无创可穿戴脑接口系统技术方案

一种示例性无创可穿戴脑接口系统包括头戴式设备和多个独立的光电检测器单元，所述头戴式设备被配置为被穿戴在用户的头部上，所述多个独立的光电检测器单元被配置为能移除地附接到所述头戴式设备。所述光电检测器单元各自包括多个光电检测器，所述多个光电检测器被配置为在光的光子从所述用户的脑内的目标反射之后检测所述光子。所述脑接口系统还包括主控制单元，所述主控制单元通过多条电线被通信地耦合到所述光电检测器单元中的每个光电检测器单元并被配置为控制所述光电检测器单元，所述主控制单元包括输入电源端口，所述输入电源端口被配置为连接到电源线，所述电源线从电源向所述主控制单元和所述光电检测器单元提供电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无创可穿戴脑接口系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月31日提交的PCT国际申请PCT/US18/58580的优先权，该申请要求于2018年7月31日提交的美国专利申请US16/051462的优先权，该申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年5月17日提交的美国临时专利申请US62/673065和于2018年6月20日提交的美国临时专利申请US62/687659的优先权。通过引用将这些申请各自以其整体并入本文。
技术介绍
对于医学诊断、成像、神经工程、脑-计算机接口以及各种其他诊断和与消费者有关的应用来说，检测脑中的神经活动是有用的。例如，可能期望检测患者的脑中的神经活动，以确定脑的特定区域是否受到血液冲洗减少、出血或任何其他类型的损害的影响。作为另一示例，可能期望检测用户的脑中的神经活动并将检测到的神经活动通过计算解码成能够用于(例如通过控制计算机屏幕上的光标，更改电视上的频道，打开灯等)控制各种类型的消费者电子器件的命令。能够检测单个光子(即，单个光能粒子)的光电检测器是能够用于检测脑内神经活动的无创检测器的示例。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无创可穿戴脑接口系统，包括：/n头戴式设备，其被配置为被穿戴在用户的头部上；/n多个独立的光电检测器单元，其被配置为能移除地附接到所述头戴式设备，所述光电检测器单元各自包括多个光电检测器，所述多个光电检测器被配置为在光的光子从所述用户的脑内的目标反射之后检测所述光子；以及/n主控制单元，其通过多条电线被通信地耦合到所述光电检测器单元中的每个光电检测器单元并被配置为控制所述光电检测器单元，所述主控制单元包括输入电源端口，所述输入电源端口被配置为连接到电源线，所述电源线从电源向所述主控制单元和所述光电检测器单元提供电力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180517 US 62/673,065;20180620 US 62/687,659;20181.一种无创可穿戴脑接口系统，包括：
头戴式设备，其被配置为被穿戴在用户的头部上；
多个独立的光电检测器单元，其被配置为能移除地附接到所述头戴式设备，所述光电检测器单元各自包括多个光电检测器，所述多个光电检测器被配置为在光的光子从所述用户的脑内的目标反射之后检测所述光子；以及
主控制单元，其通过多条电线被通信地耦合到所述光电检测器单元中的每个光电检测器单元并被配置为控制所述光电检测器单元，所述主控制单元包括输入电源端口，所述输入电源端口被配置为连接到电源线，所述电源线从电源向所述主控制单元和所述光电检测器单元提供电力。


2.根据权利要求1所述的脑接口系统，还包括被配置为生成所述光的光源。


3.根据权利要求2所述的脑接口系统，其中，所述光源包括所述光电检测器单元中的每个光电检测器单元中包括的个体光源。


4.根据权利要求2所述的脑接口系统，其中，所述光源被包括在所述主控制单元中。


5.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中：
所述头戴式设备包括多个切口；并且
所述光电检测器单元被配置为适配在所述切口内。


6.根据权利要求5所述的脑接口系统，其中，所述多个切口中包括的每个切口被刚性环包围，所述刚性环被嵌入在所述头戴式设备内并被配置为便于将所述光电检测器单元附接到所述头戴式设备。


7.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中：
所述头戴式设备包括多个突起，并且
所述光电检测器单元被配置为附接到所述突起。


8.根据权利要求7所述的脑接口系统，其中，每个突起包括刚性环，所述刚性环被配置为便于将所述光电检测器单元附接到所述头戴式设备。


9.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述电线在所述头戴式设备的材料内至少部分地从所述光电检测器单元隧穿到所述主控制单元。


10.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述主控制单元位于所述头戴式设备内。


11.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述主控制单元被配置为被从所述用户的所述头部脱掉。


12.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述电源被配置为被从所述用户的所述头部脱掉。


13.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述电源被配置为被穿戴在所述用户的肩膀上或者被穿戴在所述用户的腰部上。


14.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述主控制单元通过指导每个光电检测器单元的所述光电检测器检测所述光的所述光子来控制所述光电检测器单元。


15.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述头戴式设备由带檐帽、无檐小便帽、头盔或头带来实施。


16.根据权利要求1所述的脑接口系统，其中，所述多个光电检测器中包括的光电检测器包括：
单光子雪崩二极管(SPAD)；以及
电容器，其被配置为：
当所述SPAD处于装备解除状态时，利用通过电压源施加的偏置电压来充电，并且
当所述SPAD被置于装备状态时，将所述偏置电压供应给所述SPAD的输出节点，使得所述SPAD两端的电压大于所述SPAD的击穿电压。


17.根据权利要求16所述的脑接口系统，其中，当所述电容器与所述电压源断开时，所述电容器将所述偏置电压供应给所述SPAD的所述输出节点。


18.根据权利要求16所述的脑接口系统，其中，所述光电检测器还包括：
额外的电压源，其被连接到所述SPAD的输入节点并被配置为在所述输入节点处供应反向偏置电压，所述反向偏置电压的幅值等于或小于所述SPAD的所述击穿电压，其中，所述电压源被配置为选择性地连接到所述电容器以利用所述偏置电压对所述电容器充电，所述偏置电压是幅值小于由所述额外的电压源供应的所述反向偏置电压的幅值的过量偏置电压；以及
开关配置，其被配置为通过当所述电容器被所述过量偏置电压充电时并且当所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·多瓦莱，R·金，J·达勒，H·卡特纳尼，R·菲尔德，
申请(专利权)人：HI有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US