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眼鏡式腦部活動傳感器以及眼鏡式電生理活動感測裝置的制作方法

文檔序號:11665386閱讀:330來源:國知局
眼鏡式腦部活動傳感器以及眼鏡式電生理活動感測裝置的制造方法

本發(fā)明涉及一種穿戴式生理活動傳感器及裝置,特別涉及一種通過將電極接觸耳廓內(nèi)面及/或耳廓背面特定位置而達(dá)成電生理訊號擷取的眼鏡式腦部活動傳感器以及眼鏡式電生理活動感測裝置。



背景技術(shù):

傳統(tǒng)上,將電極設(shè)置于頭皮上而測得的腦部電活動稱之為腦電圖(electroencephalogram,eeg),腦電圖可用來偵測及診斷許多的生理狀況,并且,所獲得的腦部活動信息也可有許多其他的應(yīng)用,例如,學(xué)習(xí)專注度,疲勞程度,腦機接口(braincomputerinterface,bci),神經(jīng)義肢(neuroprosthetics),以及生物特征辨識(biometricauthentication)等。

一般而言,腦部電活動的測量方式分為兩種,參考組合范式(referencemontage)以及雙極組合范式(bipolarmontage)。在參考組合范式中,是通過將參考電極(referenceelectrode,亦稱之為無關(guān)電極)設(shè)置于沒有大腦皮質(zhì)電活動的位置,以及將活動偵測電極設(shè)置于具有大腦皮質(zhì)電活動的位置而取得腦波,而雙極組合范式則是將兩個電極皆設(shè)置于具有大腦皮質(zhì)電活動的位置,并通過兩個位置的電位差而取得腦波。

然而,傳統(tǒng)的腦部電活動檢測裝置確有著笨重、接線繁復(fù)、需要專業(yè)人士協(xié)助設(shè)置電極等缺點,很難普遍化,所以,為了解決這些問題,已逐漸發(fā)展出各種改進(jìn)的形式,而其中一種就是耳戴形式的腦部活動檢測裝置。

舉例而言,looneyd,etal.,“thein-the-earrecordingconcept:user-centeredandwearablebrainmonitoring.”ieeepulse,2012nov-dec;3(6):32-42.舉出了通過耳道取得腦電訊號的方式,并也證實了由耳道所取得的腦電訊號與由顳葉區(qū)所取得的腦電訊號間有相似的波形變化;另外,也有許多專利文件揭示以耳朵作為取腦電訊號位置的各種方式,例如,美國專利us20070112277揭示以耳道內(nèi)耳塞作為設(shè)置腦電電極媒介;美國專利us20120209101揭示利用符合耳型的助聽器作為設(shè)置腦電電極的媒介;美國專利us8565852揭示通過耳掛結(jié)構(gòu)配合耳夾而達(dá)到固定電極效果的方式;美國專利us20060094974敘述利用耳廓的結(jié)構(gòu)而設(shè)置電極的構(gòu)想;以及美國專利us7197350與美國專利us8781570則是采用耳罩作為設(shè)置電極的媒介。

然而,由于耳道內(nèi)空間非常狹小,因此,不但電極定位不易,也使得取樣裝置的制作變得非常復(fù)雜,實施起來并不容易,而且,耳道還存在著一個取樣上的問題,耳蠟,耳道內(nèi)的耳蠟是人體自然產(chǎn)生的物質(zhì),其會降低電極與耳道皮膚間的接觸面積,甚至完全隔絕,不容易達(dá)到電極與皮膚間的良好接觸,故需要在每次配戴前皆特別進(jìn)行清理,對使用者而言事實上是相當(dāng)麻煩的程序。

再者,當(dāng)電極的設(shè)置位置是落在耳廓與頭顱的相接范圍內(nèi)時,由于此范圍是緊貼頭顱的平面,要維持電極與此平面的接觸自然必須通過朝向頭顱方向的力進(jìn)行固定,但耳廓在此范圍內(nèi)卻沒有可用以提供此方向施力的結(jié)構(gòu),因此,如何固定電極一直是最需克服的問題,且同時間還需注意不能為了維持電極接觸穩(wěn)定而犧牲使用舒適度。

舉例而言,在美國專利us2006/009497中,參考電極(referenceelectrode)是利用現(xiàn)有常見的夾設(shè)方式而設(shè)置于耳垂上,而偵測電極(detectionelectrode)則是利用耳廓的生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定,這樣的方式雖然立意良好,但顯然,由于幾乎完全缺乏固定的力量,偵測電極事實上很難因此而被固定,電極與皮膚間的接觸相當(dāng)不穩(wěn)定,很容易因頭部轉(zhuǎn)動、移動等而出現(xiàn)晃動,直接影響到所取得訊號的質(zhì)量。

另外,在美國專利us8565852中,為了將偵測電極(detectionelectrode)固定在三角窩(triangularfossa)以及耳輪腳(crusofhelix)與對耳輪上腳(superiorcruxofanthelix)之間的空間,并使電極接觸該空間中與頭顱相貼的范圍,采用了特殊形狀的夾具,不過,對使用者而言,長時間使用將容易因夾設(shè)的力量而感到不適,再者,此份文件中也提供了通過耳掛結(jié)構(gòu)而將偵測電極維持在欲接觸位置上的另一種方式,但可發(fā)現(xiàn),這樣的方式由于無法提供直接施加于電極上的力量,電極仍容易出現(xiàn)晃動,因此,與皮膚間的接觸無法長時間維持穩(wěn)定,自然會造成訊號質(zhì)量降低。

在美國專利us2012/0209101中,雖然利用符合耳型的助聽器來承載電極并確保電極與耳道、耳廓皮膚間的接觸,但這樣的方式中,固定的力量主要是來自進(jìn)入耳道部分與耳道間的摩擦力,而助聽器的形狀以及延伸至耳后的掛件則僅作為定位之用,耳道外的電極缺乏直接固定的力量,因此,只要進(jìn)入耳道部分與耳道間出現(xiàn)松脫,電極就會脫離耳廓皮膚的表面,依然很容易出現(xiàn)電極接觸不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

另外,在美國專利us20070112277中,除了有關(guān)將電極設(shè)置于耳道內(nèi)的實施方式外,也揭示了將電極設(shè)置于耳后殼體的表面以接觸頭顱的方式,這是耳戴式腦部活動檢測裝置中很常見的設(shè)置方式以及接觸位置,然而,這樣的結(jié)構(gòu)卻不容易使耳后殼體產(chǎn)生朝向頭顱方向,故通常耳后殼體只是被維持在耳后,非常容易產(chǎn)生晃動,電極與皮膚間的接觸并不穩(wěn)定。

因此,如何解決上述存在于已知技術(shù)中的各種問題,確實是當(dāng)前耳戴式腦部活動檢測裝置領(lǐng)域的重要議題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

在尋找解決方案的過程中,于現(xiàn)有常被用來取得腦電訊號的位置外,申請人發(fā)現(xiàn)了新的腦電訊號取樣位置,即為在外觀上突出于頭顱外、被耳軟骨所支撐的耳廓部分,并進(jìn)一步通過實驗而得知,于耳廓上所獲得的腦電訊號的訊號強度足以進(jìn)行相關(guān)的腦電訊號分析并提供腦部活動信息。

以此新發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ),穿戴式腦部活動檢測裝置的電極接觸位置即有了新的選擇,進(jìn)而可發(fā)展出不同于以往的設(shè)計理念。

因此,本發(fā)明的目的在于提供一種眼鏡式腦部活動傳感器,用以偵測大腦皮質(zhì)的腦波,包括:一眼鏡結(jié)構(gòu),包括至少一鼻墊以及二鏡腳,以及具有一腦電電極設(shè)置于其上;其中,該眼鏡結(jié)構(gòu)通過一使用者的鼻子支撐該至少一鼻墊,以及該使用者的二耳廓支撐該二鏡腳而設(shè)置于該使用者的頭部,以使該腦電電極接觸其中一耳廓與頭顱間的一v型凹陷及/或該耳廓的背面皮膚,進(jìn)而利于通過該腦電電極而取得腦電訊號。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種眼鏡式電生理活動感測裝置,包括:二電極;以及一眼鏡式電生理活動傳感器,包括:一眼鏡結(jié)構(gòu),包括至少一鼻墊以及二鏡腳,以及具有至少一電極位于其上,其中,該眼鏡結(jié)構(gòu)通過一使用者的鼻子支撐該至少一鼻墊,以及該使用者的二耳廓支撐該二鏡腳而設(shè)置于該使用者的頭部,以使該至少一電極接觸其中一耳廓與頭顱間的一v型凹陷及/或該耳廓的背面皮膚,進(jìn)而利于通過該至少一電極而取得至少一電生理訊號。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種眼鏡式電生理活動感測裝置,包括:二電極;以及一眼鏡式電生理活動傳感器,包括:一眼鏡結(jié)構(gòu),包括至少一鼻墊以及二鏡腳,以及具有至少一電極位于其上,其中,該眼鏡結(jié)構(gòu)通過一使用者的鼻子支撐該至少一鼻墊,以及該使用者的二耳廓支撐該二鏡腳而設(shè)置于該使用者的頭部,以使該至少一電極接觸其中一耳廓與頭顱間的一v型凹陷及/或該耳廓的背面皮膚,進(jìn)而利于通過該至少一電極而取得至少一電生理訊號;以及其中,其還包括一骨傳導(dǎo)發(fā)聲元件以及一收音元件,與該眼鏡結(jié)構(gòu)相結(jié)合,以提供通話功能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其利用至少部分符合耳甲艇及/或耳甲腔形狀的耳塞,而使得其上的活動偵測電極可與耳廓的耳甲墻(conchawall)間達(dá)成穩(wěn)定接觸,進(jìn)而有利于取得鄰近大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的腦電訊號。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,利用至少部分符合耳甲及/或耳屏間切跡形狀的耳塞,而使得其上的參考電極可與耳屏及/或耳屏間切跡間達(dá)成穩(wěn)定接觸,進(jìn)而與活動偵測電極一起取得腦電訊號。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其所使用的耳塞具有多種尺寸可進(jìn)行更換,以適應(yīng)不同使用者的耳甲尺寸差異。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其通過耳前部件與耳后部件之間的相對施力,而使得位于該耳后部件上的活動偵測電極或參考電極可與耳廓后方皮膚間達(dá)成穩(wěn)定接觸,進(jìn)而有利于取得腦電訊號。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其通過設(shè)置于耳前部件以及耳后部件間的相對施力,而使得位于所述部件上的一活動偵測電極可與耳甲墻(conchawall)或耳廓背面間達(dá)成穩(wěn)定接觸,進(jìn)而有利于取得鄰近大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的腦電訊號。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其通過位于耳廓與頭顱間所形成v形凹陷處位置的上部部件及位于耳廓下方的下部部件間的相對施力,而使得位于該上方部件上的活動偵測電極可與該v型凹陷及/或耳廓背面皮膚間達(dá)成穩(wěn)定接觸,進(jìn)而有利于取得鄰近大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的腦電訊號,及/或使得位于該下部部件上的參考電極可與耳垂或耳垂附近耳廓背面皮膚間達(dá)成穩(wěn)定接觸。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其可實施為由單邊耳朵取得腦電訊號,或由雙邊耳朵取得腦電訊號。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其通過取得顳葉區(qū)腦部的腦電訊號而推知腦部整體的活動情形,以由此了解腦部在生理回饋程序及/或呼吸訓(xùn)練程序中所產(chǎn)生的變化,以利于生理回饋及/或呼吸訓(xùn)練成效的達(dá)成。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其進(jìn)一步包括ppg傳感器,以取得相關(guān)心率及/或血氧的生理信息,進(jìn)而作為生理回饋及/或呼吸訓(xùn)練的依據(jù)。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其進(jìn)一步具有心電電極,以取得心電圖,進(jìn)而可提供心電圖相關(guān)信息。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其腦電電極施為與心電電極共享。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式腦部活動傳感器,其通過與耳機相結(jié)合的方式而融入使用者的日常生活中。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式腦電活動傳感器,其可用于進(jìn)行誘發(fā)電位測試(evokedpotentialtest)。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種眼鏡式腦電活動傳感器,其通過眼鏡結(jié)構(gòu)而達(dá)成電極與耳廓背面皮膚及/或耳朵附近皮膚的穩(wěn)定接觸,以利于取得腦電訊號。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種耳戴式電生理活動傳感器,其可用于睡眠期間取得睡眠生理信息。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種眼鏡式電生理活動傳感器,其可于睡眠期間取得睡眠生理信息。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種穿戴式電生理活動傳感器,以通過頭部及/或耳朵取得電生理訊號。

附圖說明

圖1顯示大腦皮質(zhì)于頭顱中位置以及與耳廓位置的示意圖;

圖2顯示采用本發(fā)明的電極設(shè)置方式以及現(xiàn)有頭皮電極設(shè)置方式所取得的腦電訊號的比較圖;

圖3顯示耳廓內(nèi)面構(gòu)造示意圖;

圖4a-4c舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的耳塞結(jié)構(gòu)以及該耳塞結(jié)構(gòu)與耳廓相結(jié)合的示意圖;

圖5a-5d舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的耳塞結(jié)構(gòu)的伸縮結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6a-6b舉例說明根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的耳掛結(jié)構(gòu)以及該耳掛結(jié)構(gòu)與耳廓相結(jié)合的示意圖;

圖7-8舉例說明根據(jù)本發(fā)明其他較佳實施例的耳掛結(jié)構(gòu);

圖9顯示耳廓與頭顱間v型凹陷的放大示意圖;

圖10a-10d舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例,利用磁力達(dá)成固定效果的耳戴結(jié)構(gòu)的示意圖;

圖11a-11b舉例說明根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例,利用夾力達(dá)成固定效果的耳戴結(jié)構(gòu)的示意圖;

圖12a-12b舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例,一耳塞上具有二個電極的示意圖;

圖13a-13c舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例,利用耳塞結(jié)構(gòu)設(shè)置電極的可能實施方式;

圖14a-14c舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例,利用耳掛結(jié)構(gòu)設(shè)置電極的可能實施方式;

圖15a-15b、16a-16b、17舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例,利用耳塞結(jié)構(gòu)以及耳后部件設(shè)置電極的可能實施方式;

圖18a-18e根據(jù)本發(fā)明較佳實施例,利用眼鏡結(jié)構(gòu)設(shè)置電極的可能實施方式。

圖中符號說明

10電極12中空部分

14延伸構(gòu)件200活動偵測電極

202參考電極204附加結(jié)構(gòu)

60、100耳前部件62、102耳后部件

901頭顱部分902耳廓部分

903底部部分

具體實施方式

首先,請參閱圖1,其為大腦皮質(zhì)于頭顱中位置以及與耳廓位置的示意圖,由圖中可知,大腦皮質(zhì)落在頭顱的上半部,耳廓(auricle,也稱為pinna)則是位于頭顱的兩側(cè),并突出于頭顱外,其中,大致而言,以耳道(earcanal)為分隔,上方耳廓的位置落在大腦皮質(zhì)的側(cè)面,而下方耳廓所對應(yīng)的頭顱內(nèi)部則無大腦皮質(zhì)。

實驗結(jié)果顯示,可于耳廓部分的偏上方部分測得良好腦波訊號,而越往下方則腦電訊號越弱,在觀察頭部的生理構(gòu)造后,應(yīng)是因為上方耳廓所對應(yīng)的頭顱內(nèi)部正是大腦皮質(zhì)的位置,故在此情形下,通過頭骨、耳軟骨的傳遞,就可在耳廓的上部測得腦波,而下部的耳廓則因距離大腦皮質(zhì)較遠(yuǎn),再加上耳道的間隔,因此,越往下方的腦電訊號強度即變得越弱,故在本發(fā)明中,原則上,以耳道為分界,上方耳廓部分被視為可測得腦電訊號的位置,適合設(shè)置活動偵測電極,而下方耳廓則被視為是腦電訊號微弱的位置,故適合設(shè)置參考電極。

其中,一個需要特別強調(diào)的參考電極設(shè)置位置是耳屏(tragus),其在生理構(gòu)造上,同樣是屬于突出于頭顱外的耳廓部分,所在位置下方同樣無大腦皮質(zhì),且在實驗中,此位置不易測得腦電訊號,加上結(jié)構(gòu)較為獨立,是特別適合的參考電極設(shè)置位置。

請參閱圖2,其顯示采用本發(fā)明的電極設(shè)置方式以及現(xiàn)有頭皮電極設(shè)置方式所取得的腦電訊號的比較圖,其中,上方圖則為活動偵測電極設(shè)置于耳廓上方頭皮處(也即,傳統(tǒng)10-20系統(tǒng)中,t7/t8的位置),配合參考電極設(shè)置于耳垂上所獲得的腦電圖,下方圖為活動偵測電極設(shè)置于同側(cè)耳廓上部,配合參考電極設(shè)置于耳垂所獲得的腦電圖。

由圖中可以看出,兩者有相同的變化趨勢,故可知,當(dāng)活動偵測電極是設(shè)置于耳廓偏上部時,其與設(shè)置于頭皮上的電極皆可取得顳葉區(qū)的腦電訊號。

接下來則敘述此新穎的腦電電極接觸位置如何達(dá)到改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中所述缺點的效果。

請參閱圖3,其顯示了耳廓內(nèi)面構(gòu)造示意圖。耳廓是耳朵突出于頭顱外的部分,主要是由皮膚覆蓋軟骨所構(gòu)成,其中位于最下端位置的耳垂(lobe,也稱為lobue)內(nèi)僅包含皮下組織;耳廓的內(nèi)面(凹側(cè)(concaveside))包括各種如圖中所示的凸起以及凹陷區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的概念,耳廓結(jié)構(gòu)中,具有軟骨部分的皮膚表面,例如,耳廓的背面(凸側(cè)(convexside)),耳廓的內(nèi)面等,皆為腦電電極的設(shè)置及接觸位置,故以此為基礎(chǔ),在考慮到現(xiàn)有技術(shù)所面臨的問題,并觀察耳廓的結(jié)構(gòu)后,本發(fā)明提出了幾個特別具優(yōu)勢的接觸位置及接觸方式。

首先,正如所熟知,耳廓因凸出于頭顱之外,故可作為掛設(shè)、固定之用,再者,如圖中所示,耳廓內(nèi)面的凸起及凹陷也適合用于設(shè)置及固定電極,所以,配合上本發(fā)明以耳軟骨部分為取樣位置的新穎概念,就可提供更容易達(dá)成穩(wěn)定電極接觸的固定方式。

舉例而言,于耳廓內(nèi)面中,在耳甲艇(superiorconcha)及耳甲腔(inferiorconcha)的周圍,有自耳甲底部(conchafloor)(也即,平行于頭顱的平面)向上連接至對耳輪(antihelix)以及對耳屏(antitragus)的一垂直區(qū)域,稱為耳甲墻(conchawall),此耳朵的天然生理結(jié)構(gòu)正好提供了垂直于耳甲底部的一連續(xù)平面,因此,當(dāng)以此區(qū)域作為電極接觸位置時,固定電極所需要的力量,將可以是不同于現(xiàn)有技術(shù)的徑向力量,也就是,平行于耳甲底部的力量;另外,緊接于耳甲墻下方,位于對耳屏以及耳屏之間的耳屏間切跡(intertragicnotch),以及緊鄰的耳屏(tragus),同樣提供了垂直于耳甲底部的接觸區(qū)域。因此,在本發(fā)明中,耳甲墻、耳屏間切跡、以及耳屏所構(gòu)成的連續(xù)垂直區(qū)域,是特別適合于設(shè)置電極,并以通過徑向力量而達(dá)到穩(wěn)定接觸的一個選擇。

而且,由于此垂直區(qū)域的范圍是從耳廓的上部延伸至耳道下方,因此,根據(jù)先前所提及的實驗結(jié)果,耳道以上的區(qū)域可作為偵測電極的接觸位置,而耳道以下的區(qū)域則是可作為參考電極的接觸位置。

當(dāng)以接觸此垂直區(qū)域作為主要目的時,耳塞形式將是首要的選擇,至于要采用何種形式的耳塞則沒有限制,只要可以達(dá)成穩(wěn)定接觸即可。請參閱圖4a-4c,其舉例說明根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的耳塞結(jié)構(gòu)以及該耳塞結(jié)構(gòu)與耳廓相結(jié)合的示意圖,其中,圖4a所示的耳塞的形狀實施為相符于耳甲艇、耳甲腔及耳屏間切跡,以由此達(dá)成接觸耳甲墻、耳屏間切跡、及/或耳屏的效果,而電極即被設(shè)置于可接觸至耳甲墻、耳屏間切跡、及/或耳屏的位置;圖4b顯示了僅欲接觸耳廓的上半部時,耳塞的形狀可實施為僅符合耳甲艇及/或耳甲腔,圖4c則顯示僅欲接觸耳廓之下半部時,耳塞的形狀可實施為僅符合耳屏間切跡,因此,沒有限制,可依實際應(yīng)用情形而改變。

在此,特別地是,在本發(fā)明中,耳塞較佳地是通過與耳甲艇及/或耳甲腔周圍結(jié)構(gòu)之間的徑向相互抵頂進(jìn)行固定,而由于電極接觸位置---耳甲墻、耳屏間切跡、及/或耳屏---即落在耳甲艇及/或耳甲腔的周圍,因此,就可在固定耳塞的同時也達(dá)到穩(wěn)定電極接觸的效果,另外,若為了增加固定效果,也可增設(shè)如耳機般延伸至耳道內(nèi)的突起,故不受限制。

大體而言,一般市面上常見的耳塞種類皆適用于本發(fā)明的概念,例如,當(dāng)耳塞具有與耳道相結(jié)合的部分時,其類似圖4c所示的情形,至少會接觸耳屏、耳屏間切跡等位置,然后,再視其未進(jìn)入耳道部分的形狀而決定是否與耳甲墻間有接觸,再者,若為不與耳道相結(jié)合的耳塞,則其形狀即決定了與耳廓內(nèi)面接觸的位置,然而,為了固定,此種類型的耳塞一般多需與耳廓內(nèi)面的凸起產(chǎn)生相互抵頂,因此,也多能提供與耳甲墻之間的接觸。

這樣的方式特別具有優(yōu)勢的原因是,第一,由于耳塞形狀實施為與耳甲艇及耳甲腔相符,因此,只要耳塞正確地放置于耳廓之中,電極即可輕易地接觸到默認(rèn)的位置,無須特殊的安裝技巧即可完成定位,相當(dāng)方便;第二,由于耳甲艇及耳甲腔是一封閉的區(qū)域,故當(dāng)耳塞與其周圍結(jié)構(gòu)產(chǎn)生徑向抵頂時,可穩(wěn)固地被維持于此區(qū)域中,不容易產(chǎn)生移動,電極接觸的穩(wěn)定性相當(dāng)高。

至于如何達(dá)成抵頂,則有許多可行的方式。舉例而言,可通過耳塞材質(zhì)的選擇來達(dá)成,例如,利用具彈性的材質(zhì)制成略大于耳甲艇及/或耳甲腔范圍的耳塞,而使得耳塞被置入時,可通過彈性材質(zhì)受到壓縮所產(chǎn)生的反彈力而達(dá)成抵頂?shù)男Ч蛘?,可通過設(shè)置伸縮結(jié)構(gòu)的方式而讓耳塞產(chǎn)生徑向的施力,其中,特別地是,如圖5a所示,耳塞可實施為由彈性材質(zhì)具有中空部分12,如此一來,耳塞的形狀就可自由地隨置入的空間的形狀而改變,可適應(yīng)不同使用者的不同耳形,以讓位于其上的電極10可與耳廓內(nèi)部有穩(wěn)定的接觸;另外,也可采用其他的形式,例如,利用彈簧機構(gòu)、具反彈力的按鍵、以及具彈性的延伸構(gòu)件等,同樣可達(dá)成抵頂固定效果,而且,特別地,抵頂?shù)奈恢靡部稍O(shè)計為直接發(fā)生在電極所在的位置,更加確保電極接觸的穩(wěn)定,如圖5b-5d所示,其顯示三種形式的突出于耳塞表面且可受力而收縮的電極凸起,其中,圖5b顯示金屬電極10可獨立伸縮并穿出耳塞結(jié)構(gòu)的形式,圖5c顯示電極10嵌于耳塞表面但具按壓恢復(fù)力的形式,圖5d則是顯示電極10位于具彈力的延伸構(gòu)件14上,其可通過適應(yīng)耳甲墻的形狀而提供使電極抵頂耳甲墻的力量,而無論何種情形皆有利于更精準(zhǔn)地穩(wěn)定電極與皮膚間的接觸。因此,實施方式不受限,只要是符合耳朵人體工學(xué)的形狀、并可通過徑向抵頂而使耳塞固定于耳甲艇及/或耳甲腔中的方式皆屬本發(fā)明的范疇。

另外,基于不同使用者間不同的耳朵尺寸,該耳塞可實施為具有不同的尺寸,以供使用者選擇,或者,也可通過更換包覆耳塞的緩沖套件,例如,硅膠套,而變更耳塞的整體尺寸,以提高成本效應(yīng),而此時,較佳地是,電極實施為如上所述地穿出于耳塞表面并可伸縮,如此一來,即使更換套件也不影響電極的位置以及與皮膚間的接觸,或者,也可實施為通過更換一部分耳塞的方式來達(dá)成不同的尺寸,例如,可實施為更換不具有電極的部分,或者,也可實施為更換具有電極的部分,例如,僅更換套設(shè)于可伸縮電極周圍的部分耳塞而無須同時更換電極,同樣具成本效益。因此,有各種可能的方式,不受限所述。

再舉例而言,耳廓的背面(凸側(cè))也是相當(dāng)適合進(jìn)行取樣的位置,而當(dāng)以此作為取樣位置時,耳掛形式(hook-typed)將會是首要的選擇。在本發(fā)明中,不同于現(xiàn)有技術(shù),通過置于耳后的部件或殼體,位于其上的電極所接觸的是耳朵背面,而非最常見的頭顱。

一般而言,耳掛形式的實施通常會在耳廓的前方及后方分別設(shè)置一部件,且多是通過兩者間的相互作用力而達(dá)到固定于耳廓上的效果,因此,要維持耳后部件與頭顱間的接觸并不容易,相較之下,耳后部件與耳廓背面的接觸反而更容易達(dá)成,而這樣的情形正好符合本發(fā)明所提出的新穎接觸位置。

如圖6a以及圖6b所示,根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的耳掛結(jié)構(gòu),以及該耳掛結(jié)構(gòu)與耳廓相結(jié)合的示意圖,在此所示的耳掛結(jié)構(gòu)包括一耳前部件60,以及一耳后部件62,兩者跨過耳廓上方而彼此相接,且兩者之間具有相對施力,以確保耳掛結(jié)構(gòu)可穩(wěn)定地被維持在耳廓上,而電極即設(shè)置在耳后部件上可與耳后皮膚相接觸的位置,如此一來,電極與皮膚間的接觸就可自然地通過耳前部件與耳后部件間的相對施力而被穩(wěn)定。

在此,同樣地,當(dāng)接觸的位置落在耳廓的上部時,可作為活動偵測電極的取樣點,而若實施為參考電極時,則可將接觸位置設(shè)計在耳廓的下部,可根據(jù)需求的不同而改變,不受限制。

至于耳前部件與耳后部件之間的相對施力如何達(dá)成,也有各種不同的可能性。舉例而言,可通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計而讓耳后部件與耳前部件間產(chǎn)生錯位,以自然對耳朵產(chǎn)生施力;或者,可在兩者相接的部位采用樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),其中,樞轉(zhuǎn)軸可實施為平行于(圖6b)、或垂直于(圖7)耳甲底部,以讓耳后部件產(chǎn)生朝向耳廓背面方向的施力;或者,可在兩者相接的部位采用滑動結(jié)構(gòu)(圖8),以使得耳后部件可由此獲得由上而下、且朝向耳廓的施力。

另外,也可通過設(shè)計耳后部件的形狀,使其具有更符合耳廓背面的弧度,同樣可增加電極接觸的穩(wěn)定性;或者由具彈性的材質(zhì)制成耳后部件,通過材質(zhì)本身的彈性增加電極的接觸穩(wěn)定性。因此,有各種可能的實施方式,不受限制。

因此,只要通過選擇適合的耳后部件以及適當(dāng)?shù)南鄬κ┝Ψ绞剑涂蛇_(dá)成不同電極接觸位置的需求,例如,對應(yīng)于耳廓內(nèi)面的耳甲墻位置的背面皮膚,以及接近耳垂附近位置的耳廓背面皮膚等,這些都是耳后部件很容易接觸且可達(dá)成穩(wěn)定的位置,制作與使用上皆相當(dāng)方便。

除了上述的位置外,尚有可利用耳后部件而輕易且穩(wěn)定達(dá)成接觸的一個位置,也即,耳廓與頭顱間的v型凹陷,如圖9所示,該v型凹陷位于耳廓以及頭顱之間,其包括頭顱部分901,耳廓部分902,以及作為連接的底部部分903,因而構(gòu)成恰好適合讓物體放置于耳廓與頭顱之間的生理結(jié)構(gòu),其中,當(dāng)物體放置于此區(qū)域時,除了可選擇地接觸三個部分901-903的任一部分外,更進(jìn)一步地,耳廓與頭顱會自然地提供將物體夾設(shè)于中間的力量,甚至,當(dāng)物體體積足夠及/或形狀吻合時,物體還可被嵌于/塞于耳廓與頭顱間,達(dá)到更好的固定效果,因此,在實際實施時,將可提供更多的選擇性。

再者,進(jìn)一步地,也可通過變化耳前部件而提升電極固定的效果。舉例而言,該耳前部件可實施為耳塞形式(如圖7所示),以固定于耳廓的內(nèi)面,如此一來,將更有助于達(dá)到穩(wěn)定接觸的效果。因此,同樣可以有各種實施方式,不受限制。

固定電極的方式除了上述的耳塞以及耳掛形式外,也可以有其他實施方式。

舉例而言,可以通過磁力相吸的方式而達(dá)成固定效果,如圖10a-10d所示,通過耳前部件100以及耳后部件102隔著耳廓彼此磁性相吸,同樣可以達(dá)到固定的效果,例如,電極可設(shè)置于耳前部件上,接觸耳甲墻或耳屏間切跡的任一部分,并通過將耳后部件設(shè)置于耳廓背面的相對位置而達(dá)到固定效果,圖10a-10b顯示接觸耳甲墻的例子,在此情形下,耳后部件剛好可以倚靠在耳廓上方與頭顱的交界處,相當(dāng)穩(wěn)定,另外,圖10c-10d顯示接觸耳屏間切跡/耳屏的例子,在此例子中,則是耳前部件可落在耳屏間切跡的凹陷中,達(dá)成高度的穩(wěn)定性。其中,圖10a-10b所提供的接觸位置,正是適合設(shè)置活動偵測電極的位置,電極可實施為在耳前部件、或耳后部件上,都可達(dá)到相同的效果,而圖10c-10d所示則為適合設(shè)置參考電極的位置,同樣地,電極可以接觸耳廓的內(nèi)面或背面,沒有限制;再者,由于是通過磁力進(jìn)行固定,因此,當(dāng)耳前部件上具有電極時,其可實施為可僅利用磁力達(dá)成與耳甲墻、耳屏、或耳屏間切跡間的接觸,或者進(jìn)一步實施為耳塞形式,以額外提供穩(wěn)定電極接觸的抵頂力。

在此,兩個部件可實施為具有磁性,例如,通過內(nèi)部具有磁性物質(zhì)、或本身即為磁性物質(zhì)的方式,或是實施為由可受磁性吸引的材質(zhì)所制成,舉例而言,可以一個部件實施為具有磁力,例如,磁鐵,而另一個部件可被磁力吸引,例如,鐵等可被磁力吸引的金屬,或者,也可是二個部件均實施為具有磁力,可以有各種實施可能,沒有限制,此外,如圖所示,較佳地是,耳前部件與耳后部件間的連接實施為軟性材質(zhì),例如,連接線,以增加使用舒適性。

再者,替代地,也可利用夾具(clamp)達(dá)成上述利用采用磁力的電極設(shè)置方式,通過夾具所產(chǎn)生的夾力同時達(dá)到維持電極位置以及穩(wěn)定電極接觸的效果,故沒有限制。

而采用此類方式(通過磁力及/或夾力固定)的優(yōu)勢在于,只需單一尺寸即能適應(yīng)不同的耳廓尺寸,在制作上相當(dāng)方便,而且,提供了改變電極設(shè)置位置的可能性,最大化了使用價值。

另外,夾具也可實施為如圖11a-11b所示的形式,同時夾住耳廓的上方以及下方,以對耳廓的上方以及下方產(chǎn)生夾力,例如,上方可接觸v型凹陷及/或耳廓背面,而下方則可接觸耳垂附近的耳廓背面,在此情形下,電極10較佳地是設(shè)置在夾具的兩端,以利于穩(wěn)定接觸的達(dá)成。

此外,特別地是,本發(fā)明的電極接觸位置也適合實施為通過眼鏡結(jié)構(gòu)而達(dá)成。一般眼鏡在穿戴時,眼鏡框架自然接觸的位置包括,但不限于,鼻墊會接觸鼻梁、山根、及/或兩眼間區(qū)域,眼鏡腳的前段會接觸太陽穴附近,眼鏡腳后段會接觸耳廓與頭顱間的v型凹陷區(qū)域,以及眼鏡腳落在耳廓后方的部分會接觸耳廓后方的皮膚,而這些位置正是本發(fā)明所欲主張的電極接觸位置,據(jù)此,根據(jù)本發(fā)明的電極自然適合實施于眼鏡結(jié)構(gòu)上,并通過穿戴眼鏡結(jié)構(gòu)的動作而同時完成電極的接觸,同樣是相當(dāng)方便的選擇。

在此所敘述的眼鏡結(jié)構(gòu)是指,通過耳廓以及鼻子作為支撐點而設(shè)置于頭上、且會與頭部及/或耳朵的皮膚產(chǎn)生接觸的穿戴結(jié)構(gòu),因此,不限于一般的眼鏡結(jié)構(gòu),也包括其變形,舉例而言,可以是對頭顱兩側(cè)具夾力的結(jié)構(gòu),或可進(jìn)一步延伸至腦后作為枕葉區(qū)的接觸點,或者,也可實施為兩邊鏡腳不對稱的形式,例如,一邊鏡腳于耳廓后方具有彎曲部分,另一邊鏡腳則不具彎曲部分僅架于耳廓上方,并且,也可不具鏡片,因此,有各種可能性,沒有限制。

而在材質(zhì)的選擇上,除了如一般眼鏡的硬式材質(zhì)外,也可實施為彈性材質(zhì),不但可增加電極接觸的穩(wěn)定性,也進(jìn)一步提供使用舒適性,例如,可利用記憶金屬、可撓曲塑料材質(zhì)等形成鏡架,及/或在電極接觸位置處設(shè)置彈性橡膠、硅膠等,讓接觸更穩(wěn)定,皆不受限制。

至于電極與眼鏡結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式,也有各種可能,舉例而言,可將電極及所需電路(例如,處理器,電池,無線傳輸模塊等)直接嵌設(shè)于眼鏡結(jié)構(gòu)中,例如,眼鏡腳、鏡片框架中;或者,也可通過附加結(jié)構(gòu)而達(dá)成電極、電路的配置,例如,如圖18b以及圖18d所示,該附加結(jié)構(gòu)可實施為延伸自單邊的眼鏡腳,并具有至少二電極以及所需電路,以通過接觸單側(cè)耳廓附近的至少二個接觸點而取得腦電訊號,或者,該附加結(jié)構(gòu)也可實施為自雙邊的眼鏡腳延伸而出,并各具有至少一電極,以接觸二側(cè)耳廓附近的至少二個接觸點,在此情形下,二附加結(jié)構(gòu)間的電連接可通過眼鏡結(jié)構(gòu)而達(dá)成,而所需電路則可依需求而部分或全部設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)或該附加結(jié)構(gòu)中,另外,進(jìn)一步地,該附加結(jié)構(gòu)可實施為可移除形式,以讓使用者具選擇性地可在有需要時再將附加結(jié)構(gòu)結(jié)合至眼鏡結(jié)構(gòu)上進(jìn)行偵測。因此,可以有各種可能,沒有限制。

在此,需要注意地是,雖然敘述了本發(fā)明的特定實施方式,但可理解地是,這些僅是作為舉例之用,而非限制,只要是可固定于耳廓上并達(dá)成電極與覆蓋耳軟骨皮膚間接觸的眼鏡結(jié)構(gòu)或耳戴結(jié)構(gòu)皆屬本發(fā)明的范疇,并且,也可同時結(jié)合多種實施方式而不受限。

另外,由于本發(fā)明意欲于提供使用者可隨時通過穿戴方式而取得腦電訊號的方式,因此,較佳地是采用干式電極的形式,例如,不銹鋼、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電纖維等,以最大化使用方便性。

接下來即敘述在實際進(jìn)行腦部活動偵測時,電極設(shè)置的可能形式。

請參閱圖12a-12b,其顯示在一個耳塞結(jié)構(gòu)上同時配置二個電極的示意圖。如前所述,耳廓的偏上部以及耳廓的偏下部分別可作為活動偵測電極200以及參考電極202的設(shè)置位置,因此,只要耳塞所接觸的耳廓內(nèi)側(cè)位置適當(dāng),就能以單個耳塞完成取得腦電訊號所需的二個電極的設(shè)置。

如前所述,二個腦電電極要能取得腦電訊號,除了兩者間的距離外,二電極間若有足夠的獨立性,也可成為有效腦電訊號的取得方式,因此,雖然同一個耳塞所能接觸的范圍很小,但由于耳道生理結(jié)構(gòu)造成了空間間隔,故即使在極小的距離下,仍能取得足以進(jìn)行分析的腦電訊號。

所以,圖12a中二個電極分別位于耳塞的偏上部以及偏下部,以接觸上方的耳甲墻以及下方的耳屏間切跡,其中,上方電極作為活動偵測電極,以及下方電極作為參考電極,另外,圖12b中,一個電極接觸耳屏作為參考電極,另一個則接觸與耳屏位置相對的耳甲墻,作為活動偵測電極;或者,替代地,也可利用接觸耳屏及/或耳屏間切跡的參考電極,配合設(shè)置于耳塞與耳甲底部(conchafloor)間接觸面上的活動偵測電極,以取得腦電訊號。而在決定活動偵測電極以及參考電極的位置時,較佳地是,盡可能分布在耳道的相對兩側(cè),以便取得有效的腦電訊號。

在此,耳塞可以單純地僅設(shè)置電極,并連接至容置有取得訊號所需電路,如,處理器,電池等,以及無線傳輸模塊等的主機,而該主機的設(shè)置位置則是沒有限制,例如,可被置于耳后,或被穿戴于身上,例如,實施為腕戴形式或臂戴形式等,或者,耳塞也可直接實施為與主機相結(jié)合,故可視實際需求而改變,沒有限制。

另外,如圖13a-13c所示,耳塞上也可實施為僅設(shè)置單一個電極,以接觸耳甲墻、耳屏、及/或耳屏間切跡。在圖13a中,耳塞上的電極可配合直接設(shè)置于頭顱的電極而檢測腦部活動,例如,可通過頭帶(headband)、頭盔(headgear)等穿戴結(jié)構(gòu)而設(shè)置于頂葉、前額葉、及/或枕葉等位置,且在此,較佳地是,耳塞上的電極實施為參考電極;在圖13b中,耳塞上的電極實施為活動偵測電極,并配合上設(shè)置于耳垂上的耳夾內(nèi)側(cè)的參考電極;而在圖13c中,則是雙邊耳塞上各設(shè)置一個電極,例如,可實施為一個耳塞上的電極采用參考電極的配置(即接觸耳廓偏下部),配合上另一個耳塞上電極采用活動偵測電極的配置(即接觸耳廓偏上部),然而,需注意地是,由于兩耳朵間有足夠距離,電極的設(shè)置位置不受限制,故無論兩個耳塞接觸的是耳廓的偏上部或下部,皆可取得足以進(jìn)行分析的腦電訊號,例如,可以一個耳塞接觸一耳廓偏上部的皮膚,另一個耳塞接觸另一耳廓偏下部的皮膚,或是二個耳塞分別接觸二耳廓的偏上部皮膚,沒有限制。

接下來,圖14a-14c顯示實施為耳掛形式的實施例,也即,通過耳前部件以及耳后部件間的相對施力而達(dá)到穩(wěn)定電極的效果,而在耳后部件上的電極則可依需求選擇接觸v型凹陷、耳廓背面偏上部,及/或耳廓背面偏下部等位置。圖14a中二個電極皆設(shè)置于耳后部件上,一個接觸耳廓與頭顱間v型凹陷及/或耳廓背面偏上部的皮膚,以作為活動偵測電極200,而另一個則是接觸耳廓背面偏下部的皮膚,以作為參考電極202;在圖14b中,耳后部件上的電極可配合直接設(shè)置于頭顱上的電極而檢測腦部活動,例如,可通過頭帶(headband)、頭盔(headgear)等穿戴結(jié)構(gòu)而設(shè)置于頂葉、前額葉、及/或枕葉等位置,且在此,較佳地是,耳后部件上的電極實施為參考電極;或者,替代地,耳后部件上的電極也可配合利用耳夾設(shè)置于耳垂上的參考電極而取得腦電訊號;另外,在圖14c中,雙邊耳后部件上各設(shè)置一個電極,例如,可實施為一邊作為參考電極(即接觸耳廓背面偏下部),另一邊作為活動偵測電極(即接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部),然而,同樣地,由于兩耳朵間有足夠距離,電極的設(shè)置位置不受限制,故無論兩邊耳后部件接觸的是耳廓的偏上部或下部,皆可取得足以進(jìn)行分析的腦電訊號,例如,可以一個耳后部件接觸一側(cè)的v型凹陷及/或耳廓背面偏上部皮膚,另一個耳后部件接觸另一側(cè)耳廓背面偏下部的皮膚,或是二個耳后部件分別接觸二側(cè)v型凹陷及/或耳廓背面偏上部皮膚,沒有限制。

進(jìn)一步地,耳前部件可實施為耳塞形式,如圖15a-15b所示,由耳塞結(jié)構(gòu)上延伸出耳后部件,因而形成耳塞接觸耳廓內(nèi)面的耳甲墻、耳屏間切跡、及/或耳屏,以及耳后部件接觸v型凹陷及/或耳廓背面的形式,其中,圖15a舉例說明了耳塞接觸耳廓內(nèi)面偏下部的耳屏或耳屏間切跡,以及耳后部件接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部的實例,此時,耳后部件上的電極除了接觸v型凹陷及/或耳廓背面的皮膚外,也可實施為接觸頭顱的皮膚,不受限制,另外,圖15b舉例說明了耳塞接觸耳廓內(nèi)面偏上部的耳甲墻,以及耳后部件接觸耳廓背面偏下部的實例,或者,替代地,也可實施為從耳后部件延伸出耳夾而將電極設(shè)置于耳垂上,以配合耳廓內(nèi)面利用耳塞接觸偏上部耳甲墻的電極取得腦電訊號。在此,需要注意地是,耳廓內(nèi)面與背面的電極較佳地仍是分布于耳道的相對兩側(cè),以確保達(dá)成取得訊號所需的空間間隔。

至于耳塞與耳后部件之間,則可通過兩者間結(jié)構(gòu)的錯位而產(chǎn)生相對施力,及/或利用彈性材質(zhì)形成耳后部件而產(chǎn)生耳廓方向的施力,及/或利用磁力而使耳后部件隔著耳廓與耳塞相吸等,可以是各種可能的形式,不受限制。舉例而言,具優(yōu)勢的一個實施例是,將延伸自耳塞結(jié)構(gòu)的該耳后部件實施為可隨著耳廓的形狀而彎曲,例如,直接實施為連接線、或利用彈性材質(zhì)制成等,并與耳塞隔著耳廓利用磁力進(jìn)行固定,在此情形下,電極可分別設(shè)置于耳塞上及耳后部件上(與圖15a-15b的配置類似),或是皆位于耳后部件上(與圖14a的配置類似),沒有限制,其中,當(dāng)僅一個電極位于耳后部件上時,其可實施為剛好位于產(chǎn)生磁力的部件上以由此進(jìn)行固定,或者,也可不設(shè)置于磁力產(chǎn)生部件上,而是通過磁力對彈性耳后部件所產(chǎn)生的拉力而進(jìn)行固定,可以有各種可能,沒有限制。

在一較佳實施例中,耳后部件上的電極實施為接觸耳廓與頭顱間v型凹陷及/或耳廓背面的皮膚,因此,如圖16a所示,可縮短耳后部件的長度,并通過設(shè)置調(diào)整機構(gòu)而使得耳后部件可上下移動,如此一來,不但電極接觸可更為穩(wěn)定,也更能適應(yīng)不同的使用者耳廓尺寸,在此例子中,位于耳塞上的電極實施為參考電極202而接觸耳屏及/或耳屏切跡的位置,而接觸v型凹陷及/或耳廓背面處的電極則實施為活動偵測電極200,其可接觸v型凹陷及/或耳廓背面的皮膚或是頭顱的皮膚,沒有限制;在另一較佳實施例中,如圖16b所示,耳后部件實施為位于耳塞結(jié)構(gòu)的下方,以使得其上的電極接觸耳廓的下部,例如,耳垂上方的耳廓背面皮膚,且同樣可通過設(shè)置調(diào)整機構(gòu)而達(dá)到由下向上移動的效果,增加接觸穩(wěn)定性,以適應(yīng)不同的耳廓尺寸。

在又一較佳實施例中,如圖17所示,耳塞結(jié)構(gòu)上不設(shè)置電極,而是作為固定之用,并同時提供磁力而與接觸耳廓背面下半部的電極相吸,另一個電極則由自耳塞結(jié)構(gòu)延伸而出的耳后部件所承載,以接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部皮膚,在此,特別地是,該耳后部件與耳塞之間可實施為具調(diào)整機構(gòu),以適應(yīng)不同的耳朵尺寸,而接觸耳廓下方的電極則是可利用連接線或軟性材質(zhì)與該耳后部件相連接,因此,即使該耳后部件因調(diào)整機構(gòu)而出現(xiàn)位移也不會影響到下方電極的接觸位置,如此一來,不但二電極的接觸穩(wěn)定性皆可獲得確保,還同時達(dá)到了適應(yīng)不同耳廓尺寸的功效,相當(dāng)具有優(yōu)勢;替代地,也具優(yōu)勢地是,延伸自耳塞結(jié)構(gòu)的該耳后部件也可實施為可隨著耳廓的形狀而彎曲,例如,直接實施為連接線、或利用彈性材質(zhì)制成等,如此一來,當(dāng)接觸耳廓背面偏下方的電極利用與耳塞間的磁力吸引而被固定時,接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部的電極,除了可剛好被設(shè)置于耳廓與頭顱之間外,還可通過因磁力相吸所產(chǎn)生的拉力而讓接觸更為穩(wěn)定,而且進(jìn)一步地,該耳后部件還可實施為可更換,例如,更換不同長度、或不同材質(zhì),以適應(yīng)不同的使用者。

在此,需要注意地是,無論實施為上述何種情形,耳后部件的材質(zhì)及形狀皆可根據(jù)實施情況的不同而有所變化,舉例而言,該耳后部件可由具恢復(fù)力的彈性材質(zhì)制成,例如,彈性金屬,彈性塑料,硅膠等,以確保電極始終具有朝向耳廓背面方向的接觸力;或者,該耳后部件可由具可塑性的材質(zhì)制成,以讓使用者可根據(jù)自身耳廓的形狀而進(jìn)行彎曲,例如,記憶金屬、可撓曲塑料材質(zhì)等,也確保電極的接觸穩(wěn)定性,因此,可以有各種可能,沒有限制。

另外,取得訊號所需的電路,如處理器,電池等,以及無線傳輸模塊等則可被設(shè)置于耳前部件中,或是至于耳后的一殼體中,或是設(shè)置于通過連接線相連的一主機中,以穿戴于身上,例如,實施為腕戴形式或臂戴形式等,同樣可視實際需求而改變,沒有限制。

至于實施為眼鏡形式時,同樣可以有多種的電極配置選擇,舉例而言,如圖18a所示,可將活動偵測電極200設(shè)置于眼鏡腳上接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部皮膚的位置(耳廓偏上方),并將參考電極202設(shè)置于眼鏡腳末端彎曲部分而接觸耳廓背面偏下方皮膚的位置(耳廓偏下方),在此,進(jìn)一步地,該眼鏡腳末端彎曲部分可實施為具有彈性,以增加電極接觸的穩(wěn)定性;或者,如圖18b所示,也可通過一邊眼鏡腳接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部皮膚的位置,再配合結(jié)合于同一眼鏡腳的附加結(jié)構(gòu)204而設(shè)置電極接觸耳廓背面的皮膚,在此,該附加結(jié)構(gòu)可接觸耳廓背面任一部分皮膚,并且,也可實施為位于另一側(cè)的眼鏡腳上,沒有限制;或者,如圖18c所示,可在延伸至頭顱后方的眼鏡腳末端設(shè)置電極接觸枕葉區(qū),再配合同一眼鏡腳而接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部的皮膚;或者,如圖18d,利用眼鏡腳上的附加結(jié)構(gòu)204而接觸v型凹陷及/或耳廓背面偏上部的皮膚,以及接觸耳廓背面偏下部的皮膚;或者,將二電極分別設(shè)置在兩邊眼鏡腳上,以接觸兩邊的v型凹陷及/或耳廓背面偏上部,或者,也可如圖18a一樣,單邊變化為通過眼鏡腳末端彎曲而接觸耳廓背面偏下方,或是如圖18d一樣,單邊設(shè)置附加結(jié)構(gòu)接觸耳廓背面偏下方,同樣可行,沒有限制;或者,也可如圖18e所示,通過將電極設(shè)置于鼻梁/山根/兩眼間區(qū)域,以及v型凹陷及/或耳廓背面偏上部的皮膚、或是耳廓背面偏下部的皮膚而進(jìn)行腦部活動偵測。因此,可以有各種選擇,沒有限制,只要是通過眼鏡結(jié)構(gòu)的框架而與頭顱及/或耳廓相接觸的位置及設(shè)置,皆屬本發(fā)明的范圍,并且,上述設(shè)置電極的位置及形式也僅意欲于舉例說明,可相互取代及/或結(jié)合,沒有限制。

特別地是,當(dāng)電極的設(shè)置位置接近眼睛周圍時,例如,設(shè)置于鼻梁/山根/兩眼間區(qū)域、太陽穴時,還可取得眼電圖(eog),其中,眼電圖所測量的是存在于眼睛前后間的角膜-視網(wǎng)膜靜電位(corneo-retinalstandingpotential),可用來測定眼球的位置以及眼球運動的生理變化。在此,由于眼電訊號以及腦電訊號的頻率以及振幅皆不同,通過訊號處理的方式就可將彼此分離,因此,在本發(fā)明的概念下,只要設(shè)置最少二個電極就可取得此兩種訊號,例如,只需將其中一個電極設(shè)置于鼻梁/山根/兩眼間區(qū)域的位置、或是設(shè)置于太陽穴的位置,再配合將另一個電極設(shè)置于耳廓內(nèi)面、背面、及/或v型凹陷的位置,就可同時取得腦電訊號以及眼電訊號,無須其他特別的設(shè)置,而且,這樣的方式特別適合實施在眼鏡結(jié)構(gòu)上,使用者只要戴上眼鏡,沒有多余的步驟就可進(jìn)行兩種訊號的測量,相當(dāng)方便。

進(jìn)一步地,用來取得腦電訊號的二個電極也可實施為分別設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)以及耳戴結(jié)構(gòu)上,舉例而言,可由眼鏡結(jié)構(gòu)延伸出一耳塞,或是眼鏡結(jié)構(gòu)具有一端口,以電連接一耳塞,如此一來,就可通過眼鏡結(jié)構(gòu)上的電極接觸v型凹陷、耳廓背面、太陽穴、鼻梁、及/或山根兩眼間區(qū)域,以及耳塞結(jié)構(gòu)上的電極接觸耳甲墻、耳屏間切跡、及/或耳屏而取得腦電訊號。

另外,除了設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)以及眼鏡結(jié)構(gòu)上的腦電電極外,根據(jù)本發(fā)明的傳感器也可實施為具有其他腦電電極,舉例而言,可從耳戴結(jié)構(gòu)或眼鏡結(jié)構(gòu)延伸出設(shè)置于頭部其他位置的電極,例如,設(shè)置于額頭可取得額葉區(qū)的腦電訊號,設(shè)置于頭頂可取得頂葉區(qū)的腦電訊號,及/或設(shè)置于頭顱后方可取得枕葉區(qū)的腦電訊號等,而其中較特別地是,當(dāng)實施為眼鏡形式時,頭顱后方的電極也可通過眼鏡腳向后延伸的方式而達(dá)成,因此,可依實際需求不同而改變,沒有限制;另外,當(dāng)電極設(shè)置位置具有頭發(fā)時,如頭頂、腦后等,則可選擇使用針狀電極或其他能夠穿過頭發(fā)取得訊號的電極,以增加使用方便性。

在此,也需注意地是,上述的較佳實施例僅是作為舉例之用,而非限制,實施例可進(jìn)行修飾,及/或不同實施例間也可相互結(jié)合實施,皆不脫本發(fā)明的范疇。

由于根據(jù)本發(fā)明的腦部活動傳感器是以耳朵作為設(shè)置于人體的媒介,因此,相當(dāng)適合實施為與耳機相結(jié)合的形式,尤其是實施為耳戴形式時,例如,可結(jié)合用來聽音樂的耳機,或是用來收發(fā)聲音的耳機麥克風(fēng)等,且也不限于是雙邊耳戴或單邊耳戴形式,或是采用耳塞或耳掛形式,皆適合本發(fā)明的概念,如此一來,就可更進(jìn)一步融入使用者的日常生活,例如,可于通勤期間使用等,而且,還可根據(jù)使用者使用耳機的習(xí)慣而選擇實施的形式,相當(dāng)具便利性。

另外,當(dāng)實施為眼鏡形式時,則可通過在眼鏡結(jié)構(gòu)上設(shè)置發(fā)聲元件及/或收音元件(例如,麥克風(fēng))的方式而提供耳機及/或麥克風(fēng)的功能,或者,也可利用由眼鏡腳延伸出耳機的方式,在此,特別地是,所采用的發(fā)聲元件、耳機除了可以是一般常見的空氣傳導(dǎo)形式外,也可采用骨傳導(dǎo)形式,例如,可直接在鏡腳與頭骨接觸的位置處設(shè)置骨傳導(dǎo)揚聲器,或是從鏡腳延伸出骨傳導(dǎo)耳機,沒有限制。

再者,根據(jù)本發(fā)明的腦部活動傳感器也可實施為可與一可攜式電子裝置溝通,例如,以耳機插孔、藍(lán)牙等有線或無線方式與智能型手機,平板計算機等電子裝置進(jìn)行溝通,如此一來,在具有發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式)以及收音元件的情形下,根據(jù)本發(fā)明的耳戴式或眼鏡式腦部活動傳感器就可作為免持聽筒,以用于通話;此外,進(jìn)一步地,通過設(shè)置振動模塊,發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式),顯示元件,以及發(fā)光元件等,根據(jù)本發(fā)明的耳戴式或眼鏡式腦部活動傳感器還可進(jìn)一步實施作為該可攜式電子裝置的信息提供接口,例如,用于提供來電提醒、訊息通知等,更加融入使用者的日常生活,至于訊息的提供則可通過聲音、振動、發(fā)光、鏡片顯示等各種方式,沒有限制。

再者,根據(jù)本發(fā)明的腦部活動傳感器,除了可進(jìn)行腦電信號檢測外,也可包括其他的生理傳感器或電極,以取得其他的生理訊號。

舉例而言,可具有至少一光傳感器,在此,光傳感器是指具有光發(fā)射元件以及光接收元件,并利用ppg(photoplethysmography)原理而取得光訊號的傳感器,例如,利用穿透方式或反射方式進(jìn)行測量者,以取得使用者的血液生理信息,因而可進(jìn)一步分析獲得其他生理信息,例如,可獲得血氧濃度變化的信息,也可通過取得連續(xù)脈搏變化而得知使用者的心率序列,以進(jìn)行相關(guān)的分析,因此,應(yīng)用范圍相當(dāng)廣,不受限制。

在此,當(dāng)實施為耳戴形式時,該光傳感器可位于會與耳朵或頭顱皮膚接觸的表面,例如,耳垂,耳道內(nèi),耳道口,耳屏,耳屏間切跡,耳甲墻,耳甲腔/耳甲艇的底部(floor),耳廓背面,v型凹陷,或是耳廓與頭顱交界附近區(qū)域的頭顱皮膚等,沒有限制,只要是可通過耳戴結(jié)構(gòu)而接觸到的耳廓內(nèi)外側(cè)、耳廓附近的位置皆可,其中,尤其具有優(yōu)勢地是,當(dāng)實施為接觸耳道口或耳甲腔/耳甲艇底部時,特別適合配合耳塞形式,與電極一起位于耳塞的表面,在此情形下,耳塞還進(jìn)一步提供了遮光效果,更有利于取得高質(zhì)量的訊號,而且,一個配戴動作就可完成電極與光傳感器的設(shè)置,是相當(dāng)方便的選擇。

另外,當(dāng)實施為眼鏡形式時,光傳感器則可位于眼鏡結(jié)構(gòu)會與頭顱、耳朵接觸的任何位置,例如,鼻梁、兩眼間區(qū)域、太陽穴、耳廓、耳廓附近的區(qū)域等,同樣沒有限制,舉例而言,光傳感器可與電極一起位于眼鏡腳上,以接觸v型凹陷、耳廓背面偏上方部分、及/或耳廓附近的頭顱,例如,太陽穴,甚至,還可實施為電極環(huán)繞光傳感器的形式,如此一來,將可簡化接觸位置,降低使用復(fù)雜度。

進(jìn)一步,也可包括心電電極,以取得心電訊號,例如,至少一第一心電電極以及一第二心電電極,其中,該第一心電電極可實施為位于當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的腦部活動傳感器配戴于使用者身上時,會與使用者耳廓或頭顱皮膚接觸的表面上,例如,當(dāng)實施為耳戴形式時,耳后部件接觸v型凹陷、耳廓背面或頭顱的位置,耳塞與耳廓內(nèi)面接觸的位置,或是當(dāng)實施為眼鏡形式時,眼鏡腳接觸v型凹陷、太陽穴、耳廓背面、耳廓附近的頭顱皮膚的位置,鼻墊接觸的鼻梁、山根、兩眼尖區(qū)域等位置。

至于第二心電電極則有多種實施選擇,舉例而言,可設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)、眼鏡結(jié)構(gòu)(或附加結(jié)構(gòu))的一外露表面,以讓使用者通過手部觸碰而接觸,也就是,使用者只要在需要進(jìn)行測量時舉起手觸碰,就可實時地取得心電訊號,相當(dāng)方便,在此,外露電極可以由金屬、導(dǎo)電橡膠、或任何導(dǎo)電材質(zhì)制成,沒有限制,且進(jìn)一步地,更可實施為非接觸形式電極,例如,電容式電極,感應(yīng)式電極,或電磁式電極等,以增加使用方便性;另外,也可通過連接線將電極延伸而出,以設(shè)置在其他位置,例如,頸部、肩膀、胸膛、上臂、手腕等,在此,特別地是,可進(jìn)一步通過穿戴結(jié)構(gòu)而達(dá)成該第二心電電極的設(shè)置,例如,頸戴結(jié)構(gòu)、肩戴結(jié)構(gòu)、臂帶、腕帶等,或是實施為貼片形式等,都有助于電極的固定,而此種方式的優(yōu)勢是,由于二個電極皆固定于穿戴者身上,因此可取得連續(xù)心電訊號,只要配合設(shè)置內(nèi)存就可長時間的紀(jì)錄下使用者的心臟活動情形,對于醫(yī)師進(jìn)行診斷相當(dāng)具有幫助,在此,需要注意地是,即使是通過穿戴結(jié)構(gòu)而配置心電電極,同樣可實施為在有需要才進(jìn)行心電訊號擷取,不受限制,使用者可依實際需求而選擇使用模式。

另外,也需注意地是,兩個耳朵都是可以選擇的設(shè)置心電電極的位置,然而,經(jīng)實驗后得知,外露電極或延伸電極的接觸位置對于信號質(zhì)量有相當(dāng)程度的影響,其中,當(dāng)左上肢觸碰外露電極時、或延伸電極設(shè)置于左上肢時,所獲得的心電信號的質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于接觸右上肢所取得的信號,尤其以電極分別接觸左耳以及左上肢有最佳的訊號質(zhì)量,因此,在以接觸耳朵的方式而進(jìn)行心電訊號測量時,較佳地是利用左上肢接觸外露電極或延伸電極,以避免因接觸右上肢而造成信號質(zhì)量不良,進(jìn)而導(dǎo)致分析產(chǎn)生誤判。

此外,進(jìn)一步地,與耳廓或頭顱皮膚接觸的該第一心電電極還可實施為與腦電電極共享,也即,將耳戴結(jié)構(gòu)、眼鏡結(jié)構(gòu)上的其中一個電極同時作為腦電電極以及心電電極,如此一來,除了制作成本及復(fù)雜度可降低外,還可因減少了需要接觸的位置而增加使用上的方便性。

當(dāng)然,也可實施為同時具有光傳感器以及心電電極,此時,將可得出脈波從心臟傳至光傳感器的感測位置所需的時間,也就是所謂的脈波傳遞時間(pulsetransittime,ptt),且由于ptt與影響血壓高低的動脈血管硬度有關(guān),因此就可通過ptt與血壓值間特定的關(guān)系而計算出參考的血壓值。

而且,當(dāng)是利用手部觸碰外露表面上的第二心電電極而取得心電訊號,進(jìn)而獲得ptt時,由于手部需舉起接觸外露電極,在此情形下,無論光傳感器的偵測位置是耳廓內(nèi)面或背側(cè)、耳廓附近的頭顱皮膚、鼻梁/山根/兩眼尖區(qū)域,或是觸碰外露電極的手部,其與心臟間的相對高度皆不變,而根據(jù)血液動力學(xué)可知,ptt會受到測量位置與心臟位置間高度差的影響,因此,通過這樣的方式,一般ppt測量時常見的因取樣位置相對于心臟不固定所產(chǎn)生的影響,將可被排除,如此一來,只要經(jīng)過校準(zhǔn)(calibration)之后,就可穩(wěn)定地獲得精準(zhǔn)的血壓值,而且,這樣的測量方式還可不受站姿或坐姿的影響,相當(dāng)具有優(yōu)勢。

接下來則敘述采用根據(jù)本發(fā)明腦部活動傳感器的檢測裝置的應(yīng)用范圍。

其中一個應(yīng)用是用來進(jìn)行神經(jīng)生理回饋,舉例而言,當(dāng)進(jìn)行以放松為目標(biāo)的神經(jīng)生理回饋程序時,其中一種選擇是觀察整體腦波中α波所占的比例,在腦波中,一般而言,α波(約8-12hz)占優(yōu)勢時表示人體處于放松的清醒狀態(tài),因此通過觀察α波所占比例可得知放松的程度;或者,當(dāng)以提高專注力為目標(biāo)時,則可選擇觀察θ波(約4-7hz)與β波(約12-28hz)的比例,在腦波中,β波占優(yōu)勢時表示人體處于清醒且緊張的狀態(tài),而θ波占優(yōu)勢時則表示人體處于放松且意識中斷的狀態(tài),因此,可通過提高β波相對于θ波的比例而達(dá)到提高專注力的目的,例如,治療adhd(attentiondeficithyperactivitydisorder,注意力缺陷過動癥)患者的其中一種方法即是通過神經(jīng)生理回饋的方式觀察其θ波/β波的比值;而除了觀察θ波與β波的比例外,皮層慢電位(scp,slowcorticalpotential)也是提高專注力的神經(jīng)生理回饋中經(jīng)常觀察的腦部活動,其中,scp的負(fù)向偏移(negativeshift)相關(guān)于較集中的注意力,以及scp的正向偏移(positiveshift)則相關(guān)于降低的注意力,當(dāng)然,也可偵測其他頻率范圍的腦波,例如,γ波(約28-40hz)的出現(xiàn)代表高度專注的狀態(tài)等,另外,還可有其他種類的應(yīng)用,例如,可用來監(jiān)測癲癇(epilepsy)的發(fā)生,以作為診斷/診斷的依據(jù),因此,沒有限制。

另外,由于人體的放松程度也可由自律神經(jīng)活動情形而進(jìn)行判斷,例如,當(dāng)副交感神經(jīng)活動增加、及/或副交感神經(jīng)活性與交感神經(jīng)活性的比例增加時,表示身體放松度增加,因此,若根據(jù)本發(fā)明的裝置同時具有光傳感器及/或心電電極,將可通過分析所取得的心率序列經(jīng)由hrv而獲得自律神經(jīng)活動情形,如此一來,就可綜合此信息與相關(guān)腦部活動的信息而一起評估使用者身體的放松度,以進(jìn)行神經(jīng)生理回饋。

至于進(jìn)行神經(jīng)生理回饋期間如何將生理信息實時地提供予使用者,以達(dá)到神經(jīng)生理回饋的效果,則沒有限制,舉例而言,若實施為耳機形式時,可直接通過聲音提供信息,例如,腦波狀態(tài)顯示緊張時,利用急促的音樂表示,腦波狀態(tài)顯示放松時,利用緩慢的音樂表示;或者,專注力集中的狀態(tài)以有力的音樂表示,專注力不集中則以輕柔的音樂表示;或者,也可通過聲音頻率的高低、或語音的方式告知使用者目前的腦波狀態(tài)所代表的生理狀態(tài)等;又或者,也可通過與皮膚接觸的部分產(chǎn)生振動,例如,以振動頻率的快與慢代表放松與緊張;再或者,也可通過眼鏡提供視覺回饋。因此,可以通過耳戴結(jié)構(gòu)或眼鏡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生視覺、聽覺、及/或觸覺感知訊號而達(dá)成,有各種可能,沒有限制。

另外,也可通過與檢測裝置相連接的信息產(chǎn)生接口而提供信息,例如,智能型手機、發(fā)聲裝置、發(fā)光裝置等,同樣沒有限制。

其中另一個應(yīng)用是用來幫助呼吸訓(xùn)練的進(jìn)行。由于可通過心率序列而取得rsa(respiratorysinusarrhythmia,竇性心律不整)信息,故還可觀察心率、呼吸以及腦電訊號間的同步性(synchronization),以作為回饋的依據(jù)。根據(jù)研究顯示,呼氣與吸氣會造成血管內(nèi)血流量的波動,且此波動也會隨著血流到達(dá)腦部,進(jìn)而造成腦波在接近呼吸速率的低頻區(qū)段,例如,低于0.5赫茲,的波動,因此,除了可得知兩者間是否因共振作用而達(dá)成同步性外,也可因此通過觀察腦波而得知呼吸模式,另外,由于心臟的竇房節(jié)及血管系統(tǒng)受自律神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控,而且,自律神經(jīng)系統(tǒng)也會通過壓力受器系統(tǒng)(baroreceptorsystem)將心率及血壓的改變饋送回腦部,進(jìn)而影響腦部的功能與運作,例如,影響大腦皮質(zhì),并可由eeg測得,再加上有意識地控制呼吸可因影響自律神經(jīng)而造成心率改變,因此,三者間存在著彼此影響的關(guān)系,是故,三者間良好的同步性即可代表人體處于較為放松的狀態(tài),據(jù)此,此相關(guān)同步性的分析結(jié)果同樣可作為提供使用者進(jìn)行自我意識調(diào)整的信息,以進(jìn)行神經(jīng)生理回饋。

另外,也可實施為通過觀察血流量的波動而得知使用者的呼吸模式,例如,可通過設(shè)置于耳朵、額頭等位置上的光傳感器,取得脈搏變化,進(jìn)而得知血流量的變化。

在此,同樣地,呼吸導(dǎo)引/實時生理信息的提供可以是通過耳戴結(jié)構(gòu)或眼鏡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生聽覺、視覺、及/或觸覺感知訊號,或者是通過相連接的信息提供接口,可依實際需求而改變,不受限制。

另一種類型的應(yīng)用則是用于監(jiān)測生理狀態(tài),以作為提醒之用,舉例而言,可用來監(jiān)測警覺性(alertness)及睡意(drowsiness)。如前所述,可通過觀察腦波的頻率變化而得知人腦的狀態(tài)為何,因此就可以此為基礎(chǔ)而執(zhí)行相關(guān)的提醒程序,另外,當(dāng)采用耳戴形式時,只要電極的位置落在耳朵前方或太陽穴附近時,或是當(dāng)采用眼鏡形式時,將電極設(shè)置于鼻墊上時,皆可測得眼動圖(eoc),而通過眼動訊號則可獲得使用者的眨眼次數(shù)與速度等信息,同樣可分析獲得使用者的清醒程度、睡意程度、或疲勞程度,再加上本發(fā)明的腦部活動傳感器采用耳戴形式、眼鏡形式,適合隨身攜帶,尤其是開車的時候,只需通過耳機發(fā)出聲音、或是與皮膚接觸的部分發(fā)出震動或刺激、或是眼鏡發(fā)出閃光,或是利用相連接的發(fā)聲裝置產(chǎn)生提醒音,就可達(dá)到提高警覺性、防止入睡的效果,并有效降低交通事故發(fā)生的機率,相當(dāng)具實用性及重要性。

再者,根據(jù)本發(fā)明的裝置也可應(yīng)用于睡眠相關(guān)信息的取得。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,腦電訊號是判斷睡眠周期(sleepstaging)的主要依據(jù),一般傳統(tǒng)的測量方式是,舉例而言,于頭皮上設(shè)置多個電極,并通過連接線連接至一臺機器,但由于必須于睡眠期間進(jìn)行測量,這樣的方式對使用者而言并不方便,因此,若通過耳戴形式或眼鏡形式即可完成電極配置,自然是較無負(fù)擔(dān)的選擇,且相較之下,無負(fù)擔(dān)的檢測方式對睡眠所產(chǎn)生的影響也較小,將可獲得更貼近日常睡眠情形的檢測結(jié)果。

且更進(jìn)一步地,還可通過增設(shè)其他電極、或是采用電極共享的方式,而測量其他的電生理訊號,例如,眼電訊號(eog),肌電訊號(emg),心電訊號(ecg),皮膚電活動(eda)等,而這些電生理訊號則是睡眠多項生理檢查(psg,polysomnography)所會包含的項目,舉例而言,眼電訊號可提供快速動眼期(rem,rapideyemovement)的信息,肌電訊號可提供入睡(sleeponset)與醒來(sleepoffset),磨牙以及rem等信息,心電訊號可用來輔助觀察睡眠期間的生理狀態(tài),例如,自律神經(jīng)的狀態(tài),心臟活動的情形等,皮膚電活動則可提供有關(guān)睡眠階段的信息,另外,再進(jìn)一步,若再增設(shè)光傳感器,將可取得血氧濃度,以判定淺呼吸(hypopnea)的發(fā)生,及/或增設(shè)動作感測元件,例如,加速度器,可提供身體移動的信息,及/或設(shè)置麥克風(fēng),可偵測打鼾的情形等。因此,通過簡單設(shè)置于耳朵上的傳感器就可在最無負(fù)擔(dān)的情形下獲得相當(dāng)多有關(guān)睡眠的信息,相當(dāng)方便。

又一種應(yīng)用是用于誘發(fā)電位(evokedpotential)。首先,根據(jù)本發(fā)明活動偵測電極的設(shè)置位置可知,所測得的是與耳廓鄰接的大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的腦電信號,故特別適合檢測顳葉區(qū)的大腦皮質(zhì)功能,而大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)正是處理聽覺訊息的中樞,也跟語言、記憶等功能有重要的關(guān)系,因此,通過誘發(fā)電位測試,舉例而言,將可用以了解受測者對聲音刺激的反應(yīng),例如,反應(yīng)速度,反應(yīng)程度(所產(chǎn)生的腦波的振幅大小),適應(yīng)能力(利用連續(xù)聲音刺激)等,而且,通過將本發(fā)明傳感器的結(jié)構(gòu)特性,還可得知左邊及右邊顳葉區(qū)分別的反應(yīng)狀況。

再一個常見的應(yīng)用是作為腦機接口(bci,braincomputerinterface),其主要是通過偵測eeg而分析得出使用者的意圖(intention),再進(jìn)而轉(zhuǎn)換為操作指令,近年來,這樣的腦機接口配合神經(jīng)生理回饋也被應(yīng)用于游戲,例如,通過游戲的呈現(xiàn)方式而讓使用者訓(xùn)練專注力等。

由于根據(jù)本發(fā)明的傳感器是采用耳戴或眼鏡形式,因此,也適合使用作為腦機接口,而在所檢測的生理訊號包括腦電訊號以及心率序列的情形下,可用于產(chǎn)生指令的方式有下列幾種可能方式,舉例而言,但不限制,由于腦波中α波所占的比例,隨著閉眼及睜眼的動作有很大的變化,一般而言,當(dāng)閉眼時,α波的比例會大幅提升,因此,就可以此作為產(chǎn)生指令的依據(jù),另外,當(dāng)腦電電極可偵測到眼部的動作并取得眼動訊號(eog)時,就可通過,例如,眨眼、轉(zhuǎn)眼球等動作而下達(dá)指令;再者,由于呼吸也是人體可以控制的一項生理活動,且如前所述地,呼吸不但會對心率產(chǎn)生影響(也即,所謂的rsa),也會造成腦波于低頻區(qū)段的波動,因此,在本發(fā)明的架構(gòu)下,無論是偵測腦波訊號或是偵測心率序列,皆可由此而得知使用者呼吸行為模式改變,因而作為產(chǎn)生指令的依據(jù),例如,使用者可通過特意拉長吸氣的期間而下達(dá)指令等,或者,也可通過加深呼吸而增加心跳變異率,進(jìn)而達(dá)到增大rsa震幅的效果,以作為下達(dá)指令的依據(jù),再者,也可以其他生理訊號作為指令依據(jù),例如,肌電訊號(emg)可分辨肌肉是否收縮施力,就可通過左右邊牙齒分別的咬合用力而下達(dá)指令,因此,有各種可能,沒有限制。

此外,進(jìn)一步地,當(dāng)配合上動作感測元件時,例如,加速度器,還可有更多的下達(dá)指令方式,例如,當(dāng)上述的各種生理現(xiàn)象可再配合上下點頭、左右轉(zhuǎn)動頭部等動作,就可組合出更多種類的指令,讓應(yīng)用范圍更廣,例如,可應(yīng)用在虛擬現(xiàn)實游戲、智能型眼鏡(smartglasses)等,皆非常適合。

綜上所述,根據(jù)本發(fā)明的耳戴式以及眼鏡式腦部活動傳感器通過接觸新穎的腦電訊號取樣位置,也即,耳甲墻、耳屏間切跡、耳屏、耳廓背面、及/或耳廓與頭顱間v型凹陷等位置,可提供不同于現(xiàn)有技術(shù)的平行于耳甲底部的穩(wěn)定電極力量,而且,其通過穿戴動作即可完成接觸,無須額外結(jié)構(gòu)提供施力,可自然達(dá)成穩(wěn)定的接觸,相當(dāng)有助于取得高質(zhì)量的腦電訊號。

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