[发明专利]一种在颅骨上构建的智能交互平台

说明书

本发明涉及一种在颅骨上构建的智能交互平台，包括颅骨替代支撑组件和集成于颅骨替代支撑组件上的多模联运的颅上实验室和中央片上系统。本发明重视并有效利用了颅骨这一重要结构，将多模联运的颅上实验室和中央片上系统集成在了颅骨替代支撑组件上，一方面有助于降低手术难度和减小脑组织创伤，相比于脑内植入来说颅骨上允许安装更大面积的电路系统，减小了芯片的小型化的压力；另一方面，该平台能够辅助实现脑部与外界的光声电等多种信息的智能交互和物质输运。此外该平台也可以作为信息处理和控制中心与人工视觉系统、可穿戴设备或其它外部设备进行通讯。

技术领域

本发明涉及脑-机交互技术领域，具体为一种在颅骨上构建的智能交互平台。

背景技术

脑-机交互技术，是在大脑和计算机或其他外部设备之间建立一条全新的交互通道，并通过它实现和外部的信息交流和物质输送。作为当前最活跃的研究方向之一，脑-机交互技术对于生物医学、神经康复、智能机器人和人工视觉等领域具有重要的研究意义和巨大的应用潜力，因此，近年来脑-机交互技术得到了飞速发展，陆续发展出了多种侵入式和非侵入式的脑-机交互装置。非侵入式的脑-机交互装置存在精度低的问题、有线的脑-机交互装置存在线路繁杂的问题而全植入式无线脑-机交互系统存在对脑组织创伤大且脑-机交互芯片小型化困难的问题。因为与大脑实现信息交互和物质传输需要跨越颅骨这一重要的结构，而目前的脑-机交互技术主要在颅骨内和颅骨外，没有重视并有效利用颅骨这一结构。

发明内容

为了克服现有脑-机交互技术的局限性，本发明提供一种在颅骨上构建的智能交互平台，用于大脑与外部的信息交流和物质传输。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种在颅骨上构建的智能交互平台，包括可固定于颅骨上的颅骨替代支撑组件和集成安装于所述颅骨替代支撑组件上的多模联运的颅上实验室和中央片上系统；

所述多模联运的颅上实验室包括神经电极、神经传感器、超声窗口、微流控系统、光学窗口和微型显微镜，其中，所述神经电极用于感知脑部的神经电信号，所述神经传感器用于感知脑部的温度信号，所述微型显微镜用于观察脑部，所述微流控系统用于将物质传输至大脑内部或从大脑获取物质进行化学检测和分析，所述超声窗口用于辅助或增强超声成像，还用于辅助或增强聚焦超声治疗，所述光学窗口用于直接观察脑部状态，还用于进行各类光学刺激；

所述中央片上系统包括中央处理模块、图像处理模块、语音处理模块、存储模块、传输模块、脑机接口芯片模块、传感器模块和储能模块，其中，所述存储模块的作用是存储接收到的信息以便其它各模块和体外辅助设备调用，所述传输模块的作用是按照约定的规则传输从各模块或体外辅助设备中接收的信息，所述储能模块的作用是为整个智能交互平台提供电源，保证整个智能交互平台中所有电路系统的正常工作，所述传感器模块的作用是从外界获取传感信息，以辅助其它各个模块工作；所述图像处理模块用于处理图像信息，并将经处理的图像信息通过传输模块传输至对应的体外图像显示设备进行显示，和/或，传输至中央处理模块，由中央处理模块按照约定的规则实时处理编码为控制信号，和/或，传输至存储模块存储进行存储；所述语音处理模块用于处理语音信息并通过传输模块传输至存储模块存储，和/或，传输至中央处理模块，由中央处理模块按照约定的规则实时处理编码为控制信号；所述脑机接口芯片模块用于处理从与之建立了通讯的神经电极、神经传感器或微流控系统接收到的脑部的温度信号、电信号或化学信号，将处理后的信号经所述传输模块传输至存储模块存储，和/或，传输至所述中央处理模块，由所述中央处理模块按照约定的规则进一步处理编码为控制信号，还用于从根据中央处理系统或体外辅助设备的控制产生光和电信号传输至所述神经电极和神经传感器中对大脑进行刺激。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述一种在颅骨上构建的智能交互平台通过脑电信号、图像、语音三种信号单独或协同来控制其运作与否。

进一步，所述一种在颅骨上构建的智能交互平台可以拆卸和更换。