[发明专利]模块化耳部传感系统

说明书

本技术提供了一种模块化耳部传感系统，其可用于多种应用中的生物特征传感。传感系统包括听筒模块和电子模块。听筒模块包括壳体和一个或多个电极，该一个或多个电极具有沿着壳体外表面的触点。听筒模块具有被配置为至少部分插入耳道的第一端部和可释放地耦合到电子模块的第二端部。听筒模块和电子模块之间的耦合被配置为使听筒模块和电子模块之间能够相对移动(例如，平移和/或旋转)，同时保持听筒模块和电子模块的电极之间的电连接。

相关申请交叉引用

本申请要求于2020年7月20日提交的标题为“磁性附接的导电电极”的美国临时申请号63/053,802的优先权，其公开内容在此通过引用整体并入本文。

背景技术

可穿戴传感器已被用于检测生物信号，例如脑电图(EEG)信号，心电图(ECG)信号，等等。在许多应用中，希望在几天到几周内记录这种生物信号。这些信号可用于医疗目的(例如，诊断传感和/或治疗刺激)或非医疗目的(例如，脑控制接口)。过去，已经佩戴带有传感器的帽子来捕获EEG信号。这些帽子可以通过多个数据通道获取输入。然而，长时间戴帽子可能会很麻烦和不舒服(例如，睡觉过夜)或社交尴尬(例如，在一些办公室环境或正式社交聚会中)。获得高质量的信号也可能很困难，因为浓密的头发或疤痕组织会干扰信号检测。入耳式传感器，例如使用定制模制化的听筒，也已被考虑并克服了传感器帽子的几个缺点。不幸的是，即使是定制的入耳式传感器组件也会面临多种难题，包括提供安全舒适地维持在耳朵中的稳定布置。其他难题可以包括信号传导性差，部分或完全阻挡环境声音，以及昂贵和劳动密集型的制造技术。

概述

本技术涉及模块化耳部传感系统，其可用于传感，记录，和/或处理生理信号，例如生物特征(例如，对于例如，心率，血氧，和/或呼吸速率监测的光体积描记(PPG)传感)。传感系统可用于其他类型的生物信号检测，例如监测和记录EEG信号，ECG信号等，以及人机界面。传感系统可以包括被配置为接收生理信号的入耳式听筒模块(例如，顺应性(compliant)插入元件)和被配置为包含用于记录和/或处理生理信号的电子器件的电子模块(例如，传感器主体)。听筒模块具有壳体和一个或多个电极，该一个或多个电极具有沿着壳体外表面的至少一部分的触点。听筒模块的壳体具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，并且壳体被配置为沿第一端部至少部分插入耳道。第二端部可释放地耦合到电子模块。例如，听筒模块或电子模块中的一个可以包括金属耦合板，而听筒模块或电子模块中的另一个可以包括磁体以将听筒模块和电子模块磁性耦合在一起。在一些实施例中，听筒模块具有金属耦合板，且电子模块具有环形磁体。在一些实施例中，听筒模块具有带有一种极性的磁体，且电子模块具有带有一种相对极性的磁体。

这种布置使得在听筒模块和电子模块之间能够相对运动，例如旋转，同时保持由听筒模块携带的电极和电子模块的部件之间的电连接。例如，听筒模块可以具有信号收集组件(例如，存储器)和信号处理组件(例如，微处理器)。听筒模块和/或电子模块还可以包括附加的传感器。

第一和第二耦合元件的配置使得能够快速更换听筒模块，例如改变听筒模块的大小，改变电极配置，用于维修或清洁等。它还能够交换电子模块，从而可以选择不同的电子模块，为电池充电，将数据下载到板外处理系统等。

根据本技术的多个方面，耳部传感系统包括听筒模块(例如，插入元件)和电子模块(例如，传感器主体)。听筒模块具有壳体，第一耦合元件(例如，耦合板)和至少一个电极。壳体包括配置为至少部分插入耳道的第一端部和与第一端部相对的第二端部。第一耦合元件可以是固定在壳体第二端部的金属耦合板。电极被布置为沿着第一端部和第二端部之间的壳体。电子模块在其第一侧具有第二耦合元件，该第二耦合元件可以是环形磁体，该环形磁体被配置为磁性耦合到限定第一耦合元件的金属耦合板。听筒模块的第一耦合元件与电极电耦合，并被配置为通过第二耦合元件将电信号从电极传递到电子模块。在一些实施例中，信号不是通过第一和第二耦合元件从电极传输到电子模块，而是可以通过听筒模块和电子模块上的与第一和第二耦合元件分离的第一和第二电触点分别传输信号。例如，听筒模块和电子模块还可以包括压缩触点，这些触点通过第一和第二耦合元件施加的力相互接触。