TW201618712A - 充氣式腦波量測裝置 - Google Patents

Abstract

一種充氣式腦波量測裝置，包括一可供受測者配戴於頭部之充氣式帽體，以及至少一感測電極。其中，充氣式帽體設置有複數個支撐條，感測電極係設置於支撐條上。當充氣式帽體被充氣後，其係帶動感測電極貼合於受測者之頭部，以量測其腦波訊號。藉由此充氣式帽體之充氣設計，本發明所揭露之充氣式腦波量測裝置可廣泛應用於不同頭圍尺寸上之量測，具有極佳之發展潛力與產業利用性。

Description

充氣式腦波量測裝置

本發明係關於一種腦波量測裝置；特別關於一種提供充氣式帽體以供受測者配戴，以藉由充氣式帽體在充氣後可因應不同頭圍尺寸進行量測之充氣式腦波量測裝置。

每一個人，每一天、每一秒，不論在做什麼，甚至睡覺時，我們的大腦都不時地會產生「電流脈衝」，這些由大腦所產生的電流，稱之為「腦波」。一般而言，腦波依頻率來分，大致可分為四大類：β波(意識)、α波(意識與潛意識的橋樑)、θ波(潛意識)及δ波(無意識)，這些意識的組合，形成了一個人的內、外在行為及學習上的表現。近代電腦科技，已可將人類的腦波透過「腦波量測裝置」，清清楚楚地呈現在電腦螢幕上，以供後續進行分析。

目前量測腦波記錄可分為兩種，一是腦電波(electroencephalogram，EEG)，用以測量大腦皮質的電流，大腦皮質的電流是發生在細胞外的電流，是由細胞群與其他細胞群之間的電位差所形成的。另一則是腦磁波(magnetoencephalographic，MEG)，其係根據法拉第定律-電生磁，當腦神經活化時所產生的電訊號會引發磁場變化，所偵測到訊號的大小即為腦磁波。

就實務上的經驗而言，一般的腦波量測過程多需要受測者配戴一特定之腦波量測裝置，以記錄該受測者在一定週期時間內腦波訊號的變化，更可進一步據以分析其腦波訊號的深淺變化，在腦波記錄檢查裡扮演十足關鍵的角色。然而，值得注意的是，針對不同的受測者，每個受測者的頭圍尺寸大小均不盡相同，儼然成為量測中必須解決的一大問題，目前已知的腦波量測裝置並無法做到適應所有不同頭型之需求，使得其應用範疇大大地受到限制。

緣是，鑑於上述之缺失亟待改進，故本發明人係有感於上述缺失之可改善，且依據多年來從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明，其係揭露一種有別於傳統腦波測量裝置之全新「充氣式」腦波量測裝置，以成功因應不同受測者之頭圍尺寸使用，其具體架構及實施方式將詳述於下。

為解決習知技術存在的問題，本發明之一目的係在於提供一種充氣式腦波量測裝置，其係首創不僅可以改善習見腦波量測裝置之缺點，更可使得即時與長效性的腦波量測成為可能，除此之外，利用此種充氣式腦波量測裝置所測得之腦波訊號，更具有高度之精確性及準確度，實可為學術及產業上所使用。

本發明之又一目的係在於提供一種充氣式腦波量測裝置，其係利用結構上使用一充氣式帽體，控制充氣式帽體在充氣後帶動設置於其內側之感測電極產生位移，藉此緊密貼合於受測者之頭圍，以達到因應不 同受測者頭型尺寸使用之目的。

本發明之再一目的係在於提供一種充氣式腦波量測裝置，其不僅能提供優良的量測特性，更兼具有與受測者待測部位之間較佳之緊密貼合度，不僅使用方式簡便，更具有較低的製程複雜度與較少之成本考量。

是以，根據本發明所揭示之充氣式腦波量測裝置，其係包括有一充氣式帽體以及至少一感測電極。其中，充氣式帽體係供一受測者配戴於頭部，並包括一可充氣本體以及複數個支撐條，支撐條係設置於可充氣本體之內側。感測電極係設置於該等支撐條上，以利用充氣式帽體在充氣後，帶動感測電極貼合於受測者之頭部，以量測受測者之腦波訊號。在此實施例中，充氣式腦波量測裝置係可視為一單獨帽型之氣囊，氣囊內側分布有感測電極，以藉由氣囊充氣，膨脹壓迫感測電極，使之能有效接觸頭皮。

其中，根據本發明之實施例，充氣式帽體更包括一氣孔，其係設置於可充氣本體之一側邊上，以透過該氣孔對可充氣本體進行充氣。

再者，本發明所使用之支撐條係由可撓性材質所製成，且每一支撐條更可彎折成彎曲狀，以藉由其彎曲狀吸收感測電極在移動時所對應產生之應力，於此增加受測者在配戴時之舒適度及整體之柔軟性。

根據本發明之再一實施例，則充氣式帽體亦可視為一內嵌於硬頂帽殼內之氣囊。在此情況下，此種充氣式腦波量測裝置更包括有一殼體，且所述之充氣式帽體係設置於該殼體之內側，以供受測者配戴該殼體後，可量測其腦波訊號。

由此觀之，本發明所揭露之充氣式腦波量測裝置，其僅需使 用一充氣式帽體，即可利用充氣於該充氣式帽體的方式，使其結構適用於不同頭圍大小之受測者。相較於習知技術，不僅在結構與製程上皆大幅地簡化，在無形中降低製程之成本，更可以隨著充氣式帽體的充氣程度進行尺寸大小的調整，使其因應所有受測者使用，同時維持相當優良的量測特性。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

1‧‧‧充氣式腦波量測裝置

12‧‧‧可充氣本體

12a‧‧‧氣室

14‧‧‧支撐條

16‧‧‧氣孔

20‧‧‧感測電極

30‧‧‧殼體

32‧‧‧上蓋

34‧‧‧底部環

36‧‧‧固定支架

40‧‧‧旋調件

第1圖係為根據本發明一實施例充氣式腦波量測裝置之立體示意圖。

第2圖係為根據本發明一實施例充氣式腦波量測裝置之內部示意圖。

第3圖係為根據本發明一實施例可充氣本體之示意圖。

第4圖係為根據本發明另一實施例可充氣本體係由一個或一個以上氣室組成之示意圖。

第5圖係為根據本發明另一實施例充氣式腦波量測裝置更包括有一殼體之立體示意圖。

第6圖係為一使用者配戴第5圖所示之充氣式腦波量測裝置之側面示意圖。

第7圖係為第5圖所示之充氣式腦波量測裝置在充氣後之示意圖。

以上有關於本發明的內容說明，與以下的實施方式係用以示範與解釋本發明的精神與原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步 的解釋。有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

根據本發明之實施例，請參閱第1圖及第2圖所示，其係分別為根據本發明實施例充氣式腦波量測裝置之一立體示意圖及內部示意圖，如圖所示，充氣式腦波量測裝置1係為一種在充氣後，可用以量測一受測者之腦波訊號的腦波量測裝置，其係為一種單獨帽型之氣囊，並在氣囊內側分布有一個或一個以上之感測電極，以藉由氣囊充氣，膨脹壓迫一個或一個以上的感測電極，使之能有效接觸頭皮。其中，藉由氣囊充氣膨脹，以壓迫感測電極接觸頭皮之施壓方式係可為直接或間接的施壓，本發明將於其後一併述之。

詳細而言，在本發明之第一實施例中，充氣式腦波量測裝置1包括有一充氣式帽體以及至少一感測電極20。其中，充氣式帽體係供受測者配戴於頭部，且充氣式帽體包括一可充氣本體12以及複數個支撐條14，其中，支撐條14係設置於可充氣本體12之內側。根據本發明之實施例，其中充氣式帽體更包括至少一氣孔16，其係設置於可充氣本體12之至少一側，因此當使用者透過氣孔16對可充氣本體12進行充氣時，可充氣本體12即可逐漸膨脹。感測電極20之數量可為一個或複數個，換言之，本實施例係囊括32感測頻道(ch)之旋鈕式機構以及64感測頻道(ch)之軟帽。除此之外，根據本發明之實施例，本發明所使用之感測電極20種類係可為梳式電極，其係包括利用生物相容性之導電材料製成之頂針，並利用該些頂針接觸於受測部位，以量測腦波訊號。或者，感測電極20亦可為常見之濕式電極或乾式電極，其係可由目前已知的所有腦波量測電極來實施之。此時， 由於感測電極20係設置於支撐條14上，因此利用此充氣後之可充氣本體12帶動感測電極20產生位移，感測電極20即可貼合於受測者之頭部，藉此量測到腦波訊號。

另一方面而言，本發明所設計之充氣式腦波量測裝置中，更可進而設有一壓力感測裝置，其係可用以控制氣囊(即可充氣本體12)的充氣壓力在安全範圍內，以避免對受測者頭部造成傷害。並且，在考量可充氣本體12之充氣設計上，亦可設計讓氣囊中的氣體呈現不對稱地流動，藉此補足因頭部形狀造成電極接觸不良的地方，並同時維持原本接觸良好地方的狀態。再者，根據本發明之實施例，可充氣本體12係可以無縫裁切之方式一體成型之(如第3圖所示)，其中，可充氣本體12係為一充氣氣囊，其係設置於支撐條14外側。如圖所示，支撐條14中形成圓圈處即是用以設置感測電極的位置。藉此，當可充氣本體12充氣膨脹後，即可壓迫感測電極，使之接觸受測者之頭皮，以量測腦波訊號。除此之外，根據本發明之另一種實施態樣，如第4圖所示，則可充氣本體12亦可由一個或一個以上的氣室12a組合而成。換言之，依據受測者本身頭形的不同，可充氣本體12可進一步地細分成不同形變量的設計(例如：I型氣室)，或者依據個別電極之位置做一直接的單獨加壓設計，此外，其充氣時的形變可設計為：內外平均膨脹、單獨向內膨脹、或是單獨向外膨脹，皆可用以實施本發明之發明目的。

再者，為了使本發明所揭露之腦波量測裝置具有較高的柔軟度，以可更加地緊密服貼於待測部位，且增加受測者於量測中之舒適度，本發明所設置之支撐條14係可由可撓性之材質製成，例如：C型彈力片，或 富彈力性之塑膠。並且，如第2圖所示，每一支撐條14係可彎折成彎曲狀，以利用其彎折時形成的彎曲狀吸收感測電極20於移動時所相對產生之應力，藉此大幅改善習見在量測中多造成受測者不適之諸多缺失。之後，感測電極20更可透過複數條導線(wires)電性連接至一電路基板(Printed Circuit Board，PCB)，以透過該些導線將感測電極20所量測到之腦波訊號傳送至電路基板進行後續之分析及處理。

除此之外，根據本發明之另一實施例，如第5圖所示，充氣式腦波量測裝置更可包括有一殼體30，則該充氣式帽體之可充氣本體12即可設置於殼體30之內側，在此情況下，則可充氣本體12係可視為一內嵌於硬頂帽殼30內與帽內支撐條間之氣囊。第6圖係為一使用者配戴該殼體30於頭部以量測腦波訊號之示意圖，因此，當整體配戴後，可充氣本體12在充氣後(參第7圖)則同樣地可帶動感測電極20貼合於受測者之頭部，藉此量測其腦波訊號。其中，值得說明的是，本實施例中所揭露之殼體30更可包括一上蓋32與一底部環34。上蓋32係連接於底部環34，並由底部環34向上延伸形成。在此實施例中，為了吸收可充氣本體12在充氣後所產生之膨脹體積，上蓋32係可由至少二交叉排列之固定支架36形成，以在交叉後形成部分之外露空間，以容納可充氣本體12在充氣後所產生之膨脹體積。

除此之外，為了俾使本發明所揭露之充氣式腦波量測裝置可更佳地符合不同受測者之頭圍尺寸，底部環34上更可設置有一旋調件40，例如為一旋調鈕，以透過此旋調件40調整殼體30之整體鬆緊狀態。藉此，當使用者配戴殼體30，並利用底部環34環設住頭圍時，即可進一步利用此旋調件40旋緊或放鬆殼體30之尺寸，藉此符合於各種頭圍尺寸之量測。

是以，綜上所述，相較於習知技術，本發明所揭露之充氣式腦波量測裝置顯然在過去從未應用於類似領域，實為一種極具新穎性及進步性之量測裝置，其係可利用一充氣式帽體達充氣時，係帶動與之連接的感測電極組產生位移，使得感測電極可緊密貼合於受測者之頭圍，藉此解決習見腦波量測裝置多受限於受測者頭圍尺寸之問題發生。

除此之外，由於充氣式帽體之材料選用亦相當地簡便，可選擇為一般常見之沙灘球或皮球等，因此在後續產品量產時更可進一步地壓低製造及生產成本，使得本發明所揭示之充氣式腦波量測裝置成為生醫量測的主流工具之一。

再者，由於本發明所揭示之充氣式腦波量測裝置係設計為可隨使用者需求而任意調整的，在不同頭圍、頭型、甚至頭皮上具有凹陷或凸出處，本發明皆可利用其特殊之充氣式帽體結構設計，而達到因應該些受測部位而作一適當調整之目的，使得本發明所揭露之充氣式腦波量測裝置可廣泛地應用於業界或醫學研究上，極具有市場之競爭力，顯然可為未來醫學量測及研究上有力的發展趨勢。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

12‧‧‧可充氣本體

16‧‧‧氣孔

20‧‧‧感測電極

34‧‧‧底部環

36‧‧‧固定支架

40‧‧‧旋調件

Claims (15)

1. 一種充氣式腦波量測裝置，用於量測一受測者之腦波訊號，該充氣式腦波量測裝置包括：一充氣式帽體，係供該受測者配戴於頭部，該充氣式帽體包括一可充氣本體以及複數個支撐條，該些支撐條係設置於該可充氣本體之內側；以及至少一感測電極，其係設置於該等支撐條上，以利用該充氣式帽體在充氣後，帶動該至少一感測電極貼合於該受測者之頭部，以量測該受測者之腦波訊號。
2. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，其中該充氣式帽體更包括至少一氣孔，該至少一氣孔係設置於該可充氣本體之一側邊上，以透過該至少一氣孔對該可充氣本體進行充氣。
3. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，更包括複數條導線與一電路基板，該些導線係電性連接於該至少一感測電極與該電路基板之間，以透過該些導線將該至少一感測電極量測到之腦波訊號傳送至該電路基板進行分析。
4. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，其中每一該感測電極係為梳式電極、濕式電極或乾式電極。
5. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，其中每一該支撐條上係彎折成一彎曲狀，以藉由該彎曲狀吸收該至少一感測電極移動時所對應產生之應力。
6. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，其中每一該支撐條係由可撓性 材質所製成。
7. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，更包括一殼體，該充氣式帽體係設置於該殼體內側，以供該受測者配戴該殼體於頭部後量測其腦波訊號。
8. 根據請求項7所述之充氣式腦波量測裝置，其中該殼體更包括一上蓋與一底部環，該上蓋係連接該底部環，並由該底部環向上延伸形成，該底部環係環設該受測者之頭圍，且該充氣式帽體係設置於該上蓋之內側。
9. 根據請求項8所述之充氣式腦波量測裝置，其中該上蓋係包括至少二交叉排列之固定支架，且該些固定支架係共同連接於該底部環。
10. 根據請求項8所述之充氣式腦波量測裝置，其中該底部環上更設置有一旋調件，以透過該旋調件調整該殼體之鬆緊狀態。
11. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，其中該可充氣本體內之氣體係可呈不對稱之流動。
12. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，更包括一壓力感測裝置，其係用以偵測該充氣本體內之氣體壓力，以控制該氣體壓力在一安全範圍內。
13. 根據請求項1所述之充氣式腦波量測裝置，其中該可充氣本體係可為一體成型，或由一個或一個以上的氣室組合而成。
14. 根據請求項13所述之充氣式腦波量測裝置，其中該氣室在充氣後之形變係可呈內外平均膨脹、單獨向內膨脹或是單獨向外膨脹。
15. 根據請求項13所述之充氣式腦波量測裝置，其中該氣室在充氣後之形變係可對應該受測者之頭型，或者依據該至少一感測電極而做單獨加壓。