用于创伤性脑损伤的多模态生理刺激和评估的协议和签名制造技术

公开了用于评估脑功能的系统和方法，其包括：在用户进行一系列认知、感觉、激活和/或刺激任务时用一个或更多个电子模块电子地记录用户的生物信息。该方法包括：从所记录的生物信息中提取一个或更多个数据特征以获得提取的数据特征。该方法包括：针对每个任务来分析提取的数据特征，以开发用户的一个或更多个脑状况的预测结果评估，其中，预测结果评估是下述中的至少之一：a)损伤确定；b)脑损伤指数；或c)脑健康评估。根据预测结果评估向用户提供医药治疗。

Protocol and Signature for Multimodal Physiological Stimulation and Evaluation of Traumatic Brain Injury

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于创伤性脑损伤的多模态生理刺激和评估的协议和签名相关申请的交叉引用本申请要求于2016年4月18日提交的美国临时专利申请第62/324,269号的优先权。该申请的内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及通过在系统中使用激活的任务和刺激来动态评估个体的脑状态和功能的脑健康诊断和分析。
技术介绍
脑和中枢神经系统的正常运转对健康、愉快且富有成效的生活至关重要。脑和中枢神经系统的紊乱是最可怕的疾病之一。例如中风、阿尔茨海默病和帕金森病的许多神经系统紊乱都是潜伏性且渐进性的，随着年龄的增长变得越来越普遍。其他的例如精神分裂症、抑郁症、多发性硬化症和癫痫症在较年轻时出现，并且在个体的一生中会持续存在和发展。神经系统的突然的灾难性损伤例如脑外伤、感染和中毒也会在任何年龄在任何时间处影响任何个体。大多数神经系统功能障碍源于个体基因类型、环境与个人习惯之间的复杂的相互作用，因此通常以高度个体化的方式发生。然而，尽管预防性医疗保健的重要性日益增加，但是客观评估个体自身神经系统健康状况的便利手段尚未广泛应用。因此，需要新的监测脑和神经系统的健康状况的方法，以用于一般的健康监测、功能障碍的早期诊断、疾病发展的跟踪以及治疗和新疗法的发现和优化。不同于心血管和代谢紊乱——其中个体化健康监测生物标志例如血压、胆固醇和血糖长期以来已成为家喻户晓的术语，不存在这样的方便的脑和神经系统健康生物标志。例如正电子发射断层扫描(PET)、功能性磁共振成像(fMRI)和神经精神或认知测试的量化神经生理学评估方法涉及大量的操作者专业知识、基于住院患者或临床的测试以及大量的时间和花费。可能适于作为神经系统功能的简单生物标志发挥更广泛作用的一种潜在技术是根据多种不同形式的数据对脑进行多模态评估，包括测量脑产生和发射电信号的能力的脑电图(EEG)。然而，正式的基于实验室的EEG方法通常需要大量的操作者培训、繁琐的设备，并且主要用于针对癫痫的测试。需要替选和创新的生物标志方法来提供可以极大地改善神经系统和精神紊乱的预防、诊断和治疗的个人脑健康量化测量。迫切需要产生帕金森病、阿尔茨海默病、脑震荡和其他神经系统和精神状况的生物标志的独特多模态设备和测试。
技术实现思路
公开了用于评估脑功能的系统、设备和方法，其包括：在用户进行一系列认知、感觉、激活和/或刺激任务时用一个或更多个电子模块电子地记录用户的生物信息。该方法包括：从记录的生物信息中提取一个或更多个数据特征以获得提取的数据特征。该方法包括：针对每个任务来分析提取的数据特征，以开发用户的一个或更多脑状况的预测结果评估，其中，预测结果评估是下述中的至少之一：a)损伤确定；b)脑损伤指数；或c)脑健康评估。根据预测结果评估向用户提供医药治疗。在示例性实施方式中，该系统包括一个或更多个电子模块，其被配置成安装在用户上。电子模块包括活动脑波传感器，其收集脑电图(EEG)至少一个通道的脑波数据流。还提供了多个生物传感器，其同时记录来自用户的生物传感器数据。多个生物传感器包括：在一系列任务期间记录人类语音以捕获人类对象的言语反应的麦克风；以及记录眼运动、眼扫视和生物识别信息的图像传感器。还提供了刺激设备，其向用户施加视觉刺激、听觉刺激、美食刺激、嗅觉刺激和/或运动刺激中的至少之一。在使用期间，多个生物传感器同时测量用户对由刺激设备根据至少一个任务而施加的刺激的反应，所述至少一个任务产生在脑损伤的对象和脑未损伤的对象之间的统计性不同结果以供电子模块记录。在示例性实施方式中，示出为产生脑损伤的对象和脑未损伤的对象之间的统计性不同结果的任务包括双耳12Hz节拍任务。在这些任务期间，电子模块测量下述中的至少之一：在双耳12Hz节拍任务期间的38-40Hz范围内的相对功率；在双耳12Hz节拍任务期间的30-45Hz范围内的相对功率；以及在双耳12Hz节拍任务期间的相对θ功率。统计性不同任务还包括至少：闭眼任务，其中电子模块测量闭眼任务期间的相对4-6Hz功率或相对θ较低功率；脑震荡标准化评估(SAC)延迟回忆任务，其中电子模块测量SAC延迟回忆任务期间的伪像；脑震荡标准化评估(SAC)专注力任务，其中电子模块测量SAC专注力任务期间的相对54-56Hz功率；平衡失误评分系统(BESS)稳固表面任务，其中电子模块测量BESS稳固表面任务期间的绝对46-48Hz功率和BESS稳固表面任务期间的绝对48-50Hz功率中的至少之一；双耳6Hz节拍任务，其中电子模块测量6Hz双耳节拍主驱动频率和第一谐波；以及/或者双耳12Hz节拍任务，其中电子模块测量12Hz双耳节拍主驱动频率和第一谐波和/或第二谐波。附图说明参照以下附图可以更好地理解本公开内容的实施方式。图1A至图1B是示出包括脑震荡评估的Lehigh协议的十六(16)个任务的示意图，包括未示出BESS泡沫表面任务与延迟回忆任务之间的初始“欢迎”任务或“暂停”任务的框图(图1B)。图2是包括基线、对照以及脑震荡的/创伤性脑损伤的对象的数量的期中分析人口统计特征的表格表示。图3A在分级症状检查表(N＝230个基线对象)中具有给定症状的基线对象数量的图形表示。图3B是GSC中收集的症状的数量的散点盒须图。图3C是SAC总分数(可能的最大值为30)的散点盒须图。图3D是在每个位置20秒的6个位置之后的BESS总失误的散点盒须图。图3E是K-D测试(2x3测试)总的错误数量的散点盒须图。图3F是K-D测试(2x3测试)以秒为单位的总时间的散点盒须图。图4A是Lehigh协议(图1)中描述的16个任务中的每个任务的5个主EEG频带中的每一个的散点盒须图。图4B是在7个对象在EC期间示出在约10Hz处的主导α节律峰值时的来自七(7)个对象的功率谱的图形表示。图4C是所有的N＝230个基线对象的EC/EO比率的平均值的图形表示。图4D是在基线处测量的示出主频率和第一谐波抬高的6Hz和12Hz双耳节拍刺激任务功率谱的图形表示。图5是被设计成考虑缺失数据的Krippendorffα即Pearson的同类相关系数的推广的集合。在每种情况下，N＝1000个引导试验的分布被示出具有在该分布上方的标识为“高效”ICC的平均值。图6A是脑震荡对象和对照对象之间的GSC总严重程度分数的两组比较的图形表示。图6B是脑震荡对象和对照对象之间的SAC总分数的两组比较的图形表示。图6C是脑震荡对象和对照对象之间的BESS总分数的两组比较的图形表示。图6D是脑震荡对象和对照对象之间的K-D(2x3)测试总时间(秒)的两组比较的图形表示。图6E是图5A至图5D的两组比较的表格表示，其示出对照组和脑震荡组中每个参数的中值以及通过Wilcoxon符号秩检验假阳性率(FPR)p值确定的差异的统计显著性。图7A是在12Hz双耳节拍听觉刺激任务期间的EEG相对θ频带功率(rθ)的两组比较的图形表示。图7B是在6Hz双耳节拍听觉刺激任务期间的EEG相对θ频带功率(rθ)的两组比较的图形表示。图7C是在K-D(2x3)测试任务期间的EEG相对θ频带功率(rθ)的两组比较的图形表示。图7D是闭眼(EC)任务期间的EEG相对α频带功率(rα)的两组比较的图形表示。图7E是图6A至图6D的两组比较的表格表示，其示出对照组和脑震荡组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估脑功能的方法，包括：在用户进行一系列认知、感觉、激活和/或刺激任务时用一个或更多个电子模块电子地记录所述用户的生物信息；从记录的生物信息中提取一个或更多个数据特征以获得提取的数据特征；针对每个任务来分析所述提取的数据特征，以开发所述用户的一个或更多个脑状况的预测结果评估，其中，预测结果评估是下述中的至少之一：a)损伤确定；b)脑损伤指数；或c)脑健康评估；以及根据所述预测结果评估向所述用户提供医药治疗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.18 US 62/324,2691.一种评估脑功能的方法，包括：在用户进行一系列认知、感觉、激活和/或刺激任务时用一个或更多个电子模块电子地记录所述用户的生物信息；从记录的生物信息中提取一个或更多个数据特征以获得提取的数据特征；针对每个任务来分析所述提取的数据特征，以开发所述用户的一个或更多个脑状况的预测结果评估，其中，预测结果评估是下述中的至少之一：a)损伤确定；b)脑损伤指数；或c)脑健康评估；以及根据所述预测结果评估向所述用户提供医药治疗。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述损伤确定是损伤、未损伤或脑健康评估的任一分类。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脑损伤指数是脑震荡指数。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一系列任务部分地包括Lehigh协议。5.根据权利要求1所述的方法，其中，一个提取的数据特征或多个提取的数据特征被用于编辑所述预测结果评估。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生物信息是EEG数据流、反应时间和准确性的认知数据流、脑震荡症状的自我报告、麦克风数据流和基于加速度计的平衡数据流。7.一种系统，包括：一个或更多个电子模块，其被配置成安装在用户上，所述一个或更多个电子模块包括活动脑波传感器，所述活动脑波传感器收集至少一个通道的脑电图(EEG)脑波数据流；多个生物传感器，其同时记录来自所述用户的生物传感器数据，所述多个生物传感器包括：在一系列任务期间记录人类语音以捕获人类对象的言语反应的麦克风；以及记录眼运动、眼扫视和生物识别信息的图像传感器；以及刺激设备，其向所述用户施加视觉刺激、听觉刺激、美食刺激、嗅觉刺激和/或运动刺激中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚当·J·西蒙，大卫·M·德维尔比斯，
申请(专利权)人：塞罗拉公司，
类型：发明
国别省市：美国,US