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特表2024-532610脳信号検知ヘッドセット

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-05

(54)【発明の名称】脳信号検知ヘッドセット

(51)【国際特許分類】

A61B 5/256 20210101AFI20240829BHJP

【ＦＩ】

A61B5/256 110

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024536542

(86)(22)【出願日】2022-08-24

(85)【翻訳文提出日】2024-04-12

(86)【国際出願番号】 IB2022057909

(87)【国際公開番号】W WO2023026202

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】63/260,636

(32)【優先日】2021-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524073061

【氏名又は名称】ニューロルーションズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＮＥＵＲＯＬＵＴＩＯＮＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ツビストラ，ヤン

(72)【発明者】

【氏名】ロイトハルト，エリク・クロード

(72)【発明者】

【氏名】ブグラ，ケルン

(72)【発明者】

【氏名】プルー，ティモシー

【テーマコード（参考）】

4C127

【Ｆターム（参考）】

4C127AA03

4C127LL13

4C127LL15

(57)【要約】

対象者の脳活動を記録する装置は、対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアームを含み、第１のアームは対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部を有する。装置のセンサアセンブリは、配向の多方向調整機能を有する。センサアセンブリは、多方向に回転できるように構成されたシェルと、シェルの内部のスリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素と、スリーブに取り外し可能に挿入されるセンサであって、センサの接触面が対象者の頭部に面する、センサと、を含む。装置はまた、センサアセンブリ用のエネルギー源及び動作コンポーネントを含むハウジングを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象者の脳活動を記録するための装置であって、
ｉ）対象者の頭部に沿って延びる形状の第１のアームであって、前記第１のアームは、前記第１のアームの第１の長さに沿った第１のレール対を有し、前記第１のレール対が、前記対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部に隣接し、前記第１のレール対が、前記第１の開口部に面する内縁に沿った溝を有する、前記第１のアームと、
ｉｉ）配向の多方向調整機能を有する電極アセンブリであって、前記電極アセンブリは、
前記シェルの外面の両側から突出するタブを備えたシェルであって、前記タブが前記シェルに対して回転可能である、前記シェルと、
前記シェルの内部のスリーブであって、前記スリーブと前記シェルとの間に、前記シェル内での前記スリーブの角度傾斜を可能にするクリアランスを有する、前記スリーブと、
前記スリーブの第１の端部を前記シェルの内端に取り付ける弾性要素と、
前記スリーブ内に取り外し可能に挿入される脳波記録（ＥＥＧ）電極であって、前記ＥＥＧ電極の接触面が前記対象者の頭部に面する、前記ＥＥＧ電極と、
を備え、
前記電極アセンブリが、前記第１のアームに取り付けられ、前記タブが前記第１のレール対の前記溝にスライド可能に設置される、前記電極アセンブリと、
ｉｉｉ）前記対象者の頭部に面する底面を有したハウジングであって、前記ハウジングが、前記電極アセンブリ用のエネルギー源及び電子回路を含む、前記ハウジングと、
ｉｖ）前記ハウジングに取り外し可能に結合され、前記対象者の頭部に沿って延びる第２のアームと、
を備え、
前記第１のアームは、前記ハウジングに取り外し可能に結合され、前記対象者の頭部に沿って前記第２のアームとは異なる方向に延びる、
前記装置。

【請求項2】

前記ハウジングに取り付けられた固定電極をさらに備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第２のアームは、前記第２のアームの第２の長さに沿った第２のレール対を有し、前記第２のレール対は、前記対象者の頭部へのアクセスを可能にする第２の開口部に隣接し、前記第２のレール対は、前記第２の開口部に面する内縁に沿った第２の溝を有しており、
前記装置は、さらに複数の前記電極アセンブリを備え、前記複数の電極アセンブリのうちの１つの電極アセンブリが、前記第２のアームに取り付けられ、前記タブが、前記第２のレール対の前記第２の溝にスライド可能に設置される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記第２のアームは、前記第２のアームを前記ハウジングの前記底面に取り外し可能に結合するコネクタをさらに備え、
前記コネクタは、前記第２のアームに取り付けられた前記１つの電極アセンブリを前記ハウジング内の前記電子回路に電気的に結合する、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記対象者の頭部に面して、前記第２のアームの下面で前記第２の開口部を取り囲む圧縮性パッドをさらに備えており、
前記圧縮性パッドは、電磁干渉（ＥＭＩ）シールドを備える、請求項３に記載の装置。

【請求項6】

前記第２のアームは、前記対象者の頭部に面する圧縮性パッドを有する、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記弾性要素は、第１のバネ力を備え、
前記装置は、前記第１のアームに取り付けられ、前記対象者の頭部に面する圧縮性パッドをさらに備え、前記圧縮性パッドが、前記第１のバネ力よりも小さい第２のバネ力を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記シェルは、前記対象者の頭部に垂直なＺ軸を有し、
前記弾性要素により、前記Ｚ軸に沿った前記ＥＥＧ電極の移動が可能になり、
前記シェル内の前記スリーブの前記角度傾斜が、前記Ｚ軸に対するものであり、
前記タブにより、前記ＥＥＧ電極が、前記Ｚ軸に垂直なＹ軸を中心に回転可能になる、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記電極アセンブリが、前記スリーブから前記タブの１つへの電気配線をさらに備える、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記クリアランスは、最大２０°の前記角度傾斜を可能にする、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記ＥＥＧ電極は、回転ロック機構で前記スリーブに取り外し可能に挿入され、前記ＥＥＧ電極は、前記スリーブ内部の凹部と嵌合する突出部を有した円筒体を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

前記ハウジングは、前記ハウジングの縁にグリップ要素をさらに備え、前記縁が、前縁、後縁、または側縁のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

対象者の脳活動を記録するための装置であって、
ｉ）複数の電極アセンブリであって、各電極アセンブリが、配向の多方向調整機能を有し、
前記シェルの外面の両側から突出するタブを備えたシェルであって、前記タブが前記シェルに対して回転可能である、前記シェルと、
前記シェルの内部のスリーブであって、前記スリーブと前記シェルとの間に、前記シェル内での前記スリーブの角度傾斜を可能にするクリアランスを有する、前記スリーブと、
前記スリーブの第１の端部を前記シェルの内端に取り付ける弾性要素と、
前記スリーブ内に取り外し可能に挿入される脳波記録（ＥＥＧ）電極であって、前記ＥＥＧ電極の接触面が対象者の頭部に面する、前記ＥＥＧ電極と、
を備える、前記複数の電極アセンブリと、
ｉｉ）底面、第１の側縁、及び第２の側縁を有するハウジングであって、前記ハウジングは、前記複数の電極アセンブリ用のエネルギー源及び電子回路を含む、前記ハウジングと、
ｉｉｉ）前記ハウジングに取り外し可能に結合され、前記ハウジングの前記第１の側縁から前記対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアームであって、前記第１のアームは、前記第１のアームの第１の長さに沿った第１のレール対を有しており、前記第１のレール対が、前記対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部に隣接し、前記第１のレール対が、前記第１の開口部に面する内縁に沿った第１の溝を有する、前記第１のアームと、
ｉｖ）前記ハウジングに取り外し可能に結合され、前記ハウジングの前記第２の側縁から前記対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第２のアームであって、前記第２のアームは、前記第２のアームの第２の長さに沿った第２のレール対を有しており、前記第２のレール対が、前記対象者の頭部へのアクセスを可能にする第２の開口部に隣接し、前記第２のレール対が、前記第２の開口部に面する内縁に沿った第２の溝を有する、前記第２のアームと、
ｖ）前記ハウジングに取り外し可能に結合された第３のアームであって、前記第３のアームは、前記対象者の頭部に沿って前後方向に延びている、前記第３のアームと、
を備え、
前記複数の電極アセンブリのうちの第１の電極アセンブリは、前記第１のアームの前記第１の開口部に取り付けられ、前記第１の電極アセンブリの前記タブは、前記第１の開口部の前記第１の溝にスライド可能に設置されており、
前記複数の電極アセンブリのうちの第２の電極アセンブリは、前記第２のアームの前記第２の開口部に取り付けられ、前記第２の電極アセンブリの前記タブは、前記第２の開口部の前記第２の溝にスライド可能に設置されている、
前記装置。

【請求項14】

前記第３のアームは、前記第３のアームの第３の長さに沿った第３のレール対を有し、前記第３のレール対は、前記対象者の頭部へのアクセスを可能にする第３の開口部に隣接し、前記第３のレール対は、前記第３の開口部に面する内縁に沿った第３の溝を有し、
前記複数の電極アセンブリのうちの第３の電極アセンブリは、前記第３のアームに取り付けられ、前記第３の電極アセンブリの前記タブが前記第３の開口部の前記第３の溝にスライド可能に設置されている、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記第３のアームは、前記第３のアームを前記ハウジングの前記底面に取り外し可能に結合するコネクタをさらに備え、
前記コネクタは、前記第３の電極アセンブリを前記ハウジング内の前記電子回路に電気的に結合する、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記対象者の頭部に面して、前記第３のアームの下面で前記第３の開口部を取り囲む圧縮性パッドをさらに備えており、
前記圧縮性パッドは、電磁干渉（ＥＭＩ）シールドを備える、請求項１４に記載の装置。

【請求項17】

前記第３のアームは、前記対象者の頭部に面する圧縮性パッドを有する、請求項１３に記載の装置。

【請求項18】

前記弾性要素は、第１のバネ力を備え、
前記第１のアーム及び前記第２のアームはそれぞれ、前記対象者の頭部に面する圧縮性パッドを備え、前記圧縮性パッドが、前記第１のバネ力よりも小さい第２のバネ力を有する、請求項１３に記載の装置。

【請求項19】

前記シェルは、前記対象者の頭部に垂直なＺ軸を有し、
前記弾性要素により、前記Ｚ軸に沿った前記ＥＥＧ電極の移動が可能になり、
前記シェル内の前記スリーブの前記角度傾斜が、前記Ｚ軸に対するものであり、
前記タブにより、前記ＥＥＧ電極が、前記Ｚ軸に垂直なＹ軸を中心に回転可能になる、請求項１３に記載の装置。

【請求項20】

前記電極アセンブリが、前記スリーブから前記タブの１つへの電気配線をさらに備える、請求項１３に記載の装置。

【請求項21】

前記クリアランスは、最大２０°の前記角度傾斜を可能にする、請求項１３に記載の装置。

【請求項22】

前記ＥＥＧ電極は、回転ロック機構で前記スリーブに取り外し可能に挿入され、前記ＥＥＧ電極は、前記スリーブ内部の凹部と嵌合する突出部を有した円筒体を備える、請求項１３に記載の装置。

【請求項23】

前記ハウジングが、前記第１の側縁または前記第２の側縁にグリップ要素をさらに備える、請求項１３に記載の装置。

【請求項24】

対象者の脳活動を記録するための装置であって、
ｉ）対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアームであって、前記第１のアームが、前記対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部を有する、前記第１のアームと、
ｉｉ）配向の多方向調整機能を有するセンサアセンブリであって、前記センサアセンブリは、
多方向の回転用に構成されたシェルと、
前記シェルの内部のスリーブと、
前記スリーブの第１の端部を前記シェルの内端に取り付ける弾性要素と、
前記スリーブに取り外し可能に挿入されるセンサであって、前記センサの接触面が前記対象者の頭部に面する、前記センサと、
を備える、前記センサアセンブリと、
ｉｉｉ）前記センサアセンブリ用のエネルギー源及び動作コンポーネントを含むハウジングと、
を備える、前記装置。

【請求項25】

ｉｖ）前記ハウジングに取り外し可能に結合され、前記対象者の頭部に沿って延びる第２のアーム、をさらに備え、
前記第１のアームが、前記ハウジングに取り外し可能に結合され、前記対象者の頭部に沿って前記第２のアームとは異なる方向に延びる、請求項２４に記載の装置。

【請求項26】

前記センサは脳波記録（ＥＥＧ）電極である、請求項２４に記載の装置。

【請求項27】

前記センサは光センサである、請求項２４に記載の装置。

【請求項28】

前記センサは近赤外線センサである、請求項２７に記載の装置。

【請求項29】

前記シェルは、前記シェルの外面の両側から突出するタブを有し、
前記シェルの前記外面は、前記タブ内で前記多方向の回転を提供するために球形である、請求項２４に記載の装置。

【請求項30】

前記第１のアームは、前記第１のアームの第１の長さに沿った第１のレール対を有し、前記第１のレール対が、前記第１の開口部に隣接し、前記第１の開口部に面する内縁に沿った溝を有しており、
前記シェルは、前記シェルの外面の両側から突出するタブを有し、前記タブが前記シェルに対して回転可能であり、
前記スリーブは、前記スリーブと前記シェルとの間に、前記シェル内での前記スリーブの角度傾斜を可能にするクリアランスを有し、
前記センサアセンブリが前記第１のアームに取り付けられ、前記タブが前記第１のレール対の前記溝にスライド可能に設置される、請求項２４に記載の装置。

【請求項31】

前記弾性要素は、第１のバネ力を備え、
前記装置は、前記第１のアームに取り付けられ、前記対象者の頭部に面する圧縮性パッドをさらに備え、前記圧縮性パッドが、前記第１のバネ力よりも小さい第２のバネ力を有する、請求項２４に記載の装置。

【請求項32】

前記シェルは、前記対象者の頭部に垂直なＺ軸を有し、
前記弾性要素により、前記Ｚ軸に沿った前記センサの移動が可能になり、
前記多方向の回転には、前記Ｚ軸に対する角度傾斜と、前記Ｚ軸に垂直なＹ軸を中心とした回転とが含まれる、請求項２４に記載の装置。

【請求項33】

前記センサは、回転ロック機構で前記スリーブに取り外し可能に挿入され、前記センサは、前記スリーブ内部の凹部と嵌合する突出部を有した円筒体を備える、請求項２４に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年８月２７日に出願された米国仮特許出願第６３／２６０，６３６号に対する優先権を主張するものである。

【背景技術】

【0002】

脳細胞は、微小電気信号を生成することによって相互に通信する。脳細胞によって生成される微小電気信号の一部は、人の頭皮に伝達される。それらの微小電気信号を非侵襲的に検出し、定量化するために、脳の近傍の、人の頭の表面から、脳信号情報を取得する脳波記録（「ＥＥＧ」）ヘッドセットが使用される。ＥＥＧは、複数の電極を頭皮に接触させて、頭皮に存在する電気信号を受信することによって実行される。ＥＥＧの精度は、電極の配置位置、電極と頭皮との間の接触の健全性、電気的干渉などを含む多くの要因によって影響を受ける可能性がある。

【0003】

ＥＥＧヘッドセットには多くの用途があり、その数は増え続けている。例えば、ＥＥＧヘッドセットは、これまで長い間医療用途で使用されてきており、通常は訓練を受けた医療従事者がＥＥＧヘッドセットを対象者に着ける医療施設で使用されている。医療用途で使用されるＥＥＧヘッドセットの一般的な一例は、標準的なＥＥＧスカルキャップである。これには、スイミングキャップのように対象者の頭にかぶせられる、ゴムまたはゴムに似た素材で作られたキャップが含まれる。キャップは、対象者の頭の表面に接触するように、キャップ全体にわたって配置された多数の表面電極を有する。頭全体を覆う標準的なＥＥＧスカルキャップのようなＥＥＧヘッドセットの設計は、一般的適用性を備えているため、多種多様な用途に使用できる。他のタイプのＥＥＧヘッドセットは、オーディオヘッドフォンと同様に耳から耳へ、または対象者の頭頂部から外側に、もしくは額に巻き付いて延びるなど、対象者の頭を覆って延びる１つ以上のアームを有する。ＥＥＧヘッドセットの電極の数と配置も様々で、個人の生理機能や使用用途に合わせてカスタマイズできる。

【0004】

脳信号検知ヘッドセットは、他の形式のセンサ、つまり言い換えれば信号取得コンポーネントを使用して、電気的脳信号活性化の情報を与えてくれる信号を取得することもある。センサのそのような形式の１つは、血行動態情報、つまり血流に関する情報を含む信号を取得する近赤外分光法（「ＮＩＲＳ」）センサである。血行動態情報は、電気的脳信号活性化と関連しており、または電気的脳信号活性化に起因する。

【0005】

脳信号検知ヘッドセットの１つの用途は、ブレインコンピュータインタフェース（ＢＣＩ）またはブレインマシンインタフェース（ＢＭＩ）アプリケーションと呼ばれる分野である。ＢＣＩまたはＢＭＩシステムでは、脳信号は、埋め込み型または表面型の脳信号検知アセンブリのいずれかから取得され、対象者の意図を確認するコンピューティングシステムで処理される。一般に、ＢＣＩシステムの使用は、対象者が特定のことを考え、または実行するときに、対象者が生成する脳信号をＢＣＩシステムが学習するスクリーニングモードまたは学習モードと、その後に続く、ＢＣＩシステムが、電極アセンブリを使用して取得される脳信号情報を継続的に監視して、学習した脳信号の存在を検出し、それによって対象者の意図をＢＣＩシステムに通知する動作モードまたは持続モードとを含む。脳信号検知ヘッドセットのような非埋め込み電極を使用するそのようなＢＣＩシステムの状況では、信号キャプチャコンポーネント、つまり言い換えれば検知コンポーネントを、例えば複数の運用セッションでの使用を含め、システムが使用されるたびに確実に同じ位置に配置させることは困難である。さらに、ＢＣＩシステム以外にも、複数の異なるセッション中の信号キャプチャコンポーネントまたはセンサの配置が重要な分野がある。

【0006】

ＥＥＧベースのＢＣＩシステムなどの脳信号検知システムの使用分野としては、脳卒中患者が挙げられる。多くの場合、脳卒中患者は、片方の腕と手しか使うことができない。さらに、ＢＣＩシステムを利用した脳卒中治療リハビリテーションは、ヘッドセットを含むＢＣＩシステムをかぶる際に、脳卒中患者が利用できる支援がない可能性があるようなリハビリテーションクリニックの外で実施されるのが望ましい場合がある。したがって、脳卒中患者が片方の腕と手だけを使って自分でヘッドセットをかぶることができるようにし、その一方でセンサの位置決めがセッションごとに変わらないことをも保証する脳信号検知ヘッドセットを設計することが重要である。

【発明の概要】

【0007】

いくつかの実施形態では、対象者の脳活動を記録するための装置は、対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアームを含み、第１のアームは、第１のアームの長さに沿った第１のレール対を有する。第１のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部に隣接し、第１のレール対は、第１の開口部に面する内縁に沿った溝を有する。この装置には、配向を多方向に調整できる電極アセンブリが含まれている。電極アセンブリは、シェルの外面の両側から突出するタブを備えたシェルであって、タブがシェルに対して回転可能である、シェルと、シェルの内側のスリーブであって、スリーブが、スリーブとシェルとの間に、シェル内でのスリーブの角度傾斜を可能にするクリアランスを有する、スリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素と、スリーブ内に取り外し可能に挿入され、ＥＥＧ電極の接触面が対象者の頭部に面する、脳波記録用電極と、を含む。電極アセンブリは第１のアームに取り付けられ、タブは第１のレール対の溝にスライド可能に設置される。装置はまた、対象者の頭部に面する底面を有するハウジングであって、ハウジングが、電極アセンブリ用のエネルギー源及び電子回路を含み、ハウジングと、ハウジングに取り外し可能に結合される第２のアームであって、第２のアームは対象者の頭部に沿って延びる、第２のアームと、を含む。第１のアームは、ハウジングに取り外し可能に結合され、対象者の頭部に沿って第２のアームとは異なる方向に延びる。

【0008】

いくつかの実施形態では、対象者の脳活動を記録するための装置は、複数の電極アセンブリを含む。各電極アセンブリは、配向の多方向調整機能を有し、シェルの外面の両側から突出するタブを備えたシェルであって、タブがシェルに対して回転可能である、シェルと、シェルの内側のスリーブであって、スリーブが、スリーブとシェルとの間に、シェル内でのスリーブの角度傾斜を可能にするクリアランスを有する、スリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素と、スリーブ内に取り外し可能に挿入され、ＥＥＧ電極の接触面が対象者の頭部に面する、脳波記録用電極と、を含む。装置はまた、底面、第１の側縁、及び第２の側縁を有するハウジングを含み、ハウジングは、複数の電極アセンブリのためのエネルギー源及び電子回路を含む。第１のアームは、ハウジングに取り外し可能に結合され、ハウジングの第１の側縁から対象者の頭部に沿って延びる形状であり、第１のアームは、第１のアームの第１の長さに沿った第１のレール対を有する。第１のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部に隣接し、第１のレール対は、第１の開口部に面する内縁に沿った第１の溝を有する。第２のアームは、ハウジングに取り外し可能に結合され、ハウジングの第２の側縁から対象者の頭部に沿って延びる形状である。第２のアームは、第２のアームの第２の長さに沿った第２のレール対を有し、第２のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第２の開口部に隣接する。第２のレール対は、第２の開口部に面する内縁に沿って第２の溝を有する。第３のアームは、ハウジングに取り外し可能に結合されており、第３のアームは、対象者の頭部に沿って前後方向に延びている。複数の電極アセンブリのうちの第１の電極アセンブリは、第１のアームの第１の開口部に取り付けられ、第１の電極アセンブリのタブは、第１の開口部の第１の溝にスライド可能に設置される。複数の電極アセンブリのうちの第２の電極アセンブリは、第２のアームの第２の開口部に取り付けられ、第２の電極アセンブリのタブは、第２の開口部の第２の溝にスライド可能に設置される。

【0009】

いくつかの実施形態では、対象者の脳活動を記録する装置は、対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアームを含み、第１のアームは対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部を有する。装置のセンサアセンブリは、配向の多方向調整機能を有する。センサアセンブリは、多方向に回転できるように構成されたシェルと、シェルの内部のスリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素と、スリーブに取り外し可能に挿入されるセンサであって、センサの接触面が対象者の頭部に面する、センサと、を含む。装置はまた、センサアセンブリ用のエネルギー源及び動作コンポーネントを含むハウジングを含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの等角図及び正面図を提供する。

【図1B】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの等角図及び正面図を提供する。

【図1C】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの等角図及び正面図を提供する。

【図2A】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの底面等角図である。

【図2B】いくつかの実施形態による、図２Ａの電極の底面図である。

【図3】Ａ～Ｃは、いくつかの実施形態による、電極アセンブリの等角図及び分解図である。

【図4A】いくつかの実施形態による、多方向の調整機能を示す電極アセンブリの断面図である。

【図4B】いくつかの実施形態による、多方向の調整機能を示す電極アセンブリの断面図である。

【図4C】いくつかの実施形態による、多方向の調整機能を示す電極アセンブリの断面図である。

【図4D】いくつかの実施形態による、多方向の調整機能を示す電極アセンブリの断面図である。

【図4E】いくつかの実施形態による、多方向の調整機能を示す電極アセンブリの断面図である。

【図5A】いくつかの実施形態による、挿入可能な電極を備えた電極アセンブリの底面斜視図である。

【図5B】図５Ａの電極の等角図である。

【図6】いくつかの実施形態による、電極アセンブリを取り囲む圧縮性パッドの断面図である。

【図7A】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの電極の配線を示す、ＥＥＧヘッドセットの斜視図である。

【図7B】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの電極の配線を示す、ＥＥＧヘッドセットの斜視図である。

【図7C】いくつかの実施形態による、電極の配線の断面図である。

【図7D】いくつかの実施形態による、電極アセンブリのさらなる実施形態における配線の断面図を示す。

【図8】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの分解図である。

【図9A】いくつかの実施形態による、モジュール式コンポーネント間の電気的接続を示す分解図である。

【図9B】いくつかの実施形態による、モジュール式コンポーネント間の電気的接続を示す分解図である。

【図10A】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットのモジュール式構成の等角図である。

【図10B】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットのモジュール式構成の等角図である。

【図10C】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットのモジュール式構成の等角図である。

【図10D】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットのモジュール式構成の等角図である。

【図11】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットの片手での装着を示す斜視図である。

【図12】いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセットと併せて使用できる例示的な電子機器の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

対象者の頭部との高健全性接触と共に、正確かつ再現可能なセンサ（例えば、電極）の配置を保証する、独自のセンサ位置決め機構を有するＥＥＧヘッドセットなどの脳信号検知ヘッドセットが開示される。実施形態はまた、簡単な使用を可能にして、患者が、片手で、ヘッドセットを装着することだけでなく、ヘッドセット内の個々のセンサを交換することさえも可能にする。さらに、開示されたヘッドセットはモジュール式設計であり、カスタマイズ可能な機能性と、様々な頭のサイズ及び形状への対応とを可能にする。本明細書に開示される脳信号検知ヘッドセットは、ブレインコンピュータインタフェース（ＢＣＩ）用途など、そのようなヘッドセットを必要とする任意の用途に使用することができる。特定の例では、ヘッドセットは、同側及び／または対側の脳信号を取得するためにヘッドセットを使用するなど、脳卒中治療のためのＢＣＩ用途に使用され得る。

【0012】

実施形態は、主に脳センサヘッドセットに挿入可能なＥＥＧ電極について説明されるものとする。しかし、実施形態は、電磁センサまたは光センサ（例えば、近赤外分光などの赤外センサまたは近赤外センサ）など、脳活動を監視または測定するための他のタイプのセンサに適用することもできる。したがって、本開示における電極またはＥＥＧ電極への言及は、他のタイプのセンサにも適用されるものとする。同様に、本明細書に記載のＥＥＧ電極用の電気コンポーネント及び電気接続は、脳センサヘッドセットで使用される他のタイプのセンサ用のコンポーネント及び接続と置き換えることができる。

【0013】

図１Ａ～図１Ｃは、いくつかの実施形態による、ＥＥＧヘッドセット１００として示される脳センサヘッドセットの様々な図を示す。図１Ａは、ヘッドセット１００単体の等角図を示し、図１Ｂ及び図１Ｃは、それぞれ患者の頭部１９５上のヘッドセット１００の側面図及び正面図を示す。ヘッドセット１００は、中央ハウジング１２０から延びる複数のアーム１１０ａ～１１０ｄを含む。アーム１１０ａ～１１０ｄは、対象者の頭部に沿って互いに異なる方向に延び、ハウジング１２０に取り外し可能に結合されて、モジュール式設計を提供する。脳信号は、対象者の頭部に沿って延びるアーム１１０ａ～１１０ｄに取り付けられた複数の電極アセンブリ１３０（または他のタイプのセンサ）によって収集される。電極アセンブリ１３０は、アームに沿って移動可能であり、対象者の頭部に対する向きを調整可能である。脳信号は、中央ハウジング１２０に固定して取り付けられた電極１３２によっても収集される。ハウジング１２０は、電子回路及び１つ以上のエネルギー源など、電極アセンブリ１３０及び電極１３２を動作させるためのコンポーネント（この図には示されていない）を含む。いくつかの実施形態では、エネルギー源はバッテリであってもよく、電子回路は、例えば、増幅器及びアナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを含むことができる。

【0014】

ヘッドセット１００は、異なる頭のサイズ及び用途に対応するために、アームの全長及び位置決めが調整可能であり得る。例えば、図１Ｂの矢印１６０は、アーム１１０ａが、アーム１１０ａの遠位プレート１１２から出る形でスライドして伸縮するにつれて伸びるように、アーム１１０ａが遠位プレート１１２に対してスライド可能であり得ることを示す。このスライド相互作用は、アーム１１０ａを動かした後にそれを適所に保持するノッチを有したラチェット型トラックなどの、固定機能及び触覚フィードバックを含んでもよい。この実施形態では、遠位プレート１１２は、患者の耳の上縁の真上に位置しているか、またはその上に載っているように示されている。他の実施形態では、遠位プレート１１２は耳を覆うことができ、または耳から間隔を空けることができる。矢印１６２は、アーム１１０ｃも動かせることを示す。いくつかの実施形態では、アーム１１０ｃはハウジング１２０から伸縮可能である。他の実施形態では、アーム１１０ｃ及び１１０ｄは、前方アーム１１０ｃが前方に（対象者の額に向かって）移動すると、それと同じ方向に後方アーム１１０ｄが移動するように、ハウジング１２０に対してスライドする一体化されたもの（例えば、「ヘッドバンド」）として形成され得る。

【0015】

図２Ａは、ヘッドセット１００の底面等角図を示し、快適さを提供するためにヘッドセット１００に含まれ得るパッド１４０ａ～１４０ｅを示す。例えば、パッド１４０ａ～１４０ｅは、発泡体、エラストマー、または他のポリマー材料などの圧縮性材料で作られていてもよい。パッド１４０ａ～１４０ｅは、面ファスナー、スナップ、またはクリップなどの機械的ファスナーでヘッドセット１００に取り付けられることなどにより、パッドが汚れた場合、またはパッドが磨耗した場合に、交換可能であるように構成され得る。パッド１４０ａ及び１４０ｂは、それぞれアーム１１０ａ及び１１０ｂの遠位プレート１１２上にあり、対象者がヘッドセット１００を装着する際に、緩衝性を提供するように、対象者の頭部に面している。パッド１４０ｃ及び１４０ｄは、それぞれアーム１１０ｃ及び１１０ｄの遠位領域にあり、対象者の頭部に面するようにアームの下面にあり、それらのアームに取り付けられた電極アセンブリ１３０を取り囲む（すなわち電極アセンブリ１３０の外周部または境界を形成する）。パッド１４０ｅは、ハウジング１２０の底面にあり、電極１３２（図１Ａ）を取り囲む。パッド１４０ｃ、１４０ｄ、及び１４０ｅは、緩衝性を提供するだけでなく、パッドによって囲まれた電極に電磁干渉（ＥＭＩ）シールドを提供するようにも構成することができる。パッド１４０ｃ、１４０ｄ、及び１４０ｅは、ユーザから検出されたＥＥＧ信号の忠実度に対するＥＭＩ及び無線周波数干渉（ＲＦＩ）の悪影響を軽減するファラデーケージとして機能するように構成されていることで、ＥＭＩシールドとして機能し得る。そのようなシールドは、ＥＥＧ電極信号を周囲の電気ノイズから隔離することにより、ＥＥＧ結果の不正確さを排除し得る。

【0016】

いくつかの実施形態では、パッド（例えば、パッド１４０ｃ、１４０ｄ、及び／または１４０ｅ）は、ＥＭＩシールドを形成するために金属スクリーンまたはメッシュ材料を含むことができる。例えば、銅（または他の導電性金属）のスクリーンまたはメッシュを使用することができる。そのような実施形態では、パッドの形成中に金属スクリーンまたはメッシュ材料をオーバーモールドしてもよい。あるいは、金属スクリーンまたはメッシュ材料は、パッドの形成後または形成中にパッドに取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、ＥＭＩシールドを提供するために導電性コーティングがパッドに被着される。例えば、導電性コーティングは、適切な担体材料中に分散された小さな金属粒子（例えば、銅またはニッケル）を含むことができる。分散は、パッド上にスプレー、刷毛塗り、またはその他の方法でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、ＥＭＩシールドは、金属スクリーンまたはメッシュ材料と導電性コーティング（複数可）との組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、パッド内のＥＭＩシールドは、アクティブシールド（例えば、負性容量回路）となるように構成される。

【0017】

図２Ａはまた、電極の接触面１３５を示す。図２Ｂの拡大図に示される接触面１３５は、対象者の頭部に接触することになる電極の部分である。標準的なＥＥＧ電極には様々なタイプがあり、主に湿式電極または乾式電極の２つのカテゴリに分けられる。湿式電極は、人の髪を介した頭皮への電極の電気的接触を促進するためにジェルを使用し、多くの場合、ディスク形状をしている（例えば、カップ電極）。乾式ＥＥＧ電極の場合、電極は多くの場合、「櫛」構成とも呼ばれる複数のフィンガーを含む。乾式電極の実施形態が、図２Ｂにフィンガー１３６と共に示されている。ここでは、対象者の頭部に面するフィンガー１３６の先端が集合的に接触面１３５を画定する。フィンガー１３６は、この実施形態では円形領域に同心リング状に配置されているが、他の実施形態では他の幾何学的形状領域に他の幾何パターンで配置されてもよい。フィンガー１３６は人の毛髪層を通り抜けることができ、したがってジェルの必要なく、頭皮との接触を促進する。

【0018】

図１Ａ～図１Ｃの電極１３２はハウジング１２０内に固定して取り付けられる。ハウジング１２０は人の頭頂部に配置されているため、電極１３２は本質的に頭皮に対して垂直であり、良好な物理的及び電気的接触を有するようになる。対照的に、電極アセンブリ１３０は、頭部の曲率が人それぞれであり、人によって異なる、側方、前部及び後部など、人の頭の他の部分に配置される。図２Ａは、電極アセンブリ１３０がヘッドセットアーム内で再配置可能であり、異なるサイズ及び形状の頭部、ならびに異なる用途のための異なる電極構成（例えば、電極の数及び様々な配置）に対応するカスタマイズを可能にすることを示している。例えば、図２Ａの矢印１６４は、電極アセンブリ１３０がアーム１１０ａの開口部１１４の長さに沿ってスライド可能であることを示す。開口部１１４は、アーム１１０ａの長さに沿った開口部であり、対象者の頭部へのアクセスを可能にする。開口部１１４は、開口部１１４の両側の一対のレール１１６によって形成される。電極アセンブリ１３０をレール１１６に沿って移動させることにより、対象者の頭皮上の電極アセンブリ１３０の位置決めされる位置を調整することが可能になる。

【0019】

人の頭の曲率はその表面の至る所で変化するため、対象者の頭の周囲で電極の位置を変更すると、電極と頭皮との間の接触の健全性に影響を与える可能性がある。すなわち、電極がアーム１１０ａに沿ってある点から別の点へ単純にスライドする場合、電極の接触面１３５は人の頭部と完全に接触したままではない可能性がある。図２Ｂのマルチフィンガー電極構成の場合、フィンガー１３６の端部は本質的に平坦な接触面１３５を形成するため、フィンガー１３６のほとんどまたは全てが対象者の頭皮と接触するためには、電極が対象者の頭部に対して垂直であることが重要である。

【0020】

センサアセンブリ（例えば、電極アセンブリ）の実施形態は、センサ（例えば、電極）とユーザの頭部との一定した接触を可能にするために、配向の多軸調整機能を有し、それによって異なる頭部形状及び頭部上の電極の様々な配置位置を補償する。いくつかの実施形態では、センサアセンブリのシェルは、対象者の頭部に垂直なＺ軸に対する角度傾斜及びＺ軸に垂直なＹ軸の周りの回転などの多方向の回転用に構成される。センサは、弾性要素によってシェルの内端に取り付けられたスリーブに取り外し可能に挿入され、それによってＺ軸に沿ったセンサの移動も可能になる。実施形態はまた、ユーザが片手または片腕しか使用できない場合でも、電極を簡単に交換することを可能にする。フィンガー１３６などのＥＥＧ電極は、時間の経過とともに磨耗する可能性がある銀／塩化銀（Ａｇ／Ａｇ－Ｃｌ）で作られることが多く、したがって定期的に交換する必要がある。

【0021】

図３Ａ～図３Ｃは、図１Ａの電極アセンブリ１３０に対応する電極アセンブリ３００の側面等角図である。いくつかの実施形態では、電極アセンブリ３００は、電磁センサまたは光センサなど、脳信号検知用に他のタイプのセンサを含むアセンブリであってもよい。図３Ａは、電極３３０が電極アセンブリ３００のその他の部分に挿入される前の分解図である。図３Ｂは、電極アセンブリ３００上のアクセサリノブ３５０を示す。図３Ｃは、電極３３０が挿入された電極アセンブリ３００を示す。電極アセンブリ３００は、シェル３１０、電極３３０、及びオプションのアクセサリノブ３５０を含む。電極３３０は、シェル３１０に嵌合するスリーブ３２０に挿入可能であり、銀／塩化銀フィンガー３３６が劣化したときなどに、電極３３０の交換を可能にする。言い換えれば、電極３３０は、シェル３１０の内側にあるスリーブ３２０によって受け入れられる。シェル３１０のノブ３１２は、シェル３１０の軸方向に沿って延びるＺ軸３９０を中心とする電極３３０の回転を可能にする。アクセサリノブ３５０は、手先が器用ではないユーザのために、ノブ３１２よりも大きい直径を有し、矢印３９２によって示される、Ｚ軸３９０を中心とする電極３３０の回転を容易にするために、ノブ３１２上に設置されてもよい。図３Ａには、電極３３０をＥＥＧヘッドセットに電気的に接続するためのワイヤ３７０も示されている。

【0022】

図４Ａ及び図４Ｂは、実施形態による、電極アセンブリなどのセンサアセンブリの多方向調整機能についてのさらなる詳細を提供する垂直断面図である。シェル３１０は、ノブ３１２、壁３１４、及び壁３１４の外面３１５の両側から突出するタブ３１６を含む。スリーブ３２０はシェル３１０の内側にあり、弾性要素３２５によってシェル３１０の内端３１８に取り付けられている。弾性要素３２５は、例えば、Ｚ軸３９０に沿ったシェル３１０内でのスリーブ３２０の直線運動、及びＺ軸３９０に関する角運動を可能にするバネ、可撓性ポリマー（例えば、発泡体またはゴムなどのエラストマー）、または他の材料であってもよい。Ｚ軸３９０は、タブ３１６を通るＹ軸３１７に対して垂直であり、したがって、ＥＥＧヘッドセット全体に取り付けられたときに、ヘッドセットアーム（図示せず）に対しても垂直である。電極３３０は、スリーブ３２０に取り外し可能に挿入可能であり、挿入後にスリーブ３２０にロックすることができる。スリーブ３２０は、スリーブ３２０の外側とシェル３１０の内側との間にクリアランス３２８を有し、図４Ｂに示すように、スリーブ３２０がＺ軸３９０に対して角のある状態で傾斜することを可能にする。

【0023】

図４Ｂは、電極３３０が対象者の頭部３９５と適切に接触できるように、その向きを調整する電極３３０の機能を示す。図４Ｂにおいて、電極３３０は電極アセンブリ３００に装填され、電極３３０は対象者の頭部３９５の表面３９６上に配置される。クリアランス３２８（図４Ａ）により、表面３９６の曲率に対応するように、スリーブ３２０及び電極３３０の中心軸３３８がシェル３１０のＺ軸３９０に対して角度３３９で傾斜することが可能になる。理想的には、電極３３０の中心軸３３８を、ユーザの頭部３９５の表面３９６に対して垂直にして、表面３９６とフィンガー３３６によって形成される接触面３３５との間の接触を最適化する。角度傾斜（角度３３９）は、ユニバーサルボールジョイントと同様である、Ｚ軸３９０の周りの全方向性（すなわち、３６０°の球面運動）にすることができ、それによって電極３３０の向きの多用途性を可能にする。いくつかの実施形態では、ボールジョイント、ワイヤ、または他の取り付け機構（例えば、図４Ｃのプランジャ３２６）が弾性要素３２５と共に含まれて、スリーブ３２０のシェル３１０への結合に機械的冗長性が提供され、それと同時に角度調整機能も可能になり得る。

【0024】

クリアランス３２８は、Ｚ軸３９０に対するスリーブ３２０の例えば、±２０°、±１０°、または±５°など、最大２０°の角度傾斜３３９を許容するように設計される。電極アセンブリ３００内でのスリーブ３２０の「浮遊」は、人の頭部に沿った曲率の変化、または個人ごとの曲率の変化に対応するには十分であるが、人の頭部上の電極の確実な位置決めを維持するには十分小さい。これらの角度を達成するためのクリアランスの量は、スリーブ３２０の外径、シェル３１０の内径、及びスリーブ３２０を保持するシェルのキャビティの長さに依存する。例えば、より大きなサイズのコンポーネントの場合、またはスリーブの奥深くに取り付けられた電極の場合、同じ量の角度傾斜を達成するには、より多くのクリアランスが必要になり得る。いくつかの実施形態では、クリアランス３２８は、例えば、１．０ｍｍ～５．０ｍｍ、または２．０ｍｍ～４．０ｍｍ、または０．５ｍｍ～１．５ｍｍ、または１．０ｍｍまでなど、最大５．０ｍｍまでであり得る。いくつかの実施形態では、ヘッドセット内の異なる電極アセンブリは、異なる角度傾斜範囲で設計され得る。例えば、人の頭は、多くの場合、側面よりも前後方向の曲率が大きい。したがって、ＥＥＧヘッドセットのいくつかの実施形態は、側方アーム（例えば、アーム１１０ａ及び１１０ｂ）上の電極よりも、前方及び後方のアーム（例えば、図１Ａのアーム１１０ｃ及び１１０ｄ）上で、より大きな量の角度調整機能を有する電極アセンブリを用いて構成され得る。電極３３０は、同じタイプの電極３３０がいずれの電極アセンブリにも適合するように、汎用的なサイズの電極とすることができる。

【0025】

Ｚ軸に対して傾斜可能であることに加えて、電極３３０のさらなる多軸調整がタブ３１６によって提供される。図４Ｂにおいて、タブ３１６は、シェル３１０の壁３１４に対してＹ軸３１７を中心に回転可能であり、これにより、電極アセンブリ３００全体が、矢印３９１で示されるようにＹ軸３１７を中心に旋回することが可能になる。さらに、電極３３０は、弾性要素３２５により、矢印３９１で示すように、その中心軸３３８に沿って直線的に移動可能である。例えば、図４Ｂは、弾性要素３２５が、図４Ａと比較して圧縮され、その結果、電極３３０及びスリーブ３２０が、図４Ａと比較して、さらにシェル３１０内に引き込まれることを示す。Ｚ軸３９０及びＹ軸３１７の周りの角度調整に加えて、シェル３１０の内外に伸展するこの電極３３０の機能により、電極３３０の接触面３３５と、患者の頭部３９５の表面３９６との適切な接触が、ユーザによるきめ細かい調整を必要とせずに、独自に促進される。いくつかの実施形態では、電極アセンブリ３００は自動調整式である。すなわち、電極アセンブリ３００内の電極３３０は、電極アセンブリ３００内でのスリーブ３２０の「浮遊」と、タブ３１６を介して枢動する電極アセンブリ３００の機能とのため、その配向を対象者の頭部の曲率に自ずから適合させる。いくつかの実施形態では、フィンガー３３６が対象者の髪を確実に通り抜けるのを助けるために、対象者は、片手を使用して電極アセンブリ３００を調整することができる。しかしながら、電極アセンブリ３００は、配向調整において複数の自由度を備えて有利に設計されているため、工具やユーザの両手は必要ない。さらに、Ｚ軸３９０を中心としたノブ３１２の回転により、フィンガー３３６が毛髪を通り抜けるのを助けるために、またはより良い位置調整機能を提供するためになど、中心軸３３８を中心に片手でフィンガー３３６を回転させることが可能になる。

【0026】

図４Ｃは、２つの位置／配向における電極アセンブリ３０１の別の実施形態を示す。この実施形態では、電極アセンブリ３０１は、弾性要素３２５（この実施形態ではコイルバネとして示される）の内側に配置され、弾性要素３２５と平行に配置されたプランジャ３２６を含む。プランジャ３２６は、弾性要素３２５に加えて、スリーブ３２０をノブ３１２に結合し、その結果、電極３３０をノブ３１２に結合する。状態（Ｉ）は、シェル３１０のＺ軸３９０に沿って垂直に整列し、シェル３１０から軸方向下方に延びるスリーブ３２０及び電極３３０を示す。状態（ＩＩ）は、Ｚ軸３９０に対して角度３３９で傾斜したスリーブ３２０及び電極３３０を示し、スリーブ３２０及び電極３３０は矢印３６０で示すようにシェル３１０内に引き込まれている。状態（ＩＩ）の傾斜角３３９は、対象者の頭の曲率を調整する電極アセンブリ３０１の機能を示す。矢印３６０に従ってシェル３１０の内外に伸縮することは、電極３３０までの対象者の頭部の距離を調整する電極アセンブリ３０１の機能を実証しており、対象者の頭部は、この図の状態（Ｉ）と比較して、状態（ＩＩ）においては、より電極３３０に近い。

【0027】

図４Ｄ及び図４Ｅは、図４Ｃと同様であるが、代替の弾性要素３２５を備えた実施形態の断面図である。図４Ｄの電極アセンブリ３０２において、弾性要素３２５は、壁内に開いたスロットを有する円筒の形態のエラストマー（例えば、ポリウレタン、シリコーンなど）で作られる。弾性要素３２５は、図４Ｃのコイルバネ弾性要素３２５と同様に、スリーブ３２０をノブ３１２に結合し、その結果、電極３３０をノブ３１２に結合する。図４Ｄの状態（Ｉ）は、スリーブ３２０及び電極３３０がＺ軸３９０に沿って垂直に整列し、シェル３１０から軸方向下方に延びている状態である。状態（ＩＩ）は、Ｚ軸３９０に対して角度３３９で傾斜したスリーブ３２０及び電極３３０を示し、スリーブ３２０及び電極３３０は矢印３６０で示すようにシェル３１０内に引き込まれている。図４Ｄの状態（ＩＩ）に見ることができるように、弾性要素３２５のスロットは、弾性要素３２５の圧縮により、状態（Ｉ）と比較して短縮される。図４Ｅは、図４Ｄの状態（ＩＩ）と同様の状態であるが、さらに別の弾性要素３２５の実施形態を備えた電極アセンブリ３０３を示す。弾性要素３２５は、圧縮されたときに外側に膨らむ中実の壁を備えた円筒として構成されている。

【0028】

図５Ａ及び図５Ｂは、いくつかの実施形態による、電極アセンブリへの電極のロック可能な挿入を示す。図５Ａは、電極アセンブリ５００に挿入されている電極５３０の底面等角図であり、図５Ｂは、電極５３０の側面等角図である。電極５３０は、電極アセンブリ５００に挿入されるシャフト５３４の端部から延びた突出部５３２を有する。シャフトは、本実施形態では円筒体である。この実施形態では、電極５３０は２つの突出部５３２を有するが、１つのみの突出部、または２つ以上の突出部など、他の数の突出部も可能である。突出部５３２はスリーブ５２０の戻り止め５２２に嵌り、電極５３０のシャフト５３４がスリーブ５２０に完全に挿入されるとき、ユーザは電極５３０を回転させて、戻り止め５２２がスリーブの内面の溝５２４に固定されるようにする。したがって、ＥＥＧ電極５３０は、回転ロック機構でスリーブ５２０に取り外し可能に挿入され、ＥＥＧ電極５３０は、スリーブの内部の凹部（溝５２４）と嵌合する突出部５３２を備えた円筒体を有する。シャフト５３４のスリーブ５２０内へのスライド及び回転ロック動作は、片手で容易に操作できる。例えば、ユーザは、ヘッドセットを膝の上に置き、片手で電極を電極アセンブリ５００に挿入し、電極５３０をスリーブ５２０に挿入して回転させることができる。様々な実施形態において、電極５３０は、電極を所定の位置に固定するために、４分の１回転（約９０°）、または半回転（約１８０°）、または４分の１回転もしくは半回転よりも大きいかもしくは小さい他の大きさの回転など、部分的な回転を伴い得る。上述したように、電極アセンブリ５００内でのスリーブ５２０の浮遊は、角度調整を可能にするのに十分な動きを提供するが、安定であるように十分に制限されている。したがって、ユーザがヘッドセットに電極を挿入するための回転ロック動作は片手で行うことができる。電極の取り外しも同様に片手で行うことができる。

【0029】

他の実施形態では、図５Ａ～図５Ｂに示されるもの以外の回転ロック構成が使用可能である。例えば、長方形の突出部５３２及び戻り止め５２２は、バヨネットマウントまたは他のタイプの４分の１回転締結機構と置き換えることができる。さらなる実施形態では、片手で電極５３０を電極アセンブリ５００に挿入すること、及び電極アセンブリ５００から取り外すことを可能にする非回転機構が使用され得る。例えば、回転ロック機構の代わりに、スリーブ５２０は、戻り止め５２２をスリーブにロックし、ボタンが押されると戻り止めを解放するバネ仕掛けのボタンを含んでもよい。別の例では、スリーブ５２０は、電極のリップまたは他の幾何学的特徴に固定されるヒンジ付きラッチを含んでもよい。

【0030】

図５Ｂは、電極５３０がシャフト５３４の上面に電気トレース５７２を有することを示す。この実施形態では、電気トレース５７２は、フィンガー５３６の同心リング配置に対応する同心円である。電極５３０がスリーブ５２０に挿入されるとき、トレース５７２はシェル内部の端面でポゴピン５７４に接触する。ポゴピン５７４は、トレース５７２との確実な接触を保証するために、バネ仕掛けにすることができる。複数のポゴピン５７４が直線配列に配置され、１つのポゴピン５７４が電気トレース５７２の各リングに対応する。つまり、ポゴピン５７４は、電気トレース５７２と同じ距離だけ間隔を空けて配置されている。電気トレース５７２が同心円状に配置されているため、ポゴピン５７４は、電極５３０がスリーブ５２０に挿入されるときの電極５３０の回転方向に関係なく、常に電気トレース５７２と接触することになる。ポゴピン５７４は、ワイヤ３７０（図３Ａ）と電気的に接続されており、そしてワイヤ３７０がヘッドセットに接続される。ポゴピンではなく、ソケット型コネクタなど、電極とスリーブとの間の他のタイプの接続も可能である。他のタイプのセンサの実施形態では、図５Ｂの電気接続は、使用されている特定のタイプのセンサ（例えば、光電子式、電磁式）に合わせて構成することができる。

【0031】

図６は、図２Ａのパッド１４０ｃ、１４０ｄ、及び１４０ｅに対応し得る圧縮性パッド６４０が、電極アセンブリと併せて使用され得る実施形態を示す。パッド６４０は、対象者の皮膚との電極の適切な接触を引き続き確保しながら快適さを提供するように設計されている。図６は、電極６３０を取り囲み、対象者の頭部６９５に面するパッド６４０を有した電極６３０の簡略化された垂直断面図である。電極６３０は、電極６３０が結合された弾性要素６２５（図４Ａ～図４Ｅの弾性要素３２５を表すように概略的に図示されている）による第１のバネ力Ｆ１で対象者の頭部６９５に押し付けられる。パッド６４０は、パッド６４０の材料に起因する第２のバネ力Ｆ２を有する。例えば、パッド６４０の材料（例えば発泡体）のデュロメータが、所望のバネ力Ｆ２を与えるように選択される。さらなる実施形態では、材料のデュロメータ及び／または発泡体のセル構造の密度など、その材料の構造は、目標バネ力Ｆ２を達成するように設計され得る。パッド６４０の材料は、例えば、ポリクロロプレン、ポリウレタン、シリコーン、ポリエチレン、またはゴムなどの生体適合性の連続気泡発泡体または独立気泡発泡体であってもよい。いくつかの実施形態では、パッド６４０は、洗浄を容易にするためにセルフスキニング材料で作られてもよい。

【0032】

パッド６４０及び電極６３０は、ユーザに最適な安定性、接触性、及び快適性を提供するために協働するように独自に設計されている。パッド６４０と電極６３０との組み合わせにより、対象者が感じる圧力が分散される。具体的には、パッド６４０のバネ力Ｆ２は、電極６３０が適切に接触するのに十分なほど電極アセンブリの内外に伸縮できるように、弾性要素３２５のバネ力Ｆ１よりも小さくなるように構成されるが、パッド６４０は、その力の一部を軽減してユーザの快適性を向上させる。すなわち、パッド６４０は、頭部に対する電極の圧力よりも大きい圧力をもたらして、パッドが電極からある程度の圧力を取り除く。パッド６４０は、ユーザの頭部に対する電極の力を維持するが、その重さを分散させて快適性を向上させる。図２Ａに示すように、電極の周りに長方形の外周部を形成する広いバンドなどのパッドの全表面積は、ユーザの頭部上での電極及びヘッドセットの安定性をも提供し得る。

【0033】

図７Ａ～図７Ｄは、電極アセンブリが物理的に取り付けられ、ＥＥＧヘッドセットに電気的に配線される方法を示す。図７Ａは、電極アセンブリ７３０がアーム７１０のレール７１６内に取り付けられたＥＥＧヘッドセット７００の底面等角図であり、図７Ｂは、その上面等角図である。具体的には、電極アセンブリ７３０のタブ７３６は、レール７１６の長さに沿って延びる溝７１７内にスライド可能に設置される。レール７１６の溝７１７内への電極アセンブリ７３０の設置は、図７Ｂの断面Ａ－Ａに沿った図７Ｃの断面図に、より詳細に示されている。したがって、電極アセンブリ７３０は、矢印７６４で示されるように、アーム７１０に沿って、長さ方向にスライドして、電極アセンブリ７３０を必要に応じて患者の頭部に配置することができる。電極アセンブリをヘッドセットに結合するための他の実施形態も可能である。例えば、各タブ７３６は、溝に挿入されるのではなく、レール７１６上に取り付けられ、レール７１６に沿ってスライドするバンドまたはクリップに結合され得る。

【0034】

所望の脳信号を取得するために、最初に患者の頭部に電極アセンブリ７３０を配置することは、医療専門家（例えば、理学療法士または医師）によって行われ得る。電極アセンブリ７３０の適切な位置が決定されると、電極アセンブリ７３０とレール７１６との間の摩擦嵌合の結果として、及び／または止めネジ、クランプ、バネ仕掛けの係合機構、またはレールに沿ったノッチ（例えば、ラチェット型トラック）などの押し込み式のロック機構によって、電極アセンブリ７３０を所定の位置に固定することができる。ヘッドセットは、電極が標的部位に一定して繰り返し接触できるように設計されているので、医療従事者が最初に電極位置を設定した後、ユーザは支援を必要とせずに自分でヘッドセットを装着することができる。いくつかの実施形態では、ヘッドセットは、本開示の譲受人に所有されている米国特許公開第２０１７０１４３２２８号「ＥＥＧＨｅａｄｓｅｔｓｗｉｔｈＰｒｅｃｉｓｅａｎｄＣｏｎｓｉｓｔｅｎｔＥｌｅｃｔｒｏｄｅＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ」に記載されているように、対象者の鼻根点及び／またはイニオンと係合するための特徴など、対象者の頭部への反復可能な配置をさらに良くするための位置合わせ特徴を含むこともできる。

【0035】

図７Ａ～図７Ｄには、電極アセンブリ７３０からハウジング７２０までの電線７７０の配線も示されている。図７Ａ～図７Ｂにおいて、電極アセンブリからの配線７７０（図３Ａのワイヤ３７０に対応する）は、レール７１６内を走り、図８及び図９Ａ～図９Ｂにも関連して説明するように、ハウジング７２０に接続する。レール７１６内の配線７７０は、ヘッドセットアームに沿った電極アセンブリの再配置を考慮して、たるみ（余分な長さ）を含むことができる。図７Ｃにおいて、電極アセンブリ７３０内の内部電気配線７７２は、スリーブ７２２から電極アセンブリ７３０のタブ７３６の１つを通って延び、配線７７０に接続される。具体的には、内部電気配線７７２は、ポゴピン７７４から始まり、スリーブ７２２の上部を通って壁７１４に入り、タブ７３６を通って延びる。配線７７０及び内部電気配線７７２は、電極７３３が取り外し可能であり、電極アセンブリ７３０がヘッドセット内で位置変更可能でありかつ向きが調整可能であるにもかかわらず、電極７３３のヘッドセット全体への電気接続を可能にする。

【0036】

図７Ｄは、電極アセンブリ７３１及びその配線７７０の別の実施形態を示す。図７Ｄにおいて、配線７７０はタブ７３６を通って延び、スリーブ７２２内の内部配線に接続する。図７Ｄでは内部配線の図示を明確にするために省略しているが、図７Ｃの内部電気配線７７２と同様に構成することができる。電極アセンブリ７３１は、弾性要素７２５の内部に弾性要素７２５と平行にプランジャ７１３を含む。弾性要素７２５は、この実施形態ではコイルバネとして示されているが、図４Ｃ～図４Ｄで説明したようなエラストマー片などの他の形態をとることもできる。プランジャ７１３は、例えば、複数の個別のポストまたは中空の円筒であってもよい。状態（Ｉ）と比較して状態（ＩＩ）に示すように、スリーブ７２２及び電極７３３がシェル７１０内に引っ込められるとき（矢印７６０）、プランジャ７１３はノブ７１２の内部スロット７１２’内に滑り込む。電極アセンブリ７３１において、シェル７１０の壁７１４の外形は、この実施形態では球形であり、タブ７３６（及びしたがってヘッドセット全体のアーム）内で全方向回転を提供するボールジョイントとして機能する。タブ７３６は、壁７１４の球形を受け入れる内側曲率を有する。すなわち、タブ７３６は、シェルの外面の両側から突出しており、シェル７１０の外面は、タブ７３６内で多方向の回転を提供するために球形である。状態（ＩＩＩ）は、タブ７３６に垂直なＺ軸７９０に対して傾斜角７３９を有する電極アセンブリ７３１を示す。したがって、Ｚ軸７９０は、ＥＥＧヘッドセット全体に取り付けられたときに、ヘッドセットアーム（この図には示されていない）に対して垂直になる。この実施形態では、タブ７３６を除く電極アセンブリ７３１全体が回転し、タブ７３６はヘッドセットのレール内で静止したままである。壁７１５の貫通孔７１５は、タブ７３６を通る配線７７０を妨げる（すなわち、挟み込んだり引っかかったり）ことなく、電極アセンブリ７３１が回転できるようにするのに十分な大きさである。

【0037】

図８は、いくつかの実施形態による、ヘッドセット８００のモジュール式構造を示す分解図である。ハウジング８２０は、ヘッドセット８００の電極用の電子回路（または、ヘッドセットで使用されるセンサのタイプに必要な他の動作回路及びエネルギー源）を含み、アーム８１０ａ～８１０ｄとは別個のコンポーネントであるため、有利には、異なるタイプのアームをハウジング８２０と共に使用できるようになる。すなわち、アーム８１０ａ～８１０ｄはハウジング８２０から取り外し可能であり、異なるタイプのアームと交換することができる。図示の実施形態では、アーム８１０ａ及び８１０ｂは、第１のヘッドバンド８１１を形成する一部品で作られている。アーム８１０ｃ及び８１０ｄは別の部品から作られ、ハウジング８２０に取り付けられたときにヘッドバンド８１１と交差する第２のヘッドバンド８１２を形成する。他の実施形態では、各アームは、個別の部品であってもよく、例えば、アーム８１０ａが一体の部品であり、アーム８１０ｂが別個の部品であり、それぞれがハウジング８２０に個別に取り付け可能である。例えば、ユーザ（例えば、臨床医または患者）は、特定の状況では、アーム８１０ａ～８１０ｂのみを利用すること、または別の状況では、アーム８１０ｃ～８１０ｄと共にアーム８１０ａ～８１０ｂを両方利用すること、またはさらなる状況では、３つのアーム８１０ａ、８１０ｂ、及び８１０ｃを利用することを選択することができる。アーム８１０ａ～８１０ｄ（及びヘッドバンド８１１、８１２）は、アームが人の頭部に置かれている間は互いに離れて曲がることができるが、ヘッドセット８００が完全に装着されたときに、人の頭部に向かって元に戻ろうと跳ね返ることもできるように、柔軟で弾性のある材料で作られている。他の実施形態では、バネ仕掛けのヒンジまたは他の機構など、人の頭部に向かって跳ね返りをもたらす追加の要素をヘッドセットアームに含めることができる。図８には、片手が使えるユーザによって交換可能な電極８３３と、電極アセンブリ８３０を回転させる際に、手先が器用ではないユーザを支援するアクセサリノブ８５０とが示されている。

【0038】

図８の実施形態では、アーム８１０ａ～８１０ｂは、アーム８１０ｃ～８１０ｄに対して垂直であるように示されており、ハウジング８２０は、その直交配置に対応する正方形の形状を有する。例えば、アーム８１０ａ～８１０ｂは、患者の横方向に向けられ、ハウジング８２０の第１の側縁及び第２の側縁から延在し、アーム８１０ｃ～８１０ｄは、前後方向にある。他の実施形態では、アームは、頭部の周囲で他の角度に向けられてもよく、ハウジングはそれに応じて構成される。例えば、ハウジング８２０は、図８に示すように４つのアームの代わりに、６つのアームがハウジングから延びる六角形の形状を有してもよい。他の実施形態では、ハウジングの形状は、円形など、アームの配置とは独立していてもよい。

【0039】

アーム８１０ａ～８１０ｄは、ハウジング８２０の電極８３２が、例えばヘッドバンド８１２の開口部８１４を通して対象者の頭部にアクセスできるようにしながら、ハウジング８２０の底面に結合される。アーム８１０ａ～８１０ｄは、スナップフィット、ラッチ、クイックリリース機構、または片方の腕及び手で行うことができる他の締結要素などの機構を用いて、ハウジング８２０の底面に取り外し可能に取り付けられる。例えば、ヘッドバンド８１１のコネクタ８６０は、ハウジング８２０の底面の対応する凹部（図示せず）に嵌合するタブとして示されている。コネクタ８６０は、図７Ａ～図７Ｃの配線７７０と接続する配線及び／または電気接点を有することによって、アーム８１０ａ～８１０ｂに取り付けられた電極アセンブリを、ハウジング８２０内の電子回路に電気的に結合するように構成することもできる。ヘッドバンド８１２は、ヘッドバンド８１１の凹部領域８１８に嵌合するブリッジ領域８１５を有する。いくつかの実施形態では、凹部領域８１８は、ヘッドバンド８１２が凹部領域８１８内でスライドして対象者の頭部上のヘッドバンド８１２の位置を調整できるように、ガイドレールとして機能することができる。例えば、ヘッドバンド８１２は、図１Ｂの矢印１６２で示すように、前後にスライドすることができる。

【0040】

図８には、アーム８１０ｂの遠位プレート８２２内に滑り込むアーム８１０ｂの一部の穴８１６が示されている。穴８１６は、アーム８１０ｂの所望の長さを設定するための実施形態を示しており、穴８１６は、遠位プレート８２２の嵌合機構と係合する。例えば、遠位部８２２は、アーム８１０ｂが遠位プレート８２２の内外に伸縮するときに、穴８１６に収容できるバネ仕掛けのボールを含んでもよい。

【0041】

図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれヘッドセット９０１及び９０２の分解図であり、モジュール式コンポーネントの電気接続のさらなる実施形態を示す。図９Ａ及び図９Ｂと同じ参照番号を有する図８のコンポーネントの説明は、ヘッドセット９０１及び９０２に適用されるものとする。図９Ａにおいて、ヘッドバンド８１２は、アーム８１０ｃの側面（すなわち、図７Ｃのレール７１６）に沿って、ブリッジ領域８１５を通って、リボンケーブルコネクタなどのコネクタ９６０に至る内部配線９７０を有する。配線９７０は、シールド要件に応じて、ブリッジ領域８１５の中空内部を通り抜けるケーブル配線またはリボンケーブルであってもよい。一実施形態では、コネクタ９６０は介在するヘッドバンド８１１に差し込まれ、そこでヘッドバンド８１１は次にハウジング８２０と電気的に接続される。別の実施形態では、ヘッドバンド８１１は、コネクタ９６０がハウジング８２０の電子モジュールに直接差し込まれるように、コネクタ９６０がヘッドバンド８１１を通過できるようにする開口部（この図では見えない）を有してもよい。コネクタ９６０は、この実施形態では開口部８１４の縁に配置されているが、構成に応じて、ヘッドバンド８１１またはハウジング８２０に接続可能である限り、ブリッジ８１５の他の所に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、配線９７０（例えば、リボンケーブル）は、ヘッドバンド８１２がヘッドバンド８１１及びハウジング８２０に対して交差してスライドするなど、ヘッドバンド８１２の前方／後方調整機能に対応するために、張力緩和及び余分な内部長／たるみを含んでもよい。

【0042】

図９Ｂのヘッドセット９０２は、ヘッドセット９０１と同様の内部配線９７０（図９Ｂには図示せず）を有するが、ヘッドセット９０２は、コネクタ９６０の代わりに、ブリッジ８１５の表面上に配置された接触パッド９７２を有する。接触パッド９７２は、この実施形態では、開口部８１４の縁に配置されているが、必要に応じてヘッドバンド８１１またはハウジング８２０に接続可能である限り、ブリッジ８１５上の他の所に配置されてもよい。ハウジング８２０またはヘッドバンド８１１上の対応する接続領域は、例えば、接触パッド９７２と接触するポゴ／バネ仕掛けのピンを用いて構成され得る。接触パッド９７２は、嵌合するポゴピンと同様の直径を有する円などの点接触用に構成されてもよく、あるいは接触パッド９７２は、図９Ｂに示すように細長くてもよい。図９Ｂの接触パッド９７２の長方形の形状により、ヘッドバンド８１２がヘッドバンド８１１及びハウジング８２０に対して前方または後方にスライドするときに電気接触を維持することが可能になる。

【0043】

図１０Ａ～図１０Ｄは、取り外し可能なアームを備えたハウジングのモジュール式構造のために可能である、様々なヘッドセット構成を示す。図１０Ａは、ハウジング１０２０に取り外し可能に取り付けられた３つのアーム１０１０ａ、１０１０ｂ、及び１０１０ｃを備えた実施形態を示す。第１のアーム１０１０ａは電極アセンブリ１０３０ａを有し、第２のアーム１０１０ｂは電極アセンブリ１０３０ｂを有する。第３のアーム１０１０ｃは電極アセンブリを持たないが、対象者の頭に設置したときにヘッドセットを安定させるのに役立つ働きをする。図１０Ｂは、ハウジング１０２０に取り外し可能に結合された４つのアーム１０１０ａ～１０１０ｄと、４つの電極アセンブリ１０３０ａ～１０３０ｄとを有する実施形態を示す。アーム１０１０ｃの開口部の長さＬ２は、例えば、頭が大きい人、または他の人よりも額のさらに下に電極を配置する必要がある人などのために、図１０Ａのアーム１０１０ｃの開口部の長さＬ１よりも長い。図１０Ｂにはまた、他の実施形態（例えば図１０Ａ）のようにアームの長さに沿った中央ではなく、アーム１０１０ａ及び１０１０ｃの遠位に配置された電極アセンブリ１０３０ａ及び１０３０ｃが示されている。図１０Ｃは、交差したアーム（例えば、前後アーム）を使用せずに、横方向アーム１０１０ａ及び１０１０ｂのみが使用される実施形態を示す。図１０Ｄにおいて、前方から後方へのアーム１０１０ｃ及び１０１０ｄは、アーム用の開口部を有さず、対象者の頭部上でヘッドセットを安定させるのに役立つプレートのみを有する。要約すると、図１０Ａ～図１０Ｄは、電子機器を収容し、ヘッドセットアームから取り外し可能なハウジングのモジュール式設計で可能な、様々なアーム及び電極構成の例を示す。

【0044】

図８に戻ると、ヘッドセット８００は、ハウジング８２０上にグリップ要素８８０を含む。グリップ要素８８０は、この実施形態では、直線状の水平バーとして具体化される隆起特徴であるが、点または曲線形状などの他の幾何学的形状で構成されてもよく、または凹んだ特徴であってもよい。グリップ要素８８０は、この実施形態では、ハウジング８２０の側縁（患者の頭の側面に面する）上に示されている。いくつかの実施形態では、グリップ要素８８０は、前縁（対象者の額に面する）、後縁（対象者の後頭部に面する）、及び側縁のうちの１つ以上など、ハウジング８２０の複数の縁にあってもよい。グリップ要素８８０により、図１１に示すようにヘッドセットを片手で装着できるようになる。図１１では、人の手１１００がグリップ要素８８０を保持することによって、組み立てられたヘッドセット８００を持ち上げることができる。

【0045】

図１２は、本開示のヘッドセットのハウジング（例えば、図８のハウジング８２０または図１０Ａのハウジング１０２０）に含まれ得る電子機器１２００の概略図である。ハウジングは、様々な電子コンポーネントを含む電子モジュールとして機能する。図１２は、ＥＥＧ電極として具現化される。しかしながら、他の実施形態では、ハウジングは、１つ以上のエネルギー源と、電磁センサ、赤外線センサまたは近赤外線センサ、あるいは他の波長の光のためのセンサなど、他のタイプのセンサのための動作コンポーネントとを含むことができる。図示のように、電子機器１２００は、電極で記録された信号を増幅する増幅器回路１２２０と、増幅された検知アナログ信号をデジタル化するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器回路１２３０とを含む。電子機器１２００はまた、Ａ／Ｄ変換回路１２３０から受信したデータをパッケージ化し、そのパッケージ化されたデータを無線送信機回路１２５０またはモジュール（この例ではブルートゥース（登録商標）モジュール）に提供し、無線送信機回路を制御する、Ａ／Ｄ出力と無線送信機回路１２５０との間のグルーロジックを提供するコントローラ回路（図示のマイクロコントローラ１２４０）を含む。データのパッケージ化には、Ａ／Ｄ出力をデータ送信またはメッセージングプロトコルの形式に組み立てることが含まれ、これは上記の例ではブルートゥースプロトコルである。電子機器１２００はまた、バッテリ１２６０または他の電源、電圧レギュレータ１２７０、及びバッテリ充電レギュレータ１２８０を含む。図示のバッテリ１２６０などの電源は、送信機回路１２５０、マイクロコントローラ１２４０及び他の回路、ならびに図１２の左側に設けられた回路に必要である。バッテリの一例は携帯電話のバッテリであるが、他のバッテリ電源を適用できる場合もある。

【0046】

いくつかの実施形態では、初期増幅回路１２２０及びＡ／Ｄ変換回路１２３０には、ＥＥＧヘッドセットの電極１２１０が設けられ、具体的には、例えば図８の電極アセンブリ８３０であり得る、その電極アセンブリが設けられた回路基板上に設けられ得る。一実施形態では、ハウジング（例えば、図８のハウジング８２０）は、図１２の右側部分に示されるコンポーネントの全て、すなわち、マイクロコントローラ１２４０、バッテリ１２６０、送信モジュール（送信機回路１２５０）、及びレギュレータ回路（電圧レギュレータ１２７０及びバッテリ充電レギュレータ１２８０）を含む。あるいは、マイクロコントローラ１２４０には、電極アセンブリが設けられ得、マイクロコントローラ１２４０は、ハウジング内になくてもよい。図１２に示す実施形態では、デジタル化されたデータを１つのシリアルチャネル上に多重化するために、Ａ／Ｄ変換器１２３０の出力からシリアルペリフェラルインタフェース（ＳＰＩ）１２３４が提供されている。周知のように、バス接続には、例えばチップ選択機能を提供するために複数のラインが含まれる場合がある。言い換えれば、この実施形態では、相互接続は各チャネルに対して別個のワイヤを必要としない。さらに、Ａ／Ｄ変換回路１２３０は、別個の出力チャネルを提供しないマルチチャネルＡ／Ｄ変換器であってもよい。電子機器１２００に加えて、ハウジングの前面またはヘッドセットの他の所に設けられたライト（例えば、ユーザが鏡で見ることができるライト）と連動して、ユーザが作動させるためのオン／オフスイッチが設けられてもよく、これにより、ユーザは、ヘッドセットの電源がオンになっているかどうかを確認することが可能になる。

【0047】

様々な実施形態において、ハウジング内の電子コンポーネントには、１つ以上のバッテリ、マイクロプロセッサ（複数可）、１つ以上のタイプのメモリ装置、制御回路、トランシーバ、アンテナ、ジャイロスコープ、加速度計、酸素濃度測定回路、電極増幅器、様々な種類のコネクタ（例えば、ＵＳＢポート、電源ポート、オーディオ／ビデオ入力及び／または出力ポート、ネットワーク接続ポートなど）、ユーザインタフェース要素（例えば、グラフィックディスプレイ、タッチスクリーングラフィックディスプレイ、ユーザからの音声入力を受信するマイク、カメラ、オーディオスピーカ、表示灯、ボタン、キー、スイッチ、触覚フィードバック装置など）が含まれ得るが、これらに限定されない。１つ以上のバッテリにより、ＥＥＧヘッドセットが持ち運び可能になり、つまり、バッテリはＥＥＧヘッドセットの電極に電力を供給でき、アダプタまたは充電装置を介して再充電できる。いくつかの実施形態では、ＥＥＧヘッドセットのバッテリは誘導的に再充電することができる。

【0048】

脳検知ヘッドセット（例えば、ＥＥＧヘッドセット）は、トレーニングモード、動作モード（例えば、リハビリテーションセッション）、較正モード、通信モードなどでＥＥＧヘッドセットを動作させる処理及びコントローラ回路を含む。したがって、ＥＥＧヘッドセットには、１つ以上の中央処理装置、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリ、ならびにソフトウェアまたはファームウェアのプログラム及び定期的に更新され得る動作パラメータを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）及び／または様々な形式のプログラマブル読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）などの不揮発性メモリが含まれ得る。ソフトウェア及び／またはファームウェアプログラムに関して、ＥＥＧヘッドセットは、様々な処理機能を実行するために処理及び制御回路によって実行される実行可能なプログラム命令を含む、不揮発性メモリに格納される様々なプログラムを含み得る。不揮発性メモリは、ＥＥＧヘッドセットの動作中に使用される動作パラメータ設定または他の入力情報のための情報記憶領域も含み得る。設定及びその他の入力情報は、ユーザ（または臨床医）によって入力される場合もあれば、リモートシステムからＥＥＧヘッドセットに送信される場合もある。

【0049】

電極アセンブリの電極は、パッシブモードまたはアクティブモードで動作することができる。アクティブモードでの動作とは、一部の回路（通常は増幅器）が電極と同じ場所に配置され、その増幅回路に電力が供給されるため、ノイズの影響を受けにくい伝送ラインに信号が供給されることを意味する。検知された信号が増幅されるのが早ければ早いほど、ほとんどのノイズ源を打ち消す可能性のある低インピーダンス経路が生成される。アクティブモードでは、特に同側信号のような低強度の脳信号が取得され、使用される場合、ＢＣＩアプリケーションで動作増幅特性が重要になる可能性がある。パッシブモードでは、センサは伝送線を介して比較的弱い電気信号を送信する。システムがパッシブモードで動作し、ノイズがシステム動作に干渉しないように設計できる場合がある限り、そうすることがコスト上の理由から望ましい場合がある。パッシブ電極は、通常、アクティブ電極よりも製造または購入コストが低く（例えば、おそらく１０分の１のコスト）、パッシブ電極設計を使用すると、電極と同位置に設けられた電子機器が不要となるという点において、設計の柔軟性が向上する可能性がある。

【0050】

本明細書に開示される脳検知ヘッドセットの実施形態は、独自に設計されたセンサアセンブリの多方向調整機能により、対象者が、センサ（例えば、電極）を、対象者の頭皮と確実に接触させながら、目標位置に安定して配置することを有利に可能にする。必要に応じて、ヘッドセットの装着とセンサの交換とを、全て片手及び片腕で行うことができ、これは手足に障害があり使用が制限されている脳卒中患者にとって特に有益である。さらに、本開示の脳検知ヘッドセットはモジュール式であり、電子機器モジュールとして機能するハウジングと、センサの数及び位置をカスタマイズできる交換可能なアームとを有する。

【0051】

実施形態では、対象者の脳活動を記録するための装置は、対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアーム（例えば、図１Ａのアーム１１０ａ）を含み、第１のアームは、第１のアームの長さに沿った第１のレール対（例えば、図２Ａのレール１１６）を有する。第１のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部（例えば、図２Ａの開口部１１４）に隣接し、第１のレール対は、第１の開口部に面する内縁に沿った第１の溝（例えば、図７Ａの溝７１７）を有する。この装置は、配向の多方向調整機能を有する電極アセンブリ（例えば、図１Ａの電極アセンブリ１３０、図４Ａの電極アセンブリ３００）を含む。電極アセンブリは、シェルの外面の両側から突出するタブを備えたシェルであって（例えば、図４Ａのシェル３１０、タブ３１６）、タブがシェルに対して回転可能である、シェルと、シェルの内側のスリーブ（例えば、スリーブ３２０）であって、スリーブが、スリーブとシェルとの間に、シェル内でのスリーブの角度傾斜を可能にするクリアランス（例えば、クリアランス３２８）を有する、スリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素（例えば、弾性要素３２５）と、スリーブ内に取り外し可能に挿入され、ＥＥＧ電極の接触面が対象者の頭部に面する、脳波記録（ＥＥＧ）用電極（例えば、電極３３０）と、を含む。電極アセンブリは第１のアームに取り付けられ、タブは第１のレール対の溝にスライド可能に設置される。この装置はまた、対象者の頭部に面する底面を有するハウジング（例えば、図１Ａのハウジング１２０）であって、ハウジングが、電極アセンブリ用のエネルギー源及び電子回路を含み（例えば、図１２）、ハウジングと、ハウジングに取り外し可能に結合される第２のアーム（例えば、アーム１１０ｂ、１１０ｃ、または１１０ｄ）であって、第２のアームは対象者の頭部に沿って延びる、第２のアームと、を含む。第１のアームは、ハウジングに取り外し可能に結合され、対象者の頭部に沿って第２のアームとは異なる方向に延びる。

【0052】

いくつかの実施形態では、装置は、ハウジングに取り付けられた固定電極（例えば、図１Ａの電極１３２）を含む。いくつかの実施形態では、第２のアームは、第２のアームの第２の長さに沿った第２のレール対を有し、第２のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第２の開口部に隣接し、第２のレール対は、第２の開口部に面した内縁に沿った第２の溝を有し、装置はさらに複数の電極アセンブリを備え、複数の電極アセンブリのうちの１つの電極アセンブリが第２のアームに取り付けられ、タブが第２のレール対の第２の溝にスライド可能に設置される。いくつかの実施形態では、第２のアームは、第２のアームをハウジングの底面に取り外し可能に結合するコネクタ（例えば、コネクタ８６０、９６０）をさらに備え、コネクタは、第２のアームに取り付けられた１つの電極アセンブリをハウジング内の電子回路に電気的に結合する。いくつかの実施形態では、圧縮性パッド（例えば、パッド１４０ｃ、１４０ｄ）が、対象者の頭部に面する第２のアームの下面の第２の開口部を取り囲み、圧縮性パッドは電磁干渉（ＥＭＩ）シールドを備える。いくつかの実施形態では、第２のアームは、対象者の頭部に面する圧縮性パッド（例えば、パッド１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ）を有する。

【0053】

いくつかの実施形態では、弾性要素（例えば、弾性要素３２５、６２５）は、第１のバネ力を含み、装置は、第１のアームに取り付けられ、対象者の頭部に面する圧縮性パッド（例えば、パッド１４０ｃ、１４０ｄ、６４０）をさらに備え、圧縮性パッドは、第１のバネ力よりも小さい第２のバネ力を有する。いくつかの実施形態では、シェルは、対象者の頭部に対して垂直なＺ軸（例えば、図４ＡのＺ軸３９０）を有し、弾性要素により、Ｚ軸に沿ったＥＥＧ電極の移動が可能になり、シェル内のスリーブの角度傾斜（例えば、図４Ａの角度３３９）は、Ｚ軸に対するものであり、タブにより、ＥＥＧ電極はＺ軸に垂直なＹ軸を中心に回転できるようになる。いくつかの実施形態では、電極アセンブリは、スリーブからタブの１つまでの電気配線（例えば、図７Ｃの内部電気配線７７２）をさらに備える。いくつかの実施形態では、クリアランス（例えば、図４Ａのクリアランス３２８）により、最大２０°の角度傾斜が可能になる。いくつかの実施形態では、ＥＥＧ電極は、回転ロック機構でスリーブに取り外し可能に挿入され（例えば、図５Ａ～図５Ｂ）、ＥＥＧ電極は、スリーブ内部の凹部と嵌合する突出部を有する円筒体を備える。いくつかの実施形態では、ハウジングは、ハウジングの縁にグリップ要素（例えば、グリップ要素８８０）をさらに備え、その縁は、前縁、後縁、または側縁（例えば、第１の側縁または第２の側縁の側縁）のうちの少なくとも１つである。

【0054】

実施形態では、対象者の脳活動を記録するための装置は、複数の電極アセンブリ（例えば、図１Ａの電極アセンブリ１３０、図４Ａの電極アセンブリ３００）を含む。各電極アセンブリは、配向の多方向調整機能を有し、シェルの外面の両側から突出するタブを備えたシェルであって、タブがシェルに対して回転可能である、シェルと、シェルの内側のスリーブであって、スリーブが、スリーブとシェルとの間に、シェル内でのスリーブの角度傾斜を可能にするクリアランスを有する、スリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素と、スリーブ内に取り外し可能に挿入され、ＥＥＧ電極の接触面が対象者の頭部に面する、脳波記録（ＥＥＧ）用電極と、を含む。この装置はまた、底面、第１の側縁、及び第２の側縁を有するハウジング（例えば、図１Ａのハウジング１２０）を含み、ハウジングは、複数の電極アセンブリのためのエネルギー源及び電子回路を含む（例えば、図１２）。第１のアーム（例えば、図１Ａのアーム１１０ａまたは図１０Ａ～図１０Ｄのアーム１０１０ａ）は、ハウジングに取り外し可能に結合され、ハウジングの第１の側縁から対象者の頭部に沿って延びる形状であり、第１のアームは、第１のアームの第１の長さに沿った第１のレール対を有する。第１のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部に隣接し、第１のレール対は、第１の開口部に面する内縁に沿った第１の溝を有する。第２のアーム（例えば、図１Ａのアーム１１０ｂまたは図１０Ａ～図１０Ｄのアーム１０１０ｂ）は、ハウジングに取り外し可能に結合され、ハウジングの第２の側縁から対象者の頭部に沿って延びる形状である。第２のアームは、第２のアームの第２の長さに沿った第２のレール対を有し、第２のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第２の開口部に隣接する。第２のレール対は、第２の開口部に面する内縁に沿って第２の溝を有する。第３のアーム（例えば、図１Ａのアーム１１０ｃまたは１１０ｄ、あるいは図１０Ａ～図１０Ｄのアーム１０１０ｃまたは１０１０ｄ）は、ハウジングに取り外し可能に結合されており、第３のアームは、対象者の頭部に沿って前後方向に延びている。複数の電極アセンブリのうちの第１の電極アセンブリは、第１のアームの第１の開口部に取り付けられ、第１の電極アセンブリのタブは、第１の開口部の第１の溝にスライド可能に設置される。複数の電極アセンブリのうちの第２の電極アセンブリは、第２のアームの第２の開口部に取り付けられ、第２の電極アセンブリのタブは、第２の開口部の第２の溝にスライド可能に設置される。

【0055】

いくつかの実施形態では、第３のアームは、第３のアームの第３の長さに沿った第３のレール対を有し、第３のレール対は、対象者の頭部へのアクセスを可能にする第３の開口部に隣接し、第３のレール対は、第３の開口部に面する内縁に沿った第３の溝を有する。複数の電極アセンブリのうちの第３の電極アセンブリは、第３のアームに取り付けられ、第３の電極アセンブリのタブが第３の開口部の第３の溝にスライド可能に設置される。いくつかの実施形態では、第３のアームは、第３のアームをハウジングの底面に取り外し可能に結合するコネクタをさらに備え、コネクタは、第３の電極アセンブリをハウジング内の電子回路に電気的に結合する。いくつかの実施形態では、装置はさらに、対象者の頭部に面して、第３のアームの下面の第３の開口部を取り囲む圧縮性パッドを含み、圧縮性パッドは電磁干渉（ＥＭＩ）シールドを備える。

【0056】

いくつかの実施形態では、第３のアームは、対象者の頭部に面する圧縮性パッドを有する。いくつかの実施形態では、弾性要素は第１のバネ力を備え、第１のアーム及び第２のアームはそれぞれ、対象者の頭部に面する圧縮性パッドを備え、圧縮性パッドは、第１のバネ力よりも小さい第２のバネ力を有する。

【0057】

いくつかの実施形態では、対象者の脳活動を記録する装置は、対象者の頭部に沿って延びる形状に作られた第１のアームを含み、第１のアームは対象者の頭部へのアクセスを可能にする第１の開口部を有する。装置のセンサアセンブリは、配向の多方向調整機能を有する。センサアセンブリは、多方向に回転できるように構成されたシェルと、シェルの内部のスリーブと、スリーブの第１の端部をシェルの内端に取り付ける弾性要素と、スリーブに取り外し可能に挿入されるセンサであって、センサの接触面が対象者の頭部に面する、センサと、を含む。この装置はまた、センサアセンブリ用のエネルギー源及び動作コンポーネントを含むハウジングを含む。

【0058】

いくつかの実施形態では、装置は、ハウジングに取り外し可能に結合された第２のアームを含むことができ、第２のアームは対象者の頭部に沿って延び、第１のアームはハウジングに取り外し可能に結合され、対象者の頭部に沿って第２のアームとは異なる方向に延びる。いくつかの実施形態では、センサは脳波記録（ＥＥＧ）用電極である。いくつかの実施形態では、センサは、近赤外線センサなどの光センサである。

【0059】

いくつかの実施形態では、シェルは、シェルの外面の両側から突出するタブを有し、シェルの外面は、タブ内で多方向の回転を提供するために球形である。いくつかの実施形態では、第１のアームは、第１のアームの第１の長さに沿った第１のレール対を有し、第１のレール対は、第１の開口部に隣接していて、第１の開口部に面する内縁に沿った溝を有しており、シェルは、シェルの外面の両側から突出するタブを有しており、タブはシェルに対して回転可能であり、スリーブは、シェル内でスリーブが角度傾斜を可能にするように、スリーブとシェルとの間にクリアランスを有しており、センサアセンブリは、第１のアームに取り付けられ、タブが第１のレール対の溝にスライド可能に設置される。

【0060】

いくつかの実施形態では、弾性要素は、第１のバネ力を含み、装置は、第１のアームに取り付けられ、対象者の頭部に面する圧縮性パッドをさらに備え、圧縮性パッドは、第１のバネ力よりも小さい第２のバネ力を有する。いくつかの実施形態では、シェルは、対象者の頭部に対して垂直なＺ軸を有しており、弾性要素により、Ｚ軸に沿ったセンサの移動が可能になり、多方向の回転には、Ｚ軸に対する角度傾斜と、Ｚ軸に垂直なＹ軸の周りの回転とが含まれる。いくつかの実施形態では、センサは、回転ロック機構でスリーブに取り外し可能に挿入され、センサは、スリーブ内部の凹部と嵌合する突出部を有する円筒体を備える。

【0061】

開示された発明の実施形態を詳細に参照したが、その１つ以上の例が添付の図に示されている。各例は、本技術を限定するものではなく、本技術を説明するものとして提供されたものである。実際、本明細書は、本発明の特定の実施形態に関して詳細に記載したが、当業者であれば、前述の理解を得ると、これらの実施形態に対する代替形態、変形形態、及び均等物を容易に着想し得ることが理解されよう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明されている特徴を別の実施形態に使用して、更に別の実施形態を生み出してもよい。したがって、本主題が、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に入るそのような修正及び変形を網羅することが意図される。本発明に対するこれらの及び他の修正及び変形は、添付の特許請求の範囲により具体的に記載される本発明の範囲を逸脱することなく当業者によって実施され得る。更に、当業者は、前述の記載が例示のみを目的とし、本発明を制限することを意図しないことを理解するであろう。

【図1A】