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WO2024156926A1 - Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas - Google Patents

Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas Download PDF

Info

Publication number
WO2024156926A1
WO2024156926A1 PCT/ES2023/070730 ES2023070730W WO2024156926A1 WO 2024156926 A1 WO2024156926 A1 WO 2024156926A1 ES 2023070730 W ES2023070730 W ES 2023070730W WO 2024156926 A1 WO2024156926 A1 WO 2024156926A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
headband
portable device
device designed
box
measuring
Prior art date
Application number
PCT/ES2023/070730
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roberto DE CECILIO DE CARLOS
Original Assignee
De Cecilio De Carlos Roberto
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by De Cecilio De Carlos Roberto filed Critical De Cecilio De Carlos Roberto
Publication of WO2024156926A1 publication Critical patent/WO2024156926A1/es

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles

Definitions

  • the device of the present invention is a headband-shaped electroencephalogram (EEG) measurement device whose purpose is the diagnosis, palliation and/or treatment of mental health and other psychological, psychiatric and neurological conditions.
  • EEG electroencephalogram
  • EEG electroencephalogram
  • the electroencephalogram (EEG) signal is a very low voltage electrical signal, in the order of 1 to 10 microvolts, of physiological origin. This is generated by the activity of pyramidal neurons in the cerebral cortex.
  • An EEG measures this activity at the surface of the head, in contact with the scalp, with a measuring electrode made of highly conductive material. Therefore, the measured signal is limited to that of those neurons that are oriented in such a way that their electrical activity is dispersed towards the measurement electrode and, furthermore, with sufficient potential to be mediated by the electrode.
  • the signal is measured by multiple points, each by a different electrode. One of which, frequently placed at a neutral point, is called the reference electrode, and this is used as a base, subtracting this signal from the measurement of the other electrodes. In a bipolar system there is a second electrode above a neutral point, called the ground, which is used to amplify the signal and remove noise from the signal.
  • patent application EP3064130 discloses a head-mounted device for measuring or monitoring the cortical activity of a user and, optionally, for generating stimuli and/or providing information to the user.
  • Applications for use of the invention may include games, learning motor skills, or treating neurological injuries or diseases.
  • the device comprises a brain electrical activity (EEG) detection device comprising EEG sensors configured to be mounted on the head of a user to place the EEG sensors in selected positions of interest on the scalp of the user, the device comprising EEG detection a sensor holder and a flexible circuit mounted on the sensor holder.
  • EEG brain electrical activity
  • the sensor holder and flexible circuit comprise a central stem configured to extend along a central plane of the top of the head in a direction from the nose to the center of the back of the user's head, a branch front side branch configured to extend across a front portion of a user's head extending laterally from the central stem, a central side branch configured to extend across a top portion of a user's head essentially between the ears of the user. user.
  • American patent application US201313829849 shows an apparatus for collecting electroencephalographic signals, comprising: a housing having a first end, a second end and an intermediate part, a plurality of slots formed in the intermediate part; a first cavity adjacent to the first end; a second cavity adjuvant to the second end; a first electrode removably positioned in the first cavity; a cable coupled to the first electrode, the cable being releasably retained in the holes so that the cable and the slots can be engaged and disengaged repeatedly to fix the cable when the cable and the first electrode have to be attached to the housing; and a first magnetic element placed in a first cavity or the second cavity.
  • German priority patent application DE102012002436 discloses a device for the stimulation of neurons with pathological synchronous oscillatory neuronal activity, comprising a non-invasive stimulation unit for applying stimulations to a patient, a drug unit for recording drug signals , which reproduce a neuronal activity of the stimulated neurons, and a control and analysis unit for the control of the stimulation unit and for the analysis of the measurement signals, which is characterized in that the control and analysis unit also conforms in such a way that it directs the stimulation unit in such a way that it applies the selected stimuli at different times and by means of the measurement signals recorded in reaction to the stimuli applied at different times it verifies whether the stimuli applied at different times repress the oscillatory activity and pathologically synchronous of the stimulated neurons.
  • the present invention is a simple device oriented for use at home, so that the user who is going to use it, in a state of rest (whether sitting or lying down), has access to said diagnostic, palliation and treatment functions without the need leaving your home, only having the device well adjusted and remaining in said state of rest for a period of time.
  • This device has been designed to be autonomous, being able to process and apply the EEG signal internally.
  • a user will therefore only require an external device, such as a mobile phone, as an interface between user and device. This will be done through an application. Signal transfer to an external device will be available, but only for specific purposes such as development, medical and/or research.
  • this EEG signal is evaluated and, through a series of statistical algorithms and/or machine learning, it seeks to classify states associated with said psychological conditions.
  • neurofeedback therapy is used for its palliation and treatment function. This consists of reading the EEG signal and emitting a positive stimulus as soon as the read signal is within parameters considered desirable. In this case the stimulus is auditory, but it can also be through other sensory means such as visual and/or haptic stimuli. DESCRIPTION
  • FIG.- Front view of the device (10) that comprises electrodes (1), two headphones (2) arranged on each side of the device (10); the side (6) where at least one reference or ground electrode is arranged; the adjustment mechanism (5) arranged at the top; a passive insulation (3) for the interior wiring; and a box (4) on the back for the different electronic components.
  • FIG 2 Side view of the device (10), where you can see electrodes (1), headphones (2) arranged on each side of the device (10), the size adjustment mechanism (7) between the central point “C” and the occipital “O”, the second carving mechanism (8) between the central point “C” and the front point “Fp” and the box (4) at the back of the device (10) that incorporates the different electronic components
  • FIG 3a Side view of the device (10), where the arrows show the introduction of it over the head of a user.
  • FIG 3b Side view of the device (10) inserted into the user's head.
  • FIG 3c Side view of the device (10) on the user's head and connected to a mobile device (20) PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
  • the present embodiment reveals a portable and autonomous device (10) that allows brain function to be quantified using an encephalogram, the device (10) is composed of electronic components and a series of measurement electrodes, covered by a casing to provide fit, protection and design.
  • the ECF measurement device (10) has a headband-shaped design to be incorporated into the user's head, where the device (10) comprises a plurality of electrodes (1) arranged in such a way in the device (10) that allows acting on the scalp or the base of the user's skull.
  • the electrodes (1) are arranged in such a way that they can be adhered between the user's forehead “Fp” and the posterior point of the head or occipital “O””. In each of them, at least two electrodes are arranged, that is, the device (10) of the invention has at least 8 electrodes (1) between “Fp” and “O””.
  • the measurement electrodes (1) are entirely composed of biocompatible materials, including any additives they may have. Furthermore, they are made (the entire electrode or a part of it, either as single pieces or integrated within the electrode structure) and/or coated with a highly conductive material and with an impedance low enough to be able to record the activity of EEG. These electrodes (1) also have a balance between flexibility and rigidity that allows clear contact between the electrode and the scalp without causing greater discomfort to the user. This is achieved through the use of materials that allow such flexibility, the use of moving parts, springs, mechanisms and/or the combination of all these approaches.
  • the device (10) also has two headphones (2) arranged on each side.
  • the device (10) also has at least one reference or ground electrode arranged on the side (6) of the device (10) above the headphones (2).
  • the device (10) is placed on the top of the head and remains firm to it during use by means of an adjustment mechanism (5) arranged at the top, it also has a size adjustment mechanism (7) between the central point “C” and the occipital “O” and a second carving mechanism (8) between the central point “C” and the frontal point “Fp”, which It allows it to be adjusted in different positions to increase or decrease the distance between electrodes (1), thus allowing it to adapt to different head sizes.
  • the electrodes (1) can also have a geometry that is designed for the movement of hair. There are various geometries, but it is usually through the presence of pins or elongations of the electrode that allow it to be accommodated through the hair and thus have direct contact with the scalp.
  • This reference electrode is preferably placed on the side (6) of the device (10) or can be integrated as part of the headphones, when making contact with points on the ear or mastoids they can simply be electrodes with simple geometries, such as a disc or a rectangular shape, yes, using the same conductive material as the measurement ones.
  • the electrodes (1) can be of two types: wet or dry. The difference is that for the first it would be necessary to use a conductive gel or liquid to be placed between the scalp and the electrode, thus facilitating the transfer of the signal, while in the second case there is no need for said substance. They can also be (1) active or passive electrodes; In the first case there is a small electronic circuit per electrode that amplifies the signal, something that is not done in a passive electrode.
  • the device (10) also comprises passive insulation (3) for the interior wiring.
  • the device (10) has a box (4) on the back that incorporates the different electronic components, the signal is transferred by cables to an electronic board, which has different components.
  • an electronic board which has different components.
  • signal amplifiers filters and an analog-digital converter, which will convert the signal collected by the electrode into digital format.
  • the signal Once the signal is digitized, it will be transferred to at least one microcontroller that will filter and process the signal so it can be used. Its use can be done in the same controller or in another, depending on the characteristics of the electronic board. This is when the signal is used for the aforementioned diagnostic and therapeutic functions.
  • the electronic board also has other components. This includes communication through a WiFi system, which can be included in a microcontroller or through a chip inside the board, in order to connect it to an external device. It also has a physical memory, for storing the software and, temporarily, the data collected and generated. It also contains a connection between the (or one of the) microcontroller(s) and one or more digital-analog outputs, with subsequent amplification, taking the signal to each of the two headphones.
  • the board also has a port for component programming, which is only active during development.
  • the device is designed to be autonomous, operated by a rechargeable battery that will also be integrated into the device (10).
  • the device (10) therefore has means for charging the battery.
  • the electronic board also has the necessary electronic components, such as amplifiers, diodes and resistors, that allow a correct transformation of the voltage received by the battery, as well as indication of on, off and connection status using LEDs. It also has an on and off button.
  • the user will be placed in a resting state, either sitting and/or lying down, placing the device (10) on their head with the electrodes making direct contact with their scalp and the headphones positioned over the ears.
  • the device (10) must be turned on and will connect to a mobile network, allowing access through a mobile device (20), using an application.
  • This application acts as an interface between user and device (10).
  • the user will be able to select the desired function of the device (10), be it a diagnostic or treatment function.
  • a check/calibration will be done to ensure that the electrodes are correctly positioned and are reading an EEG signal, as well as adapt parameters that are specific to the person.
  • the diagnostic function the measured and processed brain activity will be studied, and through classifiers and other types of algorithms including machine learning, possible features of different conditions will be identified. This can be done either simultaneously with the signal measurement or after having finished collecting enough samples.
  • the aforementioned neurofeedback technique will be used, which reads the same EEG signal and will provide positive auditory reinforcement through the headphones when a series of parameters are met that determine that this brain activity is within certain ranges considered. healthy.
  • a series of algorithms will adapt the sensitivity and ranges in the This reinforcement signal is issued in order to maintain a reward system that favors that person's learning. In this way, constant positive reinforcement is produced for the patient's brain, which allows this brain activity to be adjusted little by little.
  • the device is intended for session use of up to 30 minutes.

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Abstract

La presente invención revela un dispositivo de medición de electroencefalograma (EEG) en forma de diadema cuyo propósito es el diagnóstico, paliación y/o tratamiento de salud mental y otras condiciones psicológicas, psiquiátricas y neurológicas, donde el dispositivo (10) comprende una pluralidad de electrodos (1) dispuestos de tal manera que se puedan adherir entre la frente del usuario "Fp" y el punto posterior de la cabeza u occipital "O; dos auriculares (2) dispuestos en cada lado del dispositivo (10); al menos un electrodo de referencia o de tierra dispuesto en el lateral (6); un mecanismo de ajuste (5) dispuesto en la parte superior; un mecanismo de ajuste de la talla (7) entre el punto central "C" y el occipital "O"; un segundo mecanismo de talla (8) entre el punto central "C" y el punto frontal "Fp"; un aislamiento pasivo (3) para el cableado interior; y una caja (4) en la parte posterior del dispositivo (10) que incorpora los distintos componentes electrónicos

Description

DISPOSITIVO PORTÁTIL DISEÑADO EN FORMA DE DIADEMA PARA LA MEDIDA DE ELECTROENCEFALOGRAMAS
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El dispositivo de la presente invención es un dispositivo de medición de electroencefalograma (EEG) en forma de diadema cuyo propósito es el diagnóstico, paliación y/o tratamiento de salud mental y otras condiciones psicológicas, psiquiátricas y neurológicas. Esto incluye, pero no se limita a, problemas de ansiedad (incluyendo, entre otros, trastorno de ansiedad generalizada, trastorno obsesivo compulsivo y estrés postraumático), depresión, trastorno bipolar, trastornos del sueño, migrañas, rehabilitación de ictus y otras que se pudieran diagnosticar a partir de una señal de EEG, así como la aplicación de un proceso paliativo y/o terapéutico que utilice dicha señal de EEG.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la práctica clínica que involucra alteraciones en el nivel de conciencia, como durante la administración de sedantes o agentes anestésicos generales, es importante poder cuantificar la función cerebral. La mayoría de los enfoques se basan en el análisis de la actividad eléctrica de la superficie del cerebro, conocida como electroencefalograma (EEG). En general, el método de análisis de señal elegido se basa en las propiedades estadísticas de la señal que se analiza. Cuanto más se asemeje el método utilizado a las propiedades de la señal, más confiable, significativo y preciso será el análisis resultante. Sin embargo, estas propiedades de la señal solo pueden conocerse si también se conocen los mecanismos y procesos responsables de la generación de la señal.
La señal de electroencefalograma (EEG) es una señal eléctrica de muy bajo voltaje, en el orden de 1 a 10 microvoltios, de origen fisiológico. Esta es generada por la actividad de las neuronas piramidales en la corteza cerebral. Un EEG mide esa actividad a nivel de la superficie de la cabeza, en contacto con el cuero cabelludo, con un electrodo de medición de un material altamente conductivo. Por tanto, la señal medida se limita a la de aquellas neuronas que están orientadas de tal manera que su actividad eléctrica se dispersa hacia el electrodo de medición y, además, con suficiente potencial como para que sea medióle por el electrodo. La señal es medida por múltiples puntos, cada uno por un electrodo distinto. Uno de los cuales, frecuentemente colocado en un punto neutro, se denomina como electrodo de referencia, y este se utiliza como base, restando esta señal de la medida a los otros electrodos. En un sistema bipolar hay un segundo electrodo sobre un punto neutro, denominado de tierra, que se usa para amplificar la señal y la eliminación de ruido de la señal.
Existen ya múltiples artículos científicos que han mostrado con alta precisión la identificación de estados psicopatológicos, como pueden ser depresivos, ansiosos y la combinación de ambos mediante la medición de señales de EEG.
En el estado de la técnica, la solicitud de patente EP3064130 revela un dispositivo montado en la cabeza para medir o controlar la actividad cortical de un usuario y, opcionalmente, para generar estímulos y/o proporcionar información al usuario. Las aplicaciones para el uso de la invención pueden incluir juegos, aprendizaje de habilidades motoras o tratamiento de lesiones o enfermedades neurológicas. El dispositivo comprende un dispositivo de detección de actividad eléctrica cerebral (EEG) que comprende sensores de EEG configurados para montarse en la cabeza de un usuario para colocar los sensores de EEG en posiciones seleccionadas de interés sobre el cuero cabelludo del usuario, comprendiendo el dispositivo de detección de EEG un soporte de sensor y un circuito flexible montado en el soporte de sensor. El soporte del sensor y el circuito flexible comprenden un vástago central configurado para extenderse a lo largo de un plano central de la parte superior de la cabeza en una dirección desde la nariz hasta el centro de la parte posterior de la cabeza del usuario, una rama lateral delantera configurada para extenderse a través de una porción frontal de la cabeza de un usuario que se extiende lateralmente desde el vástago central, una rama lateral central configurada para extenderse a través de una porción superior de la cabeza de un usuario esencialmente entre las orejas del usuario.
La solicitud de patente americana US201313829849 muestra un aparato para reunir señales electroencefalográficas, que comprende: una carcasa que tiene un primer extremo, un segundo extremo y una parte intermedia, una pluralidad ranuras formadas en la parte intermedia; una primera cavidad adyuvante al primer extremo; una segunda cavidad adyuvante al segundo extremo; un primer electrodo colocado en forma extraíble en la primera cavidad; un cable acoplado al primer electrodo, pudiendo retenerse forma liberable el cable en los orificios de modo que el cable y las ranuras pueden acoplarse y desacoplarse repetidamente para fijar el cable cuando el cable y el primer electrodo tienen que acoplarse a la carcasa; y un primer elemento magnético colocado en una primera cavidad o la segunda cavidad.
La solicitud de patente de prioridad alemana DE102012002436 revela un dispositivo para la estimulación de neuronas con una actividad neuronal oscilatoria sincrónica patológica, que comprende una unidad de estimulación no invasiva para la aplicación de estimulaciones a un paciente, una unidad de medicamento para registrar señales de medicamento, que reproducen una actividad neuronal de las neuronas estimuladas, y una unidad de control y análisis para el mando de la unidad de estimulación y para el análisis de las señales de medición, que se caracterizada por que la unidad de control y análisis además se conforme de manera tal que direcciona la unidad de estimulación de modo tal que esta aplica los estímulos seleccionados en diferentes momentos y mediante las señales de medición registradas como reacción a los estímulos aplicados en distintos momentos verifica si los estímulos aplicados en distintos momentos reprimen la actividad oscilatoria y patológicamente sincrónica de las neuronas estimuladas.
La presente invención es un dispositivo sencillo orientado para su uso en el hogar, de manera que el usuario que vaya a usarlo, en un estado de reposo (sea sentada o tumbada), tenga acceso a dichas funciones de diagnóstico, paliación y tratamiento sin necesidad de dejar su vivienda, sólo teniendo el dispositivo bien ajustado y permaneciendo en dicho estado de reposo durante un periodo de tiempo. Este dispositivo se ha diseñado para ser autónomo, pudiendo realizar el procesado y aplicación de la señal de EEG de forma interna. Un usuario por tanto sólo requerirá de un dispositivo externo, como un teléfono móvil, como interfaz entre usuario y dispositivo. Esto se hará mediante una aplicación. La transferencia de la señal a un dispositivo externo estará disponible, pero únicamente con fines específicos como de desarrollo, médico y/o investigación. Para su función diagnóstica se evalúa esa señal de EEG y, mediante una serie de algoritmos estadísticos y/o aprendizaje máquina, se busca clasificar estados asociados con dichas condiciones psicológicas. Por otro lado, para su función de paliación y tratamiento se utiliza una terapia de neurofeedback. Esta consiste en la lectura de la señal de EEG y la emisión de un estímulo positivo en cuanto la señal leída se encuentre dentro de unos parámetros considerados deseables. En este caso el estímulo es auditivo, pero puede ser también por otros medios sensoriales como estímulos visuales y/o hápticos. DESCRIPCIÓN
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
FIG 1.- Vista frontal del dispositivo (10) que comprende electrodos (1), dos auriculares (2) dispuestos en cada lado del dispositivo (10); el lateral (6) donde se dispone al menos un electrodo de referencia o de tierra; el mecanismo de ajuste (5) dispuesto en la parte superior; un aislamiento pasivo (3) para el cableado interior; y una caja (4) en la parte posterior para los distintos componentes electrónicos.
FIG 2 - Vista lateral del dispositivo (10), donde se aprecia electrodos (1), auriculares (2) dispuestos en cada lado del dispositivo (10), el mecanismo de ajuste de la talla (7) entre el punto central “C” y el occipital “O”, el segundo mecanismo de talla (8) entre el punto central “C” y el punto frontal “Fp” y la caja (4) en la parte posterior del dispositivo (10) que incorpora los distintos componentes electrónicos
FIG 3a.- Vista lateral del dispositivo (10), donde las flechas muestran la introducción de este sobre la cabeza de un usuario.
FIG 3b.- Vista lateral del dispositivo (10) introducido en la cabeza del usuario.
FIG 3c.- Vista lateral del dispositivo (10) en la cabeza del usuario y conectado a un dispositivo móvil (20) REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La presente realización revela un dispositivo (10) portátil y autónomo que permite cuantificar la función cerebral mediante un encefalograma, el dispositivo (10) se encuentra compuesto por componentes electrónicos y una serie de electrodos de medición, cubiertos por una carcasa para proporcionar ajuste, protección y diseño.
En una realización preferente, el dispositivo (10) de medida del ECF presenta un diseño en forma de diadema para ser incorporada en la cabeza del usuario, donde el dispositivo (10) comprende una pluralidad de electrodos (1) dispuestos de tal manera en el dispositivo (10) que permitan actuar sobre el cuero cabelludo o en la base del cráneo del usuario. Los electrodos (1) se encuentran dispuestos de tal manera que se puedan adherir entre la frente del usuario “Fp” y el punto posterior de la cabeza u occipital “O””. En cada uno de ellos se disponen al menos dos electrodos, esto es el dispositivo (10) de la invención dispone de al menos 8 electrodos (1) entre “Fp” y “O””.
Los electrodos (1) de medición están compuestos enteramente en su totalidad con materiales biocompatibles, incluyendo cualquier aditivo que pudieran tener. Además, están hechos (el electrodo completo o una parte de él, tanto como piezas únicas o integrado dentro de la estructura del electrodo) y/o recubiertos de un material altamente conductivo y con una impedancia lo suficientemente baja como para poder registrar la actividad de EEG. Estos electrodos (1), además, presentan un equilibrio entre flexibilidad y rigidez que permitan un claro contacto entre el electrodo y el cuero cabelludo sin provocar una mayor incomodidad en el usuario. Esto se consigue mediante el uso de materiales que permitan dicha flexibilidad, el uso de partes móviles, resortes, mecanismos y/o la combinación de todos estos enfoques. El dispositivo (10) además cuenta con dos auriculares (2) dispuestos en cada lado. El dispositivo (10) también cuenta con al menos un electrodo de referencia o de tierra dispuesto en el lateral (6) del dispositivo (10) por encima de los auriculares (2).
El dispositivo (10) se coloca en la parte superior de la cabeza y se mantiene firme a ella durante su uso mediante un mecanismo de ajuste (5) dispuesto en la parte superior, además cuenta con un mecanismo de ajuste de la talla (7) entre el punto central “C” y el occipital “O” y un segundo mecanismo de talla (8) entre el punto central “C” y el punto frontal “Fp”, lo que permite a justarse en distintas posiciones para aumentar o disminuir la distancia entre electrodos (1) permitiendo así adaptarse a distintas tallas de la cabeza. Los electrodos (1) además pueden tener una geometría que esté diseñada para el desplazamiento del cabello. Existen diversas geometrías, pero suele ser mediante la presencia de pines o elongaciones del electrodo que permiten acomodarse a través del cabello y así tener contacto directo con el cuero cabelludo. Esto no es necesario para aquellos electrodos posicionados en puntos sobre donde no se espera cabello, como es el caso del electrodo de referencia o de tierra dispuestos en una posición lateral (6). Este electrodo de referencia se encuentra colocado preferentemente en el lateral (6) del dispositivo (10) o bien puede ser integrado como parte de los auriculares, al hacer contacto con puntos de la oreja o de los mastoides pueden ser sencillamente electrodos de geometrías sencillas, como puede ser un disco o una forma rectangular, eso sí, utilizando el mismo material conductor que los de medición.
Los electrodos (1) pueden ser de dos tipos: húmedos o secos. La diferencia es que para los primeros sería necesario el uso de un gel o líquido conductor a colocar entre el cuero cabelludo y el electrodo, facilitando así la transferencia de la señal, mientras que en el segundo caso no hay necesidad de dicha sustancia. También pueden ser electrodos (1) activos o pasivos; en el primer caso hay un pequeño circuito electrónico por electrodo que amplifica la señal, cosa que no se realiza en un electrodo pasivo. El dispositivo (10) también comprende un aislamiento pasivo (3) para el cableado interior.
El dispositivo (10) dispone de una caja (4) en la parte posterior que incorpora los distintos componentes electrónicos, la señal es transferida por cables a una placa electrónica, que cuenta con distintos componentes. En primer lugar, hay un conjunto de amplificadores de señal, filtros y un conversor analógico-digital, que convertirá la señal recogida por el electrodo en formato digital. Una vez digitalizada la señal, se transferirá a al menos un microcontrolador que filtrará y procesará la señal para así poder utilizarse. Su uso puede hacerse en el mismo controlador o en otro, en función de las características de la placa electrónica. Es aquí cuando se utiliza la señal para las funciones de diagnóstico y terapéuticas mencionadas.
La placa electrónica también cuenta con otros componentes. Esto incluye comunicación mediante un sistema WiFi, que puede estar incluido en un microcontrolador o mediante un chip dentro de la placa, para así su conexión con un dispositivo externo. Cuenta también con una memoria física, para el almacenamiento del software y, de forma temporal, los datos recogidos y generados. También contiene una conexión entre el (o uno de los) microcontrolador(es) y una o varias salidas de digital-analógico, con posterior amplificación, llevando la señal a cada uno de los dos auriculares. La placa también dispone de un puerto para la programación de los componentes, que sólo está activo durante el desarrollo.
El dispositivo está pensado para ser autónomo, con funcionamiento mediante una batería recargable que también irá integrada en el dispositivo (10). El dispositivo (10) por tanto cuenta con medios para cargar la batería. La placa electrónica cuenta también con los componentes electrónicos necesarios, como amplificadores, diodos y resistencias, que permitan una correcta transformación del voltaje recibido por la batería, así como indicación de estados de encendido, apagado y estado de conexión mediante LEDs. También dispone de un botón de encendido y apagado.
El usuario se situará en un estado de reposo, sea sentado y/o tumbado, colocando el dispositivo (10) en su cabeza con los electrodos haciendo contacto directo con su cuero cabelludo y los auriculares posicionados sobre las orejas. El dispositivo (10) debe encenderse y se conectará a una red móvil, permitiendo su acceso mediante un dispositivo móvil (20), utilizando una aplicación.
Esta aplicación ejerce como interfaz entre usuario y dispositivo (10). El usuario podrá ahí seleccionar la función que desee del dispositivo (10), sea una función de diagnóstico o de tratamiento. En ambos casos se hará previo a su uso un chequeo/calibración de que los electrodos están correctamente posicionados y están leyendo una señal de EEG, así como adaptar parámetros que sean propios de la persona. Para la función de diagnóstico se estudiará la actividad cerebral medida y procesada, y mediante clasificadores y otros tipos de algoritmos incluyendo aprendizaje máquina se identificarán posibles rasgos de distintas condiciones. Esto puede realizarse tanto de forma simultánea a la medición de la señal como tras haber terminado de recoger suficientes muestras. Para las funciones terapéuticas se utilizará la ya mencionada técnica de neurofeedback, que lee la misma señal de EEG y proporcionará un refuerzo positivo auditivo a través de los auriculares cuando se cumplan una serie de parámetros que determinen que esa actividad cerebral está dentro de unos rangos considerados saludables. Una serie de algoritmos adaptará la sensibilidad y rangos en los que se emita esta señal de refuerzo con el fin de mantener un sistema de recompensa que favorezcan el aprendizaje de esa persona. De esta forma se produce un refuerzo positivo constante para el cerebro del paciente, lo que permite poco a poco ajustar esa actividad cerebral. El dispositivo está pensado para un uso de sesiones de hasta 30 minutos.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas que se caracteriza por que el dispositivo (10) comprende una pluralidad de electrodos (1) dispuestos de tal manera que se puedan adherir entre la frente del usuario “Fp” y el punto posterior de la cabeza u occipital “O”; dos auriculares (2) dispuestos en cada lado del dispositivo (10); al menos un electrodo de referencia o de tierra dispuesto en el lateral (6) del dispositivo (10) por encima de los auriculares (2); un mecanismo de ajuste (5) dispuesto en la parte superior; un mecanismo de ajuste de la talla (7) entre el punto central “C” y el occipital “O”; un segundo mecanismo de talla (8) entre el punto central “C” y el punto frontal “Fp”; un aislamiento pasivo (3) para el cableado interior; y una caja (4) en la parte posterior del dispositivo (10) que incorpora una placa electrónica, un conjunto de amplificadores de señal, filtros, un conversor analógico-digital para convertir la señal recogida por el electrodo en formato digital y al menos un microcontrolador que filtra y procesa la señal.
2.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que los electrodos (1) pueden ser húmedos o secos.
3.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que la placa electrónica dispuesta en la caja (4) incluye un sistema WiFi, en el microcontrolador.
4.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que la caja (4) incluye un sistema WiFi dentro de un chip en la placa electrónica.
5.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que la placa electrónica dispuesta en la caja (4) incluye una memoria física.
6.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que la placa electrónica dispuesta en la caja (4) incorpora una conexión entre el microcontrolador(es) y una o varias salidas de digital-analógico.
7.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que la placa electrónica dispuesta en la caja (4) incluye un puerto para la programación de los componentes.
8.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que el dispositivo (10) incluye una batería recargable.
9.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según las reivindicaciones 1 y 8 que se caracteriza por que la placa electrónica dispuesta en la caja (4) incluye amplificadores, diodos y resistencias, que permiten la transformación del voltaje recibido por la batería recargable.
10.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que el dispositivo (10) incorpora un botón para el encendido/apagado.
11.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que el dispositivo (10) incluye LEDS para la indicación de los estados de encendido, apagado y estado de conexión.
12.- Dispositivo portátil diseñado en forma de diadema para la medida de electroencefalogramas según la reivindicación 1 que se caracteriza por que el dispositivo (10) se conecta a una red móvil mediante un dispositivo móvil (20).
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