[發(fā)明專(zhuān)利]基于腦波信號(hào)處理系統(tǒng)定量評(píng)估精神狀態(tài)的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780052261.6
• 申請(qǐng)日: 2007-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101677774A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·H·李;S·楊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 紐羅斯凱公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/04
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/04
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王洪斌;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本領(lǐng)域總的來(lái)說(shuō)涉及用于定量評(píng)估精神狀態(tài)的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

有許多檢測(cè)腦波并利用腦波作為控制信號(hào)以及診斷工具的可用方 法。然而，仍存在無(wú)噪音地測(cè)量腦波的許多障礙，尤其是在良好控制的 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境外面就尤其如此。一般在環(huán)境和電磁噪音被嚴(yán)格控制的實(shí)驗(yàn) 室中檢測(cè)和利用腦波，且針對(duì)其腦波被測(cè)量的病人或?qū)ο髞?lái)說(shuō)僅靜態(tài)條 件是病人或?qū)ο蟛粦?yīng)移動(dòng)。該理想設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室外不存在，從而使得這 些系統(tǒng)不能用來(lái)可靠地測(cè)量用戶(hù)的腦波。另外，一般的傳感器布置需要 對(duì)頭部的特殊處理，因?yàn)榇蟛糠之?dāng)前使用的用來(lái)測(cè)量腦波的電極需要浸 漬有膠體的電極或者針狀電極。

該理想設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室外不存在，從而使得這些系統(tǒng)不能用來(lái)在非實(shí) 驗(yàn)室環(huán)境中可靠地測(cè)量用戶(hù)的腦波。另外，對(duì)頭部進(jìn)行特殊處理以使用 實(shí)驗(yàn)室電極在非實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中不現(xiàn)實(shí)。因而，期望提供一種克服典型的 腦波測(cè)量系統(tǒng)的這些限制的設(shè)備和方法，且為此目的作出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

所述設(shè)備可包括神經(jīng)耳機(jī)，該神經(jīng)耳機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)干式有源電 極，該干式有源電極在沒(méi)有濕電極的情況下測(cè)量戴著耳機(jī)的用戶(hù)的腦 波。該設(shè)備可合并入如下系統(tǒng)中，該系統(tǒng)使用神經(jīng)耳機(jī)、另外的硬件和 軟件提供人/機(jī)接口。例如，示例性系統(tǒng)是用于如下更詳細(xì)地所述的使用 用戶(hù)的腦波控制玩具的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，硬件檢測(cè)腦波，濾波掉噪音 并放大結(jié)果信號(hào)。軟件處理腦波信號(hào)，基于對(duì)腦波信號(hào)的分析顯示用戶(hù) 的精神狀態(tài)并生成可用來(lái)控制裝置如玩具的控制信號(hào)。

附圖說(shuō)明

圖1A示出用于定量評(píng)估正被用來(lái)控制玩具的動(dòng)作的精神狀態(tài)的設(shè) 備的例子；

圖1B示出圖1的設(shè)備中使用的干式有源電極的示例實(shí)施方式；

圖2A和2B示出作為圖1A所示的設(shè)備的一部分的神經(jīng)耳機(jī)；

圖3A和3B示出圖1A、2A和2B示出的設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；

圖4示出使用用于定量評(píng)估精神狀態(tài)且包括圖2A、2B、3A和3B 所示的神經(jīng)耳機(jī)、其它硬件和軟件的設(shè)備來(lái)控制玩具的系統(tǒng)的實(shí)施方 式；

圖5A和5B示出圖4所示的系統(tǒng)的硬件的更多細(xì)節(jié)；

圖6示出圖4所示的硬件的數(shù)字部分的示例性電路實(shí)施方式；

圖7示出圖4所示的硬件的功率調(diào)節(jié)部分的示例性電路實(shí)施方式；

圖8A示出干式有源電極的模擬部分的更多細(xì)節(jié)；

圖8B示出干式有源電極的模擬部分的更多細(xì)節(jié)；

圖9示出圖5所示的模擬EEG信號(hào)處理部分的示例性電路實(shí)施方 式；

圖10A是圖5所示的模擬EOG信號(hào)處理部分的框圖；

圖10B示出圖5所示的模擬EOG信號(hào)處理部分的示例性電路實(shí)施 方式；

圖11示出作為圖4所示的一部分的軟件的操作的例子；

圖12示出圖11的數(shù)據(jù)處理過(guò)程的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；

圖13示出數(shù)據(jù)處理步驟的流程；以及

圖14示出用戶(hù)的精神狀態(tài)的圖形顯示的例子。

具體實(shí)施方式

該設(shè)備和方法特別適用于用于使用用戶(hù)的腦波控制玩具的系統(tǒng)且 以下正是在該情境中為了說(shuō)明的目的描述該設(shè)備和方法。然而，應(yīng)理解 該設(shè)備和方法可用于除了控制玩具之外的應(yīng)用，且實(shí)際上可在期望定量 評(píng)估用戶(hù)的腦波并基于對(duì)腦波的定量評(píng)估提供人機(jī)接口和/或神經(jīng)反饋 的任何應(yīng)用中使用。例如，該設(shè)備和方法可用來(lái)控制計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)、游戲控制臺(tái)等。作為另一個(gè)例子，該設(shè)備和方法可被實(shí)現(xiàn)并集成到 飛行員的頭盔中，該頭盔具有置入其中的腦波監(jiān)視系統(tǒng)，其中干式傳感 器可監(jiān)控飛行期間飛行員的腦波，且如果飛行員在飛行期間失去意識(shí)， 則該設(shè)備可檢測(cè)到該失去意識(shí)并執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作如啟動(dòng)自動(dòng)駕駛 系統(tǒng)并對(duì)飛行員提供緊急治療/警告(如氧氣或振動(dòng))，這可解救飛機(jī)以 及飛行員的生命。該設(shè)備可方法還可被實(shí)現(xiàn)為頭帶式病人腦波監(jiān)視系 統(tǒng)，其中利用易于使用且對(duì)病人具有用戶(hù)友好性的干式傳感器來(lái)監(jiān)視病 人的EEG，且可使用無(wú)線方法(如藍(lán)牙)或有線方法將腦波發(fā)送到可記 錄/顯示病人的EEG信號(hào)的遠(yuǎn)程裝置。作為另一例子，該設(shè)備和方法可 被實(shí)現(xiàn)且集成到具有腦波監(jiān)視系統(tǒng)的戰(zhàn)斗頭盔中，其中干式傳感器可監(jiān) 視戰(zhàn)士的腦波且如果戰(zhàn)士在任務(wù)期間失去意識(shí)或入睡就向戰(zhàn)士發(fā)送警 報(bào)信號(hào)(聲音警告、視覺(jué)警告或物理警告如擊打)。