[发明专利]用于认知技能开发的功能性脑电图剪辑

说明书

技术领域

本发明的特征在于一种具有电信号传感器的头戴式装置（headset），所述头戴式装置适合于由儿童和成人使用并且适合于使用在游戏系统中，例如，用以训练注意力。

背景技术

脑电图（EEG）是沿着头皮对电活动的记录。EEG测量由大脑的神经元之间的电流流动引起的电压波动。通常，EEG仪器是用于测量并且显示使用者的脑波的临床多通道装置。通过使用按照预定模式与头皮接触放置的若干电极（诸如，10-20系统（也称为国际10-20系统））来监测使用者的脑电波。添加中间位置以形成10-10系统（《标准电极位置命名法指南》，美国临床神经生理学协会，2006年）。这种布置系统是一种用于将电极放置在使用者的头皮上的国际公认的方法，其被开发为确保实现标准化的再现性，以使得可以随时间对使用者的研究进行比较，并且使用者可以进行相互比较。

EEG测量可以用于开发“认知表征（signature）”，“认知表征”可以使用在“智能”视频游戏中，其响应于儿童的注意力或者注意力不集中的精确认知水平。儿童仅仅通过使用其聚焦能力而不触摸键盘来在游戏中控制角色的速度。然后游戏实时创建虚幻的世界，在虚幻的世界中，儿童通过使用儿童的实际注意力水平来向前通过若干越来越困难的任务以开发注意力和冲动性控制技能。该产品然后使儿童能够将这些新学到的技能转移到现实世界中，在现实世界中，他们提高他们的学业表现，并且能够更好地进行家中的日常活动。

用以捕获来自使用者的生物电信号（诸如，脑电图（EEG）信号）的电极系统通常应该满足包括安全需求、成本、功耗、性能、易用性、和使用者舒适度的各种要求。在非临床应用中，这些因素的相对重要性可能与在临床应用中有所不同。例如，在临床应用中，由相对熟练的技术人员来对电极进行应用，而在非临床应用中，更可能由没有经过正确应用或者放置电极的训练或者不具有正确应用或者放置电极的知识的人来应用电极。在非临床应用中，便利性和使用者舒适度通常也更重要。临床情况下的患者比非临床环境下的人在测试和校准电极时更可能忍受一些程度的不适或者不便。例如，用于将电极应用到使用者的头部的常规临床设备包括覆盖使用者的整个头皮的柔性帽，并且包括在下巴下方的带状物，从而使得所述帽可以紧密地固定到使用者的头部。这种类型的设备可以包括超过100个电极以便进行一些临床应用。

儿童使用的电极系统应该设计成：（i）在不经过大量有效的训练的情况下将电极传感器直观并且方便地放置在儿童的头部上的预定解剖位置处（ii）考虑到在不同年龄的儿童之中的头部尺寸的可变性，以及（iii）能够佩戴得舒适。

发明内容

本发明的特征在于一种头戴式装置，所述头戴式装置包括：（i）前部分，前部分包括第一端部、第二端部、感测条杆、以及定位器条杆，其中，感测条杆和定位器条杆连结在前部分的第一端部和第二端部处，并且在第一端部与第二端部之间包括在感测条杆下方并且在定位器条杆上方的空间，其中，（a）感测条杆成形并且配置成接触佩戴头戴式装置的使用者的前额，并且包括第一电传感器和第二电传感器，第一电传感器定位成大约在位置AF3处接触使用者的前额，第一电传感器包括一个或者多个电极，第二电传感器定位成大约在位置AF4处接触使用者的前额，第二电传感器包括一个或者多个电极，以及（b）定位器条杆成形并且配置成静置在使用者的眉毛之上；以及（ii）第一侧部分和第二侧部分，所述第一侧部分连结到前部分的第一端部并且第二侧部分连结到前部分的第二端部，其中，第一侧部分、第二侧部分、以及前部分一起成形并且配置成夹持使用者的头部。在具体实施例中，第一侧部分和第二侧部分中的至少一者还包括突出部，突出部包括第三电极，第三电极定位成大约在位置M2或者M1处接触使用者，第三电传感器包括接触使用者的颞骨乳突上的皮肤的一个或者多个电极。所述头戴式装置、或者利用所述头戴式装置的系统还可以包括处理器，处理器配备有用于选择并且检测在（i）AF3与AF4以及（ii）AF4与M2或者AF3与M1之间的电压差的电子器件。在具体实施例中，所述头戴式装置还包括接地电极。接地电极可以例如在第一电极传感器与第二电极传感器之间定位在感测条杆上。

第一侧部分和第二侧部分可以成形并且定位成接触使用者的颞骨上的皮肤。例如，头戴式装置可以成形成允许使用者同时佩戴头戴式装置和眼镜（或者耳塞）。在具体实施例中，第一侧部分和第二侧部分中的每一者还包括定位成接触使用者的头部的衬垫。