CN115153532A - 一种头戴式柔性光纤组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种头戴式柔性光纤组件，包括佩戴体、夹爪、探头安装件和光纤探头；佩戴体的外壁上设有若干第一安装孔，若干安装孔在佩戴体的外壁上呈环形分布；夹爪的一端活动连接在第一安装孔内，夹爪的另一端用于将佩戴者头皮上的头发拨开；探头安装件连接在夹爪上；光纤探头通过探头安装件连接在夹爪上；光纤探头的近头皮端抵接在佩戴者头皮上，探头安装件用于调节光纤探头的近头皮端相对于夹爪的伸长量。本申请提供的头戴式柔性光纤组件，结构简单，能够将佩戴者检测部位的头发拨开，使探头贴合在佩戴者头皮上，能够避免头发阻挡近红外光线的传输或者探头出现悬空等现象的发生，从而提高了佩戴者脑功能的检测精度，实现对佩戴者脑部的光治疗。

Description

一种头戴式柔性光纤组件

技术领域

本申请属于脑功能检测技术领域，尤其涉及一种头戴式柔性光纤组件。

背景技术

随着近红外光谱仪和医疗分析软件的发展，近红外光谱技术在脑功能检测中应用越来越广泛，近红外光谱技术能够辅助自然情境下的高级认知、发展心理学、异常心理学等多个领域的研究。在近红外光谱仪中，光纤具有柔性光导、热稳定性高、对电磁干扰不敏感、传输信号能量集中、价格低廉等特点。基于光纤构造的近红外探头结构简单，使用灵活，是光谱仪的有效补充配件，备受各行业的青睐。

目前，英国伦敦大学学院、日本日立等在脑功能成像系统中常使用近红外光线进行探测，是一种介于可见光和中红外光之间的电磁波，近红外光能够在人体的各组织间透射，可穿过颅内组织，并到达大脑深处。在脑功能检测中，通过向患者大脑照射近红外光，近红外光到达大脑深处的血管中，血管内流动的血液含有的血红蛋白，血红蛋白能够吸收近红外光。在大脑活跃地运转时，为了供给需要的氧，血红蛋白的量会增多；若脑内的血红蛋白量在与脑活动对应的活性化部位增大，则血红蛋白对测量光的吸收量增大，使得最终大脑反射的近红外光减少。因此，可检测大脑中的血红蛋白对近红外光吸收率的差异特性，来检测大脑皮层的血液动力学活动，通过观测这种血液动力学变化，可以反推大脑的神经活动情况，实现对脑功能的检测。然而，现有头戴式柔性光纤组件使用不方便，在脑功能检测中，佩戴者的头发容易遮挡在探头与头皮之间，影响了近红外光线的传输，从而降低了脑功能的检测精度。

发明内容

本申请实施例提供一种头戴式柔性光纤组件，以解决现有头戴式柔性光纤组件检测中，佩戴者的头发容易遮挡在探头与头皮之间，影响了近红外光线的传输，从而降低了脑功能的检测精度的问题。

本申请实施例提供一种头戴式柔性光纤组件，包括：

佩戴体，所述佩戴体的外壁上设有若干第一安装孔；

至少两个夹爪，所述夹爪的一端活动连接在所述第一安装孔内，所述夹爪的另一端用于将佩戴者头皮上的头发拨开，每个所述夹爪分别与不同的第一安装孔活动连接；

探头安装件，所述探头安装件连接在所述夹爪上，每个所述夹爪上设置有至少一个第二通孔，所述探头安装件通过所述第二通孔与所述夹爪可拆卸连接；

光纤探头，所述光纤探头通过所述探头安装件连接在所述夹爪上；

所述光纤探头包括近头皮端，所述光纤探头的近头皮端抵接在佩戴者头皮上，所述探头安装件用于调节所述光纤探头的近头皮端相对于所述夹爪的伸长量。

可选的，支架，所述支架上靠近所述佩戴体的一端安装于所述第一安装孔内，所述支架还包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面位于远离佩戴者头皮的一侧，所述第二表面位于靠近佩戴者头皮的一侧，在所述支架上设置有若干第一通孔，所述第一通孔沿第一方向贯穿所述第一表面和所述第二表面，所述第一方向与所述第一表面和所述第二表面相交；所述探头安装件的一端穿过所述第一通孔，所述探头安装件的另一端连接在所述夹爪上。

优选的，所述第一方向与所述第一表面和所述第二表面垂直。

可选的，所述探头安装件包括安装座和弹簧，所述安装座的一端穿过所述第一通孔，所述探头安装件的另一端连接在所述夹爪上，所述光纤探头通过所述弹簧连接在所述安装座上，所述安装座与所述夹爪可拆卸式连接，所述弹簧用于驱动所述光纤探头沿第一方向运动。

可选的，所述探头安装件还包括拨片，所述拨片连接在所述安装座上靠近佩戴者头皮一端的侧壁上，所述拨片用于将佩戴者头皮上的头发向所述光纤探头的两侧拨开。

可选的，沿所述第一方向，所述第二通孔与所述第一通孔一一对应；所述安装座的中间设有第二安装孔，所述光纤探头部分穿入所述第二安装孔内，所述光纤探头的两端分别从所述第一通孔和所述第二通孔中穿出。

可选的，沿所述第一方向，一个所述第一通孔至少覆盖两个所述第二通孔；所述安装座的中间设有第二安装孔，所述光纤探头部分穿入所述第二安装孔内，所述光纤探头的两端分别从所述第一通孔和所述第二通孔中穿出。

可选的，所述光纤探头包括柔性光纤、套管和晶体，所述柔性光纤的一端外壁上套接有所述套管，所述柔性光纤的另一端底面连接有所述晶体，所述套管的两端分别从所述第一通孔和所述第二通孔中穿出，所述安装座通过所述弹簧连接在所述套管的外壁上；所述晶体抵接在佩戴者头皮上，用于传输近红外光线。

可选的，所述晶体采用透明材质，所述晶体与佩戴者头皮接触的一端设有球面。

可选的，所述夹爪包括第一夹臂和第二夹臂，所述第一夹臂的一端活动连接在所述支架上靠近所述佩戴体的一端或所述第一安装孔内，所述第一夹臂的另一端通过转轴连接所述第二夹臂，所述第二夹臂远离所述转轴的一端用于将头发拨开。

可选的，还包括调节弹簧，所述夹爪上靠近所述佩戴体的一端与所述佩戴体的外壁之间连接有所述调节弹簧，所述调节弹簧用于驱动所述夹爪，使所述夹爪的至少部分表面与佩戴者头皮抵接，以固定所述头戴式柔性光纤组件。

可选的，所述夹爪上靠近所述佩戴体一端的上表面设有限位槽，所述调节弹簧的一端抵接在所述限位槽内，所述调节弹簧的另一端连接在所述佩戴体的外壁上。

可选的，所述头戴式柔性光纤组件还包括复合光纤、光源、转换器和显示器，所述柔性光纤包括第一柔性光纤和第二柔性光纤，所述复合光纤包括入射光纤和反射光纤，所述第一柔性光纤的输入端连接所述入射光纤，所述第一柔性光纤的输出端连接所述晶体的一端，所述晶体的另一端连接所述第二柔性光纤的输入端，所述第二柔性光纤的输出端连接所述反射光纤；所述光源连接所述入射光纤，用于向佩戴者头部发射检测光；所述转换器连接所述反射光纤，用于接收反射回的待测光，并将反射回的待测光转换为电信号；所述显示器连接所述转换器，用于将电信号转换为数字信号，并显示待测光的强弱状态。

可选的，所述支架和所述夹爪均为弧形结构，所述夹爪的第二通孔内设有限位块，所述限位块的中间设有第三通孔，所述安装座部分螺纹连接在所述第三通孔内，所述光纤探头的两端分别从所述第一通孔和所述第三通孔中穿出。

可选的，所述探头安装件还包括锁紧环，所述锁紧环的一端连接所述弹簧，所述锁紧环的另一端滑动连接在所述套管的外壁上，所述锁紧环用于驱动所述弹簧伸长或收缩，使所述光纤探头向着第二方向运动，所述第二方向与所述安装座的底面和佩戴者头皮的表面相交。

可选的，所述佩戴体为环形结构，所述佩戴体的底部设有凹槽，用于适应佩戴者头部轮廓，实现更加舒适的佩戴体验。

可选的，所述第一柔性光纤、所述第二柔性光纤、输入射光纤和反射光纤的波长均为730nm、808nm或950nm。

本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件，通过夹爪将佩戴者头皮上的头发进行初步拨开，通过探头安装件上的拨片对佩戴者头皮上的头发进行进一步的梳理和固定，使光纤探头能更好的抵接在佩戴者的头皮上；之后，向佩戴者的头部发射检测光，检测光经光纤探头传输至佩戴者的头皮上，并透射至大脑深处，检测反射出的待测光，并对其进行转换与分析，即可得到佩戴者的脑功能信息。这种头戴式柔性光纤组件结构简单，能够将佩戴者检测部位的头发拨开，避免佩戴者的头发影响检测结果，从而产生检测误差，同时使探头能够更加贴合的抵接在佩戴者的头皮上，能够避免光纤探头出现悬空等现象的发生，从而提高了佩戴者脑功能的检测精度，实现对佩戴者脑部的光治疗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件的第一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件的第二种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中佩戴体与支架的安装结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中支架与夹爪的第一安装结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中支架与夹爪的第二安装结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中探头的安装结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中夹爪的安装结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件具体应用时的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中光纤探头具体应用时的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种头戴式柔性光纤组件中信号传输的结构框图；

图中：1、佩戴体；11、第一安装孔；12、凹槽；2、支架；21、第一通孔；3、夹爪；31、第二通孔；32、第一夹臂；33、第二夹臂；34、限位槽；35、限位块；36、第三通孔；4、探头安装件；41、安装座；42、弹簧；43、拨片；44、第二安装孔；45、锁紧环；5、光纤探头；51、柔性光纤；511、第一柔性光纤；512、第二柔性光纤；52、套管；53、晶体；531、球面；6、复合光纤；61、入射光纤；62、反射光纤；7、光源；8、转换器；9、显示器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种头戴式柔性光纤组件，以解决现有头戴式柔性光纤组件检测中，佩戴者的头发容易遮挡在探头与头皮之间，影响了近红外光线的传输，从而降低了脑功能的检测精度的问题。以下将结合附图对头戴式柔性光纤组件进行说明。

如图1所示，图1为头戴式柔性光纤组件的第一种结构示意图，头戴式柔性光纤组件包括佩戴体1、夹爪3、探头安装件4和光纤探头5；使用时，可根据用户的需求，通过探头安装件4将适宜规格的光纤探头5安装在夹爪3上，之后将佩戴体1戴在佩戴者头上，佩戴中，夹爪3的一端活动连接在第一安装孔11内，夹爪3的另一端能将佩戴者头皮上的头发拨开，通过探头安装件4调节光纤探头5的近头皮端相对于夹爪3的伸长量，使光纤探头5抵接在佩戴者头皮上。头戴式柔性光纤组件可应用在各类中枢神经系统变性疾病的检测中，通过向大脑照射近红外光，由于大脑不同活动状态下的血红蛋白含量不一样，与此同时，血红蛋白能够吸收波长为600-900nm的近红外光，因此，可利用脑组织中的血红蛋白对特定波长的近红外光吸收率的差异特性，来检测大脑皮层的血液动力学活动，通过观测这种血液动力学变化，可以反推大脑的神经活动情况，从而实现对用户脑功能的检测以及疾病的诊断。

如图2-10所示，图2为头戴式柔性光纤组件的第二种结构示意图，图3为头戴式柔性光纤组件中佩戴体1与支架2的安装结构示意图，图4为头戴式柔性光纤组件中支架2与夹爪3的第一安装结构示意图，图5为头戴式柔性光纤组件中支架2与夹爪3的第二安装结构示意图，图6为头戴式柔性光纤组件中光纤探头5的安装结构示意图，图7为头戴式柔性光纤组件中夹爪3的安装结构示意图，图8为头戴式柔性光纤组件具体应用时的结构示意图，图9为头戴式柔性光纤组件中光纤探头5具体应用时的结构示意图，图10为头戴式柔性光纤组件中信号传输的结构框图。在一些实施方式中，头戴式柔性光纤组件包括佩戴体1、支架2、夹爪3、探头安装件4和光纤探头5。其中，佩戴体1主要起到承载的作用，佩戴体1的外壁上均匀设有若干第一安装孔11，各安装孔11在佩戴体1的外壁上呈环形分布；佩戴体1可采用环形结构，并在佩戴体1的底面安装凹槽12，将佩戴体1放置在佩戴者头上，使佩戴者头顶部分贴合在凹槽12的内壁上，凹槽12能够起到限位的作用，能够使整个装置安装更加稳定；另外，佩戴体1还可采用橡胶材质，佩戴体1采用弧形环带，弧形环带的一端设置若干卡口，弧形环带的另一端设置卡扣，可调节卡扣在卡口上的卡接位置，实现对弧形环带尺寸的调节，从而能够适用于不同头型的佩戴者使用。支架2能起到防护的作用，根据佩戴者的检测需要，可将支架2的顶端固定连接在对应的第一安装孔11内，支架2采用弧形结构，且与佩戴者的头型相适配，支架2的数目可以是一个，也可以是多个，且支架2的数目不大于第一安装孔11的数目，根据检测需要，可将各支架2安装在对应的第一安装孔11中，将支架2上靠近佩戴体1的一端固定安装在第一安装孔11内，支架2还包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面位于远离佩戴者头皮的一侧，第二表面位于靠近佩戴者头皮的一侧，在支架2上均匀设置多个第一通孔21，第一通孔21沿第一方向贯穿第一表面和第二表面，第一方向与第一表面和第二表面相交，优选第一方向与第一表面和第二表面相垂直，能够保证第一通孔21内安装结构的稳定性。夹爪3安装在支架2上靠近佩戴者头皮的一侧，夹爪3的底端能够拨开待测部位的头发，并露出待测部位的头皮，可将夹爪3安装在支架2的正下方，夹爪3的顶端通过转轴连接在支架2的顶端或第一安装孔11内。探头安装件4的一端穿过第一通孔21，探头安装件5的另一端连接在夹爪3上。光纤探头5通过探头安装件4连接在夹爪2上，光纤探头5的底端抵接在佩戴者的头皮上，从而实时监测佩戴者大脑的神经活动情况，实现对佩戴者脑功能的检测。

使用时，可将光纤探头5安装在夹爪3上的第二通孔31中，优选的，光纤探头5与第二通孔31一一对应且数量相同，多个光纤探头5能够在佩戴者头上进行多部位检测，通过分析不同部位的检测数据，能够提高佩戴者脑功能检测精度。光纤探头5安装完成后，可将佩戴体1放置在佩戴者的头顶，使佩戴体1的底面与头皮表面部分接触，并通过夹爪3将待测部位的头发向支架2外侧拨开，使各光纤探头5抵接在头皮上对应的检测位置；之后向佩戴者的大脑发射近红外光，近红外光通过光纤探头5传输至佩戴者头皮上，近红外光透射至大脑深处，部分近红外光会被血红蛋白吸收。在检测中，未被吸收的近红外光经过传输后从佩戴者的头皮处反射出，光纤探头5能够接收头皮处反射的近红外光，对发射出的近红外光进行分析，即可得到佩戴者脑部血红蛋白的含量，从而得到佩戴者脑功能状况。脑功能检测中，可设立多个实验组和参考组，以正常佩戴者的脑部检测信息为参照，将其他佩戴者的检测数据与正常数值进行比对，根据比对结果，能够快速判断佩戴者的脑部活动状况，从而实现对佩戴者脑功能的检测。

在上述实施方式的基础上，本申请还提出以下实施例。

如图2、3、6所示，在一个实施例中，探头安装件4包括安装座41和弹簧42，安装座41的一端穿过第一通孔21，探头安装件4的另一端连接在夹爪3上，光纤探头5通过弹簧42连接在安装座41上，安装座41与夹爪3可拆卸式连接，弹簧42用于驱动光纤探头5沿第一方向运动。使用时，将光纤探头5安装在安装座41上，并将安装座41安装在夹爪3上，当夹爪3运动到适宜位置时，能够将佩戴者头皮上的头发进行初步的拨开，露出部分发缝，同时根据不同位置处探头安装件4到佩戴者头皮的距离调整弹簧42的伸长量，使光纤探头5抵接在佩戴者的头皮上，检测与分析佩戴者头皮上近红外光传输情况，即可快速得到佩戴者的脑功能状况。

在本实施例中，安装座41与夹爪3之间可采用螺纹连接；弹簧42同时也能够驱动光纤探头5沿着第一方向平稳运动。

如图2、3、6所示，在一个实施例中，探头安装件4还包括拨片43，拨片43连接在安装座41上靠近佩戴者头皮一端的侧壁上，拨片43用于将佩戴者头皮上的头发向光纤探头5的两侧拨开，用于对佩戴者头皮上的头发进行进一步的梳理和固定，使得在一定范围内，光纤探头5能直接与佩戴者的头皮接触。使用时，通过探头安装件4将光纤探头5安装在夹爪3上，探头安装件4中的拨片43能够拨开佩戴者头皮上的头发，并直接抵接在头皮上，避免了头皮阻挡在光纤探头5与佩戴者头皮之间，从而保证了近红外光在光纤探头5与佩戴者头皮之间的稳定传输，提高了佩戴者的脑功能检测精度。

在本实施例中，拨片43的数目可采用两个，将两各拨片43分别设置在安装座54的两侧；夹爪3能将佩戴者头皮上待测部位的头发向远离佩戴者的方向拨开，而两拨片43能进一步将头发向光纤探头5的两侧拨开，使得光纤探头5直接抵接在佩戴者的头皮上，从而提高了佩戴者的脑功能检测精度，但本实施例并不限定拨片43的具体数目，因此可以根据佩戴环境选择合适的拨片数量，为了实现拨片数量的调节，拨片43可以与探头安装件4拆卸连接。

如图2、3、6所示，在一个实施例中，夹爪3上设有用于探头安装件4穿过的第二通孔31，沿第一方向，第二通孔31与第一通孔21一一对应；安装座41的中间设有第二安装孔44，光纤探头5部分穿入第二安装孔44内，光纤探头5的两端分别从第一通孔21和第二通孔31中穿出。使用时，将探头安装件4中安装座41的一端安装在第二通孔31中，安装座41的另一端穿入第一通孔21中，之后，将光纤探头5穿入第二安装孔44内，使光纤探头5的底端从第二通孔31中穿出，并抵接在佩戴者的头皮上，光纤探头5的顶端则从第二安装孔44中穿出，光纤探头5能够在第一通孔21与第二通孔31之间平稳运动，能够方便光纤探头5的调节和导向。

在本实施例中，第一通孔21与第二通孔31的数目相同，且第二通孔31设置在第一通孔21的靠近佩戴者头皮的一侧；支架2和夹爪3可均采用弧形结构，且均与佩戴者的头部形状相匹配；第一通孔21和第二通孔31的尺寸可以不相同，由于支架2和夹爪3相对于佩戴体1的角度可调整，为了保证光纤探头5与佩戴者头皮的抵接角度，沿远离佩戴体1的径向方向，第二通孔31的孔径依次增大，在保证支架2和夹爪3整体结构的稳定性的基础上，为光纤探头5提供更多的活动空间。

如图2、3、4、6所示，在一个实施例中，夹爪3上设有用于探头安装件4穿过的第二通孔31，沿第一方向，一个第一通孔21与多个第二通孔31对应，也即，沿第一方向，一个第一通孔21覆盖多个第二通孔31，优选的，支架2上有且仅有一个第一通孔21，该第一通孔21与对应的夹爪3上的所有第二通孔31对应；安装座41的中间设有第二安装孔44，光纤探头5部分穿入第二安装孔44内，光纤探头5的两端分别从第一通孔21和第二通孔31中穿出。使用时，将探头安装件4中安装座41的一端安装在第二通孔31中，安装座41的另一端穿入第一通孔21中，之后，将光纤探头5穿入第二安装孔44内，使光纤探头5的底端从第二通孔31中穿出，并抵接在佩戴者的头皮上，光纤探头5的顶端则从第二安装孔44中穿出，光纤探头5能够在第一通孔21与第二通孔31之间平稳运动，能够方便光纤探头5的调节。

在本实施例中，第一通孔21与第二通孔31的数目不相同，第二通孔31的数目小于第一通孔21的数目，通过调节光纤探头5的安装角度，使得一个光纤探头5能够实现不同部位的检测，能够降低光纤探头5的使用数量，降低脑功能检测成本。

如图2、3、6所示，在一个实施例中，光纤探头5包括柔性光纤51、套管52和晶体53，柔性光纤51的一端外壁上套接有套管52，柔性光纤51的另一端底面连接有晶体53，套管52的两端分别从第一通孔21和第二通孔31中穿出，安装座41通过弹簧42连接在套管52的外壁上；晶体53抵接在佩戴者头皮上，晶体53用于传输近红外光。使用时，可将套管52套接在柔性光纤51上，使晶体53露出，向光纤探头5中通入近红外光，近红外光从晶体53处入射至佩戴者头皮上，并透射至大脑深处，近红外光经过传输从佩戴者头皮处反射至晶体53上，对佩戴者头皮上反射出的近红外进行处理与分析，即可快速检测出佩戴者的脑功能状况。

在本实施例中，柔性光纤51具有柔性，当晶体53抵接在佩戴者头皮上时，柔性光纤51可以适宜性的进行弯曲，能够减缓佩戴者头皮与晶体53之间的压力，从而提高佩戴者的舒适性。

其中，晶体53可采用透明材质，晶体53与佩戴者头皮接触的一端设有球面531。透明材质的晶体53能够增强近红外光的传输效果，提高脑功能检测精度；晶体53上球面531能够增加与佩戴者头皮之间的接触面积，从而降低晶体53与佩戴者头皮之间的压力，从而进一步提高佩戴者的舒适性。另外，可将晶体53上与头皮接触的一端加工成球面531，将晶体53上远离头皮的一端与柔性光纤51熔接耦合，晶体53上的球面531能与头皮平滑接触，能够避免划伤头皮，从而保证了用户佩戴的稳定性和舒适性，提升了用户体验。

其中，晶体53为光学器件，可将其与光纤耦合用于光传输；在具体应用时，也可采用光纤端面处理器械将柔性光纤51的端面打磨成球面531用于扩展光传输角度，这样不仅能够使光信号在发送方和接收方之间传输更加稳定，从而保证光纤探头5的检测精度，提高光治疗效果，而且能保护头皮不被划伤。

如图2、3、5、6所示，在一个实施例中，夹爪3包括第一夹臂32和第二夹臂33，第一夹臂32的一端活动连接在支架2上靠近佩戴体1的一端或第一安装孔11内，第一夹臂32的另一端通过转轴连接第二夹臂33，第二夹臂33上远离转轴的一端用于将头发拨开。

在本实施例中，第一夹臂32与第二夹臂33之间能相对转动，当第一夹臂32上光纤探头5抵接在佩戴者头皮上时，第一夹臂32会停止向佩戴者头皮的方向运动，此时，还可以调节第二夹臂33向佩戴者头皮的方向继续运动，使第二夹臂33上光纤探头5抵接在头皮上，从而避免光纤探头5脱离头皮，保证了各光纤探头5的检测精度。

如图2、3、6所示，在一个实施例中，头戴式柔性光纤组件包括佩戴体1、支架2、夹爪3、探头安装件4、光纤探头5和调节弹簧，夹爪3上靠近佩戴体1的一端与佩戴体1的外壁之间连接有调节弹簧，调节弹簧用于驱动夹爪3，使夹爪3的至少部分表面与佩戴者头皮抵接。

在本实施例中，调节弹簧可采用扭力弹簧，扭力弹簧的一端连接在佩戴体1的外壁上，扭力弹簧的另一端连接在夹爪3的顶端外壁。

其中，扭力弹簧由安装部、调节部和弹性部组成，安装部的顶端连接在佩戴体1的外壁，安装部的底端连接弹性部的一端，弹性部的另一端连接在夹爪3的顶端上表面，调节部连接在弹性部的顶端，调节部能够调节弹性部的伸长量，从而促使弹性部底端的夹爪3向大脑的方向运动，能够方便对夹爪3的调节。

如图2、3、6、7所示，在一个实施例中，夹爪3上靠近佩戴体1一端的上表面设有限位槽34，调节弹簧的一端抵接在限位槽34内，调节弹簧的另一端连接在佩戴体1的外壁上。

在本实施例中，可在夹爪3顶端设置限位槽33，限位槽33与调节弹簧底端相适配，若限位槽34的内壁为曲面，则调节弹簧的底端外壁也为曲面，使调节弹簧的底端抵接在限位槽34的内壁上，能够增加夹爪3运动的平稳性。使用时，在第二通孔31中安装匹配的光纤探头5，通过调节弹簧使夹爪3向佩戴者头皮的方向平稳运动，从而能够适用于不同头型的佩戴者。

如图2、8、9、10所示，在上述实施例的基础上，头戴式柔性光纤组件还包括复合光纤6、光源7、转换器8和显示器9。其中，柔性光纤51包括第一柔性光纤511和第二柔性光纤512，复合光纤6包括入射光纤61和反射光纤62，第一柔性光纤511的输入端连接入射光纤61，第一柔性光纤511的输出端连接晶体53的一端，晶体53的另一端连接第二柔性光纤512的输入端，第二柔性光纤512的输出端连接反射光纤62；光源7连接入射光纤61，光源7可以向大脑发射近红外光线；转换器8连接反射光纤62，转换器8能够接收大脑反射的近红外光线，并将反射的近红外光线转换为电信号；显示器9连接转换器8，转换器8能将电信号转换为数字信号，并显示大脑反射的近红外光线的强弱状态。

使用中，开启光源7，光源7向佩戴者头皮的方向发射近红外光线，近红外光线经过复合光纤6中的入射光纤61以及光纤探头5中的第一柔性光纤511传输至晶体512处，近红外光从晶体53处透射进大脑中，近红外光穿过大脑颅内组织，并到达大脑深处的血管内，血管内流动的血液含有的血红蛋白，血红蛋白能够吸收近红外光，未吸收的近红外光会部分透射至晶体53上，从晶体53处反射出的近红外光经过光纤探头5中第二柔性光纤512以及复合光纤6中的反射光纤62的传输，近红外光能够反射至转换器8中，转换器8可将近红外光转换为电信号，并将电信号传递给显示器9，显示器9能对电信号进行处理，并将近红外光的检测信息以数字信号的形式呈现在显示器9上。在检测中，可以正常用户的脑部检测信息为参照，将其他用户的检测数据与正常数值进行比对，根据比对结果，能够快速判断用户的脑部活动状况，从而实现对用户脑功能的检测。

如图2、7、8所示，在一个实施例中，支架2和夹爪3均为弧形结构，夹爪3的第二通孔31内设有限位块35，限位块35的中间设有第三通孔36，安装座41部分螺纹连接在第三通孔36内，光纤探头5的两端分别从第一通孔21和第三通孔36中穿出。

在本实施例中，限位块35的外壁与第二通孔31的内壁之间为固定连接，限位块35中间的第三通孔36内壁与安装座41的外壁采用螺纹连接，且第三通孔36的内径尺寸与安装座41的外径尺寸相适配，能够保证夹爪3上光纤探头5的安装结构稳定性。

如图2、3、6、8所示，在一个实施例中，探头安装件4还包括锁紧环45，锁紧环45的一端连接弹簧42，锁紧环45的另一端滑动连接在套管52的外壁上，锁紧环45用于驱动弹簧42伸长或收缩，使光纤探头5向着第二方向运动，第二方向与安装座41的底面和佩戴者头皮的表面相交。

在本实施例中，锁紧环45与套管52之间可采用螺纹连接，锁紧环45能够在套管52的外壁上滑动，通过调节锁紧环45在套管52上的安装位置，从而改变调节弹簧42的伸长量，调节弹簧42能够驱动光纤探头5向着佩戴者头皮的方向运动。

如图2、3、8、9所示，在一个实施例中，第一柔性光纤511、第二柔性光纤512、输入射光纤61和反射光纤62的波长均为730nm、808nm或950nm。

在本实施例中，730nm、808nm或950nm波长的光纤13能够高效传输光源7发出的近红外光，从而保证了用户脑功能检测精度。

如图2、3、6、9所示，在一个实施例中，光纤探头5中安装座41与套管52之间可采用卡接，柔性光纤51采用第一柔性光纤511和第二柔性光纤512，即将套管52以及第一柔性光纤511和第二柔性光纤512卡接在安装座41的中间的第二安装孔44内，从而方便了整个光纤探头5的安装与拆卸。

其中，套管52可采用橡胶套管，橡胶套管具有良好的韧性，能够缓解佩戴者头皮探测部位出受到的压力，从而提高了用户佩戴的舒适性。另外，套管52还可采用黑色橡胶软套管，将黑色橡胶软套管紧套在第一柔性光纤511和第二柔性光纤512的外壁上，既能对柔性光纤51起到防护的作用，还能降低近红外光传输过程中的损失，从而提高用户脑功能检测精度。

如图2、3、6、9所示，在一个实施例中，第一柔性光纤511和第二柔性光纤512均具有一定的柔性，可弯曲一定的角度，为了避免光纤探头5伸出部分因为弯折过度而伤及佩戴者的头皮，可预先采集各佩戴者的头型数据，以支架2的轮廓为基准，建立支架2与头皮之间的距离模型，得到用户头部的变形阈值y，依据第一柔性光纤511和第二柔性光纤512的材质，得到两光纤的最大弯曲量w，将第一柔性光纤511和第二柔性光纤512的原始长度设为m，则可采用特定规格的调节弹簧和弹簧42，且两者的最大变形量的和为t，可使y＜t+m＞y+w，能够使第一柔性光纤511和第二柔性光纤512不会因为弯折过度而伤及用户的头皮。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例所提供的头戴式柔性光纤组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种头戴式柔性光纤组件，其特征在于，包括：

佩戴体，所述佩戴体的外壁上设有若干第一安装孔；

至少两个夹爪，所述夹爪的一端活动连接在所述第一安装孔内，所述夹爪的另一端用于将佩戴者头皮上的头发拨开，每个所述夹爪分别与不同的所述第一安装孔活动连接；

探头安装件，每个所述夹爪上设置有至少一个第二通孔，所述探头安装件通过所述第二通孔与所述夹爪可拆卸连接；

光纤探头，所述光纤探头通过所述探头安装件连接在所述夹爪上；

其中，所述光纤探头包括近头皮端，所述光纤探头的近头皮端抵接在佩戴者头皮上，所述探头安装件用于调节所述光纤探头的近头皮端相对于所述夹爪的伸长量。

2.根据权利要求1所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，还包括支架，所述支架上靠近所述佩戴体的一端安装于所述第一安装孔内，所述支架还包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面位于远离佩戴者头皮的一侧，所述第二表面位于靠近佩戴者头皮的一侧，在所述支架上设置有若干第一通孔，所述第一通孔沿第一方向贯穿所述第一表面和所述第二表面，所述第一方向与所述第一表面和所述第二表面相交；所述探头安装件的一端穿过所述第一通孔，所述探头安装件的另一端连接在所述夹爪上。

3.根据权利要求2所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，所述探头安装件包括安装座和弹簧，所述安装座的一端穿过所述第一通孔，所述探头安装件的另一端连接在所述夹爪上，所述光纤探头通过所述弹簧连接在所述安装座上，所述安装座与所述夹爪可拆卸式连接，所述弹簧用于驱动所述光纤探头沿第一方向运动。

4.根据权利要求3所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，所述探头安装件还包括拨片，所述拨片连接在所述安装座上靠近佩戴者头皮一端的侧壁上，所述拨片用于将佩戴者头皮上的头发向所述光纤探头的两侧拨开。

5.根据权利要求4所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，沿所述第一方向，所述第二通孔与所述第一通孔一一对应，所述安装座的中间设有第二安装孔，所述光纤探头部分穿入所述第二安装孔内，所述光纤探头的两端分别从所述第一通孔和所述第二通孔中穿出。

6.根据权利要求4所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，沿所述第一方向，一个所述第一通孔至少覆盖两个所述第二通孔；所述安装座的中间设有第二安装孔，所述光纤探头部分穿入所述第二安装孔内，所述光纤探头的两端分别从所述第一通孔和所述第二通孔中穿出。

7.根据权利要求5或6所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，所述光纤探头包括柔性光纤、套管和晶体，所述柔性光纤的一端外壁上套接有所述套管，所述柔性光纤的另一端底面连接有所述晶体，所述套管的两端分别从所述第一通孔和所述第二通孔中穿出，所述安装座通过所述弹簧连接在所述套管的外壁上；所述晶体抵接在佩戴者头皮上，用于传输近红外光线。

8.根据权利要求7所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，所述晶体采用透明材质，所述晶体与佩戴者头皮接触的一端设有球面。

9.根据权利要求2所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，所述夹爪包括第一夹臂和第二夹臂，所述第一夹臂的一端活动连接在所述支架上靠近所述佩戴体的一端或所述第一安装孔内，所述第一夹臂的另一端通过转轴连接所述第二夹臂，所述第二夹臂远离所述转轴的一端用于将头发拨开。

10.根据权利要求2所述的头戴式柔性光纤组件，其特征在于，还包括调节弹簧，所述夹爪上靠近所述佩戴体的一端与所述佩戴体的外壁之间连接有所述调节弹簧，所述调节弹簧用于驱动所述夹爪，使所述夹爪的至少部分表面与佩戴者头皮抵接。

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