JP2009530064A - 電極および電極ヘッドセット - Google Patents

Abstract

電極ヘッドセットおよびそこに搭載できる電極について説明する。電極ヘッドセットは、さまざまな形状および寸法の頭をぴったり取り囲むと同時に、複数の電極を電極配置構成に従って被検者の頭に確実に配置するために、多少の可撓性を含むほぼ剛性の構成要素で形成することができる。あるいは、電極ヘッドセットを軟質の伸縮可能なバンド材から形成することもできる。電極は、乾式電極または湿式電極のどちらかとして構成できる。本発明の電極ヘッドセットは、適切な強度の明確な信号を提供するために各電極を被検者の頭皮に十分押し付けるために必要な圧力を加えることができるにもかかわらず、本ヘッドセットを装着している被検者にとって快適である。

Description

（発明の技術分野）
本発明は、１つ以上の電極のためのマウントを含むことができる装置に関し、複数の電極構成について述べている。

被検者から脳波計（ＥＥＧ）信号などの生体電気信号を捕捉するための電極システムは、通常、さまざまな要件に対応する必要があり、これらの要件として、安全性要件、コスト、消費電力、性能、使い易さ、および被検者の快適さが挙げられる。非臨床用途におけるこれら因子の相対的重要度は、臨床用途における重要度とは多少異なりうる。たとえば、臨床用途においては、比較的熟練の技術者によって電極が適用されるが、非臨床用途においては、電極の正しい適用または配置の知識が皆無か、または全く訓練を受けていない人間によって適用される可能性が高い。通常、簡便さと被検者の快適さも非臨床用途においてより重要である。臨床的状況の患者は、非臨床的状況の人に比べ、電極の較正時およびテスト時のある程度の不快さまたは不便さに耐えられる可能性が高い。

従来の電極は、パッシブ電極とアクティブ電極とを含む。パッシブ電極は、単純な設計原理に従っており、電子回路への接続線を有する金属円板を含む。この単純さ故に、この種の電極は安価であるが、これらの電極は雑音を発生しやいので、満足できる性能を達成するには多数の雑音消去手法を必要としうる。１つの雑音消去手法では、皮膚−電極界面におけるインピーダンスを最小化し、干渉を最小化するために、電極が適用される場所の皮膚の状態を整える必要がある。一般には、外科用メスを用いて皮膚を削り、その領域を液体消毒液で消毒する。皮膚−電極界面のインピーダンスおよび干渉を最小化するための別のアプローチでは、インピーダンスを調整できる導電性ゲルまたは食塩水をその界面のすべての隙間に充填する。

アクティブ電極として、抵抗性および容量性のアクティブ電極が挙げられる。抵抗性アクティブ電極は、信号を取得するために、被検者の皮膚と演算増幅器の入力部との間に直流経路を使用する。容量性アクティブ電極は、被検者の皮膚に電気的に接触しないが、被検者の皮膚と電極との間に容量性リンクを有する。

アクティブ電極は、信号取得性能を向上させるために、インピーダンス変換の原理を電極部位に適用する。高入力インピーダンスの演算増幅器で作られたバッファ回路に電極板を接続することができる。演算増幅器の大きな入力インピーダンスによって、皮膚−電極界面のインピーダンスを無意味にして皮膚−電極界面を安定化できるため、ゲルまたは食塩水を使用しなくとも、記録が向上する。ゲルまたは生理食塩水を追加することによって、パッシブ電極に比べ、性能をさらに向上させることができる。パッシブ電極に勝るアクティブ電極の別の利点は、アクティブ電極を取得装置に接続するワイヤのインピーダンスをゼロに近付けられるため、この段階で導入されうるコモンモードおよび電源線干渉に効果的に対処できることである。ただし、このような性能向上の代償は高価格である。その理由は、アクティブ電極は、電極ごとに少なくとも１つの演算増幅器を必要とし、消費電力が増加し、電力をアクティブ電極に供給するために余分なワイヤが必要となるからである。さらに、アクティブ電極は、パッシブ電極より敏感であるため、動きに極めて敏感になり、取得された信号に人為的な影響が追加されうる。したがって、アクティブ電極と皮膚との間に不動かつ安定した接触を保証するための配慮が必要である。アクティブ電極をゲルまたは食塩水なしに使用する場合は、特に頭の毛髪によって覆われた場所では、良好な性能を得ることは難しいこともある。

容量性のアクティブ電極は、ＥＥＧ信号の取得におけるごく最近の開発である。これらの電極は、信号を取得するために、被検者と電極板との間の電気的接触を必要としない。高誘電性材料によって電極板を頭から所定距離離れた位置に保持でき、静電容量の変動によって信号が検出される。

電極を被検者の頭に適用するための従来の装置は、被検者の頭皮全体を覆う可撓性キャップを含み、このキャップが被検者の頭にぴったり固定されるように顎の下のストラップを含む。この種の装置は、一般に臨床環境において使用され、用途によっては１００個を超える電極を含むことができる。

本発明は、１つ以上の電極を搭載するために使用でき、さらに１つ以上の電極を含むことができる装置に関する。全般的に、一局面において、本発明は、複数の剛性バンドと、これらの剛性バンドに含まれる１つ以上の電極マウントとを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。各剛性バンドは、この剛性バンドが、被検者の頭を取り囲むように被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために、少なくとも十分な可撓性を含む材料で形成される。各電極マウントは電極を搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って被検者の頭に対して配置される。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。電極ヘッドセットは、被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに、被検者の頭頂部の部分が露出されるように、複数の剛性バンド間に形成された複数の間隙をさらに含むことができる。１つ以上の電極マウントのそれぞれは、これらの剛性バンドのうちの１つに形成された開口として構成することができる。この開口は、電極を受け入れて被検者の頭に対して適切な位置に確実に保持するように構成される。電極ヘッドセットは、電極マウント内に搭載された１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続され、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号をプロセッサに供給するように構成された電子回路をさらに含むことができる。この電子回路は、複数の剛性バンドのうちの１つに埋め込むことも、取り付けることもできる。

全般的に、別の局面において、本発明は、複数の剛性バンドと、これらの剛性バンドに含まれた１つ以上の電極マウントとを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。各剛性バンドは、被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために、十分な可撓性を有する材料で形成される。ただし、この材料は、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置され、複数の電極が電極マウントに取り付けられたときに、これらの剛性バンドが電極を被検者の頭に押し付けるように、十分な弾性をさらに呈する。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。剛性バンドは、被検者の頭の第１の側面に配置される第１のバンドと、被検者の頭の第２の側面に配置される第２のバンドとを含むことができ、第１のバンドと第２のバンドとが互いに向かって付勢されるようにヘッドセットが構成される。１つの実施態様において、第１のバンドは、被検者の後頭部から被検者の左側頭領域に向かって延在する左側頭バンドにすることができ、第２のバンドは、被検者の後頭部から被検者の右側頭領域に向かって延在する右側頭バンドにすることができる。別の実施態様は、被検者の後頭部中心に沿って配置される中央バンドをさらに含むことができ、第１および第２のバンドを被検者の後頭部から被検者の前額部の両側に向かってそれぞれ延在する背面バンドとすることができる。被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに被検者の頭頂部の部分が露出されるように、これらの剛性バンド間に間隙を形成できる。１つ以上の電極マウントのそれぞれは、これらの剛性バンドのうちの１つに形成された１つの開口とすることができ、この開口は電極を受け入れて被検者の頭に対して適切な位置に確実に保持するように構成される。この電極ヘッドセットは、複数の電極マウント内に搭載された１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号をプロセッサに供給するように構成された電子回路をさらに含むことができる。この電子回路は、複数の剛性バンドのうちの１つに埋め込むことも、取り付けることもできる。

全般的に、別の局面において、本発明は、中央バンドと、左右の背面バンドと、左右の側頭バンドとを含む複数の剛性バンドを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。中央バンドは、被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成される。各背面バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の前額部に向かって延在する。各側頭バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する。電極ヘッドセットは、各剛性バンド内に形成された複数の電極マウントをさらに含む。各電極マウントは電極を受け入れて搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って、被検者の頭に対して配置される。

全般的に、別の局面において、本発明は、中央バンドと、左右の側頭バンドとを含む複数の剛性バンドを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。中央バンドは、被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成される。中央バンドは、被検者の後頭部下方に向かって延在する下側部分と、被検者の後頭部上方に向かって延在する叉状の上側部分との間に配置された、矢状面を中心にほぼ対称な中間部分を含む。各側頭バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する。各側頭バンドは、側頭バンドの遠位端から延在する第１および第２のフィンガを少なくとも含む。第１および第２のフィンガは、被検者の前頭領域に終端する遠位端を含む。電極ヘッドセットは、中央バンド、左側頭バンド、および右側頭バンドのそれぞれに形成された複数の電極マウントをさらに含む。各電極マウントは電極を受け入れて搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って被検者の頭に対して配置される。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。左右の側頭バンドのそれぞれの第２のフィンガは、遠位端が叉状であるために２つの遠位終端点を提供し、各遠位終端点は電極マウントを含む。電極ヘッドセットは、使用中の被検者の顎の下に配置されるように構成された、左側頭バンドから右側頭バンドまで延在する顎支えをさらに含むことができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、各バンドが被検者の頭を取り囲むように被検者の頭に順応しうる軟質の伸縮可能材料で形成された複数のバンドを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに被検者の頭頂部の部分が露出されているように、これらのバンド間に間隙を形成できる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極マウントをこれら複数のバンド内にさらに含む。各電極マウントは電極を搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って被検者の頭に対して配置される。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。１つ以上の電極マウントのそれぞれを、これらのバンドのうちの１つに形成された開口とし、電極を受け入れて被検者の頭に対して適切な位置に確実に保持するように構成することができる。別の実施態様において、１つ以上の電極マウントのそれぞれを、これらのバンドのうちの１つに形成されたポケットとすることができる。このポケットは、電極を受け入れて被検者の頭に対して所定位置に確実に保持するように構成することができる。電極ヘッドセットは、複数の電極マウント内に搭載された１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号をプロセッサに供給するように構成された電子回路をさらに含むことができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、ジンバルド接点要素と、電極板とジンバルド接点要素とを接続してその間に導電性経路を提供する導電性の屈曲要素とを含む電極を特徴とするものである。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。ジンバルド接点要素は、被検者に接触するように構成された１つ以上の接点突起を含むことができる。これらの接点突起は、被検者に直接接触し、電極板への導電性経路を、接点突起と被検者との間の導電性流体中間物を伴わずに提供するように構成することができる。電極は、筐体をさらに含むことができる。電極板と、センサ回路と、導電性の屈曲要素とをこの筐体内に配置でき、ジンバルド接点要素は、ジンバルド接点要素と筐体との間の相対的な旋回運動を許容するように構成された、筐体へのジンバルド接続を含むことができる。１つ以上の接点突起は、筐体を越えて延在できる。ジンバル接点要素の１つ以上の接点突起は、遠位端に向かって先細りの突起をそれぞれ形成する。別の実施態様において、１つ以上の接点突起は、凸状の遠位面で終端する細長い突起をそれぞれ形成することができる。さらに別の実施態様において、１つ以上の接点突起は、球状の遠位端で終端する細長い突起をそれぞれ形成することができる。導電性の屈曲要素をスプリングにすることができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、電極板に接触した上面および被検者の皮膚に接触するように構成された下面を含む接点要素とを含む電極を特徴とするものである。接点要素は、導電性流体を含んで被検者の皮膚からセンサ回路までの導電性経路を、その間の電極板を介して提供するようになっている。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。接点要素を吸収性パッドにすることができる。電極は、電極板と、センサ回路と、接点要素の少なくとも一部とを収容する筐体をさらに含むことができる。筐体を耐水性にすることができる。電極は、印刷回路板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）をさらに含むことができ、センサ回路はこのＰＣＢ上に形成される。

全般的に、別の局面において、本発明は、第１の開口を下面に含むほぼ耐水性の筐体の内部に収容された印刷回路板（ＰＣＢ）を含む電極を特徴とするものである。電極板が台座の下面に取り付けられ、台座の上面は、ＰＣＢを収容する筐体に取り付けられるように構成される。台座は、筐体の下面に含まれた第１の開口に整列された第２の開口を含む。導電性材料を第１および第２の開口内に配置して電極板とＰＣＢとに接触させることによって、その間に電気的接続を提供する。電極は、電極板に接触した上面と、被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素をさらに含む。この接点要素は、導電性流体を含んで被検者の皮膚からＰＣＢまでの導電性経路を、その間の電極板を介して提供するようになっている。１つの実施態様において、接点要素は吸収性パッドである。

全般的に、別の局面において、本発明は、剛性バンドが、被検者の頭を取り囲むように被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために、少なくとも十分な可撓性を含む材料で形成された剛性バンドを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。電極ヘッドセットは、これらの剛性バンド内に含まれた１つ以上の電極マウントをさらに含む。各電極マウントは、電極を搭載するように構成される。電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って被検者の頭に対して配置される。この電極ヘッドセットは、１つ以上の電極マウントにそれぞれ取り付けられた１つ以上の電極をさらに含む。各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、被検者の頭に接触するようになっているジンバルド接点要素と、電極板およびジンバルド接点要素を接続してその間に導電性経路を提供する導電性屈曲要素とを含む。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。１つ以上の電極のそれぞれのジンバルド接点要素は、被検者の頭に直接接触して電極板への導電性経路を、接点突起と被検者の頭との間の導電性流体中間物を伴わずに提供するように構成された１つ以上の接点突起を含むことができる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を提供するように構成された電子回路をさらに含むことができる。電子回路と、この電子回路を１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとを剛性バンド内に埋め込むことができる。

剛性バンドは、被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドと、左背面バンドと、右背面バンドとを含むことができる。各背面バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の前額部に向かって延在することができる。これらのバンドは、左側頭バンドと右側頭バンドとをさらに含むことができる。各側頭バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在することができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、複数の剛性バンドと、これらの剛性バンド内に形成された複数の電極マウントと、これらの電極マウントに搭載された複数の電極とを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。各剛性バンドは、剛性バンドが被検者の頭を取り囲むように被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために、少なくとも十分な可撓性を含む材料で形成される。各電極マウントは電極を搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って、被検者の頭に対して配置される。１つ以上の電極マウント内に搭載された各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、この電極板に接触した上面および被検者の皮膚に接触するように構成された下面を含む接点要素とを含む。この接点要素は、導電性流体を含んで被検者の皮膚からセンサ回路までの導電性経路を、その間の電極板を介して提供するようになっている。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。１つ以上の電極のそれぞれに含まれる接点要素を吸収性パッドとすることができる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を提供するように構成された電子回路をさらに含むことができる。この電子回路と、この電子回路を１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとを剛性バンド内に埋め込むことができる。

剛性バンドは、中央バンドと、左右の背面バンドと、左右の側頭バンドとを含むことができる。中央バンドは、被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成される。各背面バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の前額部に向かって延在する。各側頭バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する。

全般的に、別の局面において、本発明は、中央バンドおよび左右の側頭バンドを含む複数の剛性バンドと、これらのバンドに形成された複数の電極マウントと、これらの電極マウントに搭載された複数の電極とを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。中央バンドは、被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成される。中央バンドは、被検者の後頭部下方に向かって延在する下側部分と、被検者の後頭部上方に向かって延在する叉状の上側部分との間に配置された、矢状面を中心にほぼ対称な中間部分を含む。各側頭バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する。各側頭バンドは、側頭バンドの遠位端から延在する第１および第２のフィンガを少なくとも含む。第１および第２のフィンガは、被検者の前頭領域で終端する遠位端を含む。各電極マウントは電極を受け入れて搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って、前記被検者の頭に対して配置される。１つ以上の電極マウントに取り付けられた各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、被検者の頭に接触するようになっているジンバルド接点要素と、電極板およびジンバルド接点要素を接続してその間に導電性経路を提供する導電性の屈曲要素とを含む。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。１つ以上の電極のそれぞれのジンバルド接点要素は、被検者の頭に直接接触して電極板への導電性経路を、接点突起と被検者の頭との間の導電性流体中間物を伴わずに提供するように構成された１つ以上の接点突起を含むことができる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を提供するように構成された電子回路をさらに含むことができる。この電子回路と、この電子回路を１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとを剛性バンド内に埋め込むことができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、複数の剛性バンドと、これらの剛性バンド内に形成された１つ以上の電極マウントと、これらの電極マウントに搭載された１つ以上の電極とを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。これらの剛性バンドは、中央バンドと、左右の側頭バンドとを含む。中央バンドは、被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成され、被検者の後頭部下方に向かって延在する下側部分と被検者の後頭部上方に向かって延在する叉状の上側部分との間に配置された、矢状面を中心にほぼ対称な中間部分を含む。各側頭バンドは、中央バンドから突出し、被検者の後頭部から被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する。各側頭バンドは、側頭バンドの遠位端から延在する第１および第２のフィンガを少なくとも含み、第１および第２のフィンガは、被検者の前頭領域に終端する遠位端を含む。各電極マウントは電極を受け入れて搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って、前記被検者の頭に対して配置される。１つ以上の電極マウント内に搭載された各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、この電極板に接触した上面および被検者の皮膚に接触するように構成された下面を含む接点要素とを含む。この接点要素は、導電性流体を含んで被検者の皮膚からセンサ回路までの導電性経路を、その間の電極板を介して提供するようになっている。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。１つ以上の電極のそれぞれに含まれる接点要素を吸収性パッドとすることができる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を提供するように構成された電子回路をさらに含むことができる。この電子回路と、この電子回路を１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとを剛性バンド内に埋め込むことができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、軟質の伸縮可能材料で形成された複数のバンドと、これらのバンド間に形成された間隙と、これらのバンドに含まれた１つ以上の電極マウントと、これらの電極マウントに搭載された１つ以上の電極とを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。これらのバンドが被検者の頭を取り囲むようにこれらのバンドは被検者の頭に順応しうる。これらのバンド間に形成された複数の間隙によって、被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに被検者の頭頂部の複数の部分が露出されているようになる。各電極マウントは電極を搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って、前記被検者の頭に対して配置される。各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、被検者の頭に接触するようになっているジンバルド接点要素と、電極板およびジンバルド接点要素を接続してその間に導電性経路を提供する導電性の屈曲要素とを含む。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を提供するように構成された電子回路をさらに含むことができる。１つ以上の電極のそれぞれのジンバルド接点要素は、被検者の頭に直接接触して電極板への導電性経路を、接点突起と被検者の頭との間の導電性流体中間物を伴わずに提供するように構成された１つ以上の接点突起を含む。

全般的に、別の局面において、本発明は、軟質の伸縮可能材料で形成された複数のバンドと、これらのバンド間に形成された間隙と、これらのバンドに含まれた１つ以上の電極マウントと、これらの電極マウントに搭載された１つ以上の電極とを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。これらのバンドが被検者の頭を取り囲むように、これらのバンドは被検者の頭に順応しうる。これらのバンド間に形成された複数の間隙によって、被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに、被検者の頭頂部の部分が露出されているようになる。各電極マウントは電極を搭載するように構成され、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極は、所望の電極配置構成に従って、前記被検者の頭に対して配置される。各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、この電極板に接触した上面および被検者の皮膚に接触するように構成された下面を含む接点要素とを含む。この接点要素は、導電性流体を含んで被検者の皮膚からセンサ回路までの導電性経路を、その間の電極板を介して提供するようになっている。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。電極ヘッドセットは、１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される、この１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を提供するように構成された電子回路をさらに含むことができる。この１つ以上の電極のそれぞれに含まれる接点要素を吸収性パッドとすることができる。

全般的に、別の局面において、本発明は、複数の剛性バンドと、これらの剛性バンドに含まれた１つ以上の電極マウントと、１つ以上の電極マウントのそれぞれに搭載された電極とを含む電極ヘッドセットを特徴とするものである。各電極は、この電極ヘッドセットを装着した被検者から生体信号を検出するように構成される。これらの剛性バンドは、被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために十分な可撓性と、電極ヘッドセットが被検者の頭に配置され、複数の電極が電極マウントに取り付けられたときに、剛性バンドがこれらの電極を被検者の頭に押し付けるように十分な弾性とを有する材料で形成される。

本発明の複数の実施態様は、以下の特徴を１つ以上含むことができる。各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、被検者の頭に接触するようになっているジンバルド接点要素と、電極板およびジンバルド接点要素を接続してその間に導電性経路を提供する導電性の屈曲要素とを含むことができる。別の実施態様において、各電極は、電極板と、この電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、この電極板に接触した上面および被検者の皮膚に接触するように構成された下面を含む接点要素とを含むことができる。この接点要素は、導電性流体を含んで被検者の皮膚からセンサ回路までの導電性経路を、その間の電極板を介して提供するようになっている。

本発明の複数の実施態様は、以下の利点を１つ以上実現することができる。本願明細書に記載の電極ヘッドセットは、装置の装着を容易にするために適した電極配置を提供できる。電極の配置に関して訓練を受けていない被検者でも、熟練技術者の助けなしに、本電極ヘッドセットを容易に使用することができる。本電極ヘッドセットは、適切な強度の明確な信号を提供するために各電極を被検者の頭皮に十分押し付けるために必要な圧力を加えることができるにもかかわらず、本ヘッドセットを装着している被検者にとって快適である。本構成は、そこに搭載された各電極が、所望の電極配置構成に従って、被検者の頭に対して適正に配置されることを保証するばかりでなく、その使用中ずっと電極がほぼ安定した姿勢に維持されることを保証できる。電極−頭皮界面において提供される良好な接触により、従来技術のシステムに比べ、雑音を比較的速やかに沈静化でき、明確な信号を比較的速やかに実現できる。

電極マウントは、個々の電極の取り付けまたは交換をヘッドセットに搭載されている他の電極から独立して容易に行えるように構成される。したがって、単一の電極が機能不良になった場合は、その電極のみを交換できるので、電極ヘッドセット全体をそこに取り付けられている全ての電極と共に破棄せずに済む。さらに、本ヘッドセットは、一定範囲内の頭の形状および寸法に対応するように構成される。

本願明細書に記載の各電極は、被検者の快適さと使い易さとが重要な因子である非臨床用途に特に適しているが、臨床用途に使用することもできる。記載の各実施形態の乾式電極は、被検者の毛髪を通してでも、湿潤性流体を使用せずに強力で明確な信号を提供できるので、本願明細書に記載の電極ヘッドセットを使用する際に都合がよい。ジンバルド接点は、電極−被検者界面において適切な接触を維持できる一方で、電極ヘッドセットと被検者の頭との間の相対的な動きを許容する。記載の各実施形態の湿式電極も本願明細書に記載の電極ヘッドセットでの使用に適している。湿った導電性パッドは、被検者の毛髪との相性が良く、電極を取り外した後の毛髪には僅かに湿り気が残るだけである。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細を添付の図面および以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的、および利点は、以下の説明、図面、および特許請求の範囲から明らかであろう。

さまざまな図面において同様の参照記号は同様の要素を示す。

ヘッドセットに搭載された１つ以上の電極を、所望の電極配置構成に従って、被検者の頭の所定の標的領域内に配置するように構成された電極ヘッドセットについて説明する。一実施形態において、電極ヘッドセットは硬質材料で形成される。すなわち、電極ヘッドセットは、被検者の頭を快適に取り囲みながら、電極ヘッドセットに搭載された１つ以上の電極と被検者の頭との間に十分な圧力を加えるように、少なくとも多少の可撓性を含む、ほぼ剛性の材料で形成される。１つ以上の電極は、乾式電極または湿式電極として構成できる。乾式電極は、導電性の、一般に湿った、材料が電極と被検者の皮膚との間になくても信号を取得できるが、湿式材料はこのような導電性材料を必要とする。本電極ヘッドセットは、被検者の頭の上面全体を覆わない。さらに、本電極ヘッドセットが非臨床環境において十分に快適で受け入れられ、かつ電極ヘッドセットに接触する頭の領域が減るように構成することができる。

別の実施形態において、電極ヘッドセットは軟質の伸縮可能材料で形成される。この軟質電極ヘッドセットも被検者の頭の上面全体を覆わない。この軟質電極ヘッドセットは、ヘッドセットに搭載された１つ以上の電極と被検者の頭との間に十分な圧力が加えられるように、被検者の頭にぴったり合うように構成される。伸縮可能材料は、被検者の頭を取り囲みやすいように十分な弾性を有する。

図１は、精神状態の検出および分類のためのシステムの模式的表現である。本システムは、本願明細書に記載の電極ヘッドセットおよび／または電極を採用できるシステムの一例である。ただし、本願明細書に記載のヘッドセットおよび電極は、他のシステムでも使用でき、図１に示すシステムは、例示を目的とした一実施形態にすぎないことを理解されたい。

本システムは、１つ以上の電極を被検者の頭に配置するように構成されたヘッドセット１０２を含む。本システムは、どちらもＥｍｏｔｉｖ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｐｔｙ Ｌｔｄ．を譲受人とする２００６年９月１２日提出の米国特許出願第１１／５３１，２３８号明細書「被検者の精神状態を検出および分類する方法およびシステム（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ Ｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｅ ｏｆ ａ Ｓｕｂｊｅｃｔ）」、および２００６年９月１２日提出の米国特許出願第１１／５３１，２６５号明細書「精神状態の検出およびそれを用いた相互作用（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｏｆ Ａｎｄ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｅｓ）」に記載されているように全般的に機能するように構成される。

一実施形態において、１つ以上の電極は、脳波計（ＥＥＧ）信号、眼球静電位（ＥＯＧ）信号、または同様の体内電位などの信号を検出するように構成された信号取得電極を含む。ヘッドセット１０２内の電極によって検出された信号は、センサインタフェース１０４を介して供給され、アナログ・デジタルコンバータ１０６によってデジタル化される。各電極によって捕捉された信号のデジタルサンプルは、以降の処理のために、システム１００の動作中にデータバッファ１０８に格納することができる。

システム１００は、処理システム１０９をさらに含む。処理システム１０９は、デジタル信号プロセッサ１１２と、コプロセシング装置１１０と、処理システム１０９に所望の機能ステップを実行させるための、コンピュータプログラムまたはコンピュータ制御論理としても公知の、一連の命令を格納するための関連メモリとを含む。特に、このメモリは、所定の種類の精神状態を検出および分類するための少なくとも１つのアルゴリズム１１４を定義する一連の命令を含む。このような分類によって判定される精神状態として、感情、欲求、現実または仮想の対象との相互作用の実行などの行為を行おうとする意思または意識的努力、および被検者が行った実際の動きに対応する精神状態、たとえば表情、まばたき、身振りなど、が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。事前に定義された各種の精神状態を検出すると、対応する制御信号が入出力インタフェース１１６に伝送される。この制御信号は、入出力インタフェースから無線伝送装置１１８または有線リンク（図示せず）経由でプラットフォーム１２０に伝送できるので、ゲームアプリケーション、プログラム、シミュレータ、または他のアプリケーションによる制御入力として使用できる。

この実施形態において、信号の処理、たとえば精神状態の検出または分類は、ソフトウェアで実行され、一連の命令はメモリに格納される。別の実施形態においては、信号処理を主にハードウェアで実装できる。この場合は、たとえば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェア部品を用いる。これらの機能を実行するようなハードウェアステートマシンの実装方法は、当業者には明らかであろう。他の実施形態においては、ソフトウェアおよびハードウェアの両方の組み合わせを用いて信号処理を実装できる。

この実施形態においては、処理システム１０９は、プラットフォーム１２０とは別個に配置されているが、システム１００は、信号処理機能をさまざまなハードウェアグループ間で分割するさまざまな構成に配置することもできる。たとえば一部の実施形態においては、信号処理機能の少なくとも一部をヘッドセット１０２またはプラットフォーム１２０に搭載された電子回路に実装することができる。たとえば、本装置は、ヘッドセットと、ＭＵＸと、ＭＵＸの前または後の１つ以上のＡ／Ｄコンバータと、無線伝送装置と、電源用電池と、電池使用の制御およびＭＵＸまたはＡ／Ｄコンバータから無線チップへのデータ送信などを行うマイクロコントローラとを含むヘッドセット組み立て体を含むことができる。本装置は、ヘッドセット組み立て体からデータを受信するための無線受信機と、処理システム、たとえばデジタル信号プロセッサおよびコプロセッサ、とを含む別個のプロセッサユニットをさらに含むことができる。このプロセッサユニットは、有線または無線接続によってプラットフォームに接続することができる。別の例として、本装置は、上記のようにヘッドセット組み立て体を含むことができ、プラットフォームはこのヘッドセット組み立て体からデータを受信するための無線受信機を含むことができ、精神状態の検出専用のデジタル信号プロセッサをプラットフォームに直接統合することができる。さらに別の例として、本装置は、上記のようにヘッドセット組み立て体を含むことができ、プラットフォームは、ヘッドセット組み立て体からデータを受信するために無線受信機を含むことができ、精神状態検出アルゴリズムは、プラットフォームにおいて、アプリケーション、プログラム、シミュレータなどを実行するプロセッサと同じプロセッサ、たとえば、汎用デジタルプロセッサ、によって実行される。

図２は、国際電極配置１０−２０方式（「１０−２０方式」）に対応する電極配置構成１２２を示す。１０−２０方式は、電極の位置と下にある大脳皮質領域との間の関係に基づく。電極配置構成１２２上の各点は、頭皮電極の候補位置を示す。各位置は、脳葉を特定する英字と、半球位置を特定する数字または他の英字とによって示される。英字Ｆ、Ｔ、Ｃ、Ｐ、およびＯは、脳の前頭葉、側頭葉、中葉、頭頂葉（Ｐａｒｉｅｔａｌ ｌｏｂｅ）、および後頭葉を表す。偶数は右半球を示し、奇数は左半球を示す。英字Ｚは、正中線に配置された電極を示す。正中線は、鼻根点を起点とし、後頭部の外後頭***点を終点とする矢状面上の頭皮に沿った線である。「１０」および「２０」は、正中線分割のパーセント値を示す。正中線は７つの位置、すなわち鼻根点、Ｆｐｚ、Ｆｚ、Ｃｚ、Ｐｚ、Ｏｚ、および外後頭***点、に分割され、隣接位置間の角度間隔は、それぞれ正中線の長さの１０％、２０％、２０％、２０％、２０％、および１０％に設定される。

（剛性電極ヘッドセット）
図３Ａ〜Ｆには、一実施形態の電極ヘッドセット３３０のさまざまな図が示されている。電極ヘッドセット３３０は、被検者の頭にぴったり合うように構成され、一定範囲内の頭の形状および寸法に適正に合わせることができる。電極ヘッドセット３３０には複数の電極マウントが含まれ、各マウントは電極を搭載するように構成される。この実施形態において、各電極マウントは、電極を受け入れて搭載するように構成された開口であり、電極用開口３３１〜３４９と以降称する。ただし、他の構成の電極マウントも使用できることに留意されたい。たとえば、クランプ、ネジ、または他の適した接続機構および／または構成を用いて電極を電極ヘッドセットに取り付けることができる。

図３Ｇは、電極用開口の配置がよく見えるように、各構成要素が平らに展開されたように図示された電極ヘッドセット３３０の内部平面図を示す。この特定の実施形態において、電極ヘッドセット３３０は１９個の電極用開口３３１〜３４９を含むので、０個から１９個の電極を搭載することができる。図４には、１０−２０法に含まれる電極配置位置のサブセット用の電極配置構成３５０が図示されている。このサブセットの電極配置位置は、電極ヘッドセット３３０に含まれる電極用開口３３１〜３４４および３４６〜３４９に対応し、さまざまな電極用開口に搭載される電極の標的脳葉を特定する。電極配置と電極用開口３３１〜３４９との間の対応関係を示すために、電極用開口３３１〜３４４および３４６〜３４９の番号が図４に図示の電極配置構成３５０に重ねて表示されている。

図示のこの特定の実施形態の電極ヘッドセット３３０において、電極用開口３３１〜３４９は、被検者の表情（すなわち、顔面筋の動き）に関する情報と、感情と、認識情報とを収集するために電極を搭載するように配置されている。電極ヘッドセット３３０は、電極用開口３３１〜３４９の全てまたはこのサブセットに電極を搭載して使用することができる。基準電極、すなわち、他の電極から受信した信号の比較対象として使用できる電極を取り付けるために１つ以上の開口を使用できる。一実施形態において、基準電極は被検者の体を公知の基準電位、たとえばアナログ電源電圧の２分の１にバイアスできる。ＤＲＬ（Ｄｒｉｖｅｎ Ｒｉｇｈｔ Ｌｅｇ）回路は、外部効果を打ち消して被検者の体の電位を安定に保つことができる。ＥＥＧ信号は、基準電極によって供給された身体電位を基準とすることができる。

再び図３Ａ〜Ｆを参照して、本実施形態の電極ヘッドセット３３０の構造をさらに説明する。電極ヘッドセット３３０は、左側頭バンド３５２と、右側頭バンド３５４と、左背面バンド３５６と、右背面バンド３５８とを含む。バンド３５２〜３５８は、中央バンド３６０にそれぞれ接続される。各バンドは、被検者が電極ヘッドセット３３０を装着したときに、被検者の頭の所望の領域に１つ以上の電極用開口が設けられるように構成される。通常、所望の結果をもたらすには、特定の電極を被検者の頭に配置するとき、標的位置の寸法の約２倍の領域内に、少なくとも多少のゆとりを持って、その電極が配置される必要がある。多少のゆとりを許容しうるので、および電極ヘッドセット３３０がさまざまな形状および寸法の頭に順応して取り囲むように構成されるので、電極ヘッドセット３３０を使用すると、所望の電極配置構成に従って、一群の電極をさまざまな頭の形状に正確に配置できるので、比較的使い易い。

ヘッドセット３３０を使用者の頭に配置したとき、中央バンド３６０は、通常、使用者の頭皮の後部領域を覆って接触し、使用者の頭頂部近くまで頭頂骨に沿って上方に延在する。左側頭バンド３５２および右側頭バンド３５４は、使用者の頭皮の後部領域において中央バンド３６０から前頭部に向かって延在し、頭の両側面をこめかみに沿って横断して両眼窩の前で終端する。左背面バンド３５６および右背面バンド３５８は、使用者の頭頂部の近くで中央バンドからほぼ矢状方向に前頭部に沿って平行に延在し、両眼窩の上で終端する。

何れか特定の理論に限定されることなく、電極ヘッドセット３３０が広範囲の使用者に適合しうる理由は、背面バンド３５６、３５８と中央バンド３６０との間の圧縮嵌めによって被検者の頭にしっかりと安定して取り付けられ、側頭バンド３５２、３５４の可撓性によってさまざまな幅および形状の頭に対応できるからである。

この実施形態において、左側頭バンド３５２は４つの電極用開口３４１〜３４４を含み、対応する右側頭バンド３５４は４つの電極用開口３３６〜３３９を含む。各側頭バンドに搭載できる４つの電極は、図４の電極体系３５０に示されているように、前頭葉、側頭葉、中葉、および頭頂葉からの信号を感知するように配置される。側頭バンド３５２、３５４は、多少の可撓性を含むほぼ剛性の材料で形成される。側頭バンド３５２、３５４は、その基本姿勢において（すなわち、被検者の頭に装着されていないとき）、図３Ｂの上面図に明確に図示されているように、電極ヘッドセット３３０の中心に向かって僅かに湾曲している。被検者が電極ヘッドセット３３０を自身の頭に装着すると、被検者の頭が側頭バンド３５２、３５４を中心から離れる方向に付勢する。側頭バンド３５２、３５４は、被検者の頭によって側頭バンド３５２、３５４が互いに離れる方向に付勢されても破損しないために十分な可撓性を有するばかりか、側頭バンド３５２、３５４の全体形状を維持するために十分な剛性も有する。側頭バンド３５２、３５４は被検者の頭に順応して頭を取り囲み、側頭バンド３５２、３５４と被検者の頭との間をぴったり合わせる。

これらのバンドに望ましい可撓性の一例として、おおよその厚みが約２〜７ミリメートルの範囲であるポリスチレンによってもたらされる可撓性が適している。

側頭バンド３５２と３５４との間に被検者の頭がぴったりと嵌まることによって、これは少なくとも部分的には側頭バンド３５２、３５４がその基本姿勢に戻ろうとして被検者の頭を圧迫することによるが、十分な信号を得るために適した電極−被検者界面の接触を引き起こすために十分な圧力が電極用開口３３６〜３３９および３４１〜３４４内に搭載されている電極に加わる。

この実施形態において、左背面バンド３５６および右背面バンド３５８は、４つの電極用開口３４６〜３４９および３３１〜３３４をそれぞれ含む。被検者が電極ヘッドセット３３０を装着すると、電極用開口３４６〜３４９および３３１〜３３４内に搭載された電極は、図４に図示の電極体系３５０に示されているように、前頭葉上に配置される。図４に含まれる頭字語ＤＬＬ、ＤＲＬ、およびＣＭＳは、「Ｄｒｉｖｅｎ Ｌｅｆｔ Ｌｅｇ」、「Ｄｒｉｖｅｎ Ｒｉｇｈｔ Ｌｅｇ」、および「Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｓｉｇｎａｌ」をそれぞれ表す。図３Ｄに図示のように、基本姿勢（すなわち、被検者が装着していないとき）の背面バンド３５６、３５８は、水平方向に突出して下向きに傾斜し、遠位端はほぼ鉛直方向に下に湾曲している。電極ヘッドセット３３０を被検者の頭に装着すると、被検者の頭によって背面バンド３５６、３５８が電極ヘッドセット３３０の中心点から離れる方向に外側および上方に付勢される傾向がある。背面バンド３５６、３５８は、被検者の頭がバンド３５６、３５８を変位させても破損しないために十分な可撓性と、背面バンド３５６、３５８が被検者の頭に順応して頭を取り囲み、頭にぴったり合うために十分な剛性とを有する材料で形成される。電極用開口３４６〜３４９および３３１〜３３４に含まれる１つ以上の電極は、十分な信号を得るために適した接触を電極−被検者界面にもたらすために十分な圧力によって被検者の頭に押し付けられる。

この実施形態における中央バンド３６０は、３つの電極用開口３３５、３４０、および３４５を含み、これらの開口は１つ以上の電極を搭載するために使用することができる。一実施形態においては、図４に示すように、電極用開口３３５は、電極を頭頂葉上に取り付けるために配置され、電極用開口３４０は、電極を後頭葉上に取り付けるために配置される。電極用開口３４５は、電極を頭頂葉上に取り付けるために配置される。

一実施形態においては、電極用開口３３５を省くことができ、基準電極を搭載するために電極用開口３４５を使用することができる。他の実施形態においては、基準電極を搭載するために異なる電極用開口を使用することができる（たとえば電極用開口３３５。この場合は、電極用開口３４５を省くことができる）。この実施形態における基準電極の特定の位置は例示にすぎない。

中央バンド３６０は、電極用開口３３５、３４０、および３４５を提供するだけでなく、被検者が電極ヘッドセット３３０を装着したときに電極ヘッドセット３３０に含まれた電極用開口が所望の電極配置構成に従って適正に配置されるように、背面バンド３５６、３５８および側頭バンド３５２、３５４を取り付けて適正に配置するための構造を提供する。

電極ヘッドセット３３０のほぼ剛性のデザインの重要な利点は、そこに搭載された各電極が被検者の頭のほぼ予測可能な場所に配置されることである。電極ヘッドセット３３０に含まれたさまざまなバンドが被検者の頭に順応してさまざまな頭の形状および寸法に合うように電極ヘッドセット３３０が多少の可撓性を含んでいるにもかかわらず、そこに搭載された各電極は、最終的には各被検者の頭のほぼ同じ場所、すなわち所望の電極配置構成に従った場所に配置される。所望の出力信号を電極から得るには電極の配置が決定的であるので、信頼性が高く正確な電極配置を提供できることは重要な利点である。

再び図４を参照すると、図示の特定の実施形態において、電極ヘッドセット３３０が被検者の頭に配置されると、各電極は、この図面に示された寸法にほぼ従って互いに離隔される。これらの寸法はミリメートル単位で示されている。たとえば、左右の背面バンド３５６、３５８に含まれる電極用開口３４９および電極用開口３３１に搭載された電極間の距離は約８５ミリメートルである。図示のその他の寸法は近似値であり、図示の特定の実施形態を例示するものである。他の実施形態においては、電極用開口に搭載された電極間の間隔を違えられるように、バンドの構成を違えることができ、さらに／または電極用開口の位置を違えることができる。

別の実施形態において、左右の側頭バンド３５２、３５４は、それぞれ約２０ミリメートル長くすることができる。左側頭バンド３５２については、電極マウント３４０と３４１との間の距離を８５ミリメートルから９５ミリメートルに延長でき、電極マウント３４１と３４２との間の距離を５１ミリメートルから６１ミリメートルに延長できる。右側頭バンドについては、電極マウント３４０と３３６との間の距離を８５ミリメートルから９５ミリメートルに延長でき、電極マウント３３６と３３７との間の距離を５１ミリメートルから６１ミリメートルに延長できる。

電極ヘッドセット３３０の１つの利点は、単一の電極の取り外しおよび／または交換を同じ電極ヘッドセット３３０に搭載されている他の電極から独立して行えることである。これは、電極の交換を個別に行えないために１つ以上の電極が機能不良になるか、または動作しなくなった場合にヘッドセット全体が使用不能になる従来の電極ヘッドセットに対する改良点である。図示の特定の実施形態において、一部の電極用開口は、実質的に円形の開口部から外縁に延在するスロットを含む。このスロットは、電極用開口に張力をもたらし、電極の挿入および取り出しを容易にする。一実施形態においては、各電極用開口内に環状部材が含まれ、この環状部材は、一実施形態においては、アクリルで形成される。

一実施形態においては、電極ヘッドセット３３０に搭載された１つ以上の電極に電気的に接続される電子回路を収容または搭載するために中央バンド３６０を使用することができる。この電子回路は、各電極から信号を受信して出力をプロセッサに供給するように構成でき、さらに／または信号処理の少なくとも一部を実行するように構成してもよい。たとえば、再び図１を参照すると、一部の実施形態においては、電極ヘッドセット３３０に搭載または収容される電子回路は、センサインタフェース１０４、Ａ／Ｄコンバータ１０６、データバッファ１０８、処理システム１０９、および／またはプラットフォーム１２０の機能の全てまたは一部を実行するように構成できる。

一実施形態において、電極ヘッドセット３３０は、ポリスチレン材料でほぼ形成されるが、ナイロンを含む他の材料を使用することもできる。必要であれば、電極ヘッドセット３３０のいくつかの領域を同一または異なる材料の追加層または追加厚み、たとえばポリスチレン補強層など、によって補強できる。必要であれば、パッドをいくつかの領域に含めることによって、パッドが被検者の頭に接触して被検者の頭に対するずれを防ぎ、さらに／または嵌まり具合および被検者の快適さを向上させることもできる。一実施形態において、パッドはシリコンで形成される。再び図３Ｇを参照すると、図示の実施形態において、補強される領域は領域３１０ａ〜ｆを含み、パッド付きの領域は領域３１２ａ〜ｆを含む。

（代替の剛性電極ヘッドセット）
次に図５Ａ〜Ｂには、一つの代替実施形態の電極ヘッドセット５１４が図示されている。電極ヘッドセット５１４は、剛性かつ可撓性の材料で形成され、一定範囲内の頭の形状および寸法に合う一方で、そこに搭載された複数の電極の圧力が被検者の頭に対して適切に維持されるように構成される。この特定の実施形態は、上記の電極ヘッドセット３３０と同じ、図４に図示の電極配置構成３５０に従って電極を搭載するように構成される。ただし、電極ヘッドセット５１４を形成して体系３５０に従って電極を配置するバンドの向きが異なる。

この実施形態において、電極ヘッドセット５１４は、中央バンド５２０から延在する２つの側面バンド５１６、５１８を含む。２つの側面バンド５１６、５１８の遠位端には、中間バンド５２２、５２４と正面バンド５２６、５２８とが形成される。各正面バンドは、実質的にＶ字形状に形成され、上側部分と下側部分とを含む。さらに、上面バンド５３０が中央バンド５２０に接続され、被検者の頭の後頂部に実質的にＶ字形状に延在する。各バンドは、電極ヘッドセット３３０について上で説明した方法と同様の方法で、電極を搭載するように構成された１つ以上の電極マウントを含む。

この実施形態において、各電極マウントは、電極を受け入れて搭載するように構成された開口である。ただし、他の構成の電極マウントも使用できることに留意されたい。たとえば、クランプ、ネジ、または他の適した接続機構および／または構成を用いて、電極を電極ヘッドセットに搭載することができる。

図５Ｂには、電極用開口３３１〜３４９を図示するために平らに展開されたような電極ヘッドセット５１４の内部平面図が示されている。これらの電極用開口は、図４に図示の電極配置構成３５０との対応関係が同じであるため、図３Ｇに図示の電極ヘッドセット３３０の電極用開口と同じ参照符号が付けられている。

一実施形態において、電極ヘッドセット５１４は、ポリスチレン材料でほぼ形成されるが、ナイロンを含む他の材料を使用することもできる。電極ヘッドセット５１４は、さらなる支持を提供するために補強された領域を必要に応じて含むことができる。必要であれば、電極ヘッドセット５１４に１つ以上のパッド付き内部領域を含めることによって、被検者の頭に対するずれを防ぎ、および／または嵌まり具合および被検者の快適さを向上させることができる。中央バンド５２０は、電極ヘッドセット３３０について上で説明した電子回路と同様の、電極用開口３３１〜３４９に搭載される１つ以上の電極に電気的に接続できる電子回路を搭載および／または収容するように構成できる。

（別の代替剛性電極ヘッドセット）
図６Ａ〜Ｃには、別の代替実施形態の電極ヘッドセット６３０が図示されている。電極ヘッドセット６３０は、図５Ａ〜Ｂに図示の上記電極ヘッドセット５１４と同様の構成を有する。電極ヘッドセット６３０は、２つの側面バンド６３２、６３４を含む。側面バンド６３２、６３４の近位端は中央バンド６３６に接続され、遠位端は中間バンド６３８、６４０および正面バンド６４２、６４４に接続される。さらに、上面バンド６４６が中央バンド６３６に接続され、被検者の頭の上方に延在する。

電極ヘッドセット６３０は、上記と同じ、図４に図示の電極配置構成３５０に従って配置される電極マウントを含む。この実施形態において、各電極マウントは、そこに電極を受け入れて搭載するように構成された開口である。ただし、他の構成の電極マウントも使用できることに留意されたい。たとえば、クランプ、ネジ、または他の適した接続機構および／または構成を用いて、電極を電極ヘッドセットに搭載することができる。

単純化のために、電極用開口は、電極配置構成３５０との対応関係を示すために、図４で使用したのと同じ参照符号３３１〜３４９を用いて示されている。この実施形態の図において、電極は電極用開口３３１〜３４９に搭載されている。

この実施形態の電極ヘッドセット６３０は、電極ヘッドセット６３０を被検者の頭にぴったりと固定するために使用できるオプションの顎支え６４８を含む。上記の他の実施形態の電極ヘッドセット３３０および５１４においても、オプションの顎支えを使用できる。さらに、必要であれば、被検者の快適さおよび配置の助けとして延長部分６５０ａ〜ｃに取り付けられたパッドを含む。一実施形態において、電極ヘッドセット６３０は、ポリスチレン材料でほぼ形成されるが、ナイロンを含む他の材料を使用することもできる。必要であれば、電極ヘッドセット６３０のいくつかの領域を同一または異なる材料の追加層または追加厚み、たとえばポリスチレン補強層、によって補強できる。

一実施形態においては、電極ヘッドセット６３０に電子回路が搭載される。この電子回路は、この電子回路と各電極との間に延在する１本以上のワイヤによって、電極ヘッドセット６３０に搭載された各電極に電気的に接続される。別の実施形態においては、電極を電子回路に電気的に接続する物理的構成要素、たとえばワイヤは、電極ヘッドセット６３０の構成要素を形成する材料に埋め込まれるので、使用者は見ることも、アクセスすることもできない。この実施形態は、より流線型でよりコンパクトなデザインと、各電極と電子回路との間に延在するワイヤを保護する機能とを提供する。たとえば、電極ヘッドセット６３０がプラスチック製部品で形成される場合は、電極を電子回路に接続するワイヤをプラスチックに埋め込むことができる。さらに、電子回路自体をプラスチックに埋め込み、使用者に見えないようにすることができる。この場合は、たとえば可撓性の印刷回路板（ＰＣＢ）を使用する。

（剛性電極ヘッドセットの材料）
電極ヘッドセット３３０、５１４、および６３０は、以下の品質のうちの１つ以上を呈する材料で形成することができる。すなわち、高い耐久性および頑丈さ、高度な機能性の提供、機能的なスナップ、嵌合部、および／またはクリップを含むデザインのためのアイデア、良好な衝撃強度、および湿気および温度に対する耐性または抵抗性である。

一実施形態において、上記の電極ヘッドセット３３０、５１４、および６３０は、ポリスチレン材料でほぼ形成されるが、ナイロンを含む他の材料を使用することもできる。必要であれば、電極ヘッドセット６３０のいくつかの領域を同一または異なる材料の追加層または追加厚み、たとえばポリスチレン補強層によって補強できる。必要であれば、いくつかの領域にパッドを含めることによって、パッドが被検者の頭に接触して被検者の頭に対するずれを防ぎ、さらに／または嵌まり具合および被検者の快適さを向上させることもできる。一実施形態において、パッドはシリコンで形成される。

このような材料の一例は、オーストラリア連邦メルボルン州のＣｏｎｃｅｎｔｒｉｃ Ａｓｉａ Ｐａｃｉｆｉｃ社の一事業部であるＥｎｖｉｚａｇｅから入手可能なＳＬＳ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）ＣＡＰ Ｔｕｆｆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ ２５％ Ｇｌａｓｓ Ｆｉｌｌｅｄ Ｎｙｌｏｎ １１ Ｍａｔｅｒｉａｌである。ＳＬＳ Ｃａｐ Ｔｕｆｆ材料の曲げ弾性係数は２０２０Ｍｐａ、縦弾性係数は２４６０Ｍｐａ、引張強度は３８Ｍｐａである。上記品質を１つ以上呈する他の材料を使用することもできる。

別の実施形態においては、米国デラウェア州ニューキャッスルのＤＳＭ Ｓｏｍｏｓ社から入手可能なＷａｔｅｒＳｈｅｄ（登録商標）１１１２０材料を使用することができる。ＷａｔｅｒＳｈｅｄ １１１２０材料は、耐久性のある、頑丈な耐水性の半透明樹脂である。他の材料も使用でき、記載の材料は例示にすぎない。

（軟質電極ヘッドセット）
図７Ａ〜Ｂは、軟質電極ヘッドセットの一実施形態を示す。電極ヘッドセット７００は、正確な信号を被検者から適切に取得できるように、１つ以上のバイオセンサを被検者の頭の所定位置に位置付けて保持するように構成される。一実施形態においてバイオセンサはＥＥＧ電極であるが、他の実施形態においてはさまざまな種類のバイオセンサを使用できる。

一実施形態において、電極ヘッドセット７００は、被検者の視野、聴力、または動きを妨げずに被検者の頭の外形に合うように形作られる。この電極ヘッドセットは、頭頂部分７０２を含む。頭頂部分７０２は、たとえば織物材料から作られた、帯紐で形成することができる。帯紐に使用される材料は、伸縮可能な軟質材料、たとえばネオプレンとすることができる。伸縮可能な材料は、被検者にとっての快適さを損なわずに、電極ヘッドセット７００の確実な装着を可能にする。頭頂部分７０２の帯紐は、過熱を防ぎ、快適さを向上させるために被検者の頭への空気流を可能にする間隙７０４を含む。ヘッドセットの寸法を調節するために使用できるコネクタによって相互に接合される重なり合った帯紐区間で形成できる調節可能な部分、たとえば構成要素７０６、７０８、７１０、および７１２、が設けられる。一実施形態においてコネクタは面ファスナ（たとえば、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標））であるが、他の形態のコネクタを使用することもできる。

軟質電極ヘッドセット７００上のさまざまな場所には、電極７１４などの電極を搭載するように構成された電極マウントが複数含まれる。図示の実施形態においては、電極７１４は、頂上部分の帯紐材料を貫通して形成された開口として構成された電極マウント内に含まれる。帯紐材料は十分な伸縮性と弾力性とを有するので、開口は、そこに搭載された電極が所定位置に確実に保持されるように寸法が決められる。一実施形態において、開口はほぼ三角形の形状を有する。

各電極は、１つ以上のワイヤによって電子回路７１６に接続される。電子回路７１６については、さらに以下で説明する。各ワイヤは、電極ヘッドセット７００内に形成された溝に隠すことも、あるいは頂上部分の帯紐内に形成された、または頂上部分の帯紐に沿って取り付けられた材料の輪によって保持することもできる。これらの溝または輪は、電極ヘッドセット７００の内側または外側に形成することができる。

各ワイヤは、各電極と電子回路７１６との間に延在する。一実施形態において電子回路はＳＣＳＩコネクタを含むが、必要な数のワイヤを収容でき、かつ十分に軽量であれば他のコネクタを使用することもできる。コネクタが重過ぎると、コネクタが被検者の不快にさせうるか、被験者の頭の動きを邪魔しうるか、または電極ヘッドセット７００が被検者の頭の上で移動しうる。

一実施形態において、電極ヘッドセット７００は、ＥＥＧ測定用の１７個の電極と、１つの接地電極と、１つの基準電極とを搭載するために１９個の電極マウントを含む。図２に図示の電極配置構成１２２を再び参照すると、１７個の電極は、「１０−２０」方式１２２に含まれる電極位置ＦＰ１、ＦＰ２、ＡＦ３、ＡＦ４、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ７、Ｆ８、ＦＣ５、ＦＣ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｐ７、Ｐ８、ＰＯ３、ＰＯ４、およびＯＺを占めることができる。接地電極および基準電極は、位置ＣＰ１およびＣＰ２を占めることができる。

電極ヘッドセット７００に搭載される電極は高価になりうるので、電極ヘッドセット７００の１つの利点は、そこに搭載される電極の数を被検者のニーズに合わせて増減できることである。たとえば、ある用途においては、たとえば感情を検出する場合は、電極ヘッドセット７００に搭載する電極の数は少なくてよいが、別の用途においては、たとえば、現実または仮想の物体を動かすなどの意識的努力または筋肉の動きを検出する場合は、１つ以上の追加電極が必要になりうる。

図８には、代替電極マウント構成の一実施形態が示されている。この実施形態において、電極マウントは電極ポケット８２０であり、切開図が図示されている。この電極ポケットは、電極ヘッドセット７００を形成する材料８２２の内部に形成され、そこに電極８１４が搭載されている。電極ポケット８２０は、形状が概して正方形であり、電極８１４を挿入するためのアクセス用開口部８３６を含む。材料８２２は伸縮性と弾力性とを有するので、アクセス用開口部８３６を電極８１４より小さい寸法にすることができる。電極８１４の接点部分が電極ポケットの底面８３８に形成された開口８３０を通って延在し、被検者の頭に接触するように、電極８１４は電極ポケット８２２に受け入れられて搭載される。

（電極）
図９Ａ〜Ｆには、電極ヘッドセット３３０内に搭載することも、あるいは電極ヘッドセット３３０とは別個に異なる用途に使用することもできる一実施形態の電極９７０が図示されている。この実施形態において、電極９７０は、活性の抵抗性電極として構成される。この電極は、筐体９７２を含む。筐体９７２は、例示のために透明な筐体として図示され、略管状の本体９７２とキャップ９８６とを含む。特に図９Ｂには、例示のために筐体９７２を取り外した状態の電極９７０が示されている。電極９７０は、電極板９８２に取り付けられた印刷回路板（ＰＣＢ）９８４を含む。ＰＣＢ９８４は、センサ回路を形成する複数の電子回路部品を含む。電力をセンサ回路に供給し、信号をセンサ回路から信号取得システムに送信するために１本以上のワイヤをセンサ回路に接続することができる。信号取得システムは、電極ヘッドセット３３０内に搭載または収容することも、電極ヘッドセット３３０の外側に配置することもできる。

電極板９８２の下面に屈曲要素９８０が取り付けられる。屈曲要素９８０の第２の端部は、ジンバルド接点９７４に接続される。この実施形態において屈曲要素９８０はスプリングであるが、他の実施形態においては屈曲要素の構成を違えることができる。ジンバルド接点９７４は、筐体９７２へのジンバルド接続を形成する上側部分９７８を含む。ジンバルド接点の下側部分は、被検者の皮膚に接触するように構成された１つ以上の接点要素９７６を提供する。屈曲要素９８０は、導電性材料で形成されるので、ジンバルド接点９７４を電極板９８２に電気的に接続する。このため、ジンバルド接点９７４と屈曲要素９８０とを介して、被検者の皮膚から電極板９８２までの導電性経路が設けられる。したがって、ジンバルド接点９７４によって検出された、被検者の皮膚からの生体電位は、電極板９８２に供給され、最終的には、ＰＣＢ９８４に含まれるセンサ回路に供給される。

屈曲要素９８０は、導電性材料、たとえば金属で製造できる。電極板９８２は、生体適合性金属または生体適合性合金で製造でき、一実施形態においては銀塩化銀（ＡｇＡｇＣｌ）で形成される。適正な生体信号の取得を保証すると共に、皮膚−電極雑音を最小化するには、電極板９８２の材料の選択が重要である。他の材料例として、銀、金、および錫が挙げられるが、これだけに限定されるものではない。

一実施形態において、電極９７０は、乾式電極９７０として機能できる。つまり、湿った導電性材料、すなわち導電性のゲル、流体、または湿った接触パッドを電極−皮膚界面に使用せずに、十分な信号をジンバルド接点９７４で受信してセンサ回路に送信できる。接点要素９７６は、被検者の皮膚に直接接触できる。別の実施形態においては、信号強度を向上させるために、電極９７０は湿式電極として機能できる。すなわち、電極９７０を湿った導電性材料、たとえば導電性のゲルまたは流体、あるいは湿った接触パッドなど、と共に使用できる。特定の一実施形態においては、導電性流体の保持に適した材料、たとえばフェルトパッド、で接触パッドを形成し、導電性流体で湿らせた接触パッドを接点要素９７６と被検者の皮膚との間に配置できる。

さまざまな実施形態の接点要素９７６を使用することができる。電極を被検者の頭に使用する一実施形態においては、被検者の毛髪を通して被検者の皮膚に十分に接触させるために、図示のように接点要素９７６を細長い突起として形成することが好ましい。図１０Ａ〜Ｃには、複数の代替実施形態の接点要素が図示されている。図１０Ａにおいて、接点要素９８７は実質的に円筒形であり、丸みを帯びた端部を有する。図１０Ｂにおいて、接点要素９８８は実質的に三角形である。図１０Ｃにおいて、接点要素９９０は実質的に円筒形であり、球状の先端部９９２を含む。

次に図９Ｄ〜Ｆには、筐体９７０およびジンバルド接点９７４がより詳細に示されている。筐体は、実質的に管状の本体９７１とキャップ９８６とを含む。図示の特定の実施形態において、キャップ９８６は、管状本体９７１の上面に設けられた縁の下に嵌まって管状本体９７１にスナップ嵌合接続するように構成された複数の突起９９６を含む。管状本体９７１は、ジンバルド接点９７４の上側部分９７８を受け入れて収容するように構成された内部領域を含む。ジンバルド接点９７４は、管状本体９７１の内部領域の下側部分に嵌まって、ジンバルド接点９７４を筐体９７２内であらゆる方向に自由に傾斜させられるように構成された丸みを帯びた円錐形状の側面を含む。

適切な信号を受信するためには、被検者が電極ヘッドセット３３０を装着したときに接点要素９７６が被検者の皮膚に対してほぼ垂直に配置されることが好ましい。ジンバルド接点９７４の１つの利点は、接点要素９７６と被検者の皮膚との間の多少の接触を好適な向きに維持しながら、電極ヘッドセット３３０と被検者の頭との間の相対的な動きを多少許容することである。屈曲要素９８０は、電極板９８２および接点要素９７６からの距離の変動を一定範囲内で可能にする。この変動範囲は、屈曲要素９８０が許容する屈曲量によって決まる。さらに、ジンバルド接点９７４は、筐体９７２内で姿勢制御、すなわち旋回および／または傾斜が可能である。したがって、電極板９８２と接点要素９７６との間の距離を変えられ、さらにジンバルド接点９７４が傾斜可能であるので、筐体９７２の姿勢が変わって管状本体９７１が被検者の皮膚に対してほぼ垂直でなくなった場合でも、接点要素９７４が被検者の皮膚に対してほぼ垂直な位置を維持すように、ジンバルド接点９７４は管状本体９７１内で向きを変えることができる。したがって、電極ヘッドセットが多少ずれた場合でも、好適な向きを維持でき、適切な信号を受信できる。一部の用途においては、特に非臨床環境において、被検者の頭の多少の動きがほぼ必ず発生することを考えると、ジンバルド接点により、本電極ヘッドセットは常時調節が不要であるため、両手が自由でより楽しい経験が被検者に提供される。

一実施形態において、筐体９７２はプラスチックで形成される。複数の接点要素を含むジンバルド接点は、生体適合性導電性材料、たとえば金属で形成することができる。

次に図３Ａおよび９Ａを参照すると、一実施形態において、電極の管状本体９７１は、電極ヘッドセット３３０に含まれる電極用開口内に摩擦嵌合するように構成されている。上記のように、電極用開口は、管状本体９７１の外面への摩擦嵌合を容易にする環状部材を含むことができる。上記のように、電極ヘッドセット３３０への各電極９７０の取り付けおよび取り外しを個別に行えるので、電極のさまざまなサブセットの使用が可能であり、機能不良または破損した電極９７０の交換が可能である。

再び図９Ｃ〜Ｅを参照して、１つの特定の実施形態の電極９７０の寸法について説明する。ただし、他の寸法および相対的寸法も使用でき、本願明細書に記載の寸法は一実施形態の例であることを理解されたい。キャップ９８６はその全高９００を約２．６ミリメートルにすることができる。これは、上部厚み９０１としての１．６ミリメートルと、突起のおおよその高さ９０２としての１ミリメートルとを含む。キャップ９８６の外径９０３は、約１１．２ミリメートルにできる。管状本体９７１の全高９０４は、約１５ミリメートルにできる。総外径９０５は約１２．７ミリメートルにでき、内径９０６は約１１．２ミリメートルにでき、リング内径９０７は約１０ミリメートルにできる。ジンバルド接点９７４の全高２０８は約８．８ミリメートルにできる。これは、上部のおおよその高さ９０９としての４．６ミリメートルと、接点要素のおおよその高さ３１０としての４．２ミリメートルとを含む。上部の上端のおおよその外径９１１は１０．８ミリメートルにできる。

上記の寸法を有する電極９７０を受け入れるように構成された電極ヘッドセット３３０は、電極９７０の管状本体９７１を摩擦嵌入させる内径寸法を有する電極用開口を含むことができる。したがって、外径が約１２．７ミリメートルの管状本体９７１を有する電極９７０の場合は、電極用開口の内径も約１２．７ミリメートルである。上記のように、これらの寸法は一実施形態の例である。電極用開口の内径は、そこに取り付けられる電極に応じて変えることができる。一実施形態において、たとえば、さまざまな寸法または種類の電極をそれぞれ異なる電極用開口に搭載する予定であれば、電極用開口の内径をそれぞれ違えることができる。

（代替電極）
本願明細書に記載の各電極ヘッドセットには、上記の電極９７０に加え、他の構成の湿式または乾式電極を搭載できる。図１１Ａには、本願明細書に記載の電極ヘッドセットに使用することも、あるいは同一または異なる用途のための別の種類の搭載構造に使用することもできる、別の実施形態の電極の概略断面図が図示されている。電極組み立て体１１００は、印刷回路板（ＰＣＢ）１１０４に搭載された電極板１１０２を含む。ＰＣＢ１１０４は、センサ回路（全体を１１０６で示す）を形成する複数の電子回路部品を含む。電力を回路１１０６に供給し、信号取得システムへの信号の送信を可能にするために、１本以上のワイヤ１１０８がセンサ回路１１０６に接続される。ＰＣＢ１１０４の回路１１０６は、電極に接続されるように構成された電気接点（図示せず）を少なくとも１つ含む。

この電極は、被検者の皮膚から生体電位を捕捉するために使用でき、電極板１１０２を含む。電極板１１０２は、ＰＣＢ上に搭載された少なくとも１つの接点との電気的接触が、導電性媒質、たとえば導電性接着剤１１１０を介して維持される。電極板１１０２の下面には、接触パッド１１１２が取り付けられる。接触パッド１１１２は、使用時に被検者の皮膚と電極板１１０２との間に導電性経路を提供するように構成される。接触パッドは、導電率を向上させるための導電性液体、たとえば食塩水などを保持できることが好ましい。ただし、一部の実施形態においては、導電性液体なしに電極組み立て体を使用することができる。ＰＣＢ１１０４と電極板１１０２とを含む部分組み立て体を防水処理し、接触パッド１１１２と共に筐体１１１４内に取り付けることができる。

図１１Ｂは、図１１Ａに図示のＰＣＢ１１０４、電極板１１０２、および接触パッド１１１２の模式的分解図を示す。図１３に図示の回路１１０６は、ＰＣＢ１１０４上に形成されている。ＰＣＢ１１０４の下面（または他の都合の良い場所）に、導電性接点１１１８がある。導電性接点１１１８は、銅または別の適した導電性材料で製造でき、ＰＣＢ１１０４上に搭載されたセンサ回路１１０６と電極板１１０２との間を電気的に接触させるために使用される。一実施形態の電極板１１０２は、銀塩化銀（ＡｇＡｇＣｌ）製であり、形状が概して円板状である。電極板１１０２の上面と接点１１１８との電気的接触は、直接、または銀エポキシ導電性接着剤などの導電性材料を介して、維持される。電極板１１０２の底面は、接触パッド１１１２に接触する。接触パッド１１１２は、フェルト材料から作ることも、あるいはフェルト材料の層または部分を含むこともできる。

電極板１１０２の下面には、概して円筒形の突起１１２０がある。突起１１２０は、接触パッド１１１２の上側に形成された対応する形状の凹所１１１６に受け入れられるように構成される。突起１１２０が接触パッド１１１２の受け穴１１１６に摩擦嵌めされることによって接触パッド１１１２を固定するための確実な取り付け構成を提供するように、突起１１２０の寸法が決められる。突起１１２０は、接触パッド１１１２に接触する電極板１１０２の表面積も増やすので、信号取得品質を向上させることができる。ただし、複数の代替実施形態においては、電極板１１０２と接触パッド１１１２との接合面を平らにすることも、あるいは代替形状にすることも、あるいは別様に一緒に取り付けることもできる。

使用中、接触パッド１１１２は、食塩水などの電解液または他の導電性液体を吸収して保持でき、被検者の皮膚と電極板１１０２との間に可撓性かつ高品質の導電性リンクを維持することができる。導電性液体の使用は、このプロセスを助けるが、一部の実施形態においては必須ではない。接触パッド１１１２は、フェルトスポンジなどの吸湿材料で作ることができる。たとえば、乾式プリントセットの自動インクスタンプ（ｓｅｌｆ ｉｎｋｉｎｇ ｓｔａｍｐ）に使用されるフェルトスポンジ、あるいはポスター用ペンまたは同様の「先端がフェルト」のペンに使用されるフェルトは、本発明の複数の実施形態での使用に適した吸収および硬さ特性を有するが、他の材料を使用することもできる。電極組み立て体の電子回路を損傷から保護し、電極の安全性を向上させるために、ＰＣＢを防水筐体内に封入することができる。防水処理されたＰＣＢと取り付けられた電極板装置とは筐体１１１４に挿入される。

図１１Ａおよび図１１Ｂに図示の実施形態あるいは図９Ａ〜Ｅに図示の実施形態など、一部の実施形態においては、電極ケーシングは一体構造のプラスチック製部品を含む。ケーシングを管状の構成とし、電極配置の機械的強度を保証するという二重の役割を担わせることができ、電解液を接触パッド１１１２に導入するための供給管として機能できる開口端を設けることができる。ＰＣＢ−電極装置を受け入れる凹所の内側には、使用中、ＰＣＢ−電極装置と接触パッドとを所定位置に保持するように構成された保持構成を１つ以上含むことができる。組み立て体は、ＰＣＢ−電極装置を筐体内に固定するための密閉または他の手段を含むことができる。さらに、一実施形態においては、筐体内のＰＣＢ−電極装置の交換を容易にするために、ＰＣＢ−電極装置を解放可能な方法で保持するように筐体１１１４を構成することができる。ＰＣＢ−電極装置を所定位置に保持し、交換の際にＰＣＢ−電極装置を押し出せるように歯または円周リブを筐体１１１４の内側に設けることができる。交換工程では、交換用のＰＣＢ−電極装置を取得システム内に接続する必要がある。一実施形態において、この接続は、公知の圧着またはモジュール式配線／コネクタシステムを用いて行うことができる。

図１２Ａ〜Ｂには、本願明細書に記載の電極ヘッドセットに使用することも、あるいは同一または異なる用途のために異なる搭載構造に使用することもできる代替電極組み立て体が図示されている。この実施形態の電極組み立て体１２００は、ＰＣＢ収容部１２０２と、台座部１２０４と、キャップ１２０６とを含む。ＰＣＢ収容部１２０２は、キャビティ１２０８を含み、ＰＣＢ１２１０を筐体内の所定位置に保持するためにも使用できる材料を用いて防水処理されることが好ましい。開口部１２１４があるために、ワイヤ１２１６をＰＣＢ１２１０まで延在させることができる。キャビティ１２０８の床１２１８には、ＰＣＢ１２１０上の電極回路と電極板１２２２との間の電気接続を可能にするために開口１２２０が設けられる。ＰＣＢ収容部１２０２は、以下でさらに説明する１つ以上の放射状突起１２２１をさらに含む。

キャビティ１２０８を閉鎖してＰＣＢ１２１０を筐体内の所定位置に保持するように構成されたキャップ１２０６が設けられる。台座１２０４は、ＰＣＢ収容部１２０２の下に取り付けられ、貫通孔１２２６を有する底面部１２２４を含む。ＰＣＢ１２１０上の電極回路の接点と電極板１２２２との間の電気的接続を台座１２０４経由で行えるように貫通孔１２２６が設けられる。

台座１２０４は、筐体を組み立てたときにキャップ１２０６の縁端部を上から留めてキャップ１２０６を所定位置に保持する複数（この実施形態においては３つ）の保持部材１２２８をさらに含む。台座１２０４の下側は、電極板１２２２を取り付ける凹所を画定する環状フランジ１２３０をさらに含む。電極板１２２２は、たとえば導電性接着剤を用いて、台座１２０４の底に取り付けることができる。使用時、貫通孔１２２６および１２２０によって形成された間隙がほぼ充填され、ＰＣＢ１２１０上の電極回路の接点との電気的接触がなされるように、十分な接着剤を用いて電極板１２２２を台座１２０４に取り付ける。上記実施形態に関して説明したように、電極上には接触パッド１２３２を取り付ける。

図１２Ｂは、図１２Ａの電極組み立て体の組み立てられた状態を示す。電極筐体の構成要素は、ポリウレタンなどのプラスチック材料で製造できる。このような構成要素は、製作されたスチレンマスターから作成されるＲＴＶモールドを用いて製作できる。さらに、これらの実施形態においては、使用中に電極組み立て体の接触パッドに電解質液を塗布できる１つ以上の電解液供給ダクトを筐体内に、防水処理されていない電子部品を迂回して、設けることができる（あるいは、使用中に電極組み立て体の接触パッドに電解質液を塗布できる外部の管を受け入れるように筐体を構成できる）。このようなダクトは、電極を被検者から取り外さずに電解質液の塗布を可能にすることが好ましい。

なお、電極組み立て体は高価になりうるので、被検者のニーズに合わせて電極の数を増減できると都合がよいことに留意されたい。たとえば、ある用途においては、たとえば、感情を検出する場合は、電極ヘッドセットが必要とする電極は８つだけであるが、別の用途においては、たとえば、現実または仮想の物体を動かすなどの意識的努力または筋肉の動きをさらに検出する場合は、１つ以上の追加電極が必要になりうる。したがって、ヘッドセット、たとえば電極ヘッドセット３３０、５１４、および５３０への電極の取り付けおよび取り外しをたとえば上記の方法によって可能にする必要がある。

（回路図）
次に図１３には、生体電位を感知するためのアクティブ電極の一実施形態の模式的回路図が示されている。図示の回路１３００は、図９Ａ〜Ｅ、図１１Ａ〜Ｂ、および図１２Ａ〜Ｂに図示されているような電極または電極組み立て体での使用に適している。回路１３００は、被検者の皮膚との電気的接触が（直接または導電性経路を介して）維持される電極板１３０２を含む。たとえば、電極板１３０２は、図９Ａ〜Ｅに図示の電極９７０の電極板９８２、図１１Ａ〜Ｂに図示の電極組み立て体１１００の電極板１１０２、または図１２Ａ〜Ｂに図示の電極組み立て体１２００の電極板１２２２でありうる。

電極板１３０２は、入力電圧（Ｖｉｎ）を供給する。この電圧は、最初に入力保護抵抗器Ｒ１ １３０４に印加される。入力抵抗器Ｒ１ １３０４は、電極の機能不良時に過電流保護として機能し、演算増幅器Ｕ１ １３０６および被検者の両方を保護する。一実施形態において、Ｒ１ １３０４は５ｋΩの抵抗器である。入力抵抗器Ｒ１ １３０４は、演算増幅器Ｕ１ １３０６の正極端子１３０８に接続される。演算増幅器Ｕ１ １３０６は、緩衝増幅装置に配置することができる。この例において、緩衝増幅器の利得値は１であるが、他の利得値を使用することもできる。演算増幅器Ｕ１ １３０６は、大きな入力インピーダンス、たとえばギガオーム範囲を提供するＣＭＯＳ演算増幅器にしうる。演算増幅器Ｕ１ １３０６は、パッシブ電極より小さい出力インピーダンスを有することができ、電源線雑音などの環境からの外乱によって生じるハム音を低減することができる。誘発電位などの弱いＥＥＧ信号の正確な検出を可能にするために、演算増幅器Ｕ１ １３０６は周波数範囲０．１Ｈｚから４０Ｈｚの低い固有雑音を有することができる。演算増幅器Ｕ１ １３０６は、ドリフト電圧およびオフセット電圧が低いことが好ましい。

一実施形態において、演算増幅器Ｕ１ １３０６はＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の型式番号ＴＬＣ２２０１演算増幅器である。あるいは、ＴＬＶ２２１１演算増幅器（同じく、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を使用できる。これは、実装面積がより小さく、消費電流がより少ないので好都合となりうる。当業者にはお分かりのように、他の種類の演算増幅器、たとえばＯＰＡ３３３演算増幅器（同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を使用することもできる。回路１３００は、オプションの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１３１０を含む。ＬＰＦ１３１０は、電極が必要とする信号品質を損ねうる、無線周波数干渉などの外乱源から導入された雑音を除去するために使用できる。回路１３００は、静電放電時に演算増幅器Ｕ１ １３０６を保護するために、オプションの静電放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護回路１３１８をさらに含む。回路１３００は、電源を切り離すために、演算増幅器Ｕ１ １３０６の電源信号Ｖｃｃ１３１４と大地１３１６との間に接続されたバイパスコンデンサＣｌ１３１２を含む。入力トレースの周囲にオプションのＰＣＢシールド１３２０を含むことができる。

（電極組み立て体筐体）
次に、図１４Ａには、一実施形態の電極組み立て体筐体の断面図が図示されている。図から分かるように、筐体１４００の本体１４０２は概して円筒形であり、チャンバ１４０４を画定する。使用時には、ＰＣＢと、取得回路の構成要素と、電極板と、接触パッドとをチャンバ１４０４に搭載することができる。筐体１４００が取り付けられた電極ヘッドセットの電極用開口を介して電極組み立て体が押されるのを防ぐために、筐体１４００は、半径方向に延在するフランジ１４０６をさらに含む。チャンバ１４０４内に据え付けられた構成要素がチャンバ１４０４の上部から押し出されないように、内側に延在する複数のフランジ１４０８がチャンバ１４０４の上部に配置される。チャンバ１４０４を画定する内壁は、接触パッドをチャンバ１４０４内に保持するために、少なくとも１つの歯１４１０、１４１２またはリブを含むことができる。

電極組み立て体を組み立てるには、事前に組み立てられたＰＣＢ−電極板装置をフランジ１４０８の下に矢印１４１４の方向に滑り込ませて、チャンバ１４０４内に収めることができる。接触パッドは、矢印１４１６の方向にチャンバ１４０４の底に挿入でき、ＰＣＢ−電極板組み立て体に接触させて据え付けることができる。

図１４Ｂは、図１４Ａに図示の電極組み立て体筐体を、その中に組み立てられた電極構成要素と共に示す。この実施形態において、筐体１４００に含まれる電極組み立て体は、図１１Ａ〜Ｂに図示の実施形態である。図１１Ａ〜Ｂの同じ参照符号を参照すると、印刷回路板（ＰＣＢ）１１０４はチャンバ１４０４内の一番上の位置に取り付けられ、その下に電極板１１０２が取り付けられる。接触パッド１１１２は、チャンバ１４０４内の一番下に取り付けられ、電極板１１０２に接触して配置される。接触パッド１１１２は、接触パッド１１１２の側面を締め付ける歯１４１０および１４１２によってチャンバ１４０４内に固定される。このような配置を用いると、電極の構成要素に機能不良が発生した場合に、構成要素を筐体から容易に取り外して交換することができる。

（信号取得システム）
上記のように、各電極ヘッドセットは、１つ以上の電極をそこに搭載するように構成される。各電極は、電子回路に電気的に接続される。この電子回路は、電極から信号を受信して出力をプロセッサに供給するように構成することができる。この電子回路は、電極から受信された信号の処理の少なくとも一部を実行するようにも構成しうる。一部の実施形態においては、電極ヘッドセットに搭載または収容される電子回路は、センサインタフェース１０４、Ａ／Ｄコンバータ１０６、データバッファ１０８、処理システム１０９、および／またはプラットフォーム１２０の機能の全てまたは一部を実行するように構成することができる。

一実施形態においては、この電子回路は電極ヘッドセットに搭載され、この電子回路と各電極との間に延在する１本以上のワイヤによって、電極ヘッドセットに搭載された各電極に電気的に接続される。これらのワイヤは、電極ヘッドセットの外側または内側に見えるように配置することも、あるいは電極ヘッドセット内に形成することもできる。この場合は、たとえば電極ヘッドセットを形成する１つ以上のプラスチック部品内に成形する。配線系統は、以下の特徴の１つ以上を呈することが好ましい。すなわち、低コスト、電子モジュールへのコネクタによる終端、電極ヘッドセットの輪郭に合わせるために可撓性と腑形性とを有すること、導体終端部のストレインリリーフ、剛性ヘッドセット内に成形可能なストレインリリーフ付きの破断しにくい可撓性配線、雑音耐性、および１００オーム未満の導体抵抗を有することである。

１８個の電極が電極ヘッドセット内に搭載される一実施形態には、合計５２本のワイヤを収容する２本の可撓性ケーブルが含まれる。この特定の実施形態において、５２本のワイヤは、それぞれ２８ピンおよび２４ピンの２本の可撓性ケーブルにまとめられる。両可撓性ケーブルは、ピッチが１ミリであり、耐久性を増して損傷を防止するためにラミネートされている。各ワイヤは半田付けまたは圧着手段によって電極回路に接合されるが、接合はこれらの方法に限定されるものではない。一実施形態においては、ワイヤの所定長での切断、圧着、コネクタ筐体への挿入、撚り合わせ、および被覆の剥き取りを機械によって行うことができる。

１８個の電極が電極ヘッドセット内に搭載される別の実施形態においては、配線系統は、合計５２本のワイヤを収容する２つのコネクタを含む。各ワイヤは多心撚り線であり、ＰＶＣ絶縁される。たとえば、多心撚り線は、直径０．２６ミリメートルの導体をそれぞれ７本含むことができる。各ワイヤは、レセプタクル接点と共に圧着され、コネクタ筐体に挿入される。各電極板に向かうワイヤは、まとめられて一緒に撚り合わされてから、先端の被覆を剥かれ、電極ＰＣＢに半田付けされる。一実施形態においては、ワイヤの所定長での切断、圧着、コネクタ筐体への挿入、撚り合わせ、および被覆の剥き取りを機械によって行うことができる。

上記の実施形態においては、以下の利点を１つ以上実現することができる。すなわち、材料コストを極力抑えることができる（各ワイヤが正確な長さに切られるので、低コストのコネクタであり、ワイヤの廃棄が最小または皆無である）。ワイヤが可撓性であるので、電極ヘッドセットの輪郭に合わせることができる。製造工程を自動化できるため、製造プロセスが効率的である。ワイヤを撚り合わせることによって雑音耐性がもたらされるほか、撚り合わされた全３本のワイヤが単一のミニケーブルと同様になるのでヘッドセット内に配線を効率的に配置することができる。ワイヤを電極ＰＣＢに半田付けできるので、ワイヤを電極板に終端させるためのコストを最小化できる。ワイヤが多心撚り線であるためにストレインリリーフ要件が緩和されうるが、ワイヤをＰＣＢ内の別の孔に通すことによって、あるいはストレインリリーフを電極ヘッドセット成形品自体に含めることによって安価で効果的なストレインリリーフを設けることもできる。コネクタをナイロン製とし、ワイヤをＰＶＣ絶縁できるため、摂氏約１５０度に耐えことが期待されるので、配線組み立て体は、一般的なプラスチック射出成形工程の温度（たとえば、ポリエチレンの場合は摂氏１１５度）に耐えることができる。各電極板までの撚り線の固有の長さは、電極ヘッドセット成形品への電極および配線組み立て体の取り付けに好都合なガイドになりうる。

別の実施形態において、信号取得システムは電極と電子回路との間に無線リンクを使用できる。さらに、および／またはあるいは、電子回路を外部プロセッサに無線でリンクできる。

（代替実施形態）
本願明細書に記載の電極回路の配置、電極、および電極ヘッドセットの配置は、本願明細書に記載の実施形態以外の多種多様な用途における接続にも使用できることも理解されたい。たとえば、本願明細書に記載の電極ヘッドセットの配置は、他の公知の複数の電極配置と共に使用できる。さらに、本願明細書に記載の電極配置は、頭以外の身体部分の他の種類の生体電位、たとえばＥＣＧの検出にも使用できる。本願明細書に記載の電極は、人間以外の用途にも使用できる。

本願明細書に開示された主題は、本願明細書の本文または図面に記載されている、あるいは本願明細書の本文または図面から明らかな、個々の特徴のうちの２つ以上のあらゆる代替の組み合わせに及ぶことを理解されるであろう。これらのさまざまな組み合わせの全ては、さまざまな代替局面を構成する。

本発明のいくつかの実施形態を説明してきた。しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を行いうることを理解されるであろう。たとえば、図４の電極配置構成３５０に示されている電極位置はおおよその位置であり、図示の体系３５０は一例にすぎない。電極の数がこれより多いか、または少なく、電極の位置が異なる電極配置構成を使用することもできる。異なる電極配置構成が所望される場合は、上記のさまざまな構成の電極ヘッドセットに含まれる電極マウントを、その異なる電極配置構成に従って、配置することができる。さらに、異なる電極配置構成に適合させる必要がある場合は、電極ヘッドセットを形成する各バンドの寸法および／または構成を図示の実施形態とは違えることができる。

したがって、他の実施形態は付属の特許請求の範囲に含まれる。

図１は、信号取得システムの概略図である。 図２は、１０−２０電極配置方式の概略図である。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図３Ａ〜Ｇは、剛性電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図４は、電極配置構成の概略図である。 図５Ａ〜Ｂは、剛性電極ヘッドセットの一代替実施形態を示す。 図５Ａ〜Ｂは、剛性電極ヘッドセットの一代替実施形態を示す。 図６Ａ〜Ｃは、剛性電極ヘッドセットの一代替実施形態を示す。 図６Ａ〜Ｃは、剛性電極ヘッドセットの一代替実施形態を示す。 図６Ａ〜Ｃは、剛性電極ヘッドセットの一代替実施形態を示す。 図７Ａ〜Ｂは、軟質電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図７Ａ〜Ｂは、軟質電極ヘッドセットの一実施形態を示す。 図８は、ポケットとして構成された電極マウントの一実施形態を示す。 図９Ａ〜Ｅは、電極の一実施形態を示す。 図９Ａ〜Ｅは、電極の一実施形態を示す。 図９Ａ〜Ｅは、電極の一実施形態を示す。 図９Ａ〜Ｅは、電極の一実施形態を示す。 図９Ａ〜Ｅは、電極の一実施形態を示す。 図１０Ａ〜Ｃは、図９Ａ〜Ｅに図示の電極に含まれる接点要素の一代替実施形態を示す。 図１０Ａ〜Ｃは、図９Ａ〜Ｅに図示の電極に含まれる接点要素の別の代替実施形態を示す。 図１０Ａ〜Ｃは、図９Ａ〜Ｅに図示の電極に含まれる接点要素の別の代替実施形態を示す。 図１１Ａ〜Ｂは、代替電極を示す。 図１１Ａ〜Ｂは、代替電極を示す。 図１２Ａ〜Ｂは、代替電極を示す。 図１２Ａ〜Ｂは、代替電極を示す。 図１３は、回路図の概略図である。 図１４Ａ〜Ｂは、電極筐体の一実施形態を示す。 図１４Ａ〜Ｂは、電極筐体の一実施形態を示す。

Claims (64)

1. 電極ヘッドセットであって、
   複数の剛性バンドであって、該複数の剛性バンドは、被検者の頭を取り囲むように該被検者の頭に配置されている該電極ヘッドセットに応じて撓むために、少なくとも十分な可撓性を含む材料で形成されている、複数の剛性バンドと、
   該複数の剛性バンドに含まれる１つ以上の電極マウントであって、各電極マウントは電極を搭載するように構成され、かつ、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、それに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、電極マウントと
   を備えている、電極ヘッドセット。
2. 前記複数の剛性バンドの間に形成された複数の間隙であって、前記被検者が前記電極ヘッドセットを装着しているときに該被検者の頭頂部の部分が露出される、複数の間隙をさらに備えている、請求項１に記載の電極ヘッドセット。
3. 前記１つ以上の電極マウントのそれぞれは、前記剛性バンドのうちの１つに形成された開口を備え、該開口は電極を受け入れて前記被検者の頭に対して適切な位置に確実に保持するように構成されている、請求項１に記載の電極ヘッドセット。
4. 前記電極マウント内に搭載された前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続され、
   該１つ以上の電極から信号を受信し、かつ、
   出力信号をプロセッサに供給するように構成された電子回路をさらに備えている、請求項１に記載の電極ヘッドセット。
5. 前記電子回路は前記複数の剛性バンドのうちの１つに埋め込まれている、請求項４に記載の電極ヘッドセット。
6. 前記電子回路は前記複数の剛性バンドのうちの１つに搭載される、請求項４に記載の電極ヘッドセット。
7. 複数の剛性バンドと、
   該複数の剛性バンド内に含まれる１つ以上の電極マウントとを備える電極ヘッドセットであって、
   該複数の剛性バンドは、被検者の頭に配置されている該電極ヘッドセットに応じて撓むために十分な可撓性と、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置され、電極が該電極マウントに取り付けられたときに、該複数の剛性バンドが該電極を該被検者の頭に押し付けるために十分な弾性とを有する材料で形成される、電極ヘッドセット。
8. 前記複数の剛性バンドは、前記被検者の頭の第１の側面に配置される第１のバンドと、該被検者の頭の第２の側面に配置される第２のバンドとを含み、前記ヘッドセットは、該第１のバンドと該第２のバンドとが互いに向かって付勢されるように構成される、請求項７に記載の電極ヘッドセット。
9. 前記第１のバンドは、前記被検者の後頭部から該被検者の左側頭領域に向かって延在する左側頭バンドを備え、前記第２のバンドは、該被検者の後頭部から該被検者の右側頭領域に向かって延在する右側頭バンドを備える、請求項８に記載の電極ヘッドセット。
10. 前記複数の剛性バンドは、前記被検者の後頭部中心に沿って配置される中央バンドをさらに含み、
    前記第１および第２のバンドは、該被検者の該後頭部から該被検者の前額部の両側に向かって延在する背面バンドをそれぞれ備える、請求項８に記載の電極ヘッドセット。
11. 前記被検者が前記電極ヘッドセットを装着しているときに、該被検者の前記頭頂部の部分が露出されるように、前記複数の剛性バンド間に形成された複数の間隙をさらに備える、請求項７に記載の電極ヘッドセット。
12. 前記１つ以上の電極マウントのそれぞれは、前記剛性バンドのうちの１つに形成された開口をそれぞれ備え、該開口は電極を受け入れて前記被検者の頭に対して適切な位置に確実に保持するように構成される、請求項７に記載の電極ヘッドセット。
13. 前記電極マウント内に搭載された前記１つ以上の電極にそれぞれ電気的に接続され、
    該１つ以上の電極から信号を受信し、かつ、
    出力信号をプロセッサに供給するように構成された電子回路をさらに備える、請求項７に記載の電極ヘッドセット。
14. 前記電子回路は前記複数の剛性バンドのうちの１つに埋め込まれる、請求項１３に記載の電極ヘッドセット。
15. 複数の剛性バンドであって、
    被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドと、
    それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の該後頭部から該被検者の前額部に向かって延在する左背面バンドおよび右背面バンドと、
    それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の該後頭部から該被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する左側頭バンドおよび右側頭バンドとを含む、複数の剛性バンドと、
    該複数の剛性バンド内に形成された複数の電極マウントであって、各電極マウントは電極を受け入れて搭載するように構成され、電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される電極マウントと
    を備える、電極ヘッドセット。
16. 複数の剛性バンドであって、
    被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドであって、該被検者の後頭部下方に向かって延在する下側部分と、該被検者の後頭部上方に向かって延在する叉状の上側部分との間に配置された、矢状面を中心にほぼ対称な中間部分を備える、中央バンドと、
    それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の左右の側頭領域に向かってそれぞれ延在する左側頭バンドおよび右側頭バンドであって、各側頭バンドは該側頭バンドの遠位端から延在する第１および第２のフィンガを少なくとも含み、該第１および第２のフィンガが該被検者の該前頭領域に終端する遠位端を含む、左側頭バンドおよび右側頭バンドと
    を含む、複数の剛性バンドと、
    該中央バンド、左側頭バンド、および右側頭バンド内に形成された複数の電極マウントであって、それぞれ電極を受け入れて搭載するように構成され、電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、複数の電極マウントと
    を備える、電極ヘッドセット。
17. 前記左右の側頭バンドのそれぞれの前記第２のフィンガは、前記遠位端が叉状であって２つの遠位終端点を提供し、各遠位終端点は電極マウントを含む、請求項１６に記載の電極ヘッドセット。
18. 前記左側頭バンドから前記右側頭バンドまで延在する顎支えであって、使用中に前記被検者下顎の下に位置するように構成される、顎支えをさらに備える、請求項１６に記載の電極ヘッドセット。
19. 複数のバンドであって、
    該複数のバンドは、被検者の頭を取り囲むように、該被検者の頭に順応する軟質の伸縮可能材料で形成され、
    該被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに、該被検者の頭頂部の複数の部分が露出されているように、該複数のバンド間に複数の間隙が形成される、複数のバンドと、
    該複数のバンド内に含まれる１つ以上の電極マウントであって、各電極マウントは電極を搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、電極マウントと
    を備える、電極ヘッドセット。
20. 請求項１９に記載の電極ヘッドセットであって、前記１つ以上の電極マウントは、前記バンドのうちの１つに形成された開口をそれぞれ備え、前記開口は電極を受け入れて前記被検者の頭に対して所定位置に確実に保持するように構成されることを特徴とする電極ヘッドセット。
21. 前記１つ以上の電極マウントのそれぞれは、前記バンドのうちの１つに形成されたポケットを備え、該ポケットは電極を受け入れて前記被検者の頭に対して適切な位置に確実に保持するように構成される、請求項１９に記載の電極ヘッドセット。
22. 前記電極マウント内に搭載された前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続され、
    前記１つ以上の電極から信号を受信し、かつ
    出力信号をプロセッサに供給するように構成された電子回路をさらに備える、請求項１９に記載の電極ヘッドセット。
23. 電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    ジンバルド接点要素と、
    該電極板と該ジンバルド接点要素とを接続して、その間に導電性経路を提供する導電性屈曲要素と
    を備える、電極。
24. 前記ジンバルド接点要素は、被検者に接触するように構成された１つ以上の接点突起を含む、請求項２３に記載の電極。
25. 前記接点突起は被検者に直接接触するように構成され、前記電極板までの導電性経路を該接点突起と該被検者との間の導電性流体中間物を用いずに提供する、請求項２４に記載の電極。
26. 筐体をさらに備えており、
    前記電極板と、センサ回路と、導電性屈曲要素とが該筐体内に配置され、かつ、
    前記ジンバルド接点要素は、該ジンバルド接点要素と該筐体との間の相対的な旋回運動を許容するように構成された、該筐体へのジンバルド接続を含み、前記１つ以上の接点突起は該筐体を越えて延在する、請求項２４に記載の電極。
27. 前記ジンバル接点要素の前記１つ以上の接点突起は、遠位端に向かって先細りの細長い突起をそれぞれ備える、請求項２４に記載の電極。
28. 前記ジンバル接点要素の前記１つ以上の接点突起は、凸状の遠位面で終端する細長い突起をそれぞれ備える、請求項２４に記載の電極。
29. 前記ジンバル接点要素の前記１つ以上の接点突起は、球状の遠位端で終端する細長い突起をそれぞれ備える、請求項２４に記載の電極。
30. 前記導電性屈曲要素がスプリングを備える、請求項２３に記載の電極。
31. 電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該電極板に接触した上面と、被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素であって、該接点要素は導電性流体を含んで該被検者の皮膚から該センサ回路までの導電性経路を、その間の該電極板を介して提供するように適合されている、接点要素と
    を備える、電極。
32. 前記接点要素は吸収性パッドを備える、請求項３１に記載の電極。
33. 筐体を備え、前記電極板と、センサ回路と、前記接点要素の少なくとも一部とが該筐体に収容される、請求項３１に記載の電極。
34. 前記筐体は耐水性である、請求項３３に記載の電極。
35. 印刷回路板（ＰＣＢ）を備え、前記センサ回路が該ＰＣＢ上に形成される、請求項３１に記載の電極。
36. 実質的に耐水性である筐体内に収容された印刷回路板（ＰＣＢ）であって、該筐体は下面に第１の開口を含む、ＰＣＢと、
    台座の下面に取り付けられた電極板であって、該台座の上面は、該ＰＣＢを収容する該筐体に取り付けられるように構成され、該台座は、該筐体の下面に含まれる該第１の開口に整列された第２の開口を含む、電極板と、
    該第１および第２の開口内に配置され、該電極板と該ＰＣＢとに接触することによってその間に電気的接続を提供する導電性材料と、
    該電極板に接触した上面と、被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素であって、該接点要素は導電性流体を含んで該被検者の皮膚から該ＰＣＢまでの導電性経路を、その間の該電極板を介して提供するように適合されている、接点要素と
    を備える、電極。
37. 前記接点要素は吸収性パッドを備える、請求項３６に記載の電極。
38. 複数の剛性バンドであって、該複数の剛性バンドが被検者の頭を取り囲むように、該被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために、少なくとも十分な可撓性を含む材料で形成された、複数の剛性バンドと、
    該複数の剛性バンド内に含まれる１つ以上の電極マウントであって、各電極マウントは電極を搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されると、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、１つ以上の電極マウントと、
    該１つ以上の電極であって、各電極は、該１つ以上の電極マウント内に取り付けられ、かつ、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該被検者の頭に接触するようになっているジンバルド接点要素と、
    該電極板と該ジンバルド接点要素とを接続して、その間に導電性経路を提供する導電性屈曲要素と
    を含む、該１つ以上の電極と
    を備える、電極ヘッドセット。
39. 前記１つ以上の電極のそれぞれの前記ジンバルド接点要素は、前記被検者の頭に直接接触するように構成され、かつ、前記電極板への導電性経路を、１つ以上の接点突起と該被検者の頭との間の導電性流体中間物を伴わずに提供する該１つ以上に接点突起を含む、請求項３８に記載の電極ヘッドセット。
40. 前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される電子回路であって、該１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を供給するように構成された、電子回路をさらに備える、請求項３８に記載の電極ヘッドセット。
41. 前記電子回路と、該電子回路を前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとが、前記複数の剛性バンド内に埋め込まれる、請求項４０に記載の電極ヘッドセット。
42. 前記複数の剛性バンドは、
    前記被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドと、
    左背面バンドおよび右背面バンドであって、それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の前額部に向かって延在する、左背面バンドおよび右背面バンドと、
    左側頭バンドおよび右側頭バンドであって、それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する、左側頭バンドおよび右側頭バンドと
    を含む、請求項３８に記載の電極ヘッドセット。
43. 複数の剛性バンドであって、該複数の剛性バンドが、被検者の頭を取り囲むように該被検者の頭に配置されている電極ヘッドセットに応じて撓むために、少なくとも十分な可撓性を含む材料で形成された、複数の剛性バンドと、
    該複数の剛性バンド内に含まれる１つ以上の電極マウントであって、各電極マウントは電極を搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、１つ以上の電極マウントと、
    該１つ以上の電極であって、各電極は、該１つ以上の電極マウント内に取り付けられ、かつ、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該電極板に接触した上面と、該被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素であって、該接点要素は導電性流体を含んで該被検者の皮膚から該センサ回路までの導電性経路を、その間の該電極板を介して提供するように適合されている、接点要素と
    を含む、該１つ以上の電極と
    を備える、電極ヘッドセット。
44. 前記１つ以上の電極のそれぞれに含まれる前記接点要素が吸収性パッドを備える、請求項４３に記載の電極ヘッドセット。
45. 前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される電子回路であって、該１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を供給するように構成される、電子回路をさらに備える、請求項４３に記載の電極ヘッドセット。
46. 前記電子回路と、該電子回路を前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとが、前記複数の剛性バンド内に埋め込まれる、請求項４５に記載の電極ヘッドセット。
47. 前記複数の剛性バンドは、
    前記被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドと、
    左背面バンドおよび右背面バンドであって、それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の前額部に向かって延在する、左背面バンドおよび右背面バンドと、
    左側頭バンドおよび右側頭バンドであって、それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の左右の側頭領域にそれぞれ向かって延在する、左側頭バンドおよび右側頭バンドと
    を含む、請求項４３に記載の電極ヘッドセット。
48. 複数の剛性バンドであって、
    被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドであって、該被検者の後頭部下方に向かって延在する下側部分と、該被検者の後頭部上方に向かって延在する叉状の上側部分との間に配置された、矢状面を中心にほぼ対称な中間部分を備える、中央バンドと、
    左側頭バンドおよび右側頭バンドであって、それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の左右の側頭領域に向かってそれぞれ延在し、各側頭バンドの遠位端から延在する第１および第２のフィンガを少なくとも含み、該第１および第２のフィンガは該被検者の該前頭領域で終端する遠位端を含む、左側頭バンドおよび右側頭バンドと
    を含む、複数の剛性バンドと、
    該中央バンド、左側頭バンド、および右側頭バンド内に形成された複数の電極マウントであって、各電極マウントは電極を受け入れて搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、電極マウントと、
    該１つ以上の電極であって、各電極は、該１つ以上の電極マウント内に取り付けられ、かつ、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該被検者の頭に接触するように適合されているジンバルド接点要素と、
    該電極板と該ジンバルド接点要素とを接続してその間に導電性経路を提供する導電性屈曲要素と、
    を含む、該１つ以上の電極と
    を備える、電極ヘッドセット。
49. 前記１つ以上の電極のそれぞれの前記ジンバルド接点要素は、前記被検者の頭に直接接触して前記電極板への導電性経路を、前記１つ以上の接点突起と該被検者の頭との間の導電性流体中間物を伴わずに提供するように構成された該１つ以上の接点突起を含む、請求項４８に記載の電極ヘッドセット。
50. 前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される電子回路であって、該１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を供給するように構成される、電子回路をさらに備える、請求項４８に記載の電極ヘッドセット。
51. 前記電子回路と、該電子回路を前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとが、前記複数の剛性バンド内に埋め込まれる、請求項５０に記載の電極ヘッドセット。
52. 複数の剛性バンドであって、
    被検者の後頭部中心に沿って配置されるように構成された中央バンドであって、該被検者の後頭部下方に向かって延在する下側部分と、該被検者の後頭部上方に向かって延在する叉状の上側部分との間に配置された、矢状面を中心にほぼ対称な中間部分を備える、中央バンドと、
    左側頭バンドおよび右側頭バンドであって、それぞれ中央バンドから突出し、該被検者の後頭部から該被検者の左右の側頭領域に向かってそれぞれ延在し、各側頭バンドの遠位端から延在する第１および第２のフィンガを少なくとも含み、該第１および第２のフィンガは該被検者の前頭領域で終端する遠位端を含む、左側頭バンドおよび右側頭バンドと
    を含む、複数の剛性バンドと、
    該中央バンド、左側頭バンド、および右側頭バンド内に形成された複数の電極マウントであって、それぞれ電極を受け入れて搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、電極マウントと、
    該１つ以上の電極であって、各電極は、該１つ以上の電極マウント内に取り付けられ、かつ、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該電極板に接触した上面と、該被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素であって、該接点要素は導電性流体を含んで該被検者の皮膚から該センサ回路までの導電性経路を、その間の該電極板を介して提供するように適合されている、接点要素と
    を含む、該１つ以上の電極と
    を備える、電極ヘッドセット。
53. 請求項５２に記載の電極ヘッドセットであって、前記１つ以上の電極のそれぞれに含まれる前記接点要素は吸収性パッドを備えることを特徴とする電極ヘッドセット。
54. 前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される電子回路であって、該１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を供給するように構成される、電子回路をさらに備える、請求項５２に記載の電極ヘッドセット。
55. 前記電子回路と、該電子回路を前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続する複数のワイヤとが、前記複数の剛性バンド内に埋め込まれる、請求項５４に記載の電極ヘッドセット。
56. 複数のバンドであって、
    該複数のバンドは、被検者の頭を取り囲むように該被検者の頭に順応する軟質の伸縮可能材料で形成され、
    該被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに該被検者の頭頂部の部分が露出されているように該複数のバンドの間に複数の間隙が形成された
    複数のバンドと
    該複数のバンド内に含まれる１つ以上の電極マウントであって、それぞれ電極を搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるとき、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、１つ以上の電極マウントと、
    該１つ以上の電極であって、各電極は、該１つ以上の電極マウント内に取り付けられ、かつ、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該被検者の頭に接触するように適合されているジンバルド接点要素と、
    該電極板と該ジンバルド接点要素とを接続してその間に導電性経路を提供する導電性屈曲要素と、
    を含む、該１つ以上の電極と
    を備える、電極ヘッドセット。
57. 前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される電子回路であって、該１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を供給するように構成される、電子回路をさらに備える、請求項５６に記載の電極ヘッドセット。
58. 前記１つ以上の電極のそれぞれの前記ジンバルド接点要素は、前記被検者の頭に直接接触して前記電極板への導電性経路を、１つ以上の接点突起と該被検者の頭との間の導電性流体中間物を伴わずに提供するように構成される該１つ以上の接点突起を含む、請求項５６に記載の電極ヘッドセット。
59. 複数のバンドであって、
    該複数のバンドは、被検者の頭を取り囲むように該被検者の頭に順応する軟質の伸縮可能材料で形成され、
    該被検者が電極ヘッドセットを装着しているときに、該被検者の頭頂部の部分が露出されているように該複数のバンドの間に複数の間隙が形成される
    複数のバンドと、
    該複数のバンド内に含まれる１つ以上の電極マウントであって、各電極マウントは電極を搭載するように構成され、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置されるときに、そこに取り付けられた１つ以上の電極が、所望の電極配置構成に従って該被検者の頭に対して配置される、１つ以上の電極マウントと、
    該１つ以上の電極であって、各電極は、該１つ以上の電極マウント内に取り付けられ、かつ、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該電極板に接触した上面と、該被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素であって、該接点要素は導電性流体を含んで該被検者の皮膚から該センサ回路までの導電性経路を、その間の該電極板を介して提供するように構成されている、接点要素と
    を含む、該１つ以上の電極と
    を備える、電極ヘッドセット。
60. 前記１つ以上の電極のそれぞれに電気的に接続される電子回路であって、該１つ以上の電極から信号を受信して出力信号を供給するように構成される、電子回路をさらに備える、 請求項５９に記載の電極ヘッドセット。
61. 前記１つ以上の電極のそれぞれに含まれる前記接点要素は吸収性パッドを備える、請求項５９に記載の電極ヘッドセット。
62. 複数の剛性バンドと、
    該複数の剛性バンド内に含まれる１つ以上の電極マウントと、
    該１つ以上の電極マウントのそれぞれに取り付けられた電極であって、電極ヘッドセットを装着した被検者から生体信号を検出するように構成された電極と
    を備え、
    該複数の剛性バンドは、該被検者の頭に配置されている該電極ヘッドセットに応じて撓むために十分な可撓性と、該電極ヘッドセットが該被検者の頭に配置され、複数の電極が該電極マウントに取り付けられたときに、該複数の剛性バンドが該複数の電極を該被検者の頭に押し付けるために十分な弾性とを有する材料で形成される、電極ヘッドセット。
63. 各電極が、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    前記被検者の頭に接触するように適合されているジンバルド接点要素と、
    該電極板と該ジンバルド接点要素とを接続してその間に導電性経路を提供する導電性屈曲要素と
    を備える、請求項６２に記載の電極ヘッドセット。
64. 各電極は、
    電極板と、
    該電極板に電気的に接続されるセンサ回路と、
    該電極板に接触した上面と、前記被検者の皮膚に接触するように構成された下面とを含む接点要素と
    を備え、
    該接点要素は導電性流体を含んで該被検者の皮膚から該センサ回路までの導電性経路を、その間の該電極板を介して提供するように適合されている、請求項６２に記載の電極ヘッドセット。

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