用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台制造技术

公开了用于监视大脑的电信号的方法、系统和设备。在一个方面中，一种用于监视与用户视野相关联的脑电活动的系统包括：用于获取脑电图(EEG)信号的传感器单元，所述传感器单元包括附接到可附接到用户头部的外罩的多个EEG传感器；可附接到用户头部且位于用户眼睛上方以呈现视觉刺激的视觉显示单元，其中所述视觉刺激配置成在传感器单元获取的、用户展示的EEG信号中诱发多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)；以及与传感器单元和视觉显示单元通信的数据处理单元，其用于分析所获取的EEG信号并产生对用户视野的评估，其中该评估指示用户的视野中是否存在视野缺损。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利文件要求2014年4月17日提交的、标题为“用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台”的61/981,145号美国临时专利申请的权益和优先权，上述专利申请的全部内容作为本申请公开的一部分通过引用并入本文。
本专利文件涉及使用脑机接口(BMI)技术的系统、设备和过程。
技术介绍
脑电图(EEG)是使用置于受检者头皮上的电极对大脑展现的电活动进行记录，从而形成神经信号振荡的频谱内容，所述神经信号振荡包括EEG数据集。例如，通过EEG技术检测到的脑电活动可以包括大脑神经元内的例如离子电流所产生的电压波动。在一些语境中，EEG是指在短时间段上，例如小于一个小时，对大脑的自发性电活动进行记录。EEG可以用于临床诊断应用，包括癫痫、昏迷、脑病、脑死亡和其他疾病和缺陷，以及还应用于睡眠和睡眠障碍的研究。在一些实例中，EEG已用于肿瘤、中风和其他局灶性脑功能障碍的诊断。
技术实现思路
公开的是用于通过使用高密度EEG进行视野检查的基于脑电图(EEG)的大脑感测方法、系统和设备，以将多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)的动态与视野缺损相关联。在一些方面中，所公开的技术将mfSSVEP集成到使用无线EEG和头戴式显示器的便携式平台中，证实了在如青光眼的状况中评估潜在的视野缺损的能力。在一个方面中，一种用于监视与用户视野相关联的脑活动的系统包括：用于获取脑电图(EEG)信号的传感器单元，所述传感器单元包括附接到可穿戴在用户头部的外罩的一个或多个电极；视觉显示单元，所述视觉显示单元包括在视野的多个扇区中向用户呈现视觉刺激的显示屏，其中所呈现的视觉刺激包括以映射到视野的每个扇区的选定频率闪烁的光闪烁效果，该视觉刺激配置成在传感器单元获取的、用户展现的EEG信号中诱发多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)；以及与传感器单元和视觉显示单元通信的数据处理单元，以分析所获取的EEG信号并产生对用户视野的评估。在一个方面中，一种用于检查受检者的视野的方法，所述方法包括：在受检者的视野的多个扇区中向受检者呈现视觉刺激，其中对于每个扇区，所呈现的视觉刺激包括选定频率的光闪烁效果；从与受检者头部接触的一个或多个电极获取脑电图(EEG)信号；处理所获取的EEG信号以提取与受检者响应于所呈现的视觉刺激的EEG信号相关联的多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)数据；以及基于所述MfSSVEP数据产生对受检者的视野的数量上的评估。在一个方面中，一种用于监视与用户视野相关联的脑活动的便携式系统包括：脑信号传感器装置，其用于获取脑电图(EEG)信号且包括附接到可穿戴在用户头部的外罩的一个或多个电极；可穿戴视觉显示单元，其用于向用户呈现视觉刺激并构造成包括显示屏和能够固定到用户头部的外罩，其中该可穿戴视觉显示单元可操作以在用户视野的多个扇区中呈现视觉刺激，使得对于每个扇区，所呈现的视觉刺激包括选定频率的光闪烁效果，以及其中该视觉刺激配置成在脑信号传感器装置获取的、用户展现的EEG信号中诱发多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)；与脑信号传感器装置和可穿戴视觉显示单元通信的数据处理单元，其用于向可穿戴视觉显示单元提供视觉刺激以及分析所获取的EEG信号并产生对用户视野的评估；以及眼电图(EOG)单元，其包括要置于用户每只眼睛的外眦附近以用于测量角膜-视网膜静息电位(CRSP)信号的一个或多个电极，其中EOG单元的一个或多个电极与数据处理单元通信以处理从该一个或多个电极获取的CRSP信号，从而确定用户眼睛的移动。本专利文件中描述的主题可以通过提供如下一个或多个特征的具体方式来实现。例如，通过移除标准视野测量固有的主观性，所公开的用于评估功能缺失的便携式平台能够便于检测和监视青光眼中的视野缺失，青光眼是世界上失明的主要原因。所公开的便携式平台使用能提供改善的信噪比的高密度EEG记录和mfSSVEP，从而提高重现性和诊断准确性，例如与现有的基于EEG的客观视野测量方法(例如mfVEP)相比来说。作为能够用于在不受约束情况下进行测试的便携式平台，所公开的方法能够实现例如与现有视野测量方法相比更广泛和更频繁地对患者进行测试。例如，这样能够减少存在青光眼风险或诊断为青光眼的患者需要去诊所就医的次数，从而显著地降低疾病经济负担。此外，通过允许更频繁地测试，所公开的方法能够方便根据测试-再测试差异性来辨别真实恶化，例如促成更早地诊断和对进展的检测。所公开的便携式实现的且客观的视野评估方法还能够实现在服务匮乏的群体中筛检视觉缺失。所公开的技术是无创的，且能够无需与被评估的个体受检者的眼睛进行直接物理接触来实现，并且由此避免因对眼睛无意地施力或移入有害的化学或生物材料而导致任何不适或受伤风险。在附图、说明书和权利要求中，更详细地描述这些特征和其他特征。附图说明图1A示出实施所公开的技术的技术的示例性系统的示意图。图1B至图1E示出一种使用所公开的技术检查视野缺损的示例性方法的示意图。图1F示出对使用多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)来进行视野缺损评估的示例性实施方式进行描绘的示意图。图2示出所公开的技术的示例性实施方式中使用的示例性EEG设置的图像。图3A示出描绘示例性对照-缺损对比的数据绘图，其中示例性数据表示具有最低信噪比的SSVEP频率对照其他频率。图3B示出对来自代表性受检者的mfSSVEP分布中遮蔽-对照对比进行描绘的数据绘图。图4示出所公开的便携式客观基于mfSSVEP的视野评估平台的示例性便携式设备的图像。图5A和图5B示出示例性可穿戴无线64通道干式EEG系统的图像。图6A和图6B分别示出示例性头戴式显示系统的图像，以及呈现示例性mfSSVEP刺激的呈现布局的示意图。具体实施方式视神经病变是指能导致视觉功能的显著和不可逆缺损和障碍的视神经损伤。一个实例是青光眼。青光眼与视网膜神经节细胞(RGC)和它们的轴突的渐进性退化有关，其导致视神经盘的特征表现和视野缺失的伴随性模式。青光眼中的视觉功能缺失往往是不可逆的，并且在没有充分治疗的情况下，该疾病可发展成功能障碍和失明。该疾病可能一直相对无症状，直到后期才会出现，因此早期检测和监视功能性损伤对于防止功能损伤和失明是最重要的。据估计，青光眼患者在全球超过7千万例，其中约10％双眼失明，这使之成为在全世界不可逆失明的主要原因。然而，因为该疾病在严重之前可能一直无症状，所以患病个体的数量可能远远大于确诊患者的数量。人口调查数据指示患者中仅10％至50％知道他们有青光眼。在多个临床神经紊乱中，视功能障碍似乎是受检者的认知功能障碍的强预测指标。例如，青光眼和阿耳滋海默氏病的功能缺失都包括低空间频率范围内对比灵敏度的丧失，并且在两种疾病中功能缺失是相似的。已发现模式掩蔽是多种标准认知测试中进行认知表现的良好预测指标。发现的与模式掩蔽相关的一些测试包括例如Gollin、Stroop-工作(Stroop-Work)、WAIS-PA、Stroop-颜色(Stroop-Color)、Geo-复杂复制(Geo-ComplexCopy)、Stroop-混合(Stroop-Mixed)和RCPM。在七种测试中，最低空间频率的对比灵敏度的丧失也是认知丧失的预兆。例如，与正常受检者比较，AD受检者有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监视与用户视野相关联的脑活动的系统，包括：传感器单元，用于获取脑电图(EEG)信号，所述传感器单元包括附接到可穿戴在用户头部的外罩的一个或多个电极；视觉显示单元，包括在视野的多个扇区中向所述用户呈现视觉刺激的显示屏，其中呈现的视觉刺激包括以映射到所述视野的每个扇区的选定频率闪烁的光闪烁效果，所述视觉刺激配置成在所述传感器单元获取的、所述用户展现的所述EEG信号中诱发多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)；以及数据处理单元，与所述传感器单元和所述视觉显示单元进行通信以分析获取的EEG信号并产生对用户视野的评估。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 US 61/981,1451.一种用于监视与用户视野相关联的脑活动的系统，包括：传感器单元，用于获取脑电图(EEG)信号，所述传感器单元包括附接到可穿戴在用户头部的外罩的一个或多个电极；视觉显示单元，包括在视野的多个扇区中向所述用户呈现视觉刺激的显示屏，其中呈现的视觉刺激包括以映射到所述视野的每个扇区的选定频率闪烁的光闪烁效果，所述视觉刺激配置成在所述传感器单元获取的、所述用户展现的所述EEG信号中诱发多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)；以及数据处理单元，与所述传感器单元和所述视觉显示单元进行通信以分析获取的EEG信号并产生对用户视野的评估。2.如权利要求1所述的系统，其中产生的对用户视野的评估是数量上的评估，其指示所述用户视野中是否存在视野缺损。3.如权利要求1所述的系统，其中所述传感器单元的一个或多个电极包括干电极，所述干电极可操作以在所述电极与所述用户之间没有连接导电凝胶的情况下获取所述EEG信号。4.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个电极包括单个电极通道Oz。5.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个电极包括根据国际10-20系统排列在受检者头部的特定位置处的多个电极。6.如权利要求1所述的系统，其中所述系统是便携式的，使得所述用户能够在用户日常环境中以及常规化或持续性地操作所述系统。7.如权利要求1所述的系统，其中特定扇区的光闪烁效果的所述选定频率相对于邻近扇区的光闪烁效果或相对于所述视野的其他扇区中的光闪烁效果采取不同的频率。8.如权利要求7所述的系统，其中所述视觉刺激包括在所述用户视野的相应扇区中以所述选定频率闪烁的多个重复光学效果。9.如权利要求7所述的系统，其中所述视觉刺激在三个同心环中20个扇区中呈现，其包括所述视野的对角6°、15°以及25°。10.如权利要求7所述的系统，其中所述视觉刺激的闪烁的所述选定频率大于6Hz。11.如权利要求1所述的系统，还包括：眼电图(EOG)单元，所述眼电图(EOG)单元包括置于所述用户每只眼睛的外眦附近以测量角膜-视网膜静息电位(CRSP)信号的一个或多个电极，其中所述EOG单元的所述一个或多个电极与所述数据处理单元进行通信以处理从所述一个或多个电极获取的CRSP信号，从而确定所述用户眼睛的移动。12.如权利要求1所述的系统，其中所述视觉显示单元配置成可戴在所述用户眼睛上以供所述用户观看所述显示屏上的所述呈现的视觉刺激。13.如权利要求12所述的系统，还包括：眼睛跟踪装置，所述眼睛跟踪装置包括在可穿戴视觉显示单元中采用的且与所述数据处理单元进行通信的摄像头，其中所述摄像头可操作以记录所述用户眼睛的图像。14.一种用于检查受检者的视野的方法，包括：在受检者的视野的多个扇区中向受检者呈现视觉刺激，其中对于每个扇区，呈现的视觉刺激包括选定频率的光闪烁效果；从与所述受检者的头部接触的一个或多个电极获取脑电图(EEG)信号；处理所获取的EEG信号以提取与所述受检者响应于所述呈现的视觉刺激的EEG信号相关联的多病灶稳态视觉诱发电位(mfSSVEP)数据；以及基于所述MfSSVEP数据产生对所述受检者的视野的数量上的评估。15.如权利要求14所述的方法，其中所述数量上的评估提供所述用户视野中是否存在视野缺损的指示。16.如权利要求15所述的方法，其中所述产生所述数量上的评估包括：确定具有低于预定阈值的mfSSVEP信号的扇区中存在所述视野缺损。17.如权利要求14所述的方法，其中所述视觉刺激包括在所述受检者视野的相应扇区中以所述选定频率闪烁的多个重复光学效果。18.如权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个电极被包括在可穿戴在所述受检者头部上的传感器单元中，并且包括当所述用户戴上所述传感器单元时位于所述受检者头部的枕叶区上方的单个电极通道Oz。19.如权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个电极被包括在可穿戴在所述受检者头部上的传感器单元中，以使得所述电极被布置为处于所述传感单元上的特定位置处，以在所述用户戴上所述传感器单元时被置于所述受检者的头部上。20.如权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个电极包括干电极，所述干电极可操作以在所述电极与所述受检者之间没有连接导电凝胶的情况下获取所述EEG信号。21.如权利要求14所述的方法，还包括：监视所述用...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟子平，林远彬，王毅军，费利佩·A·梅代罗斯，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US