CN101277642A - 用于检测组织中的电活动的装置和方法 - Google Patents

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CN101277642A CNA2006800311593A CN200680031159A CN101277642A CN 101277642 A CN101277642 A CN 101277642A CN A2006800311593 A CNA2006800311593 A CN A2006800311593A CN 200680031159 A CN200680031159 A CN 200680031159A CN 101277642 A CN101277642 A CN 101277642A
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Abstract

提供了一种或多种改进的示例实施例包括用于以基本限制或消除周围环境中的噪音影响的方式来检测人的组织中的电活动的装置和方法。

Description

用于检测组织中的电活动的装置和方法
相关申请
本申请要求美国临时申请No.60/713899的优先权，该美国临时申请No.60/713899的申请日为2005年9月2日，该文献被本文参引，并附加为证据A。另外，标题为A Device and Method for Determining andImproving Present Time Emotional State of a Person的美国专利申请No.XX(代理人号为No.CAM-2)也被本文参引，该美国专利申请由RayCaamano等发明，并具有与本申请相同的申请日。
背景技术
用于检测组织中的电活动的装置在现代社会中有很多用途。特别是，现代脑电图(EEG)用于测量人脑中的电活动，用于麻醉监测、注意力不集中疾病治疗、癫痫预测和睡眠监测以及其它用途。不幸的是，现有的现代EEG的复杂性和成本通常限制了它们用于临床或其它设备，其中，上述装置可以在训练医护人员的专家维护下用于大量人。在临床上对大量人使用EEG将有助于使机器成本分摊至使用它的人。EEG的成本可能为几千美元。
由于所涉及的复杂性，训练人员将用于调定和操作EEG。调定现有EEG包括使人的备皮(皮肤准备)与电极连接。皮肤通常这样准备，即通过从该区域刮去毛发，砂磨皮肤以便除去外表面以及在将电极安装在皮肤上之前向皮肤施加导电凝胶或液体。需要这样大量的备皮的原因在于为了使现有EEG正确工作必须使得在电极和皮肤之间的接触电阻减小。在这些现有EEG中，接触电阻通常需要为20k欧姆或更小。
普通的现有EEG将受到来自人周围环境的电和磁噪音引起的误差。误差也由EEG的内部部件和其它源的稍微变化而引起，例如人在EEG操作过程中运动。环境噪音可能由电线中的60Hz电(力)和在使用EEG的区域中的光以及其它源而引起。甚至任何物体移动通过空气的摩擦也可能由静电引起噪音。大部分或全部的现有EEG具有：两个电极，它们与人的头连接；以及电线，该电线从各电极延伸至EEG机器。电线的排布和环境中的噪音引起元件的位置可能使得由EEG进行的测量有较大误差。
测量脑中的电活动很困难，因为测量的电信号比系统中的噪音小很多倍。在很多情况下，噪音为大约几伏特或几十伏特，而测量的电信号只在微伏范围。这产生10^-6的信号-噪音比。
现有EEG已经使用非常精确的差分放大器(例如仪表用放大器)来测量电信号。放大器涉及公共参考点例如用户的腿。来自人头上的两个电极的两个电线分别与差分放大器的输入端连接。差分放大器的输出端是相对于参考点的电压，它是在两个电极之间的电压差的常数倍。这种情况下测量灵敏度非常高，因为差分放大器在两个均为10^6倍大的信号之间寻找很小差值(脑信号)。这是在部件、电线线路和其它因素中的很小变化就引起较大误差的原因以及现有EEG昂贵和难以使用的原因。
现有EEG的另一问题是60Hz噪音在第一级中放大，这使得信号在它们相减之前就饱和。在现有EEG中，设计者用较长时间来设计平衡或屏蔽噪音以避免饱和的系统。在测量较小数时利用两个较大数相减的原理的系统容易出现这些问题。
相关技术的前述实例和相关局限性是用于举例说明，而不是排他性的。本领域技术人员通过阅读说明书和研究附图将清楚相关技术的其它局限性。
发明内容
以下将结合系统、工具和方法来介绍和说明如下的实施例及其各个方面，这些系统、工具和方法的意思是作为实例和示例，而不是对范围进行限制。在各种实施例中，已经减小或消除了一个或多个上述问题，而其它实施例涉及其它改进。
这里介绍的一种方法用于检测用户组织中的电活动。电活动从用户皮肤上的第一点和第二点之间的组织来检测，并对此响应产生电压信号，该电信号包含感兴趣的信号和不希望的信号。对电压信号进行放大，以放大感兴趣的信号和不希望的信号，而基本不放大噪音。该放大产生输出信号。
这里介绍的另一方法用于在受到电噪音影响的噪音环境中检测用户组织中的电活动。传感器电极与用户的皮肤在第一点处连接。参考电极与用户的皮肤在第二点处连接，该第二点与第一点分开，以允许传感器电极检测在第一点处的组织中(相对于第二点)的电活动。还提供了放大器，该放大器被配置成放大电活动，同时基本减小噪音环境的影响。
这里介绍的传感器电路用于检测在用户组织中的电活动，并从检测的电活动中隔离和放大感兴趣的信号。传感器电路包括用于布置在用户皮肤上第一点处的传感器电极。参考电极用于布置在离第一点一定距离的第二点，以允许传感器电极检测电活动，并产生相对于第二点的电压信号，该电压信号包括响应的感兴趣信号。传感器电路的电子模块包括具有正负源电压的电源以及与参考电极电连接的源参考电压。放大器连接成接收来自电源的电，并接收来自传感器电极的电压信号和电源参考电压。放大器产生输出信号，该输出信号与相对于电源参考电压的电压信号成正比。滤波器部分接收来自放大器的输出信号，并衰减与感兴趣的信号不相关的电活动，同时使感兴趣的信号通过。
除了上述示例方面和实施例以外，通过附图和学习下面的说明将清楚其它方面和实施例。
附图说明
图1是使用传感器装置的系统的视图，该传感器装置测量电活动，以便确定用户的当时情绪状态。
图2表示了一种程序，它包含用户的当时情绪状态水平的显示，并有对媒介材料的控制，该媒介材料用于与用户的当时情绪状态相关地引导用户。
图3是根据用户的当时情绪状态来引导用户的媒介材料的一个实例的视图。
图4是根据用户的当时情绪状态来引导用户的媒介材料的另一实例的视图。
图5是根据用户的当时情绪状态来引导用户的媒介材料的再一实例的视图。
图6是图1中所示的传感器装置的透视图。
图7是图1中所示的传感器装置和计算机的框图。
图8是在图7所示的传感器装置中使用的放大器的电路图。
图9是在图7所示的传感器装置中使用的滤波器级的电路图。
图10是在图7所示的传感器装置中使用的电阻器-电容器RC滤波器的电路图。
图11是图8、9和10中所示的放大器、三个滤波器级和RC滤波器的电路图。
图12是图7中所示的传感器装置的数字处理器的框图。
具体实施方式
图1中表示了包含本发明的系统30。示例性系统30包括传感器装置32，该传感器装置32与用户34连接，用于从用户的前额叶中的电活动中检测和隔离感兴趣的信号。该感兴趣的信号具有可测量的电活动特征，或者感兴趣的信号与用户34的当时情绪状态(PTES)相关。PTES与用户在给定时间的情绪状态相关。例如，当用户想到使得他的情绪悲伤的某事时，PTES与当用户想到使得他的情绪镇静的某事时的PTES不同。在另一实例中，当用户感到思想情绪受限制时，PTES与当用户感到释放他们的思想时不同。因为在感兴趣的信号和PTES之间的关系，系统30能够通过测量电活动和使感兴趣的信号与用户脑中的其它电活动隔离而确定由用户34经历的PTES水平。
在本实例中，传感器装置32包括位于第一点的传感器电极36以及位于第二点的参考电极38。第一和第二点布置成分开关系，同时保持相互紧邻。优选是，这些点彼此在大约8英寸内，在一个实例中，这些点分开大约4英寸。在本例中，传感器电极36位于用户前额的皮肤上，参考电极38与用户的耳朵连接。参考电极也能够安装在用户的前额上，这可以包括将参考电极定位在用户的耳朵上面。
传感器电极36和参考电极38与传感器装置32的电子模块40连接，该电子模块40位于参考电极38附近，以便使它们位于基本相同的噪音环境中。电子模块40可以位于用户的太阳穴处或太阳穴上面，或者在其它位置，其中，电子模块40紧邻参考电极38。在本例中，头带42或其它安装装置将传感器电极36和电子模块40保持在太阳穴附近的位置，同时夹子44将参考电极38保持在用户的耳朵上。在一个实例中，电子模块和参考电极相互定位，以便电容耦合。
传感器电极36检测用户的前额叶中的电活动，电子模块40使感兴趣的信号与由传感器电极检测的其它电活动隔离。电子模块40包括无线发射器46(图6)，该无线发射器46通过无线连接50而将感兴趣的信号发送给无线接收器48。无线接收器48(图1)接收来自电子模块40的感兴趣信号，并通过端口连接器53而与计算机54的端口52或者与具有处理器的其它装置连接，以便将感兴趣的信号从无线接收器48传送给计算机54。电子模块40包括LED 55(图6)，无线接收器48包括LED 57，当无线发射器和无线接收器通电时，LED 55、57都发光。
在本例中，来源于感兴趣的信号的PTES水平显示在计算机54的计算机屏幕58上的仪表56(图1和2)中。在本例中，计算机54和显示仪表56的屏幕58用作指示器。仪表56的具体水平可以进行调节，以便适合用户。观察仪表56使得用户34能够在任意特殊时间以客观的方式确定它们的PTES水平。由仪表56获得的客观反馈用于引导用户提高它们的PTES，并确定与特殊记忆或思想相关的PTES水平(这些特殊记忆或思想是指当用户受到特定刺激时使用户34可能想起的记忆或思想)。仪表56包括指示器60，该指示器60沿编号条62上下垂直运动，以便指示用户的PTES的水平。仪表56也包括最小水平指示器64，该最小水平指示器64指示在特定时间或对话过程中(其中，用户34受到来自媒介材料66的刺激)获得的PTES的最小水平。仪表56也可以包括在对话中的最大、最小和平均释放水平。PTES水平也可以与用户声音连通，且在本例中，计算机和扬声器用作指示器。该水平也可以通过将它们印在纸上而向用户指示。
在另一实例中，对一段时间与相同媒介材料的反应相关的不同释放水平可以储存在存储器装置中。这些不同释放水平可以一个接一个地显示，以便向用户指示他或她在释放对于媒介材料的负面情绪的进展。
在系统30中，媒介材料66用于使得用户受到刺激，该刺激设计成使得用户34产生与用户的高水平PTES相关的特殊思想或情绪。在本例中，媒介材料66包括音频材料，该音频材料通过计算机54而由扬声器68来播放。媒介材料66和仪表56集成在计算机程序70中，该计算机程序70在计算机54上运行，并在计算机屏幕58上显示。在本例中，媒介材料66使用屏幕上的按钮72来控制。计算机程序70还有用于操纵程序功能的其它菜单按钮74以及指示与无线连接50的连接强度的指示器76。程序70通常储存在计算机54的存储器中，这个或其它存储器装置也可以包含用于储存自报告日志和自观察进展的数据库。
在一些实例中，程序70可能需要来自用户34的响应或其它输入。在这些和其它情况下，用户34可以使用任意一个或多个合适的外围或输入装置(例如键盘78、鼠标80和/或麦克风82)来与程序70交互。例如，鼠标80可以用于选择其中一个按钮72来控制媒介材料66。
媒介材料66使得用户34能够与计算机54交互，以便自己查询或帮助查询。媒介材料66可以是音频、视频、音频和视频，和/或可以包括写入材料文件或其它类型的文件(它们通过计算机54来播放或显示)。媒介材料66可以基于一个或多个处理，例如“释放技术”等。在一些实例中，普通主题可以以音频-视频文件(以预先描述的练习的形式呈现)来提供。这些练习可以包括大部分人的典型生活问题或目标，例如钱、赢、关系以及很多其它流行主题(它们使得用户达到获得这些主题的自由状态)。当用户对于该目标获得非常低的PTES水平时(低于某些预设门限)，关于目标的自由状态可以进行显示。在一些实例中，释放技术用作实例；通过这里所述的技术方法，也可以使用其它处理。
在一个实例中，包含“释放技术”的媒介材料66使得用户34产生限制情绪或释放情绪体验类型的PTES，这导致用户的神经系统紊乱。然后，处理引导用户34使得神经系统正常化，或者释放情绪，同时用户集中感觉紊乱的原因。当确定PTES水平(或者在本例中为释放水平)低于预设门限时，处理结束。
与PTES释放水平相关的感兴趣信号是在用户的脑的前额叶中的脑电波或电活动，在4-12Hz范围内。这些特征频率的电活动在α和θ波带中。α波带的活动在8至12Hz的范围内，θ波带的活动在4至7Hz范围内。在α和θ波带的振幅之间的线性关系是释放水平的指示。当用户34处于未释放状态时，活动主要在θ波带，且α波带减小，而当用户34处于释放状态时，活动主要在α波带，且θ波带中的能量减小。
当用户34释放情绪时，在脑中保留在潜意识里的思想总量降低，因为紊乱更多地从头脑中释放。在潜意识里的大量思想导致称为忧愁或忧郁的感觉，它们是神经系统中的紊乱。在潜意识中的少量思想导致称为高兴或幸福的感觉，它们使得神经系统中正常化或没有紊乱。
图3中表示了使用一个或多个自查询或帮助查询处理的示例方法84。方法84开始于开始86，方法从该开始86前进至步骤88。在步骤88，程序70使用媒介材料66中的刺激来引导用户34，以便产生在PTES中引起情绪紊乱(例如限制情绪)的思想或主题。在本例中，媒介材料66包括通过扬声器68发送给用户34的问题或陈述。在本例和其它实例中，计算机能够插入由用户输入媒介材料66中的、关于目标或问题的陈述。例如，用户34可以利用键盘78来输入目标陈述，计算机可以产生使目标陈述插入媒介材料中的声音。在另一实例中，用户可以使用麦克风82来输入目标陈述，计算机可以将目标陈述插入媒介材料中。
然后，方法84前进至步骤90，在此程序70使用媒介材料66来在引导用户在仍然集中于引起限制情绪的思想或主题的同时释放该限制情绪。程序从步骤90前进至步骤92，在该步骤92中，判断用户34是否已经释放该限制情绪。该判断利用来自传感器装置32的感兴趣信号来进行。在本例中，释放水平由指示器60在仪表56的条62上的位置来指示，如图2中所示。当仪表指示用户34已经将限制情绪释放至合适程度时(例如低于预设门限)，则在92中判断为是，方法84前进至步骤94中结束。当在92中判断为用户34并没有将限制情绪释放至合适程度时，在92中的判断为否，方法84返回步骤88，以便再次引导用户至产生引起限制情绪的思想或主题。方法84可以继续，只要用户34需要释放限制情绪和获得自由状态。处理还可以包括清除对话，其中，用户由媒介材料引导，以便释放很多典型限制情绪，从而帮助用户获得释放限制情绪的低思想频率。
通过在试图释放限制情绪时观察仪表56，用户34能够使感觉与限制情绪的释放相关联。重复该处理将增强该关联，这样，用户认识到感觉中的什么可能被释放，并能够通过提高释放技巧而在有或没有仪表56的情况下有效释放。循环特征使得用户能够点击按钮，以便进入循环对话，其中，练习的释放部分连续重复。用户的PTES水平将向用户指示，且该水平在这些循环对话自动记录，以便以后回顾。循环对话提供了一种快速方法，用于引导用户释放关于特殊主题的特殊思想的限制情绪。循环对话并不需要用户在重复之间做任何事，这使得他们保持低思想活动的合适状态或者释放状态。循环对话能够包含在任何处理中，用于引导用户提高他们的PTES。
计算机54还可以将一段时间的释放水平记录在存储器装置中，以便使用户34能够回顾在记录对话过程中获得的释放进展。其它对话可以与更近的对话一起回顾，以便通过从存储器装置调出该对话来表示用户的释放能力的进展。
系统30还用于帮助用户34判断哪些特殊思想或主题影响用户的PTES。该用途的一个实例是方法100，如图4中所示。方法100开始于开始102，方法从该开始102前进至步骤104。在步骤104中，用户34进入媒介内容物42的对话，该媒介内容物42包含多种刺激，这些刺激在一段时间提供给用户。方法100前进至步骤106，在此在用户受到多种刺激时确定在该对话过程中用户34的PTES水平。方法在步骤106之后前进至步骤108，在此从媒介内容物42中选择能够对PTES有负面影响的刺激，例如高度情绪限制。因此，方法100使用户认识到导致对PTES负面影响的区域。然后，方法100前进至步骤110，在此在处理中使用选定刺激，以便帮助用户释放该负面情绪。方法100在步骤112结束。
在一个实例中，程序70使用方法120(图5)，该方法包括称为“有利/不利”的提问形式。在该方法中，媒介文件向用户34顺序提出多个关于“特定主题”有利/不利的问题，这使得用户体验负面情绪。字眼或措辞“特定主题”可以由用户利用一种输入装置(例如键盘78、鼠标80和/或麦克风82)输入计算机中，这使得计算机能够将该眼或措辞插入问题中。系统30还可以有目标文件，该目标文件具有与关于目标的提问形式和用户关于目标的释放水平数据一起显示的用户目标陈述。例如，用户可以有关于控制的问题，例如害怕赶航班迟到。在本例中，用户将输入类似“害怕赶航班迟到”的事情作为“特定主题”。
关于有利和不利的一系列问题可以交替，直到释放状态或其它PTES稳定为尽可能低，也就是最大量地释放。如图5中所示，方法120开始于开始122，从该开始122前进至步骤124，在此，程序70询问用户34“特定主题对于我的限制感觉是有利/不利？”。然后，程序70等候用户通过一种输入装置的反馈。
然后，程序前进至步骤126，在该步骤126中，程序70询问用户34“是产生希望认可感、希望控制感还是希望安全感？”。程序70等候用户从输入装置的响应，并解释用户响应的哪一种感觉，例如“控制感”。然后，方法120前进至步骤128，在此，程序70根据发送给步骤128的响应而向用户提问“你是否能让希望控制感走开？”(在本例中)。这时，方法120前进至步骤130，在此，传感器装置32确定感兴趣的信号，以便确定用户34的释放水平。释放水平进行监测，且当释放水平稳定在它的最低点时停止播放媒介文件。这时，方法120前进至步骤132，并结束对话。当对话结束时，用户34将有关于特定主题的自由感觉。当仍然有一些不希望的情绪残留时，可以重复相同处理，直到用户认识到该问题完全自由。
上述方法是“极性释放”的实例，其中，引导个人想到关于特定主题或特殊问题的正面和负面，直到头脑放弃由思想产生的负面情绪。还有其它极性释放方法，例如“喜欢/不喜欢”和其它观念以及帮助用户获得更低思想频率的方法，它们也可以与传感器装置(例如传感器装置32)一起用于这里所述的目的。
程序70可以将对媒介的响应历史储存在存储器装置中，并组合对相同媒介的多次重复响应，以便产生用户34的改进曲线图。使用不同颜色和尺寸效果来在相同曲线图上描绘这些响应将向用户34演示在一段时间对于相同媒介刺激的不同PTES反应，从而证实改进。
程序70也可以储存对实况内容的反应。实况内容可以包括在相同物理位置听人说或听声音，或者通过电信媒介(例如电话或因特网)或文本通信来听声音流。程序70可以利用通信媒介(例如因特网)来从点对点发送PTES数据。通过使实况内容沿一个方向流动，PTES数据沿另一方向流动，实况内容的传递者有很强的更新能力，以便根据个人的PTES数据反应进行反应和立即改变内容。该传递者可以是人或网络服务器，具有理解和对改变的PTES作出反应的能力。
程序70可以根据发送的数据类型和字节数来检测电子模块40的可能型号。该信息用于根据电子模块40的特征可获得性来打开和关闭程序70中的各种特征。
通过特定类型的计算机和当使用特定类型的无线连接时，在无线接收器48和计算机54之间可能产生不相容。在计算机54的开放主控制器界面(OHCI)和无线接收器48中的通用主控制器界面(UHCI)芯片之间的这种不相容引起通信故障。程序70能够检测该特殊不相容的征兆，并将它报告用户。检测方案寻找对来自无线接收器48的脉冲“P”的单个响应，且对脉冲的所有将来响应都忽略。然后，程序70显示向用户警告的模型，警告提出不相容的工作区。
程序70通过连续检查到达的新数据来检测无线连接50的断开。当新数据停止到来时，它假定无线连接故障，并自动暂停媒介的播放和PTES数据的记录。当检测到进入计算机54的新数据时，程序70自动重新开始媒介和记录。
程序70可以产生用于特定PTES水平的练习和设置目标。例如，它向用户提问以便设置PTES的目标水平，并无限持续，直到用户达到该目的。程序70还可以储存在大量其它活动中的反应。这些其它活动包括但不局限于：电话交谈、会议、杂务、沉思和组织。另外，程序70可以允许用户通过选择声音、标题和对话长度来定制他们的对话。
其它计算装置(它们可以包括基于处理器的计算装置)(未示出)可以与传感器装置32一起使用，以便播放媒介材料66和显示或以其它方式指示PTES。这些装置可以与利用集成无线接收器的传感器装置32连接(而不是插入计算机的端口中的单独无线接收器48)。这些装置具有比计算机54更好的便携性，这使得用户能够整日或整夜监测PTES水平，从而使得用户更快地释放潜意识。这些计算装置可以包括具有音频记录器的照相机，用于储存和向接收器发送数据，以便在存储器装置中储存反应事件，用于以后回顾。这些计算装置也可以将反应事件、这些事件的强度和/或这些事件的音频-视频记录上传给计算机54中，在该计算机54中，Attachment和Aversion处理和其它处理可以用于永久性地降低或消除关于这些事件的反应。
图6和7中表示了传感器装置32的一个实例。传感器装置32包括传感器电极36、参考电极38和电子模块40。电子模块40使得感兴趣的信号放大1000至100000倍，同时保证60Hz噪音在任何点都不会放大。电子模块40使感兴趣的信号与不希望的电活动隔离。
本例中的传感器装置32还包括无线接收器48，该无线接收器48通过无线连接50而从电子模块接收感兴趣的信号，并将该感兴趣的信号发送给计算机54。在本例中，无线连接50使用射频能；不过也可以使用其它无线技术，例如红外线。使用无线连接将不需要在传感器装置32和计算机54之间连接的电线，这使得传感器32与计算机54电隔离。
在本例中，参考电极38与夹子148连接，该夹子148用于将参考电极38安装在用户34的耳朵150上。传感器电极36包括卡扣件或其它弹簧负载装置，用于将传感器电极36安装在头带42上。头带42还包括袋，用于在用户太阳穴的位置处安装电子模块40。头带42是用于保持传感器电极和/或电子模块40的弹性带的一个实例，也可以使用提供相同功能的其它类型弹性带，包括形成帽的一部分的弹性带。
除了弹性带，其它类型的安装装置也可以用于将传感器电极保持抵靠在用户的皮肤上。使传感器电极保持抵靠在用户皮肤上的保持力可以在1至4盎司的范围内。例如，保持力为1.5盎司。
在另一实例中，安装装置包括类似于眼镜架的框架，它使传感器电极保持抵靠用户的皮肤。框架还可以用于支承电子模块40。框架可以这样由用户34戴上，即它由用户的耳朵和鼻梁支承，其中，传感器电极36与用户的皮肤接触。
传感器电极36和参考电极38分别包括导电表面152和154，它们用于布置成在要进行测量的点处与用户的皮肤接触。在本例中，导电表面由无电抗性材料构成，例如铜、金、导电橡胶或导电塑料。传感器电极36的导电表面152可以有大约1/2平方英寸的表面面积。导电表面152用于直接与用户的皮肤接触，而不需要对皮肤进行专门准备，且不需要使用用于减小在皮肤和导电表面之间的接触电阻的物质。
传感器装置32在接触电阻高达500000欧姆的情况下工作，这使得装置在导电表面与没有专门准备的皮肤直接接触的情况下工作。相反，专门的备皮以及导电凝胶或其它物质用于现有的EEG电极，以便使接触电阻减小至大约20000欧姆或更小。处理更高接触电阻的一个结果是噪音可能耦合至测量值中。噪音来自光和与60Hz电连接的其它设备，也来自通过空气运动的任何物品的摩擦(该摩擦产生静电)。噪音的振幅与在电子模块40和参考电极38之间的距离成正比。在本例中，通过将电子模块布置在太阳穴区域，恰好高于耳朵，且参考电极与耳朵连接，从而使传感器装置32不会拾取噪音，或者基本不受噪音的影响。通过将电子模块定位在与参考电极相同的物理空间中以及使电子模块与参考电极电容耦合，将保证在电子模块中和耳朵中的局部参考电势144实际上电势相同。参考电极38与用于传感器装置32的电源158中的局部参考电势电连接。
电源158通过电导体向模块中的电子部件供电(力)146。电源158使得传感器装置32的参考电势144为0伏特，而正负源电压为-VCC和+VCC。电源158使用电荷泵来产生适合电子模块的电平的源电压。
电源通过开关156而与模块40中的其它部件连接。电源158可以包括定时器电路，它使得电子模块40在断电之前供电特定时间。该特征例如在用户34意外地使电子模块40的电(力)接通时能够保存电力。电146局部参考测量值，且并没有与外部接地系统的任何参考连接，因为传感器电路32使用无线连接50。
传感器电极36布置成在要检测或测量脑中的电活动的点处与用户的皮肤接触。参考电极38布置成在离布置传感器电极的点很小距离的点处与皮肤接触。在本例中，该距离为4英寸，但该距离也可以直到大约8英寸。更长距离可能增加系统的噪音，因为噪音的振幅与在电子模块和参考电极之间的距离成正比。电子模块40布置成紧邻参考电极38。这使得电子模块40将处在与参考电极38相同的电和磁环境中，且电子模块40与参考电极38电容连接和通过互感而连接。参考电极38和放大器168一起耦合在噪音环境中，传感器电极36在离参考电极很短距离处测量感兴趣的信号，以便减小或消除噪音对传感器装置32的影响。参考电极38通过导体166而与电源158中的0V连接。
传感器电极36检测用户脑中的电活动，并产生与它相关的电压信号160。该电压信号160是在传感器电极36接触用户皮肤的点处的电活动相对于局部参考电势144的电势。电压信号160从电极36通过导体162发送给电子模块40。导体162和166以如下方式与电极36和38连接，即在导电表面152和154上没有焊料。导体162尽可能短，在本例中为大约3英寸长。当使用传感器装置32时，导体162保持离用户34一定距离，这样，导体162并不向用户34或从用户34耦合信号。在本例中，导体162保持离用户34大约1/2″距离。除了在模块40以及电极36和38之间延伸的导体162和166以外，没有其它电线、光纤或其它类型延伸部分从电子模块40伸出，这些因为这些类型的结构将拾取电子噪音。
电子模块40测量或确定电活动，该电活动包括感兴趣的信号以及不希望的、与该感兴趣信号无关的其它电活动。电子模块40使用单端放大器168(图7和8)，该单端放大器168通过参考电极38而与测量环境中的噪音紧密耦合。单端放大器168提供了：针对达到12Hz的频率的、为2的增益，达到12Hz的频率包括了在α和θ带中的电活动；以及针对60Hz和更高的频率的小于1的增益，60Hz和更高的频率包括了60Hz的谐波。
图8和11的放大器168接收来自电极36的电压信号160以及来自电源158的电146。单端放大器168产生与电压信号160成正比的输出信号174。输出信号174包含感兴趣的信号。在本例中，电压信号160通过导体162供给电阻器170，该电阻器170与高阻抗、低电运算放大器172的非反相输入端连接。输出信号174通过电阻器176和电容器178(它们并联连接)而用作运算放大器172的反相输入端的反馈。运算放大器172的反相输入端也通过电阻器180而与参考电压144连接。
放大器168通过输出导体184而与三级传感器滤波器182连接，该输出导体184传送输出信号174。电活动或电压信号160通过各级168和182而放大，而不希望的信号(例如60Hz和更高的信号)通过各级进行衰减。三级传感器滤波器有三级206a、206b和206c，各级有相同设计，以便提供带通滤波器功能，该带通滤波器功能使得在1.2和12Hz之间的信号以5的增益通过，同时衰减比它们的频率更低和更高的信号。带通滤波器功能使得α和θ带中的信号通过，同时衰减例如60Hz的噪音和60Hz的谐波。这三级传感器滤波器182除去信号中的、由于部件中的偏压和偏离而引起的偏差。各级与源电压146和参考电压144连接。各级分别在输出导体188a、188b和188c上产生输出信号186a、186b和186c。
在三级传感器滤波器182的第一级206a中(图9和11)，输出信号174通过电阻器192a和电容器194a而供给第一级运算放大器190a的非反相输入端。电容器196a和另一电阻器198a连接于非反相输入端和参考电压144之间。第一级的输出信号186a的反馈通过并联连接的电阻器200a和电容器202a而与运算放大器190a的反相输入端连接。运算放大器190a的反相输入端也通过电阻器204a而与参考电压144连接。
第二和第三级206a和206c分别与第一级206a串联布置。第一级输出信号186a通过电阻器192b和电容器194b而供给第二级206b，以便供给运算放大器190b的非反相输入端。第二级的输出信号186b通过电阻器192c和电容器194c而供给第三级206c。电阻器198b和电容器196b连接于运算放大器190b的非反相输入端和参考电势144之间，而电阻器198c和电容器196c连接于运算放大器190c的非反相输入端和参考电势144之间。从输出导体188b至运算放大器190b的反相输入端的反馈通过电阻器200b和电容器202b，而运算放大器190b的反相输入端也通过电阻器204b而与参考电势144连接。从输出导体188c至运算放大器190c的反相输入端的反馈通过电阻器200c和电容器202c，且运算放大器190c的反相输入端通过电阻器204c而与参考电势144连接。
三级传感器滤波器182通过输出导体188c而与RC滤波器208连接(图10和11)，该输出导体188c传送来自三级传感器滤波器182的第三级206c的输出信号186c(图7)。RC滤波器208包括电阻器210和电容器212，该电阻器210与输出导体216串联连接，该电容器212连接于参考电势144和输出导体216之间。RC滤波器用作低通滤波器，以便进一步滤除高于12Hz的频率。RC滤波器208在输出导体216上产生滤波器信号214。RC滤波器208与模数(A/D)转换器218连接(图7)。
A/D转换器218通过以60Hz的倍数的取样速率对模拟滤波器信号214进行取样而将来自RC滤波器的模拟滤波器信号214转变成数字信号220。在本例中，取样速率为9600次取样每秒。数字信号220通过输出导体222发送给数字处理器224。
图7和12的数字处理器224提供了附加增益，除去60Hz噪音，并衰减高频数据。数字处理器224可以以计算装置上操作的软件实现。数字处理器224包括陷波滤波器230(图12)，该陷波滤波器230一次对数字信号220的160个数据点进行求和，以便产生60Hz数据流，该数据流没有任何60Hz的信息。错误检查器232紧接在陷波滤波器230后面。错误检查器232除去在60Hz数据流的范围外的数据点。这些范围外的数据点是误差数据，或者它们由与脑活动不同的一些外部源引起。
在误差检查器232后面，数字处理器224利用离散傅立叶变换器234来变换数据流。尽管现有的EEG系统使用带通滤波器来选出α和θ频率，但是这些滤波器局限于处理和选出连续周期函数。通过使用傅里叶变换，数字处理器224能够识别随机分开的事件。各事件具有在所有频率处的能量，但是更短事件将具有在更高频率处的更多能量，而更长事件将具有在更低频率处的更多能量。通过观察在α和θ频率中的能量之间的差别，系统能够识别主要为更长事件还是更短事件。然后，计算该差别在波带总能量的比例。这使得输出基于能量类型，并除去依靠能量大小的任何事情。
傅里叶变换器234产生波谱信号，它将能量分成各自有不同频率宽度的频谱范围(bin)236a至236o。在一个实例中，波谱信号有30个取样，并将能谱分成2Hz宽的频谱范围；在另一实例中，波谱信号有60个取样，并将频谱范围分成1Hz宽的频谱范围。添加频谱范围236以在特定带中产生能量信号。在本例中，在4和8Hz之间的频谱范围236通向加法器238，该加法器238将这些频谱范围相加，以便产生θ带能量信号230。在8和12Hz之间的频谱范围通向加法器242，该加法器242将这些频谱范围相加，以便产生α带能量信号244。
在本例中，α和θ带能量信号240和244通向计数器246，该计数器246计算(θ-α)/(θ+α)，并在导体228上产生输出信号226作为结果。
输出信号226(图7)通向无线发射器46，该无线发射器46通过无线连接50而将输出信号226发送给无线接收器48。在本例中，输出信号226是感兴趣的信号，该感兴趣的信号通过端口52而通向计算机54，且由计算机使用以产生在仪表56中显示的PTES。
在一些实例中，计算机54可以对输出信号226进行附加处理。在使用释放技术的实例中，计算机54操作输出信号226，以便确定在输出信号中的α和θ带信号的相对量，从而确定用户34经历的释放水平。
除了上述脑组织之外，利用上述原理和特征的传感器装置还可以用于确定在用户其它组织中的电活动，例如在肌肉和心脏组织中的电活动。在这些实例中，传感器电极位于要测量电活动的点处的皮肤上，参考电极和电子模块邻近定位，且参考电极安装在靠近传感器电极的点处。在这些实例中，电子模块包括放大和滤波，以便隔离肌肉或心脏的电活动的频率，同时滤除其它频率。
广义地说，这里公开了用于以基本限制或消除来自周围环境的噪音影响的方式来检测人的组织中的电活动的装置和方法。
尽管上面介绍了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员应当知道它们可以进行特定变化、变更、附加和子组合。因此，下面的附加权利要求将包括所有这些变化、变更、附加和子组合，因为它们在本发明的真正精神和范围内。
(证据A)
EEG或脑电波传感器已经存在超过50年。在60和70年代，已经有大量工作试图在生物反馈系统中使用该数据。EEG测量的用途已经进行发展，包括麻醉监测、ADD治疗、癫痫预测和睡眠监测。该技术的使用受到限制，因为可使用的系统昂贵($1000至$10000)，麻烦(花费较长时间来设置)，具有到处延伸的电线(这对用户不友好)，需要大面积的备皮(这包括从该区域刮去毛发、砂磨皮肤以便除去外表面、戴上具有电极和到处延伸的电线的网，并施加导电凝胶或液体)，并需要训练过的操作人员来使用它们。
测量很难进行，因为测量的电信号是微伏振幅，并处在噪音为几伏或几十伏量级的环境中。这使得信噪比为10^-6。通常用于该测量的方法是设计非常精确的差分放大器，例如仪表放大器。放大器参考公共参考点，例如用户的腿。电子元件通过电线与参考点连接。两个电极加在头上的两点，并通过电线与电子元件连接。这两个电极电线再与仪表放大器的输入连接。仪表放大器的输出是与在两个电极之间的电压差成常数倍的电压(相对于参考点)。这是灵敏度非常高的测量，因为它们的系统是寻找在非常大(均为10^6倍大的)两个信号之间的较小差异。部件的较小变化、电线的布线、噪音源(电线或灯)的位置或者用户的运动都将引起测量的较大误差。这是EEG系统昂贵和难以使用的原因。
已经发展了一种可选方法，它减小了现有技术的复杂性，并能够以简单、鲁棒的技术来测量脑电波或EEG。相同方法也可以用于简化EEG的测量和其它生物统计测量。
在现有技术的EEG中，信号通常使用仪表放大器或类似的差分放大器设计来放大。仪表放大器通过放大在各输入和参考电压之间的电压差来工作。然后，两个放大信号再相减，输出的电压表示在两个信号之间的差别。该输出电压与参考电压相关。问题是在EEG传感器中，60Hz噪音在第一级放大，并使信号在它们相减之前饱和。在现有技术中，设计人员竭尽全力来设计平衡或屏蔽噪音以避免该问题的系统。本发明并不使用在在它的测量或放大中使两个较大数相减以便获得较小数的原理。
本发明是用于测量EEG或脑电波数据的低成本方法。它使用隔离的单端放大器，该单端放大器与测量的噪音环境紧密耦合。本发明将参考电极和放大器耦合在单个耦合噪音环境中，并测量离该参考点很短距离的EEG信号。本发明还公开了一种放大器，该放大器将测量的信号放大1000至100000倍，同时保证60Hz噪音在任何时候都不放大。
单个导电表面布置成在要测量信号的点与皮肤接触。对于该接触并不需要进行准备。该导电表面由任意无电抗性材料构成，例如铜或金。第二导电表面布置成在离开很短距离(4英寸)处与皮肤接触。电子模块布置成紧邻第二导电表面。电子模块在与第二导电表面相同的电和磁环境中。电子模块与第二导电表面电容连接和通过互感连接。第一导电表面与高阻抗、低频的单端放大器的输入连接。第二导电表面与电子模块的地和电源的平均电压连接。单端放大器输出信号，该信号与第一导电表面相对于第二导电表面的电压成正比。放大器还包括低通滤波器，该低通滤波器减小高频(频率高于12Hz)的增益。因此，整个系统是隔离的，因此它的电压活动具有干扰信号(例如60Hz噪音)。信号为高通，以便除去在测量值中固有的DC偏差。然后，信号通过一系列放大级来放大。各级设计成使得60Hz的增益小于1。这使得信号能够进行放大，而在任何时候都不会由于60Hz分量而引起饱和。然后，利用A/D转换器来使信号数字化。该信号每1/60秒平均。这降低了不希望的噪音。
信号利用无线连接而发送给显示和处理系统。这保持该隔离。
具有大约1/2平方英寸表面的铜触点(E1)与电线(W1)连接。该连接完成为使得在铜的接触侧没有焊料。W1与传感器滤波器第一级的输入连接(图1)。该线尽可能短。在优选实施例中，W1大约3英寸。电线保持为使得它保持离开身体较大距离，这样，它不会向身体或从身体耦合信号。在优选实施例中，该距离为大约1/2英寸。
线通过电阻器(R25)与高阻抗、低电运算放大器的正输入连接。运算放大器的输出对负端子的反馈通过并联连接的电阻器(R24)和电容器(C15)来提供(图1)。运算放大器的输入还通过电阻器(R23)而与参考电压(0V)连接。该结构对于高达12Hz的频率提供了2的增益，对于60Hz和更高频率提供了小于1的增益。本发明的一个基本原理是提供信号的放大，同时在设计中的各点(放大器的内部和外部)都提供对于60Hz或更高的衰减(小于1的增益)。
第一级的输出与三个相同传感器滤波器级的第一级连接。输入网络包括与输入串联连接的电阻器(R21)和电容器(C12)，以及使输入与(0V)连接的电阻器(R22)和电容器(C13)，如图2所示。该网络提供了带通滤波器功能，从而使得在1.2和12Hz之间的信号以1/2的增益通过，同时衰减低频和高频。该网络除去了信号中的、由于部件的偏压和偏离而引起的偏差。运算放大器的输出对负端子的反馈通过并联连接的电阻器(R20)和电容器(C11)来提供(图2)。该结构对于高达12Hz的频率提供了5的增益，对于60Hz和更高频率提供了小于1的增益。上述传感器滤波器重复两次或更多次，如图4。
第二铜触点(E2)在传感器滤波器上与(0V)连接(图4)。第二触点尽可能近地与传感器滤波器连接(图4)。在优选实施例中，它小于1/4英寸。
输出通过包括R12和C7的RC滤波器(如图4所示构成)，然后与A/D连接(图5)。
模拟传感器信号高速(20kHz)取样，并输入数字滤波器，该数字滤波器对于每1/60秒中的信号相加。该滤波器提供附加增益，除去60Hz噪音，并衰减高频数据。该滤波器的输出通过RF连接(即链接)而输出至接收站。
权利要求书(证据A)
1.一种用于测量EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法允许在不进行表面准备的情况下进行测量。
如(1)所述的方法在装置安装在用户上时提供重力或弹簧加载的接触。
如(1)所述的方法提供了限制该装置在用户正常运动过程中相对于用户移动的技术。
2.一种用于测量EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法允许在没有与用户连接的电线的情况下进行测量。
如(2)所述的方法使用无线电发射器向计算或显示装置发送数据，提供了与上述测量的隔离。
如(2)所述的方法使用红外线发射器向计算或显示装置发送数据，提供了与上述测量的隔离。
3.一种用于测量EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法允许通过低成本标准电子部件来进行测量。
如(3)所述的方法通过将电子元件布置成紧邻公共环境以及与该公共环境电容和磁耦合，从而使电子元件的电压与身体上的待测量参考点的电压相关联。
如(3)所述的方法使用一个1.5伏电池和使用电荷泵来产生更高电压，来操作电子元件。
4.一种用于测量EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法使用单端放大器。
如(4)所述的方法通过一系列滤波器/放大器来处理信号，该滤波器/放大器专门设计成限制60Hz信号的增益，以避免在所述滤波器/放大器内部的节点上饱和。
如(4)所述的方法设计成使用非常小电压(+/-1.6伏)，同时在不会饱和的情况下保持所述信号的完整性。
5.一种用于测量EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法用电，该电局部参考测量，且不与外部世界有任何连接或参考该外部世界。
如(5)所述的方法使用无线电发射器向计算或显示装置发送数据，提供了与上述测量的隔离。
如(5)所述的方法使用红外线发射器向计算或显示装置发送数据，提供了与上述测量的隔离。
6.一种用于测量EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法将戴上与眼镜设计类似的结构。
如(6)所述的方法将导电触点安装在框架的顶部，并使允许它接触前额。
如(6)所述的方法将导电触点安装在框架的臂上，并允许它接触耳朵。
如(6)所述的方法将电子元件安装成非常靠近在耳朵上的触点。
7.一种用于处理EEG、EMG、ECG或其它生物统计学信号的方法，该方法将戴上与头带类似的结构。
如(6)所述的方法将导电触点安装在头带的内侧，并允许它接触前额。
如(6)所述的方法将导电触点安装在头带上，并允许它接触耳朵。
如(6)所述的方法将电子元件安装成非常靠近在耳朵上的触点。
如(6)所述的方法将导电触点安装在帽的头带上，并允许它接触前额。
如(6)所述的方法将电子元件安装在头带的边缘上。
8.一种用于测量EEG、EMG、ECG信号的方法，该方法基本避免来自60Hz噪音的干扰。
如(8)所述的方法衰减高于12Hz的信号。
如(8)所述的方法平均在各个1/60秒或60Hz噪音的1个完全周期中的所有信息，从而基本从信号中除去60Hz噪音。
如(8)所述的方法在小模块中过滤和放大信号，该模块对于60Hz和更高频率将在所有节点的增益都限制得小于1。
如(8)所述的方法将所述放大器/滤波器电子元件定位在所述参考触点附近，这样，放大器电压上下浮动，与身体在测量参考点处的电压类似。
如(8)所述的方法将数据从时域转换成频域，并对感兴趣的频率求和，同时忽略噪音。
Figure A20068003115900311
Figure A20068003115900321

Claims (75)

1.一种方法，用于在可能引起电子元件中的电噪音的环境中检测用户组织中的电活动，该方法包括：
从用户皮肤上的第一点和第二点之间的组织来检测电活动，并对此响应来产生电压信号，该电压信号包含感兴趣的信号和不希望的信号；
对所述电压信号进行放大，以便放大所述感兴趣的信号和不希望的信号，而基本不放大噪音，该放大产生输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：对所述电压信号进行放大包括使用电子部件，该电子部件使用局部电压参考点，该方法还包括：
使所述第二点直接与所述局部电压参考点连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：对所述电压信号进行放大包括使用电子部件，该电子部件使用局部电压参考点和源电压，该方法还包括：
将所述电子部件定位在紧邻所述第二点的区域中，以便使所述局部电压参考点和源电压基本与所述第二点连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：对所述电压信号进行放大包括使用电子模块中的电子部件，且检测电活动包括使用从电子模块延伸至所述第一和第二点处的电极的导体，该方法还包括：
通过使所述电子模块除了所述延伸至电极的导体之外没有电线、光纤或其它延伸部分，电隔离所述电子模块。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
过滤所述输出信号，以衰减所述不希望的信号，并使所述感兴趣的信号与所述不希望的信号隔离。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
将所述感兴趣的信号发送给计算装置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：所述感兴趣的信号通过无线连接被发送给计算装置。
8.根据权利要求6所述的方法，其中：所述计算装置显示与所述感兴趣的信号相关的信息。
9.根据权利要求6所述的方法，其中：所述计算装置产生与所述感兴趣的信号相关的声音。
10.根据权利要求5所述的方法，其中：所述感兴趣的信号涉及用户脑组织中的电活动。
11.根据权利要求5所述的方法，其中：所述感兴趣的信号涉及用户肌肉组织中的电活动。
12.根据权利要求5所述的方法，其中：所述感兴趣的信号涉及用户心脏组织中的电活动。
13.根据权利要求5所述的方法，其中：所述过滤输出信号衰减了低于4Hz高于和12Hz的不希望信号。
14.根据权利要求5所述的方法，其中：所述感兴趣的信号是α和θ带脑电波。
15.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二点在用户的耳朵上。
16.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二点离第一点大约4英寸。
17.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二点在用户的前额上。
18.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二点在第一点的8英寸范围内。
19.根据权利要求1所述的方法，其中：所述不希望的信号包括由环境噪音引起的噪音信号。
20.一种方法，用于在受到电噪音影响的噪音环境中检测用户组织中的电活动，该方法包括：
使传感器电极与用户的皮肤在第一点处连接；
使参考电极与用户的皮肤在第二点处连接，该第二点与第一点分开，以允许所述传感器电极检测在所述第一点处的组织中的、相对于所述第二点的电活动；以及
提供放大器，该放大器被配置成放大所述电活动，同时基本减小噪音环境的影响。
21.根据权利要求20所述的方法，其中：使参考电极与用户的皮肤连接引起在所述参考电极的表面和皮肤之间的接触电阻，该方法还包括：
将所述放大器配置成允许所述参考电极的表面与用户的皮肤在第二点处直接接触，而不需要对皮肤进行准备或使用减小接触电阻的材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其中：所述放大器被配置成允许所述接触电阻高至500000欧姆。
23.根据权利要求20所述的方法，还包括：
将所述放大器定位成紧邻所述参考电极，使得所述参考电极和放大器基本在同一噪音环境中。
24.根据权利要求20所述的方法，还包括：
将所述放大器定位成紧邻所述参考电极，使得所述参考电极和放大器电容耦合。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括：
将所述放大器定位在太阳穴处，而将所述参考电极定位在用户的耳朵上。
26.根据权利要求25所述的方法，其中：将所述放大器和参考电极定位在用户的右侧太阳穴和耳朵上。
27.根据权利要求20所述的方法，还包括：
通过过滤放大的电活动而使所述感兴趣的信号与检测的电活动隔离。
28.根据权利要求27所述的方法，其中：所述感兴趣的信号涉及用户脑组织中的电活动。
29.根据权利要求27所述的方法，其中：所述感兴趣的信号涉及用户肌肉组织中的电活动。
30.根据权利要求27所述的方法，其中：所述感兴趣的信号涉及用户心脏组织中的电活动。
31.根据权利要求27所述的方法，其中：过滤所述放大的电活动衰减了低于4Hz高于12Hz的不希望信号。
32.根据权利要求27所述的方法，其中：所述所希望的信号是α和θ带脑电波。
33.根据权利要求20所述的方法，其中：所述电活动通过无线连接被发送给显示装置。
34.根据权利要求20所述的方法，其中：所述放大器产生模拟形式的输出信号，该方法还包括：
将所述输出信号从模拟转换成数字。
35.根据权利要求34所述的方法，其中：所述输出信号以60Hz的倍数的速率被转换。
36.根据权利要求34所述的方法，其中：对所述数字输出信号检测与EEG数据不一致的数据，且从所述数字输出信号中除去该不一致的数据。
37.根据权利要求34所述的方法，其中：所述数字输出信号利用离散傅立叶变换来变换，以根据所述数字输出信号的能谱来确定能谱信号。
38.根据权利要求37所述的方法，其中：所述能谱信号被分成60试样的组，并使能谱分成1Hz宽的频谱范围。
39.根据权利要求37所述的方法，其中：能谱信号分成30试样的组，并使能谱分成2Hz宽的频谱范围。
40.根据权利要求37所述的方法，其中：能谱信号分成试样组，并使能谱分成频谱范围，各个频谱范围表示在特定频率范围中的能量，对具有在4-8Hz的频谱范围中的能量进行求和，以便产生θ带能量信号。
41.根据权利要求40所述的方法，其中：对具有8-12Hz的频谱范围中的能量进行求和，以便产生α带能量信号。
42.根据权利要求41所述的方法，其中：所述感兴趣的信号通过确定α和θ带能量信号的比例来产生。
43.根据权利要求42所述的方法，其中：该比例是(θ信号-α信号)/(θ信号+α信号)。
44.根据权利要求20所述的方法，其中：所述放大器产生模拟形式的输出信号，该方法还包括：
在各1/60秒中对所述输出信号进行取样，以获得特定数目的试样；以及
对各1/60秒的试样进行求和，以产生没有60Hz干扰的处理信号。
45.一种传感器电路，用于检测用户组织中的电活动，并从检测的电活动中隔离和放大感兴趣的信号，该电路包括：
传感器电极，用于布置在用户皮肤上的第一点处；
参考电极，用于布置在离所述第一点一定距离的第二点，以允许所述传感器电极检测电活动，并产生相对于第二点的电压信号，该电压信号包括响应的感兴趣信号；以及
电子模块，该电子模块包括：
电源，该电源具有正负源电压以及与所述参考电极电连接的源参考电压；
放大器，该放大器连接成接收来自所述电源的电，并接收所述电源参考电压和来自所述传感器电极的电压信号，其中所述放大器产生输出信号，该输出信号与所述相对于电源参考电压的电压信号成正比；以及
滤波器部分，该滤波器部分接收来自所述放大器的输出信号，并衰减与所述感兴趣的信号不相关的电活动，同时使感兴趣的信号通过。
46.根据权利要求45所述的传感器电路，其中还包括：
通信部分，用于将所述感兴趣的信号发送给计算装置。
47.根据权利要求46所述的传感器电路，其中：所述计算装置显示与所述感兴趣的信号相关的信息。
48.根据权利要求46所述的传感器电路，其中：所述通信部分包括无线发射器和无线接收器，该无线接收器用于将感兴趣的信号发送给所述计算装置。
49.根据权利要求48所述的传感器装置，其中：所述无线发射器和接收器使用射频波。
50.根据权利要求48所述的传感器装置，其中：所述无线发射器和接收器使用红外光。
51.根据权利要求45所述的传感器装置，其中：所述传感器电极包括由无电抗性材料制成的表面。
52.根据权利要求51所述的传感器电路，其中：所述无电抗性材料是铜。
53.根据权利要求51所述的传感器电路，其中：所述无电抗性材料是金。
54.根据权利要求51所述的传感器电路，其中：所述无电抗性材料是导电橡胶。
55.根据权利要求51所述的传感器电路，其中：所述无电抗性材料是导电塑料。
56.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：在所述第一点和第二点之间的距离为大约4英寸。
57.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：在所述第一点和第二点之间的距离小于8英寸。
58.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述电活动是在用户的脑组织中。
59.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述电活动是在用户的心脏组织中。
60.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述电活动是在用户的肌肉组织中。
61.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述电源包括电荷泵。
62.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述感兴趣的信号从4至12Hz。
63.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述感兴趣的信号涉及α和θ带脑电波，所述滤波器衰减60Hz和60Hz信号的谐波。
64.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述第一点在用户的前额上，所述第二点在用户的右侧耳朵上。
65.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述传感器电极安装在由用户的耳朵和鼻梁支承的框架上。
66.根据权利要求65所述的传感器电路，其中：所述电子模块也由所述框架支承。
67.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述传感器电极利用弹性带被保持抵靠在用户的皮肤上的第一点处。
68.根据权利要求67所述的传感器电路，其中：所述电子模块由所述弹性带支承。
69.根据权利要求67所述的传感器电路，其中：所述弹性带环绕用户的头部延伸，以使所述传感器电极保持抵靠在用户的前额皮肤上的第一点处。
70.根据权利要求67所述的传感器电路，其中：所述弹性带形成帽的一部分。
71.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：所述传感器电极通过安装装置而保持抵靠用户的皮肤，该安装装置提供1.5盎司的力，以将所述电极压靠在皮肤上。
72.根据权利要求45所述的传感器电路，其中：传感器电极通过安装装置而保持抵靠用户的皮肤，该安装装置提供1至4盎司的力，以便将电极压靠在皮肤上。
73.根据权利要求45所述的传感器电路，其中，所述电子模块还包括：
平均电路，用于从所述感兴趣的信号中除去基本全部60Hz和60Hz信号的谐波。
74.一种系统，用于检测用户组织中的电活动，该系统包括：
用于在用户皮肤上的第一点处检测来自用户组织的、相对于第二点的电活动，并对此响应产生电压信号的装置，所述第二点与第一点分开，所述电压信号包括感兴趣的信号和不希望的信号；
用于放大所述电压信号的装置，以放大所述感兴趣的信号和不希望的信号，而基本不放大噪音，该放大形成输出信号。
75.一种系统，用于检测用户组织中的电活动，该系统包括：
用于在用户皮肤上的第一点处检测来自用户组织的、相对于第二点的电活动、并对此响应产生电压信号的结构，所述第二点与第一点分开，所述电压信号包括感兴趣的信号和不希望的信号；
用于放大所述电压信号的结构，以放大所述感兴趣的信号和不希望的信号，而基本不放大噪音，该放大形成输出信号。
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