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用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台

阅读：777发布：2020-05-24

专利汇可以提供用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且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。，下面是用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台专利的具体信息内容。

权利要求

1.一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：
监视所述用户眼睛的移动以确定与所述用户没有注视所述视野的中心相关联的情况。
22.如权利要求14所述的方法，其中所述监视所述用户眼睛的移动包括，使用眼电图(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。
23.如权利要求14所述的方法，其中所述监视所述用户眼睛的移动包括使用眼睛跟踪系统。
24.如权利要求14所述的方法，其中用于特定扇区的光闪烁效果的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以不同的频率呈现。
25.如权利要求14所述的方法，还包括：
在所述空间视觉刺激显示上的不同空间位置处形成具有所述多个扇区的空间视觉刺激显示，其中对于每个扇区，所述扇区包括以至少相对于所述视觉刺激显示的邻近扇区或其他扇区的指定频率变化的光闪烁效果。
26.如权利要求14所述的方法，其中所述产生数量上的评估包括，相对于所述指定频率来分析所述mfSSVEP数据，所述指定频率被映射到所述空间视觉刺激显示上所述不同空间位置处的所述扇区，其中所述分析包括将所述指定频率中的特定频率的mfSSVEP信号值与阈值进行数量上的比较，以及如果所述mfSSVEP信号值小于所述阈值，则确定所述特定频率映射的所述扇区中存在视野缺损。
27.一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，用于获取脑电图(EEG)信号，所述脑信号传感器装置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，用于向所述用户呈现视觉刺激并构造成包括显示屏和能够固定到所述用户头部的外罩，其中所述可穿戴视觉显示单元可操作以在视野的多个扇区中呈现所述视觉刺激，使得对于每个扇区，呈现的视觉刺激包括选定频率的光闪烁效果，以及其中所述视觉刺激被配置成在所述脑信号传感器装置获取的、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)；
数据处理单元，与所述脑信号传感器装置和所述可穿戴视觉显示单元进行通信，以向所述可穿戴视觉显示单元提供所述视觉刺激以及分析所获取的EEG信号并生成对所述用户视野的评估；以及
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。
28.如权利要求27所述的系统，其中所述数据处理单元被包括在计算设备中、移动通信设备中或网络计算机系统中，所述计算设备包括膝上型计算机或桌上型计算机，所述移动通信设备包括智能电话、平板电脑或可穿戴计算设备。
29.如权利要求27所述的系统，其中所述产生对所述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。
30.如权利要求27所述的系统，其中所述脑信号传感器装置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。
31.如权利要求27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。
32.如权利要求27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所述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。
33.如权利要求27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，并且其中所述视觉刺激的闪烁的所述选定频率大于6Hz。
34.如权利要求27所述的系统，其中所述可穿戴视觉显示单元可操作以在所述空间视觉刺激显示上的不同空间位置处形成具有所述多个扇区的、所述显示屏上的空间视觉刺激显示，其中对于每个扇区，所述扇区包括相对于至少所述视觉刺激显示的邻近扇区或其他扇区以指定频率变化的光闪烁效果。
35.如权利要求34所述的系统，其中所述数据处理单元可操作以通过相对于所述指定频率对所述mfSSVEP数据进行分析以产生所述数量上的评估，所述指定频率映射到所述空间视觉刺激显示上所述不同空间位置处的所述扇区，其中所述分析包括将所述指定频率中的特定频率的mfSSVEP信号值与阈值进行数量上的比较，以及如果所述mfSSVEP信号值小于所述阈值，则确定所述特定频率映射的所述扇区中存在视野缺损。

说明书全文

用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 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。

技术领域

[0003] 本专利文件涉及使用脑机接口(BMI)技术的系统、设备和过程。

背景技术

[0004] 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。发明内容

[0005] 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。

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 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。

[0009] 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。

[0010] 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

[0011] 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。

[0012] 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。

[0013] 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。

[0014] 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。

[0015] 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。

[0016] 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。

[0017] 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。

[0018] 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。

[0019] 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

[0020] 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。

[0021] 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。

[0022] 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-Complex Copy)、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受检者有异常词汇阅读阈值，该异常词汇阅读阈值对应于他们的认知损伤严重性以及所有空间频率上降低的对比灵敏度。

[0023] 对该疾病中功能丧失的评估传统上使用标准自动化视野检查(SAP)来进行。SAP是用于评估视野缺失的当前标准。利用SAP进行视野评估需要来自患者的相当主观的输入，并且对于一些患者而言，获取可靠的视野测量是非常困难的，或甚至不可能的。SAP还受限于大的测试-再测试差异性，并且通常需要大量测试才能从噪声中辨别出真实病情进展，甚至对于可靠的测试参与者也是如此。例如，SAP测试受限于患者反应的主观性和大的差异性，在一段时间上往往需要大量测试来有效地检测变化。这些测试通常在基于诊所的场景中进行，并且由于有限的患者可用性和健康护理资源，在一段时间上往往获得的是数量不足的测试，导致对疾病进展的诊断和检测被拖延。对高度培训的医师、成本、复杂度的需求，以及SAP测试不具有便携性也妨碍了在服务匮乏群体中视野缺失筛查的应用。例如，因为SAP，测试往往在基于诊所的场景中执行且需要高度培训的医师，这限制了此测试资源的可用性，这样往往导致患者不能在一段时间接受必要次数的测试以便能够检测疾病进展，并且由此导致延误诊断或拖延对进展的检测。视野计通常也是昂贵且不易运输的，这大大地阻碍了用于视野缺失筛查或评估的SAP技术在偏远地区和服务匮乏群体中的应用。神经障碍，例如，黄斑变性、糖尿病视网膜病变、视觉神经炎、视神经乳头水肿、前部缺血性视神经病变和肿瘤均能够通过SAP来诊断和跟踪。

[0024] 已经尝试利用视觉诱发电位(VEP)和多病灶VEP技术来客观评估青光眼的视野损伤。然而，这些VEP技术受限于相对低的信噪比且在评估疾病中的视野缺失方面显示出有限的潜力。例如，常规模式VEP主要由从中央视网膜接收投影的皮层元素来生成，其中视野的中央2°贡献了65％的反应。因此，常规VEP在非中央区域，如发生青光眼的那些区域中反映视野缺失的能力有限。虽然多病灶VEP技术能够同时刺激视网膜的多个区域，并获取来自视野的每个部分的单独反应，但是视觉皮质解剖结构上的个体性差异在正常受检者中会导致个体间显著的反应差异，从而难以识别患病者中的mfVEP异常。再者，现有mfVEP记录技术只能在基于诊所或实验室的场景中利用不便携带的设备来执行，这需要繁琐设置以放置电极(例如，数据收集需要皮肤准备和涂覆凝胶以确保传感器与皮肤之间有良好的导电性)，并且此类过程耗时且对于患者是不舒服的。

[0025] 本发明技术包括这样的方法、系统和设备，其获取、处理和/或利用稳态视觉诱发电位(SSVEP)来监视、跟踪和/或诊断认知功能和临床神经科学中的多个范式，具体地为针对光刺激生成的SSVEP，所述认知功能例如是视觉注意力、双眼拮抗、工作记忆和脑节律，所述临床神经科学例如是衰老、神经退行性疾病、精神分裂症、眼科疾病、偏头痛、自闭症、抑郁症、焦虑、压力和癫痫。

[0026] 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，以能够评估潜在的视野缺失。在一些实施方式中，例如，所公开的技术能够应用于诊断和跟踪神经障碍，例如，黄斑变性、糖尿病视网膜病变、视神经炎、视神经乳头水肿、前部缺血性视神经病变和/或肿瘤。

[0027] 例如，与常规VEP或mfVEP检查期间诱发的瞬态事件相关电位相比，本发明的技术利用快速闪烁刺激来产生“准正弦”波形表征的大脑反应，该“准正弦”波形的频率分量在振幅和相位上是恒定的，例如，所说的稳态反应。在一些实施例中，例如，便携式平台使可穿戴、无线、高密度干式EEG系统和头戴式显示器集成在一起，从而使用户能够常规化地监视与视野刺激关联的脑电活动。本发明技术包括使用干式EEG传感器阵列、可穿戴/无线数据采集和信号处理硬件和软件的脑计算机接口。这些接口能够监视和记录不受约束主动参与的人类受检者的无创性高时空分辨率脑活动。

[0028] 例如，所公开的技术能够应用于神经系统并发症的眼科诊断，具体为诊断主要的眼科疾病，包括青光眼、视网膜异常和视力异常、视网膜结构的视网膜退化和黄斑变性、糖尿病视网膜病变、视神经炎、视神经瘤或退化性疾病，例如，帕金森病、阿尔茨海默病、非阿尔茨海默病痴呆、多发性硬化症、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、头部创伤、糖尿病或其他认知障碍(例如失读症)。更广泛地，本发明技术能够用于表征与对比灵敏度模式不相宜的反应，以及影响视神经和视觉皮层的障碍。

[0029] 相似地，所公开的技术能够用于多发性硬化症(MS)。众所周知，MS影响神经元并且其影响有时出现有时消失。至少在病变早期，存在细胞的明显恢复。因此，可预计确诊的视野缺失区域随时间在视野周围移动，以及或许暂时性地恢复。当疾病发展到视网膜上存在很多缺失的时候，缺失区域将会一直丧失，并且将不会显示暂时性恢复。视网膜与大脑进行并行处理以确定相邻物体的相对位置。例如，在失读症的情况中，此处理某种程度被颠倒，受检者混淆词汇中字的顺序或甚至整个词汇的顺序。这也可以显示为明显的神经节细胞缺失。同样地，该明显缺失可能源自神经节细胞或源自对外侧膝状体核的反馈。所公开的技术包括便携式平台，其能够用于准确且方便地筛查多种神经退行性疾病，包括例如，阿尔茨海默氏症、非阿尔茨海默氏症痴呆、帕金森病、多发性硬化症、黄斑变性、ALS、糖尿病、失读症、头部创伤及其他。

[0030] 本发明技术采用了用于通过使用高密度EEG进行视野检查的基于脑电图(EEG)的脑感测方法、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，其中使用快速闪烁刺激能够产生“准正弦”波形表征的大脑反应，该“准正弦”波形的频率分量在振幅和相位上是恒定的，例如，所谓的稳态反应。稳态VEP具有在视觉系统的完整性评估中使用的期望属性。例如，所公开的技术比mfVEP更快速，对于眨眼和眼睛移动产生的伪影、对于肌电图噪声污染不易受影响，并且可以呈现更好的信噪比(SNR)。mfSSVEP是稳态视觉诱发电位的一种形式，其反映由高于6Hz的周期性视觉刺激频率调制的频率标记的振荡EEG活动。不同于普通SSVEP，mfSSVEP是多频率标记的SSVEP的信号，例如，其能够通过同时呈现以不同频率闪烁的多个连续重复性黑/白交替视觉补片(visual patches)来诱发。基于mfSSVEP的特性，与视野缺损对应的闪烁扇区将欠缺感知或不可感知，并且由此将诱发例如与正常视觉点呈现的其他视觉刺激的大脑反应相比较弱的SSVEP。

[0031] 所公开的使用mfSSVEP数据进行视野检查的方法、系统和设备包括：在不同空间位置处形成具有多个区域或扇区的空间视觉刺激显示，其中对于每个区域，特定区域包括相对于至少视觉刺激显示的附近区域或任何其他区域以独特频率变化的光学效果(例如，光闪烁)。例如，该视觉刺激显示可以包括二十个区域，每个区域以介于8.0Hz与11.8Hz之间的不同频率呈现其各自的光学效果(例如，扇区1中为8.0、扇区2为8.2、扇区3为8.4、...、扇区20为11.8)。例如，光学效果可以是对特定区域以指定频率进行的开和关状态之间的光调制。获取对视觉刺激的大脑反应，例如由置于头部上或附近的至少一个电极或以改善EEG信号的时空分辨率的布置排列的多个电极所测量，并且对其进行处理以产生和评估相对于频谱(该频谱包括映射到视觉刺激显示的空间区域的指定频率)的mfSSVEP数据。该处理包括将特定频率上的mfSSVEP信号与预定阈值或与其他mfSSVEP信号进行比较，以确定该信号是否降到预定阈值以下或相对于比较的mfSSVEP信号来说实质性地较低。确定mfSSVEP信号低于阈值或实质性地低于该特定频率上的标准，这对应于该频率所映射的视觉刺激显示上空间位置的视野缺损，以及用户在该特定区域中的视野缺损的指示。

[0032] 例如，在一些实施方式中，所公开的技术包括使用SSVEP和脑计算机接口(BCI)来使人类大脑与计算机或外部设备桥接。通过检测来自无创记录的EEG的SSVEP频率，基于SSVEP的脑-计算机接口用户能够通过注视不同频率编码的目标来与外部设备和/或环境进行交互或控制外部设备和/或环境。例如，基于SSVEP的BCI能够为残疾患者提供有前景的通信载体，因为其在视觉皮层上的高信噪比，能够在顶枕叶区通过EEG无创地测量该高的信噪比。所公开的技术的方法、设备和系统能够实现无线SSVEP数据采集和处理。所公开的技术的方法、设备和系统可以包括用于持续地监视高时间分辨率大脑动态而无需对头皮涂敷导电凝胶的无创平台。一个示例性系统可以采用干式微机电系统EEG传感器、低功率信号采集、放大和数字化、无线遥测和实时处理。此外，本发明技术可包括分析技术，例如，独立的分量分析，这样能够提高SSVEP信号的可检测性。

[0033] 本专利文件中描述了所公开的多病灶技术对SSVEP(mfSSVEP)的示例性实施方式。此类实施方式的示例性结果显示了对局部性和外周视野缺失的检测，以及示出了视野缺失评估的便携客观方法在例如，青光眼、弱视、年龄相关性黄斑变性和视神经炎的视神经疾病中的成功实现。

[0034] 对神经障碍进展的诊断和检测一直是挑战性的任务。例如，已验证的用于视野缺失评估的便携客观方法相比于评估疾病中功能丧失的当前现有方法具有很多优点。基于EEG的客观测试将剔除执行视野测量时包括的主观性和主观判断，从而潜在地提高测试的可靠性。便携客观测试可以在不受约束的情况下在家中快速地执行，从而减少需要去诊所就医的次数以及降低治病的经济负担。此外，可长时间地获取显著更多次数的测试。这将大大加强将真实退变与测量差异性区分开的能力，从而潜在地能够更准确和更早地检测病情发展。此外，可获得病情发展速度的更为精确的估计。即使mfSSVEP的空间分辨率未提供高于SAP技术的分辨率，但在一段时间上可供分析的增加的测试次数仍能够提供对视野缺损的更可靠评估。示例性视野评估方法能够用于在偏远位置进行筛查或用于监视服务匮乏区域的患病者，以及用于其他状况中视野缺损的评估。

[0035] 目前很少有用于评估此类障碍中的功能缺失的可靠且有效便携式方法。所公开的技术包括一种便携式平台，其集成可穿戴、无线EEG干式系统和头戴式显示系统，使用户能够在其日常环境中常规化且持续地监视与视野关联的脑电活动，例如，这代表监视如青光眼的病情发展的一种变革性方式。此外，此类设备提供一种用于筛查疾病的创新且潜在有用的方式。所公开的技术包括便携式脑计算机接口和用于精密地分析EEG数据的方法，例如包括诊断和检测病情发展的能力。例如，所公开的方法、系统和设备能被实施以改进对病情发展的筛查、诊断和检测，并且还强化对疾病如何影响视觉通路的理解。

[0036] 图1A示出用于实施本专利文件中描述的方法的所公开的技术的示例性便携式基于EEG的系统100示意图。基于EEG的系统100集成可穿戴、无线、高密度干式EEG传感器单元111和视觉显示单元112(例如，头戴式显示器)，其与数据处理单元120进行数据通信，使得用户能够常规化地监视与视野刺激关联的脑电活动。数据处理单元120可以包括所公开的系统的多个模块或单元，其用于处理例如通过EEG单元111基于视觉显示单元112对受检者的刺激从受检者提取的数据。

[0037] 视觉显示单元112可以包括输出单元，所述输出单元可包括例如能够用于实现视觉刺激技术的多种类型的显示器、扬声器和/或打印接口。例如，除了其他视觉显示，输出单元可以包括作为视觉显示的阴极射线管(CRT)、发光二极管(LED)或液晶显示器(LCD)监视器或屏幕。在一些实例中，输出单元可以包括多种类型的音频信号转换器装置或用于实现感知刺激的其他感知诱发装置。

[0038] 数据处理单元120可以包括处理器121，处理器121能够与输入/输出(I/O)单元122、输出单元123和存储器单元124通信。数据处理单元120可实施为多个数据处理系统之一，例如个人计算机(PC)、膝上型计算机和移动通信设备。在一些实施方式中，数据处理单元120可被包括在包括可穿戴EEG传感器单元111的设备结构中。为了支持数据处理单元120的多个功能，可以包括处理器121以与数据处理单元120的其他组件，如I/O单元122、输出单元123和存储器单元124连接和控制其操作。

[0039] 存储器单元124可以存储信息和数据，例如诸如指令、软件、值、图像以及处理器121处理或引用的其他数据。多种类型的随机存取存储器(RAM)设备、只读存储器(ROM)设备、闪存存储器设备和其他适合的存储介质可用于实现存储器单元124的存储功能。存储器单元124可以存储可包括受检者刺激和反应数据的数据和信息，以及与系统的其他单元(例如包括EEG传感器单元111和视觉显示单元112)有关的信息，如设备系统参数和硬件约束。
存储器单元124可以存储能够用于实现便携式基于EEG的系统100的数据和信息。

[0040] I/O单元122可以连接到外部接口，数据存储源或显示器设备。可以将与典型数据通信标准兼容的多种类型的有线或无线接口用于数据处理单元120与EEG传感器单元111以及视觉显示单元112和/或系统的其他单元的通信中，例如包括但不限于，通用串行总线(USB)、IEEE 1394(火线)、蓝牙、IEEE 802.111、无线局域网(WLAN)、无线个人局域网(WPAN)、无线广域网(WWAN)、WiMAX、IEEE 802.16(用于微波接入的全球可互操作性(WiMAX))、3G/4G/LTE蜂窝通信方法和并行接口均可用于实现I/O单元122。I/O单元122可以连接到外部接口，数据存储源或显示设备以检索并传送处理器121能够处理、存储器单元124中能够存储或输出单元123上能够展示的数据和信息。

[0041] 在系统100的一些实施方式中，数据处理单元120可以包括输出单元123，输出单元123能够用于展示数据处理单元120实现的数据。输出装置123可以包括用于实现输出单元
123的多种类型的显示器、扬声器或打印接口。例如，输出单元123可以包括阴极射线管(CRT)、发光二极管(LED)或液晶显示器(LCD)监视器或屏幕作为视觉显示器来实现输出单元123。在其他实例中，输出单元123可以包括碳粉打印装置、液体喷墨打印装置、固体墨水打印装置、染料升华打印装置、无墨(例如诸如热或紫外线)打印装置来实现输出单元123；
输出装置123可以包括用于实现输出单元123的多种类型的音频信号转换装置。输出单元
123可以展示数据和信息，如以完全处理或部分处理形式的系统数据。输出单元123可以存储用于实现所公开的技术的数据和信息。

[0042] 图1A还示出处理器121的框图，处理器121可以包括中央处理单元(CPU)125和/或图形处理单元(GPU)126或CPU 125和GPU 126二者兼有。CPU 125和GPU 126能够与数据处理单元120的其他组件(如I/O单元122、输出单元123和存储器单元124)实现连接并控制其操作。

[0043] 图1B示出用于使用所公开的技术，例如包括系统100来检查视野缺损的示例性方法180的示意图。方法180包括过程182以在受检者的多个视野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学效果(例如光闪烁)。方法180包括过程184以从与受检者头部接触的一个或多个电极获取EEG信号。方法180包括过程
186以对获取的EEG信号进行数据处理(例如分析)从而提取与受检者响应于所呈现的视觉刺激而产生的EEG信号相关联的mfSSVEP数据。方法180包括过程188以基于所述MfSSVEP数据产生对受检者视野的数量上的评估。

[0044] 在方法180的一些实施方式中，例如，过程188产生的数量上的评估能够提供用户的视野中是否存在视野缺损的指示。在一些实施方式中，例如，过程188可以包括这样的过程，该过程确定在具有低于预定阈值的mfSSVEP信号的扇区中存在视野缺损过程。在一些实施方式中，例如，过程182呈现的视觉刺激可以包括在受检者的相应视野扇区中以选定频率闪烁的多个重复光学效果。

[0045] 在方法180的一些实施方式中，例如，如图1C所示，过程182包括过程181，过程181用于将视觉刺激从数据处理单元120提供到视觉显示单元112(例如，包括可穿戴视觉显示单元)，其中这种提供可以包括生成视觉刺激(例如，产生和/或分配与视野的每个扇区关联的选定频率的光闪烁效果的视觉刺激)；和/或提供先前生成的视觉刺激。在过程181的一些实施方式中，用于提供视觉刺激的过程181包括在不同空间位置处形成具有多个区域或扇区的空间视觉刺激显示，其中对于每个区域，特定区域包括相对于至少视觉刺激显示的附近区域或任何其他区域以独特频率变化的光学效果(例如，光闪烁)。

[0046] 在方法180的一些实施方式中，例如，如图1D所示，过程188包括过程189，以相对于一频谱来分析mfSSVEP数据，所述频谱包括映射到视觉刺激显示的空间区域的指定频率，其中该分析可以包括将特定频率的mfSSVEP信号与预定阈值或与另一个mfSSVEP信号或其他mfSSVEP信号(例如，包括来自相对于该特定频率的取均值的群体或个别集合的mfSSVEP数据)进行比较，以确定该信号是否降到预定阈值以下或相对于比较的mfSSVEP信号来说实质性地较低。

[0047] 在方法180的一些实施方式中，例如，如图1E所示，该方法可以包括过程190，以基于数量上的评估，例如对于特定频率的mfSSVEP信号是否降到预定阈值以下或实质性地低于来自处于该特定频率的其他mfSSVEP数据的比较信号来确定是否存在视野缺损，其中确定视野缺损位于视觉刺激显示的与该频率映射的空间位置相关联的区域中。

[0048] 用于评估视野缺失的mfSSVEP技术的示例性实施方式

[0049] 使用用于评估视野缺失的示例性mfSSVEP技术来执行示例性实施方式。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。如图1F的示意图所示，通过在单眼视野中呈现多个频率标记的闪烁(交替黑/白)扇区，与视野缺损对应的扇区将欠缺感知(如果并非完全不可感知的话)，并且由此将具有例如与大脑对正常视觉点处所呈现的其他视觉刺激的反应相比较弱的SSVEP信号。例如，如图1F的示意图所示，如果视野缺损确切地存在于9Hz视野扇区内，则9Hz SSVEP振幅与其他SSVEP频率相比倾向于某种程度地下降。

[0050] 具有正常或校正后正常的视力的5名健康参与者(例如，4男和1女)参与了该示例性实施。EEG数据是使用128通道BioSemi ActiveTwo EEG系统(例如，源自Biosemi有限公司)根据修改的10-20国际系统进行记录的，如图2的图像所示。图2示出所公开的mfSSVEP视野缺失分析技术的示例性实施方式中所使用的示例性EEG设置的图像。视觉实验在隔音屏蔽暗室内进行。视觉刺激在位于参与者前方50cm距离的19"CRT监视器上呈现，该监视器具有140Hz的刷新率和800×600 像素的分辨率。为了测试单眼视野，左眼被遮住，且指示参与者在实验全程中将右眼保持固视于mfSSVEP刺激屏幕的中心。在一个示例性实施方式中，例如，修改的10-20国际系统配置的电极包括布置在顶叶区和枕叶区上的19个通道的电极，如Pz、PO3、POz、PO4、O1、Oz和O2。在一些实施方式中，例如，EEG单元111的EEG电极配置可以包括置于患者头部或颈部的单个电极，例如诸如在头部上大脑的枕叶区上。例如，单个电极通道配置可以包括1通道-Oz。在一些实施方式中，例如，EEG单元111的EEG电极配置可以包括2个电极通道(例如，2个通道-O1和O2)；或在其他实施方式中，例如，仅3个通道(例如，3个通道-O1、O2和Oz)；或在其他实施方式中，例如，仅4个通道(例如，4个通道-POz、O1、O2以及Oz)；或在其他实施方式中，例如，仅8个通道(例如，8个通道-PO5、PO3、POz、PO4、PO6、O1、O2以及Oz)。

[0051] 在这些示例性实施方式中，视觉刺激的布局被设计成在三个同心环中包括20个扇区(例如，视野的对角6°、15°以及25°)。所有扇区同时以不同频率闪烁，这些频率范围从8至11.8Hz，其中频率分辨率为0.2Hz。为了测试示例性mfSSVEP视野缺失分析技术，通过将9Hz扇区(例如，如图1F的示意图所示的中环中的0-45°补片)替换为黑色补片来模拟视野缺失(缺损)状况，与之相比，在对照状况中，所有20个扇区同时闪烁。每名参与者接受这样的实验，该实验包括5个4分钟的会话，具有1分钟会话间休息以避免视觉疲劳。每个会话重复1分钟对照状况和1分钟缺损状况的视觉序列两次。每种状况包括至少10次5秒视觉试验交织1秒休息，在一些实施方式中，每种状况包括100次试验，每次试验5秒。

[0052] 每名参与者的示例性数据集包括100次5秒缺损和对照试验(例如，10次试验×2种状况×5个会话)以供分析。图3A示出描绘5名参与者的对照-缺损对比的数据绘图，其中绘图的示例性红线表示具有最低信噪比的SSVEP频率对照其他频率(例如，灰线所表示的频率)。图3B示出对来自代表性受检者的mfSSVEP分布中遮挡-对照对比进行描绘的数据绘图。示例性经验结果显示5名参与者中的4名一致性地展示例如与对照状况相比，缺损状况中
9Hz ssVEP振幅的显著下降。参与者(S3)的不一致性，根据实验后其自述可能是由于实验期间注视注意力未固视于视觉刺激所致。

[0053] 这些示例性结果说明通过禁用9Hz扇区来模拟视野缺损确实在对应频率处产生显著SSVEP衰减。这些实施方式的示例性结果表明mfSSVEP振幅的动态性能够用作评估潜在视野缺损的客观生物指标。

[0054] 所公开的技术的便携式客观基于mfSSVEP的视野评估平台的示例性实施例和实施方式

[0055] 如图1A的框图所示，所公开的技术包括一种便携式客观基于mfSSVEP的视野评估平台，例如其包括可穿戴无线干式EEG系统和头戴式显示器，并将它们集成在一起。便携式设备和系统能够获取并处理与受检者的视野完整性量化关联的可靠mfSSVEP信号的测量。

[0056] 示例性平台能够通过mfSSVEP信号数据的表征来将单眼视野的完整性量化。例如，通过集成重量轻可穿戴无线多通道EEG系统和头戴式显示器，所公开的便携式平台能够在不受约束的情况中以及诊所环境之外评估视野完整性。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EEG单元111的图像。图4所示的示例性EEG单元的示例性特征包括易于使用且环境自由，能够避免设置实验室EEG记录的负担，能够在非诊所环境中实现视野缺失的常规化视野评估或筛查。使用所公开的技术的示例性便携式设备和系统的示例性实施方式显示：mfSSVEP信号强度信息量丰富，能够用作反映单眼视野中可能的缺失的客观指标。

[0057] 在使用示例性便携式系统平台的示例性实施方式中，执行了如下方法。采用便携式系统平台的示例性可穿戴无线高密度EEG单元，例如，其特征是干式和非等离子旋转电极工艺(non-prep)电极以及无线遥测以对250Hz的EEG信号采样，如图5A和图5B所示。图5A示出示例性可穿戴无线64通道干式EEG单元的侧视图图像并且图5B示出示例性可穿戴无线64通道干式EEG单元的后视图图像。不同于常规且繁琐的EEG实验，例如，该示例性便携式系统的用户能够容易地在其日常环境中自行戴上可穿戴EEG单元。例如，在一些实施例中，该示例性便携式系统可以采用64通道高密度EEG，而在其他实施例中，可以采用缩减数量的通道以便提供用于便携式地检测mfSSVEP(例如在基于非诊所的环境外)的最优配置或组合(montage)。该示例性便携式系统可以采用高级信号处理方法，例如，诸如空间过滤和伪影移除以根据高密度记录改进mfSSVEP的信噪比。

[0058] 便携式系统平台的示例性头戴式显示单元采用Oculus Rift护目镜(Oculus VR有限公司)来传送mfSSVEP刺激，如图6A和图6B所示。图6A示出用于呈现mfSSVEP刺激的示例性头戴式显示单元的图像，并且图6B示出mfSSVEP刺激呈现的示例性布局的示意图。示例性头戴式显示单元提供一种具有1280×800良好图像分辨率的廉价解决方案，并且还提供全眼覆盖从而能够实现用于视野评估的受控环境。可通过将示例性头戴式显示单元通信连接到一个或多个移动通信设备，例如诸如如图6A的图像中所示的膝上型计算机或其他移动设备来获得移动性。例如，平板电脑、智能电话或可穿戴计算设备也能被通信连接到示例性头戴式显示单元。在示例性实施方式中，例如，可以使用与其他示例性实施方式相同的mfSSVEP刺激的布局，例如，在三个环中包括以8至11.8Hz的频率闪烁的20个扇区(例如，视野的对角6°、15°以及25°)，其中使用0.2Hz的频率分辨率(如图6B的示意图所示)。例如，可以类似于先前描述的示例性实施方式，通过改变测试参数来在不同试验条件下测试受检者。例如，可以使用黑色补片替换视野上的不同扇区来模拟视野缺失状况并与对照状况比较来评估mfSSVEP信号缺失。

[0059] 示例便携式系统能够用于采集mfSSVEP信号以获得此类数据。例如，可以实现诸如独立分量分析(ICA)和差分典型相关分析的示例性技术以成功地用于盲源分离并增强SSVEP信号的可检测性。

[0060] 使用示例性便携式平台在测试期间评估眼睛注视的示例性EOG引导的方法[0061] 可以利用所公开的技术的眼电图(EOG)方法成功地识别固视丢失并且允许识别不可靠的mfSSVEP信号以将它们从进一步的分析中移除。例如，根据用于评估视野缺失的mfSSVEP技术的先前实施方式，5名参与者之一的mfSSVEP的强度无法准确地反映模拟视野缺失，如先前图3A所示。例如，基于参与者的自述，其原因可能是检查期间没有正确的注视固视。为了确保SSVEP信号与相应的视野位置匹配，受检者需要在测试期间保持固视于中心目标位置。由于测试试验持续时间短，在大多数受检者中这仍能够实现，而且，所公开的技术包括用于识别和排除固视丢失产生的不可靠EEG信号的机制。这在无监督的情况下执行的便携式测试中尤其重要。

[0062] 在一些实施例中，例如，所公开的便携式mfSSVEP系统可以包括EOG单元。在一个示例实施例中，眼电图(EOG)单元可以包括要置于受检者眼睛的外眦附近以用于测量角膜-视网膜静息电位的两个或多个干电极和软电极(例如，每只眼睛一个或多个电极)，并且其与EOG单元的信号处理及无线通信单元进行通信以处理从电极获取的信号并将处理的信号作为数据转发到便携式系统100的数据处理单元120。在一些实施方式中，EOG单元的电极可以与EEG单元111或视觉显示单元112通信，以便将从EOG单元的置于外眦的电极获取的信号传送到数据处理单元120。

[0063] 例如，为了移除固视丢失所致的不可靠EEG信号，所公开的技术可以同时监视受检者的眼电图(EOG)信号以评估注视固视。可以通过将EOG单元的干电极和软电极置于眼睛的外眦来监视与眼睛移动(例如眨眼和眼跳跃)相关联的电场改变。水平和垂直EOG信号与有限范围(例如约30°)内的眼睛转动角度之间存在线性关系。可以利用此关系来确定眼睛固视于视觉显示器上的精确坐标。在一些实施方式中，可以在记录开始时使用标定序列以确定变换公式。相应地，例如，可以实现EOG引导的mfSSVEP分析来自动地排除其中受检者未注视在刺激中心的EEG区段。为了记录EOG信号，可以开关4个额叶前部电极来记录EOG信号，例如因为mfSSVEP信号在额叶前部区域中可能较弱。在EOG单元包括4个电极的一个实例中，可以将两个电极置于右眼上方以及下方并将另外两个电极置于左右外眦处。可以使用EOG单元通过识别固视丢失引起的潜在不可靠EEG信号来评估便携式mfSSVEP系统的准确性。例如，数据处理单元120可以处理从EOG单元电极获取的信号以及从EEG单元111获取的EEG数据以识别不可靠信号，然后可以将其从视野完整性分析中移除。例如，数据处理单元120可以执行分析技术来提供信号源分离。额外地或可替换地，例如，所公开的便携式mfSSVEP系统可以包括例如用于监视固视丢失的眼睛跟踪单元，并且还能够提供参考标准。例如，可以将眼睛跟踪单元包括到、集成到和/或并入到视觉显示单元112(例如，示例性头戴式显示器)中。

[0064] 利用示例性便携式平台来评估获得的测量的重现性的示例性实施方式[0065] 在评估与健康的对照受检者相比检测青光眼患者的视野缺失能力时，可以执行示例性实施方式来评估通过示例性便携式平台所获得的测量的重现性。所公开的便携式系统能够提供可重现的同次随访(intra-visit)和不同次随访(inter-visit)的mfSSVEP信号。青光眼视野缺失患者的mfSSVEP信号将显著地不同于健康的对照受检者的mfSSVEP信号。例如，为了具有临床适用性，利用便携式系统获得的测量需要具有重现性并且能够检测青光眼患者的视野缺失。良好的重现性是一项能够检测一段时间上的变化的基本要求。如果测试要用于筛查、诊断和/或检测青光眼病情发展，最初步骤是证实便携式系统能够将青光眼视野缺失的患者与健康个体区分开。

[0066] 进行了示例性实施方式以证实重现性和诊断准确性研究。此类实施方式包括一组10名健康受检者和10名青光眼受检者的参与者。这些受检者先前未接受过该系统测试。这些受检者接受5次不同随访且随访之间间隔约1周，每次随访有5个测试会话。获得重现性测量，例如包括便携式系统所获得的相关测量的变化系数和组内相关系数。对于诊断准确性评估，例如，执行了20名健康受检者和20名青光眼受检者的附加样本测试，例如，每组共计
30名受检者。青光眼受检者显示针对SAP(SITA24-2)的可重复异常视野缺失。例如，对诊断准确性的评估是使用接受者工作特征(ROC)曲线来执行的。此实验的样本大小提供83％检验效能(power)以检测与几率(chance)相比的ROC曲线区域中0.25的最小差异。

[0067] 实例

[0068] 如下实例说明本发明技术的若干实施例。在如下列出的实例之前或在如下列出的实例之后，还可呈现本发明技术的其他示例性实施例。

[0069] 在本发明技术的一个实例(实例1)中，一种用于监视与用户视野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，其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，其包括在视野的多个扇区中向用户呈现视觉刺激的显示屏，其中呈现的视觉刺激包括映射到视野的每个扇区的选定频率下的光闪烁效果，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信号并生成对用户视野的评估。

[0070] 实例2包括如实例1中的系统，其中所产生的对用户视野的评估是数量上的评估，其指示用户的视野中是否存在视野缺损。

[0071] 实例3包括如实例1中的系统，其中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电极与用户之间没有连接导电凝胶的情况下获取EEG信号。

[0072] 实例4包括如实例1的系统，其中一个或多个电极包括单个电极通道Oz。

[0073] 实例5包括如实例1的系统，其中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。

[0074] 实例6包括如实例1中的系统，其中该系统是便携式的，使得用户能够在用户日常环境中以及常规化或持续性地操作该系统。

[0075] 实例7包括如实例1中的系统，其中用于特定扇区的光闪烁效果的选定频率相对于邻近扇区的光闪烁效果或相对于视野的其他扇区中的光闪烁效果采取不同的频率。

[0076] 实例8包括如实例7中的系统，其中视觉刺激包括在用户视野的相应扇区中以选定频率闪烁的多个重复光学效果。

[0077] 实例9包括如实例7中的系统，其中视觉刺激在三个同心环中的20个扇区中呈现，其包括视野的对角6°、15°以及25°。

[0078] 实例10包括如实例7中的系统，其中视觉刺激的闪烁的选定频率大于6Hz。

[0079] 实例11包括如实例1中的系统，还包括眼电图(EOG)单元，所述眼电图(EOG)单元包括置于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EOG单元的一个或多个电极与数据处理单元进行通信以处理从该一个或多个电极获取的CRSP信号来确定用户眼睛的移动。

[0080] 实例12包括如实例1中的系统，其中视觉显示单元配置成可穿戴在用户眼睛上以供用户观看显示屏上呈现的视觉刺激。

[0081] 实例13包括如实例12中的系统，其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用户眼睛的图像。

[0082] 在本发明技术的实例(实例14)中，一种用于检查受检者的视野的方法包括：在受检者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以选定频率闪烁的光闪烁效果；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对所呈现的视觉刺激的EEG信号响应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数据生成对受检者视野的数量上的评估。

[0083] 实例15包括如实例14中的方法，其中数量上的评估提供用户的视野中是否存在视野缺损的指示。

[0084] 实例16包括如实例15中的方法，其中产生数量上的评估包括，确定具有低于预定阈值的mfSSVEP信号的扇区中存在视野缺损。

[0085] 实例17包括如实例14中的方法，其中视觉刺激包括在用户视野的相应扇区中以选定频率闪烁的多个重复光学效果。

[0086] 实例18包括如实例14中的方法，其中一个或多个电极被包括在可穿戴在受检者头部的传感器单元中，并且包括当用户戴上该传感器单元时位于受检者头部的枕叶区上方的单个电极通道Oz。

[0087] 实例19包括如实例14中的方法，其中该一个或多个电极被包括在可穿戴在受检者头部的传感器单元中，使得电极被布置为处于传感器单元上的特定位置处，以在用户戴上该传感器单元时置于受检者的头部上。

[0088] 实例20包括如实例14中的方法，其中一个或多个电极包括干电极，所述干电极可操作以在电极与受检者之间没有连接导电凝胶的情况下获取EEG信号。

[0089] 实例21包括如实例14中的方法，还包括监视用户眼睛的移动以确定与用户没有注视视野中心相关联的情况。

[0090] 实例22包括如实例14中的方法，其中监视用户眼睛的移动包括，使用眼电图(EOG)单元，所述眼电图(EOG)单元包括置于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。

[0091] 实例23包括如实例14中的方法，其中监视用户眼睛的移动包括：使用眼睛跟踪系统。

[0092] 实例24包括如实例14中的方法，其中用于特定扇区的光闪烁效果的选定频率相对于邻近扇区的光闪烁效果或相对于视野的其他扇区中的光闪烁效果采取不同的频率来呈现。

[0093] 实例25包括如实例14中的方法，还包括在空间视觉刺激显示上的不同空间位置处形成具有多个扇区的空间视觉刺激显示，其中对于每个扇区，该扇区包括相对于至少视觉刺激显示的邻近扇区或其他扇区以指定频率变化的光闪烁效果。

[0094] 实例26包括如实例14中的方法，其中产生数量上的评估包括，相对于映射到空间视觉刺激显示上不同空间位置处的扇区的指定频率来分析mfSSVEP数据，其中所述分析包括将指定频率中的特定频率的mfSSVEP信号值与阈值进行数量上的比较，以及如果该mfSSVEP信号值小于阈值，则确定该特定频率映射的扇区中存在视野缺损。

[0095] 在本发明技术的一个实例(实例27)中，一种用于监视与用户视野关联的脑活动的便携式系统包括用于获取脑电图(EEG)信号的脑信号传感器装置，所述脑信号传感器装置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器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，并且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，其用于向该可穿戴视觉显示单元提供视觉刺激以及分析所获取的EEG信号并生成对用户视野的评估；以及眼电图(EOG)单元，所述眼电图(EOG)单元包括置于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EOG单元的一个或多个电极与数据处理单元进行通信以处理从一个或多个电极获取的CRSP信号来确定用户眼睛的移动。

[0096] 实例28包括如实例27中的系统，其中数据处理单元被包括在计算设备中、移动通信设备中或网络计算机系统中，所述计算设备包括膝上型计算机或桌上型计算机，所述移动通信设备包括智能电话、平板电脑或可穿戴计算设备。

[0097] 实例29包括如实例27中的系统，其中所产生的对用户视野的评估是数量上的评估，其指示用户的视野中是否存在视野缺损。

[0098] 实例30包括如实例27中的系统，其中脑信号传感器装置的一个或多个电极包括干电极，所述干电极可操作以在电极与用户之间没有连接导电凝胶的情况下获取EEG信号。

[0099] 实例31包括如实例27中的系统，其中一个或多个电极包括单个电极通道Oz。

[0100] 实例32包括如实例27中的系统，其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用户眼睛的图像。

[0101] 实例33包括如实例27中的系统，其中视觉刺激包括在用户视野的相应扇区中以选定频率闪烁的多个重复光学效果，并且其中视觉刺激的闪烁的选定频率大于6Hz。

[0102] 实例34包括如实例27中的系统，其中可穿戴视觉显示单元可操作以在显示屏上形成空间视觉刺激显示，在该空间视觉刺激显示上的不同空间位置处具有多个扇区，其中对于每个扇区，该扇区包括相对于至少视觉刺激显示中的邻近扇区或其他扇区以指定频率变化的光闪烁效果。

[0103] 实例35包括如实例34中的系统，其中数据处理单元可操作以通过相对于映射到空间视觉刺激显示上不同空间位置处的扇区的指定频率来分析mfSSVEP数据以产生数量上的评估，其中所述分析包括将指定频率中的特定频率的mfSSVEP信号值与阈值进行数量上的比较，并且如果该mfSSVEP信号值小于阈值，则确定该特定频率映射的扇区中存在视野缺损。

[0104] 本专利文件中描述的主题和功能操作的实施方式可以在多种系统、数字电路中实现或在计算机软件、固件或硬件中实现，包括本说明书中公开的结构及其结构等效物，或在上述其中一项或多项的组合中实现。本说明书中描述的主题的实施方式可以作为一个或多个计算机程序产品来实现，即，在有形及非瞬态计算机可读介质上编码由数据处理装置执行或对数据处理装置的操作进行控制的一个或多个计算机程序指令模块来实现。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基质、存储器设备、实现机器可读传播信号的组合物或上述一项或多项的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，作为举例包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件外，该装置可以包括创建用于讨论中的计算机程序的执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或上述一项或多项的组合的代码。

[0105] 计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以采用任何形式的编程语言来编写，包括编译语言或解释的语言，并且可以采用任何形式部署，包括作为单独运行的程序或作为模块、组件、子例行程序或适于在计算环境中使用的其他单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中(例如，标记语言文档中存储的一个或多个脚本)，存储在正讨论的程序所专用的单独文件中，或存储在多个协作的文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的一些部分的文件)中。计算机程序可以部署为在一个计算机上执行或部署为在位于一个位置或分布在多个位置且通过通信网络互连的多个计算机上执行。

[0106] 本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器来执行，以便通过操作输入数据和生成输出来执行功能。这些过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来执行，并且装置也可以实施为专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

[0107] 适于执行计算机程序的处理器包括(例如)通用和专用微处理器二者，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或二者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个海量存储设备，或操作上耦合到一个或多个海量存储设备以从其接收数据或向其传送数据或二者，所述海量存储设备例如是磁盘、磁光盘或光盘。然而，计算机无需具有此类装置。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，作为实例包括半导体存储器设备，例如，EPROM、EEPROM和闪存存储器设备。处理器和存储器可以通过专用逻辑电路进行补充或并入其中。

[0108] 虽然本专利文件包括许多特定细节，但是它们不应被视为限制本发明的范围或限制所要求的权利，而应视为描述针对特定发明的特定实施例的特征。本专利文件中在不同实施例背景下描述的某些特征还可以在一个实施例中组合实现。反之，在单个实施例背景下描述的多个特征也可以分开在多个实施例中实现或以任何适合的子组合形式实现。此外，虽然上文将多个特征描述为以某些组合发挥作用并且甚至最初也要求如此，但是在一些情况下，来自所要求的组合中的一个或多个特征可以从该组合中去除，并且所要求的组合可以指向子组合或子组合的变体。

[0109] 相似地，虽然多个操作在附图中按特定次序示出，但是这不应理解为要求此类操作按所示的特定次序或顺序依次执行，或要求所有图示的操作都被执行才能实现期望的结果。此外，本专利文件中描述的实施例中的多个系统组件的分开不应理解为要求所有实施例中均进行此类分开。

[0110] 仅描述几个实施方式和实例，并且可以基于本专利文件中描述和图示的实施方式和实例来实施其他实施方式、改进和变体。

标题	发布/更新时间	阅读量
使用动态速度阈值滤波器的客观视敏度测量的装置和方法	2020-05-27	455
个人生物传感器配件附属物	2020-05-23	77
生物信号测量的可安装单元和生物信号测量方法	2020-05-22	668
基于眼电图信号的便携式无线人机交互系统	2020-05-11	835
自动心肺复苏装置	2020-05-22	568
一种睡眠监测仪	2020-05-22	239
眼部用品	2020-05-15	808
用于在全聚和斜视情况下眼睛轨迹测量的方法和装置	2020-05-13	225
一种驾驶疲劳相关的EEG功能连接动态特性的分析方法	2020-05-23	660
一种儿童智能健康眼镜	2020-05-25	927

用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台

用于视野缺损评估的便携式脑活动感测平台

技术领域

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附图说明

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：