[发明专利]用于脑健康的多模态生理评估的形成因素

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月6日提交的临时专利申请No.61/773,428的权益。该专利 申请的内容通过引用整体并入本申请中。

技术领域

本发明涉及通过在系统中使用激活的任务和刺激来动态地评估个体的脑状态和 功能，从而诊断和分析脑健康。

背景技术

脑和中枢神经系统正常的发挥功能对于健康的、愉快的和富有成效的生活而言至 关重要。脑和中枢神经系统的病症属于最可怕的疾病。许多神经系统病症例如中风、阿尔茨 海默病和帕金森病是不知不觉间加剧的并且是渐进的，随着年龄的增加变得更为常见。其 他病症例如精神分裂症、抑郁症、多发性硬化和癫痫发生在较年轻的年龄，并且可以在个人 的一生中持续和发展。对神经系统的突然的灾难性损害例如脑创伤、感染和中毒也可以在 任何时间影响任何年龄的任何个人。

大多数神经系统功能障碍产生于个人的基因型、环境与个人习惯之间的复杂相互 作用，并且因此经常以高度个性化的方式呈现。然而，尽管预防性医疗日益显现出重要性， 但是用于客观评估一个人自己的神经系统之健康的便利方法尚未得到广泛普及。因此，需 要监测脑和神经系统的健康状态的新方法来用于正常健康监测、功能障碍的早期诊断、疾 病进展的追踪以及治疗药物和新疗法的发现和优化。

与其中个体化的健康监测生物标志物例如血压、胆固醇和血糖早已成为家用检测 项的心血管病症和代谢紊乱不同，不存在脑和神经系统健康的这样便利的生物标志物。定 量神经生理评估方法例如正电子发射断层扫描(PET)、功能磁共振成像(fMRI)和神经精神 病学测试或认知测试显著的涉及操作员的专业技术、住院或基于临床的测试以及大量时间 和费用。可以适于作为神经系统功能的易得到的生物标志物来发挥更广泛作用的一种潜在 技术是：根据多个不同形式的数据的脑的多模态(multi-modal)评估，所述数据包括测量脑 生成和发送电信号之能力的脑电图(electroencephalography，EEG)。然而，正式的基于实 验室的EEG方法通常需要显著的操作者培训、笨重的设备，并且主要用于检验癫痫。

需要替代和创新的生物标志物方法来提供可以大大提高神经学和精神病学病症 的预防、诊断和治疗的个人脑健康的定量测量。迫切需要能够获得帕金森病、阿尔茨海默 病、脑震荡和其他神经学和神经精神病学病症的生物标志物的独特的多模态设备和测试。

发明内容

本发明提供用于通过捕获多个生物传感器数据流以用于评估使用者之脑健康的 系统和方法来满足现有技术中的上述需求。在一个示例性实施方案中，系统包含适于从使 用者收集生物传感器数据的多个生物传感器。所述生物传感器包括收集至少一个通道的 EEG脑波数据的有源脑波传感器，以及下列各项中的至少一种：

加速度计和/或陀螺测试仪(gyrometer)，该加速度计和/或陀螺测试仪收集运动、 位置和稳定性数据以提供定量的稳定性和定量的平衡性测量值，

周边感测设备(peripheralsensingdevice)，该周边感测设备收集神经心理数 据形式的传达反应时间和准确度信息的认知信息，该认知信息包括键盘键击、鼠标点击和/ 或触摸面板事件，

麦克风，该麦克风记录人类语音以捕获人对象在一系列任务期间对认知挑战或者 听觉刺激的语言响应，

摄像头(camera)或生物传感器，该摄像头或生物传感器记录眼运动、眼扫视和其 他生物计量学的鉴定信息(biometricidentificationinformation)；

监测心率的心率传感器，

测量动脉氧合的脉搏血氧计，

测量体温的温度传感器，以及

测量皮肤表面皮肤电传导(galvanicskinconductance)和/或皮肤电阻抗的皮 肤电反应传感器(galvanicskinresponsesensor)或皮电反应传感器(electrodermal responsesensor)。