CN105682548A - 具有神经频率检测系统的眼科镜片 - Google Patents

Abstract

本申请整体涉及眼科装置，例如接触镜片(100)或眼内镜片，所述眼科装置能够监测神经频率并使它们所测量的频率与特定的脑活动/功能相互关联。在一些实施方案中，特定于眼科装置的使用者的特征图可被预先编程以根据使用者定制脑活动/功能特征图。基于根据所述相关性测定的脑活动/功能，可生成信号以向使用者提供反馈(440)。信号可以一种或多种形式传送到使用者。例如，信号可被输出到与眼科装置无线通信的无线装置，和/或通过由声学元件投射的听觉信号，和/或使用光子发射器投射的视觉信号，这些均可被包括在眼科装置中。

Description

具有神经频率检测系统的眼科镜片

技术领域

本发明描述了具有神经频率检测系统的通电眼科装置，并且更具体地，描述了形成眼科装置的部分且被配置成使测得的频率与和脑功能和/或活动相关联的所识别的预定频率图案相互关联的神经频率检测系统。

背景技术

传统上，眼科装置(诸如接触镜片、眼内镜片或泪点塞)包括具有矫正、美容或治疗性能的生物相容性装置。例如，接触镜片可提供以下中的一种或多种：视力矫正功能、美容增强作用和治疗效果。每种功能由镜片的物理特性提供。将折射性能结合到镜片中的设计可提供视力矫正功能。掺入镜片中的颜料可提供美容增强作用。掺入镜片中的活性剂可提供治疗功能。无需使镜片进入通电状态中即可实现这些物理特性。眼科装置传统上已为无源装置。

最近已描述基于通电眼科插入物的新型眼科装置。这些装置可利用通电功能来对有源光学部件供电。例如，可佩戴镜片可结合镜片组件，该镜片组件具有电子可调节焦距，以增强或提高眼睛的性能。

此外，随着电子装置持续发展并小型化，变得越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴的或可嵌入的微电子装置。例如，在一个不相关的领域中，通过频率分析研究脑活动已有了迅速的发展。通常在这些研究中，研究人员将电极放置在头皮上并测量由神经元产生的脑波。测得的脑波被用于识别图案并使它们与由特定的脑活动/功能引起的特定的脑波频率相互关联。已被探索成监测脑功能/活动并记录脑波数据的技术中的一些包括脑皮层电图学和脑电图学。使用这些技术，例如，研究人员已能够监测带有创伤性损伤的患者，及癫痫和睡眠研究对象的意识。

随着时间的推移，频率识别软件也已得到改善。例如，在语音识别软件中，软件可仅用某些字词的限制的事先分析推导特定的人正说的内容。那些字词的特定的预先记录的频率可用于推导另外的频率/字词，而不必预先记录那些另外的频率/字词。因此，随着频率识别软件和脑波研究技术和研究的快速发展，期望的是想出可用于以可用的方式分析并监测脑波的新型装置和相关联的方法。

发明内容

前述内容很大程度上需要用本发明来满足，其中，在一个方面，公开了一种具有神经频率检测系统的通电眼科装置。神经频率检测系统可用于根据由脑波图案的分析而确定的所识别的脑活动/功能来监测并向使用者提供警报。

根据本公开的一些方面，公开了具有神经频率检测的眼科装置。眼科镜片可包括介质插入物，所述介质插入物包括前弯曲弓形表面和后弯曲弓形表面，其中前弯曲弓形表面和后弯曲弓形表面形成能够容纳能量源的腔体，所述能量源的尺寸被设计成与在所述腔体内的区域相一致。能量源可与控制器电连接并能够使其通电，所述控制器包括与存储软件代码的数字介质存储装置数字通信的计算机处理器、与处理器逻辑通信且还与通信网络逻辑通信的发射器，和软件，所述软件能够在要求时执行并与处理器一起操作以：通过通信网络从一个或多个能够测量神经频率并通过通信网络发送一个或多个测得的神经频率的传感器接收信号，并使用在介质存储装置中预先记录的数据使一个或多个测得的神经频率与脑功能/活动相互关联。

在本公开另外的方面，公开了使用眼科装置来检测脑活动的方法。该方法包括：提供具有神经频率检测系统的包括能量源的眼科装置，所述能量源与控制器电连接并且能够使其通电，所述控制器包括计算机处理器、数字介质存储装置和发射器，所述发射器与所述处理器逻辑通信且还与通信网络逻辑通信；在数字介质存储装置中记录用于多个脑功能的神经频率特征图；通过通信网络从一个或多个能够测量神经频率并通过通信网络发送一个或多个所测量的神经频率的传感器接收信号；以及使用在介质存储装置中的所述预先记录的数据使一个或多个测得的神经频率与脑功能相互关联。

在本公开另外的方面，检测脑活动的方法可包括提供具有神经频率检测系统的包括能量源的眼科装置，所述能量源与控制器电连接并能够使其通电，所述控制器包括计算机处理器、数字介质存储装置和发射器，所述发射器与处理器逻辑通信且还与通信网络逻辑通信；通过通信网络从一个或多个能够测量神经频率并通过通信网络发送一个或多个测得的神经频率的传感器接收信号；以及使一个或多个测得的神经频率与脑功能相互关联。

附图说明

通过下述内容，本发明优选实施方案的更具体描述，如附图所示，本发明的上述内容及其它特征和优点将显而易见。

图1是根据本公开的方面的包括光学器件和神经频率检测系统两者的第一示例性通电眼科装置的图解示意图；

图2是根据本公开的方面的包括光学器件和神经频率检测系统两者的第二示例性通电眼科装置的图解示意图；

图3是根据本公开的方面的实现神经频率检测系统的堆叠芯片集成部件介质插入物的示例性横截面的示意图；

图4是可包括在本公开的实施方案中的示例性部件的示意图；

图5是可用于实现本公开的一些方面的控制器的示意图；

图6是根据本公开的方面的用于检测脑波频率的神经频率检测系统的示例性示意图；

图7是根据本公开的方面的神经频率检测系统的另一示例性电路示意图；以及

图8示出根据本公开的方面的可用于实现眼科装置的神经频率检测系统的示例性方法步骤。

具体实施方式

现在将参考附图描述本公开，其中类似的标识号表示类似的部件。

可通过描述耦合、密封、附接和/或接合在一起的部件来示出所公开的眼科装置和方法的各个方面。如本文所用，术语“耦合”、“密封”、“附接”和/或“接合”用于指示两个部件之间的直接连接或者适当情况下的彼此之间通过居间或中间部件的间接连接。相比之下，当部件被称为“直接耦合”、“直接密封”、“直接附接”、和/或“直接接合”到另一个部件时，不存在居间元件。

诸如“下部”或“底部”、以及“上部”或“顶部”之类的相对术语在本文中可用于描述在附图中示出的一个元件与另一个元件的关系。应当理解，相对术语旨在涵盖除附图所描绘的取向之外的不同取向。以举例的方式，如果附图所示的示例性眼科装置的若干方面被翻转，则被描述为在其它元件的“底”侧上的元件将取向成在其它元件的“顶”侧上。术语“底部”因此可涵盖“底部”或“顶部”两者的取向，这取决于设备的具体取向。

可参考一个或多个示例性实施方案来示出具有神经频率检测系统的眼科装置的各个方面。如本文所用，术语“示例性”是指“用作示例、例子或例证”，并且不应必须理解为是优选的或优于本文所公开的其它实施方案。

术语表

在涉及所公开的本发明的该描述和权利要求书中，可使用的各个术语将定义如下：

通电的：如本文所用，是指能够供应电流或者其内存储有电能的状态。

能量：如本文所用，是指使物理系统做功的能力。本公开内的许多用途可涉及在做功的过程中能够执行电动作的所述能力。

能量源：如本文所用，是指能够供应能量或者将逻辑装置或电装置置于通电状态下的装置或层。

能量采集器：如本文所用，是指能够从环境中提取能量并将所提取的能量转换成电能的装置。

功能化的：如本文所用，是指使层或装置能够执行包括例如通电、启动或控制在内的功能。

漏电：如本文所用，是指不希望的能量损耗。

眼科装置：如本文所用，是指驻留在眼睛内或眼睛上的任何装置。这些装置可提供光学矫正，可以是美容的，或可提供与眼睛无关的功能。例如，术语镜片可指接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其它类似的装置，通过其矫正或改进视力，或者通过其在美容上提升眼睛生理机能(例如虹膜颜色)而不会影响视力。另选地，镜片可提供非光学功能，诸如(例如)监测葡萄糖、传递声音信号和/或施用药物。在一些实施方案中，本发明的优选镜片是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软性接触镜片，其中水凝胶包括例如有机硅水凝胶和含氟水凝胶。

锂离子电池：如本文所用，是指其中锂离子移动穿过电池以生成电能的电化学电池。该电化学电池(通常称为蓄电池)可以其典型形式重新通电或重新充电。

介质插入物：如本文所用，是指将被包括在通电眼科装置中的封装插入物。通电元件和电路可结合在介质插入物中。介质插入物限定通电眼科装置的主要目的。例如，在通电眼科装置允许使用者调整光功率的实施方案中，介质插入物可包括控制光学区中的液体弯月面部分的通电元件。另选地，介质插入物可为环形的，使得光学区不含材料。在此类实施方案中，镜片的通电功能可不为光学性能的，但可为例如监测葡萄糖、传递声音和/或施用药物。

操作模式：如本文所用，是指其中电路上的电流允许装置执行其主要通电功能的高电流汲取状态。

光学区：如本文所用，是指眼科镜片的佩戴者通过其进行观看的眼科镜片的区域。

功率：如本文所用，是指单位时间内做的功或传递的能量。

可再充电或可再通电：如本文所用，是指恢复到具有更大做功本领的状态的能力。本发明中的许多用途可涉及能够在一定的恢复周期内使电流以一定速率流动的恢复能力。

再通电或再充电：如本文所用，是指恢复到具有更大做功本领的状态。本发明中的许多用途可涉及装置在一定的恢复周期内使电流以一定速率流动的恢复能力。

参考：如本文所用，是指产生适用于其它电路中的理想的、固定的和稳定的电压或电流输出的电路。参考可来源于能带隙，可补偿温度、供给和工艺变化，并且可特别地为特定的专用集成电路(ASIC)定制。

复位功能：如本文所用，是指用以将电路设定到特定预定状态(例如，包括逻辑状态或通电状态)的自触发算法机制。复位功能可包括例如加电重置电路，其可与开关机制相结合地工作以确保在初始连接至功率源并从存储模式唤醒时芯片的正确启动。

休眠模式或待机模式：如本文所用，是指在关闭切换机制之后通电装置的低电流汲取状态，所述状态允许在不需要操作模式时的能量节约。

堆叠的：如本文所用，意指将至少两个部件层紧邻彼此放置，使得其中一层的一个表面的至少一部分接触第二层的第一表面。在一些实施方案中，不论是用于粘附还是用于其它功能的膜均可驻留在通过所述膜彼此接触的两层之间。

堆叠集成部件装置或SIC装置：如本文所用，是指包装技术的产品，所述技术可将薄的基底层通过将每个层的至少一部分堆叠在彼此上而组装成可操作的集成装置，所述基底可包括电装置和机电装置。所述层可包括各种类型、材料、形状和尺寸的部件装置。此外，所述层可由各种装置生产技术制成以配合和呈现各种轮廓。

存储模式：如本文所用，是指包括电子部件的系统的状态，在该状态下功率源正在供应或需要供应最小的设计负载电流。该术语不可与待机模式互换。

基片插入物：如本文所用，是指能够支撑眼科镜片内的能量源的可成形基片或刚性基片。在一些实施方案中，基片插入物还支撑一个或多个部件。

切换机制：如本文所用，是指与提供多个电阻水平的电路集成的可响应于独立于眼科装置的外部刺激的部件。

包括例如接触镜片的眼科装置的近来发展已表现为启用可通电的功能化眼科装置。通电眼科装置可包括用于使用嵌入式微电子器件矫正和/或提高使用者视力的必要元件。使用微电子器件的附加功能可包括例如可变视力矫正、泪液分析以及/或者对使用者的听觉和/或视觉反馈。

在不相关的领域中，包括与广泛的感知和认知脑功能的相互关联的脑波检测的评价和神经信号的使用已迅速发展。神经信号可被认为是在不同的频率下可测量的脑的电活动。它们通常可在脑的不同区域处被检测到且被描述为Δ(＜4Hx)、θ(4-8Hz)、α(8-12Hz)和β(12-30Hz)的低频带到γ带的高频率，所述γ带从大致上γ(30-80Hz)跨越到高γ(＞80Hz)。当前，脑波频率的检测通常通过在手术过程中使传感器附接到患者的头皮或使用侵入探头而发生。然而，由于从要求所述装置的传感器与脑组织直接接触或者包括导电液体或凝胶的神经元发射的脑波的低频带，检测受限。

随着纳米电子器件的使用，且根据本公开的一方面，神经频率检测系统可结合在通电眼科装置中。通过在眼科环境中结合神经频率检测系统，脑波传感器均可非常接近脑额叶部分且可搁在含水环境或潮湿环境(即，眼部流体)中，从而增加传感器的灵敏度。此外，因为脑额叶部分包括大脑皮质中的大部分多巴胺敏感性神经元，所以可进行关于人的注意力、奖赏、短期记忆任务、计划和动机的更好的脑功能测定。更重要的是，可进行实现使用者不需要线就可佩戴的无毒眼科装置的测定。

在本公开的另外的方面，脑波监测可用于提供反馈和/或可用作用于与眼科装置无线通信的装置的控制手段。反馈可包括例如经由由眼科装置直接提供的听觉和/或视觉信号或者使用与眼科装置无线通信的无线装置立即将脑活动/功能传输到使用者。听觉信号可与具有声音生成元件的眼科装置通信，所述声音生成元件可用于通过骨传导经过眼眶将听觉信号传输到内耳的耳蜗。这种类型的装置已公开于标题为“具有微声学元件的眼科装置”的美国专利申请号[AAtoINSERTNo.]，所述专利申请由本公开的同一发明实体公开。此外，眼科装置可包括可用于向使用者提供视觉信号的光子元件，诸如LED阵列。在另外的实施方案中，信号可通过与眼科装置通信的无线装置的接口传输。

使用所监测的脑频率而生成的反馈可包括消息、警笛声、光警示和/或皆有。例如，当使用者失焦/失去注意力，而他/她正在执行特定任务时，该反馈可警告使用者。这可包括例如，当使用者正在驾驶且失焦时传输到使用者的视觉/声音警示。另选地或除此之外，脑频率的监测可用于例如监测人完成动作的动机且因此控制处理器。例如，这可用于人交流愿望和控制机器人手。所述控制可用于包括试图移动某物的瘫患者、在手术过程中操作机器人手的外科医生的一系列应用中。

在另外的实施方案中，由两位不同的个体佩戴且彼此无线通信的两个眼科装置可用于在两位佩戴者之间传输消息，即人造心灵感应。例如在想要通过安全的局域网进行私人局部通信的情况下可这样做。例如，这可在军事情况下使用编码消息实现。

现在参见图1，描绘了根据本公开的方面的包括光学器件和神经频率检测系统两者的第一示例性通电眼科装置150的图解示意图；描绘了用于可包括神经频率检测系统105的通电眼科装置150的示例性介质插入物100的顶视图和包括介质插入物100的等距示例性通电眼科装置150。介质插入物100可包括光学区120，该光学区可提供或可不提供矫正视力的功能。在眼科装置的通电功能与视力无关的情况下，介质插入物100的光学区120可不含材料。在一些实施方案中，介质插入物100可包括光学区120外部的部分，所述部分包括与通电元件结合的基片115和形成神经频率检测系统105的部分的电子部件，所述神经频率检测系统包括一个或多个低带频率传感器。在一些实施方案中，例如，所述一个或多个传感器可包括能够提供低功率和高灵敏度的硅纳米线。

此外，在一些实施方案中，功率源110(例如蓄电池)和可为半导体芯片的载荷也可附接到介质插入物115。导电迹线125和导电迹线130可使神经频率检测系统105的电子部件与通电元件110电互连。在一些实施方案中，介质插入物100可被完全封装，以保护和容纳通电元件110、迹线125和迹线130以及神经频率检测系统105的电子部件。在一些实施方案中，封装材料可为半透过性的，例如以阻止特定物质(诸如水)进入介质插入物100并且允许特定物质(诸如，环境气体、流体样本和/或通电元件110内的反应副产物)透过并且/或者从介质插入物100逸出。在介质插入物100为可透过或半透过的实施方案中，神经频率检测系统105的传感器或传感器的接触件(未示出)可定位在介质插入物的表面上，以允许与眼科装置搁在其上的眼部表面和眼部流体直接接触。

介质插入物100可被包括在眼科装置150的里面或上面，所述介质插入物还可包含聚合物生物相容性材料。眼科装置150可包括刚性中心、软性裙边设计，其中中心刚性光学元件包括介质插入物100。在一些特定实施方案中，介质插入物100可与大气和/或相应的前表面和后表面上的角膜表面直接接触，或者另选地，介质插入物100可被封装在眼科装置150中。眼科装置150的周边155可为软性裙边材料，包括例如水凝胶材料。例如，眼科装置150可为通电的软性水凝胶接触镜片并且可包含含有机硅的组分。“含有机硅的组分”是在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，按含有机硅的组分的总分子量计，所有硅和所连接的氧以大于约20重量百分比，且更优选地大于30重量百分比的量存在于含有机硅的组分中。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合官能团，诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。

由于传感器可与本性导电的眼部表面和眼部流体接触，介质插入物100和眼科装置150的基础结构可提供优异的环境以执行神经发射频率的分析。眼部流体的导电类型可包括下列的任一个或组合：泪液、水状液、玻璃状液和位于眼睛内的其它间质液。

现在参见图2，描绘了根据本公开的方面的包括光学器件和神经频率检测系统两者的第二示例性通电眼科装置的图解示意图；具体地，示出了包括功能化层介质插入物220的示例性眼科装置200的三维横截面示意图，功能化层介质插入物220被配置成在其堆叠集成部件层230、231、232中的一个或多个上包括神经频率检测系统。在本示例性实施方案中，介质插入物220围绕眼科装置200的整个周边。本领域的技术人员可理解，实际的介质插入物220可包括整个环形圈或其它形状，其仍可驻留在眼科装置200的水凝胶部分的内部或上面并且在通过使用者的眼科环境所呈现的尺寸和几何形状限制内。

层230、231和232旨在示出可存在于形成为功能层叠堆的介质插入物220中的多个层中的三个层。在一些实施方案中，例如，单个层可包括下列中的一种或多种：有源部件和无源部件以及具有有利于特定目的的结构特性、电特性或物理特性的部分，所述特定目的包括本公开所述的通信系统功能。此外，在一些实施方案中，层230可包括能量源，诸如下列中的一种或多种：层230内的蓄电池、电容器和接收器。在非限制性的示例性意义上，项231则可包括层中的微电路，所述微电路检测用于眼科装置200的致动信号。在一些实施方案中，可包括功率调节层232，其能够从外部源接收功率，对蓄电池层230充电并且当眼科装置200未处于充电环境中时控制来自层330的蓄电池功率的使用。功率调节源也可控制发送至示例性有源镜片的信号，该有源镜片在介质插入物220的中心环形切口中显示为项210。

如前所述，具有嵌入式介质插入物220的通电眼科装置200可包括能量源，诸如，作为能量存储装置的电化学电池或蓄电池，且在一些实施方案中，所述材料的封装和隔离包括来自眼科装置200置于其中的环境的能量源。在一些实施方案中，介质插入物220还可包括电路图案、部件和能量源。各种实施方案可包括将电路图案、部件和能量源围绕光学区210(眼科镜片的佩戴者将通过该区进行观看)的周边定位的介质插入物220，而其它实施方案可包括这样的电路图案、部件和能量源：它们足够小，不会对眼科镜片佩戴者的视界产生不利影响，且因此介质插入物220可将它们定位在光学区210内或外部。

已经参考了电子电路，其组成结合了神经频率检测系统的眼科装置的元件部分的部分。在根据本公开的方面的一些实施方案中，单个和/或多个离散电子装置可被包括作为例如眼科介质插入物中的离散芯片。在其它实施方案中，通电电子元件可以以堆叠集成部件的形式被包括在介质插入物中。因此现在参见图3，描绘了实现神经频率检测系统的堆叠集成部件介质插入物的示例性横截面的示意图。具体地，介质插入物可包括许多不同类型的层，所述层被封装成符合其将占据的眼科环境的轮廓。在一些实施方案中，具有堆叠集成部件层的这些介质插入物可呈现介质插入物的整个环形形状。另选地，在一些情况下，介质插入物可为环孔而堆叠集成部件可只占据整个形状内的体积的一部分。

重新参见图3，可存在用于提供通电的薄膜蓄电池330，所述通电用于操作神经频率检测系统310。在一些实施方案中，这些薄膜蓄电池330可包括能够堆叠在彼此上的一个或多个层，其中多个部件在层中且在层之间互连。

在一些实施方案中，在堆叠在彼此上的两个层之间可存在另外的互连。在现有技术水平下，可存在用于建立这些互连的许多方式；然而，如所展示的，互连可通过层之间的焊料球互连来建立。在一些实施方案中，可只需要这些连接；然而，在其它情况下，焊料球可接触其它互连元件，例如如同具有透层通路的部件一样。

在堆叠集成部件介质插入物的其它层中，层325可专用于互连层中的各个部件中的两个或更多个部件的互连。互连层325可包括可将信号从各个部件传递到其它部件的通路和铺设线。例如，互连层325可提供与功率管理单元320的各种蓄电池元件连接，所述功率管理单元可存在于技术层315中。技术层315中的其它部件可包括例如收发器345、控制部件350等。此外，互连层325可用于建立技术层315中的部件以及技术层315外部的部件之间的连接；如可例如在集成无源装置355中存在的。可存在可由专用互连层(诸如，互连层325)的存在支持的用于电信号发送的许多方式。

在一些实施方案中，技术层315像其它层部件一样可被包括作为多个层，因为这些特征结构表示可包括在介质插入物中的技术选项的多样性。在一些实施方案中，所述层中的一个可包括CMOS、BiCMOS、双极性或基于存储器的技术，而其它层可包括不同的技术。另选地，这两个层可表示同一整体系列中的不同技术系列；如例如一个层可包括使用0.5微米CMOS技术而制备的电子元件，而另一个层可包括使用20纳米CMOS技术而制备的元件。可显而易见的是，各种电子技术类型的许多其它组合可符合本文所述的技术。

在一些实施方案中，介质插入物可包括用于电互连到插入物外部的部件的位置。然而，在其它实施例中，介质插入物还可包括以无线方式与外部部件的互连。在此类情况下，天线层335中的天线的使用可提供无线通信的示例性方式。在许多情况下，这种天线层335可位于例如介质插入物内的堆叠集成部件装置的顶部或底部上。

在本文所讨论的实施方案中的一些中，蓄电池元件330可作为元件被包括在堆叠层自身中的至少一个中。还可注意到，蓄电池元件330位于堆叠集成部件层外部的其它实施方案也可以是可能的。实施方案中另外的多样性可来源于如下事实：单独的蓄电池或其它通电部件也可存在于介质插入物内，或者另选地，这些单独的通电部件也可位于介质插入物的外部。

类似地，神经频率检测系统310的部件可被包括在堆叠集成部件构造中。在一些实施方案中，神经频率检测系统310部件可被附接作为层的一部分。在其它实施方案中，整个神经频率检测系统310还可包括类似配置作为其它堆叠集成部件。

现在参见图4，描绘了可被包括在本发明的实施方案中的示例性部件的示意图。在400，表示眼睛的前眼部表面。眼科装置的接口405可放置到眼睛400的前眼部表面上以根据本公开的方面测量脑波频率。在一些实施方案中，眼科接口405可包括一个或多个能够检测低带脑波的传感器445和传感器450或与其连接，所述低带脑波可用于确定脑功能。传感器445和传感器450可被封装且包括接触件，所述接触件可涂覆有生物相容性涂层或聚合物以防止破坏眼部表面。可使用与眼科接口405通信的控制器410进行脑功能的测定。

控制器410可为，例如如图5所述的那种控制器，且还可包括另外的微控制器、定时器、信号调节装置、状态机装置和/或事件触发装置。另外，电流发生器415、功率管理装置420和反馈指示器440可与控制器410进行电通信。电流发生器415可能够生成电压模式或电流模式。例如，DC或AC是不同的波形和频率。功率管理装置420可包括例如整流器、滤波器、稳压器和蓄电池充电器，且可与储能装置425和/或外部功率源430中的一个或多个进行通信。外部功率源430可包括例如太阳能电池、线圈(感应)、天线(RF)、热电、压电，“能量采集”等。通信可为LED、感应、EF等。通信可与科邻近眼科装置定位的装置(例如眼镜、无线医疗装置、蜂窝电话，个人计算机等)同时出现。

反馈指示器440可为能够将数字信号转换为声学输出的微机电换能器，所述声学输出可通过骨传导传递到使用者。基于眼睛到头骨的接近度，骨传导可通过眼眶为充足的，其中颅骨的骨可用于将声音导向内耳的耳蜗。此外或另选地，在一些实施方案中，视觉反馈指示器440可被包括在眼科装置中。例如，视觉反馈指示器440可为朝佩戴该装置的使用者的视线投射的光子发射器。光子发射器可包括发光二极管(LED)且在一些实施方案中，包括有机型LED半导体装置。

根据功率要求，在一些实施方案中储能器425可是必要的。如先前所述，储能器425装置可包括例如使用例如SIC装置技术嵌入镜片中的蓄电池(碱性电池、锂离子电池、锂电池、锌-空气电池)、电容器或超级电容器。

现在参见图5，示出可用于本公开的实施方案中的控制器410的示意图。控制器410可包括一个或多个处理器510，所述处理器可包括耦合到通信装置520一个或多个处理器部件。在一些实施方案中，控制器410可用于将能量传送到放置在眼科装置内的能量源。处理器510可耦合到通信装置520，所述通信装置被配置成例如经由通信信道传输能量。

此外，通信装置520可用于例如与形成介质插入物内的通信信道的部分的部件进行电通信。通信装置520还可用于与外部无线装置通信，例如，与一个或多个控制器设备或编程/接口装置部件通信，所述编程/接口装置部件包括蜂窝装置、个人计算机、平板计算机、医疗装置等。

处理器510还与存储装置530进行通信。存储装置530可包括任何适当的信息存储装置，其包括磁存储装置、光存储装置和/或半导体存储器装置(诸如，随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)的组合。

存储装置530可存储用于控制处理器510的程序540。处理器510执行软件程序540的指令，从而根据本发明进行操作。例如，处理器510可输出电信号以根据脑功能测定向使用者提供指示。可使用存储的、在存储装置530的一个或多个数据库550和数据库560中的、根据脑波频率描述脑功能/活动的脑频率特征图，来进行在特定时间点处发生的脑功能的测定。因此，数据库还可包括用于控制可驻留在眼科装置中的神经频率系统部件的参数和控制算法以及可用于为特定使用者定制脑活动特征图的数据和/或测得的反馈。在一些实施方案中，该数据可最终传输到外部无线装置/从外部无线装置传输，所述外部无线装置还可能够向使用者提供反馈。

现在参见图6，描绘了神经频率检测系统600的示例性电路示意图。接触件606、接触件608、接触件610、接触件612、接触件614和接触件616可通过先前所讨论的生物相容性装置来提供与眼部表面602的电接触。交换网络618可允许发生器和/或传感器电路620连接到某些传感器，例如相邻对的传感器。该系统可首先测量接触件606与接触件608之间的电势差。该系统然后可测量608和610、610和612、612和614，及614和616。例如，通过检测可存在于接触件之间的可测量的差值，这是由于脑活动发射低带频率，例如神经频率604。该模式可用多维网格或接触件的其它布置方式延伸，以提供更准确的脑波活动的分析。

现在参见图7，描绘了根据本公开的方面的神经频率检测系统的另一示例性电路示意图。描绘了还可用于测量电阻或由系统700发射的频率的变化的电压源724。可测量的电阻726可在眼部表面的组织和/或导电眼部流体上测量。接触件710和接触件712可定位在眼部表面上且如先前所讨论，可由适当的生物相容性导电材料制成或通过生物相容性导电材料封装。接触件710和接触件712可连接到示出为H桥的交换网络728，所述交换网络是电子领域已知的通用电路，其可准许连接、断开和切换所施加的或测得的电压和电流的极性。控制器706可与开关720和开关722一起控制交换网络728。开关可用MOSFET装置实现，这在行业中常见。例如，控制器可实现为微控制器。开关720可使发生器块702连接到交换网络728。该发生器块702可包括对生成电压、电流、波形和脑频率分析所需的频率必要的电路。开关722可使传感器块704连接到交换网络728。传感器块702可检测神经发射频率714的波长和振幅参数。

在一种系统状态中，例如，可断开开关722同时可打开开关720，且可启用和禁用交换网络728中的所需开关以通过接触件710和接触件712使传感器704连接到神经频率714而不连接发生器702。

传感器704可被设计成用电子行业中常见的技术来测量电压，例如差分或仪表放大器。传感器704也可被配置为电容传感器、电阻传感器，或其它电传感器。在另一系统状态中，开关720可断开同时开关722可保持打开。发生器702可被操作作为受控制的电压源、受控制的电流源，或AC发生器以促进或放大信号。

现在参见图8，示出可用于实现眼科装置的神经频率检测系统的示例性方法步骤的流程图。从步骤801开始，可在数据库中对使用者的脑波活动进行编程。在一些实施方案中，数据库可被包括在眼科装置的神经频率检测系统中或可使用外部装置对其进行编程。编程脑波活动可包括使使用者暴露于许多受控条件/刺激并测量由每个受控条件/刺激引起的脑功能/活动。使用该数据，对应于每个受控条件/刺激的不同的神经频率特征图可被编程以使所述频率与特定的脑活动/功能相互关联。在脑的额叶部分中检测到的功能可包括主要由大脑皮质中的多巴胺敏感性神经元控制的那些功能，所述多巴胺敏感性神经元关联人的注意力、奖赏、短期记忆任务、计划和可做出的动机。

在步骤805处，使用本公开的眼科装置来监测脑波活动/功能。脑活动的监测可包括使测得的频率与记录在数据库中的预定脑活动/功能相互关联。用于每个脑活动/功能的特征图可包括取决于条件的、使用者特定的神经频率的阈值水平或通用类的神经频率的阈值水平。当使用者需求时，在特定频率下，或一旦已检测到条件，可进行脑活动的监测。例如，在一些实施方案中，一旦相容性无线装置在距眼科装置的预定距离内，可进行脑活动的监测。在一些实施方案中，监测频率和用途可取决于眼科实施方案的类型、用途和能量源限制。

在步骤810，使用神经频率特征图，所监测的频率可与一个或多个预定的脑功能/活动相互关联。基于相关性，在步骤815，信号可由处理器输出。在一些实施方案中，信号可通过机电换能器转换为机械振动以生成如先前所述的听觉信号。在其它实施方案中，信号可通过由光子发射器产生的视觉信号进行转换。在另外的实施方案中，信号可发送到与眼科装置无线通信的无线装置。信息的传送可根据通信装置和所实现的功能例如经由RF频率、局域网(LAN)和/或个域网(PAN)无线地进行。例如，信号记录可被保存作为使用者的病史的一部分，以防止发送复制消息，和/或用于未来消息的优化/最佳化。

本发明的许多特征和优点将根据详细的说明而显而易见，并且因此，所附权利要求书旨在涵盖落入本发明的实质和范围内的本发明的所有此类特征和优点。另外，因为本领域技术人员将容易进行许多修改和变型，所以不期望将本发明限于举例说明和描述的精确构造和操作，并且因此，可采取落入本发明的范围内的所有合适的修改形式和等同物。

Claims (20)

1.一种具有神经频率检测的眼科装置，包括：

介质插入物，其包括前弯曲弓形表面和后弯曲弓形表面，其中所述前弯曲弓形表面和所述后弯曲弓形表面形成能够容纳能量源的腔体，所述能量源的尺寸被设计成与在所述腔体内的且在眼科镜片的光学区外的区域相一致，其中所述能量源与控制器电连接并能够使其通电，所述控制器包括与数字介质存储装置数字通信的计算机处理器，并且其中所述数字介质存储装置存储软件代码；

发射器，其与所述处理器逻辑通信且还与通信网络逻辑通信，其中所述软件能够在要求时执行并与所述处理器一起操作以用于：

通过所述通信网络从一个或多个传感器接收信号，所述一个或多个传感器能够测量神经频率并通过所述通信网络发送所述一个或多个测得的神经频率；以及

使用所述介质存储装置中的预先记录的数据来使所述一个或多个测得的神经频率中的至少一者与脑功能相互关联。

2.根据权利要求1所述的眼科装置，还包括：与所述通信网络连接并能够从无线装置传送数据/将数据传送到无线装置的射频天线。

3.根据权利要求2所述的眼科装置，其中所述软件还与所述处理器一起操作以用于：

根据所述相互关联的脑功能将信号发送到所述无线装置。

4.根据权利要求2所述的眼科装置，还包括：与所述通信网络连接并能够向使用者提供视觉信号的光子发射器元件。

5.根据权利要求4所述的眼科装置，其中所述软件还与所述处理器一起操作以用于：

通过所述射频天线从所述无线装置接收与另一使用者的脑功能相互关联的信号；以及

通过所述光子发射器元件向所述眼科装置的使用者提供视觉信号。

6.根据权利要求5所述的眼科装置，其中当来自所述另一使用者的脑功能的信号等同于来自接收所述视觉信号的所述使用者的脑功能的信号时，所述视觉信号被提供给所述使用者。

7.根据权利要求6所述的眼科装置，其中所述无线装置是由另一使用者佩戴的另一眼科装置。

8.根据权利要求2所述的眼科装置，还包括：能够发射听觉信号的机电换能器，所述机电换能器与通信网络连接并能够向所述使用者提供听觉信号。

9.根据权利要求8所述的眼科装置，其中所述软件还与所述处理器一起操作以用于：

通过所述射频天线从所述无线装置接收与另一使用者的脑功能相互关联的信号；以及

通过所述机电换能器向所述眼科装置的使用者提供听觉信号。

10.根据权利要求9所述的眼科装置，其中当来自所述另一使用者的脑功能的信号等同于来自接收所述听觉信号的所述使用者的脑功能的信号时，所述听觉信号被提供给所述使用者。

11.根据权利要求10所述的眼科装置，其中所述无线装置是由另一使用者佩戴的另一眼科装置。

12.根据权利要求1所述的眼科装置，其中使用堆叠集成部件装置部件技术来制造所述能量源。

13.一种检测脑活动的方法，所述方法包括：

提供具有神经频率检测系统的眼科装置，所述眼科装置包括能量源，所述能量源与控制器电连接并能够使其通电，所述控制器包括计算机处理器、数字介质存储装置、发射器，所述发射器与所述处理器逻辑通信且还与通信网络逻辑通信；

在所述数字介质存储装置中记录对应于多个脑功能的神经频率特征图；

通过所述通信网络从一个或多个传感器接收信号，所述一个或多个传感器能够测量神经频率并通过所述通信网络发送一个或多个测得的神经频率；以及

使用所述介质存储装置中的所述预先记录的数据来使所述一个或多个测得的神经频率与脑功能相互关联。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：根据所述相互关联的脑功能将信号发送到无线装置。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述眼科装置还包括与通信网络连接的光子发射器元件。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：通过所述光子发射器元件向所述眼科装置的使用者提供视觉信号。

17.根据权利要求13所述的方法，其中所述眼科装置还包括与通信网络连接的机电换能器。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：通过所述机电换能器向所述眼科装置的使用者提供听觉信号。

19.根据权利要求14所述的方法，其中所述无线装置为以下中的一者或多者：蜂窝装置、生物医学装置、药物分配装置、平板计算机和个人计算机。

20.一种检测脑活动的方法，所述方法包括：

提供具有神经频率检测系统的眼科装置，所述眼科装置包括能量源，所述能量源与控制器电连接并能够使其通电，所述控制器包括计算机处理器、数字介质存储装置、与所述处理器逻辑通信且还与通信网络逻辑通信的发射器；

通过所述通信网络从一个或多个传感器接收信号，所述一个或多个传感器能够测量神经频率并通过所述通信网络发送一个或多个测得的神经频率；以及

使所述一个或多个测得的神经频率与脑功能相互关联。