Sistema de medida de electroencefalogramas.

Sistema de medida de electroencefalogramas en el que se desacopla la posición de los electrodos (2) y la presión ejercida sobre dichos electrodos (2) mediante una estructura de posicionamiento (3) que determina la posición de los electrodos (2) sobre la cabeza de un usuario (1),

y unas elementos de tensionado (4), tales como cuerdas, que inducen presión en los electrodos (2) al ser tensados.

Sistema de medida de electroencefalogramas.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere al campo de la medida de señales biológicas a través de electrodos, y más concretamente a un sistema de sujeción y posicionamiento de electrodos para electroencefalogramas.

Antecedentes de la invención

Un electroencefalograma (EEG) es un registro de la actividad bioeléctrica cerebral de un usuario, típicamente medido a través de una pluralidad de electrodos que actúan como sensores al entrar en contacto con el cuero cabelludo de dicho usuario. Además de la actividad cerebral, este tipo de medidas bioeléctricas puede incluir también señales eléctricas generadas por los movimiento oculares (electrooculograma, EOG) o por los músculos (electromiograma, EMG). La detección de este tipo de señales mediante sensores puede ser aplicada con diversos propósitos, como por ejemplo, para diagnóstico y tratamiento de enfermedades como la epilepsia; para sistemas de entrenamiento cognitivo mediante neuroretroalimentación (en inglés, neurofeedback, y también conocido como neurorealimentación y neuromodulación); o para sistemas de seguimiento de los movimientos oculares, entre otros.

Para que las medidas que conforman un EEG sean correctas, es necesario que cada uno de los electrodos esté correctamente posicionado en la región del cráneo adecuada, y que todos los electrodos realicen contacto sobre el cuero cabelludo. Para ello es necesario realizar una presión oportuna sobre cada electrodo. Si la presión es insuficiente, los electrodos no hacen un buen contacto con la superficie de medida, y la señal detectada es incorrecta o inutilizable. Si la presión es excesiva, el sistema puede llegar a resultar incómodo o doloroso para el usuario.

Existen en el estado de la técnica una gran variedad de sistemas de medida de EEG que permiten posicionar una pluralidad de electrodos sobre distintos puntos de la cabeza del usuario. Una de las principales alternativas consiste en el uso de un gorro fabricado con un tejido ligeramente elástico que abarca la superficie de la cabeza, como por ejemplo el

presentado por WO 2000/27279 A1. Los electrodos se distribuyen a lo largo de la superficie del gorro, con el fin de cubrir distintas regiones craneales, pudiendo realizarse la medida de señales eléctricas directamente por contacto con el cuero cabelludo o utilizando una sustancia conductora. La presión ejercida por los sensores hacia la piel del usuario queda por lo tanto determinada únicamente por la presión ejercida por la tela del gorro. Para fijar la posición del gorro y la tensión ejercida sobre el mismo, este tipo de sistemas de medida suelen incorporar tiras de sujeción ajustables que se fijan debajo del mentón o a una cinta situada en el pecho o abdomen del usuario. Por lo tanto, la fuerza ejercida sobre los sensores es común a todos ellos, ya que sólo puede ajustarse mediante la tensión de las tiras de sujeción, que afectan a la totalidad del tejido, y por lo tanto a todos los sensores. Esto puede suponer un problema a la hora de realizar la medida, ya que al no poder ajustar individualmente la presión de cada sensor, puede haber sensores cuya presión no sea adecuada, y por lo tanto su contacto y capacidad para conducir las señales eléctricas no sea el correcto. Este hecho es especialmente crítico en el caso de sensores que no utilizan sustancias conductoras para favorecer la medida.

Algunos sistemas de medida basados en gorros solucionan parcialmente este problema mediante orificios roscados en los que se enroscan sensores que tendrán también el perfil roscado (como los tornillos). El ajuste de los sensores se realiza en dos pasos. En primer lugar, el gorro se adapta a la morfología de la cabeza al tirar de los elementos de sujeción. Posteriormente, los sensores se colocan en los orificios, y su presión se ajusta roscándolos en dichos orificios. La limitación de estas estructuras es que la fuerza máxima que se puede ejercer sobre cada sensor depende simultáneamente del ajuste del gorro en la morfología de la cabeza y de la fuerza con la que es ajustado. Esto limita la presión en cada punto del gorro donde se coloca el sensor, dado que si el tamaño del gorro no es el óptimo para la cabeza, habrá sensores en los que no se ejercerá presión alguna independientemente del sistema de roscado en el orificio. Por otro lado, dado que la presión máxima que cada sensor ejerce sobre la cabeza del usuario depende de la fuerza con la que el gorro es ajustado, ésta puede no ser suficiente para garantizar un buen contacto. Como consecuencia, con este sistema no es posible garantizar un buen contacto de todos los sensores de manera independiente al ajuste del gorro a la morfología de las cabezas de los usuarios.

Otras soluciones, como las propuestas por US 2010/0041962 A1, WO 2008/109694 A1, y US 2010/0041962, presentan diversas estructuras de posicionamiento diseñadas para posicionar los sensores y ejercer presión sobre los mismos simultáneamente. La limitación

de estos sistemas es que la presión que ejerce cada sensor sobre la cabeza depende exclusivamente de la morfología de la estructura de posicionamiento y del tamaño de la cabeza del usuario. Por lo tanto, la presión sobre cada sensor no es ajustable de manera individual e independientemente de la posición, lo que imposibilita garantizar que todos los sensores hagan un buen contacto para todo usuario mientras están colocados en el sitio correcto. Adicionalmente, estas estructuras constan habitualmente de un número reducido de sensores, siendo dicho número difícilmente escalable.

CN 87,208,913 U y CN 2,275,430 U presentan dos ejemplos de sistemas de medida de EEG en los que los electrodos se distribuyen en una red de ramas construidas con materiales elásticos. Si bien en el último caso las posiciones relativas de las ramas son configurables, en ambos sistemas la presión ejercida por todos los sensores viene determinada por la tensión de dos únicos elementos de fijación situados en los laterales de la cabeza del usuario. En definitiva, la presión sobre cada sensor no puede ser elegida individualmente, dado que depende de la morfología de la estructura de soporte y del tamaño de la cabeza del usuario simultáneamente.

CN 2,148,534 U presenta una alternativa similar, en la que la estructura de soporte está formada por una red de ramas elásticas, la cual presenta nodos situados en los cruces entre ramas que actúan como electrodos. La posición de los nodos puede modificarse transversal y longitudinalmente a lo largo de las ramas elásticas. Las ramas que recorren la cabeza transversalmente convergen en unos elementos fijos situados en los laterales de la cabeza del usuario. Cada una de dichas ramas laterales tiene un punto independiente de fijación a dichos elementos fijos, lo que permite controlar la tensión en cada una de estas ramas individualmente. Sin embargo, los medios de posicionamiento y de generación de la tensión en la rama (y por ende de presión de los electrodos sobre el cuero cabelludo) están acoplados, de modo que al modificar la tensión sobre una rama, se modifica la posición de un electrodo. Así mismo la modificación de la presión sobre un electrodo afecta a la posición y presión de los electrodos adyacentes (no sólo los de la misma rama sin la de las ramas contiguas). De la misma manera, si se modifica la posición de un electrodo, se afecta a la presión de dicho electrodo pero también a la posición y presión de los electrodos en ramas adyacentes.

Existe por lo tanto en el estado de la técnica la necesidad de un sistema de medida de electroencefalogramas que permita ajustar individualmente la presión ejercida por cada electrodo sobre el cuero cabelludo, de forma independiente de la posición de dicho electrodo

y que no afecte a los electrodos adyacentes. Es decir, que sea posible modificar de forma desacoplada la presión y la posición de un electrodo, y que al cambiar cualquiera de estas variables no influyan sobre la presión ni sobre la posición de ningún otro electrodo.

Descripción de la invención

La presente invención soluciona los problemas anteriormente descritos mediante un sistema de medida de electroencefalogramas en el que se desacoplan los medios de posicionamiento de los electrodos y los medios que determinan la presión ejercida por dichos electrodos sobre la cabeza del usuario. El sistema comprende al menos un electrodo adaptado para medir señales biológicas de carácter eléctrico al entrar en contacto con el cuero cabelludo o piel del usuario, es decir, al menos un electrodo para medida de electroencefalogramas (pudiendo incluir electrooculogramas y electromiogramas). Para que la medida realizada por el electrodo sea correcta, dicho electrodo...

1. Sistema de medida de electroencefalogramas que comprende:

- al menos un electrodo (2) adaptado para medir señales biológicas de carácter eléctrico cuando dicho electrodo (2) está en contacto con la cabeza de un usuario

(1);

- una estructura de posicionamiento (3) adaptada para fijar la posición del al menos un electrodo (2) en una posición sobre la cabeza del usuario (1);

caracterizado porque comprende además:

- medios de presionado (4) de estructura alargada y flexible, dispuestos en contacto con el al menos un electrodo (2), estando los medios de presionado (4) adaptados para inducir una presión (P) del al menos un electrodo (2) hacia la cabeza del usuario (1) al ser sometidos dichos medios de presionado (4) a una fuerza de tracción (T), y siendo la posición del electrodo (2) fijada por la estructura de posicionamiento (3) independiente de la fuerza de tracción (T) ejercida sobre los medios de presionado (4);

- medios de tensionado (5) adaptados para controlar la fuerza de tracción (T) ejercida sobre los medios de presionado (4).

2. Sistema según la reivindicación anterior caracterizado porque la estructura de posicionamiento (3) comprende al menos una rama (6) que se adapta a la morfología de la cabeza, y teniendo cada rama (6) al menos un electrodo (2) fijado y guiando cada rama (6) al menos un medio de presionado (4).

3. Sistema según la reivindicación 2 caracterizado porque cada rama (6) es un conducto hueco en cuyo interior está dispuesta al menos un medio de presionado

(4).

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3 caracterizado porque al menos una rama (6) comprende una pluralidad de electrodos (2), estando cada electrodo (2) fijado a un medio de presionado (4) independiente.

5. Sistema según la reivindicación 1 caracterizado porque la estructura de posicionamiento (3) comprende una tela (7) sobre la que están fijados un conjunto de electrodos (2), y la cual está adaptada para cubrir una región de la cabeza del usuario (1), comprendiendo dicha tela (7) unos medios de guiado (8) adaptados para guiar los medios de presionado (4).

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos un medio de presionado (4) induce una presión (P) hacia la cabeza del usuario (1) simultáneamente sobre una pluralidad de electrodos (2).

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la posición del al menos un electrodo (2) es móvil a lo largo de de la estructura de posicionamiento (3), pudiendo dicha posición ser fijada mediante unos medios de fijación.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de presionado (4) son elásticos.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la estructura de posicionamiento (3) es una estructura deformable por flexión, y con una deformación por tracción menor a la deformación por tracción de los medios de presionado (4).

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de tensionado (5) son tancas con una primera posición que permite el paso de los medios de presionado (4) y una segunda posición que fija la fuerza de tracción (T) ejercida sobre los medios de presionado (4).

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque los medios de tensionado (5) son un sistema de engranajes cuya rotación determina la fuerza de tracción (T) ejercida sobre los medios de presionado (4).

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque los medios de presionado (4) comprenden un material deformable mediante corriente eléctrica, y porque los medios de tensionado (5) son medios de control de corriente eléctrica.