具体实施方式

本发明提供了一种截顶二十面体式神经传感器网，并且还提供了可以与其他模块化元件组合使用以形成神经传感器网的模块化元件。头部通常但不一定是人类的头部，并且电极可以用于测量在脑中的电活动和/或用于刺激这样的活动。

图1以示意性的形式示出了根据本发明的截顶二十面体式神经传感器网10。正二十面体有二十个三角形面；而截顶二十面体具有三十二个面，三十二个面中的十二个面是五边形，并且三十二个面中的二十个面是六边形。如图1所示，截顶二十面体式神经传感器网10仅需要部分地覆盖头部，并且因此不需要和阿基米德体一样多的面。

在图1中可以看到神经传感器网10的五个五边形元件“P”，具体标记为1、2、4、5、7和8。五边形元件P在五边形元件的顶点处通过可弹性延伸的张力线“TL”彼此连接。张力线TL可以是神经传感器网的领域中已知的任何类型。张力线TL限定六边形元件“H”的对应于截顶二十面体的六边形面的周界。

图2示出了图1中所示的传感器网10的更详细的示图。图2示出了元件P和E的内部部分如何可以用更精细的张力线“TL_A”来镶嵌格化，张力线“TL_A”的交叉点限定节点“N”。传感器网的电极(未示出)将分别位于节点N处。在图1的概括性等级下，镶嵌格化方案是五边形和六边形的均等混合；而在图2的优选实施例中，除了在五边形元件P的中心处，镶嵌格化方案是六边形的。

图3以部分示意图的形式示出了根据本发明优选的模块化五边形元件“MPE”，模块化五边形元件对应于图1中的五边形元件P。所述模块化五边形元件可以由一片例如聚氨酯的弹性材料形成，并且被示出为平坦的或平面的构造。该图示出了模块的通用主体部分12，并且强调了模块的外部特征，特别是五个连接节点“A”、相应的五对翘曲节点“B”和五个桥接节点“C”，所述五个连接节点的中心位于限定正五边形的一组共面的线“L_A”上；相应的五对翘曲节点“B”稍微位于线L_A的外侧，大体上在节点A之间的中间位置处；并且五个桥接节点“C”也位于线L_A的外侧，并邻近节点A的相应实体。尽管存在这些偏差，从图3中可以明显看出，元件P的整体形状大致为五边形。

当模块化元件平放或处于2D构造时，连接节点A限定模块化五边形元件的五边形。五边形特别有利于镶嵌格化如人类头部的表面的大致球形表面。连接节点A用于将一个模块化元件连接到另一个模块化元件。

翘曲节点B的目的是通过将每对节点“B”的节点拉到一起以使节点彼此一致，以用于将模块化元件从模块化元件的普通的2D构造翘曲成可以符合头部的曲率的3D圆顶构造。这种翘曲是通过在模块化元件的主体部分12中设置五个狭缝“SL”而实现的，狭缝SL分别对应于成对的节点B。狭缝是片状材料中的空隙空间，空隙空间大致终止于一点，例如所示的三角形空隙空间。

将结合图8来解释桥接节点C的目的。

图4更详细地示出了优选的模块化五边形元件MPE，示出了主体部分12的特征，图4是与所示的优选的总体直径尺寸“D”成比例的。根据头部的尺寸和用于覆盖头部的模块化元件的数量，直径尺寸D可以更大或更小。

在模块的中心处具有中心节点“CN”，所述中心节点通过五条张力线TL连接到另外五个节点“N_CN”，以形成一个正五边形阵列；并且在狭缝SL的顶点处具有五个狭缝节点“S”。同样如前所述，邻近每个节点A存在一个桥接节点C。

除了节点A、B、C、CN和S之外，所有节点都以内模块化的方式连接到成六边形阵列的六个最近的相邻节点，当节点“B”被拉到一起并且模块如上所述地被翘曲时，所述六边形阵列变成大致正六边形。

节点可以以孔的形式设置在弹性片材中，并且张力线可以由弹性片材中的较大孔来限定。这允许简单地通过冲切或刻蚀片材以去除多余材料而一起形成节点和张力线，但是这可以以任何其它期望的方式来完成。已经发现，刻蚀是一种用于根据本发明的模块化元件的在降低加工成本方面特别成本有效的制造方法，并且刻蚀具有不受片材的挠性影响的优点。

如上所述可以形成整个截顶二十面体式神经传感器网或用于该截顶二十面体式神经传感器网的任何数量的模块化元件；并且整个截顶二十面体式神经传感器网或用于该截顶二十面体式神经传感器网的任何数量的模块化元件也可以用增材制造工艺来形成，例如通过使用3D打印机来形成。

片材的厚度取决于张力线所需的挠性或弹性，例如在5和15密耳之间；优选的示例是大约10密耳(即，大约0.01″)。

在截顶二十面体式神经传感器网由多个模块形成时，模块不必是相同的；但是从成本和实用性角度来看这通常都是最理想的。

模块的主体部分具有图4所示的几何形状也不是必需的；然而，这种特定的几何形状被认为提供了节点的最大数量的优点，同时大致均衡了节点上的力。

还可注意到，图4中所示的节点之间的空间可进一步用额外节点来镶嵌格化以增加模块的节点密度。例如，可以在图4所示的三角形空间的中心处添加附加节点，该附加节点在三角形空间的顶点处连接到现有节点。对于图2中所示的镶嵌格化也是如此。

如前所述，每个节点适于接收电极中的相应一个。图5-7示出了用于与模块化元件10一起使用的示例性电极组件20，以及将电极组件附接到模块的通用节点15的优选方式。可以理解，节点15可以是在两个或多个模块之间共用的节点栈(例如，图9中所示的节点B)。节点15具有孔口“AP”，并且根据优选实施例10，六条张力线“TL”将节点15连接到相邻节点。

图5示出了沿在节点15的孔口AP上居中的轴线“L”分解的组件20。组件20包括封盖部分22、壳体部分24和电极26。图6示出了壳体部分24如何卡扣到封盖部分22上，图7示出了电极26如何卡扣到壳体部分24中。图5还示出了可设置的由泡沫材料形成的吸收元件28，并且所述吸收元件可由所示的电极26的足部26a捕获，但所述吸收元件也可由壳体24的内表面24a(见图7)捕获，例如通过在该表面上设置尖状物或隆起来捕获。

吸收元件用于吸收并由此保持导电溶液或凝胶，所述导电溶液或凝胶在模块10的使用期间降低电极和头皮之间的电接触的阻抗，到电极26的电输入或来自电极的电输出可以由单个线状导体26b承载，如在本领域中通常已知的那样。

回到图4，优选的模块化元件MPE具有不与其他模块共用的二十六个内部或“主体”节点。五个节点A、五对节点B和五个节点C均可以与另外五个模块共用，在这种情况下，这些组的节点可以被计数为向模块的二十六个体节点分配三个附加节点，可以被计数为每个MPE总共二十九个节点。希望提供至少256个电极，并且这可以通过将九个模块MPE连接在一起来实现。

图8示出了九个如图4所示的模块MPE，编号为1-9。编号为1、2、4、5、7和8的模块对应于图1所示的那些模块。

图8还示出了所有三种节点类型A、B和C之间的互连，通过操作节点使得节点彼此重叠并且利用电极组件将节点连接在一起，可以将任何两个或更多节点连接起来。

图9示出了两对节点B的这种操作的结果，以及电极20如何被用于保持节点的重叠构造。

如前所述，连接两个模块化元件的相应的A节点将一个模块化元件连接到另一个模块化元件；并且连接对应的成对的B节点使模块化元件从模块化元件的平面2D构造翘曲成圆顶的3D构造。现在从图8可以理解，连接相应的桥接节点C的节点填充了模块化元件之间的间隙，否则所述间隙将不会被张力线桥接。因此，C节点提供了期望的特征，尽管这不是必需的，以在由多个模块化元件形成的整个神经传感器网中的各处保持节点上大致均衡的径向分布的张力。

最后，通过查看图8和图4可以注意到，每个优选的模块化五边形元件MPE具有由外部六边形镶嵌格状结构围绕的内部五边形元件“IPE”。关于这一点，为了另外参考，将图4所示的模块化元件MPE与在图8中与编号为9的内部五边形元件相关联的模块化元件MPE进行比较。

在图8中，这些内部五边形元件IPE被编号，并且内部五边形元件对应于图1中的五边形元件P。模块化五边形元件MPE的外部六边形镶嵌格状结构填充在内部五边形元件之间的空间中，以在模块化元件连接在一起时创建图1所示的六边形元件H。例如，图1所示的三个五边形元件4、5和8以及中间的六边形元件“H₁”都可以通过连接与在图8中编号为4、5和8的内部五边形元件相关联的三个模块化五边形元件MPE来形成。

根据本发明的截顶二十面体式神经传感器网比原始二十面体GSN更好地适合各种头部形状，包括高加索人的典型的椭圆形(具有比顶骨区更小的额部)和许多亚洲人的更立方形或球形的头部形状。

根据本发明的模块化元件通过便于大规模生产而提供了降低的制造成本。模块元件优选地用于形成截顶二十面体式神经传感器网，但是根据本发明的模块元件也可以用于形成类似GSN的二十面体式传感器网，以及其它的网的几何形状或构造。

应当理解，尽管特定的截顶二十面体式神经传感器网及其模块化元件已经被示出并描述为优选的，但是除了已经提到的那些截顶二十面体式神经传感器网及其模块化元件之外，在不脱离本发明的原理的情况下，可以利用其他构造。

在上述说明书中使用的术语和表达在此用作描述性术语而非限制性术语，并且在使用这些术语和表达时无意排除所示和所述特征或其部分的等同物，应当认识到，本发明的范围仅由所附权利要求限定和限制。