(57)【要約】      （修正有）【課題】信号を効果的に受信可能で、あらゆる頭部形状に適合し、被験者に快適な脳波用電極、ならびに、脳波データを収集し解析するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】ヘッドセット１００は、複数の独立して調整可能なバンド１０２、１０４、１０６、１０８を有し、各バンドは被験者の頭部から信号を受信するための複数の電極電極を備える。電極は部分的にリング状で、リング状電極は約３ｍｍ未満の直径及び約３ｍｍ未満の長さを有する。各バンドそれぞれが、スパイン状構造１１０、１１２、１１４、１１６の形をとる。【選択図】図１
2014036862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の神経信号の第１の特性を評価するステップと、
前記第１の特性に基づいて前記第１の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するステップと、
第２の神経信号の第２の特性を評価するステップと、
前記第２の特性に基づいて前記第２の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定するステップと、
前記第１の神経信号が前記品質閾値に合致しない場合に、前記第１の神経信号を調整して第３の神経信号を取得するステップと、
前記第２の神経信号が前記品質閾値に合致しない場合に、前記第２の神経信号を調整して第４の神経信号を取得するステップと、
前記第３の神経信号の第３の特性を評価するステップと、
前記第３の特性に基づいて前記第３の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定するステップと、
前記第４の神経信号の第４の特性を評価するステップと、
前記第４の特性に基づいて前記第４の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定するステップと、
前記品質閾値との各合致に基づいて、前記第１の神経信号、前記第２の神経信号、前記第３の神経信号、又は前記第４の神経信号のうちの第１の信号を、追加解析のための使用の少なくとも１つに対して選択して、無視し、又は前記第１の神経信号、前記第２の神経信号、前記第３の神経信号、又は前記第４の神経信号のうちの第２の信号と合成するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記方法が、前記第１の神経信号及び前記第２の神経信号を収集するために使用されるヘッドセットデバイスで行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１、第２、第３、及び第４の特性が、前記第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号のそれぞれの強度、振幅、信号対雑音比、又は持続期間の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記品質閾値との前記合致が、前記第１、第２、第３、又は第４の神経信号と参照値との比較に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記参照値が、絶対閾値、スペクトル閾値、傾斜率閾値、又は低活動閾値を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記調整するステップが、前記第１若しくは第２の神経信号を増幅するステップ、又は前記第１若しくは第２の神経信号をフィルタリングするステップの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記無視又は合成するステップが、第１のチャネル及び第２のチャネルに通信可能に結合されたスイッチング回路により実行され、前記第１のチャネルを通って前記第１の神経信号が収集され、前記第２のチャネルを通って前記第２の神経信号が収集される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
実行時に、機械に、少なくとも、
第１の神経信号の第１の特性を評価させ、
前記第１の特性に基づいて前記第１の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定させ、
第２の神経信号の第２の特性を評価させ、
前記第２の特性に基づいて前記第２の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定させ、
前記第１の神経信号が前記品質閾値に合致しない場合に、前記第１の神経信号を調整させて第３の神経信号を取得させ、
前記第２の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、前記第２の神経信号を調整させて第４の神経信号を取得させ、
前記第３の神経信号の第３の特性を評価させ、
前記第３の特性に基づいて前記第３の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定させ、
前記第４の神経信号の第４の特性を評価させ、
前記第４の特性に基づいて前記第４の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定させ、
前記品質閾値との各合致に基づいて、前記第１の神経信号、前記第２の神経信号、前記第３の神経信号、又は前記第４の神経信号のうちの第１の信号を、追加解析のための使用の少なくとも１つに対して選択させ、無視させ、又は前記第１の神経信号、前記第２の神経信号、前記第３の神経信号、又は前記第４の神経信号のうちの第２の信号と合成させる指示を含む、有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項９】
前記記憶媒体が、前記第１の神経信号及び前記第２の神経信号を収集するために使用されるヘッドセットデバイス内に配置される、請求項８に記載の有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項１０】
前記第１、第２、第３、及び第４の特性が、前記第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号のそれぞれの強度、振幅、信号対雑音比、又は持続期間の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項１１】
前記品質閾値との前記合致が、前記第１、第２、第３、又は第４の神経信号と参照値との比較に基づく、請求項８に記載の有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項１２】
前記参照値が、絶対閾値、スペクトル閾値、傾斜率閾値、又は低活動閾値を含む、請求項１１に記載の有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項１３】
前記指示がさらに、前記機械に、前記第１若しくは第２の神経信号を増幅させるステップ、又は前記第１若しくは第２の神経信号をフィルタリングするステップの少なくとも一方によって、前記第１の神経信号又は前記第２の神経信号の１つ又は複数を調整させる、請求項８に記載の有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項１４】
前記指示がさらに、前記機械に、第１のチャネル及び第２のチャネルに通信可能に結合されたスイッチング回路を作動させることにより、前記第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号の１若しくは複数を無視させ、又は前記第１、第２、第３、又は第４の神経信号の２つ以上を合成させ、前記第１のチャネルを通って前記第１の神経信号が収集され、前記第２のチャネルを通って前記第２の神経信号が収集される、請求項８に記載の有形の機械アクセス可能な記憶媒体。
【請求項１５】
被験体の脳から第１の神経信号及び第２の神経信号を収集するためのヘッドセットデバイスと、
プロセッサとを備えるシステムであって、
前記プロセッサが、
前記第１の神経信号の第１の特性を評価し、
前記第１の特性に基づいて前記第１の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定し、
前記第２の神経信号の第２の特性を評価し、
前記第２の特性に基づいて第２の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定し、
前記第１の神経信号が前記品質閾値に合致しない場合に、前記第１の神経信号を調整して第３の神経信号を取得し、
前記第２の神経信号が前記品質閾値に合致しない場合に、前記第２の神経信号を調整して第４の神経信号を取得し、
前記第３の神経信号の第３の特性を評価し、
前記第３の特性に基づいて前記第３の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定し、
前記第４の神経信号の第４の特性を評価し、
前記第４の特性に基づいて前記第４の神経信号が前記品質閾値に合致するか否かを判定し、
前記品質閾値との各合致に基づいて、前記第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第１の信号を、追加解析のための使用の少なくとも１つに対して選択して、無視し、又は前記第１の神経信号、前記第２の神経信号、前記第３の神経信号、又は前記第４の神経信号のうちの第２の信号と合成するためのものであるシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサが、前記ヘッドセットデバイス内に配置される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１、第２、第３、及び第４の特性が、前記第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号のそれぞれの強度、振幅、信号対雑音比、又は持続期間の少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記品質閾値との前記合致が、前記第１、第２、第３、又は第４の神経信号と参照値との比較に基づく、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記参照値が、絶対閾値、スペクトル閾値、傾斜率閾値、又は低活動閾値を含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサが、前記第１若しくは第２の神経信号を増幅するステップ、又は前記第１若しくは第２の神経信号をフィルタリングするステップの少なくとも一方によって、前記第１又は前記第２の神経信号の少なくとも一方を調整するためのものである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
スイッチング回路をさらに備え、前記スイッチング回路が、前記第１の神経信号を収集するように第１のチャネルに選択的に通信可能に結合され、前記第２の神経信号を収集するように第２のチャネルに選択的に通信可能に結合されて、前記第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号の１若しくは複数の無視、又は第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号の２つ以上の合成の少なくとも一方を行う、請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【開示の分野】
【０００１】
[0001]本開示は、一般に、神経学的及び生理学的モニタリングに関し、より詳細には、脳波データを収集し解析するためのシステム及び方法に関する。
【背景】
【０００２】
[0002]脳波記録法（脳波検査法または脳波測定法ともいう、electroencephalography、以下ＥＥＧ）は、脳の異なる部分に関連する何千もの同時神経プロセスから生じる電気的活動の測定及び記録を伴う。ＥＥＧデータは、通常、ユーザの頭皮に配置された複数の電極を使用して測定され、脳のニューロン内におけるこの電気的活動から生じる電圧変動を測定する。頭蓋下ＥＥＧは、電気的活動を高い精度で測定することができる。人の頭部の骨及び皮層は、広範囲の周波数の転送を弱める傾向があるが、表面ＥＥＧは有用な電気生理学的情報を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本開示の教示による、複数の調節可能なバンドを有する例示的なヘッドセットの斜視図である。
【図２】図１のヘッドセットの右側面図である。
【図３】図１のヘッドセットの左側面図である。
【図４Ａ】例示的な向きにおける、図１のヘッドセットの斜視図である。
【図４Ｂ】別の例示的な向きにおける、図１のヘッドセットの斜視図である。
【図５】図１のヘッドセットの、例示的な調節可能なバンド又はスパイン（spine）の斜視図である。
【図６】図５の例示的なスパインの端部の拡大図である。
【図７】図５の例示的なスパインの横断面図である。
【図８Ａ】例示的なＥＥＧシステムの回路図である。
【図８Ｂ】ウェット電極（wet electrode）を備えた例示的なＥＥＧシステムの回路図である。
【図８Ｃ】本開示の教示による、ドライ電極（dry electrode）を備えた例示的なＥＥＧシステムの回路図である。
【図９】例示的な電極及び接地配置位置（ground placement location）を示す頭頂部の概略図である。
【図１０】図１のヘッドセットに示される例示的な調節機構の拡大図である。
【図１１Ａ】図１〜７の例示的な電極の斜視図である。
【図１１Ｂ】例示的な代替電極設計の正面図である。
【図１１Ｃ】例示的な代替電極設計の正面図である。
【図１１Ｄ】例示的な中央電極アレイプレートの斜視図である。
【図１２Ａ】例示的なスイッチング回路のブロック図である。
【図１２Ｂ】データの複数のチャネルの平均化を表すグラフである。
【図１３Ａ】ユーザの頭皮に接触した例示的な電極の横断面図である。
【図１３Ｂ】ユーザの頭皮に接触した例示的な代替電極の横断面図である。
【図１４】例示的な電極の回路図である。
【図１５】本開示の教示により構成された代替バンド又はスパイン及び代替電極の斜視図である。
【図１６】図１５の例示的な電極の分解図である。
【図１７】本開示の教示により構成された別の例示的なスナップ電極（snap electrode）の分解図である。
【図１８】本開示の教示により構成された別の例示的な電極の斜視図である。
【図１９Ａ】本開示の教示により構成された別の例示的な電極の斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａの例示的な電極の横断面図である。
【図２０】例示的なスパインを製造するために使用される例示的な型の斜視図である。
【図２１】図２０の例示的な型による製造後の、例示的なスパインの斜視図である。
【図２２Ａ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｂ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｃ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｄ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｅ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｆ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｇ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｈ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｉ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２２Ｊ】ユーザの頭部及び電極接触のための例示的な領域の斜視図である。
【図２３】本開示の教示により構成され、電極チップのある複数のバンドを有する、別の例示的なヘッドセットの斜視図である。
【図２４】図２３の例示的なヘッドセット及びＵＳＢ接続ポートの底面図である。
【図２５】ＵＳＢベーススタンド上にある、図２３の例示的なヘッドセットの斜視図である。
【図２６】図２３の例示的なヘッドセットの背面図である。
【図２７】図２３の例示的なヘッドセットの上面図である。
【図２８】図２３の例示的なヘッドセットの右側面図である。
【図２９】図２３の例示的なヘッドセットの底面斜視図である。
【図３０】例示的なヘッドセットの例示的な層の分解図である。
【図３１】図３０の例示的な回路ハウジングの分解図である。
【図３２Ａ】図２３の例示的なヘッドセットで使用される例示的な電極コネクタの分解図である。
【図３２Ｂ】図２３の例示的なヘッドセットで使用される例示的な電極コネクタの分解図である。
【図３２Ｃ】図２３の例示的なヘッドセットで使用される例示的な電極コネクタの分解図である。
【図３２Ｄ】図２３の例示的なヘッドセットで使用される例示的な電極コネクタの分解図である。
【図３３】部分的に組み立てられた状態の、図３２Ａ〜３２Ｄの例示的な電極コネクタの側面図である。
【図３４】本開示の教示により構成された別の例示的なヘッドセットの斜視図である。
【図３５】図３４の例示的なヘッドセットのための調節ノブ（knob）の斜視図である。
【図３６】図１、２３及び／又は３４のヘッドセットからの例示的な回路のブロック図である。
【図３７】図１〜７及び１２のプロセッサ及び信号選択器を実装する例示的な方法のブロック図である。
【図３８】図１、２３及び／又は３４の１つ又は複数のヘッドセットを、追加の生理学的センサシステムとともに実装する例示的な方法のブロック図である。
【図３９】図１、２３及び３４における処理ステップ及び調整ステップを実施する例示的な方法のブロック図である。
【図４０】本開示の教示による、ＥＥＧデータを解析する例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４１】本開示の教示による、ＥＥＧ信号品質を向上させる例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４２】本開示の教示による、在宅患者モニタリング／治療を行う例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４３】本開示の教示による、媒体に対するユーザの注意及びデバイスを制御したいというユーザの希望を処理する例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４４】本開示の教示による、脳波データを収集し解析する例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４５】本明細書に開示された、例示的な方法、システム及び／若しくは装置のいずれか又は全部を実施するための、図４０〜４４の指示の１つ又は複数を実行可能な例示的なプロセッサプラットフォームを示す図である。
【詳細な説明】
【０００４】
[0056]ある例が前述した図面に示され、以下で詳細に開示される。これらの例を説明する際に、同様又は同一の参照符号を使用して、同一又は同様の要素を特定する。図面は必ずしも一定の縮尺である必要はなく、明瞭及び／又は簡潔にするために、図面のある特徴及びある部分を拡大して、又は概略的に示すことができる。加えて、本明細書全体を通じて、複数の例について説明する。
【０００５】
[0057]生体細胞及び組織は、読取可能な電気的特性を有し、この特性は、細胞又は組織の機能に関する情報を提供する。身体からの電気信号を測定するために、種々のタイプの電気生理学的技術が開発されている。例えば、心電図記録法（ＥＣＧ又はＥＫＧ）は、心臓の電気的活動を測定する。脳波測定法（ＥＥＧ）は、脳の電気的活動を測定する。皮質脳波記録法（ＥＣｏＧ）は、脳の露出した表面に直接配置された電極を使用して電気的活動を測定し、大脳皮質の電気的活動を記録する。筋電図記録法（ＥＭＧ）は、筋肉の電気的活動を測定する。電気眼球図記録法（ＥＯＧ）は、網膜の静止電位を測定し、網膜電図記録法は、網膜細胞の電気的反応を測定する。これら及び／又は他の電気生理学的信号は、多くの健康状態の治療、診断及びモニタリングにおいて重要である。
【０００６】
[0058]ＥＥＧデータは、五感（誘発活動）の１つ又は複数の刺激、及び思考過程（自発活動）からの刺激による脳の神経脱分極を含むニューロンの電気的活動が、脳の電気的活動を発生させることを示す。これらの電気的活動（例えば脳波）の加重が表面に伝播し、脳波図により検出可能となる。人体の電流の流れがイオン流動によるため、生体電位電極が使用され、生体電位電極は人の皮膚と共に電気二重層を形成して、イオン分布を感知する。
【０００７】
[0059]ＥＥＧデータは種々の帯域に分類され得る。脳波周波数は、デルタ、シータ、アルファ、ベータ、及びガンマ周波数範囲を含む。デルタ波は、約４ヘルツ（Ｈｚ）未満の周波数として分類され、睡眠中に顕著である。シータ波は、約３．５Ｈｚ〜約７．５Ｈｚの周波数を有し、記憶、注意、感情、及び感覚に関連する。シータ波は、通常、内部集中状態において顕著である。アルファ周波数は約７．５Ｈｚ〜約１３Ｈｚにあり、通常、約１０Ｈｚがピークである。アルファ波はリラックス状態において顕著である。ベータ波は約１４Ｈｚ〜約３０Ｈｚの周波数範囲を有する。ベータ波は、運動制御、部位間の長期にわたる同期（long range synchronization between areas）、解析的問題解決、判断、及び決定の状態において顕著である。ガンマ波は約３０Ｈｚ〜約１００Ｈｚで発生し、ある認知機能又は運動機能を実行する目的で、並びに注意及び記憶において異なる個体数のニューロンを網状組織に結合することに関与する。頭蓋骨及び皮層がこの周波数範囲における波を減衰させるため、約７５Ｈｚより高い脳波（例えば、高ガンマ帯域又はカッパ帯域）は、より低い周波数帯域の波よりも測定が容易ではない。ＥＥＧデータを使用して、例えば、注意、感情的関与（emotional engagement）、記憶又は共鳴等を含む、人の感情状態又は精神状態を判定することができる。
【０００８】
[0060]ＥＥＧ信号を、人（例えば、ユーザ、視聴者、被験者、パネリスト、参加者又は患者）の頭皮に配置された複数の電極を使用して測定し、脳のニューロン内においてミリ秒範囲で発生するシナプス後電流に関連する電気的活動によって生じる電圧変動を測定することができる。頭蓋下ＥＥＧが電気的活動を高い精度で測定することができるが、例えば、ドライ電極等の表面電極により、有用な神経反応情報が提供される。
【０００９】
[0061]多くの従来のＥＥＧ電極は、インピーダンスが高いのが大変であり、及び／又は信号品質向上のために、汚れるジェル（messy gel）を必要とする。加えて、多くの公知のＥＥＧヘッドセットが、限られた数の電極を備えたヘルメット又はヘッドストラップ型のアセンブリを使用する。これらの公知のヘッドセットは着用するのが不快であり、通常、種々の異なる大きさの頭部に効果的に対応することができない。
【００１０】
[0062]表面ＥＥＧ電極が脳からの信号を効果的に受信できるようにするために、電極をできるだけ頭皮近くに配置すべきである。電極を被験者の頭部に手で配置することができ、又は例えば、ヘッドセット等の着用可能な装置内に含めることができる。しかし、被験者の毛髪が、電極の表面領域接触を限定することによって、電極と頭皮との接触に干渉し得る。例えば、普通の人は、１平方センチメートル（ｃｍ２）当たり約８０〜約２００の毛包（hair follicle）を有する傾向がある。電極と頭皮との間に介在する髪及び毛包がインピーダンスを数メガオーム（ＭΩ）上昇させる。１００キロオーム（ｋΩ）よりも大きいインピーダンスを有するＥＥＧシステムは、ＥＥＧ信号の読取りを曖昧にする種々の雑音源に対して脆弱である。電極に圧力を加えて電極と頭皮の組織との間の距離を短くすることにより、インピーダンスを低下させることができる。しかし、例えば、１平方ミリメートル当たり２ニュートン（Ｎ／ｍｍ２）よりも大きい圧力のような大きすぎる圧力は、被験者に不快感を与える。一部の例では、圧力が下にある角質層をわずかに圧縮する。この角質層は、表皮の最外層であり、例えば最外部が１０〜４０マイクロメートル（μｍ）である。公知のＥＥＧセンサは、１つ又は複数の髪又は毛包の厚さを考慮せず、ユーザの頭部の特定の大きさに効果的に調節されないため、公知のシステムは頭皮に対して効果的な量の圧力を加えることができない。本明細書に開示された一部の例では、電極チップを備えた電極の外形が、快適性及び雑音低減の両方を達成するように設計される。加えて、本明細書に開示された例では、以下でさらに詳細に開示するように、電極が組み込まれたヘッドセットがモジュール調節可能であり、快適性を高め、雑音低減を強化する。
【００１１】
[0063]ＥＥＧデータの非常に低い信号振幅及び高いインピーダンスのため、雑音は、高品質のＥＥＧ機器において考慮すべき重要な要因である。雑音のタイプは、例えば、皮膚電位雑音、熱雑音、増幅器雑音、電極雑音、及び干渉雑音等の種々の雑音源により分類される。
【００１２】
[0064]皮膚電位雑音は、電極の電位の変化を生じさせる皮膚の引張り（stretching）に関連する。本明細書に開示された例は、１つ又は複数の特別な電極形状を使用することにより皮膚電位雑音を軽減し、電極により頭皮に加えられる圧力が皮膚電位雑音を低減するようにする。皮膚が引っ張られて、本明細書に記載の例示的な電極により押圧されるため、雑音全般が少なく、被験者が動くときの雑音が少ない。電極により頭皮に加えられる圧力が最適化されると、皮膚電位雑音が低減され、且つ快適性を向上させる。例示的な圧力は、約２Ｎ／ｍｍ２未満である。
【００１３】
[0065]熱雑音は、電荷を保持する電子部品における熱の揺れにより発生する電子雑音である。熱雑音はインピーダンス及び帯域幅に比例し、式ＶＴＨ＝（４ｋＴＢＲ）１／２で表すことができる。ここでｋはボルツマン定数、Ｔは単位がケルビン（Ｋ）の温度、Ｂは単位がヘルツの帯域幅、及びＲは単位がオーム（Ω）の電極インピーダンスである。例えば、室温（Ｔ＝３００Ｋ）で１ＭΩの目標インピーダンス及び１５０Ｈｚの帯域幅で、熱雑音は約１マイクロボルト二乗平均平方根（μＶｒｍｓ）となる。独立してデジタル化されたｎ個の電極にわたって平均化することにより、信号対雑音比が約１／（ｎ）１／２向上する（例えば、図１２Ｂ参照）。以下でより詳細に開示するように、０．２ミリメートル（ｍｍ）未満の有効な直径を有する電極形状により、約１５ｍｍ未満の直径を有する領域において最大約１００個の独立してデジタル化された電極を備えることが可能になる。一部の例示的なＥＥＧシステムでは、最大約１５ｍｍの頭皮の表面に空間分解能がある。本明細書に開示された例は、複数の電極にわたる測定値を平均化すること、例えば、ｎ＝１００の電極に対して因子１０で平均化することにより熱雑音を軽減させる。
【００１４】
[0066]増幅器雑音は増幅プロセス固有の雑音である。増幅器雑音は、通常、例えば、約１５０Ｈｚの帯域幅で約０．５μＶｒｍｓ等の小ささである。本明細書に開示された例は、複数の電極にわたる測定値を平均化することにより増幅器雑音を軽減させて、雑音の少なくとも一部を打ち消す。独立してデジタル化されたｎ個の電極にわたって平均化することにより、信号対雑音比が約１／（ｎ）１／２向上する（例えば図１２Ｂ参照、したがって熱雑音及び増幅器雑音の両方を考慮する）。また、前述したように、０．２ｍｍ未満の有効な直径を有する以下で開示する例示的な電極形状と、約１５ｍｍ未満の直径を有する領域における１００を超える独立してデジタル化された電極と、最大約１５ｍｍの頭皮表面の空間分解能とにより、本明細書に開示された例は、複数の電極にわたる測定値を平均化すること、例えば、ｎ＝１００の電極に対して因子１０で平均化することにより増幅器雑音を軽減させる。
【００１５】
[0067]干渉雑音は、外部電磁界（例えば電力線）の存在により生じる。電磁誘導雑音は、複数の経路にわたってＥＥＧ信号に侵入することができる。例えば、電界が、電極リード線、電極−皮膚界面、又はＥＥＧデバイスの個々の部品（例えば増幅器、電源等）に変位電流を誘導することができる。別の電磁雑音源は、被験者の身体（Ｖｃ）上のコモンモード電圧であり、これは静電圧成分（Ｖｓ）及び電力線誘導成分（Ｖａ）から構成される。電力線誘導成分（Ｖａ）は、浮遊容量（Ｃｄ）を通って流れる変位電流（Ｉｄ）により生じる。この容量の大きさは、電源に対する被験者の近さによって決まる。電力線誘導成分（Ｖａ）は、例えば被験者が絶縁電源コードを把持した場合、２０Ｖの大きさとすることができる。摩擦により、身体と地面（Ｃｂ）との間の静電容量に蓄積される電荷が生じる。例えば、このように帯電された第三者は、被験者に近付くと、静電圧を被験者に誘導する。本明細書に開示された例によれば、ＥＥＧ信号を外部電磁界よりカプセル化することができ、これにより、電磁雑音源に対するＥＥＧ信号のロバスト性を高める。一部の開示された例では、ファラデーケージ（faraday cage）がＥＥＧシステムの周りに設定されて、ＥＥＧシステムを環境雑音から切り離す。また、被験者の身体に対して低インピーダンス接続（Ｚｓｈ＜１００ｋΩ）を有する専用の遮蔽電極により、システムに侵入する変位電流が確実になくなる。
【００１６】
[0068]ユーザの頭から神経反応データを受信するための例示的なヘッドセットデバイス及び付随する部品が、本明細書に開示される。本明細書に開示された例示的なヘッドセットは携帯型であり、複数の独立して調節可能なバンドを備え、このバンドは、一端部でプロセッサを入れた第１のハウジングと、他端部で調節機構を備えた第２のハウジングとに動作可能に結合される。
【００１７】
[0069]本明細書に記載の例示的なヘッドセットは、あらゆる頭部形状に適合し、且つヘッドセットに結合された複数の電極（例えば、ドライ電極）のそれぞれに十分な力を加えて、優れたＥＥＧ測定値を提供する。一部のこのような例示的なヘッドセットは、多くのドライ電極を使用するための簡単且つ経済的で確実な解決法を提供する。一部のこのような例示的なヘッドセットは、快適性、髪の毛の動きを考慮した良好な電極接触、並びに回線雑音及び他のタイプの雑音に対する遮蔽を確実にする。本明細書に開示された例は、快適性及び着用性を高めるために、独立して調節可能な部品を備えることもできる。加えて、本明細書に開示された例は、頭部から信号を収集可能なチャネル（例えば、電極）の数を大きく増加させ、これにより、以下に詳述するように、データ収集及び解析が強化される。
【００１８】
[0070]被験者の第１の耳近くに位置する第１のハウジング及び被験者の第２の耳近くに位置する第２のハウジングに結合された、第１のセットの電極を備えた第１の細長バンドを備える例示的なデバイスが本明細書に開示される。また、例示的なデバイスは、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、第２のセットの電極を備えた第２の細長バンドを備える。加えて、デバイスは、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、第３のセットの電極を備えた第３の細長バンドと、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、第４のセットの電極を備えた第４の細長バンドとを備える。他の例示的なデバイスは、例えば３本、２本、１本、５本等のより少ない又は多い調節可能なバンドを備える。
【００１９】
[0071]一部の例では、第１、第２、第３及び第４の細長バンドのそれぞれが、第１のハウジング及び第２のハウジングのそれぞれに回転可能に結合される。一部の例では、第１、第２、第３及び第４の細長バンドのそれぞれが、第１のハウジング及び第２のハウジングのそれぞれに取外し可能に結合される。
【００２０】
[0072]一部の例では、第１の細長バンドが、被験者の頭部の中心にわたって測定された、被験者のナジオン（例えば、前頭骨及び２つの鼻骨の交点、nasion）及びイニオン（例えば、後頭骨の突起、inion）の間の距離の約１０パーセントのところで、被験者のナジオン上方に位置するものとされ、第２の細長バンドは、この距離の約３０パーセントのところで、ナジオンの上方に位置するものとされ、第３の細長バンドは、ナジオン及びイニオンの間のほぼ中間に位置するものとされ、第４の細長バンドは、この距離の約３０パーセントのところで、イニオンの上方に位置するものとされる。
【００２１】
[0073]一部の例では、第１、第２、第３及び第４の電極セットの電極の数の合計は、少なくとも２０００個である。一部の例では、電極又はチャネルの数は、３０００個以上である。また、より少ないデータチャネルが必要または望ましい他の例では、電極の数がより少なくてもよい。
【００２２】
[0074]一部の例では、第１、第２、第３及び第４の細長バンドのそれぞれが、調節可能な弾性バンド又はストラップを備えて、細長バンド及び被験者の頭部の間の距離を変化させる。
【００２３】
[0075]一部の例では、デバイスは、１つ又は複数の追加の細長バンドを備え、各追加の細長バンドが第１のハウジング及び第２のハウジングに結合され、各追加の細長バンドがそれぞれ追加のセットの電極を備える。
【００２４】
[0076]一部の例では、デバイスが、第１のハウジング及び／又は第２のハウジングに結合された調節機構を備えて、被験者へのデバイスの装着性を調節する。
【００２５】
[0077]一部の例では、第１の細長バンドが複数の延長部を備え、第１のセットの複数の電極が、延長部の各端部に個々に配置される。一部の例では、延長部が可撓性（flexible）を有する。
【００２６】
[0078]本明細書に開示された一部の例では、電極がリングの少なくとも一部を備える。一部の例では、電極がボールを備える。一部の例では、電極がフックを備える。一部の例では、電極がピンを備える。
【００２７】
[0079]一部の例では、電極が、第１、第２、第３又は第４の細長バンドのそれぞれに取外し可能に結合される。
【００２８】
[0080]一部の例では、電極の１つ又は複数が、約１Ｎ／ｍｍ２〜約２Ｎ／ｍｍ２の力で被験者の角質層を圧迫する。
【００２９】
[0081]一部の例では、開示されたデバイスが、電極により収集された信号をデジタルデータに変換するためのアナログ−デジタルコンバータと、信号を増幅するための増幅器と、信号から雑音を除去するための信号調整器とを備える。一部のこのような例示的なデバイスは、１つ又は複数の解析プロトコルに従ってデータを解析して被験者の精神状態を判定するためのデータプロセッサと、デジタルデータ又は精神状態の少なくとも一方を送信するための送信機とを備える。
【００３０】
[0082]一部の例では、デバイスが被験者の頭部に装着される。
【００３１】
[0083]また、被験者の第１の耳近くに位置する第１のハウジング及び被験者の第２の耳近くに位置する第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第１のセットの電極を備えた第１の細長バンドと、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第２のセットの電極を備えた第２の細長バンドとを備えたデバイスから脳波データを取得するステップを含む、例示的な方法が本明細書に開示される。また、このような例示的な方法で使用される一部のデバイスは、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第３のセットの電極を備えた第３の細長バンドと、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第４のセットの電極を備えた第４の細長バンドとを備える。一部のこのような例示的な方法は、脳波データを解析して被験者の精神状態を判定するステップをさらに含む。
【００３２】
[0084]一部の例示的な方法は、電極から収集された脳波データをデジタルデータに変換するステップと、脳波データを増幅するステップと、脳波データから雑音を除去するステップとを含む。他の例示的な方法は、１つ又は複数の解析プロトコルに従ってデータを解析して、視聴者の精神状態を判定するステップ、及び／又はデジタルデータ又は精神状態の少なくとも一方を送信するステップを含む。
【００３３】
[0085]読取り時に、機械に、少なくとも、被験者の第１の耳近くに位置する第１のハウジング及び被験者の第２の耳近くに位置する第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第１のセットの電極を備えた第１の細長バンドと、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第２のセットの電極を備えた第２の細長バンドとを備えたデバイスから、脳波データを取得させる指示を含む、有形の機械読取可能な記憶媒体が本明細書に開示される。また、一部のこのような例示的なデバイスは、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第３のセットの電極を備えた第３の細長バンドと、第１のハウジング及び第２のハウジングに結合された、少なくとも８個の電極を有する第４のセットの電極を備えた第４の細長バンドとを備える。一部の例示的な指示は、機械に、脳波データを解析させて被験者の精神状態を判定させる。
【００３４】
[0086]一部の例示的な指示は、機械に、電極から収集された脳波データをデジタルデータに変換させ、脳波データを増幅させ、脳波データから雑音を除去させる。一部の指示は、機械に、１つ又は複数の解析プロトコルに従ってデータを解析させて精神状態を判定させ、且つデジタルデータ又は精神状態の少なくとも一方を送信させる。
【００３５】
[0087]本明細書に開示された例示的なデバイスは、例えばスパイン等の中央本体部と、中央本体部から延びる複数の延長部とを備え、各延長部の端部が電極に結合される。また、例示的なデバイスは、中央本体部の縦軸に沿って配置されて延長部の位置を調節する調節バンドを備える。
【００３６】
[0088]一部の例では、調節バンドが弾性（elastic）を有する。また、一部の例では、調節バンドが円形横断面を有する。他の例では、調節バンドが矩形横断面を有する。一部の例では、調節バンドが縦軸に沿って摺動可能に配置される。
【００３７】
[0089]本明細書に開示された一部の例では、中央本体部が、第１の突出部と、第２の突出部と、第１の突出部及び第２の突出部の間に配置された凹部とを備え、調節バンドが凹部内に配置される。一部の例では、中央本体部及び延長部が、シリコーン又はゴムの１つ又は複数を含む。また、一部の開示された例では、デバイスが、中央本体部及び延長部内に封入されたフレキシブルプリント回路基板を備える。
【００３８】
[0090]一部の例では、各延長部が中央本体部から離れる方向に湾曲する。一部のこのような例では、各延長部が同一方向に湾曲する。さらに、一部の例では、第１の延長部が、第２の延長部から中央本体部を直接横切って位置する。一部の例では、中央本体部及び延長部が可撓性を有するが弾性を有さず、調節バンドが可撓性及び弾性を有する。
【００３９】
[0091]一部の例では、電極が弾力性（resilient）（例えば、ばね性（springy））を有する。また、一部の例では、電極が取外し可能である。一部の例では、例示的な電極が、リングの少なくとも一部を備える。また、例示的なデバイスは、一部の例で、中央本体部の一側に配置された電極アレイを備える。一部の例では、アレイがエンボスプレート（embossed plate）であり、デバイスが最大２５６個の電極を備える。
【００４０】
[0092]一部の例では、調節バンドを締めることにより、電極が、デバイスを着用している被験者の頭部に力を加える。一部の例では、力が各電極でほぼ同一である。
【００４１】
[0093]一部の例では、開示されたデバイスが銀ナイロンコーティング（silver nylon coating）を含む。
【００４２】
[0094]本明細書に開示された一部の例示的なデバイスは、電極から取得された信号をデジタル信号に変換するためのアナログ−デジタルコンバータを備える。また、一部の例示的なデバイスは、電極から取得された信号の増幅、又は信号からの雑音の除去の少なくとも一方を行うための信号調整器を備える。
【００４３】
[0095]一部の例では、デバイスが、電極を部分的に囲むカバーを備えて、カバーの第１の部分が電極の第１の側に配置され、カバーの第２の部分が電極の第２の側に配置され、被験者の組織に接触する電極端部がカバーから延びるようにする。一部の例では、電極が約０．５ｍｍ未満の横断面を有し、カバーの第１の部分の第１の外端部及びカバーの第２の部分の第２の外端部が、約１ｍｍ未満の距離で分離され、組織に接触する電極端部がカバーから約０．２ｍｍ未満延びる。
【００４４】
[0096]本明細書に開示された別の例示的な方法は、被験者が着用するデバイスから脳波データを取得するステップを含み、デバイスが、中央本体部と、中央本体部から延びる複数の延長部とを備え、各延長部の端部が電極に結合される。また、一部のこのような例示的な方法のデバイスは、中央本体部の縦軸に沿って配置されて延長部の位置を調節する調節バンドを備える。また、一部のこのような例示的な方法は、データを解析して被験者の精神状態を判定するステップを含む。
【００４５】
[0097]また、一部の例示的な方法は、電極から取得された信号をデジタル信号に変換するステップ、電極から取得された信号を増幅するステップ、及び／又は信号から雑音を除去するステップの１つ又は複数を含む。
【００４６】
[0098]本明細書に開示された、別の例示的な有形の機械読取可能な記憶媒体は、読取り時に、機械に、少なくとも、被験者が着用するデバイスから脳波データを取得させる指示を含む。一部のこのような例示的な指示のデバイスは、中央本体部と、中央本体部から延びる複数の延長部であって、各延長部の端部が電極に結合された延長部と、中央本体部の縦軸に沿って配置されて延長部の位置を調節する調節バンドとを備える。一部の例示的な指示は、さらに、機械に、データを解析させて被験者の精神状態を判定させる。
【００４７】
[0099]一部の例示的な指示は、さらに、機械に、電極から取得された信号のデジタル信号への変換、電極から取得された信号の増幅、及び／又は信号からの雑音の除去の１つ又は複数を行わせる。
【００４８】
[00100]本明細書に開示された一部の例示的なデバイスは、第１のセットの電極を備えた第１のバンドと、第２のセットの電極を備えた第２のバンドとを備える。一部の例では、第１のバンド及び第２のバンドが第１の方向に向けられて、被験者から第１の神経反応データを取得し、第１のバンド及び第２のバンドが第２の方向に向けられて、被験者から第２の神経反応データを取得し、第２の方向が第１の方向にほぼ直交する。
【００４９】
[00101]一部の例では、第１のバンドが第１の端部及び第２の端部を有し、第２のバンドが第３の端部及び第４の端部を有し、第１の端部が第３の端部に結合され、第２の端部が第４の端部に結合される。また、一部の例では、第１の端部が第１のハウジングを通して第３の端部に結合され、第２の端部が第２のハウジングを通して第４の端部に結合される。一部の例では、第２のハウジングが、電極から収集されたデータを解析するためのプロセッサを備える。加えて、一部の例では、第１のハウジングが、被験者に対するデバイスの装着感を調節するための調節機構を備える。
【００５０】
[00102]一部の例では、デバイスが第２の方向に向けられて、被験者の脳から正中線測定値（midline reading）を収集する。
【００５１】
[00103]本明細書に開示された他の例示的な方法は、デバイスを第１の方向に向けた状態で、被験者から第１の神経反応データを収集するステップを含む。一部のこのような例示的な方法のデバイスは、第１のセットの電極を備えた第１のバンドと、第２のセットの電極を備えた第２のバンドとを備える。また、例示的な方法は、デバイスを第２の方向に向けた状態で、被験者から第２の神経反応データを取得するステップを含み、第２の方向が第１の方向にほぼ直交する。
【００５２】
[00104]また、一部の例示的な方法は、第２のハウジング内に配置されたプロセッサを使用して電極から収集されたデータを解析するステップを含む。また、一部の例示的な方法は、デバイスを第２の方向に向けた状態で、被験者の脳から正中線測定値を収集するステップを含む。
【００５３】
[00105]また、読取り時に、機械に、少なくとも、デバイスを第１の方向に向けた状態で、被験者から第１の神経反応データを取得させる指示を含み、デバイスが、第１のセットの電極を備えた第１のバンドと、第２のセットの電極を備えた第２のバンドとを備える、有形の機械読取可能な記憶媒体が本明細書に開示される。一部の例示的な指示は、さらに、機械に、デバイスを第２の方向に向けた状態で、被験者から第２の神経反応データを取得させ、第２の方向が第１の方向にほぼ直交する。
【００５４】
[00106]一部の例示的な指示は、さらに、機械に、第２のハウジング内に配置されたプロセッサを使用して電極から収集されたデータを解析させる。一部の例示的な指示は、さらに、機械に、デバイスを第２の方向に向けた状態で、被験者の脳から正中線測定値を収集させる。
【００５５】
[00107]また、被験者の組織から電気信号を読み取るための第１のセットの電極と、電気信号を読み取るための第２のセットの電極とを備える例示的なデバイスが本明細書に開示される。このような例では、第１のセット及び第２のセットの電極がヘッドセットに機械的に結合される。加えて、例示的なデバイスでは、第１のセットの電極は第１のタイプの電極を備え、第２のセットの電極は第１のタイプとは異なる第２のタイプの電極を備える。
【００５６】
[00108]一部の例では、第１のタイプの電極は、個々に取り付けられた電極を備え、第２のタイプの電極は電極アレイを備える。一部の例では、アレイの電極の２つ以上を電気的に短絡させて、表面積が増加した１つの電極を形成する。また、一部の例では、第１のタイプの電極が、部分リング、ボールポイント及び／又はフックの少なくとも１つを備える。加えて、一部の例では、第１のセットが細長バンドの第１の外側に沿って、且つ細長バンドの第２の外側に沿って配置され、第２のセットが細長バンドの中心線に沿って配置される。
【００５７】
[00109]本明細書に開示された一部の例示的な方法は、第１のセットの電極を使用して被験者の組織から電気信号を読み取るステップを含む。また、一部のこのような例示的な方法は、第２のセットの電極を使用して電気信号を読み取るステップを含み、第１のセット及び第２のセットの電極がヘッドセットに機械的に結合され、第１のセットの電極が第１のタイプの電極を備え、第２のセットの電極が第１のタイプとは異なる第２のタイプの電極を備える。
【００５８】
[00110]また、読取り時に、機械に、少なくとも、第１のセットの電極を使用して被験者の組織から電気信号を読み取らせ、且つ第２のセットの電極を使用して電気信号を読み取らせる指示を含む、有形の機械読取可能な記憶媒体が本明細書に開示される。このような例示的な指示により使用される第１のセット及び第２のセットの電極が、ヘッドセットに機械的に結合され、第１のセットの電極が第１のタイプの電極を備え、第２のセットの電極が第１のタイプとは異なる第２のタイプの電極を備える。
【００５９】
[00111]本明細書に開示された一部の例示的なデバイスは、磁気ロックを有する第１のハウジングを備える。また、一部のこのような例示的なデバイスは、第１の端部が第１のハウジングに調節可能に結合された第１の細長バンドを備える。第１の細長バンドは、第１の複数の電極を備える。また、一部のこのような例示的なデバイスは、第１の調節可能なストラップを備える。第１の調節可能なストラップは、第１の係合点で磁気ロックに磁気的に連結して第１の細長バンドを第１の位置に固定し、且つ第２の係合点で磁気ロックに磁気的に連結して第１の細長バンドを第２の位置に固定するための第１の磁気ファスナを備える。
【００６０】
[00112]一部の例では、デバイスが被験者の頭部に装着され、第１の位置が第２の位置よりも頭頂部に近く、第１の位置から第２の位置への第１の磁気ファスナの調節により第１の細長バンドを締め、電極を頭部に近付ける。一部の例では、第１の細長バンドが、第１のハウジングに取外し可能に結合される。
【００６１】
[00113]また、一部のこのような例示的なデバイスは、第２の端部が第１のハウジングに調節可能に結合された第２の細長バンドを備える。第２の細長バンドは第２の複数の電極を備える。また、一部のこのような例示的なデバイスは第２の調節可能なストラップを備える。第２の調節可能なストラップは、第３の係合点で磁気ロックに磁気的に連結して第２の細長バンドを第３の位置に固定し、且つ第４の係合点で磁気ロックに磁気的に連結して第２の細長バンドを第４の位置に固定するための第２の磁気ファスナを備える。
【００６２】
[00114]一部の例では、第１の細長バンド及び第２の細長バンドが独立して調節可能である。また、一部の例では、第１の細長バンド及び第２の細長バンドが独立して取外し可能である。
【００６３】
[00115]本明細書に開示された他の方法は、デバイスの第１の細長バンドの調節可能なストラップの第１の磁気ファスナを、第１のハウジングの磁気ロックとの第１の係合点から解放して、第１の細長バンドを第１の位置からロック解除するステップを含む。また、一部のこのような例示的な方法は、第１の磁気ファスナを第２の係合点で磁気ロックに結合して第１の細長バンドを第２の位置に固定するステップを含む。
【００６４】
[00116]一部の例示的な方法は、デバイスの第２の細長バンドの調節可能なストラップの第２の磁気ファスナを、磁気ロックとの第３の係合点から解放して、第２の細長バンドを第３の位置からロック解除するステップを含む。また、一部の例示的な方法は、第２の磁気ファスナを第４の係合点で磁気ロックに結合して第２の細長バンドを第４の位置に固定するステップを含む。
【００６５】
[00117]また、一部の例示的な方法は、第１の細長バンド及び第２の細長バンドを独立して調節するステップ、及び／又は第１の細長バンド及び第２の細長バンドを独立して取り外すステップの１つ又は複数を含む。
【００６６】
[00118]本明細書に開示された一部の例示的なデバイスは、第１のハブと、第１のハブに取外し可能に結合された第１の複数の電極を備えた第１の取外し可能なバンドとを備える。一部のこのような例では、第１のバンドが、ナイロン又は銀の少なくとも一方を含む第１のカバーを備える。第１のバンドは、自動洗濯機で洗濯可能である。一部の例では、カバーが伸縮性を有する。一部の例では、デバイスが、第２の複数の電極を備えた第２の取外し可能且つ洗濯可能なバンドを備える。また、一部の例では、第１の取外し可能なバンドが、第１のハブに調節可能に結合され、第１の頭部の大きさを有する第１の被験者及び第２の頭部の大きさを有する第２の被験者について使用可能であり、第２の頭部の大きさが第１の頭部の大きさとは異なる。
【００６７】
[00119]本明細書に開示された一部の例示的な方法は、第１の複数の電極を備えた第１の取外し可能なバンドを第１のハブから取り外すステップを含み、第１のバンドが、ナイロン又は銀の少なくとも一方を含む第１のカバーを備える。また、一部のこのような例示的な方法は、第１のバンドを自動洗濯機で洗濯するステップを含む。また、一部の例示的な方法は、第２の複数の電極を備えた第２の取外し可能且つ洗濯可能なバンドを第１のハブから取り外すステップと、第２のバンドを自動洗濯機で洗濯するステップとを含む。加えて、一部の例示的な方法は、第１のハブに対して第１の取外し可能なバンドを調節して、第１の頭部の大きさを有する第１の被験者に適合させるステップ、及び／又は第１のハブに対して第１の取外し可能なバンドを再調節して、第２の頭部の大きさを有する第２の被験者に対して適合させるステップとを含み、第２の頭部の大きさが第１の頭部の大きさとは異なる。
【００６８】
[00120]本明細書に開示された一部の例示的な方法は、２つ以上の独立して調節可能なバンドを備えたデバイスを介して被験者から脳波（ＥＥＧ）データを取得するステップを含み、各バンドが複数の電極を有して被験者の脳から脳波データを検出し、各バンドが隣接するバンドに対して選択的に回転可能であり、各バンドが被験者の頭部に対する電極の力を増加させるように選択的に圧迫可能である。一部のこのような例示的な方法は、ＥＥＧデータをデジタルＥＥＧ信号に変換するステップと、デジタルＥＥＧ信号を調整するステップとを含む。加えて、一部のこのような例示的な方法は、１つ又は複数の解析プロトコルを使用してデジタルＥＥＧ信号を解析して被験者の精神的特徴を判定するステップと、精神的特徴を出力デバイスに送信するステップとを含む。
【００６９】
[00121]一部の例示的な方法では、デバイスが、変換、調整、解析、及び送信を行うためのプロセッサをさらに備える。一部の例では、変換が各電極で行われる。一部の例では、デバイスが少なくとも２０００個の電極を備える。
【００７０】
[00122]一部の例示的な方法では、デバイスが、精神的特徴を送信するための無線送信機を備える。一部の例では、調整するステップが、デジタルＥＥＧ信号を増幅するステップ又はデジタルＥＥＧ信号をフィルタリングするステップの少なくとも一方を含む。
【００７１】
[00123]一部の例では、出力デバイスが、携帯型デバイス、アラーム、デバイスのディスプレイスクリーン、リモートサーバ、又はリモートコンピュータの１つ又は複数を備える。一部の例示的な方法では、出力デバイスが、アラームの鳴動、メッセージの表示、スクリーン上への警告の提示、ローカルコンピュータへの報告、又はリモートコンピュータへの報告の少なくとも１つを行うためのものである。また、一部の例では、精神的特徴が、精神状態、健康状態、生理学的状態、注意レベル、共鳴レベル、記憶属性又は感情的関与の指標（emotional engagement indicator）の１つ又は複数を含む。
【００７２】
[00124]また、実行時に、機械に、少なくとも、デバイスを着用する被験者から脳波（ＥＥＧ）データを取得させる指示を含み、デバイスが、２つ以上の独立して調節可能なバンドを備え、各バンドが複数の電極を有して被験者の脳から脳波データを検出し、各バンドが隣接するバンドに対して選択的に回転可能であり、且つ各バンドが被験者の頭部に対する電極の力を増加させるために選択的に圧迫可能である、有形の機械アクセス可能な記憶媒体が本明細書に開示される。また、例では、指示が、機械に、ＥＥＧデータをデジタルＥＥＧ信号に変換させ、デジタルＥＥＧ信号を調整させ、１つ又は複数の解析プロトコルを使用してデジタルＥＥＧ信号を解析させて被験者の精神的特徴を判定し、且つ精神的特徴を出力デバイスに送信させる。一部の例では、記憶媒体がデバイス内に配置される。
【００７３】
[00125]本明細書に開示された一部の例示的なシステムは、被験者から脳波（ＥＥＧ）データを取得するためのデバイスを備え、デバイスが２つ以上の独立して調節可能なバンドを備え、各バンドが複数の電極を有して被験者の脳から脳波データを検出し、各バンドが隣接するバンドに対して選択的に回転可能であり、且つ各バンドが被験者の頭部に対する電極の力を増加させるために選択的に圧迫可能である。また、例示的なシステムは、ＥＥＧデータをデジタルＥＥＧ信号に変換するためのアナログ−デジタルコンバータと、デジタルＥＥＧ信号を調整するための信号調整器とを備える。また、一部のこのような例示的なシステムは、１つ又は複数の解析プロトコルを使用してデジタルＥＥＧ信号を解析して被験者の精神的特徴を判定するためのプロセッサと、精神的特徴を出力デバイスに送信するための送信機とを備える。
【００７４】
[00126]一部の例示的なシステムでは、アナログ−デジタルコンバータ、信号調整器、プロセッサ、及び送信機がデバイス上に配置される。一部の例示的なシステムは、各電極にアナログ−デジタルコンバータを備える。一部の例示的なシステムは、各電極に信号調整器をさらに備える。一部の例示的なシステムは、電極の分極を補償するためのトレンド除去ユニット（detrending unit）を備える。
【００７５】
[00127]本明細書に開示された例示的な方法は、第１の神経信号の第１の特性を評価するステップと、第１の特性に基づいて第１の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するステップと、第２の神経信号の第２の特性を評価するステップと、第２の特性に基づいて第２の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するステップとを含む。また、例示的な方法は、第１の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、第１の神経信号を調整して第３の神経信号を取得するステップと、第２の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、第２の神経信号を調整して第４の神経信号を取得するステップとを含む。加えて、例示的な方法は、第３の神経信号の第３の特性を評価するステップと、第３の特性に基づいて第３の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するステップと、第４の神経信号の第４の特性を評価するステップと、第４の特性に基づいて第４の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するステップとを含む。また、例示的な方法は、品質閾値との各合致に基づいて、第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第１の信号を、追加解析のための使用の少なくとも１つに対して選択して、無視し、又は第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第２の信号と合成（merge）するステップを含む。
【００７６】
[00128]一部の例では、方法が、第１の神経信号及び第２の神経信号を収集するために使用されるヘッドセットデバイスで行われる。一部の例では、第１、第２、第３、及び第４の特性が、第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号のそれぞれの強度、振幅、信号対雑音比、又は持続期間の少なくとも１つを含む。
【００７７】
[00129]一部の例示的な方法では、品質閾値との合致が、第１、第２、第３、又は第４の神経信号と参照値との比較に基づく。一部のこのような例では、参照値が、絶対閾値（an absolute threshold）、スペクトル閾値（a spectral threshold）、傾斜率閾値（a ramp-rate threshold）、又は低活動閾値（a low-activity threshold）を含む。
【００７８】
[00130]一部の例示的な方法では、調整するステップが、第１若しくは第２の神経信号を増幅するステップ、又は第１若しくは第２の神経信号をフィルタリングするステップの少なくとも一方を含む。一部の例では、無視又は合成するステップが、第１のチャネル及び第２のチャネルに通信可能に結合されたスイッチング回路により実行され、第１のチャネルを通って第１の神経信号が収集され、第２のチャネルを通って第２の神経信号が収集される。
【００７９】
[00131]また、実行時に、機械に、少なくとも、第１の神経信号の第１の特性を評価させ、第１の特性に基づいて第１の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定させ、第２の神経信号の第２の特性を評価させ、第２の特性に基づいて第２の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定させる指示を含む、有形の機械アクセス可能な記憶媒体が本明細書に開示される。また、例示的な指示は、機械に、第１の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、第１の神経信号を調整させて第３の神経信号を取得させ、第２の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、第２の神経信号を調整させて第４の神経信号を取得させ、第３の神経信号の第３の特性を評価させ、第３の特性に基づいて第３の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定させ、第４の神経信号の第４の特性を評価させ、第４の特性に基づいて第４の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定させる。加えて、指示がさらに、機械に、品質閾値との各合致に基づいて、第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第１の信号を、追加解析のための使用の少なくとも１つに対して選択させ、無視させ、又は第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第２の信号と合成させる。
【００８０】
[00132]一部の例では、記憶媒体が、第１の神経信号及び第２の神経信号を収集するために使用されるヘッドセットデバイス内に配置される。一部の例では、指示がさらに、機械に、第１若しくは第２の神経信号を増幅するステップ、又は第１若しくは第２の神経信号をフィルタリングするステップの少なくとも一方によって、第１の神経信号又は第２の神経信号の１つ又は複数を調整させる。
【００８１】
[00133]一部の例では、指示がさらに、機械に、第１のチャネル及び第２のチャネルに通信可能に結合されたスイッチング回路を作動させることにより、第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号の１若しくは複数を無視させ、又は第１、第２、第３、又は第４の神経信号の２つ以上を合成させ、第１のチャネルを通って第１の神経信号が収集され、第２のチャネルを通って第２の神経信号が収集される。
【００８２】
[00134]被験者の脳から第１の神経信号及び第２の神経信号を収集するためのヘッドセットデバイスを備える例示的なシステムが、本明細書に開示される。また、例示的なシステムは、第１の神経信号の第１の特性を評価し、第１の特性に基づいて第１の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定し、第２の神経信号の第２の特性を評価し、第２の特性に基づいて第２の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するプロセッサを備える。例示的なシステムでは、プロセッサが、第１の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、第１の神経信号を調整して第３の神経信号を取得し、第２の神経信号が品質閾値に合致しない場合に、第２の神経信号を調整して第４の神経信号を取得し、第３の神経信号の第３の特性を評価し、第３の特性に基づいて第３の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定し、第４の神経信号の第４の特性を評価し、第４の特性に基づいて第４の神経信号が品質閾値に合致するか否かを判定するためのものである。例示的なシステムでは、プロセッサが、品質閾値との各合致に基づいて、第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第１の信号を、追加解析のための使用の少なくとも１つに対して選択し、無視し、又は第１の神経信号、第２の神経信号、第３の神経信号、又は第４の神経信号のうちの第２の信号と合成するためのものである。
【００８３】
[00135]一部の例では、システムがスイッチング回路を備え、スイッチング回路は、第１の神経信号を収集するように第１のチャネルに選択的に通信可能に結合され、第２の神経信号を収集するように第２のチャネルに選択的に通信可能に結合されて、第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号の１若しくは複数の無視、又は第１、第２、第３、若しくは第４の神経信号の２つ以上の合成の少なくとも一方を行う。
【００８４】
[00136]本明細書に開示された一部の例示的な方法は、家庭環境における患者の活動をモニタリングするステップと、患者に結合された第１のセンサから収集された第１のデータを解析して患者の第１の特徴を判定するステップとを含み、第１のセンサが患者の頭部に結合された電極を備える。また、例示的な方法は、患者に結合された第２のセンサから収集された第２のデータを解析して患者の第２の特徴を判定するステップと、活動、第１の特徴、及び第２の特徴に基づいて患者の健康評価（health assessment）を判定するステップと、健康評価に基づいて出力信号を生成するステップとを含む。
【００８５】
[00137]一部の例示的な方法では、第２のデータが、第１のセンサを収容するデバイスに無線送信される。一部の例では、第２のセンサが、生物測定学センサ（biometric sensor）、神経学的センサ（neurological sensor）、又は生理学的センサ（physiological sensor）の１つ又は複数を含む。一部の例では、第２のセンサが心電図、グルコースモニタリングシステム（glucose monitoring system）、電気眼球図記録法システム（electrooculography system）、顔面モニタリングシステム、又はプラグ−イン／プラグ−アンド−プレイデバイス（plug-in/plug-and-play device）を含む。一部の例示的な方法では、第２のセンサが、視標追跡センサ（eye-tracking sensor）、電気皮膚反応センサ（galvanic skin response sensor）、筋電図記録法機器（electromyography instrument）、カメラ、赤外線センサ、対話速度検出器（interaction speed detector）、又はタッチセンサを含む。一部の例では、第２のセンサが、全顔面又は半顔面被覆カメラ（full facial or hemi-facial coverage camera）を備える。
【００８６】
[00138]一部の例示的な方法は、健康評価を基準評価と比較するステップと、健康評価又は出力信号の少なくとも一方を遠隔設備に送信するステップとをさらに含む。一部のこのような例では、遠隔設備は、診察室、病院、診療所、研究室、保管所、研究設備又は診断設備の少なくとも１つを含む。
【００８７】
[00139]一部の例示的な方法では、出力信号がアラームに結合される。一部のこのような例では、アラームが光、音、又は表示の少なくとも１つを含む。一部の例では、出力信号が自動送達装置を起動して、患者へ自動的に薬剤を投与する。一部の例示的な方法は、健康評価に基づいて入力するように患者を促すステップをさらに含む。
【００８８】
[00140]一部の例示的な方法は、全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイスを介して患者の位置を追跡するステップをさらに含む。一部のこのような例では、ＧＰＳデバイスが、第１のセンサを収容するデバイス内に配置される。一部の例示的な方法は、ある期間にわたって健康評価を記録するステップをさらに含む。
【００８９】
[00141]実行時に、機械に、少なくとも、家庭環境における患者の活動をモニタリングさせ、患者に結合された第１のセンサから収集された第１のデータを解析させて患者の第１の特徴を判定させる指示を含み、第１のセンサが患者の頭部に結合された電極を有する、有形の機械アクセス可能な記憶媒体が本明細書に開示される。また、指示は、機械に、患者に結合された第２のセンサから収集された第２のデータを解析させて患者の第２の特徴を判定させ、活動、第１の特徴、及び第２に基づいて患者の健康評価を判定させ、健康評価に基づいて出力信号を生成させる。
【００９０】
[00142]患者の頭部に結合された電極を有する、患者から第１のデータを収集するための第１のセンサと、患者に結合された、患者から第２のデータを収集するための第２のセンサとを備える例示的なシステムが本明細書に開示される。また、例示的なシステムは、家庭環境における患者の活動をモニタリングし、第１のセンサから収集された第１のデータを解析して患者の第１の特徴を判定し、第２のセンサから収集された第２のデータを解析して患者の第２の特徴を判定し、活動、第１の特徴、及び第２の特徴に基づいて患者の健康評価を判定し、健康評価に基づく出力信号を生成するためのプロセッサを備える。
【００９１】
[00143]本明細書に開示された例示的な方法は、媒体に触れている被験者に結合されたヘッドセットの、被験者の頭部に結合された電極を備えた第１のセンサから収集された第１のデータを解析して、被験者の第１の挙動を判定するステップと、第１の挙動に基づいて被験者の精神状態を判定するステップとを含む。また、例示的な方法は、第２のセンサから収集された第２のデータを解析して、被験者の第２の挙動を判定するステップと、精神状態及び第２の挙動に基づいて被験者の意図した活動を判定するステップとを含む。
【００９２】
[00144]一部の例示的な方法では、第１の挙動が脳活動の変化である。一部の例では、第２の挙動が視線の方向である。一部の例では、精神状態が、関与（engagement）のレベルである。
【００９３】
[00145]一部の例示的な方法では、意図した活動が電子デバイスの作動である。一部のこのような例では、電子デバイスの作動が、媒体を提示するデバイスの音量、消音状態、チャネル又は電源状態の少なくとも１つの変化である。一部の例では、電子デバイスの作動が、カーソル移動、キー操作、又はマウスクリックである。一部の例示的な方法は、ヘッドセットから信号を電子デバイスに送信して、意図した活動を実行するステップをさらに含む。
【００９４】
[00146]一部の例示的な方法では、第１のデータの解析が、運動と反対側の感覚運動皮質（sensorimotor cortex）上に焦点があり、ミュー及びベータ周波数の変化を有する、体性感覚系（somatosensory system）における脳波サイン（electroencephalographic signature）を解析するステップを含む。
【００９５】
[00147]一部の例では、意図した活動が媒体の消費である。一部のこのような例示的な方法は、チャネルの検出、プログラムを示す音声符号の収集、又は遠隔データ収集設備におけるタイムスタンプデータの検討の少なくとも１つにより、媒体におけるプログラムを特定するステップをさらに含む。他の例は、意図した活動及びプログラム特定に基づいて視聴率を判定するステップを含む。
【００９６】
[00148]実行時に、機械に、少なくとも、媒体に触れている被験者に結合されたヘッドセットの、被験者の頭部に結合された電極を備えた第１のセンサから収集された第１のデータを解析させて、被験者の第１の挙動を判定させ、第１の挙動に基づいて被験者の精神状態を判定させる指示を含む、有形の機械アクセス可能な記憶媒体が本明細書に開示される。また、指示は、第２のセンサから収集された第２のデータを機械に解析させて、被験者の第２の挙動を判定させ、精神状態及び第２の挙動に基づいて被験者の意図した活動を判定させる。
【００９７】
[00149]第１のデータを収集するための第１のセンサと、被験者からの第２のデータを収集するための第２のセンサとを備え、第１のセンサが、被験者が媒体に触れている間に被験者に結合されたヘッドセット内に配置され、被験者の頭部に結合された電極を備える例示的なシステムが、本明細書に開示される。また、例示的なシステムは、第１のセンサから収集された第１のデータを解析して被験者の第１の挙動を判定し、第１の挙動に基づいて被験者の精神状態を判定し、第２のセンサから収集された第２のデータを解析して被験者の第２の挙動を判定し、精神状態及び第２の挙動に基づいて被験者の意図した活動を判定するためのプロセッサを備える。
【００９８】
[00150]本明細書に開示された一部の例示的な方法は、ヘッドセットをユーザの頭部に第１の向きに配置するステップを含み、ヘッドセットが、ユーザの頭部に配置される１つ又は複数の独立して調節可能なバンドを備え、各バンドがユーザの脳から電気信号を受信するための複数の電極を備える。また、方法は、１つ又は複数のバンドを各隣接するバンドに対して選択的に回転させることにより、ユーザの頭部上の電極の位置を調節するステップと、各バンドに関連する各弾性ストラップの有効長さを選択的に変化させて、頭部に対する電極の力を変化させることにより、ユーザの頭部に対する電極の圧迫を調節するステップとを含む。加えて、例示的な方法は、電極から脳波（ＥＥＧ）データを取得するステップと、脳波データを調整するステップと、脳波データを解析してユーザの精神状態を判定するステップとを含む。
【００９９】
[00151]一部の例示的な方法では、調整するステップが、信号をデジタル信号に変換するステップ、信号を増幅するステップ、又は信号をフィルタリングするステップの１つ又は複数を含む。一部の例では、調整がヘッドセット内で行われる。一部の例示的な方法は、電極から取得した脳波データの品質を評価するステップと、電極位置を調節すべきか否かを品質に基づいて判定するステップとをさらに含む。
【０１００】
[00152]また、一部の例示的な方法は、電極の位置を調節するステップを含み、このステップは、電極の１つ又は複数を物理的に移動させるステップを含む。一部のこのような例示的な方法は、バンドの１つ又は複数をユーザの頭部で第２の向きに回転させるステップをさらに含む。
【０１０１】
[00153]一部の例では、電極の位置を調節するステップが、電極の１つ又は複数を事実上移動させるステップを含む。一部のこのような例は、これらの電極から取得したＥＥＧデータの品質が閾値品質より低いときに、複数の電極の一部を短絡させるステップをさらに含む。
【０１０２】
[00154]一部の例示的な方法は、精神状態に基づいて、医療システム、視聴者測定設備、又は遠隔デバイスの１つ又は複数に信号を出力するステップをさらに含む。
【０１０３】
[00155]実行時に、機械に、少なくとも、ヘッドセットからの脳波（ＥＥＧ）データを取得させる指示を含み、ヘッドセットが、ユーザの頭部に配置される１つ又は複数の独立して調節可能なバンドを備え、各バンドがユーザの脳から電気信号を受信するための複数の電極を備えた、有形の機械アクセス可能な記憶媒体が本明細書に開示される。また、指示は、機械に、ユーザの頭部上で電極の位置を調節させ、脳波データを調整させ、脳波データを解析させてユーザの精神状態を判定させる。
【０１０４】
[00156]本明細書に開示された一部の例示的なシステムは、ユーザから脳波（ＥＥＧ）データを取得するためのヘッドセットを備え、ヘッドセットが、ユーザの頭部に配置される１つ又は複数の独立して調節可能なバンドを備え、各バンドがユーザの脳から電気信号を受信するための複数の電極を有し、各バンドが、電極の位置を調節するように各隣接するバンドに対して選択的に回転可能であり、各バンドが効果的に延長又は短縮される各弾性ストラップを備えて、ユーザの頭部に対する電極の圧迫を調節する。また、例示的なシステムは、電極からＥＥＧデータを受信し、ＥＥＧデータを調整し、脳波データを解析してユーザの精神状態を判定するためのプロセッサを備える。
【０１０５】
[00157]図を参照し、図１〜４は例示的なヘッドセット１００を示す。例示的なヘッドセットを使用して、例えば、医療環境又は家庭環境において患者から医療情報を収集することができ、ゲーム又は他の娯楽の状況を制御することができ、健康計画（fitness regime）の一部としてデータを提供することができ、視聴者測定データを収集することができ、遠隔デバイスを制御することができ、及び／又は複数の他の使用がある。図１の例示的なヘッドセット１００は、複数の独立して調節可能なバンドを備え、各バンドは、ユーザ、被験者、視聴者及び／又はパネリストの頭部から信号を受信するための複数の電極を備える。本明細書で使用するように、参加者は、モニタリングされることに同意した人である。通常、参加者は、人口学的情報（例えば、年齢、人種、収入等）を、興味のある話題（例えば、メディア露出）についてのデータを収集し蓄積するモニタリング企業（例えば、Ｔｈｅ  Ｎｉｅｌｓｅｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ）に提供する。より詳細には、図示した例のヘッドセット１００は、第１のバンド１０２、第２のバンド１０４、第３のバンド１０６、及び第４のバンド１０８を備える。バンド１０２〜１０８のそれぞれが複数の電極を備える。図示した例では、電極が部分的にリング状の電極である。リング状電極は、例えば、約３ｍｍ未満の直径及び約３ｍｍ未満の長さを有することができる。電極の寸法が大きく幅広であるほど、電極を頭皮に十分に当てるのに必要な力が大きくなる。一部の例では、電極が、約１ｍｍ〜約２ｍｍの直径を有する。しかし、以下でさらに詳述するように、多くの他のタイプ、大きさ及び／又は形状の電極を加えて又は代わりに使用することができる。図１の例では、バンド１０２〜１０８が、ユーザの頭部上で左側から右側へ延びるようになっている。バンド１０２〜１０８のそれぞれは、縦軸をもつ細長構造を有する。この例では、各バンド１０２〜１０８がそれぞれスパイン状構造１１０、１１２、１１４、１１６の形をとる。スパイン１１０、１１２、１１４、１１６のそれぞれは、弾性調節バンド又はストラップ１１８、１２０、１２２、１２４をそれぞれ支持する。バンド１０２〜１０８のそれぞれは、第１のハウジング１２６の一側に回転可能及び取外し可能に結合され、第２のハウジング１２８の他側に回転可能及び取外し可能に結合される。例えば、バンド１０２〜１０８は、バンド１０２〜１０８をヘッドセットに差し込むためのピボット型接続部（pivot type connection）及び／又はスナップファスナ（snap fastener）を備えることができる。他の例では、バンドがヘッドセットに固定結合される。図示した例では、第１のハウジング１２６をユーザの右耳近くに配置し、第２のハウジング１２８をユーザの左耳近くに配置して、バンド１０２〜１０８をユーザの頭部上に配置し、頭皮に沿った電気的活動を読み取ることができるようにする。また、図示した例のヘッドセット１００は追加の支持バンド１３０を備え、この支持バンド１３０は調節可能であり、例えば、ユーザの後頭部周りにヘッドセット１００を締め付けて固定するために使用可能な弾性材料又は他の適切な材料とすることができる。図示した例では、ヘッドセット１００が４本のバンドを備える。しかし、���の例では、ヘッドセット１００が、より少ない又は多い（例えば、３本以下又は１０本以上の）調節可能なバンドを備えることができる。各バンドは、約８個〜約２５６個以上の電極を担持することができる。
【０１０６】
[00158]図１の例では、バンド１０２〜１０８が第１及び第２のハウジング１２６、１２８に回転可能且つ取外し可能に結合されて、ユーザの頭部上のバンド１０２〜１０８の位置をユーザが調節できるようにする。この例のバンド１０２〜１０８をユーザのイニオン（後頭骨の突起）又はナジオン（前頭骨及び２つの鼻骨の交点）に向かって回転させて、電気的活動を測定するために電極を特定の位置に位置決めすることができる。図１のスパイン１１０〜１１６のそれぞれは、例えば、プラスチック、ゴム、ポリウレタン、シリコーン及び／又は他の適切な材料等の可撓性材料から構成される。例示的なスパイン１１０〜１１６の可撓性により、ヘッドセット１００をユーザの頭部上に快適に着座させることができる。さらに、図示した例の弾性ストラップ１１８〜１２４はスパイン１１０〜１１６により支持され、弾性ストラップ１１８〜１２４を引くことによりスパイン１１０〜１１６を下方に締めることができるため、ユーザの頭皮に対する電極の圧力が増加する。図示した例では、弾性ストラップ１１８〜１２４が可撓性且つ弾性を有する。加えて、図１の弾性ストラップ１１８〜１２４は、摺動可能且つ並進運動可能に（translatably）スパイン１１０〜１１６に結合される。さらに、図１の例では、ヘッドセット１００全体及び／又は個々のバンド１０２〜１０８を一般的な洗濯機で洗濯して、日常の洗浄をすることができ、及び／又は、例えば使用間若しくはユーザ間等でヘッドセット１００を消毒及び殺菌することができる。一部の例では、異なる大きさの頭部に合わせたヘッドセットの種々のテンプレートがある。人は、年齢、性別、人種及び／又は遺伝的特徴に基づいて異なる頭部の大きさを有する。例えば、人の頭部は、周囲が約５４ｃｍ〜約６５ｃｍであり得る。一部の例では、２つ又は３つのテンプレートヘッドセットがあり得る。例えば、第１のテンプレートは周囲が約５６ｃｍの頭部に対応することができ、第２のテンプレートは周囲が約５９ｃｍの頭部に対応することができ、第３のテンプレートは周囲が約６２ｃｍの頭部に対応することができる。これらの例では、中央のバンド（例えば、正中線に沿った）を、それぞれ約２３ｃｍ、約２５ｃｍ、約２６ｃｍとすることができる。したがって、一部の例では、テンプレートが、異なるテンプレート間で長さが約１ｃｍ〜約２ｃｍ異なる複数の大きさのバンドを備えることができる。ヘッドセットを被験者に合わせる時の粗調節として、異なるテンプレートの大きさを使用する。その後、以下で更に詳述するように、細長バンドの調節を使用して、微調節として適合を完全なものにする。
【０１０７】
[00159]図示した例では、第１のハウジング１２６が例示的な調節機構１３２（図１０に示す）を備えて、弾性ストラップ１１８〜１２４の長さを調節する。図示した例の弾性ストラップ１１８〜１２４を、調節機構１３２を介してきつく引き、各バンド１０２〜１０８を位置決めし、スパイン１１０〜１１６を頭皮に向けて下方に締め付けることができる。例示的な調節手法を、図１０に関連して、以下でより詳細に開示する。
【０１０８】
[00160]図示した例では、第２のハウジング１２８が、例えば、以下でさらに詳細に開示される、電極からの信号を処理するためのプロセッサ等の電気部品１３４を支持する。一部の例では、処理が、一体型システム又は自給式システムとしてのヘッドセットで行われる。他の例では、一部の処理がヘッドセットで行われ、ヘッドセットがデータ又は半処理結果を、例えば、無線接続を介して遠隔地に送信した後に、一部の処理が遠隔で行われる。さらに他の例では、すべてのデータが処理のために遠隔アナライザに流される。図示した例の電気部品１３４を使用して、例えば、脳波データをアナログデータからデジタルデータに変換し、脳波データを増幅し、データから雑音を除去し、データを解析し、データをコンピュータ又は他のネットワークに送信する。図示した例の第２のハウジング１２８は、例えば、増幅器、信号調整器、データプロセッサ及び／又は信号をデータセンタ若しくはコンピュータに送信するための送信機等のハードウェア及びソフトウェアを備える。図示した例のスパイン１１０〜１１６のそれぞれは、有線接続を介して及び／又は無線で、例示的なプロセッサを備える電気部品に通信可能に結合される。他の例では、電気部品１３４が第１のハウジング１２６内に支持され、調節機構１３２が第２のハウジング１２８上又は第２のハウジング１２８内に支持される。
【０１０９】
[00161]図４Ａは、ユーザの頭部に装着されるヘッドセット１００の斜視図である。図示したように、バンド１０２〜１０８は頭部上を左側から右側へ横切る。バンド１０２〜１０８の位置を調節することができ、弾性ストラップ１１８〜１２４を締めて、バンド１０２〜１０８をユーザの頭部で下方に締め付けることができる。図示した例では、追加の支持バンド１３０が後頭部の周りで引き伸ばされ、支持バンド１３０をきつく引いて調節し、ヘッドセット１００をユーザの頭部に固定することができる。
【０１１０】
[00162]図４Ｂに示すように、前述した横向き装着に加えて、図示した例のヘッドセット１００を前後の向きに装着することができる。この場合、第１のハウジング１２６又は第２のハウジング１２８がユーザの前頭部に配置され、バンド１０２〜１０８が、ユーザの後頭部に配置された第２のハウジング１２８又は第１のハウジング１２６の他方まで横切る。バンド１０２〜１０８を横方向に調節することができ、及び／又は最適な読取りのために個々に締めることができる。図４の向きにより、ヘッドセット１００による正中線の読取りが容易になる。
【０１１１】
[00163]図５は、ヘッドセット１００と共に使用可能な例示的なバンド１０２を示す。見てわかるように、第１のバンド１０２は、第１のスパイン１１０及び第１の弾性ストラップ１１８から構成される。第１のスパイン１１０は、スパイン及び椎骨構成と同様の、複数の対向する延長部１３６ａ〜１３６ｔを有するスパイン状構造に設計される。延長部１３６ａ〜１３６ｔのそれぞれが、部分的にリング状電極１３８ａ〜１３８ｔにそれぞれ結合される。延長部１３６ａ〜１３６ｔは可撓性を有し、第１のバンド１０２がユーザの頭部上で下方に締め付けられると、後退し屈曲する。図５に示す例では、電極１３８ａ〜１３８ｔが第１のスパイン１１０の延長部１３６ａ〜１３６ｔ内に成形される。しかし、他の例では、電極１３８ａ〜１３８ｔを、延長部１３６ａ〜１３６ｔに取外し可能に結合（例えば、スナップ嵌め）することができる。電極１３８ａ〜１３８ｔのそれぞれは、スパイン１１０を通って延びるチャネルを有する。また、一部の例では、以下でより詳細に開示するように、複数の電極からの測定値を共に平均して、電極及び頭皮の間の有効表面積を増加させ、インピーダンスを低下させることができる。第１のスパイン１１０は、各電極チャネルのための個々の増幅器及びアナログ−デジタルコンバータを含み得るハウジング１４０をさらに備える。また、スパイン１１０は、処理のために、電極１３８ａ〜１３８ｔを第２のハウジング１２８内のプロセッサ１３４及び／又は他の電気部品に通信可能に結合するためのワイヤ１４２を備える。他の例では、スパイン１１０が、第２のハウジング１２８内のプロセッサ１３４又はヘッドセット１００の外側の別のプロセッサにデータを無線送信するための無線送信機及び電源を、例えばハウジング１４０内に備える。
【０１１２】
[00164]第１のスパイン１１０の上面は、第１の弾性ストラップ１１８を第１のスパイン１１０の上面に沿って案内し固定するための延長部又は突出部である、複数のランナ１４４ａ〜１４４ｊを備える。図示した例では、ランナ１４４ａ〜１４４ｊが、弾性ストラップ１１８の両側に沿って延びる２つの細長ランナの対で形成される。他の例では、ランナ１４４ａ〜１４４ｊが、弾性ストラップ１１８上に延びる１つ又は複数の細長円形チューブにより実施される。第１のスパイン１１０は、第１の目１４６及び第２の目１４８をさらに備える。図示した例では、第２の目１４８がハウジング１４０に結合される。第１の弾性ストラップ１１８は、第１のスパイン１１０の上面で縦軸に沿ってランナ１４４ａ〜１４４ｊ間に配置され、且つ第１及び第２の目１４６、１４８を通して配置される。第１及び第２の目１４６、１４８は、スパイン１１０上で弾性ストラップ１１８の位置を維持するのを助ける。第１の弾性ストラップ１１８は、第１のスパイン１１０の上面に沿って摺動可能に係合されて、第１の弾性ストラップ１１８が引き伸ばされ、きつく引かれ、又は解放されるときに摺動する。図５に示す例では、第１の弾性ストラップ１１８が円形横断面を有する。しかし、他の例では、第１の弾性ストラップ１１８が、矩形、楕円形、又は他の横断面形状を有する。一部の例では、弾性ストラップ１１８が、スパイン１１０を通って伝播する電子信号の遮蔽を強化するように形成される。
【０１１３】
[00165]図５に示す例では、第１のバンド１０２が第１のスパイン１１０に２０個の電極を備える。しかし、他の例では、第１のスパイン１１０が、他の数の電極（例えば、２５６個以上の個々の電極）を担持することができる。
【０１１４】
[00166]図６は、第１のバンド１０２の部分拡大図である。図６に示すように、延長部１３６ａ〜１３６ｃ、１３６ｋ〜１３６ｍがわずかに下方に湾曲し、これにより電極１３８ａ〜１３８ｃ、１３８ｋ〜１３８ｍを頭皮に向けて下方に位置決めする。図６に示すように、第１の弾性ストラップ１１８が第１のスパイン１１０の上部に沿って配置され、ランナ１４４ａ〜１４４ｃ及び第１の目１４６により定位置に保持される。延長部１３６ａ〜１３６ｃ、１３６ｋ〜１３６ｍのそれぞれが、電極１３８ａ〜１３８ｃ、１３８ｋ〜１３８ｍのそれぞれに結合される。第１の弾性ストラップ１１８がよりきつく引かれると、弾性ストラップ１１８が効果的に短縮されて、下向きの力を延長部１３６ａ〜１３６ｃ、１３６ｋ〜１３６ｍに生じさせ、延長部１３６ａ〜１３６ｃ、１３６ｋ〜１３６ｍが上方又は外方に曲がって、電極をユーザの頭皮に押し付ける。例示的なバンド１０２〜１０８は、ユーザの頭皮に約１Ｎ／ｍｍ２〜約２Ｎ／ｍｍ２の力を生じさせるように設計される。一部の例では、加えられる力が各電極について同一である。
【０１１５】
[00167]図７は、第１のスパイン１１０及び第１の弾性バンド１１８を有する第１のバンド１０２の横断面図である。延長部１３６ａ、１３６ｋは下方に湾曲している。電極１３８ａ、１３８ｋは、延長部１３６ａ、１３６ｋのそれぞれの下側に結合された部分的にリング状の電極である。電極１３８ａ、１３８ｋの端部は、第１のスパイン本体１１０内に成形され、第１のスパイン１１０を通って延びるプリント回路基板（ＰＣＢ）１５０に動作可能に結合される。電極１３８ａ〜１３８ｔ（図５に示す）は、ＰＣＢ１５０に通信可能に結合される。図示した例のＰＣＢ１５０は、３つの電子層（例えば、少なくとも１つの電気部品又は回路線を含む層）及び１つの遮蔽層を備える。
【０１１６】
[00168]本明細書に、例えば、インピーダンスの低下を含むＥＥＧ測定値との電磁干渉を減らし又はなくして、一部の場合に外部遮蔽に対する必要性を減らす及び／又はなくす、複数の例示的な遮蔽方法が開示される。本明細書に開示された例により、高インピーダンス皮膚−電極界面及び電極間高インピーダンス不一致による高分解能ＥＥＧ測定が可能になる。一部の例では、高分解能測定が、例えば、本明細書に開示された、浮動駆動低インピーダンス接地（floating driven low-impedance ground）、無線通信、及び例示的な開示された遮蔽技術を含み得るヘッドセット等の電池式ＥＥＧ測定デバイスにより達成される。図８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、外部雑音源のないＥＥＧシステム（図８Ａ）、外部雑音源のあるウェット電極ＥＥＧシステム（図８Ｂ）、及び本明細書に開示された例示的なシステムを表す外部雑音源のあるドライ電極ＥＥＧシステム（図８Ｃ）の例示的な電気回路図を通じたインピーダンスの効果を示す。
【０１１７】
[00169]図８Ａは、被験者８０２が、例えば、本明細書に開示されたヘッドセット等のＥＥＧ測定デバイス８０４に結合された、例示的なＥＥＧシステム８００を示す。この例では、ヘッドセット８０４が無線ＥＥＧ測定デバイスである。駆動接地電極８０６とデータ電極８０８との間の電位が、被験者８０２の頭部に生体電位電極を当てることにより測定される。図８Ａは、例えば、被験者が全く動かない完全に遮蔽された部屋等の、外部雑音のない理想的又は理論的状況を示す。このようなシステムでは、データ電極８０８及び接地電極８０６間の測定値が、雑音アーチファクトのないＥＥＧ源（例えば、被験者の脳）からの信号を示す。
【０１１８】
[00170]実際の環境（図８Ｂ及び８Ｃ）では、電磁源（例えば、電力線）又は静電源（例えば、歩行）からの外部雑音がある。ＥＥＧデータの低信号振幅（例えば、約１μＶ〜約１００μＶ）及び高電極−皮膚インピーダンス（例えば、約１００ｋΩ超）のため、外部雑音源がＥＥＧデータの品質に重要な役割を果たす。電磁誘導雑音は、複数の経路にわたってＥＥＧ信号に侵入することができる。例えば、電界が、関連する静電容量８２２（ＣＥＭ２Ｈ、電磁波源からヘッドセット）を通って、ヘッドセット８０４の電極リード線、電極−皮膚界面、又はＥＥＧデバイスの個々の部品（例えば増幅器、電源等）に流入する変位電流８２０（ＩＥＭ２Ｈ、電磁波源からヘッドセット）を誘導することができる。別の電磁雑音源は、被験者の身体上のコモンモード電圧である。変位電流８２４（ＩＥＭ２Ｓ、電磁波源から被験者）が、浮遊容量８２６（ＣＥＭ２Ｓ、電磁波源から被験者）を通って流れる。浮遊容量は、２つの隣接する導体間の静電容量である。この静電容量の大きさは、電源に対する被験者の近さによって決まる。浮遊容量に起因する雑音は、例えば被験者が絶縁電源コードを把持した場合、２０Ｖの大きさとすることができる。
【０１１９】
[00171]別の雑音源は静電気である。摩擦により、身体と地面との間の静電容量８２８（ＣＥＳ２Ｓ、静電源から被験者）に蓄積される電荷が生じる。例えば、帯電された第三者は、被験者に近付くと、静電圧及び関連する電流８３０（ＩＥＳ２Ｓ、静電源から被験者）を被験者に誘導することができる。また、変位電流８３２（ＩＥＳ２Ｈ、静電源からヘッドセット）が注入され、静電容量８３４（ＣＥＳ２Ｈ、静電源からヘッドセット）が外部静電雑音からヘッドセット８０４へ誘導される。
【０１２０】
[00172]外部雑音は、被験者８０２又はヘッドセット８０４に変位電流８２０（ＩＥＭ２Ｈ）、８３２（ＩＥＳ２Ｈ）を容量的に注入し、データ電極（ＺＥ）及び接地電極（ＺＧ）のインピーダンスによって、対象の信号よりも大きくなり得る付加的雑音に変換される。等しいインピーダンスがあれば、雑音が打ち消される。低インピーダンスウェットシステム（図８Ｂ）では、雑音を許容値以下に維持可能であるように、変位電流の付加的雑音への変換が最小化される。しかし、通常、データ電極（ＺＥ）及び接地電極（ＺＧ）のインピーダンスを等しくすることはできない。
【０１２１】
[00173]高インピーダンス電極−皮膚界面（例えば、約１００ｋΩ超）を有するドライ電極を備えたシステム（図８Ｃ）では、データ電極（ＺＥ）からのインピーダンスが、接地電極（ＺＧ）からのインピーダンスよりもはるかに大きい。この構成では、変位電流８２０（ＩＥＭ２Ｈ）、８３２（ＩＥＳ２Ｈ）によって、通常、システムが雑音であふれる。しかし、本明細書に開示された例は、約１００ｋΩ未満の電極−皮膚インピーダンスを有する導電材料を、被験者８０２の身体に結合する。例示的な導電材料は、アルミニウムシート及び／又は銀コーティングナイロンを含む。導電材料及び被験者８０２はシールド８４０を形成し、ＥＥＧデバイス（例えば、ヘッドセット８０４）が環境から容量的に切り離されるようにする。シールド８４０は、低インピーダンス（ＺＳ）を有するシールド電極８４２を介して被験者に結合される。シールド８４０及びシールド電極８４８は、ヘッドセット８０４を効果的に封入する。電磁源（例えば、電力線）又は静電雑音源（例えば、被験者若しくは近くの他の人の歩行等）等の外部雑音源から生じる変位電流８２０（ＩＥＭ２Ｈ）、８３２（ＩＥＳ２Ｈ）が、最小の抵抗の経路を通って（例えば、低インピーダンスＺＳのシールド電極を通って）流れるため、これらの変位電流８２０（ＩＥＭ２Ｈ）、８３２（ＩＥＳ２Ｈ）は、ＥＥＧ測定デバイス（例えば、ヘッドセット８０４）の入力時には見えない。
【０１２２】
[00174]本明細書に開示された一部の例では、接地電極及びシールド電極のための低インピーダンス電極−皮膚界面が、従来とは異なる接地電極のための位置を導入することにより実現される。例えば、図９は、図１の例示的なヘッドセット又は本明細書に開示された他の例示的なヘッドセットを使用する、例示的な電極及び接地配置を示す頭頂部の概略図である。図中、複数の略語があり、「Ｎ」はナジオン、「Ｆ」は前頭（例えば、各大脳半球の前部に位置する部位である、脳の前頭葉に関連する）、「Ａ」は耳たぶ、「Ｃ」は中央（例えば、脳の中央部位に関連する）、「Ｔ」は側頭（例えば、各大脳半球で前頭葉よりも下方及び後方に位置する、脳の側頭葉に関連する）、「Ｐ」は頭頂（例えば、前頭葉よりも後方に位置する、脳の頭頂葉に関連する）、「Ｏ」は後頭（例えば、後頭部に位置する脳の後頭葉に関連する）、「Ｉ」はイニオン、及び下付きの「ｚ」は脳の正中線に沿って取った測定値である。
【０１２３】
[00175]図９に示すように、この例では低インピーダンスドライ電極である駆動接地電極１５１及びシールドのための電極が、前額部に配置される。第２のデータ電極１５３が、例えば、耳たぶ又は乳様突起等の一般的な接地位置に配置される。前額部は、下にある筋肉が運動するため、従来とは異なる接地電極１５１のための位置である。耳たぶ及び乳様突起は、これらの位置のインピーダンスを低下させる、毛髪のない頭皮の比較的静穏な（例えば、比較的電極活動のない）部位であるため、低い脳波活動を有し、且つ例えば、顎筋の運動等の筋肉運動からのアーチファクトを受けにくい。この追加の加えられたデータチャネル１５３を、１つおきのデータチャネル（デジタル領域又はアナログ領域において）から減算することにより、前額部にある接地電極の望ましくない影響を打ち消す。これは、参照（referencing）と呼ばれ、システムの「０」電位をシフトさせる（又は参照する）必要がある。図９の式は、データ電極１５３をデータチャネル（例えば、データチャネルＦＣ５）から減算した時に、前額部の接地電極１５１の効果が低下することを示す。したがって、被験者の前額部にジェルを使用することなく、低インピーダンス電極−皮膚接続（例えば、約１００ｋΩ未満）が達成される。
【０１２４】
[00176]システムがドライ低インピーダンス界面を有することができるようにすることに加えて、減算によってコモン信号（雑音）が減衰されるため、これらの例によってコモンモード除去率（ＣＭＲＲ）が高まる。ＣＭＲＲは、デバイスが、２つの入力リード線に共通の入力信号を除去する傾向がある場合である。対象の信号が、潜在的に大きい電圧オフセットに重畳される小さな電圧である適用においては、高ＣＭＲＲが望ましい。
【０１２５】
[00177]本明細書に開示された例は、複数の理由により、雑音の少ない高品質のＥＥＧ測定値を取得する。一部のこのような例は、自給式ユニットであり、したがって、このような例のＥＥＧプラットフォームは、外部電源から電気的に切断又は切り離される。加えて又は或いは、本明細書に開示された例は、人体（例えば、図８Ｃのシールド）に結合され、ＥＥＧプラットフォーム（例えば、図８Ｃのヘッドセット８０４）を入れた導電層を有する。導電層と人体とを結合する低インピーダンス及びＥＥＧプラットフォームに対する高インピーダンスを有することにより、ＥＥＧプラットフォームを環境から容量的に切断して、上で開示されたように、外部源がＥＥＧプラットフォームに侵入できず、容量結合変位電流がＥＥＧプラットフォームの入力時に検出できず、又は見えないようにする。したがって、ＥＥＧプラットフォームは、外部雑音源から電気的に絶縁される。本明細書に開示された例は、例えば、約１００ｋΩの低さ等の低電極−皮膚インピーダンスを提供する。
【０１２６】
[00178]他の例では、追加の遮蔽が設けられる。一部のこのような例では、各電極が個々のシールドを備え、ケーブルが遮蔽され、及び／又はすべての電子機器がさらなるシールドを備える。一部の例では、ヘッドセットが、遮蔽を強化するために導電ペイントを有する。また、一部の例では、ヘッドセットが、例えば、銀コーティングナイロン等のカバーを備え、これも遮蔽を強化する。
【０１２７】
[00179]さらに、本明細書に開示されたように、一部の例示的なシステムは、より少ない遮蔽を使用するか、又は遮蔽を使用しない。これは、電極がこのような低インピーダンスでデータを収集するため、信号対雑音比が十分に高く、追加の遮蔽なしでデータを処理することができるからである。またこのような低インピーダンスにより、雑音源の関連性が少なくなる。一部の例示的なシステムにおける部品の低静電容量によって、追加の遮蔽の必要性が低下するため、システムの複雑性が低下する。例えば、フレキシブル回路基板１５０の小型信号線により、且つ本明細書に開示されたように頭部近くに維持される外形の小さい電極の使用により、低インピーダンス及び低静電容量を達成することができる。
【０１２８】
[00180]図１０は、第１又は第２のハウジング１２６、１２８に組み込み可能な例示的な調節機構１３２の拡大図である。図示した例の調節機構１３２は、磁気ブロック又はロック１５２を備える。弾性ストラップ１１８〜１２４のそれぞれが、取付ストリップ１５４〜１６０にそれぞれ結合される。取付ストリップ１５４〜１６０のそれぞれは、複数の垂直に配置された磁気素子１６２ａ〜１６２ｆ、１６４ａ〜１６４ｆ、１６６ａ〜１６６ｆ、１６８ａ〜１６８ｆをそれぞれ備える。取付ストリップ１５４〜１６０のそれぞれは、磁気的に解放可能であり、複数の位置で磁気ロック１５２にロック可能である。図示した例では、取付ストリップ１５４〜１６０のそれぞれを磁気ロック１５２に結合するための複数の位置がある。取付ストリップ１５４〜１６０の磁気素子１６２ａ〜１６２ｆ、１６４ａ〜１６４ｆ、１６６ａ〜１６６ｆ、１６８ａ〜１６８ｆにより、ユーザが弾性ストラップ１１８〜１２４の長さを調節することができる。例えば、ユーザが快適性及び／又は信号接続のためにバンド１０２を締めたがっている場合、ユーザは、対応する取付ストリップ１５４を磁気ロック１５２との係合から解放し、取付ストリップ１５４を別の磁気素子１６２ａ〜１６２ｆまで下方に引くことにより、弾性ストラップ１１８を引き、バンド１０２のスパイン１１０をユーザの頭部に近付く方向に移動させて、各電極がユーザの頭皮により密接に係合するようにする。その後、ユーザは、磁気ストリップ１５４を磁気ロック１５２に係合させて、バンド１０２を所望の位置にロックする。ユーザが快適性のため、電極配置及び／又は信号接続を調節するため、及び／又はヘッドセット１００を取り外すためにバンド１０２を緩めたがっている場合、ユーザは取付ストリップ１５４を磁気ロック１５２から解放して、取付ストリップ１５４を上方に移動させて弾性ストラップ１１８を緩め、バンド１０２のスパイン１１０をユーザの頭部から離れる方向に移動させて、各電極がユーザの頭皮により軽く係合するか、又は係合解除されるようにする。その後、ユーザは、取付ストリップ１５４を磁気ロック１５２に再係合させて、バンド１０２を所望の位置にロックする。同様のプロセスを他のバンドについても繰り返すことができる。バンドを完全に取り外すためには、対応する磁気ストリップを取付けロック１５２から取り外して、再係合させない。また、一部の例では、調節機構１３２上に支持される複数の磁気ロックの１つに係合する各弾性ストリップに対して、磁気ボール又はエンドポイントがあってもよい。このような例では、磁気ロックの位置により定義される複数の位置に、バンドを調節可能である。他の例では、スパイン上の弾性バンドを他の方法で調節することができる。
【０１２９】
[00181]図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、ヘッドセット１００のバンド１０２〜１０８と共に使用可能な例示的な電極を示す。センサ（電極）形状及び材料が、信号接続のインピーダンス特徴に影響を与える。一部の例では、電極が、例えば銀又は塩化銀から形成され、これは、例えば、接触表面１平方ミリメートルあたり約１０ＭΩのインピーダンスを提供することができる。面積値当たりの他のインピーダンスを有する他の材料を、加えて又は代わりに使用することができる。
【０１３０】
[00182]図１１Ａに示す例示的なリング状電極１３８ａは、平滑な湾曲した素子を備える。図１１Ａの例では、リング状電極１３８ａの端部が、スパイン１１０の本体内に成形される。しかし、他の例では、電極がスパイン１１０の本体に取外し可能に結合される。図示した例の電極１３８ａを、導電性素子から構成することができる。図示した例の電極は、約３ｍｍ未満の直径と約３ｍｍ超の長さとを有する。この構成により、電極がユーザの毛髪を貫通して頭皮と接触することができる。図示した例のリング状電極１３８ａは、圧力が頭部に向かって下方に加えられたときに屈曲し調節するのに十分な弾力性（例えば、ばね性）を有する。
【０１３１】
[00183]図１１Ｂに示す例は、フック状電極１７０である。図１０の例示的なリング状電極１３８ａと同様に、図１１Ｂの例示的なフック状電極１７０は湾曲しているため、毛髪を貫通してユーザの頭皮に電極を当てることができる。図１１Ｃは、例示的なボール電極１７２を示す。図１１Ｃの例示的なボール電極１７２は、シャフト１７４及びボール１７６を備える。図示した例のボール１７６は、毛髪を容易に貫通してユーザの頭皮に接触することができる。一部の例では、ボール電極が約１．３ＭΩのインピーダンスを有し、ボールが約１．８ｍｍの直径を有し、ボールは、組織に押し付けられたときに、約７．７ｍｍ２の有効接触面積を有する。電極の大きさを増加させることにより、接触面積が増加し、さらにインピーダンスが低下する。例えば、前述した例示的なボール電極の直径の４倍のボール電極を使用する場合、接触面積が約３０ｍｍ２であり、インピーダンスが約３００ｋΩまで低下する。
【０１３２】
[00184]図１１Ｄは、中央アレイ板１７８を備えた第１のスパイン１１０の例示的な実施である。この例では、１枚のアレイ板１７８がある。しかし、他の例では、複数のアレイ板があってもよい。図示した例の第１のスパイン１１０の底面が中央アレイ板１７８を有して、電極が頭皮に接触する量を増加させる。図示した例の中央アレイ板１７８がエンボス加工されて、複数のピン状の個々の電極を備える。第１の弾性ストラップ１１８（図１に示す）を締めると、頭皮からの反射圧力が、第１のスパイン１１０の延長部１３６ａ〜１３６ｔ（図５に示す）を外側に屈曲させて、第１のスパイン１１０の底部を頭皮に近付ける。第１のスパイン１１０の底部が頭皮に接近すると、中央アレイ板１７８上の個々の電極の一部又は全部が毛髪を貫通してユーザの頭皮に接触する。図１１Ｄに示す例では、中央アレイ板が、約２５６個以上の個々の電極を含む。各電極は、ＰＣＢ１５０を介してプロセッサに通信可能に結合されるチャネルを有する。多くの電極が例示的なアレイ板１７８に含まれ、複数の電極がスパインの延長部に配置され、複数のスパインがヘッドセット１００に含まれると、例示的なヘッドセット１００が非常に多くのチャネルから信号を収集する。例えば、ヘッドセット１００が１０個のスパインを備える場合、チャネルの数が２０００個又は３０００個を容易に上回る。この大きな数により、脳の複数の部位からより大量のデータを有利に提供して、より明瞭且つより広範囲の脳活動の画像を作成する。また、この大量のチャネルによりオーバーサンプリングが行われるため、以下で開示するように電極の事実上の移動が可能になる。
【０１３３】
[00185]一部の例では、アレイ板１７８により、ヘッドセット１００が半径約１．５ｃｍ以内に約２４個の電極を備えることができる。同一部位内の電極は、同一の信号又はほぼ同様の信号を収集する可能性が高い。一部の例では、２つ以上の電極を組み合わせること、及び／又は単一の値として使用される半径内で電極を介して収集された信号の２つ以上を平均化することにより、頭皮と接触する電極の表面積を効果的に増加させることによって、電極を通して収集される信号の品質を向上させることができる。
【０１３４】
[00186]一部の例では、個々の電極を並列接続で結合して、並列に結合された複数の電極により、電極の接触面積を効果的に増加させることができる。並列接続のため、１つの電極が高インピーダンスを有し、又は不良信号を収集すると、その電極の効果が並列構成全体で小さくなる。電極の結合によりインピーダンス及び熱雑音の影響が低下する。一部の例では、電極が並列に固定結合される。他の例では、２つ以上の電極がスイッチング回路を介して結合され、このスイッチング回路を選択的に起動して、１つ又は複数の電極を短絡させ、電極及び頭皮の組織の間の表面積接触を効果的に増加させることができる。１つの電極を短絡させ、第２の電極の有効表面積を増加させることにより、インピーダンスが低下するため、第２の電極がより高い周波数帯域を効果的に読み取ることができる。
【０１３５】
[00187]例示的なスイッチング回路３００が図１２Ａに示される。例示的な回路３００は、複数の電極、電極Ａ３０２、電極Ｂ３０４、電極Ｃ３０６、及び電極Ｄ３０８を備える。他の例では、例えば、２個、５個、１０個、５０個等を含む他の数の電極があってもよい。これらの電極３０２、３０４、３０６、３０８は例えば、上で定義された半径約１．５ｃｍの部位等の小さな部位内に配置された複数の電極のサブセットを表し得る。例では、各電極３０２、３０４、３０６、３０８が各アナログ−デジタルコンバータ３１０、３１２、３１４、３１６に結合される。他の例では、電極３０２、３０４、３０６、３０８を同一のアナログ−デジタルコンバータに結合しても、異なる数のアナログ−デジタルコンバータに結合してもよい。加えて、一部の例では、電極３０２、３０４、３０６、３０８を、加えて又は或いは、例えば、図３６、３７により以下に開示する部品等の他の信号処理部品に結合してもよい。
【０１３６】
[00188]加えて、図１２Ａに示すように、例えば、隣接する電極等の複数の電極を、スイッチを介して結合することができる。例えば、電極Ａ３０２及び電極Ｂ３０４を、第１のスイッチ３１８を介して選択的に電気的に結合することができる。電極Ｂ３０４及び電極Ｃ３０６を、第２のスイッチ３２０を介して選択的に電気的に結合することができる。また、電極Ｃ３０６及び電極Ｄ３０４を、第３のスイッチ３２２を介して選択的に電気的に結合することができる。他の例では、１つ又は複数の追加及び／又は代わりの電極を、スイッチ３１８、３２０、３２２及び／又は１つ又は複数の追加のスイッチを介して結合することができる。一部の例では、スイッチの１つ又は複数がトランジスタを備える。また、一部の例では、コントローラが各スイッチを制御する（例えば、コントローラ２  ３２４がスイッチ３２２を制御する）。一部の例では、単一のコントローラが複数のスイッチを制御する（例えば、コントローラ１  ３２６がスイッチ３１８、３２０を制御する）。スイッチ３１８、３２０、３２２を開放して関連する電極を電気的に切り離すことができ、又はスイッチ３１８、３２０、３２２を閉鎖して関連する電極を電気的に結合することができる。２つの電極を電気的に結合することは短絡であり、これによって短絡された電極の接触面積を増加させるため、前述したように、インピーダンスを低下させ、且つ信号品質を向上させる。
【０１３７】
[00189]前述したように、信号品質を向上させる別の方法は、２つ以上のチャネル（例えば、電極）からの信号を平均化するステップを含む。平均化により、熱雑音及び増幅器雑音を減少させることによって信号対雑音比が増加する。信号平均化の例示的な図が図１２Ｂに示される。図示したように、信号の４つのチャネル（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が対数目盛で示される。各チャネルからの信号が、ＥＥＧ信号と背景雑音とを含む。第１のピークは１０Ｈｚで、被験者が目を閉じていることを示す。これにより、被験者の筋肉の収縮による静電雑音が増加する。別の増加は背景雑音であり、第２のピークが５０Ｈｚで、これは電力線による電磁雑音（例えば、欧州の電力線周波数）である。図１２Ｂに示すように、最も濃い線で示される４つのチャネルの平均は、ｙ軸に最小値を有するため、最小量の雑音を伝える。周波数レベルが上昇すると、平均化された信号の雑音低減が増加し、平均は個々の部品信号よりも雑音がなくなる。この不一致は、周波数の増加と共に大きくなる。したがって、平均化信号により、例えば、雑音干渉の少ない約１００Ｈｚ又はさらに約１２０Ｈｚの高さの周波数を含む、より高い周波数を読み取ることができる。
【０１３８】
[00190]また、結合された電極と平均化された信号とを組み合わせる、組合せシステム又はハイブリッドシステムを使用することができる。例えば、特定部位内の１セットの電極が、固定並列結合又は選択的切換えにより電気的に結合された電極のサブセットを含むことができる。各サブセットは高品質信号を提供することができる。２つ以上のサブセットからの信号を平均化して、信号品質をさらに向上させることができる。
【０１３９】
[00191]さらに、多くの電極により、ユーザ又は自動アナライザは、どの電極が最適に頭皮に接触しているか、及び電極からの信号品質を比較することにより最も明瞭な信号を収集しているかを判定することができる。その後、より低い信号品質を有する近くの電極を無視することができる。加えて、電極が比較的弱い信号を有し、隣接する電極がより強い信号を有する場合、ユーザ又は自動アナライザがより強い信号を使用してより弱い信号を無視することができる。これにより、ユーザ又は機械（例えば、アナライザ）が、機械部品を物理的に調節する必要なく（すなわち、バンドの位置及び向きを物理的に調節することなく）電極をより強い信号収集位置まで事実上移動させることができる。
【０１４０】
[00192]図１３Ａ、１３Ｂは、ユーザの頭皮に接触する例示的な電極の横断面図である。図１３Ａは、ユーザの毛髪を貫通できない従来の電極１８０を示す。したがって、従来の電極１８０は、ユーザの頭皮に十分に物理的に接触せず、インピーダンスを増加させ信号品質を低下させる。図１３Ｂの例では、電極１８２が従来の電極１８０よりも小さく薄く、髪及び／又は毛包が電極１８２の下に位置することなく、毛髪を貫通してユーザの頭皮に直接接触するように寸法決めされる。また、例示的な電極１８２は、環境による電磁干渉（例えば、電磁波及び雑音）から電極を遮蔽するためのカバー１８４（例えば、シールド）を備える。図１３Ｂの例示的なカバー１８４は、十分に幅広であるため、ユーザの頭の毛髪をすべて貫通することはできず、これによりユーザの快適性が高まる。しかし、図示した例では、電極１８２がカバー１８４よりも小さく薄いため、電極１８２が毛髪を貫通してユーザの頭皮に接触する。したがって、電極１８０は基底角質の少なくとも一部を圧迫することができる。電極が厚すぎると、ユーザの毛髪を貫通することができない（図１３Ａの従来の電極１８０に示すように）。電極が薄すぎて突出しすぎると、電極はユーザの頭に鋭い痛みを生じさせる。図１３Ｂに示す例では、電極１８２が約０．５ｍｍの直径ｄ２を有し、カバー１８４が約１ｍｍの外径ｄ１を有する。図１３Ｂの例では、電極１８２が、カバー１８４から約０．２ｍｍ延びてユーザの頭皮に接触する長さｌ１を有する。電極１８２が、毛髪の干渉なく頭皮に直接接触することができるため、図１３Ａに示す電極１８０よりも電極１８２から収集された信号にインピーダンス及び雑音が少ない。したがって、必要な遮蔽も少ない。一般に、頭皮に接触する電極の直径が小さいほど、ユーザが感じる不快感が増す。しかし、隣接する電極間の距離を短くし、及び／又は特定の領域における電極の数を増加させると、ヘッドセット、及びしたがって電極に加わる力又は張力が、電極間で分割されるため、ユーザの快適性が高まり、小さな電極点の効果を補うことができる。
【０１４１】
[00193]図１４は、例えば、図８Ａ〜ＣのＺＥを表すことのできる皮膚接触に対する例示的な電極の回路図１４００である。皮膚と電極との結合は、直列に接続された並列レジスタ及びキャパシタ（ＲＣ）素子の組合せによって表される層状の導電容量構造である。並列キャパシタＣｄ１４０２及びレジスタＲｄ１４０４は皮膚−電極界面の二重層の結合インピーダンスを表し、並列キャパシタＣｉ１４０６及びレジスタＲｉ１４０８は増幅器１４１０の入力インピーダンスを表す。レジスタＲｓ１４１２は最小の直列接触抵抗を表し、電圧Ｖｐｏｌ１４１４は身体のＤＣ分極電位を表す。
【０１４２】
[00194]図１５及び１６は、本開示の教示により構成された代わりのスパイン及び電極を示す。例示的なバンド１５００は、スパイン本体１５０２及び弾性ストラップ１５０４を備えて、スパイン本体１５０２をユーザの頭部に対して締め付ける。スパイン本体１５０２は複数の個々の電極ユニット１５０６を備え、各電極ユニットが一対の脚状電極１５０８、１５１０を有し、この電極１５０８、１５１０は、ユニット１５０６に枢動可能に結合され、電極１５０８、１５１０をユーザの頭皮に向けるように下方に突出する。
【０１４３】
[00195]例示的な電極ユニット１５０６の分解図が図１６に示される。図示した例の電極ユニット１５０６は、電極１５０８、１５１０を備え、各電極がシャフト１５１２、１５１４及び接触ボール１５１６、１５１８をそれぞれ備える。電極１５０８、１５１０のそれぞれは、取付リング１５２０、１５２２をそれぞれさらに備える。取付リング１５２０、１５２２は、ハウジング１５２６の開口１５２４内に配置される。ハウジング１５２６は、板１５２８及びスリーブ１５３０、１５３２を備える。電極１５０８、１５１０の取付リング１５２０、１５２２がスリーブ１５３０、１５３２間に嵌着される。図示した例では、シャフト１５１２、１５１４が板１５２８より下に突出し、互いに外側に曲がってユーザの頭皮に接触する。電極１５０８、１５１０は、スリーブ１５３０、１５３２を通して、且つ取付リング１５２０、１５２２の各孔を通して配置された各ピン１５３４、１５３６を介して、ハウジング１５２６に枢動可能に結合される。図１６の例では、取付リング１５２０、１５２２及びスリーブ１５３０、１５３２間にばね１５３８が配置される。ばね１５３８はタブ１５４０、１５４２を備える。電極ユニット１５０６が頭部へ向けて下方に締め付けられると、電極１５０８、１５１０が回転し、上方に屈曲する。取付リング１５２０、１５２２に隣接するシャフト１５１２、１５１４の端部が、ばね１５３８の各タブ１５４０、１５４２に押し付けられることにより、電極１５０８、１５１０を頭部へ向けて下方に戻すように付勢する。電極１５０８、１５１０は屈曲して、電極ユニット１５０６に力が加えられたときに、ユーザの頭皮に対して下方へ均一の圧力を維持する。図示した例では、ばね１５３８が非導電材料を含み、第２の電極１５１０から収集された信号とは別の、第１の電極１５０８から収集された信号を維持する。
【０１４４】
[00196]図示した例の電極ユニット１５０６により、ユーザは、個々の電極を容易に取り外し、交換することができる。板１５２８の上部が、データ処理のために電極１５０８、１５１０をプロセッサに通信可能に結合するフレキシブルＰＣＢ１５４４を備える。ＰＣＢ及び電極１５０８、１５１０を、有線又は無線接続によりプロセッサ及び／又は他の解析ユニットに結合することができる。図１５に示すように、図示した例のバンド１５００は、複数の個々の電極ユニット１５０６を備える。各電極ユニットは、隣接する電極ユニットにヒンジ留めされて、バンド１５００全体をユーザの頭部周りに湾曲させて、頭部に当てることができる。
【０１４５】
[00197]図１７は、本開示の教示により構成された別の例示的な電極ユニット１７００の分解図である。この例では、電極１７０２、１７０４がスナップ電極である。電極１７０２、１７０４のそれぞれが、シャフト１７０６、１７０８及び接触ボール１７１０、１７１２をそれぞれ備える。第１の電極１７０２が、上フック部材１７１４及び下フック部材１７１６を有する。同様に、第２の電極１７０４が、上フック部材１７１８及び下フック部材１７２０を有する。図示した例の例示的なスナップ電極ユニット１７００は、第１のコネクタ１７２２、第２のコネクタ１７２４、フレックス基板１７２６、裏板１７２８、及び前板１７３０を備える。第１及び第２のコネクタ１７２２、１７２４はそれぞれ、垂直部分１７３２、１７３４及び水平部分１７３６、１７３８を備える。第１及び第２のコネクタ１７２２、１７２４のそれぞれは、２つの開口１７４０、１７４２、１７４４、１７４６をそれぞれさらに有する。垂直部分１７３２、１７３４は、上下フック部材１７１４、１７１６、１７１８、１７２０のそれぞれに嵌入するよう寸法決めされる。裏板１７２８は、フレックス基板１７２６を受けるように構成されたチャネル１７４８を備える。同様に、前板１７３０はフレックス基板１７２６を受けるチャネル１７５０を備える。また、裏板は４つのペグ１７５２〜１７５８を備える。２つのペグ１７５２、１７５４は、第１のコネクタ１７２２の開口１７４０、１７４２に係合するよう寸法決めされる。他の２つのペグ１７５６、１７５８は、第２のコネクタ１７２４の開口１７４４、１７４６に係合するよう寸法決めされる。図示した例の前板１７３０は、裏板１７２８の反対側に動作可能に結合される。
【０１４６】
[00198]動作時に、スナップ電極ユニット１７００がユーザの頭に対して下方に押し付けられる。下方の力により、シャフト１７０６、１７０８が上方に枢動する。上フック部材１７１４、１７１８が、水平部分１７３６、１７３８それぞれの上で、及びしたがってフレックス基板１７２６に対して内方に回転する。フレックス基板１７２６は、反射力を提供するため、電極１７０２、１７０４がユーザの頭皮に対して均一な力を維持する。また、フレックス基板１７２６はＰＣＢとして機能して、電極１７０２、１７０４から収集された信号をプロセッサ及び／又は本明細書に開示された他の解析ユニットに伝播する。
【０１４７】
[00199]図１８は、本開示の教示により構成された別の例示的な電極１８００を示す。図示した例では、電極１８００がワイヤバンド１８０２及びコイル電極１８０４を備える。図１８の例では、コイル電極１８０４がワイヤバンド１８０２に巻き付けられたワイヤのコイルであり、ユーザの頭皮に当たるように位置決めされる。コイル電極１８０４の個々のコイルがユーザの毛髪を貫通して、頭皮に接触する。電極１８０４が回転すると、電極１８０４が頭皮に対する接触を連続的に維持し、収集された信号が失われることがない。
【０１４８】
[00200]図１９Ａ及び１９Ｂは、本開示の教示により構成された別の例示的な電極１９００を示す。図示した例では、電極１９００が、ワイヤバンド１９０２及び単一湾曲電極１９０４を備える。図１９Ｂは、図１９Ａの電極１９００の横断面図である。図示した例の単一湾曲電極１９０４は、電極１９０４の端部に２つのボールチップ１９０６、１９０８を有する。単一湾曲電極１９０４はワイヤバンド１９０２上に湾曲して、両端部が下方に向き、両ボールチップ１９０６、１９０８がユーザの頭皮に接触し得るようにする。ワイヤバンド１９０２が引き伸ばされ締め付けられると、ワイヤバンド１９０２に結合された電極が引き伸ばされて、電極１９０４の中央部分が頭皮に近付き、頭皮に接触するボールチップ１９０６、１９０８に追加の圧力を与える。
【０１４９】
[00201]図２０は、図１〜７に図示し説明したスパインを製造するために使用可能な型２０００を示す。図示した例では、型２０００が型本体２００２及び型キャビティ２００４を有する。型キャビティ２００４は、平坦なスパインの形状を画定する。例示的な製造手順では、まずＰＣＢ及び電極が型に配置された後、液体プラスチック又は樹脂がキャビティ２００４に注入されて、スパイン本体を形成する。成形処理の後、スパインが取り外されて、個々の延長部を下方に湾曲させるように形成される。
【０１５０】
[00202]図２１は、図２０に関連して説明するプロセスにおける成形直後、且つスパインの形成前の複数のスパイン２１００、２１０２、２１０４を示す。図２１の例では、スパイン２１００、２１０２、２１０４が、スパイン２１００、２１０２、２１０４から突出する複数の電極２１０６、２１０８、２１１０を備える。ボール電極２１０６、２１０８、２１１０を下方に湾曲させることができる。この例では、各スパイン２１００、２１０２、２１０４の端部が、スパイン２１００、２１０２、２１０４をヘッドセットの処理ユニットに結合するためのピンポート２１１２、２１１４、２１１６を備える。
【０１５１】
[00203]図２２Ａ〜２２Ｊは、電極接触のための最適な領域を特定する、ユーザの頭部の斜視図である。これらの図に示すように、例えば、国際１０−２０法に関連する２０の部位を含む複数の電極部位がある。これらの部位により、前頭葉、頭頂葉、後頂葉、及び側頂葉を含む脳の葉部をすべてカバーする。これらの部位は、臨床的に有効なＥＥＧについて認められたＥＥＧ電極部位である。図２２Ａ〜２２Ｊに示す部位は、幅広くカバーし、且つ過度な筋肉活動のある部位を避けるように選択される。８０個のチャネルを有する例示的なヘッドセットでは、国際１０−２０法の２０の部位が、筋肉上の追加の部位としてカバーされる。例えば、８０個のチャネルシステムにより、筋肉のない部位（non-muscle contaminated sites）を主にカバーすると共に、標準臨床ＥＥＧシステムに含まれる筋肉部位をカバーする。
【０１５２】
[00204]図２２Ｊは、読取りのためにユーザの頭部に位置決めされた５本のバンド２２０２〜２２１０を有する例示的なヘッドセットを示す。個々のバンド２２０２〜２２１０は調節可能であり、電極配置を最適化するために特定の経路に沿って配置され得る。図２２Ｊの例示的な図は、ナジオン（目の間）とイニオン（後頭部）との間に線を形成することにより、頭部を左部分と右部分とに二分する。第２の線は、左外耳道から右外耳道までの線に沿って頭部を二分する。これらの線のそれぞれが、その距離の１０％及び２０％の間隔でさらに分割される。図示した例では、第１の細長バンド２２０２は、被験者の頭部中央上で測定された被験者のナジオン及びイニオンの間の距離の約１０パーセントのところで、被験者のナジオン上方に位置する。第２の細長バンド２２０４は、イニオンまでの距離の約３０パーセントのところでナジオン上方に位置する。第３の細長バンド２２０６は、ナジオン及びイニオンの間のほぼ中間に位置する。第４の細長バンド２２０８は、中間点を過ぎて、例えば、ナジオンよりもイニオンに近いが、イニオンから距離の３０パーセントより大きく離れて位置する。第５の細長バンド２２１０は、距離の約３０パーセントのところでイニオン上方に位置する。この構成により、頭部全体を最適にカバーすることができる。他の例では、追加のバンドが、５本の図示したバンド間の位置に含まれる。さらに他の例では、バンド２２０２〜２２１０が、所望の測定値及び／又は電極及び頭皮の間の電気接触の品質に応じた他の所望の回転度で位置決めされる。
【０１５３】
[00205]図２３は、頭皮における電気的活動を測定するための、本開示の教示により構成された例示的な代替ヘッドセット２３００を示す。この例のヘッドセット２３００は、ユーザの頭頂部上で湾曲する主ヘッドバンド２３０２を備える。個々の電極を備えた複数の支持バンドがヘッドバンド２３０２から複数の方向に延びて、電極をユーザの頭部上の複数の位置にわたって位置決めする。ヘッドセット２３００は、左ハブ２３０４及び右ハブ２３０６を備え、これらはヘッドバンド２３０２の端部に回転可能且つ取外し可能に結合される。図示した例では、左ハブ２３０４が７本の支持バンド２３０８〜２３２０を備える。また、図示した例の右ハブ２３０６が７本の支持バンド２３２２〜２３３４を備える。しかし、他の例では、異なる数の支持バンドを使用して、電極配置の数及び／又は位置を増減及び／又は調節する。この例では、支持バンド２３０８〜２３３４のそれぞれが、設定長さと、左ハブ及び右ハブ２３０４、２３０６にそれぞれ固定して柔軟に結合された２つの端部とを有する。一部の例では、支持バンド２３０８〜２３３４の長さの１つ又は複数が調節可能である。ヘッドバンド２３０２は、前支持バンド２３３６〜２３４４及び後バンド２３４６〜２３４８をさらに備える。この例では、支持バンド２３３６〜２３４８のそれぞれが、設定長さを有し、ヘッドバンド２３０２に一端部で固定して柔軟に結合される。また、一部の例では、支持バンド２３３６〜２３４４の長さの１つ又は複数が調節可能である。すべての支持バンド２３０８〜２３４８の遠位端が、各電極ハウジング２２５０ａ〜２２５０ｕに動作可能に結合される。各ハウジング２２５０ａ〜２２５０ｕが、個々の電極２３５２ａ〜２３５２ｕをそれぞれ収容する。一部の例では、電極ハウジング２２５０ａ〜２２５０ｕの１つ又は複数が、複数の電極を支持する。図示した例では、支持バンド２３０８〜２３４８うちの異なるバンドが異なる長さを有して、各電極２３５２ａ〜２３５２ｕを頭皮の異なる位置上に位置決めする。位置を選択して、脳の電気的活動の検出を最適化することができる。支持バンド２３０８〜２３４８がわずかに内側に湾曲されて、十分な力をユーザの頭部に加え、各電極を頭皮にわずかに押し付けて、雑音を低減させ信号対雑音比を増加させて信号品質を向上させる。さらに、図示した例の支持バンド２３０８〜２３４８は、可撓性プラスチックを含み、各支持バンド２３０８〜２３４８がユーザの頭部上に配置されたときに屈曲することができるため、異なる頭部の大きさに合わせて調節し、脳の電気信号を読み取るために一定の及び／又は十分な力を頭皮に加える。図２３に示す例では、ヘッドセット２３００が２１本の支持バンド及び２１個の電極を備える。しかし、他の例では、ヘッドセットがより多い又は少ない支持バンドを備え、及び／又は各支持バンドにつき複数の電極を備えることができる。
【０１５４】
[00206]さらに、図２３に示すように、ヘッドセット２３００は、以下でより詳細に開示されるように、不使用時にヘッドセット２３００を保管するため、ヘッドセット２３００を充電するため、及び／又はデータ転送のために、ベース２３５４に結合可能である。ベース２３５４は、全体が垂直に延びる支持シャフト２３５６を備えて、テーブル、デスク、又は棚等の支持面上方にヘッドセット２３００を保持する。又は、ベース２３５４はベース板２３５８を備えて、ベース２３５４を直立位置に支持する。一部の例では、ベース２３５４が、データアナライザへの有線接続によりデータを転送する。他の例では、ベース２３５４がデータを無線転送する。
【０１５５】
[00207]図２４は、図２３の例示的なヘッドセット２３００の底面図である。ヘッドバンド２３０２は、バッテリ充電及びデータ転送のためのマイクロＵＳＢポート２３８６を底部に有する。ヘッドセット２３００は、中央ヘッドバンド２３０２内及び／又はハウジング、例えば、頭部の側面近くに位置するハウジング（例えば、図２３の例示的なヘッドセット２３００に組み込まれた、図３０に関連して以下に開示されるハウジング３０１０、３０１２参照）内にバッテリを備える。図２５に見られるように、ベース２３５４のベースシャフト２３５６が雄マイクロＵＳＢコネクタ２３８８を備え、この雄マイクロＵＳＢコネクタ２３８８を、マイクロＵＳＢポート２３８６に挿入してヘッドセット２３００を充電し、及び／又はさらなる処理のためにデータをヘッドセットに基づくプロセッサからコンピュータ又はデータベースに転送することができる。他の例では、例えば、他のタイプの物理的ポート及び／又は無線結合を含む、他の適切な電気及び／又は通信結合を使用することができる。
【０１５６】
[00208]図２６〜２９は、例示的なヘッドセット２３００の異なる図である。図２６及び２７に示すように、左及び右ハブ２３０４、２３０６が、ヘッドバンド２３０２の端部に回転可能且つ枢動可能に結合される。左ハブ２３０４は、ヘッドバンド２３０２の内側で左ソケット２３６２内に嵌合する調節ボール２３６０を有する。調節ボール２３６０及び左ソケット２３６２（すなわち、ボール及びソケット継手）により、ハブ２３０４が所望の方向に回転且つ枢動して、支持バンド２３０８〜２３２０を、ユーザの頭部の左側の所望の位置に位置決めすることができる。また、右ハブ２３０６は、ヘッドバンド２３０２上の右ソケット２３６６内に嵌合するように設計された調節ボール２３６４を有する。したがって、右ハブ２３０６は、ボール及びソケット継手を介してヘッドバンドに結合されて、ハブ２３０４が所望の位置で回転及び枢動できるようにする。図２８は、ヘッドセット２３００が頭頂部で支持され、且つ左ハブ及び右ハブ２３０４、２３０６が左耳及び右耳近くにそれぞれ位置決めさるように、後方にわずかに湾曲したヘッドバンド２３０２を示す。
【０１５７】
[00209]図２９は、ヘッドセット２３００の底面図であり、パッド２３６８を備えるヘッドセット２３００を示す。このパッド２３６８は、ユーザに快適性を与え、また、これを使用して、ヘッドセット２３００に安定性を与えて、ユーザが頭部を動かしたときにヘッドセット２３００がその位置を維持するようにすることができる。ヘッドセット２３００の安定性を高めることにより、ユーザの頭皮に沿った電極の移動により生じる摩擦によって発生し得る雑音を低減させる。加えて、パッド２３６８は、例えば、プロセッサ等の電気部品を入れるハウジングを兼ねることができ、プロセッサは、例えば、電極からの信号を処理するため、脳波データをアナログデータからデジタルデータに変換するため、脳波データを増幅するため、雑音をデータから除去するため、データを解析するため、及び／又はデータをコンピュータ又は他のネットワークに送信するためのハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアを備えることができる。ヘッドセット２３００は、ヘッドバンド２３０２及び支持バンド２３０８〜２３４４内に配置されて、処理のために電極２３５２ａ〜２３５２ｕをプロセッサに通信可能に結合するプリント回路基板２３７０を備える。また、一部の例では、ハウジング２３６８が、例えば、１つ又は複数のバッテリ等の電源を入れることができる。
【０１５８】
[00210]図３０は、例示的なヘッドセット３０００の例示的な層の分解図である。代替形状が図３０に示されるが、例えば、図１のヘッドセット１００、図１５のヘッドセット１５００、図２０の型２０００で形成されたヘッドセット、図２３のヘッドセット２３００、及び／又は他の適切なヘッドセットを含む適切なヘッドセット構造に、図３０に示す層化の概念を使用することができる。第１の層３００２は、プラスチック及び／又は金属ハウジング層を含む。第１の層３００２はヘッドセット３０００に対して張力及び形状を与えると共に、ヘッドセットを調節し、且つ十分な圧力を各電極に加えて信号収集を最適化するのに必要な柔軟性を提供する。層内の各アームの寸法（例えば、幅）は、特定の張力に合わせて（例えば、性能を最適化するために）特に設計される。第２の層３００４は、各電極で収集されたデータを電子機器／プロセッサに送信するために使用されるフレキシブル回路基板である。ヘッドセット３０００は、第３の層３００６及び第４の層３００８を各端部に有する。第３の層３００６は第１の層３００２の材料に対応し、第４の層３００８は第２の層３００４の材料に対応する。第１の層３００２及び第３の層３００６は、信号が第２の層３００４及び第４の層３００８に沿って伝搬するときに信号を遮蔽する。また、フレキシブルＰＣＢのための遮蔽及び例示的なシステムのための電磁干渉遮蔽を強化するように、使用される材料を選択することができる。また、第２の層３００４及び第４の層３００８のＰＣＢはフレキシブルであって薄く、低インピーダンス及び低静電容量を有する薄い配線を含むことにより、信号伝播中の損失を低減させる。
【０１５９】
[00211]また、ヘッドセット３０００は、第１のハウジング３０１０と第２のハウジング３０１２とを備える。第１及び第２のハウジングの例が図３１により詳細に示される。各ハウジングは、カバー３０１４及び支持リング３０１６を備える。電子部品及びプロセッサは、ハウジング３０１０、３０１２の１つ又は複数内で支持される。加えて又は或いは、一部の例で、例えば、図９の調節機構等の調節機構が１つ又は複数のハウジングにより支持される。図３０、３１に示す楕円形状により、ハウジングについて適切な形状を使用することができる。
【０１６０】
[00212]図３２Ａ、３２Ｂは、例示的なスナップ電極ユニット２３７２の上面及び下面斜視図である。スナップ電極ユニット２３７２は、裏板２３７４及び電極層２３７６を備える。電極層２３７６は、銀コーティングされた電極、又は適切な導体によりコーティングされ、若しくは適切な導体から形成された電極を備えることができる。裏板２３７４はシャフト２３７８を有し、シャフト２３７８はＰＣＢ２３７０及び支持バンド２３９０を貫通して電極２３７６の裏へ延び、電極２３７６をＰＣＢ２３７０及び支持バンド２３９０に結合する。電極を裏板と容易に組み立てることができ、又は裏板から分解して、電極の交換を容易にすることができる。図３２Ｃ、３２Ｄは、代替接触電極２３８０を有するスナップ電極ユニット２３７２を示す。
【０１６１】
[00213]図３３は、図２３の例示的な電極ハウジング２３５０及び例示的な電極ユニット２３５２の拡大図である。図３３に示すように、ハウジングは裏板２３７４（図３２Ａ〜３２Ｄに示す）を囲むが、シャフト２３７８はハウジングから延びて電極を受ける。図示した例では、電極ユニット２３５２が代わりの細長電極２３８２を備える。他の例では、電極が、ユーザの頭皮に接触して電気信号を受信するのに適した他の形状又は大きさを有する。
【０１６２】
[00214]図３４は、例示的なネットアレイヘッドセット３４００の斜視図である。ネットアレイヘッドセット３４００は、ジグザグパターン又は十字交差パターンを形成する複数の弾性バンド３４０２ａ〜３４０２ｍを備える。電極３４０４ａ〜３４０４ｔが、弾性バンド３４０２ａ〜３４０２ｍの各交点に位置する。複数の弾性バンド３４０２ａ〜３４０２ｇがネットアレイヘッドセット３４００の後部に集まって、調節ノブ３４０６に結合される。調節ノブ３４０６が回転されると、個々の弾性バンド３４０２ａ〜３４０２ｍ（及び他の符号のないバンド）がきつく引かれて、電極３４０４ａ〜３４０４ｃ（及び他の符号のない電極）がユーザの頭皮に対して下方に押し付けられる。調節ノブ３４０６により、ネットアレイヘッドセット３４００を異なる大きさの頭部の範囲で調節可能に使用することができる。図３５に示すように、調節ノブ３４０６が回転可能であり、個々の弾性バンド３４０２ａ〜３４０２ｇを巻き上げることにより、ネットアレイヘッドセット３４００をユーザの頭部上で締め付ける。ネットアレイヘッドセット３４００は、異なる形状の頭部への電極の装着を強化し、軽量且つ携帯可能なヘッドセットを製造する。
【０１６３】
[00215]図３６は、本明細書に開示されたヘッドセットのいずれかと共に使用する例示的な処理システム３６００のブロック図である。例示的なシステム３６００は、複数の電極３６０２を備える。電極３６０２は、例えば、被験者の頭部に装着されるヘッドセットに結合される。一部の例では、ヘッドセットが、被験者の第１の耳の近くに位置する第１のハウジングと被験者の第２の耳の近くに位置する第２のハウジングとの間に延びる複数の細長バンドを備える。一部の例では、細長バンドの１つ又は複数が、第１及び第２のハウジングのそれぞれに回転可能及び／又は取外し可能に結合されて、電極３６０２を頭部の異なる位置に移動することができ、及び／又はヘッドセットから取り外すことができる。ヘッドセットは、電極の多くのチャネルを備えて、複数の（例えば、２０００個以上の）電極が例示的なシステム３６００に含まれるようにする。加えて、一部の例では、細長バンドのそれぞれと関連する弾性バンド又はストラップを調節することによって、各電極により頭部に加えられる圧力を調節することができる。
【０１６４】
[00216]電極は、例えば、リング、ボール、フック及び／又はアレイの少なくとも一部等の適切な形状を有することができる。電極３６０２は、本特許に開示された電極のいずれかの特性の１つ又は複数を含むことができる。加えて、異なるタイプの電極をシステム３６００に含めることができる。また、一部の例では、電極３６０２、及び電極３６０２が結合される細長バンドは、例えば、ナイロン及び／又は銀メッシュ等の保護カバーを有する。一部の例では、カバーが伸縮性の銀コーティングナイロンメッシュである。カバーにより、追加の遮蔽及び保護が得られる。加えて、カバーを含む電極３６０２は、機械洗濯可能である。
【０１６５】
[00217]例示的な電極３６０２を、例えば、細長バンド等を介して第１のハウジングに調節可能に機械結合することができ、第１のハウジングでは、調節可能なロック機構が、細長バンド、及びしたがって電極３６０２を１つ又は複数の位置に解放可能に保持するように支持される。例示的なロック機構は、上で開示された磁気ロックを備える。
【０１６６】
[00218]また、電極３６０２は、通信線３６０６を介して電気処理ユニット３６０４を支持する第２のハウジング（例えば、図１に示すヘッドセット１００の第２のハウジング１２８）に通信可能に結合され、通信線３６０６は、例えば、上で開示されたＰＣＢ通信チャネルを含む有線又は無線通信リンクであり得る。例示的な処理ユニット３６０４は、アナログ−デジタルコンバータ３６０８、信号調整器３６１０、データベース３６１２、アナライザ３６１４、及び送信機３６１６を備える。
【０１６７】
[00219]アナログ−デジタルコンバータ３６０８は、電極３６０２で受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。一部の例では、アナログ−デジタルコンバータ３６０８が、ヘッドセットのハウジングの１つで処理ユニット３６０４内に位置する。他の例では、アナログ−デジタルコンバータ３６０８が、個々の又はセットの電極を整備（service）するように配置された複数のＡ／Ｄコンバータを備えて、できるだけ発生源近くで信号を変換することにより、干渉をさらに低減させることができる。
【０１６８】
[00220]図示した例の信号調整器３６１０は、収集された信号を整えて、データをより有用な形にする。例えば、信号調整器３６１０は、増幅器を備えて、信号をより検出可能なレベルに増幅する。加えて、信号調整器３６１０は、信号から雑音を除去するためのフィルタを備えることができる。また、フィルタをバンドパスフィルタとして使用して、所望の処理及び／又は解析に応じて、１つ又は複数の周波数帯域を通し、及び／又は選択した帯域を操作することができる。例えば、アルファ波のみの研究のための解析では、信号調整器を、約７．５〜約１３Ｈｚのアルファ波の周波数のみを表すようにプログラミングすることができる。一部の例では、各電極３６０２が、電極３６０２又はその付近に信号調整器を備えることができる。例示的な信号調整器３６１０は、信号調整方法を実行するためのハードウェア及び／又はソフトウェアを備えることができる。一部の例では、信号調整器が、電極分極を補償するためのトレンド除去ユニットを備え、トレンド除去ユニットでは、電極の分極により、脳波活動と関係のない電圧信号の緩やかな移動がある。また、例示的な処理ユニット３６０４は、ハードウェア及び／又はソフトウェアを備えることのできる信号処理を提供して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）測定、コヒーレンス測定及び／又はカスタム適応フィルタリングを実行する。
【０１６９】
[00221]アナライザ３６１４は、電極３６０２から収集されアナログ−デジタルコンバータ３６０８及び信号調整器３６１０により処理されたデータを、所望の研究に応じて１つ又は複数の解析プロトコルに従って解析するためのものである。例えば、一部の研究によれば、アナライザ３６１４はデータを処理して、被験者の精神状態、生理学的状態、注意、共鳴若しくは記憶、感情的関与及び／又は被験者の他の適切な特徴の１つ又は複数を判定する。
【０１７０】
[00222]送信機３６１６は、処理段階のデータ及び／又はアナライザ３６１４からの解析結果を出力３６１８へ通信する。出力３６１８は、携帯型デバイス、アラーム、ヘッドセットのディスプレイスクリーン、リモートサーバ、リモートコンピュータ及び／又は他の適切な出力とすることができる。データ送信は、ブルートゥース送信、ｗｉ−ｆｉ送信、ＺｉＧＢｅｅ送信及び／又は送信前の専用暗号化により行うことができる。図示した例では、データベース３６１２がすべてのデータ収集ストリームを記憶する。ストリームをストリーミングのためにバッファに入れることができ、又は例えば、低活動期間中の周期的又は非周期的アップロードのために内蔵して（すなわち、ヘッドセットに）記憶させることができる。
【０１７１】
[00223]処理ユニット３６０４の部品３６０８〜３６１６が、通信リンク３６２０を介して例示的なシステム３６００の他の部品に通信可能に結合される。通信リンク３６２０は、過去、現在若しくは未来の通信プロトコル（例えば、ブルートゥース、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０等）を使用する、どのようなタイプの有線接続（例えば、データバス、ＵＳＢ接続等）又は無線通信機構（例えば、無線周波数、赤外線等）であってもよい。また、例示的なシステム３６００の部品を１つのデバイスに組み込んでも、２つ以上のデバイスに分散させてもよい。
【０１７２】
[00224]システム３６００を実施する例示的な方法を図３６に示したが、図３６に示す素子、プロセス及び／又はデバイスの１つ又は複数を組合せ、分割、再配置、省略、排除、及び／又は他の方法で実施することができる。さらに、例示的な信号調整器３６１０、例示的なＡ／Ｄコンバータ３６０８、例示的なデータベース３６１２、例示的な送信機３６１６、例示的なアナライザ３６１４、例示的な出力３６１８及び／又は、より一般的には、図３６の例示的なシステム３６００を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び／又は、ハードウェア、ソフトウェア及び／若しくはファームウェアの組合せにより実施することができる。したがって、例えば、例示的な信号調整器３６１０、例示的なＡ／Ｄコンバータ３６０８、例示的なデータベース３６１２、例示的な送信機３６１６、例示的なアナライザ３６１４、例示的な出力３６１８及び／又は、より一般的には、図３６の例示的なシステム３６００を、１つ又は複数の回路、１つ又は複数のプログラム可能なプロセッサ、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ又は複数のプログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、及び／又は１つ又は複数のフィールドプログラム可能な論理デバイス（ＦＰＬＤ）等により実施することができる。本特許の装置又はシステムの請求項のいずれかを、純粋にソフトウェア及び／又はファームウェアの実施を含むものと解釈するとき、例示的な信号調整器３６１０、例示的なＡ／Ｄコンバータ３６０８、又は例示的なデータベース３６１２の少なくとも１つをこれにより明白に定義して、ハードウェア、及び／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ等の有形のコンピュータ読取可能な媒体を含むようにする。さらに、図３６の例示的なシステム３６００は、図３６に示したものに加えて、又は代わりに、１つ又は複数の素子、プロセス及び／若しくはデバイスを備えることができ、及び／又は図示した素子、プロセス、及びデバイスのいずれか又は全部の２つ以上を含むことができる。
【０１７３】
[00225]図３７は、例えば、図１、２３、３４に示す例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００の１つ又は複数により実施可能な別の例示的なシステム３７００を示す。図３７の例示的なシステム３７００を使用することにより、例えば、図１２Ａの例示的な回路３００を使用して１つ又は複数の電極を短絡させ、電極の表面積を効果的に増加させることによって、信号強度を高めることができる。表面積を増加させることによりインピーダンスが低下し、電極で収集されたデータの信号対雑音比が増加する。加えて、例示的なシステム３７００を使用して、１つ又は複数の入力チャネルを選択することにより電極を事実上移動させて、電極によって占められるより有効な電極位置を選択し、高品質及び低雑音信号を得ることができる。これらの電極は、例えば、頭皮に最適又はほぼ最適に接触する電極であり得る。システム３７００により、ユーザ又は操作者は、動作不可能な電極、誤動作する電極、又は頭皮及び／若しくはヘッドセットの残りの部分に不十分に結合された電極を廃棄することができる。
【０１７４】
[00226]図３７の例示的なシステム３７００が備える入力チャネルの数は、いくつでもよい（例えば、第１の入力チャネル３７０２、第２の入力チャネル３７０４、第３の入力チャネル３７０６、第４の入力チャネル３７０８…第ｎの入力チャネル３７１０）。例えば、上で開示されたように、本明細書に開示されたヘッドセットの１つ又は複数が２０００個以上の入力チャネルを備えることができる。この例では、入力チャネル３７０２〜３７１０がそれぞれ電極に関連する。他の例では、入力チャネル３７０２〜３７１０の１つ又は複数が、例えば、視標追跡、電気皮膚反応センサ、呼吸数センサ、温度計、血圧測定のための血圧計、機能的磁気共鳴画像センサ及び／又は他の適切なタイプのセンサ等の１つ又は複数の他のタイプのセンサに関連する。このような１つ又は複数のセンサを自由に追加又は除去することができる。１つ又は複数の一部のセンサをヘッドセット自体に追加することができ、１つ又は複数の他のセンサを腕、胸又は他の身体部分に結合し、ヘッドセットに通信可能に結合することができる。
【０１７５】
[00227]図３７の例示的なシステム３７００は、アナライザ３７１２を備える。図示した例では、アナライザ３７１２がプログラミングされたプロセッサにより実施される。図３７の例示的なアナライザ１７１２は、評価器３７１４、調整器３７１６、及び選択器３７１８を備える。一部の例では、アナライザ３７１２の部品３７１４〜３７１８の１つ又は複数が、例えば、図１〜３に示すヘッドセット１００の第２のハウジング１２８等のハウジングに組み込まれる。他の例では、アナライザ３７１２の部品３７１４〜３７１８の１つ又は複数を、携帯型デバイス、ローカルコンピュータ、リモートサーバ又は他の適切なデバイスに組み込むことができる。評価器３７１４は、例えば、強度、振幅、信号対雑音比、持続期間、安定性、及び／又は、データの完全性及び／若しくはヘッドセット及び頭皮の間の接続の質を示す、他の適切な信号特徴等の受信信号の特性を評価する。どの信号が許容可能であるかを判定する例示的な方法は、例えば、所与の電極からの信号の１つ又は複数の局面（例えば、その振幅、周波数等）を絶対閾値、スペクトル閾値、傾斜率閾値、低活動（平坦）閾値の１つ又は複数と比較し、及び／又は所与の電極の信号と所与の電極近くの１つ又は複数の他の電極からの信号との近傍相関（neighborhood correlation）を実行することを含む。
【０１７６】
[00228]図示した例の例示的な調整器３７１６は、信号を増幅及び／又はフィルタリングして信号品質を向上させる。調整器３７１６が、信号品質を許容レベルまで向上させて信号が使用可能になるようにすると、図示した例の評価器３７１４が、関連する電極からのデータの完全性が許容可能であること、及びデータを廃棄する必要がないこと、及び／又は電極からのデータを無視又は廃棄する必要がないことを判定する。
【０１７７】
[00229]図示した例の選択器３７１８は、どの入力チャネルを無視、使用及び／又は合成（例えば、平均化）するかを選択して、評価器３７１４の判定に基づく入力全体を向上させる（例えば、最適化する）。複数の入力チャネル３７０２〜３７１０は、アナライザ３７１２及び対応する部品３７１４〜３７１８に通信リンク３７２０（例えば、有線又は無線通信リンク）を介して通信可能に結合される。
【０１７８】
[00230]図３７に示す例示的なシステム３７００では、例示的な評価器３７１４は、入力チャネル３７０２〜３７１０（例えば、電極）のどれが、最良の、最も有用な及び／又は最も正確なデータを収集しているかを判定する。この判定に基づき、例示的な選択器３７１８は、どの電極／入力チャネルが最も有効であるか（例えば最良のＥＥＧ測定値のために）、及び測定値を向上させるためにどの電極／入力チャネルを無視すべきかを特定する。電極／通信の無視は、（例えば、スイッチング回路を介して）チャネルを無効にすること、及び／又は収集したデータを無視することを伴い得る。電極の無効化により、無効になった電極に隣接する１つ又は複数の電極と頭皮の組織との表面積接触が効果的に増加する。１つの電極／チャネルの無効化は、電極の短絡と呼ぶことができる。入力チャネルを短絡させる（例えば、隣接する入力チャネルで別の電極の有効表面積を効果的に増加させる）ことにより、チャネルの全インピーダンスを低下させ、信号品質を向上させる。より低いインピーダンス及びより良好な信号対雑音比により、図３７の例示的なシステム３７００がより高い周波数帯域を読み取ることができるようになる。１つ又は複数のどの電極が短絡の候補であるかの選択は、局所的なカバー範囲（regional coverage）及びデータ品質に基づく。例えば、電極の小さな近隣部位において複数の電極の雑音が増加する場合、このような電極の一部又は全部を短絡させて信号対雑音比を増加させることができる。さらに、多くの入力チャネルにより、選択器３７１８は、どの電極が頭皮に最も良好に接触し、最も明瞭な信号を収集しているかを判定することができる。周辺の他の電極を無視することができ、及び／又はスイッチング回路３００（図１２Ａ）、３７２２（図３７）により短絡させることができる。加えて、入力チャネルが比較的弱い信号を提供し、隣接する入力チャネルがより強い信号を提供する場合、選択器３７１８は、より弱い信号を有するチャネルを除外することにより、入力チャネルをより強い信号で強調する。信号を除外する（例えば、スイッチング回路３７２２を介して信号を無効にする）こと、及び隣接する電極により収集されたデータに依拠することは、除外された電極の機能を隣接する電極に移動させることと考えられる。したがって、図３７の例示的なシステム３７００は、機械部品を物理的に調節する必要なく（すなわち、電極を物理的に移動させることなく）電極をより強い信号収集位置に事実上移動させることができる。
【０１７９】
[00231]システム３７００を実施する例示的な方法を図３７に示したが、図３７に示す素子、プロセス及び／又はデバイスの１つ又は複数を、組合せ、分割、再配置、省略、排除及び／又は他の方法で実施することができる。さらに、例示的なアナライザ３７１２、例示的な評価器３７１４、例示的な調整器３７１６、例示的な選択器３７１８、例示的なスイッチング回路及び／又は、より一般的には、図３７の例示的なシステム３７００を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハードウェア、ソフトウェア及び／若しくはファームウェアの組合せにより実施することができる。したがって、例えば、例示的なアナライザ３７１２、例示的な評価器３７１４、例示的な調整器３７１６、例示的な選択器３７１８、例示的なスイッチング回路３７２０及び／又は、より一般的には、図３７の例示的なシステム３７００を、１つ又は複数の回路、１つ又は複数のプログラム可能なプロセッサ、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ又は複数のプログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、及び／又は１つ又は複数のフィールドプログラム可能な論理デバイス（ＦＰＬＤ）等により実施することができる。本特許の装置又はシステムの請求項のいずれかを、純粋にソフトウェア及び／又はファームウェアの実施を含むものと解釈するとき、例示的なアナライザ３７１２、例示的な評価器３７１４、例示的な調整器３７１６、例示的な選択器３７１８、又は例示的なスイッチング回路３７２０の少なくとも１つをこれにより明白に定義して、ハードウェア、及び／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ等の有形のコンピュータ読取可能な媒体を含むようにする。さらに、図３７の例示的なシステム３７００は、図３７に示したものに加えて、又は代わりに、１つ又は複数の素子、プロセス及び／若しくはデバイスを備えることができ、及び／又は図示した素子、プロセス、及びデバイスのいずれか又は全部の２つ以上を含むことができる。
【０１８０】
[00232]図３８は、ヘッドセット３８１２を備えた例示的なシステム３８００を示し、このヘッドセット３８１２は、例えば、図１のヘッドセット１００、図２３のヘッドセット２３００、図３４のヘッドセット３４００、図３６のシステム３６００、図３７のシステム３７００、及び／又は１若しくは複数の追加の生理学的センサを有する図３９のシステム３９００（以下で開示する）等の、本明細書に記載の例示的なヘッドセット及び／又はシステムの１つ又は複数を代表するものである。例示的なシステム３８００を、在宅患者の病状をモニタリング、治療及び／又は診断するために使用して、生命にかかわる状況を検出し、処方された医療計画及び／又は他の適切な適用を患者が順守していることを確認することができる。現在、患者は神経学的モニタリングのために病院に行かなければならない。これは、病院の病原菌（例えば、後天性細菌感染等）に晒される危険の増加を伴う。しかし、病院環境では、データをモニタリングし、問題を検出し、医療スタッフに警告する熟練した技師がいる。それでも、神経学的状態を定義する対象のデータが見逃されなという保証はない。家庭環境で、本明細書に開示された例示的なヘッドセット及び／又はシステムがデータを自動的にモニタリングし、問題を検出し、医療的問題及び／又は緊急事態がある場合には、患者、緊急通報センタ、救急医療隊員、医師及び／又は地元病院に警告する。例えば、患者が自宅で発作の前兆（兆候）があり、モニタリングのために病院に行く時間がないことがあり得る。本明細書に開示された例示的なヘッドセットを備えた、自己適用在宅ＥＥＧモニタリングシステムにより、適切な治療のために重要なこの情報を取り込むことができる。加えて、本明細書に開示された自己適用システムにより、患者は、例えば、認知領域の働きの低下を含む生理学的に悪い症状があると感じるときに、データ、１つ又は複数の疑問、１つ又は複数の連絡、及び／又は他の情報を医療専門家に送信することができる。さらに、病院には、データ品質及び機器の機能をモニタリングする熟練した技師がいる。本明細書に開示された例は、これらの機能を自動的に行うため、費用を節約し、人的ミスの可能性を低下させる。
【０１８１】
[00233]また、ヘッドセット及び／又はシステムは、電気通信及び／又は他の情報技術により使用可能なデータを生成して、遠隔位置から臨床健康管理を行う。例えば、センサデータを遠隔地の医師又は内科医に送信することによって、患者を検査及び／又はモニタリングすることができる。一部の例では、例えば、心不整脈患者の２４時間在宅モニタリング等、ＥＫＧデータをモニタリングすることができる。このような例では、ＥＫＧセンサが在宅患者に取り付けられることにより、システムが電話線、インターネット、又は他の通信リンクに結合される。ＥＫＧ測定値が、通信リンクを通じて患者の心臓専門医（及び／又は技師、看護師等）に直接送信される。図３８の例示的なシステム３８００は、心不整脈、てんかん発作、脳卒中、小血管疾患、認知症、記憶喪失、アルツハイマー病、グルコースモニタリング、血圧、高血圧、認知低下、鬱病及び／又は他の症状を含む多くのタイプの症状を有する多くのタイプの患者に有用である。例えば、双極性障害、統合失調症、注意欠陥多動性障害（ＡＤＨＤ）及び／又は自閉症等の、他の生理学的状態、精神医学的状態、疾患進行、疾患介入の有効性及び／又は発育障害も、システム３８００によりモニタリング可能である。
【０１８２】
[00234]ＥＥＧデータ及びデータの収集に使用されるヘッドセットに関して、従来のシステムは、着用に不快感があり、汚れるジェルを必要とし、製造に費用がかかり、及び／又は使用に広範囲の訓練を必要とする。本明細書に開示された例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２は、在宅患者モニタリングに有用（例えば、最適）である。このような開示されたヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２は着用が快適で、操作が容易であり、効果的な電極−組織接触を提供し、多くの電極を備え、及び／又は異なる大きさの頭部に対応するように調節可能であるためである。一部の例では、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２からのデータがヘッドセットで処理されて、離れたモニタリングステーションに送信され、医療関係者（例えば、医師若しくは内科医）が解析を行う。一部の例では、データ記憶が、ヘッドセット、遠隔データセンタ、又はこれらの組合せで行われる。
【０１８３】
[00235]本明細書に開示された例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２は、生理学的状態及び／又は精神状態を含む複数の病状をモニタリング、検査、治療及び／又は診断するための１つ又は複数の追加の生体測定、神経学的及び／又は生理学的システムと組み合わせ可能である。例示的なシステム３８００では、ＥＫＧシステム３８０４、グルコースモニタリングシステム３８０６、ＥＯＧシステム３８０８、顔面モニタリングシステム３８０９、及び／又は他のプラグ−イン／プラグ−アンド−プレイシステム３８１０（例えば、追加の機能を加えるためにインストール可能又は結合可能なプログラム及び／又はデバイス）、例えば、１つ又は複数の視標追跡センサ（例えば、図３９の視標追跡センサ３９１０）、１つ又は複数の電気皮膚反応（ＧＳＲ）信号、１つ又は複数のＥＭＧ信号、１つ又は複数のカメラ、１つ又は複数の赤外線センサ、１つ又は複数の対話速度検出器、１つ又は複数のタッチセンサ、及び／又は生理学的及び／又は神経学的データをヘッドセット３８１２に、又は離れたモニタリングステーションに直接出力可能な他のセンサ等のからのデータと、ＥＥＧシステム３８０２からのデータとを組み合わせて合成する。加えて、一部の例では、例示的な顔面モニタリングシステム３８０９が、全顔面及び／又は半顔面被覆カメラを有して、顔面動作解析法（ＦＡＣＳ）を可能にすることにより、顔の表情の分類を可能にする。一部の例では、例示的な顔面モニタリングシステム３８０９が、伸縮式ブームに結合されたカメラを備える。
【０１８４】
[00236]図示した例では、ヘッドセット３８１２が、ＥＥＧシステム３８０２、ローカルアナライザ３８１４（例えば、図１のヘッドセット１００の第２のハウジング１２８に組み込み可能なもの）、出力３８１６、及び手動入力３８１８を備える。図示した例では、サブシステム３８０２〜３８１０がヘッドセット３８１２、及びしたがってローカルアナライザ３８１４に、配線及び／又は無線技術を含み得る通信リンク３８２０を介して通信可能に結合される。また、一部の例では、サブシステム３８０２〜３８１０の１つ又は複数をヘッドセット自体に組み込むことができる（例えば、ＥＯＧシステム３８０８及び／又は顔面モニタリングシステム３８０９）。
【０１８５】
[00237]異なるサブシステム３８０２〜３８１０からの各信号は、入力を表す。各入力をフィルタリング、調整及び／又は処理して、患者の症状の１若しくは複数の特性又は特徴を表す出力を作り出す。図示した例では、ＥＫＧシステム３８０４が患者の胸に結合され、ＥＫＧデータがＥＥＧヘッドセット３８１２に無線送信される。ＥＫＧデータはローカルアナライザ３８１４により処理されて、患者の治療、診断及び／又はモニタリングのために遠隔設備３８２２に送信される。遠隔位置は、例えば、診察室、病院、診療所、研究室、保管所、研究設備及び／又は他の診断設備であり得る。ローカルアナライザ３８１４を、信号を送信することのできる一般的な電話線、陸線、インターネット接続、電波、及び／又は他の通信技術等の通信チャネル３８２４を介して遠隔設備に通信可能に結合することができる。図３８に示す例では、ローカルアナライザ３８１４がクロック３８２６及びデータベース３８２８を備える。図示した例のクロック３８２６は、例えば、症状又は治療の進行のモニタリング及び／又は医療記録の生成において使用するよう、データをタイムスタンプする。図示した例のデータベース３８２８が、ローカル記憶のために使用される。
【０１８６】
[00238]図３８に示す例では、ローカルアナライザ３８１４が出力３８１６を生じさせる。出力３８１６は、例えば、光、音、若しくは表示、及び／又は他の出力であり、これらを使用して、例えば、治療を求める必要、薬剤用量を摂取する必要、活動を開始する必要、活動を停止する必要、何かを食べる必要、及び／又は他の適切な警告及び／若しくはコマンドを患者に知らせることができる。一部の例では、出力３８１６は、システム３８００からのある測定値に応答して患者に薬剤を自動的に送達するための自動送達システムに動作可能に結合される。糖尿病患者は、例えば、継続的なグルコース及び血圧モニタリングを必要とすることが多い。例示的なシステム３８００は、モニタリングを行い、測定された生理学的特徴に基づいて自動的に患者にインスリンを送達することができる。図示した例では、出力３８１６（例えば、光、スピーカ、ディスプレイ、自動送達システム）をヘッドセット３８１２に組み込む。他の例では、出力３８１６をヘッドセット３８１２から分離することができ、ヘッドセットが、本明細書に開示された有線又は無線通信リンクを介して出力３８１６と通信することができる。
【０１８７】
[00239]例示的なシステム３８００を使用して、例えば、鬱病等の精神医学的状態を検出及び／又は治療することができる。例えば、患者の脳波を、ＥＥＧサブシステム３８０２を介してヘッドセット３８１２によりモニタリングすることができる。患者がより鬱状態になりつつあることをローカルアナライザ３８１４が検出すると、少量の抗鬱剤が自動的に注射され、及び／又は出力３８１６が可聴メッセージ若しくはアラームを鳴らして、用量の薬剤を自己投与するように患者に指示することができる。或いは、医師のポケットベル等の遠隔モニタリングステーションに、出力信号３８１６を通信可能に結合することができ、患者が危険な状態になったことをある測定値が示すときに、医師を呼び出して応答するようにし、及び／又はアラームを設定して、患者に治療を求めるように指示する。
【０１８８】
[00240]在宅システム３８００の別の利点は、患者の１つ又は複数の生命状態及び／又は他の生理学的状態及び／又は神経学的状態の継続的な記録及び測定による患者データの量及び完全性である。一般に、例えば発作等の医療事象発生の直前及び直後に何をしていたかが、尋ねられる。多くの場合、患者は、日々の活動をこのように正確に追跡及び／又は回想することが困難である。しかし、例示的なシステム３８００により、ローカルアナライザ３８１４が患者の統計及び／又は活動を記録する。本明細書に開示された例示的な自己適用システムにより、脳活動の日常の経過記録又はフローチャートの作成が可能になり、これを使用して、挙動、薬剤、及び生理学的動作間の関係及び／又は傾向を特定することができる。また、一部の例では、ヘッドセットに地理的追跡技術（例えば、ＧＰＳ等）を設けて、ある時間に患者が居る場所（例えば、台所、近所の家、居間等）を特定することができる。一部の例では、ローカルアナライザ３８１４によって、患者が日常の活動を定期的に、又は特定の医療事象の発生時、例えば、１つ又は複数の測定値にスパイクが生じたときに入力するように促す。図３８の例示的なシステム３８００は、このような情報を患者が入力するのを容易にする手動入力３８１８を備える。一部の例では、手動入力３８１８がヘッドセット３８１２により保持される。例えば、手動入力３８１８は、対話式（例えば、タッチ）スクリーン、マイクロフォン及び／又はヘッドセット３８１２の表面のキーパッドであり得る。他の例では、手動入力３８１８が、例えば、システム３８００に通信可能に結合された、携帯型デバイス、コンピュータ、携帯電話、タブレット及び／又はテレビ等の遠隔デバイスであり得る。
【０１８９】
[00241]したがって、本明細書に開示された例により、基線活動の収集、記録、カルテ記入及び／又は展開（development）、進行中の基準に基づく患者の活動と基線との比較が可能になる。基線の展開は、収集されたデータの量に基づく患者特有のものである。したがって、基線は、社会規範や平均値に基づくものではなく、個々の患者に対して変更可能且つ適応可能なものである。本明細書に開示された例示的なシステム及びヘッドセットは、内蔵記憶装置、プロセッサ、時間追跡及びスペクトル追跡を含むことにより、患者の継続的なカルテ記入／状態評価、薬剤使用及び／又はフィードバック向上適用（feedback improvement application）を可能にし、患者の順守及び／又は反応を向上させる。一部の例では、本明細書に開示された自己適用システムにより、考えられる顕著な事象に対する反応を促す。例えば、本明細書に開示された例は、必要であれば患者が内科医の診察を受けるように促すことができる。一部の例では、精神状態及び／若しくは活動の変化、及び／又は個々の患者の標準からの大きな逸脱に基づいて促進を行い、反応又は作用の促進を特定の個人に合わせるようにする。
【０１９０】
[00242]例示的なシステム３８００により収集されたデータの量及び完全性により、病状の診断及び治療に有効なデータを提供するリアルタイムな報告の展開が可能になる。例えば、ＡＤＨＤの患者は、集中力の欠如に関連する脳のある領域において脳活動が増加したことを示す測定値を有することがある。これに応答して、ローカルアナライザ３８１４は、ユーザに、手動入力３８１８を介して最近したこと（例えば、缶コーラを飲んだこと）を入力するように促すことができる。別の例では、鬱状態の患者は、陽気で幸せであることを示す測定値を有することがある。ローカルアナライザ３８１４は、測定値の直前にしていたことを記録するように患者を促す。このような活動を治療計画に組み入れて、患者が所望の精神状態（例えば、幸福感）を維持することを助けることができる。別の例では、高血圧の人をモニタリングすることができる。血圧が高くなると、患者に測定値の直前に飲食をしたかを尋ねることができる。したがって、例示的なシステム３８００により、患者はデータを容易に入力することができ、内科医はデータを解釈して、健康状態及び／又はこのような状態に影響する活動をより正確に診断することができる。
【０１９１】
[00243]システム３８００を実施する例示的な方法を図３８に示したが、図３８に示す素子、プロセス及び／又はデバイスの１つ又は複数を組合せ、分割、再配置、省略、排除、及び／又は他の方法で実施することができる。さらに、例示的なローカルアナライザ３８１４、例示的なクロック３８２６、例示的なデータベース３８２８、例示的な出力３８１６、例示的な手動入力３８１８、例示的なＥＥＧサブシステム３８０２、例示的なＥＫＧサブシステム３８０４、例示的なグルコースモニタリングサブシステム３８０６、例示的なＥＯＧサブシステム３８０８、例示的な顔面モニタリングシステム３８０９、例示的なプラグ−イン／プラグ−アンド−プレイ３８１０及び／又は、より一般的には、図３８の例示的なシステム３８００を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び／又は、ハードウェア、ソフトウェア及び／若しくはファームウェアの組合せにより実施することができる。したがって、例えば、例示的なローカルアナライザ３８１４、例示的なクロック３８２６、例示的なデータベース３８２８、例示的な出力３８１６、例示的な手動入力３８１８、例示的なＥＥＧサブシステム３８０２、例示的なＥＫＧサブシステム３８０４、例示的なグルコースモニタリングサブシステム３８０６、例示的なＥＯＧサブシステム３８０８、例示的な顔面モニタリングシステム３８０９、例示的なプラグ−イン／プラグ−アンド−プレイ３８１０及び／又は、より一般的には、図３８の例示的なシステム３８００を、１つ又は複数の回路、１つ又は複数のプログラム可能なプロセッサ、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ又は複数のプログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、及び／又は１つ又は複数のフィールドプログラム可能な論理デバイス（ＦＰＬＤ）等により実施することができる。本特許の装置又はシステムの請求項のいずれかを、純粋にソフトウェア及び／又はファームウェアの実施を含むものと解釈するとき、例示的なローカルアナライザ３８１４、例示的なクロック３８２６、例示的なデータベース３８２８、例示的な出力３８１６、例示的な手動入力３８１８、例示的なＥＥＧサブシステム３８０２、例示的なＥＫＧサブシステム３８０４、例示的なグルコースモニタリングサブシステム３８０６、例示的なＥＯＧサブシステム３８０８、例示的な顔面モニタリングシステム３８０９、又は例示的なプラグ−イン／プラグ−アンド−プレイ３８１０の少なくとも１つをこれにより明白に定義して、ハードウェア、及び／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ等の有形のコンピュータ読取可能な媒体を含むようにする。さらに、図３８の例示的なシステム３８００は、図３８に示したものに加えて、又は代わりに、１つ又は複数の素子、プロセス及び／若しくはデバイスを備えることができ、及び／又は図示した素子、プロセス、及びデバイスのいずれか又は全部の２つ以上を含むことができる。
【０１９２】
[00244]図３９は、例示的な注意制御システム３９００を示し、このシステムを使用して、媒体に対するユーザの注意を判定、処理及び／若しくは評価し、及び／又は物理的な移動なしに（例えば、ユーザの頭のみを使用して）外部電気デバイスへの入力を操作する。例示的なシステム３９００はヘッドセット３９０２を備え、このヘッドセット３９０２を、例えば、図１のヘッドセット１００、図２３のヘッドセット２３００、及び／又は図３４のヘッドセット３４００等の、例えば本明細書に開示された例示的なヘッドセット及び／又はシステムにより実施することができる。ヘッドセット３９０２は、ＥＥＧ信号及び／又は他のセンサデータを処理して、例えば、感情状態、関与の状態、注意の状態及び／又は他の神経学的状態を含むユーザの精神状態の画像を展開する。以下で開示するように、図３９の例示的なシステム３９００を使用して、ユーザが媒体プログラムに注意を払っているかを判定し、ユーザの目がどこに集中しているを判定し、ユーザが遠隔デバイスを制御したがっていることを判定して、その制御を実行し（例えば、テレビの音量を変え）、及び／又は他の適用を行う。図示した例示的なシステム３９００では、ヘッドセット３９０２が、ＥＥＧセンサ３９０４、プログラム識別子３９０６、遠隔作用評価器３９０８、視標追跡センサ３９１０、加速度計３９１１、注意評価器３９１２、データベース３９１４、及び送信機３９１６を含むアナライザ部品を備える。アナライザ部品３９０４〜３９１４は、例えば、前述した通信等の通信リンク３９１８を介して通信可能に結合される。アナライザ部品３９０４〜３９１４を、例えば、図１に示すヘッドセット１００、図２３に示すヘッドセット２３００、若しくは図３４に示すヘッドセット３４００等のヘッドセット３９０２に組み入れ、又はヘッドセット３９０２により支持することができる。一部の例では、アナライザ部品３９０４〜３９１６が、例えば、図１〜３に示すヘッドセット１００の第２のハウジング１２８等の、ヘッドセットの区画に収容される。
【０１９３】
[00245]上で開示されたように、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００は、複数の個々の電極を備えて、ユーザの頭皮に沿った電気的活動を検出する。このデータを使用して、注意、記憶、集中、及び／又は他の神経学的状態を判定する。図３９の例のＥＥＧセンサ３９０４は、上で開示されたヘッドセットの電極により実施される。
【０１９４】
[00246]例示的な視標追跡センサ３９１０を使用して、眼球運動及び／又はユーザの眼球が向く方向を追跡する。例えば、視標追跡センサ３９１０は、ヘッドセット３９０２から延びて、ユーザの片目若しくは両目に向けられた付属器に組み込まれるカメラ又は他のセンサであり得る。他の例では、視標追跡センサ３９１０が、コンピュータ、テレビ、携帯電話のスクリーン又は他の位置上若しくはその近くのカメラ又は他のセンサであって、ユーザの眼球運動に関連するデータを収集することができる。視標追跡センサ３９１０は、被験者が見ているものを継続的に記録することができる。一部の例では、視標追跡センサが、被験者の眉の中間付近に配置される。また、一部の例では、視標追跡センサが、単眼又は両眼（例えば、１つの眼球又は２つの眼球を覆う）赤外線（ＩＲ）カメラを備えて、瞳孔及び／又は角膜反射位置を追跡し、被験者の視点の注視点を判定するのを助ける。一部の例では、視標追跡センサ３９１０が、加速度計／姿勢測定システム３９１１を組み込み、及び／又は加速度計／姿勢測定システム３９１１と組み合わせて使用される。被験者の頭部に取り付けられる多くの移動式視標追跡システムは、被験者が頭部をシステム較正中の位置に対して移動させる時に、誤った測定を受けやすい。例示的な加速度計３９１１は、較正により相対眼球位置を連続的に追跡することにより、視標追跡センサ３９１０からの注視点測定の精度を高める。
【０１９５】
[00247]視標追跡データをＥＥＧデータと同期させることができ、及び／又は視標追跡データを使用してＥＥＧデータを裏付けることができ、又はＥＥＧと組み合わせて使用することにより、ユーザの神経学的状態を判定することができる。眼球運動により、ユーザの注意配分の目標が提供される。例えば、ユーザがテレビの方向を見ており、ユーザが没頭又は注意の状態にあることをユーザのＥＥＧデータが示す場合、視標追跡データ及びＥＥＧデータは共に、注意がテレビに向けられている可能性が高いことを示す。
【０１９６】
[00248]また、図３９の例示的なシステムは、生データ、処理データ、結果データ、履歴ログ、媒体源からのプログラミングデータ、及び／又は他のタイプのデータの局部記憶のためのデータベース３９１４を備える。図示した例の送信機３９１６は、以下でより詳細に開示するように、処理のあらゆる段階のデータ、及び／又はヘッドセット３９０２からの解析結果を、遠隔データ設備３９２０及び／又は電気デバイス３９２２に通信する。
【０１９７】
[00249]一部の例示的な実施では、システム３９００を使用して視聴者測定データを収集する。例示的なシステム３９００は、ユーザがある媒体を見ながら集中している（例えば、媒体に没頭している）事をユーザの神経学的状態が示すか否かを判定する。プログラム識別子３９０６は、ユーザが触れている媒体を特定する。プログラム特定を任意の技術により行うことができ、例えば、Ｔｈｏｍａｓによる米国特許第５，４８１，２９４号に開示されているように、ヘッドセットのマイクロフォンを使用して音声符号及び／又はサインを収集して、音声信号を収集することにより、プログラムを特定することができる。プログラム識別子３９０６は、例えば、テレビ番組、広告、映画、ニュースクリップ、ラジオプログラム、ウェブページ、又は他の媒体等の媒体に関連するデータを収集し、収集されたデータに基づいて媒体（例えば、内容又は広告）を特定し、及び／又は収集されたデータを別のデバイスに転送して特定を行う。
【０１９８】
[00250]視聴者測定データの収集において、例示的なシステム３９００が、ヘッドセット３９０２のＥＥＧセンサ３９０４からＥＥＧデータを収集する。システムは、視標追跡センサ３９１０から視標追跡データを収集して、媒体放送中にどの方向をユーザが注視しているかを判定する。注意評価器３９１２は、ＥＥＧセンサ３９０４及び視標追跡センサ３９１０からのデータを使用して、ユーザが媒体に注意を払っているか否かを判定する。例えば、ＥＥＧセンサ３９０４が、思考の増加を示す脳波（すなわち、電気的活動）を検出して、視標追跡センサ３９１０がユーザがテレビを見ていることを判定すると、注意評価器３９１２は、ユーザが放送されている特定の媒体プログラムに集中し没頭しているという信号を出力する。しかし、あるプログラムが提示されていることをプログラム識別子３９０６が判定して、ＥＥＧセンサ３９０４が脳活動の減少を示すと、又はユーザがＴＶを見ていないことを視標追跡センサ３９１０が判定すると、注意評価器３９１２は、ユーザがその特定の媒体プログラムに集中し没頭していないという信号を出力する。
【０１９９】
[00251]ユーザが注意を払っていること、ユーザが注意を払っていないこと、又はユーザがプログラム及びプログラムの同一性（identity）に半分関与している状態にあることを反映するデータを、データベース３９１４に記憶することができ、送信機３９１６により、例えば、遠隔データ設備３９２０を含む出力に送信することができる。生データ、処理データ、履歴ログ、又は視聴者測定の指標を、収集のために遠隔データ設備３９２０に送信することができる。遠隔データ設備３９２０は、例えば、いつユーザが放送プログラムに集中しているか及び／又は集中していないか、並びにそれが何のプログラムであるかを知ることにより利益を得るか、それらを知ることを希望するマーケティング会社、放送会社、娯楽スタジオ、テレビネットワーク及び／又は他の組織である。一部の例では、ヘッドセット３９０２が、信号を送信することのできる一般的な電話線、陸線、インターネット接続、電波、及び／又は他の通信技術等の通信チャネル３９２４を介して遠隔データ設備３９２０に通信可能に結合される。この例により、放送会社及び／又はマーケティングスタッフは、人がどのプログラムを見ているか、人がいつプログラムを見ているか、及び／又は人が放送中のいつに集中しているかを解析することができる。
【０２００】
[00252]別の例示的な実施では、例示的なシステム３９００及びヘッドセット３９０２が、例えば、テレビ、ラジオ、コンピュータマウス、コンピュータキーボード、遠隔制御装置、電子レンジ、アプリケーションインタフェース及び／又は他のデバイス等の電気デバイス３９２２に対して入力を発生させるダイレクト神経インタフェース又はブレイン−マシンインターフェース（ＢＭＩ）として動作する。電気デバイス３９２２についての入力信号は、ＥＥＧセンサ３９０４及び／又はヘッドセット３９０２の視標追跡センサ３９１０からのデータに基づく。例えば、視標追跡センサ３９１０が、ユーザがコンピュータのある領域を注視していることを判定し、ＥＥＧセンサ３９０４が集中を示す電気的活動を検出する。電気デバイス３９２２を制御するために使用されるシステム３９００は、例えば、運動と反対側の感覚運動皮質上に焦点があり、ミュー波（例えば、１０〜１４Ｈｚ）及びベータ波（例えば、１５〜３０Ｈｚ）の変化を有する体性感覚系のサインを含む、制御を引き起こす特定のＥＥＧサインを使用する。ＥＥＧ及び視標追跡データに基づき、ヘッドセット３９０２の遠隔作用評価器３９０８は、ユーザがカーソル（すなわち、マウス）をコンピュータスクリーンの異なる領域に動かしたがっていることを判定する。遠隔作用評価器３９０８は、送信機３９１６を介して電気デバイス３９２２に信号を送信し、スクリーン上のカーソルを動かす。別の例では、遠隔作用評価器３９０８が、ＥＥＧセンサ３９０４からのデータを解析して、ユーザがテレビの音量を変えたがっていることを判定する。遠隔作用評価器３９０８は、送信機３９１６を介して信号を電気デバイス３９２２（すなわち、テレビ又はケーブル受信器）に送信して、音量レベルを変化させる。図示した例では、ヘッドセット３９０２が、通信線３９２６を介して電気デバイス３９２２に通信可能に結合される。この通信線３９２６は、例えば、本明細書で説明する通信リンクのいずれか等の配線又は無線通信技術であり得る。一部の例では、遠隔作用評価器が、信号を発して、例えば、テレビの消音、チャネルの変更、テレビ、コンピュータ、又は他のデバイスの電源オン／オフ、コンピュータの特定のプログラムの開始、電子レンジの設定、音楽の選択、遠隔制御デバイスの操作、自動車のステレオの操作、照明スイッチの操作、電話応答、ＤＶＲ（デジタルビデオレコーダ）及び／若しくはビデオ−オン−デマンドの操作、及び／又はユーザがデバイスのボタン若しくはデバイスの遠隔制御装置を押すことを通常伴う他の機能等の複数の他の機能を実行する。また、体性感覚のミュー波及びベータ波の変化を有するＥＥＧ信号は、例えば、車椅子の駆動、小型ロボットの制御、まひ肢における外骨格デバイスの制御及び／又は他の機能を含む他のブレインマシンインターフェースアプリケーションで使用される。
【０２０１】
[00253]システム３９００を実施する例示的な方法を図３９に示したが、図３９に示す素子、プロセス及び／又はデバイスの１つ又は複数を組合せ、分割、再配置、省略、排除、及び／又は他の方法で実施することができる。さらに、例示的なプログラム識別子３９０６、例示的な遠隔作用評価器３９０８、例示的な注意評価器３９１２、例示的なデータベース３９１４、例示的な送信機３９１６、例示的な遠隔データ設備３９２０、例示的な電気デバイス３９２２及び／又は、より一般的には、図３９の例示的なシステム３９００を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び／又は、ハードウェア、ソフトウェア及び／若しくはファームウェアの組合せにより実施することができる。したがって、例えば、例示的なプログラム識別子３９０６、例示的な遠隔作用評価器３９０８、例示的な注意評価器３９１２、例示的なデータベース３９１４、例示的な送信機３９１６、例示的な遠隔データ設備３９２０、例示的な電気デバイス３９２２及び／又は、より一般的には、図３９の例示的なシステム３９００を、１つ又は複数の回路、１つ又は複数のプログラム可能なプロセッサ、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ又は複数のプログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、及び／又は１つ又は複数のフィールドプログラム可能な論理デバイス（ＦＰＬＤ）等により実施することができる。本特許の装置又はシステムの請求項のいずれかを、純粋にソフトウェア及び／又はファームウェアの実施を含むものと解釈するとき、例示的なプログラム識別子３９０６、例示的な遠隔作用評価器３９０８、例示的な注意評価器３９１２、例示的なデータベース３９１４、例示的な送信機３９１６、例示的な遠隔データ設備３９２０、又は例示的な電気デバイス３９２２の少なくとも１つをこれにより明白に定義して、ハードウェア、及び／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ等の有形のコンピュータ読取可能な媒体を含むようにする。さらに、図３９の例示的なシステム３９００は、図３９に示したものに加えて、又は代わりに、１つ又は複数の素子、プロセス及び／又はデバイスを備えることができ、及び／又は図示した素子、プロセス、及びデバイスのいずれか又は全部の２つ以上を含むことができる。
【０２０２】
[00254]図４０〜４４は、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２及び／又は例示的なシステム３６００、３７００、３８００、３９００を実施するために実行され得る例示的な機械読取可能な指示を少なくとも部分的に示すフローチャートである。図４０〜４４の例では、機械読取可能な指示が、図４５に関連して以下で説明する例示的な処理プラットフォーム４５００に示されるプロセッサ４５１２等のプロセッサにより実行するプログラムを含む。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、又はプロセッサ４５１２に関連するメモリ等の有形のコンピュータ読取可能な媒体に記憶されるソフトウェアで具現化することができるが、代わりに、プログラムの全体及び／又は一部を、プロセッサ４５１２以外のデバイスで実行することができ、及び／又はファームウェア若しくは専用ハードウェアで具現化することができる。さらに、例示的なプログラムが図４０〜４４に示すフローチャートを参照して説明されるが、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２及び／又は例示的なシステム３６００、３７００、３８００、３９００を実施する多くの他の方法を、代わりに使用することができる。例えば、ブロックの実行順序を変更することができ、及び／又は説明したブロックの一部を変更、排除、又は組み合わせることができる。
【０２０３】
[00255]前述したように、ある期間（例えば、長期間、永久的、短い瞬間、一時的なバッファリングの間、及び／又は情報のキャッシングの間）に情報が記憶されるハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又は他の記憶媒体等の有形のコンピュータ読取可能な媒体に記憶されたコード化された指示（例えば、コンピュータ読取可能な指示）を少なくとも部分的に使用して、図４０〜４４の例示的なプロセスを実施することができる。本明細書で使用されるように、有形のコンピュータ読取可能な媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ読取可能な記憶媒体を含み、伝播信号を除外するように明白に定義される。加えて又は或いは、ある期間（例えば、長期間、永久的、短い瞬間、一時的なバッファリングの間、及び／又は情報のキャッシングの間）に情報が記憶されるハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ及び／又は他の記憶媒体等の持続性のコンピュータ読取可能な媒体に記憶されたコード化された指示（例えば、コンピュータ読取可能な指示）を少なくとも部分的に使用して、図４０〜４４の例示的なプロセスを実施することができる。本明細書で使用されるように、持続性のコンピュータ読取可能な媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ読取可能な媒体を含み、伝播信号を除外するように明白に定義される。
【０２０４】
[00256]図４０は、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２から収集され、図３６の例示的なシステム３６００により実施されたＥＥＧデータを解析する例示的なプロセス（ブロック４０００）を示すフローチャートである。例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２は、被験者の頭皮に接触する複数の電極を備えて、被験者の脳から電気信号を受信する。ＥＥＧデータを解析する例示的なプロセス（４０００）は、ＥＥＧ信号を電極から読み取るステップ（ブロック４００２）を含む。図示した例では、信号がアナログ信号からデジタル信号に変換される（ブロック４００４）。一部の例では、アナログ−デジタル変換は、例えば、例示的なシステム３６００の処理ユニット３６０４等の処理ユニットで行われる。他の例では、アナログ−デジタル変換は、ヘッドセット内の電極に隣接して行われて、できるだけ発生源近くで信号を変換する。
【０２０５】
[00257]図示した例では、信号が調整されて（ブロック４００６）、信号の有用性及び信号に含まれるデータのアクセシビリティを高める。例えば、上で開示されたように、調整するステップは、信号を増幅するステップ及び／又は信号を（例えば、バンドパスフィルタ）によりフィルタリングするステップを含むことができる。信号が解析されて（ブロック４００８）、例えば、被験者の精神状態、健康状態、視聴者としての媒体との関与、電気デバイスに対する入力欲求及び／又は本開示の教示による入力欲求を判定する。
【０２０６】
[00258]図示した例では、信号が、例えば、例示的なシステム３６００の出力３６１８等の出力に送信される（ブロック４０１０）。例えば、アラームの鳴動、メッセージ及び／又は他の警告のスクリーン上への表示、ローカル及び／又はリモートコンピュータへの報告、及び／又は他の適切な出力を含む例示的な出力モードが、詳細に前述されている。加えて、出力は、本明細書に詳述された有線又は無線通信を含むことができる。出力（ブロック４０１０）後、例示的なプロセス（４０００）が終了する（ブロック４０１２）。
【０２０７】
[00259]図４１は、例えば、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２の１つ又は複数から収集され、図３７の例示的なシステム３７００により実施されたＥＥＧ信号品質を向上させる例示的なプロセス（ブロック４１００）を示すフローチャートである。例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２は、被験者の頭部に接触する複数の電極（すなわち、入力チャネル）を備えて、被験者の脳から電気信号を受信する。一部の例では、信号品質を向上させる例示的なプロセス（４１００）が、例えば、図１〜３に示すヘッドセット１００の第２のハウジング１２８内等のヘッドセットに位置するプロセッサにより実施される。他の例では、信号品質を向上させる例示的なプロセス（４１００）が、例えば、携帯型デバイス、ローカルコンピュータ、遠隔サーバ及び／又は別の適切なデバイス等の遠隔位置で行われる。
【０２０８】
[00260]例示的なプロセス（４１００）は、１つ又は複数の入力チャネル（例えば、１つ又は複数の電極）から信号を受信するステップ（ブロック４１０２）を含む。一部の例では、システム３７００のアナライザ３７１２が、解析のために入力チャネルから信号を受信する。信号の１つ又は複数の１つ又は複数の特性が評価される（ブロック４１０４）。例えば、信号が評価されて、信号強度、振幅、信号対雑音比、持続期間及び／又は本開示の教示による他の特徴を判定する。
【０２０９】
[00261]図示した例示的なプロセス（４１００）では、信号の１つ又は複数が調整されて（ブロック４１０６）信号品質を向上させる。一部の例では、信号を調整するステップにより、信号品質を許容レベルまで向上させて信号が使用可能になるようにする。他の例では、信号調整によって、信号を十分に向上させることができない。また、例示的なプロセス（４１００）は、使用する１つ又は複数の信号、無視する１つ又は複数の信号、且つ合成する２つ以上の信号を選択するステップを含む（ブロック４１０８）。上で開示されたように、信号の１つを短絡させること、信号を提供する電極を並列に結合すること、及び／又は２つ以上の信号を平均化することにより、２つ以上の信号を合成して、上で詳述したようにインピーダンスを低下させ信号品質を向上させることができる。例示的なプロセス（４１００）によって、使用する１つ又は複数の信号を選択すること、及び低品質の信号を無視することにより、信号品質を向上させる。有用な信号及び／又は向上した信号の選択（ブロック４１０８）後、信号品質を向上させる例示的なプロセス（４１００）が終了し（ブロック４１１０）、それに含まれる信号を、例えば、図４０の例示的な解析プロセス（４０００）等の他のプロセスで使用することができる。
【０２１０】
[00262]図４２は、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２を使用する、図３８の例示的なシステム３８００により実施される在宅患者モニタリング及び治療の実行の例示的なプロセス（ブロック４２００）を示すフローチャートである。上で開示されたように、例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２は、被験者の頭皮に接触する複数の電極を有して被験者の脳から電気信号を受信する。一部の例では、ヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９０２が、病状の在宅モニタリング、治療及び／又は診断のために被験者に装着されて、生命にかかわる状況を検出し、処方された医療計画及び／又は本開示の教示による他の適切な適用を患者が順守していることを確認する。
【０２１１】
[00263]例示的なプロセス（４２００）は、電極又は他の適切なセンサから信号を収集するステップ（ブロック４２０２）を含む。前述したように、在宅患者モニタリングシステムは、例示的なヘッドセットからのＥＥＧ測定値だけでなく、他の生体測定、神経学的及び／又は生理学的システムを組み込んで、在宅患者の病状をモニタリング、治療及び／又は診断することができる。信号の１つ又は複数が解析されて（ブロック４２０４）、在宅患者の精神／身体的状態を判定する。例えば、アナライザ、又は図１〜３に示すヘッドセット１００の第２のハウジング１２８において上で開示されたプロセッサ１３４等のプロセッサにより、信号を解析することができる。信号の１つ又は複数は、例えば、図４０の例示的なプロセス（４０００）及び／又は図４１の例示的なプロセス（４１００）に開示されたもの等の本開示の教示により、調整されフィルタリングされ得る。
【０２１２】
[00264]例示的なプロセス（４２００）は、信号、信号の解析、又は信号に関連する通知（例えば、アラーム及び／又は他の適切な通信等）を遠隔設備に送信すべきか否かを判定する（ブロック４２０６）。遠隔設備は、例えば、診察室、病院、診療所、研究室、保管所、研究設備又は他の診断設備であり得る。例えば、信号が、心臓発作、脳卒中、てんかん発作及び／又は転倒の発生又は差し迫った発生の可能性を示す場合、例示的なプロセス（４２００）は、信号、解析又は通知を遠隔設備に送信すべきであると判定し（ブロック４２０６）、例示的なプロセス（４２００）は信号及び／又は通知又はアラームを遠隔設備に送信する（ブロック４２０８）。遠隔設備への通知の送信（ブロック４２０８）後、例示的なプロセス（４２００）は終了し（ブロック４２１８）、又はセンサから信号を収集することにより被験者のモニタリングを継続する（ブロック４２０２）。
【０２１３】
[00265]例示的なプロセス（４２００）が、信号、解析又は通知を遠隔設備に送信すべきでないと判定した場合（ブロック４２０６）、例示的なプロセス（４２００）は、出力信号を生成すべきである（ブロック４２１０）（例えば、本特許に開示されたように、患者に病状を警告し、患者に活動を思い出させる等）か否かを判定する。出力信号を生成すべきでない（ブロック４２１０）（例えば、信号が患者の病状が正常であり、及び／又はデータが良性であることを示す等）場合、例示的なプロセスは終了し（ブロック４２１８）、又はセンサから信号を収集することにより被験者のモニタリングを継続する（ブロック４２０２）。
【０２１４】
[00266]例示的なプロセス（４２００）が、出力信号を生成すべきであると判定した場合（ブロック４２１０）、例えば、ユーザに入力を促す等（ブロック４２１２）、本明細書に開示された適切な出力を含む複数のタイプの出力を生じさせることができる。前述したように、多くの場合、患者は、日々の活動を追跡及び／又は回想することが困難である。測定値にあるスパイクが生じたことを解析が示すと、出力信号（ブロック４２１０）は、スパイクの直前にしていたことに関してユーザに入力を促す（ブロック４２１２）ことができる。
【０２１５】
[00267]別の例では、出力信号（ブロック４２１０）が、薬剤の自己送達を管理する（ブロック４２１４）。例えば、患者が糖尿病の場合、患者は継続したグルコース及び血圧モニタリングが必要となり得る。プロセスは、患者の測定値が必要とする（例えば、医療用量が必要であることを信号が示す）場合に、用量の薬剤を患者に自動的に送達することができる。
【０２１６】
[00268]別の例では、出力信号（ブロック４２１０）が、光、音、若しくは表示、及び／又は他の出力等の信号を発生し（ブロック４２１６）、これを使用して、例えば、治療を求める必要、薬剤用量を摂取する必要、活動を開始する必要、活動を停止する必要、何かを食べる必要、及び／又は他の適切な警告及び／若しくはコマンドを患者に知らせる。１つ又は複数の出力の発生（ブロック４２１２、４２１４、４２１６）後、例示的なプロセス（４２００）は終了し（ブロック４２１８）又はセンサから信号を収集することにより被験者のモニタリングを継続する（ブロック４２０２）。
【０２１７】
[00269]図４３は、プログラムに対するユーザの注意を評価し、及び／又は例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９００を使用する、図３９の例示的なシステム３９００により実施される１つ又は複数の電気デバイスを操作する例示的なプロセス（ブロック４３００）を示すフローチャートである。例示的なヘッドセット１００、２３００、３４００、３８１２、３９００は、複数の電極を備えて脳からの電気信号を受信し、例示的なプロセス（４３００）に従って処理する。例示的なプロセス（４３００）は、複数の目的についてのＥＥＧデータ及び他の生理学的データ（例えば、視標追跡データ）の有用性を示す。
【０２１８】
[00270]例示的なプロセス（４３００）は、ＥＥＧセンサ（例えば、電極及び／又は入力チャネル）から信号を収集するステップを含む（ブロック４３０２）。これらの信号からのデータを使用して、注意、記憶、集中及び／又は他の神経学的状態を判定する。また、例示的なプロセス（４３００）は、視標追跡センサからの信号を収集するステップを含む（ブロック４３０４）。前述したように、視標追跡データを使用してＥＥＧデータを裏付けることができ、両データセット（例えば、ＥＥＧ及び視標追跡）を使用してユーザの神経学的状態を判定することができる（ブロック４３０６）。
【０２１９】
[00271]例示的な実施では、ユーザの神経学的状態（ブロック４３０６）が視聴者測定に有用である。例えば、ユーザがテレビの方向を見ており、ユーザが没頭又は注意の状態にあることをユーザのＥＥＧデータが示す場合、視標追跡データ及びＥＥＧデータは共に、ユーザがプログラムに注意を払っていることを示す。また、例示的なプロセス（４３００）は、何の媒体又はプログラムにユーザが触れているかを特定する（ブロック４３０８）。例えば、プロセス（４３００）は、マイクロフォンを使用して、及び／又は本開示の教示による他のデバイスを使用して音声符号及び／又はサインを収集することができる。収集されたデータに基づき、例示的なプロセス（４３００）は、ユーザが触れているプログラム又は媒体を特定する（ブロック４３０８）。図示した例では、ユーザが注意を払っているか否か、又は何のプログラムにユーザが注意を払っているか若しくは払っていないかを反映するデータが、遠隔設備に送信される（ブロック４３１０）。前述したように、遠隔設備は、いつユーザが放送プログラムに集中しているか及び／又は集中していないかを知ることにより利益を得るか、それらを知ることを希望するマーケティング会社、放送会社、又は他の組織であり得る。結果が送信されると（ブロック４３１０）、例示的なプロセス（４３００）が終了し得る（ブロック４３１６）。
【０２２０】
[00272]別の例示的な実施では、ユーザの神経学的状態（ブロック４３０６）が、例えば、上で開示されたように電気デバイスを含むデバイスを、ユーザが操作することを希望するか否かを評価する（ブロック４３１２）のに有用である。例えば、ＥＥＧデータ及び視標追跡データは、ユーザがコンピュータのある領域を注視していること示し、及び／又はユーザの集中レベルが増加していることを示すことができる。例示的なプロセス（４３００）は、ユーザが、例えば、新しいアプリケーションを開くことにより、及び／又はカーソルを動かすことにより、デバイス（例えば、コンピュータ）を制御することを希望していると判定する。例示的なプロセス（４３００）が、ユーザがデバイスを制御することを希望していると判定する（ブロック４３１２）と、例示的なプロセス（４３００）は信号をデバイスに送信して（ブロック４３１４）、上で開示されたように、デバイスの所望の制御を実行する。制御信号が送信された（ブロック４３１４）後、例示的なプロセス（４３００）が終了し得る（ブロック４３１６）。
【０２２１】
[00273]図４４は、例えば、本明細書に開示されたヘッドセット及び／又はシステムのいずれかにより実施可能なＥＥＧデータを収集及び解析する（ブロック４４００）例示的なプロセスを示すフローチャートである。例示的なプロセス（４４００）は、ヘッドセットを被験者の頭部に配置すること（ブロック４４０２）から始まる。上で開示されたように、例示的なヘッドセットは、ユーザの頭部上に延びる複数の調節可能なバンドを有する。ヘッドセットは、３本、４本、５本、又は１０本以上の個々のバンドを備えることができる。一部の例では、ヘッドセットが、例えば、１本又は２本等のより少ないバンドを備えることができる。バンドは、各端部で、第１のハウジング及び第２のハウジングに取外し可能且つ回転可能に結合される。各バンドは、ユーザの頭皮に沿った電気的活動を読み取るための複数の電極を備える。第１のハウジングがユーザの右耳近くにあり、第２のハウジングがユーザの左耳近くにあるように、ヘッドセットを向けることができる。ユーザは、個々のバンドをイニオン（後頭骨の突起）又はナジオン（前頭骨及び２つの鼻骨の交点）に向けて回転させて、特定の位置に電極を位置決めして電気的活動を測定することができる（ブロック４４０４）。各バンドは、弾性ストラップを備える。ユーザはバンド上の弾性ストラップを調節して、バンドを締め、バンド上の電極をユーザの頭部に向けて下方へ押し付けることができる（ブロック４４０６）。ユーザは、バックストラップを締めて、ヘッドセットをユーザの頭部に固定する（ブロック４４０８）。
【０２２２】
[00274]また、例示的なプロセス（４４００）は、例えば、前述した電極の１つ又は複数のから等のＥＥＧデータを読み取るステップを含む（ブロック４４１０）。上で開示されたように、Ａ／Ｄコンバータ、増幅器及び／又は１つ又は複数のフィルタ等のハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェア部品により、電極からの生信号を調整することができる（ブロック４４１２）。一部の例では、調整部品の１つ又は複数を、各個々の電極及び／又は遠隔プロセッサで、ヘッドセットのハウジング、個々の調節可能なバンドに組み込むことができる。例示的なプロセスの一部の例示的な実施では（４４００）、ユーザは、追加又は代わりのＥＥＧデータのためにヘッドセットを９０°（又は他の適切な角度）回転させることが望ましいか否かを判定する（ブロック４４１４）。ヘッドセットが回転されると、バンドが前額部から後頭部へ横切る。このような向きは、例えば、正中線測定値を取得するために望ましいとされ得る。ユーザが直交位置で追加のデータを取得することを希望する（ブロック４４１４）場合、ユーザはヘッドセットを９０°回転させて（ブロック４４１６）、前述したようにバンドを再配置及び調節する（ブロック４４０２〜４４０８）。ヘッドセットを所望の読取りに合わせて位置決めした（ブロック４４１４）状態で、調整された信号が解析される（ブロック４４１８）。
【０２２３】
[00275]また、例示的なプロセス（４４００）は、電極の１つ又は複数を調節する必要があるか、又は調節すべきであるかを判定するステップ（ブロック４４２０）を含む。例えば、より明瞭な信号を取得するために、電極を調節すべきである。１つ又は複数の電極を調節すべきである場合、例示的なプロセス（４４００）は、調節が物理的調節であるか、非物理的調節であるかを判定するステップを含む（４４２２）。調節が物理的調節であれば（４４２２）、例示的なプロセスの制御（４４００）がブロック４４０４に戻り、１つ又は複数の適切なバンドが定位置まで回転され、及び／又は１つ又は複数の細長ストラップが調節される（ブロック４４０６〜４４０８）。１つ又は複数の電極を非物理的に調節すべきである場合（４４２２）、上で詳述したように、例示的なプロセス（４４００）は、電極の１つ又は複数を事実上移動させるステップ及び／又は短絡させるステップを含む（ブロック４４２４）。１つ又は複数の電極が調節された状態で、例示的なプロセス（４４００）がＥＥＧ信号の読取りを継続するために戻り（ブロック４４１０）、例示的なプロセス（４４００）が継続される。
【０２２４】
[00276]１つ又は複数の電極をさらに調節する必要がない場合（ブロック４４２４）、信号が解析されて、出力評価又は精神画像を生成する（ブロック４４２６）。上で開示されたように、出力評価又は精神画像は、例えば、人の神経学的状態を判定することができる。例えば、上で開示された例に示すように、ＥＥＧデータは複数の周波数帯域を有し、この周波数帯域を解析して、上で開示されたように、例えば、人が高い集中力を有するか、睡眠中であるか、鬱状態であるか、幸福であるか、平静であるか、及び／又は他の感情状態及び／又は神経学的状態であるか否かを判定することができる。出力評価／精神画像により、人の思考、感情及び／又は健康に対する洞察を提供する。
【０２２５】
[00277]また、例示的な方法４４００は、出力を１つ又は複数の追加の適用と共に使用すべきか否かを判定するステップを含む（ブロック４４２８）。例えば、医療適用、視聴者測定、遠隔デバイス制御及び／又は本明細書に開示された他の適切な適用等の１つ又は複数の追加の適用と共に出力を使用すべきである場合、このような適用が実行される（ブロック４４３０）。また、例示的なプロセス（４４００）は、ＥＥＧデータのモニタリングを継続すべきであるか否かを判定する（ブロック４４３２）。さらなるモニタリングを実行すべきである場合、方法の制御がブロック４４１０に戻り、ＥＥＧ信号データが読み取られる。さらなるモニタリングを実行すべきでない場合には、例示的な方法４４００は終了する（ブロック４４３４）。
【０２２６】
[00278]図４５は、図４０〜４４の指示の１つ又は複数を実行して、図１、２３、３４、３６〜３９の装置及び／又はシステムの１つ又は複数の部分を実施することのできる例示的な処理プラットフォーム４５００のブロック図である。処理プラットフォーム４５００は、例えば、ヘッドセット、サーバ、パーソナルコンピュータ、及び／又は他のタイプのコンピュータデバイスのプロセッサとすることができる。
【０２２７】
[00279]この例のシステム４５００は、プロセッサ４５１２を備える。例えば、プロセッサ４５１２を、所望の系列又は製造者による１若しくは複数のマイクロプロセッサ又はコントローラにより実施することができる。
【０２２８】
[00280]プロセッサ４５１２は、ローカルメモリ４５１３（例えば、キャッシュ）を備え、揮発性メモリ４５１４及び不揮発性メモリ４５１６を含むメインメモリとバス４５１８を介して通信する。揮発性メモリ４５１４を、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、ＲＡＭＢＵＳダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）、及び／又は他のタイプのランダムアクセスメモリデバイスにより実施することができる。不揮発性メモリ４５１６を、フラッシュメモリ及び／又は他の所望のタイプのメモリデバイスにより実施することができる。メインメモリ４５１４、４５１６へのアクセスは、メモリコントローラにより制御される。
【０２２９】
[00281]また、処理プラットフォーム４５００は界面回路４５２０を備える。界面回路４５２０を、イーサネットインタフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、及び／又はＰＣＩエクスプレスインタフェース等の任意のタイプのインタフェース規格により実施することができる。
【０２３０】
[00282]１つ又は複数の入力デバイス４５２２がインタフェース回路４５２０に接続される。１つ又は複数の入力デバイス４５２２により、ユーザがデータ及びコマンドをプロセッサ４５１２に入力することができる。１つ又は複数の入力デバイスを、例えば、電極、生理学的センサ、キーボード、マウス、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、アイソポイント、及び／又は音声認識システムにより実施することができる。
【０２３１】
[00283]また、１つ又は複数の出力デバイス４５２４がインタフェース回路４５２０に接続される。例えば、ディスプレイデバイス（例えば、液晶ディスプレイ及び／又はスピーカ）により、出力デバイス４５２４を実施することができる。したがって、インタフェース回路４５２０は、一般にグラフィックドライバを備える。
【０２３２】
[00284]また、インタフェース回路４５２０は、モデム又はネットワークインタフェースカード等の通信デバイス（例えば、送信機３６１６、３９１６）を備えて、ネットワーク４５２６（例えば、イーサネット接続、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、電話線、同軸ケーブル、携帯電話システム等）を介して外部コンピュータとデータ交換するのを容易にする。
【０２３３】
[00285]また、処理プラットフォーム４５００は、ソフトウェア及びデータを記憶するための１つ又は複数の大容量記憶デバイス４５２８を備える。このような大容量記憶デバイス４５２８の例は、フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブを含む。大容量記憶デバイス４６２８は、ローカル記憶デバイス３６１２、３８２２、３９１４を実施することができる。
【０２３４】
[00286]図４０〜４４のコード化された指示４５３２を、大容量記憶デバイス４５２８、揮発性メモリ４５１４、不揮発性メモリ４５１６、及び／又はＣＤ若しくはＤＶＤ等の取外し可能な記憶媒体に記憶させることができる。
【０２３５】
[00287]ある例示的な装置を本明細書で説明したが、本特許に含まれる範囲はこれに限定されない。逆に、本特許は、適正に添付の特許請求の範囲内にあるすべての方法、装置、及び製品を、文言通りに、又は均等論の下で含む。
【符号の説明】
【０２３６】
１００、２３００、３０００、３４００、３８１２、３９０２  ヘッドセット
１０２〜１０８、１５００、２２０２〜２２１０  バンド
１１０、１１２、１１４、１１６、２１００、２１０２、２１０４  スパイン
１１８、１２０、１２２、１２４、１５０４  弾性ストラップ
１２６  第１のハウジング
１２８  第２のハウジング
１３０  支持バンド
１３２  調節機構
１３４  電気部品
１３６ａ〜１３６ｔ  延長部
１３８ａ〜１３８ｔ、１８２、３０２、３０４、３０６、３０８、１５０８、１５１０、１７０２、１７０４、１８００、１９００、２１０６、２１０８、２１１０、２３５２ａ〜２３５２ｕ、３４０４ａ〜３４０４ｔ、３６０２  電極
１４０、３０１０、３０１２  ハウジング
１４４ａ〜１４４ｊ  ランナ
１４６  第１の目
１４８  第２の目
１５０、２３７０  プリント回路基板
１５１、８０６  接地電極
１５２  磁気ロック
１５３、８０８  データ電極
１５４〜１６０  取付ストリップ
１６２ａ〜１６２ｆ、１６４ａ〜１６４ｆ、１６６ａ〜１６６ｆ、１６８ａ〜１６８ｆ  磁気素子
１７２  ボール電極
１７４、１５１２、１５１４、２３７８  シャフト
１７６  ボール
１７８  アレイ板
１８０  従来の電極
１８４  カバー
３１０、３１２、３１４、３１６  アナログ−デジタルコンバータ
３１８、３２０、３２２  スイッチ
３２６  コントローラ１
３２４  コントローラ２
８００  ＥＥＧシステム
８０２  被験者
８０４  ヘッドセット
８２０、８２４、８３２  変位電流
８２２、８３４  静電容量
８２６  浮遊容量
８３０  電流
８４０  シールド
８４２、８４８  シールド電極
１４００  回路図
１４０２  並列キャパシタ
１４０４、１４１２  レジスタ
１４１０  増幅器
１４１４  電圧
１５０２  スパイン本体
１５０６、１７００、２３５２  電極ユニット
１５１６、１５１８、１７１０、１７１２  接触ボール
１５２０、１５２２  取付リング
１５２４、１７４０、１７４２、１７４４、１７４６  開口
１５２６  ハウジング
１５２８  板
１５３０、１５３２  スリーブ
１５３４、１５３６  ピン
１５３８  ばね
１５４４  フレキシブルＰＣＢ
１７１４、１７１８  上フック部材
１７１６  下フック部材
１７２２  第１のコネクタ
１７２４  第２のコネクタ
１７２６  フレックス基板
１７２８  裏板
１７３０  前板
１７３２、１７３４  垂直部分
１７３６、１７３８  水平部分
１７４８、１７５０  チャネル
１７５２〜１７５８  ペグ
１８０２、１９０２  ワイヤバンド
１８０４  コイル電極
１９０４  単一湾曲電極
１９０６、１９０８  ボールチップ
２０００  型
２００２  型本体
２００４  型キャビティ
２１１２、２１１４、２１１６  ピンポート
２３０２  ヘッドバンド
２３０４  左ハブ
２３０６  右ハブ
２３０８〜２３２０、２３２２〜２３３４、２３９０  支持バンド
２３３６〜２３４４  前支持バンド
２３４６〜２３４８  後バンド
２２５０ａ〜２２５０ｕ、２３５０  電極ハウジング
２３５４  ベース
２３５６  支持シャフト
２３６０、２３６４  調節ボール
２３６２  左ソケット
２３６６  右ソケット
２３８８  雄マイクロＵＳＢコネクタ
２３６８  調節ボールパッド
２３７２  スナップ電極ユニット
２３７４  裏板
２３７６  電極層
２３８０  接触電極
３００２  第１の層
３００４  第２の層
３００６  第３の層
３００８  第４の層
３０１０  第１のハウジング
３０１２  第２のハウジング
３０１４  カバー
３０１６  支持リング
３４０２ａ〜３４０２ｍ  弾性バンド
３４０６  調節ノブ
３６００  処理システム
３６０４  電気処理ユニット
３６０６  通信線
３６０８  アナログ−デジタルコンバータ
３６１０  信号調整器
３６１２、３８２８、３９１４  データベース
３６１４、３７１２  アナライザ
３６１６、３９１６  送信機
３６１８  出力
３６２０、３７２０、３９１８  通信リンク
３７００、３８００、３９００  システム
３７０２  第１の入力チャネル
３７０４  第２の入力チャネル
３７０６  第３の入力チャネル
３７０８  第４の入力チャネル
３７１４  評価器
３７１６  調整器
３７１８  選択器
３７２２  スイッチング回路
３８０２  ＥＥＧシステム
３８０４  ＥＫＧシステム
３８０６  グルコースモニタリングシステム
３８０８  ＥＯＧシステム
３８０９  顔面モニタリングシステム
３８１０  プラグ−イン／プラグ−アンド−プレイシステム
３８１４  ローカルアナライザ
３８１６  出力
３８１８  手動入力
３８２６  クロック
３８２４  通信チャネル
３９０４  ＥＥＧセンサ
３９０６  プログラム識別子
３９０８  遠隔作用評価器
３９１０  視標追跡センサ
３９１１  加速度計
３９１２  注意評価器
３９２０  遠隔データ設備
３９２２  電気デバイス
４５００  処理プラットフォーム
４５１２  プロセッサ
４５１３  ローカルメモリ
４５１４  揮発性メモリ
４５１６  不揮発性メモリ
４５１８  バス
４５２０  界面回路
４５２２  入力デバイス
４５２４  出力デバイス
４５２６  ネットワーク
４５２８  大容量記憶デバイス
４５３２  指示
【図１】
2014036862.tif 000003
【図２】
2014036862.tif 000004
【図３】
2014036862.tif 000005
【図４Ａ】
2014036862.tif 000006
【図４Ｂ】
2014036862.tif 000007
【図５】
2014036862.tif 000008
【図６】
2014036862.tif 000009
【図７】
2014036862.tif 000010
【図８Ａ】
2014036862.tif 000011
【図８Ｂ】
2014036862.tif 000012
【図８Ｃ】
2014036862.tif 000013
【図９】
2014036862.tif 000014
【図１０】
2014036862.tif 000015
【図１１Ａ】
2014036862.tif 000016
【図１１Ｂ】
2014036862.tif 000017
【図１１Ｃ】
2014036862.tif 000018
【図１１Ｄ】
2014036862.tif 000019
【図１２Ａ】
2014036862.tif 000020
【図１２Ｂ】
2014036862.tif 000021
【図１３Ａ】
2014036862.tif 000022
【図１３Ｂ】
2014036862.tif 000023
【図１４】
2014036862.tif 000024
【図１５】
2014036862.tif 000025
【図１６】
2014036862.tif 000026
【図１７】
2014036862.tif 000027
【図１８】
2014036862.tif 000028
【図１９Ａ】
2014036862.tif 000029
【図１９Ｂ】
2014036862.tif 000030
【図２０】
2014036862.tif 000031
【図２１】
2014036862.tif 000032
【図２２Ａ】
2014036862.tif 000033
【図２２Ｂ】
2014036862.tif 000034
【図２２Ｃ】
2014036862.tif 000035
【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２２Ｆ】
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【図２２Ｇ】
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【図２２Ｈ】
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【図２２Ｉ】
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【図２２Ｊ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【外国語明細書】
2014036862000001.pdf