RU2693217C1 - Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга - Google Patents

Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга Download PDF

Info

Publication number
RU2693217C1
RU2693217C1 RU2017146003A RU2017146003A RU2693217C1 RU 2693217 C1 RU2693217 C1 RU 2693217C1 RU 2017146003 A RU2017146003 A RU 2017146003A RU 2017146003 A RU2017146003 A RU 2017146003A RU 2693217 C1 RU2693217 C1 RU 2693217C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
frame
holders
head
dry electrodes
Prior art date
Application number
RU2017146003A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Николаевич Дулин
Юрий Ренатович Мустафин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Универс-Консалтинг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Универс-Консалтинг" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Универс-Консалтинг"
Priority to RU2017146003A priority Critical patent/RU2693217C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693217C1 publication Critical patent/RU2693217C1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369Electroencephalography [EEG]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга выполнено в виде шлема для позиционирования сухих электродов на коже головы для регистрации электрической активности головного мозга. Шлем состоит из каркаса для расположения вокруг головы пользователя и держателей сухих электродов из упругодеформируемого материала, каждый из которых следует кривизне головы пользователя. Держатели присоединены к каркасу таким образом, что напряжение в держателе, вызванное его упругой деформацией, обусловленной расположением корпуса вокруг головы пользователя, приводит к тому, что держатели оказывают давление на электроды в направлении кожи головы. Сухие электроды электрически соединены с блоком регистрации данных. Каркас выполнен составным с жесткой или упругодеформируемой подвижной передней частью и жесткой неподвижной задней частью и снабжен эластичной лентой, соединенной с держателями сухих электродов в средней их части с возможностью изменения длины и крепления с подвижной частью каркаса. Электроды выполнены подпружиненными и установлены на держателях в отверстиях в местах позиционирования сухих электродов. Держатели выполнены из диэлектрического материала. Электрическое соединение электродов с блоком регистрации данных выполнено посредством электропроводящих кабелей, имеющих электроизоляционную оболочку и соединенных в систему коммутации с блоком регистрации данных, который закреплен на неподвижной части каркаса для позиционирования на затылочной области головы и представляет собой корпус, внутри которого размещен элемент автономного электропитания, усилитель регистрируемых данных, который электрически соединен с электродами и с передатчиком усиленных сигналов, выполненным с возможностью беспроводной передачи усиленных сигналов на удаленное электронно-вычислительное устройство для анализа данных, блок индикации, информационная панель которого выведена на лицевую панель корпуса, соединенный с усилителем регистрируемых импульсов. Подвижная часть каркаса соединена с неподвижной частью каркаса таким образом, что обеспечивается возможность изменения длины подвижной части каркаса. Достигается расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных показателей устройства для портативной беспроводной регистрации данных электрической активности головного мозга как средства для изучения эмоциональных реакций человека или группы лиц на получаемую визуальную или иную информацию. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к психофизиологии и может быть использовано для реализации работы аппаратно программного комплекса, осуществляющего съем и обработку мультмодальных нейрофизиологических измерений с группы лиц для выделения и нахождения паттернов регистрируемой активности человека, сопровождающих различные характеристики эмоционального восприятия.
Успехи нейронаук и прикладной психофизиологии привели в последнее десятилетие к активному использованию биометрических данных в немедицинских целях. Прежде всего эти данные активно используются в таких сферах, как нейромаркетинговые исследования. Возможно также применение электрической активности головного мозга для диагностики и повышения эффективности обучения, контроля уровня когнитивной нагрузки и когнитивного утомления у операторов, использование для диагностики эмоционального состояния в такой новой отрасли, как нейрокино и многих других сферах. Интересно также применение биометрических показателей в обучении на основе биообратной связи и компьютерных играх, использующих интерфейс мозг-компьютер. Несмотря на то, что существуют многочисленные научные исследования, которые показывают возможность распознавания указанных показателей психической активности человека с использованием психофизиологических данных, результаты этих исследований имеют лишь ограниченное лабораторное применение из-за отсутствия удобной беспроводной гарнитуры, способной снимать достаточно большое количество биометрических показателей беспроводным способом в условиях свободного поведения, не вызывая нарушение прилегания регистрирующих электродов и неудобства для человека от сильного давления фиксирующих электроды приспособлений.
В Европе и России измерения электрической активности мозга нашли широкое применение при проведении нейрофизиологических и психофизиологических диагностик. С 1960-х годов измерения различных типов активности мозга и воздействия на эти типы проводилась также в США, Канаде, Австралии.
При проведении исследований важной задачей является установка электродов таким образом, чтобы обеспечивался хороший контакт между электродами и кожей головы. Это важно для получения оптимального базиса, используемого при сопоставлении двух измерений или при сравнении измерений, проведенных для двух или нескольких человек.
Широко известны устройства для регистрации биоэлектрической активности мозга -электроэнцефалограммы (ЭЭГ) которые представляют собой эластичную сетку и/или шлем, выполненные в соответствии с системой 10-20 или другими менее распространенными схемами размещения. В частности, известно устройство для электроэнцефалографических исследований, представляющее собой шлем, состоящий из двух частей, измерительно-передающего блока смонтированного в шлеме, надеваемом на голову пациента, и приемно-регистрирующего блока, находящегося на некотором расстоянии от пациента в зоне уверенного приема электромагнитных волн. Измерительно-передающий блок включает в себя электроды для снятия электрических потенциалов, усилители, коммутатор, АЦП, кодер и передатчик электромагнитного сигнала, соединенные последовательно. Приемно-регистрирующий комплекс включает в себя последовательно соединенные приемник электромагнитного сигнала, декодер и ЭВМ [SU 1734687, 1989].
Шлемы для измерения электроэнцефалограммы (ЭЭГ) имеют различные размеры, т.к. расстояние между электродами должно соответствовать размеру черепа, учтенному в системе 10-20 или в других схемах размещения, а сами электроды размещают в соответствующих отверстиях шлема. Ручное размещение электродов увеличивает вероятность неправильной установки их вследствие человеческого фактора, т.к. электроды должны быть размещены с учетом различающихся размеров черепа, что требует компетентности персонала. Свободное расположение электродов приводит к неточным измерениям, тогда как тугие шлемы, обеспечивающие высокий уровень прилегания, доставляют серьезные неудобства пациенту, в особенности детям, препятствуя длительным измерениям.
Известны устройства, которые направлены на снижение неудобства от давления регистрирующих электродов при обеспечении достаточного уровня прилегания, например, устройства, описанные патентных документах US 2009099473 (2009), SU 676273 (1979),
JP 2006006667 (2006), US 2005177929 (2005), SU 1734576 (1992).
В частности, в устройстве по изобретению SU 676273 (1979) описан шлем с электродами/датчиками, предназначенный для применения в ЭЭГ, где плотное прилегание обеспечивается подачей давления на электроды. Аналогичный прием описан и в патентной заявке US 2007/0106170, где предусмотрено множество надувных камер. Вместе с тем, применение надувных камер требует создания адекватного давления и наличия нескольких типоразмеров шлемов, выполненных в соответствии с индивидуальными размерами черепа, причем при размещении электродов необходима еще ручная юстировка для правильного размещения электродов. Кроме того, электроды закреплены на пластмассовых держателях, имеющих не очень большую упругость, поэтому при некоторых формах головы электроды контактируют с головой с разной степенью прилегания, нарушая качественную регистрацию ЭЭГ-сигнала.
Устройство по заявке JP 2006006667 (2006) также представляет шлем с электродами/датчиками, предназначенный для применения в ЭЭГ. В одном из вариантов осуществления, чтобы подать давление на электроды, размещенные на внутреннем компоненте шлема, надувают камеры, которые отделены друг от друга и находятся между внутренним и наружным компонентами шлема. В данном случае шлему присущи те же недостатки, что описаны выше.
Известен шлем для позиционирования и фиксирования датчиков на коже головы пациента с зафиксированными электродами по RU 2557781 (2015), состоящий из 3 слоев, наружный слой присоединен к внутреннему слою, при этом наружный слой состоит из жесткого материала, непроницаемого для текучей среды, внутренний слой изготовлен из эластичного материала, непроницаемого для текучей среды и имеющего участки для размещения датчиков или электродов, а средний слой содержит текучую среду и выполнен с возможностью откачивания из него текучей среды для равномерного растягивания внутреннего слоя, увеличения расстояния между электродами и размещения их независимо от размера головы пациента, при этом устройство содержит средство для регулирования давления текучей среды в среднем слое содержит текучий материал, что позволяет мягко и плотно фиксировать электроды.
В известном устройстве отсутствует беспроводная передача данных, что исключает вариант портативного его исполнения и ограничивает его применение. Кроме того, известное устройство сложно для одевания и снимания, предполагает использование гелевых или влажных электродов, отсутствует возможность снятия фотоплетизмограммы, т.е. имеет ограниченные функциональные возможности. Существенным недостатком известного устройства является использование влажных электродов, которые при длительном использовании начинают подсыхать, изменяя подэлектродное сопротивление, т.е. искажая данные.
Наиболее близким к предлагаемому, является устройство измерения электрической активности головного мозга по патенту RU 2563433 (2013), которое содержит множество сухих электродов, установленных на гибких поверхностях, корпус, выполненный с возможностью расположения, по меньшей мере, частично вокруг головы пользователя, по меньшей мере, одну упругую ленту на внутренней стороне корпуса. Устройство дополнительно содержит конструкцию для позиционирования, включающую позиционирующую полоску на внутренней стороне упругой ленты, крепящуюся к множеству гибких поверхностей, содержащую отверстия, через которые выступают электроды, когда блок расположен вокруг головы пользователя. Конструкция для позиционирования выполнена с возможностью позиционирования упругой ленты и электродов таким образом, что, когда корпус расположен вокруг головы пользователя, упругая лента, по меньшей мере, частично следует кривизне головы пользователя, при этом напряжение в упругой ленте, вызванное ее растяжением, обусловленным расположением корпуса вокруг головы пользователя, приводит к тому, что упругая лента оказывает давление, по меньшей мере, на некоторые из множества электродов в направлении кожи головы. Используемые электроды представляют собой позолоченные металлические штыри диаметром примерно 1 мм, расположенные так, что расстояние между их центральными осями составляет 2,5 мм. Штыри имеют закругленные (полусферические) концы, а гибкие поверхности выполнены из электропроводящей резины.
Известное устройство обеспечивает хорошее прилегание электродов к коже черепа за счет эффективного контакта множества электродов с кожей головы. Вместе с тем, функциональные возможности известного устройства ограничены снятием только показателей электрической активности головного мозга (ЭЭГ) и не предназначено для снятия иных показателей активности человека, сопровождающих различные характеристики эмоционального восприятия человека. Более того, известное устройство предполагает использование электропроводящей резины или металлической фольги, что сокращает срок нормальной эксплуатации шлема, т.к. резина склонна к высыханию в результат чего появляются трещины, которые делают передачу электросигналов нестабильной из-за разрыва цепи, а металлическая фольга также имеет невысокие показатели прочности на разрыв, что также снижает эксплуатационную надежность устройства за счет возможность разрыва электроцепи.
Задачей является расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных показателей устройства для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга, как средства для изучения эмоциональных реакций человека или группы лиц на получаемую визуальную или иную информацию.
Поставленная задача решается тем, что заявляется устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга, выполненное в виде шлема для позиционирования сухих электродов на коже головы для регистрации электрической активности головного мозга (ЭЭГ), шлем состоит из каркаса, выполненного с
возможностью расположения, по меньшей мере частично, вокруг головы пользователя, и держателей сухих электродов, выполненных из упруго деформируемого материала, каждый из которых, по меньшей мере частично следует кривизне головы пользователя, указанные держатели присоединены к каркасу таким образом, что напряжение в держателе, вызванное его упругой деформацией, обусловленным расположением корпуса вокруг головы пользователя, приводит к тому, что держатели оказывают давление на электроды в направлении кожи головы, сухие электроды электрически соединены с блоком регистрации данных, при этом, в отличие от известного устройства, в заявляемом устройстве каркас выполнен составным с жесткой или упруго деформируемой подвижной передней частью и жесткой неподвижной задней частью и снабжен эластичной лентой, соединенной с держателями сухих электродов в средней их части, имеющей возможность крепления с подвижной частью каркаса с возможностью изменения длины, сухие электроды выполнены подпружиненными и установлены на держателях в отверстиях, выполненных в местах позиционирования сухих электродов, держатели выполнены из диэлектрического материала, а электрическое соединение сухих электродов с блоком регистрации данных выполнено посредством электропроводящих кабелей, имеющих электроизоляционную оболочку, держатели имеют пазы, в которые по меньшей мере частично уложены электропроводящие кабели, соединенные с блоком регистрации данных, который закреплен на неподвижной части каркаса, предназначенной для позиционирования на затылочной области головы и представляет собой корпус, внутри которого размещен элемент автономного электропитания, усилитель регистрируемых данных, который электрически соединен с электродами и с передатчиком усиленных сигналов, выполненным с возможностью беспроводной передачи усиленных сигналов на удаленное электронно-вычислительное устройство, предназначенное для анализа данных, блок индикации, информационная панель которого выведена на лицевую панель корпуса, и соединенный с усилителем регистрируемых импульсов, подвижная часть каркаса соединена с неподвижной частью каркаса таким образом, что обеспечивается возможность изменения длины подвижной части каркаса.
Заявляемое устройство дополнительно снабжено электродом- клипсой, имеющим возможность крепления на мочке уха для регистрации сосудистых реакций методом фотоплетизмограммы (ФПГ). Электрическое соединение электрода-клипсы с блоком регистрации данных выполнено посредством электропроводящих кабелей.
Изменение длины подвижной части каркаса, а, следовательно, степени его прилегания к передней и боковых частях головы, может быть обеспечено посредством вращения юстировочного винта, размещенного в неподвижной части каркаса. Длина подвижной части каркаса подбирается в зависимости от параметров головы (формы и размеров). В качестве юстировочного винта может быть использовано любое известное для этих целей средство. Подвижная часть каркаса, напрямую контактирующая с кожей головы (главным образом, на лбу), не оказывают избыточного давления на голову благодаря возможности регулирования степени прилегания. Это, в свою очередь позволяет обеспечить возможность исследования параметров человека непрерывно в течение длительного времени, т.к. уменьшаются проявления негативных физиологических реакций, связанных со сдавливаем головы.
Неподвижная часть каркаса шлема в зоне крепления блока регистрации данных выполнена из жесткого пластика, например, из полистирола, поливинилхлорида и других аналогичных пластических материалов. Подвижная часть каркаса может быть выполнена из жесткого пластика, аналогичного пластику неподвижной части каркаса или может быть выполнена из упруго деформируемого материала, например из полиуретана. Эластичная лента, соединенная с держателями, предпочтительно заподлицо, может быть выполнена, например, из нейлона, силиконовой резины и других известных материалов, способных с растяжению и пригодных для санитарно-гигиенической обработки дезинфицирующими средствами.
Держатели для размещения сухих электродов выполнены из упруго деформируемого материала, предпочтительно из полиуретана, например, марки AXSON UPX 8400. Держатели для размещения сухих электродов позиционируются по височной и медианной линиям головы и крепятся своими концами к боковым сторонам каркаса шлема с возможностью изменения длины в зависимости от формы и размера головы, обеспечивая плотное прилегание подпружиненных сухих электродов к голове. Позиционирование электродов относительно поверхности головы осуществляется по международной системе «10-10%» (выборочные позиции из системы).
Разъемы, соединения и места крепления сухих электродов к держателям обеспечивают влагозащиту не ниже уровня IPx6 по ГОСТ 14254-2015.
Плотное прилегание сухих электродов к коже головы обеспечивается креплением к каркасу держателей, выполненных из упруго деформируемого материала. Сухие электроды подпружинены и обеспечивают плотный контакт с кожей головы. Сухие электроды крепятся в отверстиях держателей, отверстия выполнены в местах позиционирования сухих электродов на голове. В качестве сухих электродов преимущественно используются сухие электроды марки Cognionics. Возможно применение иных известных подпружиненных сухих электродов. Предпочтительно на держателях, расположенных соответственно на височной и медианной линиях, размещено восемь сухих электродов, обеспечивающих регистрацию до 8 каналов ЭЭГ. Сухие электроды допускают их санитарно-гигиеническую обработку известными растворами, например, растворами на основе гипохлорита и изопропилового спирта, без утраты полезных свойств. Наличие на сухих электродах марки Cognionics покрытия из цельнопрессованного Ag/AgCl обеспечивает съем качественного сигнала и отсутствие поверхностной поляризации. В районе правого уха имеется вывод референтного электрода. В районе левого уха имеется вывод электропроводящего кабеля электрода-клипсы для снятия сигналов ФПГ.
Выводы электропроводящих кабелей должны иметь достаточную длину для фиксации крепления сухих электродов и электрода-клипсы для снятия ФПГ на мочке уха при любых размерах головы. Выводы всех электропроводящих кабелей интегрированы в блок регистрации данных.
Корпус блока регистрации данных выполнен их жесткого пластика, на лицевую панель выведено информационная панель блока индикации, которая отображает информацию о параметрах включения, уровня заряда элемента автономного электропитания, качество контакта электродов с кожей головы, отрыв электрода, уровень подэлектродного сопротивления и другие сведения.
В корпусе блока регистрации данных размещен усилитель поступающих сигналов с электродов. Усилитель сигналов выполнен известными методами с использованием известных электронных компонент и представляет собой микросхему, электрически соединенную с сухими электродами и электродом-клипсой, элементом автономного электропитания и передатчиком усиленных сигналов.
В качестве элемента автономного электропитания предпочтительно используют Li-Ion аккумуляторную батарею с напряжением 3,7 вольта и емкостью не менее 700 мАч. Элемент автономного питания выполнен с возможностью замены, т.е. закреплен с возможностью извлечения его известными способами из корпуса блока регистрации данных.
В качестве передатчика усиленных сигналов может быть использован любой известный для этих целей блок передачи данных, имеющий возможность оцифровки, передачи и приема сигналов, например блок WIFI (вай-фай). Возможны и иные каналы беспроводной передачи данных на удаленное приемное устройство, в качестве которого используют электронно-вычислительное устройство, предназначенное для анализа данных, например компьютер или иное аналогичное устройство, имеющее возможность приема сигналов, например по технологии blutooth (блютуз) и последующей их обработки программными средствами.
Блок регистрации данных может быть дополнительно снабжен блоком измерения двигательной активности, например трехосевого акселерометра, который встроен в виде микросхемы.
Заявляемое устройство за счет создания хорошего контакта электродов с кожей головы обеспечивает получение нового технического результата, который выражается в возможности обеспечить корректное измерение активности головного мозга в течение длительного времени посредством использования заявляемого портативного шлема, не требующего для его корректной работы неподвижного положения. Заявляемое устройство позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения одновременной возможности снятия иных данных - фотоплетизмограммы (ФПГ), что позволяет расширить возможности исследования сценариев поведения и эмоционального состояния человека или группы людей, воспринимающих одну и ту же информацию.
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими рисунками.
На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого устройства вид спереди
На фиг. 2 тоже вид сзади
На фиг. 3 показана раскладка сухих электродов на держателях
На фиг. 4 и фиг. 5 показаны сухие электроды
На фиг. 6 показана блок схема заявляемого устройства.
Устройство представляет собой шлем, который состоит из неподвижной части каркаса 1, выполненной из жесткого пластика и подвижной части 2 каркаса, взаимодействующих друг с другом с возможностью изменения длины подвижной части каркаса посредством юстировочного винта 8. На подвижной части 2 каркаса закреплены держатели 3 сухих электродов 4 марки Cognionics, которые выполнены подпружиненными и размещены в отверстиях (не показаны) держателей 3. Устройство содержит электрод-клипсу 5, который предназначен для крепления на мочку уха. Электроды 4 и 5 снабжены электропроводящими кабелями 6, которые частично уложены в пазы 10, выполненные в держателях 3, образуя систему коммутации (Фиг.6). Держатели 3 в средней своей части соединены с эластичной лентой 11, которая имеет возможность съемного крепления с подвижной частью 2 каркаса с изменением длины. Аналогичную возможность крепления с подвижной часть каркаса имеют держатели 3. Крепление эластичной ленты 11 и держателей 3 с подвижной частью 2 каркаса обеспечивается за счет размещенных на их концах отверстий 12, которые взаимодействуют с ответными штырями (не показаны) на подвижной части 2 каркаса. На неподвижной части 1 каркаса закреплен блок регистрации данных, представляющий собой размещенные в корпусе 7 соединенные друг с другом усилитель 13, блок индикации 14, аккумуляторную батарею 15 и передатчик 16 усиленных сигналов посредством беспроводной связи на удаленное приемное устройство 17 с функцией обратной связи (Фиг.6). Данные блока индикации 14 выведены на переднюю панель корпуса 7 для визуализации состояния работы сухих электродов 4, электрода клипсы 5, заряда аккумуляторной батареи 15 и иных показателей. Использование сухих электродов 4 требует определенных параметров усилителя 13- частота дискретизации данных ЭЭГ настраиваемая – 250 и 500 Гц. Динамический диапазон для данных ЭЭГ - ±300 мВ. Верхняя граница частоты полосы пропускания для данных ЭЭГ - 75 Гц. Уровень шума, приведенный ко входу, менее 1 мкВ пик-пик в полосе для данных ЭЭГ 0,1...30 Гц. Использование электрода-клипсы требует параметров усилите - частота дискретизации данных фотоплетизмограммы – 125 Гц.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
На голову человека надевается заявляемое устройство, которое позиционируется на голове с использованием юстировочного винта 8 и регулировкой длины держателей 3 и длины эластичной ленты 11 за счет отверстий 12, которые зацепляются на соответствующие штыри на внешней поверхности подвижной части 2 каркаса с его боковых сторон и в передней части. Посредством снятия показаний с восьми отведений сухих электродов 4 осуществляют регистрацию биоэлектрической активности мозга (электроэнцефалограммы- ЭЭГ), а для регистрации сосудистых реакций методом фотоплетизмограммы (ФПГ) снимают показания с электрода-клипсы 5, который крепится на мочку уха. Снимаемые данные поступают на усилитель 13, после чего усиленные сигналы через передатчик 16 усиленных сигналов методом blutooth передаются на удаленное устройство, снабженное программными средствами для обработки данных, в качестве которых используют компьютер. На основании анализа полученных данных программными средствами вычисляются показатели, которые характеризуют эмоциональное состояние человека в данный момент времени (временное окно около 10 секунд) а также уровень когнитивного внимания и утомления. Полученные данные позволяют оценивать как эмоциональную вовлеченность (силу эмоции) так и ее знак (валентность – положительная, отрицательная или нейтральная), а также распознавать отдельные эмоции, такие как страх, раздражение (злость), радость, умиление, отвращение, презрение, скуку и другие. Программа анализа данных в режиме реального времени (с опозданием 10сек) вычисляет показатели, характеризующие эти состояния и выводит на монитор компьютера в виде графиков, чисел и т.д., что позволяет видеть динамику эмоционального состояния в процессе просмотра какого-то видеоматериала, прослушивания лекции или выступления и т.д. Обрабатывая данные нескольких людей, с которых записываются физиологические данные синхронно, оценивается эмоциональное состояние аудитории в целом. Для этого вычисляется индекс синхронности и статистические параметры изучаемых показателей. Данные по состоянию группы также могут выводиться на экран в виде графиков.
Таким образом, заявляемое устройство при его практическом применении позволяет обеспечить плотное прилегание регистрирующих электродов, исключает возможность смещения электродов при произвольных и непроизвольных движениях головой, исключает неприятные физиологические эмоции при длительной непрерывной регистрации и передаче биометрических показателей в течение не менее 6 часов.
Кроме того, заявляемое устройство позволяет производить его санитарно-гигиентическую обработку не нарушая режима нормальной работы в течение длительного срока эксплуатации.

Claims (4)

1. Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга, выполненное в виде шлема для позиционирования сухих электродов на коже головы для регистрации электрической активности головного мозга, шлем состоит из каркаса, выполненного с возможностью расположения, по меньшей мере частично, вокруг головы пользователя, и держателей сухих электродов, выполненных из упругодеформируемого материала, каждый из которых по меньшей мере частично следует кривизне головы пользователя, указанные держатели присоединены к каркасу таким образом, что напряжение в держателе, вызванное его упругой деформацией, обусловленной расположением корпуса вокруг головы пользователя, приводит к тому, что держатели оказывают давление на электроды в направлении кожи головы, сухие электроды электрически соединены с блоком регистрации данных, отличающееся тем, что каркас выполнен составным с жесткой или упругодеформируемой подвижной передней частью и жесткой неподвижной задней частью и снабжен эластичной лентой, соединенной с держателями сухих электродов в средней их части, имеющей возможность изменения длины и крепления с подвижной частью каркаса, сухие электроды выполнены подпружиненными и установлены на держателях в отверстиях, выполненных в местах позиционирования сухих электродов, держатели выполнены из диэлектрического материала, а электрическое соединение сухих электродов с блоком регистрации данных выполнено посредством электропроводящих кабелей, имеющих электроизоляционную оболочку и соединенных в систему коммутации с блоком регистрации данных, который закреплен на неподвижной части каркаса, предназначенной для позиционирования на затылочной области головы, и представляет собой корпус, внутри которого размещен элемент автономного электропитания, усилитель регистрируемых данных, который электрически соединен с электродами и с передатчиком усиленных сигналов, выполненным с возможностью беспроводной передачи усиленных сигналов на удаленное электронно-вычислительное устройство, предназначенное для анализа данных, блок индикации, информационная панель которого выведена на лицевую панель корпуса, соединенный с усилителем регистрируемых импульсов, подвижная часть каркаса соединена с неподвижной частью каркаса таким образом, что обеспечивается возможность изменения длины подвижной части каркаса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно снабжено электродом-клипсой, имеющим возможность крепления на мочке уха для регистрации сосудистых реакций методом фотоплетизмограммы.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что электрическое соединение электрода-клипсы с блоком регистрации данных выполнено посредством электропроводящих кабелей.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что держатели имеют пазы, в которые, по меньшей мере частично, уложены электропроводящие кабели.
RU2017146003A 2017-12-26 2017-12-26 Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга RU2693217C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146003A RU2693217C1 (ru) 2017-12-26 2017-12-26 Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146003A RU2693217C1 (ru) 2017-12-26 2017-12-26 Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693217C1 true RU2693217C1 (ru) 2019-07-01

Family

ID=67252113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146003A RU2693217C1 (ru) 2017-12-26 2017-12-26 Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693217C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222921U1 (ru) * 2023-09-29 2024-01-23 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри" Встраиваемый в стереогарнитуру модуль анализа ээг

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2100008C1 (ru) * 1995-09-14 1997-12-27 Центральный институт травматологии и ортопедии им.Н.Н.Приорова Биоэнергетический шлем
RU2118507C1 (ru) * 1996-09-10 1998-09-10 Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики Шлем электроэнцефалографический
JP2008302089A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Nou Kinou Kenkyusho:Kk 脳波測定用電極
RU2563433C2 (ru) * 2009-11-04 2015-09-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство для позиционирования электродов на коже головы пользователя
US20160100794A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Landon C.G. Miller Real time brain trauma treatment
KR20160129486A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 금오공과대학교 산학협력단 밴드형 뇌파 측정기를 이용한 군인 건강 상태 모니터링용 스마트 헬멧

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2100008C1 (ru) * 1995-09-14 1997-12-27 Центральный институт травматологии и ортопедии им.Н.Н.Приорова Биоэнергетический шлем
RU2118507C1 (ru) * 1996-09-10 1998-09-10 Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики Шлем электроэнцефалографический
JP2008302089A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Nou Kinou Kenkyusho:Kk 脳波測定用電極
RU2563433C2 (ru) * 2009-11-04 2015-09-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство для позиционирования электродов на коже головы пользователя
US20160100794A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Landon C.G. Miller Real time brain trauma treatment
KR20160129486A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 금오공과대학교 산학협력단 밴드형 뇌파 측정기를 이용한 군인 건강 상태 모니터링용 스마트 헬멧

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222921U1 (ru) * 2023-09-29 2024-01-23 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри" Встраиваемый в стереогарнитуру модуль анализа ээг

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190090747A1 (en) Electrode units for sensing physiological electrical activity
KR101739542B1 (ko) 착용형 무선 12 채널 심전도 시스템
CN106163393B (zh) 采集和分析脑电图数据的方法和装置
CN104470423B (zh) 用于收集和分析脑电图数据的方法和设备
US20170332964A1 (en) Headset for bio-signals acquisition
US20070112277A1 (en) Apparatus and method for the measurement and monitoring of bioelectric signal patterns
US20130127708A1 (en) Cell-phone based wireless and mobile brain-machine interface
US10213156B2 (en) Headset apparatus for detecting multi-biosignal
US20110098593A1 (en) Head Harness &Wireless EEG Monitoring System
JP2016526972A5 (ru)
KR101579364B1 (ko) 뇌파 모니터링 및 뇌 컴퓨터 인터페이스를 위한 뇌전도 전극과 취득 시스템을 내장한 무선 이어훅 이어셋
US20180333066A1 (en) Apparatus for measuring electroencephalogram, system and method for diagnosing and preventing dementia
KR101384761B1 (ko) 호흡과 심전도의 동시 측정이 가능한 스포츠 브라
AU2020293722B2 (en) Method and apparatus for motion dampening for biosignal sensing and influencing
EP3120764A1 (en) Portable device and method for measuring electromyographic signals of an user
JP6743040B2 (ja) 生体信号を取得するためのヘッドセット
Liao et al. Human cognitive application by using wearable mobile brain computer interface
Paul et al. A versatile in-ear biosensing system for continuous brain and health monitoring
RU2693217C1 (ru) Устройство для портативной беспроводной регистрации электрической активности головного мозга
KR20180074534A (ko) 이어후크 타입 웨어러블 디바이스를 이용한 건강 상태 모니터링 시스템
KR101552269B1 (ko) 뇌-컴퓨터 인터페이스를 위한 비침습형 능동형 건식 전극 및 그 전극 모듈
CN217219890U (zh) 经颅直流电刺激闭环系统的头环装置
US20220304614A1 (en) Electroencephalogram measurement structure
US20200323461A1 (en) Point-of-care system for detection of the physical stress at different parts of body
CN117814799A (zh) 一种穿戴式脑电极