場合もある、多数層の実施形態では、配列４００の層は、例えば、接着、接着剤、機械的締結具、またはこれらの組み合わせの何らかの適切な形で取り付けられている場合もある。

ある実施形態では、配列４００は、どのような被験者の頭のサイズ数と形状にも調節できるように形成されている場合もある。例えば、配列４００は、調節出来るバンド、ストラップまたはループ、を含む場合があり、または被験者の頭のサイズ及び解剖学的多様性に一致する何か適切な機構を引きのばす、または含んでいる場合もある。ある実施形態では、例えば配列４００は、１ないしそれ以上拡張できる領域、例えば、広げて平らに出来るまたは被験者の頭の形及び／またはサイズに調節するために縮める、外側に曲がるハンプまたはアコーデオン型の関節峰を含んでいる場合もある。そのような領域は、たわみ、しなやかさ、波型、曲がりくねった形状または何らかの、全体のサイズ、例えば、配列４００の高さまたは長さの変更を許容する何か適切な構造を含んでいる場合がある。例えば、被験者の耳への耳ループ４２４の固定及び配列４００の額を横切っての位置決めは、被験者の頭の形状及びサイズに合わせるために、拡大可能領域の引き伸ばし、または縮小を起こす場合がある。それに加えて、電極の個別の装着を許容することにより、配列４００は、更に被験者のサイズと解剖学の増加した範囲に便宜を図ることが可能となる場合がある。さらに、配列４００は、同様に、異なるサイズ、例えば若年者と成人に対して役割を果たす事が出来る。ある実施形態では、配列４００は、被験者への容易な及び／または素早い装着のために形成されている場合もある。

驚いたことに、ヘッドセットのデザインに先立つテストの時に、配列そのものの塊とデザインが同じくＥＥＧ読取に、電極の間隔及び配置の単なる決定または影響を越えて、影響する場合があることが発見された。例えば、自由電極が被験者に適用され、そして被験者の皮膚の上の電極の間の間が、不活性な材料（例えば、テープ、紙、または発泡剤）で埋められ、覆われていたとすると、ヘッドセットからのＥＥＧ読取は、ある場合には、病気または負傷の診断のための正常と異常の脳活動のレベルの間に区別に対しての有用性は少なく、そして固定されたヘッドセットデザインからの読取により密接に似ている。理論に縛られないで、この発明者は、この現象は、より多くの物質が被験者の額に接触することにより、例えば、筋肉の痙攣により、または接触に対する知覚神経の活動により、電気活動を誘導する場合があると推測している。電気的活動は引き続きＥＥＧ信号にノイズを誘導する場合がある。従って、この発明のある実施形態では、配列４００は、被験者接触させる物質の量、同様に、電極の調節性の許容を減らす様に形成される場合もある。例えば、配列４００の一部は、流線型または配列４００と被験者の接触を減らすための幾何学的形成を有している場合もある。例えば、配列４００の一部は、柔軟で、種々の頭のサイズに合うように拡がるように形成され、または個々の電極の調節が出来、被験者とヘッドセットの間の接触を減らすために、固定されると被験者から曲がって離れるように形成されている場合もある。減らされた接触およびまたは流線型の形成は、ユーザーに配列４００を被験者に設置し、そして電極４０６と４１０を調節し取り付ける時に、被験者の額をより多く見ることが出来る、追加された利益を有する場合があり、これは配列４００の素早い適用を促進する場合がある。従ってこの発明の異なる実施形態では、配列４００と被験者の間の接触の異なる程度の接触を提案し、そして異なる幅、例えば、配列４００の分岐部分または接続子領域４３０を有する場合がある。

図１に戻って参照して、配列４００の中の電極は被験者の電気的脳活動の結果として発生された電場を測定するように形成されている場合がある。活動は自発的で、喚起された、またはこれらの組み合わせの場合がある。ある実施形態では、多数の刺激を減らすために被験者がテストに曝されている間（即ち視覚の刺激を除去する）自発的な脳活動は被験者が休んでいる時、または被験者の眼が閉じられている時に測定される場合がある。ある実施形態では、自発的と呼び起こされた応答の両方が測定される場合がある。呼び起こされた応答は、視覚、身体、聴覚またはたの適切な刺激を用いて被験者を刺激することにより、得られる場合がある。このような実施形態に於いては、１ないしそれ以上の刺激は、刺激発出装置３１を介して被験者に出される場合があり、これは配列４００から分離されているかまたは結合されている場合もある。ベース４２の刺激発生装置５４は信号を刺激発出装置３１へ伝える場合があり、聴覚喚起応答（ＡＥＰ）を得るために被験者に１ないしそれ以上の信号の放出を始める。ある実施形態では、配列４００は上で議論した電極に加えて、同じく例えば、心拍数、温度、血圧、または患者の他の適切な身体的なパラメーターを測定するためのセンサーを含む場合もあり、ベース４２に伝送する。そのような追加の情報は、連続してまたは間欠的に監視され、及び／または脳の機能または被験者の状態を評価するためにＥＥＧ読取に加えて用いられる場合がある。

機能的な脳状態評価は神経学的損傷が疑われる被験者の電気的脳活動を記録し解析することでなされる場合がある。手持ちの、管理が容易な脳波評価装置は、治療拠点での被験者の神経学的評価を促進し、このことは引き続く、迅速で正確な治療が出来るようにする場合がある。一度配列４００が被験者に適用されると、電極により検出された被験者の脳電気インパルスは、ベースユニット４２及び／または外部プロセッサー４８へ、信号解析及びデータ処理のために送信される場合がある。それに加えて、これらの構成要素は、信号増幅、乱れの削除、信号抽出及び信号形状のクラス分けの他の段階を実行することもある。ベース４２及び／または外部装置は、信号処理方法の組み合わせを用いたＥＥＧデータを処理し、アルゴリズム、及び抽出するための統計解析及び／または組織化された信号形状、例えば、電気的脳活動の解析とクラス分けのための、高速フーリエ変換解析（ＦＦＴ）、ウェーブレット解析、線形判別分析、スペクトル解析、マイクロステート解析、フラクタル数学、非線形信号処理、及び拡散幾何学的解析を含んでいる。

進化した信号処理アルゴリズムは被験者の神経学的機能、例えば、正常と異常の範囲に落ちるまたはそこから程度が異なる、を評価するための神経学的に異なる表示を有する数千の被験者から受け取った、予め記録された脳活動データベースと一緒に用いられる場合がある。検出された機能不全は、例えば、脳卒中、虚血性脳卒中、頭蓋内圧上昇、血腫、震盪／挫傷／外傷性脳震盪、痴呆、及び鬱病を含む場合がある。これらの解析の結果は、ユーザーインターフェイス４６に上でユーザーに示されるか、または何か適切な方法でユーザーに連絡される、または何か適切な終点、例えばメモリー。プリンターまたは緊急対応チームに送信されるか記録される場合がある。神経評価の拠点に対する例示的なシステムが一般に選定された米国出版物、番号２０１１／０１４４５２０、番号２０１２／００６５５３６及び、米国特許番号８、３６４、２５４；７、９０４、１４４；７、７２０、５３０で公開されており、その全てが参照としてそれぞれこの中に統合されている。従って、この公開された電極配列は、損傷の早い段階での、または医学的注意が必要な他の脳の混乱と脳の処理の適切な道筋を決めるための迅速な、拠点での神経評価のためのポータブル手持ち装置と一緒に用いられる場合がある。

この開示の他の実施形態は、ここに開示された仕様と実務からの考慮から当業者には明白である。使用と実施例は例示的目的のみと考慮され、発明の本当の範囲と精神は次の請求範囲で示される。

Claims (30)

1. 人間の被験者の脳の電気的活動を検出するためのヘッドセットであって、
   被験者の額に合うように寸法を決められた柔軟な基板であって、前記柔軟な基板は、第１端および第２端を有し、前記第１端および前記第２端の各々は、前記額を横断して前記基板を置くように、前記被験者の耳に係合するように構成された固定装置を含み、前記基板は、前記第１端と前記第２端との間の距離を選択的に変えることができる少なくとも１つの拡張可能領域を含む、柔軟な基板と、
   複数の電極であって、前記複数の電極は、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記電極が前記被験者に接触するように、前記基板の上に配置されており、第１電極は前記額の上部中央領域に接触するように構成され、第２電極は前記額の下部中央領域に接触するように構成され、第３電極は前記額の前面右側領域に接触するように構成され、第４電極は前記額の前面左側領域に接触するように構成され、第５電極は前記額の右側領域に接触するように構成され、第６電極は前記額の左側領域に接触するように構成され、１つの電極が、各固定装置の中に含まれ、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記被験者の耳領域に接触するように構成され、少なくとも前記第３電極および前記第４電極は、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記複数の電極のうちの少なくとも１つの他の電極に対して少なくとも縦方向に独立して移動可能である、複数の電極と、
   前記基板における柔軟な回路であって、各電極に作用可能に結合されている柔軟な回路と
   を備える、ヘッドセット。
2. 前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、接地電極である、請求項１に記載のヘッドセット。
3. 少なくとも前記第３電極および前記第４電極の各々は、前記被験者の解剖学的特徴に対するそれぞれの電極の距離を測るためのインジケータを含む、請求項１に記載のヘッドセット。
4. 前記インジケータは、前記電極に接続された第１端と前記電極から延びた第２自由端とを有するタブを含む、請求項３に記載のヘッドセット。
5. 前記タブの前記第２端から前記電極の中央までの距離が、前記ヘッドセットが前記被験者の前記額の上に置かれたときに前記電極が前記被験者の解剖学的特徴から位置する距離に実質的に等しい、請求項４に記載のヘッドセット。
6. 前記解剖学的特徴が眉である、請求項５に記載のヘッドセット。
7. 前記タブの前記第２端から前記電極の前記中央までの距離が１７．７ミリメートルに等しい、請求項５に記載のヘッドセット。
8. 前記少なくとも１つの拡張可能領域が、前記基板における湾曲部を含む、請求項１に記載のヘッドセット。
9. 脳の電気的活動を検出するためのヘッドセットであって、
   人間の被験者の額に合うように寸法を決められた柔軟な基板であって、前記柔軟な基板は第１端および第２端を有し、前記第１端および前記第２端の各々は、前記額を横断して前記柔軟な基板を置くように、前記被験者の耳に係合するように構成された固定装置を含む、柔軟な基板と、
   前記柔軟な基板の上に配置された第１センサーであって、前記第１センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記額の上部中央領域に接触するように構成されている、第１センサーと、
   前記柔軟な基板の上に配置された第２センサーであって、前記第２センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記額の下部中央領域に接触するように構成されている、第２センサーと、
   前記柔軟な基板の上に配置された第３センサーであって、前記第３センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記額の左前面領域に接触するように構成され、前記ヘッドセットは、前記第３センサーの位置が前記第１センサーの位置に対して移動可能であるように、調節可能である、第３センサーと、
   前記柔軟な基板の上に配置された第４センサーであって、前記第４センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記額の右前面領域に接触するように構成され、前記ヘッドセットは、前記第４センサーの位置が前記第１センサーの位置に対して移動可能であるように、調節可能であり、前記第４センサーは、前記第３センサーから独立して移動可能である、第４センサーと、
   前記柔軟な基板の上に配置された第５センサーであって、前記第５センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記額の左側領域に接触するように構成されている、第５センサーと、
   前記柔軟な基板の上に配置された第６センサーであって、前記第６センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記額の右側領域に接触するように構成されている、第６センサーと、
   前記柔軟な基板の前記第１端の上に配置された第７センサーであって、前記第７センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記被験者の左耳領域に接触するように構成されている、第７センサーと、
   前記柔軟な基板の前記第２端の上に配置された第８センサーであって、前記第８センサーは、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記被験者の右耳領域に接触するように構成されている、第８センサーと
   を備え、前記第２センサー、前記第３センサーおよび前記第４センサーの各々は、伸ばされた部分を含み、前記伸ばされた部分は、前記センサーに接続された第１端と、前記センサーから延びた自由端とを有する、ヘッドセット。
10. 請求項９に記載のヘッドセットを適用する方法であって、前記方法は、
    前記第２センサーと前記第１センサーとを前記額の上に並べるために、前記被験者のナジオン領域に前記第２センサーの前記伸ばされた部分の前記自由端を置くことと、
    前記第１センサーが前記被験者のヘアラインの下で前記額の上に位置するように前記第１センサーの位置を調節することと、
    前記第１センサーと前記第２センサーとを前記被験者の前記額に取り付けることと、
    前記第１端を前記被験者の第１耳領域に係合させることと、
    前記第２端を前記被験者の第２耳領域に係合させることと、
    前記第７センサーを前記第１耳領域に取り付け、前記第８センサーを前記第２耳領域に取り付けることと、
    前記第３センサーの前記伸ばされた部分の前記自由端が前記被験者の第１眉に触れないように、前記自由端を前記第１眉の真上に置き、前記被験者の前記額に前記第３センサーを取り付けることと、
    前記第４センサーの前記伸ばされた部分の前記自由端が前記被験者の第２眉に触れないように、前記自由端を前記第２眉の真上に置き、前記被験者の前記額に前記第４センサーを取り付けることと、
    前記被験者の前記額に前記第５センサーを取り付けることと、
    前記被験者の前記額に前記第６センサーを取り付けることと
    を含む、方法。
11. 人間の被験者の脳の電気的活動を検出するためのヘッドセットであって、
    被験者の額に合うように寸法を決められた柔軟な基板と、
    複数の電極であって、前記複数の電極は、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記電極が前記被験者に接触するように、前記基板の上に配置されており、第１電極は、前記額の下部中央領域に接触するように構成され、第２電極は、前記額の上部中央領域に接触するように構成され、第３電極は、前記額の前面右側領域に接触するように構成され、第４電極は、前記額の前面左側領域に接触するように構成され、第５電極は、前記額の右側領域に接触するように構成され、第６電極は、前記額の左側領域に接触するように構成されている、複数の電極と、
    ナジオン点であって、前記ナジオン点は、前記第１電極から一貫した所定の距離だけ延び、前記ナジオン点は、前記ナジオン点が前記被験者の解剖学的領域と並べられると、前記第１電極が前記額の前記下部中央領域上の前記解剖学的領域から前記一貫した所定の距離だけ離れて置かれるように、寸法を決められている、ナジオン点と、
    前記基板と関連付けられた柔軟な回路であって、前記複数の電極の各々に作用可能に結合されている柔軟な回路と
    を備え、
    少なくとも前記第３電極および前記第４電極は、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると、前記複数の電極のうちの少なくとも１つの他の電極に対して少なくとも縦方向に独立して移動可能である、ヘッドセット。
12. 前記ナジオン点は、タブを含む、請求項１１に記載のヘッドセット。
13. 前記解剖学的領域は、前記被験者のナジオンである、請求項１１に記載のヘッドセット。
14. 前記ヘッドセットは、前記ナジオン点が前記解剖学的領域と並べられると、前記複数の電極が前記被験者のヘアラインの下の前記額上で方向付けられるように、寸法を決められている、請求項１１に記載のヘッドセット。
15. 前記ナジオン点は、少なくとも１つの視覚的な印インジケータを含む、請求項１１に記載のヘッドセット。
16. 前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、接地電極である、請求項１１に記載のヘッドセット。
17. 人間の被験者の脳の電気的活動を検出するためのヘッドセットであって、
    被験者の額に合うように寸法を決められた柔軟な基板と、
    複数の電極であって、前記複数の電極は、前記ヘッドセットが前記被験者の上に置かれると前記電極が前記被験者に接触するように、前記基板の上に配置されている、複数の電極と、
    前記複数の電極のうちの第１電極であって、前記第１電極は、前記額の下部中央領域に接触するように構成されている、第１電極と、
    ナジオン点であって、前記ナジオン点は、前記第１電極から一貫した所定の距離だけ延び、前記ヘッドセットは、前記額上に置かれると、前記ナジオン点が前記被験者の解剖学的領域と並べられ、かつ、前記第１電極が前記解剖学的領域から前記一貫した所定の距離だけ離れて前記額上に置かれるように、寸法を決められている、ナジオン点と、
    前記額の前面右側領域に接触するように構成された第２電極と、
    前記額の前面左側領域に接触するように構成された第３電極と
    を備え、
    前記第２電極および前記第３電極は、前記複数の電極のうちの少なくとも１つの他の電極に対して少なくとも縦方向に独立して移動可能である、ヘッドセット。
18. 前記解剖学的領域は、前記被験者のナジオンである、請求項１７に記載のヘッドセット。
19. 前記ナジオン点は、前記ナジオン点が前記被験者のナジオンと並べられるときに前記第１電極を前記額の前記下部中央領域に置くことによって、前記被験者の前記額上の前記ヘッドセットの位置を特定するように構成されている、請求項１７に記載のヘッドセット。
20. 前記ナジオン点は、タブを含む、請求項１７に記載のヘッドセット。
21. 前記ナジオン点は、少なくとも１つの視覚的な印インジケータを含む、請求項１７に記載のヘッドセット。
22. 前記第２電極は、前記被験者の解剖学的特徴に対する前記第２電極の距離を測るための第１インジケータを含み、前記第３電極は、前記被験者の解剖学的特徴に対する前記第３電極の距離を測るための第２インジケータを含み、前記第１インジケータおよび前記第２インジケータは各々、タブを含む、請求項１７に記載のヘッドセット。
23. 前記第１インジケータおよび前記第２インジケータのうちの少なくとも１つは、視覚的な印インジケータを含む、請求項２２に記載のヘッドセット。
24. 前記第１インジケータは、前記額の前面右側領域上の前記第２電極の眉に対する位置を特定するように構成され、前記第２インジケータは、前記額の前面左側領域上の前記第３電極の眉に対する位置を特定するように構成されている、請求項２２に記載のヘッドセット。
25. 前記ヘッドセットは、第１端および第２端を含み、前記第１端および前記第２端は各々、前記被験者の前記額を横断して前記基板を保持するように、前記被験者の耳に係合するように構成された固定装置を含む、請求項１７に記載のヘッドセット。
26. 前記複数の電極は、前記額の上部中央領域に接触するように構成された第４電極と、前記額の右側領域に接触するように構成された第５電極と、前記額の左側領域に接触するように構成された第６電極とをさらに含む、請求項１７に記載のヘッドセット。
27. 人間の被験者の脳の電気的活動を検出するための複数の電極を有するヘッドセットを前記被験者のヘアラインの下で前記被験者の額上に設置するための方法であって、前記方法は、
    前記ヘッドセットの第１電極から一貫した所定の距離だけ延びるナジオン点を前記被験者のナジオンと並べることであって、前記ナジオン点を並べることは、前記ヘッドセットの前記第１電極から一貫した所定の距離で、前記被験者の前記額の下部中央領域に前記第１電極を置き、前記被験者の上部中央領域に第２電極を置く、ことと、
    前記額の前記下部中央領域に前記第１電極を取り付けることと、
    前記被験者の前記ヘアラインの下で前記額の前記上部中央領域に前記第２電極を取り付けることと、
    前記被験者の右眉の上方の前記額の前面右側領域に前記ヘッドセットの第３電極を取り付けることと、
    前記被験者の左眉の上方の前記額の前面左側領域に前記ヘッドセットの第４電極を取り付けることと、
    前記額の右側領域に前記ヘッドセットの第５電極を取り付けることと、
    前記額の左側領域に前記ヘッドセットの第６電極を取り付けることと
    を含み、
    前記第３電極または前記第４電極のうちの少なくとも１つを取り付けることは、前記第３電極または前記第４電極のうちの少なくとも１つを前記額に貼り付ける前に、前記第３電極または前記第４電極のうちの少なくとも１つを前記複数の電極のうちの少なくとも１つの他の電極に対して縦方向に移動させることを含み、前記第３電極および前記第４電極は、互いに対して独立して移動可能である、方法。
28. 前記方法は、前記被験者の前記額を横断して前記ヘッドセットを置くように、少なくとも１つの耳ループを前記被験者の耳と係合させることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
29. 前記第３電極および前記第４電極を取り付けることは、前記第３電極の第１インジケータを前記被験者の前記右眉と並べることと、前記第４電極の第２インジケータを前記被験者の前記左眉と並べることとを含み、前記第１および第２インジケータは、前記被験者の解剖学的特徴に対する前記第３および第４電極の距離を測るためのインジケータである、請求項２７に記載の方法。
30. 前記ヘッドセットをプロセッサーに接続することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。

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