相關申請的交叉引用

本專利申請文檔要求于2014年5月29日提交的題為“生理信號檢測與分析系統(tǒng)和設備(physiologicalsignaldetectionandanalysissystemsanddevices)”的美國臨時申請?zhí)?2/004,667以及于2014年7月2日提交的題為“生理信號檢測與分析系統(tǒng)和設備(physiologicalsignaldetectionandanalysissystemsanddevices)”的美國臨時申請?zhí)?2/019,892的優(yōu)先權。上述專利申請的全部內容出于所有目的作為本專利文檔的公開部分通過引用以其全部內容結合在此。

背景技術：

建立人們的生理信號與相關聯的認知/心理狀態(tài)之間的可靠相關性可以使得能夠針對各種用途實現有價值且期望的應用，諸如在臨床和消費者電子域以及其他。這類相關性(在基礎科學中已經有了廣泛研究)已經成為針對專門應用的各種轉移嘗試的焦點，諸如，對認知障礙進行評價以及使得身心障礙的人能夠進行交流。

若干因素可以用于確定有關受試者的感官和/或認知信息。例如，此類因子可以包括生理信號的類型和/或用于檢測和測量的行為響應、用于誘發(fā)受試者的響應的刺激類型、刺激持續(xù)時間、刺激間間隔、刺激的每次表現的重復次數、刺激水平(例如，聲音、亮度或對比度水平等)、與每個刺激的發(fā)作開始相關聯的標記等、以及記錄傳感器和系統(tǒng)。同樣，使用的(多個)生理參數(例如，電壓、功率、頻率等)、用于分析的相關時間窗口以及分析結構可影響腦部信號記錄以及相關的認知評價。來自這些參數中的一個或多個參數的偏差或錯誤可在有用的或假象驅動的、無用設備、系統(tǒng)、應用和/或方法之間產生差異。

可在感官和/或認知分析中使用的一種示例性類型的生理信號是腦電圖(eeg)。eeg是使用定位在受試者的頭部上的電極對通過腦部所表現出的電活動進行的記錄，從而形成包括eeg數據集的神經信號振蕩的頻譜成分。例如，由eeg技術所檢測到的腦部電活動可包括可能由腦部神經元內的離子電流流動引起的電壓波動。在一些上下文中，eeg指的是在特定時間段內對腦部的自發(fā)電活動的記錄。eeg可用于臨床診斷應用中(包括癲癇癥、昏迷、腦病、腦死亡、和其他疾病和缺陷)以及睡眠和睡眠紊亂的研究中。在一些實例中，eeg已經被用于腫瘤、中風和其他局灶性腦障礙的診斷。

eeg技術的一個示例包括對事件相關電位(erp)的記錄，所述事件相關電位指的是與給定事件(例如，簡單刺激和復雜過程)相關的eeg記錄的腦部響應。例如，erp包括電子腦部響應——腦波——與感官、運動、和/或認知處理相關。erp可與腦部的感知(例如，視覺、聽覺等)和認知(例如，注意力、語言、決策等)測量相關聯。典型的erp波形包括正負電壓偏轉(稱為分量)的時間演變。例如，使用字母(n/p：正/負)和數字(指示從刺激事件發(fā)作開始的延遲，以毫秒為單位)對典型分量進行分類，針對其出現此分量。

技術實現要素：

根據本公開的各個方面，呈現了一種感官、運動和/或認知分析設備。所述設備包括殼單元，所述殼單元被配置成包括適形于用戶的前額區(qū)域的接觸側。所述設備還包括被數據采集單元，所述數據采集單元被配置成包括用于在所述用戶與所述設備進行接觸時檢測所述用戶的電生理信號的一個或多個傳感器。所述設備還包括限定在所述殼單元內并且與所述數據采集單元進行通信的數據處理單元。所述數據處理單元被配置成包括用于將所述檢測到的電生理信號放大和數字化為數據的信號處理電路、用于處理所述數據的處理器、用于存儲所述數據的存儲器、以及用于向遠程計算機系統(tǒng)傳輸所述數據的發(fā)射器。所述設備還包括電源單元，所述電源單元限定在所述殼單元內并且電耦合至所述數據處理單元以便提供電力。所述設備可以可操作用于從所述用戶處獲取生理和/或行為信號數據。所述信號數據可以用于確定與認知和/或感官評價相關聯的定量和/或定性信息集。

根據本公開的各個方面，呈現了一種感官、運動和/或認知分析設備。所述設備包括外殼，所述外殼被配置成包括接收來自用戶前額的接觸的區(qū)段。所述設備還包括數據采集單元，所述數據采集單元限定在所述外殼的所述區(qū)段內并且被配置成包括用于在所述用戶與所述設備進行接觸時檢測所述用戶的電生理信號的一個或多個傳感器。所述設備還包括位于所述外殼內并且與所述數據采集單元進行電通信的數據處理單元。所述數據處理單元被配置成包括用于將所述檢測到的電生理信號放大為數據的信號處理電路以及用于向遠程計算機系統(tǒng)傳輸所述數據的發(fā)射器。所述設備可以可操作用于從所述用戶處獲取腦部信號數據，并且與認知和/或感官評價相關聯的定量和/或定性信息集可以基于所述信號數據。

下面將描述本公開的附加特征和優(yōu)點。本領域技術人員應當了解的是，本公開可容易地用作修改或設計用于實施本公開相同目的的其他結構的基礎。本領域的技術人員還應當認識到的是，此類等同的構建不背離如在所附權利要求中闡述的本公開的教導。通過以下描述并結合附圖考慮時將更好地理解被認為是本公開的特點的新穎特征(關于其操作的組織和方法兩者)以及進一步的目的和優(yōu)點。然而，應當明確理解的是，附圖中的每一個僅出于說明和描述的目的而提供，并且所述附圖并不旨在作為限制本公開的定義。

附圖說明

圖1根據本公開的各個方面展示了神經測試的各個方面以及使得創(chuàng)建個體和/或群體用戶定量和/或定性神經認知簡檔的精神和神經過程的各種可能評價的示例圖。

圖2a和圖2b根據本公開的各個方面展示了示例性設備的框圖。

圖3根據本公開的各個方面展示了示例性數據處理單元的框圖。

圖4a和圖4b根據本公開的各個方面展示了示例性便攜式設備的三維示意圖，所述示例性便攜式設備具有來自包覆的數據處理單元的可拆卸數據采集單元。

圖5根據本公開的各個方面展示了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的三維示意圖，示出了數據處理單元的用于接納鏈接至可拆卸數據采集單元的電連接的殼結構的可收縮蓋。

圖6根據本公開的各個方面展示了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的三維示意圖，示出了用于接納數據處理單元的用于電力和/或數據傳遞的連接器的殼結構的可收縮蓋。

圖7根據本公開的各個方面展示了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的示例性數據采集單元的分解三維示意圖。

圖8根據本公開的各個方面展示了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的示例性數據處理單元和數據采集單元的分解三維示意圖。

圖9a至圖9h根據本公開的各個方面展示了軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏。

具體實施方式

將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。附圖的制作僅是出于更好的理解本發(fā)明的實施例，且并不旨在限制本發(fā)明的范圍和精神。

由于與常規(guī)生理數據采集和分析系統(tǒng)(例如，針對這些信號的刺激、采集、記錄和/或分析)的操作相關聯的專用結構和精度水平，可以創(chuàng)建新的技術系統(tǒng)和方式以便提高指定任務中的一個或多個任務。所公開的技術包括用于生理信號、因子和/或參數的刺激、采集、記錄和/或分析的技術、系統(tǒng)以及具有集成硬件、固件和/或軟件的設備。在一個示例中，公開了一種集成系統(tǒng)，所述集成系統(tǒng)包括用于獲取、處理和/或傳輸數據以便提供相關且可動作的用戶或用戶群體的認知和/或行為評價的硬件(傳感器和設備)和軟件(諸如用戶界面、用戶控制、計算機應用和分析)。這種系統(tǒng)——硬件和軟件的集成——是廣義方法(以下詳述)中的技術實施例并且針對外行或專業(yè)的/專門用戶可用于各種各樣的應用，例如，包括但不限于臨床、教育、安全、游戲、音樂、體育和工業(yè)用途。

公開了用于生理和/或行為信號采集和分析的設備、系統(tǒng)和方法以用于使用硬件和/或軟件的集成來確定受試者的感官、運動、情感和/或認知信息。所公開的設備、系統(tǒng)和方法使用以專門配置定位在與供電電路板(所述供電電路板提高生理信號檢測和處理)合作的受試者的前額周圍的電極傳感器陣列來產生各種用戶評價，諸如心理狀態(tài)和/或行為偏好、以及其他各種其他類型的認知和/或感官處理評估、以及腦機接口操作。所公開的技術的設備已經被設計并且可以以便攜式和非便攜式設計形式兩者被配置，這兩種形式提供簡易且用戶友好操作以及舒適的使用。已經使用固件和/或軟件設計并實現了所公開的技術的系統(tǒng)，以便允許用戶或操作者輕易地與系統(tǒng)的功能單元對接，從而允許他們執(zhí)行多種操作，包括但不限于獲取、傳輸、評價和訪問對生理和/或行為數據的解釋。所公開的技術可以用于各種健康、教育、娛樂、安全以及營銷應用。

一方面，一種設備(諸如感官和認知分析設備)包括被配置成包括適形于用戶的前額區(qū)域的接觸側的殼單元。所述設備還可以包括被配置成包括用于檢測用戶的電生理信號的傳感器的數據采集單元，從而使得在用戶使用所述設備時所述數據采集單元在檢測過程中與前額區(qū)域進行接觸。此外，所述設備可以包括限定在所述殼單元內并且與所述數據采集單元通信的數據處理單元。在一個示例中，所述數據處理單元可以被配置成包括用于將所述檢測到的電生理信號放大和數字化為數據的信號處理電路、用于處理所述數據的處理器、用于存儲所述數據的存儲器、和/或用于向遠程計算機系統(tǒng)傳輸所述數據的發(fā)射器。所述設備還可以包括限定在所述殼單元內并且電耦合至所述數據處理單元以便提供電力的電源單元。另外，所述設備可操作用于從所述用戶處獲取用于確定與認知、運動和/或感官功能相關聯的定量信息集的生理信號數據。圖1示出了示例圖，描繪了神經測試的各個方面以及精神和神經過程的各種可能評價，可通過使用所公開的技術來執(zhí)行所述精神和神經過程以便產生個體和/或群體用戶定量和/或定性神經認知簡檔。如圖1所示，使用所描述的技術使得能夠實現各個方面的心理測試，諸如但不限于引起對用戶過程的評價的感官集成和分類，諸如但不限于學習和記憶，從而導致個體和/或群體神經認知簡檔的創(chuàng)建。

在另一種配置中，所述設備(諸如感官、運動和認知分析設備)包括被配置成包括可以從用戶的前額接納接觸的區(qū)段的外殼。所述設備還可以包括數據采集單元，所述數據采集單元限定在所述外殼的所述區(qū)段內并且被配置成包括用于在用戶與所述設備進行接觸時檢測所述用戶的電生理信號的傳感器。所述設備還可以包括位于所述外殼內并且與所述數據采集單元進行電通信的數據處理單元。此外，所述數據處理單元可以被配置成包括用于將所述檢測到的電生理信號放大為數據的信號處理電路以及用于向遠程計算機系統(tǒng)傳輸所述數據的發(fā)射器。另外，所述設備可以可操作用于從所述用戶處獲取生理信號數據。最后，與認知、運動、和/或感官功能相關聯的定量信息集可以基于所述獲取到的數據。

所公開的設備和系統(tǒng)可獲取的用于確定定量信息集的生理信號數據可以包括指示感官、運動、和/或認知功能的電生理數據(例如，eeg和emg)和行為響應數據(例如，諸如眼睛運動、面部運動、和其他行為)。例如，在eeg的情況下，所獲取到的eeg數據可用于輔助確定精神狀態(tài)(例如，焦點、壓力、放松等)、認知能力(注意力、記憶、決策等)、以及用于臨床診斷應用以便提供有關神經紊亂或病理學(例如，諸如癲癇癥、昏迷、腦病、腦死亡、和其他疾病和缺陷)的、以及有關睡眠和睡眠紊亂的信息、或者用于腫瘤、中風和其他局灶性腦紊亂。

在一些實施例中，所述設備可被配置為獨立式、無線通信式、便攜式設備，能夠對在包括用戶靜止以及用戶正在移動的情況在內的各種各樣的非限制性環(huán)境(例如，諸如用戶的家、活動(諸如工作和玩樂)場所、交通等)中來自穿戴所述設備的用戶的數據進行獲取、處理、和/或傳輸。所述便攜式設備可被配置成用于向另一計算機系統(tǒng)或通信網絡(被稱為“云”)無線地傳輸數據(例如，包括原始數據或經處理的數據)，所述計算機系統(tǒng)或通信網絡包括一個或多個遠程計算處理和存儲設備(例如，云中的服務器)。在一些實施例中，所述設備可以是便攜式的，并且數據采集單元可以是包括可組合/可拆卸地耦合至數據處理單元的一次性電極傳感器組件(例如，諸如具有嵌入式電子傳感器的粘性貼片)的可拆卸單元。在一些實施例中，數據采集單元可以包括從數據處理單元的殼體的外殼伸出的非可拆卸且可移動組件。

在一些實施例中，所述設備可以被配置為有線的、靜止設備，其中，數據處理單元通信地有線連接至計算機以用于處理所獲取到的生理信號和/或行為響應數據、和/或用于向另一計算機系統(tǒng)或通信網絡(例如，云)傳遞這種數據。在有線設備的一些實施例中，數據采集單元是包括可組合/可拆卸地耦合至靜止設備的數據處理單元的一次性電極傳感器組件(例如，諸如具有嵌入式電子傳感器的粘性貼片)的可拆卸單元。在有線設備的一些實施例中，數據采集單元包括從靜止設備的數據處理單元的殼體的外殼伸出的非可拆卸且可移動組件。例如，所述非可拆卸、可移動組件可以包括容納在可移動容納結構中的電極，所述可移動容納結構從數據處理單元的殼體伸出并且相對于所述數據處理單元的殼是可移動的。

所公開的設備和系統(tǒng)可以使用所公開的硬件和軟件技術的集成來提供對個體受試者的各種各樣的感官和認知方面的評估和/或多個受試者(包括群體)的感官和認知方面的評估?？捎蛇@類評估提供的認知方面和生理/健康信息的示例包括但不限于對認知狀態(tài)的評估、知識、學習機制、行為偏好、易損性、和/或神經和神經精神疾病的癥狀。

在一些實施例中，例如，所公開的設備和系統(tǒng)包括用于通過將電極配置在與用戶的前額接觸的設備周圍以用于生理信號監(jiān)測從而獲取前eeg記錄的傳感器，其方式為使得不穿過用戶的發(fā)際線而重合。在一些實現方式中，例如，所述傳感器被配置為小尺寸，并且例如經由用于適配任何用戶前額上的不同曲率的可移動傳感器容納結構而耦合至所述設備的主體的外殼。在另一種配置中，所述傳感器被配置為小尺寸，并且被包含在可以可拆卸地耦合至所述設備的主體的一次性單元(例如，從而允許一位或有限數量的用戶對所述設備的一次或有限次使用)。所述傳感器可以利用各種不同的材料(例如，包括但不限于金、銀、或氯化銀的導電材料)形成，其可針對特定應用被定制?？梢赃x擇所述材料，從而使得所述設備在由用戶應用時可以具有降低的規(guī)避。

通過使用所公開的技術硬件和/或軟件的集成，可以實現所公開的設備、系統(tǒng)和方法以便提供認知表現簡檔、感官表現簡檔、和/或在評價時指示受試者的認知和/或感官能力的認知和感官表現簡檔。例如，通過使用所公開的軟件，可以由用戶(例如，諸如受試者或系統(tǒng)操作者)選擇認知和/或感官簡檔的類型以便提供包括認知和/或感官表現的定量水平的信息集104，例如，包括但不限于感知、注意力、記憶、學習、偏好、感知狀態(tài)、和/或放松狀態(tài)。所述水平可以基于感官感知、感官集成、模式檢測、注意力調控、分類、概念表示、語義集成、和/或靜止狀態(tài)活動的神經測試102。然而，測試的基礎不限于此。神經測試還可以基于虛構癥以及其他。這種定量數據可以包括指示認知和/或感官表現的數值、以及認知和/或感官表現的簡要文本描述、和/或認知和/或感官表現的圖形表示。在一些實現方式中，通過僅使用從受試者獲取到的生理數據，可實現所公開的設備和系統(tǒng)以便提供認知和/或感官簡檔106，例如，不具有從受試者引出的明顯行為響應。在一些實現方式中，可實現所公開的設備和系統(tǒng)以便提供包括先前從受試者或其他受試者獲取到的生理數據(例如，群體數據)的認知和/或感官簡檔。例如，所公開的設備和系統(tǒng)由此可被實現為用于提供有關群組的認知和/或感官簡檔106。

在題為“用于感官和認知簡檔分析的系統(tǒng)和方法(systemsandmethodsforsensoryandcognitiveprofiling)”的pct公開wo2014/052938a2中描述了用于確定感知和/或認知表現的信息集的方法的示例，所述公開以其全部內容通過引用結合在此。在一個示例中，所述設備可以用于通過使用所獲取到的生理數據和/或行為數據來生成與感知和/或認知簡檔相關聯的信息集。具體地，用于確定感知和/或認知表現的信息集的所述方法可以在所公開的設備和系統(tǒng)上實現。所述設備可以包括數據處理單元。而且，所述設備可以包括遠程計算機系統(tǒng)(例如，包括遠程計算機、包括智能電話、平板計算機和/或可穿戴設備的用戶計算機/通信設備、以及云計算機系統(tǒng))。所述方法還可以包括使用先前使用所公開的設備和系統(tǒng)從受試者、或者使用所公開的設備和系統(tǒng)從包括或不包括受試者的一組或多組個體中獲取到的生理和/或行為數據。所述方法可以包括基于所呈現的刺激和所選擇的簡檔類別對與生理信號(和/或行為信號數據)相關聯的時間間隔進行標識的過程。例如，時間間隔可以包括鄰近的、非鄰近的、連續(xù)的、離散的、或單個的時間點。所述方法可以包括將對應于所述時間間隔的數據(例如，生理的和/或行為的)分組為一個或多個分組后的數據集的過程。作為另一示例，所述過程可以包括基于個體刺激的預先指定的類別和/或連續(xù)刺激的關聯關系對生理數據(和/或行為數據)進行分組。所述方法可以包括提供對跨分組后的數據集或在跨分組后的數據集內的關系的統(tǒng)計測量以便生成針對所選擇的簡檔類別的所述一個或多個定量值的過程。在一些實現方式中，例如，所述方法可以包括提升分組后的數據集中的生理(和/或行為數據)的信號的過程。

圖2a和圖2b根據所公開的技術的某些方面示出了示例性感官和認知分析設備的框圖。圖2a的示例性設備包括通信地耦合至被配置成用于接觸用戶前額的數據采集單元的數據處理單元。數據處理單元包覆在殼結構202或外殼中。在一些實施例中，數據采集單元至少部分地包覆在殼中，而在其他實施例中，數據采集單元附接至殼204(例如，其可一次性且可拆卸地附接)。

在圖2a中示出的感官和認知分析設備的一個示例性實施例中，所述設備包括殼單元202，所述殼單元被配置成包括適形于用戶的前額區(qū)域的接觸側；數據采集單元，所述數據采集單元被配置成包括用于在用戶與設備進行接觸時檢測所述用戶的電生理信號的一個或多個傳感器；數據處理單元，所述數據處理單元包覆在殼單元內并且與數據采集單元通信，所述數據處理單元被配置成包括用于將所檢測到的電生理信號放大和數字化為數據的信號處理電路(例如，包括放大器和模數單元)、用于處理所述數據的處理器、用于存儲所述數據的存儲器、以及用于向遠程計算機系統(tǒng)傳輸所述數據的發(fā)射器；以及電源單元，所述電源單元包覆在殼單元202內并且電耦合至數據處理單元以用于提供電力，其中，所述設備可以從用戶獲取生理信號數據，并且其中，與認知、運動和/或感官功能相關聯的定量信息集可以基于信號數據。

示例性設備的實現方式可以包括以下示例性特征中的一個或多個特征。例如，所檢測到的電生理信號可以是從用戶的腦部測量的eeg信號。在所述示例中，數據處理單元可被配置成用于基于與erp相關聯的所述測量的eeg信號來確定定量信息集。例如，電源單元可包括可再充電電池，其中，所述設備可進一步包括接口組件，所述接口組件被配置成包括電耦合至所述電池的電子接口和附接至殼單元以便暴露和覆蓋所述電子接口的可收縮蓋。在所述示例中，電子接口可被配置為usb連接，例如，從而使得發(fā)射單元通信地耦合至所述電子接口。

例如，所述設備可被配置成便攜式、可獨立操作的，并且與遠程計算機系統(tǒng)(例如，諸如膝上型計算機、臺式計算機、包括智能機、平板計算機或可穿戴設備的移動計算設備、和/或服務器(例如，其可以在云中))進行無線通信。在所述示例中，所述設備可操作用于檢測電生理信號(以及行為信號)并且對在多種非限制性環(huán)境(例如，包括用戶靜止以及用戶正在移動的情況)中來自穿戴所述設備的用戶的數據進行處理。同樣，例如，可以由用戶環(huán)境中的環(huán)境刺激從用戶處誘發(fā)所述電生理信號。例如，在示例性便攜式、可獨立操作的，并且進行無線通信的設備中，數據采集單元可以可拆卸地耦合至殼單元的接觸側。

在所述示例中，所述數據采集單元可被配置成包括：一次性電極傳感器組件，所述一次性電極傳感器組件包括柔性和粘性基底；一個或多個電極，所述一個或多個電極附接至所述基底；以及電纜，所述電纜將所述一個或多個傳感器電耦合至所述數據處理單元的所述信號處理電路，所述一次性電極傳感器組件固定地且可拆卸地耦合至所述殼單元，并且所述電纜從所述一次性電極傳感器組件伸出。同樣，在所述示例中，所述設備可包括連接端口，所述連接端口用于將所述一次性電極傳感器組件的所述電纜電耦合至所述數據處理單元的所述信號處理電路，其中，所述連接端口包括附接至所述殼單元以便暴露和覆蓋所述連接端口的可收縮蓋。

例如，在示例性便攜式、可獨立操作的，并且進行無線通信的設備中，數據采集單元不可拆卸地耦合至殼單元的接觸側。在所述示例中，所述數據采集單元可被配置成包括可移動電極容納組件，所述可移動電極容納組件被配置成向外伸出并且從所述殼單元可壓縮地縮回，其中，所述可移動電極容納組件包括通過電導管電耦合至所述數據處理單元的所述信號處理電路的一個或多個電極。在一些示例中，所述檢測到的電生理信號是從所述用戶的頭部肌肉感測到的與所述用戶的眨眼或面部表情相關聯的肌電圖(emg)信號。在一些實現方式中，例如，所確定的定量信息集通過與所述設備進行交互或者操作所述設備的應用的圖形用戶界面被呈現在用戶設備上，所述用戶設備包括膝上型或臺式計算機、智能電話、平板計算機、或可穿戴設備中的至少一項。

圖2b中示出的示例性設備包括通信地耦合至被配置成用于接觸用戶前額的數據采集單元的數據處理單元。數據處理單元包覆在殼結構204或外殼中，并且數據采集單元至少部分地包覆在殼中。在一些實施例中，數據采集單元被配置成相對于所述殼而移動，例如，當用戶與數據采集單元進行接觸以便提供用戶的前額與數據采集單元的傳感器的適當接觸。

在圖2b中示出的感官、運動和/或認知分析設備的一個實施例中，所述設備包括外殼，所述外殼被配置成包括可以從用戶的前額接納接觸的區(qū)段；數據采集單元，所述數據采集單元位于所述外殼的所述區(qū)段內并且被配置成包括用于在用戶與所述設備進行接觸時檢測所述用戶的電生理信號的一個或多個傳感器；以及數據處理單元，所述數據處理單元位于所述外殼內并且與所述數據采集單元進行電通信，所述數據處理單元被配置成包括用于將所述檢測到的電生理信號放大為數據的信號處理電路、以及用于向遠程計算機系統(tǒng)傳輸所述數據的發(fā)射器，其中，所述設備可以從所述用戶處獲取腦部信號數據，并且其中，與認知或感官功能相關聯的定量信息集可以基于所述信號數據。

示例性設備的實現方式可以包括以下示例性特征中的一個或多個特征。例如，數據處理單元的信號處理電路可包括用于對放大信號進行數字化的模數單元。例如，數據處理單元可進一步包括用于處理數據的處理器以及用于存儲數據的存儲器。例如，所述設備可進一步包括包覆在殼單元內并且電耦合至數據處理單元以便提供電力的電源單元。例如，所述設備可進一步包括眼睛跟蹤單元，所述眼睛跟蹤單元包括用于接收與用戶的眨眼相對應的數據的光學傳感器。例如，所述設備可進一步包括顯示屏，當所述用戶與所述外殼的所述區(qū)段相接觸時所述顯示屏位于遠離用戶的固定位置處以便輔助眼睛跟蹤單元的眼睛跟蹤應用。例如，所確定的定量信息集可通過與所述設備進行交互或者操作所述設備的應用的圖形用戶界面被呈現在用戶設備上，所述用戶設備包括膝上型計算機、臺式計算機、智能電話、平板計算機、和/或可穿戴設備中的至少一項。

在題為“用于檢測生理信號的前電極傳感器的配置和空間布置(configurationandspatialplacementoffrontalelectrodesensorstodetectphysiologicalsignals)”的pct公開wo2014/059431a2中描述了使用最小電極傳感器來檢測期望的電生理數據的示例性前電極配置的示例，其通過引用以其全部內容結合在此，并且可以使用所公開的技術來實現所述示例。在一些示例中，所述傳感器配置可包括直線狀排列在用戶前額周圍的記錄電極、接地電極和參考電極。記錄電極可被配置為處于前額周圍的第一位置處以便獲取用戶的電生理信號，參考電極被配置為處于前額周圍的第二位置處以便獲取用戶的第二電生理信號作為所述電生理信號的參考信號，并且接地電極被配置為處于前額周圍的第三位置處以便獲取用戶的第三電生理信號作為電接地信號。例如，這三個電極的安排可沿著用戶頭部的前區(qū)的矢狀方向以基本上呈直線對準，其中，記錄電極(例如，在第一位置處)定位在接地電極之后，所述接地電極定位在參考電極之后。

在一些實現方式中，例如，由示例性設備檢測到的電生理信號可以是從用戶的腦部感測到的腦電圖(eeg)信號。例如，所述eeg信號可例如基于向將設備穿戴在用戶頭部的前區(qū)的用戶呈現的刺激或者通過用戶環(huán)境中的環(huán)境刺激物與事件相關電位相關聯。在一些實現方式中，例如，由示例性設備檢測到的電生理信號可以是從用戶的骨骼肌(例如，包括面部肌肉)中感測到肌電圖(emg)信號。例如，所述emg信號可以是從用戶的眨眼中產生的，其中，眨眼可以基于由顯示屏呈現給用戶的刺激或者通過用戶環(huán)境中的環(huán)境刺激物而響應于事件相關電位。

在一些實施例中，例如，示例性設備的數據采集單元可包括多個記錄電極，所述多個記錄電極被配置在用戶前額周圍或者用戶頭部的其他區(qū)域以便獲取用戶的多個信道的電生理信號。在一個示例中，兩個(或更多個)附加記錄電極可以相對于以矢狀方向被安排的第一記錄電極、接地電極和參考電極而以直線狀被安排。在另一示例中，一個(或更多個)附加電極可被定位在第一記錄電極的左側，同時(多個)其他附加記錄電極可被定位在第一記錄電極的右左側。

圖3示出了所公開的設備和系統(tǒng)板的示例性數據處理單元的框圖。在圖3示出的示例中，數據處理單元304包括用于對從用戶獲取到的數據進行處理的處理器306(例如，諸如微控制器或可編程處理器)。所述處理器與用于存儲數據的存儲器308、用于發(fā)射和/或接收數據的通信單元310(例如，藍牙模塊)以及用于對從用戶獲得的所獲取到的生理數據進行放大、數字化和/或調整的信號處理電路312(例如，生物電位放大器)進行通信。可以從前額電極302接收數據。在一種配置中，數據通信單元包括無線發(fā)射器/接收器(tx/rx)設備，例如，諸如藍牙模塊(未示出)。數據處理單元包括用于向數據處理單元的多個單元供電的電池314(例如，電源)。電源可以連接至再充電連接器316。圖3中示出的元件還可以被限定在數據處理單元304之外。

圖4a、圖4b、圖5、圖6、圖7和圖8示出了所公開的技術的便攜式設備的示例性實施例的示意圖，所述便攜式設備以數據處理單元402的殼、來自包覆數據處理單元的可拆卸數據采集單元404、以及數據采集單元與數據處理單元之間的電連接406為特征。圖4a和圖4b示出了所公開的技術的示例性便攜式設備的三維示意圖，所述便攜式設備以來自包覆數據處理單元的可拆卸數據采集單元為特征。如在此圖中示出的，示例性單元包括兩部分：包括電子部件的剛性或半剛性殼402以及可拆卸的彎曲柔性部件(適形基底)404。這種新型設備可以為用戶的前額提供人體工學雙擬合。此單元的材料和設計可以提高信號采集可靠性(例如，其與傳感器接觸質量(信噪比)以及用戶舒適度(輕體重、足夠的前額擬合等)相關聯)。

圖5示出了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的三維示意圖，示出了在打開502和閉合504配置中可以接納鏈接至可拆卸數據采集單元的電連接的數據處理單元的殼結構的可收縮蓋。在此示例性單元中，傳感器連接被放置用戶的fov側或之外，并且受可收縮蓋的保護，如此設計從而使得所述連接可以既具有最小的侵入性，也可以易于接入、固定、穩(wěn)定并且維持所述單元的美學。其他可能的實施例包括但不限于：傳感器與數據處理單元之間的連接隱藏不可見、被限定在傳感器與所述單元的柔性部件之間、或者所述傳感器包括在處理單元中作為通過適形基底建立接觸的半永久固定裝置。

圖6示出了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的三維示意圖，示出了在打開604和閉合606配置中的、可以接納用于經由電源接口602進行功率和/或數據傳遞的連接器的數據處理單元的殼結構的可收縮蓋。

圖7示出了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的示例性數據處理單元的分解三維示意圖。此圖示出了先前描述的示例性部分(例如，處理單元殼702的基部和可拆卸數據采集單元的適形基部704)、以及可移除粘性固定部件706，所述可移除粘結固定部件可以促進將設備放置并固定到用戶的前額，從而在信號采集過程中維持引起足夠的信號質量所必要的穩(wěn)定性和壓力，同時還憑借此實施例的設計，在其避免可能引起不適和頭痛的傳統(tǒng)頭帶固定設計時增加用戶舒適度。

圖8示出了圖4a和圖4b的示例性便攜式設備的示例性數據處理單元和數據采集單元的分解三維示意圖，包括數據處理單元402的殼封頭、數據處理單元802的電子部件、數據處理單元702的殼基部、數據采集單元704的可拆卸適形基部、固定部件708(例如，可移除粘合劑帶)、以及數據采集單元804的可拆卸且一次性適形傳感器組件。

通過粘性固定至用戶的前額賦予所公開的示例性實施例的一個特定優(yōu)點。針對示例性設備的應用和/或使用，這無需前額之外的結構支撐(例如，條帶或帶)。在所公開的實施例中，適形傳感器組件粘性地固定到前額。雙面粘合劑將傳感器組件固定到數據采集單元的適形基部上。由于示例性設備重量輕，因此，傳感器組件粘合劑足以在使用過程中維持傳感器組件在前額上的位置。此外，雙面粘合劑足以可靠地且固定地維持傳感器組件與數據采集單元之間的接觸。所公開的示例性實施例的這些方面與先前的設計相比可以提供改善后的信號質量和用戶舒適度。用戶舒適度進一步受益于所公開的示例性實施例的適形基部。

現有設計可以將傳感器組件粘性地固定到用戶的前額，但是并不與包覆的輕量型數據處理單元或適形基底相組合。這種系統(tǒng)的功能則可能取決于附加設備。可替代地，現有設計可以在集成單元中結合數據處理核傳感器組件，而并非以所公開的實施例可實現的可利用粘合劑來固定到位的輕量型方式。這類系統(tǒng)可依賴于可能對用戶造成頭痛或其他不適的條帶或帶。

在所公開的技術的替代性實施例中，傳感器組件可以并入數據采集單元中。在這種替代性實施例中，雙面粘合劑可以用于可靠地且固定地維持數據采集單元與前額之間的接觸。

圖9a示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏902的圖示，其中，用戶可創(chuàng)建新的用戶簡檔或者使用現有的簡檔。用戶簡檔904可用于將所獲取的數據與用戶特定信息(諸如但不限于姓名或身份證號碼)以及人口統(tǒng)計信息(諸如但不限于年齡、性別、體重、和/或種族)相關聯。這能夠實現可與重復測試相關聯的易于使用的詳細用戶簡檔。圖9b示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的滑動顯示屏的圖示906，其中，示出了所公開的、示例性設備的設備應用指令。這些指令可由外行或者專業(yè)的/專門的用戶使用以便將設備施加至用戶的前額。例如，在圖4a至圖8中示出的示例性設備的結構設計允許外行用戶將所述設備施加至他/她的前額并操作所述設備。示例性界面906描繪了供用戶將設備對準并且將其附接至他/她的前額以便能夠實現數據采集的示例指令，例如，無需應用所述設備的專業(yè)或專門技術人員。與所述設備和多次測試配對的界面允許可在專門環(huán)境之外使用的“腦部評價”工具，而無需專業(yè)團隊。相反，所述工具和/或設備可以由用戶在任何環(huán)境(諸如家、學校、和/或咖啡店)中使用。圖9c示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏908的示例，其中，用戶可無線地選擇并將軟件應用連接至特定的便攜式設備。如圖9c所示，用戶可以連接至軟件應用或設備，諸如appletv。其他設備可以包括醫(yī)療設備或游戲單元。圖9d示出了軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏910的示例，其中，如通過作為時間的函數的電壓的視覺表示示出的，用戶可查看所獲取到的并經處理的eeg信號。eeg系統(tǒng)的實時顯示允許獲取對eeg信號質量的改善后的視覺評估，從而使得可以及時作出針對質量改善的任何調整(如有必要)。如圖9d示出的，用戶可以選擇各種設置和菜單(諸如實驗數據、adc設置)并且測試眨眼。在一些實施例中，顯示屏還可用于主頁導航屏幕，其中，可訪問并查看用戶界面的其他顯示屏，和/或軟件應用可與所述便攜式設備斷開連接。圖9e示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏912和914的圖示，其中，用戶可查看和/或編輯與數據采集和處理單元的操作和/或功能相關的特定設置。圖9f示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏916和918的圖示，其中，用戶可從各種各樣的測試評價中進行選擇。這種界面使得能夠實現從不斷增長的可能的神經-精神表現測試集中進行選擇，從而對從中選擇的測試給予用戶控制以及維持可能性的訪問和視覺顯示。包括在此示例性實施例中的“電池”測試提供各種感官、運動和/或認知過程的深度評價，并且為用戶的擴展的神經認知簡檔做貢獻。在一些實施例中，特定的評價可以具有從中進行選擇的多個子評價選項。圖9g示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏920的圖示，其中，用戶可利用后續(xù)的神經認知簡檔表現評價(例如，腦部分數)將測試結果視覺化，從而針對用戶的評價提供實時和/或延遲的反饋?？舍槍γ糠N測試類型的每次測試實驗和/或來自多次測試的組合的結果作出定量評價。圖9h示出了所公開的技術的軟件應用的示例性用戶界面的顯示屏922的圖示，其中，用戶可查看并選擇一個或多個記錄的數據集以用于數據傳遞/上傳、處理、分析、和/或存儲。在一些實施例中，認知、運動、和/或感官簡檔結果可以或者可以不呈現給用戶。

總體而言，這種示例性系統(tǒng)界面提供了功能性和審美設計，所述功能性和審美設計提高了用于執(zhí)行特定環(huán)境之外的用戶的感官、運動、認知和/或情感狀態(tài)評價的所述示例性系統(tǒng)的便攜和使用，并且任何時候都無需專門的人員或用戶的專業(yè)知識。

所公開的設備和系統(tǒng)的一些示例性特征和實現優(yōu)點包括以下內容。例如，所公開的設備和系統(tǒng)可由臨床設置之外的普通用戶來操作，具有安全性和準確性。由所公開的設備和系統(tǒng)的設計和功能實現的這種能力允許用戶在廣泛的各種環(huán)境和位置中自由使用，從而產生擴展的用戶池和受試者池以及新類型的生理和/或行為響應分析范例。另外，所公開的設備和系統(tǒng)的這種使用自由度可降低腦部監(jiān)測系統(tǒng)的成本和使用規(guī)格。例如，所公開的便攜式設備和方法可由非專家使用以便將示例性便攜式設備放置在被評估人員的前額上(或者允許受試者將示例性便攜式設備放置在他們自己身上)，從而獲取生理和/或行為信號(例如，在一些實現方式中或者在其他實現方式中的用戶環(huán)境背景下，所述生理和/或行為信號可與事件相關電位相關聯)，并且由此提供受試者或多位受試者的唯一認知、運動和/或感官簡檔。例如，所公開的設備和系統(tǒng)通過這類非專家能夠實現操縱，不再指定實現生理和/或行為信號采集或者對生成的用戶的認知和/或感官簡檔信息進行解釋的操作者是神經科學家、心理學家或專門的內科醫(yī)師，在分析所獲取的生理和/或行為數據時，所述用戶的認知和/或感官簡檔信息被提供給用戶。例如，非專家的用戶可實現所公開的設備和系統(tǒng)以便獲得(多個)被評估人員(例如，他們自己或者其他人)的感知和精神信息簡檔。例如，這類設備和系統(tǒng)的應用和操作可由用戶遵循指令來執(zhí)行，無需應用或操作所述設備或系統(tǒng)的技術專長。另外，例如，所公開的設備、系統(tǒng)和方法的實現方式還可在腦部機器接口的上下文中使用并且由此擴展這類系統(tǒng)的可能應用。

本公開中所描述的主題和功能操作的實現方式可以在各種系統(tǒng)、數字電子電路中或者在計算機軟件、固件或硬件中(包括本說明書中所公開的結構及其結構等同物)或者在它們中的一個或多個的組合中來實現。本說明書中所描述的主題的實現方式可以被實現為一個或多個計算機程序產品，即在有形的、非瞬態(tài)計算機可讀介質上編碼的以用于由數據處理裝置來執(zhí)行或者用以控制數據處理裝置的操作的計算機程序指令的一個或多個模塊。計算機可讀介質可以是機器可讀存儲設備、機器可讀存儲基板、存儲器設備、影響機器可讀傳播信號的物質的合成、或者它們中的一個或多個的組合。術語“數據處理裝置”包括所有用于處理數據的裝置、設備以及機器，包括例如可編程處理器、計算機、或多個處理器或計算機。除了硬件之外，裝置可包括為所討論的計算機程序創(chuàng)造執(zhí)行環(huán)境的代碼，例如，組成處理器固件、協議棧、數據庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)或它們中的一個或多個的組合的代碼。

計算機程序(也稱為程序、軟件、軟件應用、腳本或代碼)可以以包括編譯或解釋語言的任何形式的編程語言來編寫，并且其可以以包括作為獨立程序或者作為模塊、組件、子例程或適于在計算環(huán)境中使用的其他單元的任何形式來部署。計算機程序不一定對應于文件系統(tǒng)中的文件。程序可以存儲在文件的保持其他程序或數據的部分中(例如，存儲在標記語言文檔中的一個或多個腳本)、存儲在專用于所討論的程序的單個文件中、或者存儲在多個協調文件(例如，存儲一個或多個模塊、子程序、或代碼的多個部分的文件)中。計算機程序可以被部署成在位于一個地點或跨多個地點分布并且由通信網絡互連的一個計算機上或多個計算機上被執(zhí)行。

本說明書中所描述的過程和邏輯流程可以由執(zhí)行一個或多個計算機程序的一個或多個可編程處理器執(zhí)行以便執(zhí)行對輸入數據進行操作并且生成輸出的功能。所述過程和邏輯流程還可以由裝置執(zhí)行，并且裝置還可以被實現為專用邏輯電路，例如，fpga(現場可編程門陣列)或asic(專用集成電路)。

適合于執(zhí)行計算機程序的處理器包括，例如，通用和專用微處理器以及任意種類的數字計算機的任何一個或多個處理器。通常，處理器將從只讀存儲器或隨機存取存儲器或兩者中接收指令和數據。計算機的必要元件包括一個或多個用于執(zhí)行指令的處理器和一個或多個用于存儲指令和數據的存儲器設備。通常，計算機還將包括一個或多個用于存儲數據的大容量存儲設備(例如，磁盤、磁光盤、或光盤)或者可操作地被耦合以用于從大容量存儲設備中接收數據或向大容量存儲設備傳送數據或者收發(fā)數據。然而，計算機不需要具有此類設備。適用于存儲計算機程序指令和數據的計算機可讀介質包括所有形式的非易失存儲器、介質和存儲器設備，舉例來說，包括半導體存儲器設備，例如eprom、eeprom和閃存設備。處理器和存儲器可以由專用邏輯電路補充或者合并在其中。

盡管本專利文檔包含許多細節(jié)，但是這些細節(jié)不應被解釋為對任何發(fā)明或者所要求的范圍的限定，而應被解釋為對可能特定于特定發(fā)明的特定實施例的特征的描述。在單獨的實施例的背景下在本專利文檔中所描述的某些特征還可以以組合形式實現在單一實施例中。相反，在單一實施例的背景下描述的各個特征也可以被單獨的或以任何合適的子組合的方式實現在多個實施例中。而且，盡管以上可以將特征描述為以某些組合起作用并且甚至最初就是這樣進行保護的，但來自要求保護的組合的一個或多個特征在某些情況下可以從所述組合中摘除，并且要求保護的組合可以針對子組合或者子組合的變體。

類似地，雖然附圖中以具體順序描繪了操作，但這不應被理解成要求這種操作以所示的具體順序或以有序順序執(zhí)行，或者要求執(zhí)行所有展示的操作，以實現令人希望的結果。而且，在本專利文檔中描述的實施例中的各個系統(tǒng)組件的分離不應被理解為在所有實施例中要求這種分離。

僅描述了幾種實現方式和示例，并且基于在本專利文檔中所描述和展示的可以做出其他實現方式、增強和變體。