具体实施方式

本公开内容涉及用于使用电极组装件的系统、系统、装置和方法，该电极组装件可由用户穿戴。本公开内容的电极组装件可以通过增加电极组装件底表面的总表面积来改善舒适度，该底表面可以与患者的头皮和毛发接触。例如，当从电极组装件向皮肤施加力和/或压力时，电极组装件可以被配置成增加接触的表面积。底表面的坍缩、压缩或伸缩可因此减小由电极组装件底表面的一个或多个远侧构件施加的直接力。这对于在电极接触区域几乎没有毛发的患者、对皮肤特别敏感的患者和/或必须长时间穿戴电极组装件的患者可能是有利的。

本公开内容的实施方式包括具有用于分配导电流体或凝胶以改善电极组装件与患者皮肤之间的接触的结构的装置。本发明的实施方式可以通过提供一种阀来改进现有的电极组装件，该阀允许用导电凝胶重复填充电极以抵消凝胶的蒸发或干燥。这些实施方式对于长时间穿戴和连续的信号收集以及电极的使用可能是有益的。

本公开内容的实施方式可通过将电极集成到可穿戴电极组装件中来促进放置电极的速度。附加地或替代地，本公开内容的实施方式可以促进导电流体或凝胶的重新填充，以便在较长的测量时间段(例如，当凝胶可能已经干燥时)改善电接触。任选地，在任何实施方式中，本文公开的电极组装件可以与用于跟踪患者运动的系统(例如，具有加速度计和/或光学跟踪)组合。

本公开内容的实施方式可以包括共同转让的于2017年10月13日提交的美国专利申请号15/387,381(该专利申请于2017年11月21日作为美国专利号9,820,670(代理案号49938-703.201)发布)、2017年10月13日提交的美国专利申请号15/783,346(代理案号49938-703.301)和2017年3月28日提交的PCT申请号PCT/US2017/024505(代理案号49938-703.601)的电极载体组装件的实施方式、变型和示例，其全部内容通过引用并于本文中。

电极载体系统10通常可以包括在图1的侧视图中示出的背衬12，图1图示出围绕在患者P的头部H固定的载体系统10。在该变型中，示出了将背衬12配置为头带，尽管所述载体系统10可以并入到用于将电极抵靠患者身体的任何数目的其他平台或定位机构中。在该变型中，所示出的背衬12被配置为头带，并且各个电极组装件14彼此间隔开，使得当所述头带定位在患者的头部H上时，电极组装件14最优地对准在头部H上以用于接收EEG信号。电极载体系统10可以使每个电极组装件14经由从背衬12延伸的相应导线电耦合并且例如耦合至控制器和/或输出装置18。但在其他变型中，所述电极组装件14可以无线耦合到所述控制器和/或输出装置18。

控制器和/或输出装置18通常可以包括任何数目的用于接收所述电信号的装置，诸如电生理监视装置，并且还可以与任何数目的脑成像装置组合使用，例如fMRI、PET、NIRS等。在一个特定变型中，本文描述的电极实施方式可以与诸如被配置用于从电极接收电信号并对其进行处理的那些装置组合使用。

如本文所述，电极组装件4可以定位在背衬12上以快速实现与下方皮肤的导电接触，同时使患者舒适，例如当患者P如图所示斜躺时，其头部H的背面或侧面放在表面上而没有来自电极14的不适。

确保各个电极14与下方皮肤充分接触的一个挑战是在患者P的头皮S上存在毛发HR。如本文所述的本公开内容的电极载体组装件在各个电极组装件上实现穿过毛发HR与头皮表面的快速可靠的电接触，而不必去除毛发。

图2示出了一个示例，其中每个电极14还可以并入视觉指示器，诸如一个或多个发光二极管(LED)。当实现足够的电接触时，特定电极14上的LED可以发射第一颜色(例如绿色)的光20，但是如果电极14没有实现足够的电接触，则其可以发射第二颜色(红色)的光22。或者，可以使用单色LED，其中可以通过LED的稳定亮起指示足够的接触，而可以通过闪烁的LED指示不充分的接触。在其他变型中，电极可以包括例如压电式传感器，耦合至马达的偏心负载重物等，以提供振动或其他触觉响应，用以指示电极14是否与下方的皮肤具有足够的电接触。以这种方式，电极14可以有效地提供电接触的直接指示，而不是必须检查单独的控制器或指示器。

现转向电极配置，图3A图示了电极载体系统35的一种变型的横截面细节侧视图，其中电极32A和电极32B可以封入预先填充有导电凝胶或流体的储器内。每个电极38A、38B可以被配置成平坦或无创伤的配置，其包含在各自的储器30A、30B内，并且每个储器30A、30B可以由任何数目的可以容易坍缩的柔性材料形成，例如，硅氧烷、聚氨酯、橡胶等。电极38A、38B可以经由导线16耦合，导线16穿过由通过基板36与电极隔开的背衬12限定的管腔34。每个储器30A、30B还可以分别限定一个或多个开口32A、32B，导电凝胶或流体可以通过开口32A、32B排出。

一旦平台12位于患者的头部H上方，用户可以按压每个储器30A、30B，使得导电流体或凝胶40A、40B流过开口32A、32B并流到患者P的皮肤上。通过开口排出的导电流体或凝胶40A、40B可以保持皮肤表面与相应电极38A、38B之间的流体连通，使得检测到的电信号可以从皮肤传输到电极38A、38B。此外，由于储器30A、30B的柔性，一旦导电流体或凝胶40A、40B被排出到与皮肤表面接触，背衬12可以抵靠皮肤表面平放，使得患者P可以将其头部舒适地放置在表面上，同时仍保持与电极38A、38B的电接触。

图3B示出了另一个电极载体系统35的侧视图，其中成对电极组装件50A、50B可以包括导线或导电条带51A、51B的一个或多个环，它们能够容易地抵靠皮肤表面而弯曲或弯折。电极组装件50A、50B中的一些或全部可以包括用于包含围绕每个线或条带电极51A、51B的如上所述的导电流体或凝胶52A、52B的压力释放储器(以虚线53A和53B示出)，使得导电流体或凝胶52A、52B可以在一个或多个环周围和内部排出，以确保环与头皮之间的导电路径。或者，可以在抵靠患者的皮肤表面而放置之前，简单地将一定量的导电流体或凝胶放置在电极组装件50A、50B上，而不使用压力释放储器。每个线或条带电极51A、51B可以经由导线16电连接，并且由于线或条带电极51A、51B将会优选地具有细直径或薄宽度，因此它们可以容易地穿过患者的毛发并与头皮表面接触，即使它们被弯曲或弯折。

图3C示出了具有多个电极组装件58A和58B的电极载体系统56的另一种变型的侧视图，每个电极组装件58A和58B可以包括一个或多个管状构件60A、60B，管状构件60A、60B可以从背衬12的内表面(与患者头皮接触的表面)垂直延伸或呈一定角度延伸。管状构件60A、60B可以限定穿过其中的管腔，该管腔具有限定在每个远侧处的开口62A、62B。每个管状构件60A、60B可以由导电金属制成，该导电金属在使用时可以保持其管状形状，或者可以足够薄和柔韧，从而在抵靠患者的皮肤表面而放置时弯曲或屈曲。或者，管状构件60A、60B可以由涂覆或层叠有导电材料的柔性材料制成，使得构件保持其柔韧性。在任一情况下，导电流体或凝胶64A、64B可以包含在管状构件60A、60B内，或者其可以保持在如上所述但未在图3C中示出的围绕或接近每个电极的压力释放储器内。由于电极的管状形状，它们可以容易地穿过患者的毛发(若存在)并且在保持电接触的同时抵靠皮肤表面接触。管状构件60A、60B可以以如图所示的串联对布置，或者当在单个电极组装件58A、58B中存在三个、四个或更多个管状构件时可以布置成三角形、矩形或圆形图案。

参照图4A至图4C，电极载体系统68的又一实施方式包括填充有导电流体或凝胶74的压力释放储器70。储器70可以由柔性材料形成，例如硅氧烷、聚氨酯、橡胶、水凝胶、弹性体聚合物等。储器的壁可以由导电弹性体制成，例如，与部分石墨、石墨烯、碳纳米管等混合的橡胶或硅氧烷。在储器的壁是柔性的实施方式中，储器可以是可弹性坍缩的，使得在施加力之后储器返回到其先前的形状。储器从背衬12延伸以形成具有限定在储器70的内部上方的一个或多个开口72的弯曲结构或弓形结构。这些开口72通常保持在关闭状态，直到力F被施加到储器70和/或背衬12，以致使包含在储器内部的导电流体或凝胶74通过开口72逸出(如图4B所示)并且与储器70的外表面接触并形成通向下方皮肤表面的导电路径。一层导电材料76电耦合至导线16，并且可以形成在储器70的一部分或整个外表面上。与皮肤表面的电接触可以通过向背衬12或储器76施加力F来实现(如图4B所示)，以从储器70的内部挤出或以其他方式释放流体或凝胶74并且挤出或以其他方式释放在导电材料76和皮肤上，如图4C所示，其中在移除力F之后开口72返回到其闭合状态。

图5A至图5C图示了具有圆锥形储器的压力释放储器的实施方式。压力释放储器系统500可以包括填充有导电流体或凝胶574的内部储器570。储器570可以由柔性材料形成，例如硅氧烷、聚氨酯、橡胶、水凝胶、弹性体聚合物等。储器的壁可以由导电弹性体制成，例如，与部分石墨、石墨烯、碳纳米管等混合的橡胶或硅氧烷。在储器的壁是柔性的实施方式中，储器可以是可弹性坍缩的，使得在施加力之后储器返回到其先前的形状。储器从背衬12延伸以形成在储器570的远侧端头具有单个开口572的圆锥形结构。开口572通常保持在关闭状态，直到力F被施加到储器570和/或背衬12，以致使包含在储器内部的导电流体或凝胶574通过开口572逸出(如图5B所示)并且与储器570的外表面接触并形成通向下方皮肤表面的导电路径。在储器可由绝缘材料制成的实施方式中，一层导电材料576电耦合至导线16，并且可以形成在储器570的一部分或整个外表面上。与皮肤表面的电接触可以通过向背衬12或储器570施加力F来实现(如图5B所示)，以从储器570的内部挤出或以其他方式释放流体或凝胶574并且挤出至皮肤上，如图5C所示，其中在移除力F之后开口572返回到其闭合状态。

图6A至图6C示出了压力释放储器的实施方式，其中该储器可以可伸缩地压缩。压力释放储器系统600可以包括填充有导电流体或凝胶674的内部储器670。储器670可以由柔性材料形成，例如，硅氧烷、聚氨酯、橡胶、水凝胶、弹性体聚合物等。储器的壁可以由导电弹性体制成，例如，与部分石墨、石墨烯、碳纳米管等混合的橡胶或硅氧烷。在储器的壁是柔性的实施方式中，储器可以是可弹性坍缩的，使得在施加力之后储器返回到其先前的形状。储器从背衬12延伸以形成在储器670的远侧具有单个开口672的两个同轴的伸缩圆柱体。在图示的实施方式中，可以通过腔室中的压力变化来致动储器670的伸缩元件。替代地，内部伸缩元件可以相对于外部伸缩元件被弹簧加载或以其他方式可弹性地压缩，以便在压缩储器之后提供恢复力。例如，一个或多个弹簧元件676可以在内部定位在储器670的伸缩元件之间，以将伸缩元件偏置分开期望的距离；替代地或组合地，出于相同目的，可将可弹性压缩的材料定位在储器670的伸缩元件之间，并且可弹性压缩的材料可包括热塑性弹性体、橡胶材料、可压缩泡沫、可压缩开孔泡沫、基于硅氧烷的材料，仅举几例。开口672通常保持在关闭状态，直到力F被施加到储器670和/或背衬12，以致使包含在储器内部的导电流体或凝胶674通过开口672逸出(如图6B所示)并且与储器670的外表面接触并形成通向下方皮肤表面的导电路径。与皮肤表面的电接触可以通过向背衬12或储器670施加力F来实现(如图6B所示)，以从储器670的内部挤出或以其他方式释放流体或凝胶674并且挤出至导电材料676和皮肤上，如图6C所示，其中在移除力F之后开口672返回到其闭合状态。

现参照图7，根据本公开内容的原理构造的电极载体系统700包括细长背衬704，通常为头带或其他头盔形式，其具有沿其周边分布的多个电极。细长的背衬704通常将具有重叠的端部706，当细长的背衬被放置在患者的头部上方时，重叠的端部706可以被可调节地附接，通常如上文图1所示，使得电极载体系统700可以被头部尺寸范围各异的患者穿戴。可以使用任何常规方法例如使用钩环紧固件附接重叠的端部。

电极组装件702优选地可旋转地安装，使得用户可以如箭头708所示手动来回旋转它们，从而在将细长背衬放置在头皮上并放置选择电极组装件702之后，可以轻柔地摩擦患者的皮肤。特别地，可期望在紧接着分配导电流体或凝胶之前进行这种手动摩擦，如将在此和下文中更详细描述的。在其他情况下，可以在分配导电流体或凝胶时和/或在分配导电流体或凝胶之后进行摩擦。替代地或组合地，导电流体或凝胶本身可以至少部分地是研磨性的和/或包括研磨性成分，以便于通过电极组装件702和/或其他元件的运动来摩擦皮肤。包括在导电流体或凝胶中的研磨性成分的实例可以包括二氧化硅或氧化硅、氧化铝、浮石、粘土、羊毛脂、霍霍巴油的颗粒，仅举几例。市售的研磨性导电流体或凝胶可包含可从科罗拉多州奥罗拉市(Aurora,CO)的Weaver公司获得的Skin Prep Gel。

电极组装件702可以包括图8A至图12C中所呈现的电极组装件800、900、1000、1100的实施方式，并且根据本公开内容的各方面，可以被结合到电极载体系统700中。电极载体系统700可以与电极组装件的单个实施方式一起使用(例如，所有电极组装件可以包括组装件800)。替代地，可以在头皮上的各个位置处使用电极组装件的多个实施方式。例如，可以在患者的前额上使用包括平坦接触表面的电极组装件(例如组装件1200)，而另一个组装件可能更适合在覆盖毛发的位置使用，例如组装件800。电极载体系统700可以包括包含头皮准备器的实施方式1300、1400、1500和1600电极组装件。在头皮准备器是辅助工具的实施方式中，可以可旋转地安装头皮准备器以代替电极组装件702，并且可以在头皮准备好之后将其移除。在准备之后，可以安装电极组装件702。

图8A至图8C示出了根据一些实施方式的电极组装件800，其可以包括柱塞以激活导电流体或凝胶的分配。如图8A所示，电极组装件800通常将包括下主体部分或基部810、上主体部分或盖812，以及一个或多个至少部分可坍缩或可压缩的主体部分814。上主体部分812和下主体部分810可以是刚性的。柱塞816被配置成通过开口822进入上主体部分812内的腔室824中。密封的分配容器(例如，匣盒)或密封的分配容器820容纳导电流体或凝胶，并且被配置成容纳在腔室824内，而柱塞816容易地从上主体部分812向外延伸，即处于其非压下构型。

一旦将密封的分配容器820放置在腔室824中，就可以定位柱塞816，使得前缘邻近密封的分配容器的一侧。通过沿箭头817的方向按压柱塞816，可以对密封的分配容器820内的导电流体或凝胶加压，以使容器的一部分穿过分配孔826。当用柱塞816施加额外的压力时，分配孔826内的腔室的一部分可能破裂，并且导致导电流体或凝胶流入上主体部分812内的垂直通路832，如图8B所示。导电流体或凝胶然后可以与导电末端818接触，并且导电性流体或凝胶可继续流过水平通路834并流到可压缩主体部分814的内部储器830上，如图8B所示。在一些实施方式中，当沿箭头842施加压力或力时(例如来自患者头部压靠在坚硬表面上或通过拧紧电极载体700)，可压缩主体部分814可能坍缩，从而减小了内部储器830的体积。压力或力的增加可能会导致流体或凝胶沿着流动路径流动。流体或凝胶可通过形成在可压缩主体814底部的通道或孔从内部储器830向外流动，以便其可以流到与可压缩的主体部分814的下表面844接触的患者组织上。

一旦从垂直通路832到可压缩主体部分814的下表面中的通道840的整个流动路径充满了导电流体或凝胶，应当理解，存在于流体或凝胶区域中的生物电流将会被传到导电末端818，该导电末端818继而连接至存在于电载体系统700的背衬704中的线或其他导体。线或其他导体与导电末端818的附接可以以适应电极组装件相对于细长背衬704的旋转的方式进行，如箭头708和图7所示。

图8C示出了根据一些实施方式的电极组装件800的底部的视图。可以将通道或孔840的中心856设置成与下主体部分810的中心偏移一定的距离。箭头852和854共同组成穿过通道或孔840的中心856的圆形上主体部分810的直径。在图示的实施方式中，箭头852可以比箭头854短。通道840可从上主体部分的中心偏移，使得当旋转电极组装件800时，通道的远侧端头可横跨患者皮肤上的圆，与和下主体部分810同心的通道或孔口840相比，提供了用于摩擦皮肤的扩大的区域。可压缩的主体部分的远侧端头可以准备患者皮肤的表面。

图9A至图9C示出了根据一些实施方式的电极组装件900，其可以包括可压下的顶表面或按钮以激活导电流体或凝胶的分配。如图9A所示，电极组装件900将通常包括下主体部分或基部910，上主体部分或可压下的顶表面912，以及一个或多个至少部分可坍缩或可压缩的主体部分914。下主体部分910可以是刚性的。可压下的顶表面912的圆顶可以是弹性的。如图9B所示，通过沿箭头917的方向按压可压下的顶表面912，可以对内部储器930内的导电流体或凝胶加压。内部储器930可以是如上所述和此处所述的可弹性压缩的储器，任选地具有圆锥形形状。在一些实施方式中，当沿着箭头942施加压力或力时(例如，来自患者头部压靠在坚硬表面上或通过拧紧电极载体700)，可压缩主体部分914可能坍缩，从而减小了内部储器930的体积。压力或力的增加可能会导致流体或凝胶沿着流动路径流动。当向可压下的顶表面施加额外的压力时，导电流体或凝胶通过形成在可压缩主体部分914的底部中的通道或孔940向外流动，从而其可以流到与可压缩主体部分的914的下表面944接触的患者组织上。

一旦通过可压缩主体部分914的下表面中的通道940的整个流动路径充满了导电流体或凝胶，应当理解，存在于流体或凝胶的区域中的生物电流可以被传导至槽内的导电末端918，该导电末端继而可以连接到电载体系统700的背衬704中存在的线或其他导体。线或其他导体与槽内的导电末端918的附接可以以适应电极组装件相对于细长背衬704的旋转的方式进行，如箭头708和图7所示。

图9C示出了根据一些实施方式的电极组装件900的底部的视图。可以将通道或孔940的中心956设置为与下主体部分910的中心偏移一定的距离。箭头952和954共同组成穿过通道或孔940的中心956的圆形上主体部分910的直径。在图示的实施方式中，箭头952可以比箭头954短。通道940可从上主体部分的中心偏移，使得当旋转电极组装件900时，通道的远侧端头可横跨患者皮肤上的圆，与和下主体部分910同心的通道或孔940相比提供了用于摩擦皮肤的扩大的区域。可压缩主体部分的远侧端头可以准备患者皮肤的表面。

可以结合到根据本公开内容的各方面的电极载体系统700中的电极组装件1000、1100和1200的实施方式可以包括用于导电流体或凝胶的外部分配器的适配器。外部分配器可以包括注射器、手动挤压管、辊式挤压管等。

图10A至图10F示出了电极组装件1000，其可以包括与导电流体或凝胶的外部分配器的螺纹接口。图10A示出了耦合至外部分配器的电极组装件。图10B示出了与外部分配器和螺纹适配器解耦合的电极组装件。电极组装件1000可以可移除地耦合到诸如注射器的外部分配器1070。电极组装件1000通常包括下主体部分或基部1010、上主体部分或盖1012，以及一个或多个至少部分可坍缩或可压缩的主体部分1014。在图示的实施方式中，电极组装件1000包括裙状元件1005和1007。裙状元件可以将力从可压缩的主体部分分配到更宽的表面积，这可以增加患者的舒适度。裙状元件1005和1007可以与电极组装件1000的主体部分1010同轴。裙状元件1005和1007可构成大的表面积。这样的表面积可以增加患者皮肤与电极组装件1000之间的接触。另外，这样的表面积可以在导电流体或凝胶与电极组装件之间和/或在导电流体或凝胶与患者皮肤之间提供增加的接触面积。另外，较小的电极组装件1000外形可以减少可能从枕头或床引导通过例如电极组装件到达患者头皮的急性直接压力，并可以增加患者使用时的舒适度。裙状元件可以包括柔性材料。附加地或替代地，裙状元件可以将电极组装件1000固定到电极载体系统700。在其他实施方式中，裙状元件可以可移除地耦合到电极主体。在一些实施方式中，裙状元件可以相对于电极主体被弹簧加载或加载有可弹性压缩的材料，使得裙状元件可以相对于电极主体伸缩。可弹性压缩的材料可以包括热塑性弹性体、橡胶材料、可压缩的泡沫、可压缩的开孔泡沫、基于硅氧烷的材料，仅举几例。

外部分配器可以包括分配流体或凝胶的装置，例如柱塞1074，其可以沿着箭头1076被压下。在替代的实施方式中，可以利用诸如折叠、扭转或挤压的其他致动手段来从分配器1070分配流体或凝胶。在图示的实施方式中，分配器1070包括螺纹接口1072的第一表面(例如，鲁尔接头)，该第一表面可以与对应的第二表面1066一起扭转。第一表面和第二表面可以包括适配器的实施方式，其可以将外部分配器1070耦合到电极组装件1000。其他实施方式可以包括压缩配件、卡扣配件、固定环等。螺纹接口1066的第二表面可以可移除地耦合到电极组装件1000的上主体部分1012。在替代的实施方式中，螺纹接口的第二表面可以相对于上主体部分固定。在一些实施方式中，上主体部分1012和螺纹接口1066可以在制造期间分离并且在初始组装之后固定。在替代的实施方式中，螺纹接口1066可以在两次使用之间是可移除的，以使得能够经由入口孔1024清洁电极组装件1000，如图10B所示。

如图10E所示，螺纹接口1066的第二表面可包括键控或其他配合型特征件，其促进头皮准备，这可能需要增加的直接达到头皮的机械传输力，例如在头皮准备期间使用基于旋转的致动。当使用具有可坍缩、可压缩或可伸缩底表面的电极组装件设计的电极组装件时，在头皮准备过程中增加指向头皮的力可能是有益的，这些设计通常不会对患者的头皮施加太大的力。如图10B所示，上主体部分1012可以包括脊状或纹理化的表面。在一些实施方式中，即使当电极组装件工具没有用于收集电数据时，电极组装件也可以用作旋钮，以允许额外的皮肤准备致动和施加力。

图10C示出了根据一些实施方式的穿过电极组装件1000的切面。如图示的实施方式中所示，上主体部分1012和下主体部分1010可以是刚性的。在图示的实施方式中，可压缩主体部分1014可以是弹性的。电极组装件1000可包括内部容器1030。内部储器1030可以包括导电流体或凝胶。任选地，上主体部分1012可以包括阀1020，以允许外部填充和/或再填充导电流体或凝胶。阀1020可以与适配器1060集成在一起，该适配器可以与螺纹接口1066连接。在一些实施方式中，适配器1060可以是柔性的。在替代的实施方式中，上主体部分可以包括限制器代替阀。另外地或可替代地，当内部储器内部的压力增加时，阀1020可防止凝胶的回流。阀1020可包括鸭嘴阀、十字槽阀、球阀、夹管阀等。出口孔1022可以在填充期间打开，并且在移除外部分配器时关闭。入口孔1024的尺寸和形状可设置成使其与本领域技术人员已知的各种外部分配器(例如，注射器、挤压管等)对接。在一些实施方式中，入口孔1024可以被弹簧加载或以其他方式设置有可弹性压缩的材料，以使得在分配导电流体或凝胶之前，需要将外部分配器推向入口孔1024，从而使无意分配的风险最小化。

内部储器1030可以是如上所述和此处所述的可弹性压缩的储器，任选地具有圆锥形形状。当沿着箭头1042施加压力或力时(例如，从患者头部压靠在坚硬的表面上或通过拧紧电极载体700)，可压缩主体部分1014可能会坍缩，从而减少内部储器1030的体积。当施加额外的压力时，导电流体或凝胶通过形成在可压缩主体部分1014的底部中的通道或孔1040向外流动，从而其可以流到与可压缩主体部分1014的下表面1044接触的患者组织上。

一旦通过可压缩主体部分1014的下表面中的通道1040的整个流动路径填充有导电流体或凝胶，应当理解，存在于流体或凝胶的区域中的生物电流可以被传导至槽内的导电末端1018，该导电末端继而连接到存在于电载体系统700的背衬704中的线或其他导体。线或其他导体与导电末端的附接可以以适应电极组装件相对于细长背衬704的旋转的方式进行，如箭头708和图7所示。

图10D示出了根据一些实施方式的电极组装件1000的底部的视图。可以将通道或孔1040的中心1056设置为与下主体部分1010的中心偏移一定的距离。箭头1052和1054一起组成穿过通道或孔1040的中心1056的圆形上主体部分1012的直径。在图示的实施方式中，箭头1052可以比箭头1054短。通道1040可从上主体部分的中心偏移，使得当旋转电极组装件1000时，通道的远侧端头可横跨患者皮肤上的圆，与和下主体部分1010同心的通道或孔1040相比，提供了用于摩擦皮肤的扩大的区域。可压缩主体部分的远侧端头可以例如通过机械研磨来准备患者皮肤的表面。

图10E示出了根据一些实施方式的耦合至图10A的外部分配器1070的穿过电极组装件1000的切面。外部分配器1070可以包括用于存储导电流体或凝胶的储器。外部分配器1070可以包括致动器1074，例如柱塞，当沿着箭头1076被压下时，致动器1074可以使流体或凝胶被分配到电极组装件1030的储器中。

图10F示出了根据一些实施方式的包括具有螺纹接口1066的适配器的穿通电极组装件1000的切面。在一些实施方式中，适配器1060和螺纹接口1066可以被集成为单个部件；例如，适配器1060和螺纹接口1066可以被集成为单个部件；替代地，适配器1060和螺纹接口1066可以是分开的部件，其可以被压配、胶合或以其他方式可移除或永久地固定。外部分配器1070可通过如箭头1078所示围绕螺纹的轴线旋转而可移除地耦合至电极组装件1000。在一些实施方式中，电极组装件1000可包括内部分隔器1028，该内部分隔器1028可包括开放通道1026，该开放通道可将导电流体或凝胶更均匀地引导到储器1030中。

图11A至图11C示出了根据一些实施方式的电极组装件1100，其可以包括鸭嘴阀以与导电流体或凝胶的外部分配器对接。如图11A所示，电极组装件1100将通常包括下主体部分或基部1110、上主体部分或盖1112，以及一个或多个至少部分可坍缩或可压缩的主体部分1114。上主体部分1112和下主体部分1110可以是刚性的。在图示的实施方式中，可压缩主体部分1114可以是弹性的。阀1120可以允许用导电凝胶重复填充电极以抵消凝胶的蒸发或干燥。另外，在分配了凝胶之后，阀可允许进行额外的皮肤准备，这对于延长收集和使用可能是有益的。

如图11A所示，内部储器1130容纳导电流体或凝胶。上主体部分1112可包括阀1120，以防止导电流体或凝胶的外部填充和/或再填充。附加地或替代地，当内部储器内部的压力增加时，阀1120可以防止凝胶的回流。阀1120可包括鸭嘴阀、十字槽阀、球阀、夹管阀等。出口孔1122可以在填充期间打开，并且在移除外部分配器时关闭。入口孔1124的尺寸和形状可设置成与本领域技术人员已知的各种外部分配器(例如，注射器、挤压管等)对接。在一些实施方式中，入口孔1124可以被弹簧加载或以其他方式设置有可弹性压缩的材料，使得在分配导电流体或凝胶之前，需要将外部分配器推向入口孔1124，从而使无意分配的风险最小化。

内部储器1130可以是如上所述和此处所述的可弹性压缩的储器，任选地具有圆锥形状。当沿着箭头1142施加压力或力时(例如，从患者头部压靠在坚硬的表面上或通过拧紧电极载体700)，可压缩主体部分1114可能会坍缩，从而减少内部储器1130的体积。当施加额外的压力时，导电流体或凝胶通过形成在可压缩主体部分1114的底部中的通道或孔1140向外流动，使得其可以流到与可压缩主体部分1114的下表面1144接触的患者组织上。

一旦通过可压缩主体部分1114的下表面中的通道1140的整个流动路径被导电流体或凝胶填充，应当理解，存在于流体或凝胶区域中的生物电流可以被传导至槽内的导电末端1118，该导电末端继而连接到存在于电载体系统700的背衬704中的线或其他导体。线或其他导体与槽内的导电末端1118的附接可以以适应电极组装件相对于细长背衬704的旋转的方式进行，如箭头708和图7所示。

图11C示出了根据一些实施方式的电极组装件1100的底部的视图。可以将通道或孔1140的中心1156设置为与下主体部分1110的中心偏移一定的距离。箭头1152和1154共同组成穿过通道或孔1140的中心1156的圆形上主体部分1110的直径。在图示的实施方式中，箭头1152可以比箭头1154短。通道1140可以从上主体部分的中心偏移，使得当电极组装件1100旋转时，通道的远侧端头可以横跨患者皮肤上的圆。可压缩主体部分的远侧端头可以准备患者皮肤的表面。

图12A至图12C示出了根据一些实施方式的包括布置在外部分配器上的头皮准备器的电极组装件。电极组装件1200可以包括外部分配器，该外部分配器可以与患者的头皮直接接触以用于直接头皮准备，具有头皮准备表面和特征件以及凝胶递送件。这可以减少电极组装件其余部分的设计要求，可以主要起保持电极、导电凝胶和头皮之间接触的作用。所分配的电极凝胶可以根据需要填充和/或重新填充。另外，电极材料可以例如通过使用海绵、泡沫或软橡胶而具有较小的刚性。

如图12A所示，电极组装件1200将通常包括下主体部分1210和上主体部分1212。上主体部分可以包括上部孔1224，外部分配器1270可以插入上部孔中。外部分配器可以包括用于存储导电流体或凝胶的储器和用于分配流体或凝胶的装置，例如柱塞。在替代的实施方式中，可以利用诸如折叠、扭转或挤压的其他致动手段来从分配器1270分配流体或凝胶。在图示的实施方式中，分配器1270可以包括螺纹接口1272的第一表面(例如，鲁尔接头)，该第一表面可以耦合至适配器1260。适配器1260可以在沿着箭头1268的轴线上可滑动地插入到上部孔中。适配器1260可另外在适配器的远侧端头上包括孔1264，可通过该孔分配导电流体或凝胶。适配器的远侧端头可以另外包括头皮准备表面。适配器沿箭头1269的扭转可致动头皮准备器。

图12B示出了根据一些实施方式的在插入上部孔1224之后图12A的外部分配器和适配器。上部孔可以与下部孔1222流体连通。分配器的储器可以耦合到适配器1260的中央通道，该中央通道可以允许流体或凝胶通过适配器1260的孔1262。下主体部分1210可以包括可以导电的底表面1244。另外，下主体部分可包括空腔或储器1230，其可接收通过下部孔1222分配的流体或凝胶。来自分配器的压力增加可能会导致流体或凝胶沿着流动路径流出分配器并填充储器。流体或凝胶可以从储器1230向外流过主体部分的底部，从而可以流到与下表面1244接触的患者组织上。电极组装件1200可以包括电末端，该电末端继而连接到存在于电极载体系统700的背衬704中的线或其他导体。图12C示出了适配器1260的远侧端头的视图。远侧端头可包括孔1262和头皮准备构件1264。

本公开内容的实施方式提供了准备患者组织以改善电接触的装置。电极组装件的各种实施方式的远侧端头上的细长元件(例如，电极组装件800、900、1000和1100的可压缩主体部分)可以允许通过头皮上存在的患者的毛发进行电接触。在一些实施方式中，这些细长元件可包括多个突起或指状物。任选地，细长元件可包括容纳特征件，用于容纳已经穿过底部开口布置的导电凝胶或流体。图13A至图16C示出了头皮准备器的实施方式1300、1400、1500和1600，其可以用作单独的准备工具或用作电极组装件800、900、1000和1200的可压缩主体部分的示例、实施方式和变型。

头皮准备器用作辅助工具可允许更舒适的电极组装件用于长期穿戴、躺卧使用或更敏感的患者。本公开内容的头皮准备器可以相对于可穿戴式传感器的主体运动。在一些实施方式中，头皮准备可以是相对于电极载体组装件旋转、平移和枢转的一种或多种。头皮准备器可以通过清除可能会破坏头皮导电的皮肤、毛发等来准备头皮。在一些实施方式中，头皮准备器可包括柔性元件以促进患者的舒适度。这样的柔性元件可以提高患者的长期使用的舒适度。在替代的实施方式中，头皮准备器可包括刚性元件。在头皮准备器包括刚性元件的实施方式中，头皮准备器可以可移除地放置在电极载体组装件内。可以使用头皮准备器来准备头皮，然后将其替换为更舒适的电极组装件以长期使用。

图13A至图13B图示了根据一些实施方式的包括头皮准备器1300的电极组装件，该头皮准备器1300可以与外部分配器对接。任选地，在一些实施方式中，头皮准备器1300是电极组装件的实施方式，其可以被集成到本公开内容的电极载体组装件中。图13A示出了包括主体1312和细长元件1314的头皮准备器的仰视图。细长元件1314可以是刚性的、研磨性的，或刚性的和研磨性的。在一些实施方式中，细长元件1314是导电的。在一些实施方式中，细长元件1314包括孔1340，该孔可以流体地耦合至储器。虽然图示的示例示出了每个细长元件中的单个孔。在替代的实施方式中，细长元件可包括多个孔。在一些实施方式中，细长元件可以包括多孔的材料和/或海绵状材料。在细长元件是导电的或包括导电元件的实施方式中，多孔的材料和/或海绵状材料可以增加凝胶和电极之间的接触表面积以增加电接触。储器可以包含导电流体或凝胶。这样的储器可以在头皮准备器的内部，然而，在替代的实施方式中，导电流体或凝胶可包含在外部分配器中，如本文相对于图10A至图10E、图11A至图11C、图12A至图12C和图13A至图13B所述的那些。如本文其他地方所公开的，导电流体或凝胶可以至少部分是研磨性的和/或包括研磨成分。

图13B示出了包括头皮准备器1300的电极组装件的俯视图。头皮准备器1300可包括入口孔1324。入口孔1324的尺寸和形状可被设置成与本领域技术人员已知的多种外部分配器对接，例如注射器、挤压管等。图13B还示出了用于组装件1300的载体1380。载体1380可以可移除地耦合到电极载体组装件和头皮准备器。载体1380包括槽1382。细长元件1314可以被槽或模板元件1382接收。槽可以允许头皮准备器的实施方式相对于载体旋转，该载体可以任选地相对于电极载体组装件固定。在一些实施方式中，入口孔1324可以是弹簧加载的或以其他方式设置有可弹性压缩的材料，以使得在分配导电流体或凝胶之前，需要将外部分配器推向入口孔1324，从而使无意分配的风险最小化。

图14图示了根据一些实施方式的包括头皮准备器1400的电极组装件，该头皮准备器可以与具有皮肤准备表面的外部分配器对接。任选地，在一些实施方式中，头皮准备器1400是电极组装件的实施方式，其可以被集成到本公开内容的电极载体组装件中。图14示出了包括主体1412和外部分配器1464的远侧端头的头皮准备器的仰视图。远侧端头1464可以包括外部分配器的实施方式、变型或示例，该外部分配器包括图12A至图12C的头皮准备表面。主体1412可以任选地包括可以容纳导电流体或凝胶的储器。这样的储器可以在头皮准备器的内部，然而，在替代的实施方式中，导电流体或凝胶可被包含在外部分配器中，如本文相对于图10A至图10E、图11A至图11C、图12A至图12C和图13A至图13B所述的那些。

在一些实施方式中，头皮准备器1400包括底部1420。底部1420可包括细长元件1414。细长元件1414可以是刚性的、研磨性的，或刚性的和研磨性的。在一些实施方式中，细长元件1414是导电的。在一些实施方式中，细长元件1414包括孔1440，孔1440可以流体地耦合到储器。虽然图示的示例示出了每个细长元件中的单个孔。在替代的实施方式中，细长元件可以包括多个孔。在一些实施方式中，细长元件可以包括多孔的材料和/或海绵状材料。在细长元件是导电的或包括导电元件的实施方式中，多孔的材料和/或海绵状材料可以增加凝胶和电极之间的接触表面积以增加电接触。在一些实施方式中，主体1412旋转，同时底部1420运动。在替代的实施方式中，主体1412运动，同时底部1420固定。在一些实施方式中，两个元件一起运动。

图15图示了根据一些实施方式的包括头皮准备器1500的电极组装件，该头皮准备器1500可以与外部研磨元件对接。任选地，在一些实施方式中，头皮准备器1500是电极组装件的实施方式，其可以被集成到本公开内容的电极载体组装件中，例如载体组装件700。在一些实施方式中，头皮准备器1500包括底部1520。底部1520可包括细长元件1514。细长元件1514可以是刚性的、研磨性的，或刚性的和研磨性的。在一些实施方式中，细长元件1514是导电的。在一些实施方式中，细长元件1514包括孔1540，孔1540可以流体地耦合至储器。虽然图示的示例示出了每个细长元件中的单个孔。在替代的实施方式中，细长元件可以包括多个孔。在一些实施方式中，细长元件可以包括多孔的材料和/或海绵状材料。在细长元件是导电的或包括导电元件的实施方式中，多孔的材料和/或海绵状材料可以增加凝胶和电极之间的接触表面积以增加电接触。在一些实施方式中，外部研磨元件1590旋转，同时底部1520运动。外部研磨元件可如箭头1594所示相对于底部运动。在替代的实施方式中，外部研磨元件1590运动，同时底部1520固定。在这样的实施方式中，底部可以如箭头1596所示运动。在一些实施方式中，两个元件一起运动。如本文其他地方所公开的，导电流体或凝胶可以至少部分地是研磨性的和/或包括研磨成分。

图16A至图16C图示了根据一些实施方式的包括可调节结构的电极组装件1600，该可调节结构可另外包括头皮准备元件。任选地，在一些实施方式中，电极组装件1600可以被集成到本公开内容的电极载体组装件中。电极组装件1600可以包括可以是外部的或内部的结构，其可以减小可通过电极主体及其远侧特征件传递到患者头皮的直接力。可调节结构可以增加患者的舒适度。可调节结构可以包括施加可变或恒定力的构造，其可以是弹簧加载的，加载有可以像弹簧一样起作用的弹性可压缩材料(例如，热塑性弹性体、橡胶材料、可压缩泡沫、可压缩开孔泡沫、基于硅氧烷的材料，仅举几例)，和/或可被机械调节的。调节可以适应不同的头部和毛发类型，同时可以允许进行适当的皮肤准备、流体或凝胶施用以及信号采集。

图16A图示了根据一些实施方式的处于升高位置的外视图电极组装件1600。电极组装件1600包括上主体部分1612、下主体部分1620以及连接到下主体部分的多个细长元件1614。电极组装件1600还包括外壳1610，其被配置成相对于主体部分1612和1620从升高位置可滑动地运动到降低位置。电极组装件可以包括锁定装置(例如闩锁)，以将壳体相对于主体部分固定。在图示的实施方式中，示出了两个位置，然而，任选地，壳体的位置可以相对于主体连续地调节。另外，在一些实施方式中，外壳可以包括裙状元件1605。裙状元件可以将力从可压缩的身体部分分配到更宽的表面积，这可以增加患者的舒适度。裙状元件可以包括柔性材料。任选地，裙状元件可以可移除地耦合到电极组装件1600的外壳。在一些实施方式中，裙状元件可以相对于电极组装件1600被弹簧加载或加载有可弹性压缩的材料，使得裙状元件可以相对于电极组装件1600伸缩。可弹性压缩的材料可以包括热塑性弹性体、橡胶材料、可压缩的泡沫、可压缩的开孔泡沫、基于硅氧烷的材料，仅举几例。

图16B和图16C图示了根据一些实施方式的分别处于降低位置和升高位置的电极组装件1600。在图示的实施方式中，上主体部分可以包括内部止动件，以限制主体部分可以升高和降低的范围。主体部分和外壳可以通过扭锁固定或可以不包括锁定特征件。上主体部分1612可以包括入口孔1624，该入口孔可以耦合至本公开内容的外部分配器，以允许导电流体或凝胶的外部填充和/或再填充。任选地，电极组装件1600可以包括可以存储导电流体或凝胶的容器。当例如从外部分配器施加压力时，导电流体可通过形成在电极组装件的底部中的通道或孔向外流动。在一些实施方式中，细长元件1614包括孔1640以允许有导电流体，然而，孔可存在于电极组装件1600的底表面上的其他地方。当施加额外的压力时，导电流体或凝胶可流动到与电极组装件的底部接触的患者组织上。一旦整个流动路径充满了导电流体或凝胶，就可以将电流传导到电极组装件上的末端，该末端继而连接到存在于电极载体系统700的背衬的线或其他导体。

在进一步的实施方式中，电极载体系统可以被配置为头带，如图17所示，并且装配在患者P上。电极载体系统经由导线1716与控制器和/或输出装置1718电连通。在其他变型中，装置1718还可以无线耦合。如果需要，电极组装件14可以包含本文所述的任何电极组装件变型以及任何数目的组合。在图17所示的实施方式中，头带背衬12还可以并入一个或多个基准标记物1710A、1710B，其允许在相机或其他光学成像器1716的视场内对这些标记物1710A、1710B进行视觉追踪。标记物1710A、1710B可以包括任何视觉指示器，在该变型中示出为具有特定形状的高对比度印刷图案，如图所示。在其他变型中，基准标记物1710A、1710B可以包括灯，诸如LED的布置。

虽然示出了两个标记物作为示例，但是额外的标记物可以进一步分布在背衬12的圆周周围以允许更精确的追踪，例如，从而允许在患者的头部H可能以遮住其中一个标记物的方式转动时进行追踪。如所述，在电极载体系统10的使用期间，诸如数码相机的相机或其他光学成像器1716可以定位在患者P附近，使得电极载体系统10和标记物1710A、1710B保持在成像器1716的视场1718内。虽然在该示例中示出了单个成像器1716，但是也可以组合地使用位于不同位置的额外的成像器，以帮助确保电极载体系统10和标记物1710A、1710B始终保持在视场1718中。另外，成像器116可以任选地利用平移和倾斜能力进行机动化，以确保患者P保持在成像器1716的视场1718中。

在电极载体系统10电耦合到控制器和/或输出装置1718的情况下，成像器1716还可以通过线或另一通信链路1720连接到控制器和/或输出装置1718或通过有线或无线通信连接到第二控制器和/或输出装置。以这种方式，控制器1718可以进一步用计算机视觉算法编程，以鉴定患者头部H的位置和定向，使得控制器可以从成像器1716接收标记物信息，以实时确定患者的运动。然后，该信息可以用于伪影排除和诊断目的。例如，标记物1710A、1710B的视觉追踪可以用于确定或确认患者P是否正在经历惊厥发作，特别是确定或确认所检测到的患者脑信号是否是超声波化的(sonified)。

在又一个变型中，作为视觉标记物的替代，电极载体系统10可以并入附接在背衬12内或沿着背衬12附接的一个或多个加速度计1810，如图18所示。一个或多个加速度计1810可以包括足够灵敏以检测患者头部的运动的三轴加速度计装置。该数据可以经由导线1816传输到控制器和/或输出装置1818，以进行处理以确定患者的运动以及运动伪影排除。如果检测到的加速度超过预定阈值，则这可能是对控制器的指示符，即，可以将这些运动伪影排除在考虑之外，以防止从其他检测到的数据中包含伪影噪声。

电极载体系统10可以与本文所述的电极的任何组合一起使用，例如相对于图8A至图13C所述，并且还可以与光学运动检测或加速度计监视任意组合使用。在其他变型中，如果需要，光学运动检测和加速度计监视可以组合在一起使用。

本公开内容提供了使用本文所述的电极载体系统和电极组装件连续监视受试者的方法。这样的方法可以包括将电极载体组装件放置在患者皮肤附近，该电极载体组装件包括一个或多个电极组装件并且任选地包括头皮准备器。方法可以包括适应电极组装件相对于电极载体系统的运动以清除毛发或皮肤中的一种或多种。任选地，使用方法可以适应头皮准备器的运动，该头皮准备器可以是辅助工具或集成到电极组装件中。使用方法可包括将导电流体或凝胶分配到患者皮肤上。分配导电流体或凝胶可以任选地包括使用外部分配器。导电流体或凝胶可以进一步为至少部分研磨性的。使用方法可包括收集电信号，例如作为EEG传感器、EKG传感器或EMG传感器中的一种或多种的一部分。方法可以包括连续监视受试者一段时间，该时间可以是1秒、10秒、30秒、1分钟、10分钟、30分钟、1小时、6小时、12小时、1天、3天、1周、2周、1个月、6个月、1年以及任选地由上述任意两个数值之间的范围定义的时间段。

尽管已经在本文中示出和描述了本发明的优选实施方式，但是对于本领域技术人员而言容易理解的是，这些实施方式仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员现将想到许多变型、改变和替换。应该理解的是，本文描述的本发明的实施方案的各种替代方案可以用于实施本发明。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。