[发明专利]一种检测大脑功能的系统及其装置

说明书

本发明公开了一种基于检测脑功能的眼动分析系统，包括眼动范式行为、眼动数据采集和数据储存分析多个模块。其中，眼动数据采集中采用头、眼位置数据实时分析，补偿头动对眼位置的影响，结果更准确。本发明还公开了使用该系统的装置，该装置可用于判断多种神经退行性疾病。

技术领域

本发明总体上涉及生命科学领域，具体涉及神经生物学领域中的一种检测大脑功能的系统及其装置。

背景技术

神经退行性疾病往往在受损神经细胞数量达到一定程度时，才会表现出临床症状。以阿尔茨海默病为例，该病起病缓慢或隐匿，病人及家人常说不清何时起病。多见于70岁以上(男性平均73岁，女性为75岁)老人，少数病人在躯体疾病、骨折或精神受到刺激后症状迅速明朗化。女性较男性多(女∶男为3∶1)。主要表现为认知功能下降、精神症状和行为障碍、日常生活能力的逐渐下降。

尽管医学领域、神经科学领域付出了诸多努力，目前为止仍未能明确了解神经退行性疾病的发病机理，没有便捷可靠的生物标记物检测方法帮助诊断，临床上没有能够治愈的手段。因此，对神经退行性疾病的早期诊断和早期干预，具有非常重要意义。对高危人群的早期发现和防治，将会延缓疾病的进程，提高病人的寿命和生活质量，减轻家庭和社会负担。

目前对神经退行性疾病的诊断有赖于以下方法：1)量表法或访谈法。这种方法虽操作方便，但是量表或者访谈往往不够客观，也不够全面；2)生物标记物检测。例如，β淀粉样蛋白和Tau蛋白是阿尔茨海默病患者脑内异常聚集的蛋白，临床上可通过观测脑脊液中β淀粉样蛋白和Tau蛋白的含量，帮助诊断阿尔茨海默病。由于检测标本为脑脊液需要腰穿才能取得，所以操作难度高并且损伤大，难以广泛推广和应用；3)神经影像学检测。随着神经影像学的发展，MRI和PET等脑成像方法，近年来也被应用到神经退行性疾病的诊断。但是，该方法只能在有条件的医院进行，且成本昂贵难以普及和广泛应用。更为重要的是，虽然MRI是一种无创无害的检查方法，但在早期神经退行性疾病没有造成形态学(解剖结构)改变之前，MRI脑影像无法提供诊断线索。另一方面，虽然利用PET进行的脑功能检查在理论上可以发现早期的脑功能改变，但PET脑成像需要静脉注射放射性药物，属于侵入性检查的一种，很难在出现临床症状之前说服病人配合检查。

综上所述，神经退行性疾病的早期诊断以及高危人群的早期发现迫切需要一种安全、可靠、普适、低廉的检查方法。我们以长期自身的科研成果为基础，设计了一款脑功能检测装置，通过观测眼睛运动参数的改变，为诊断神经退行性疾病提供可靠的物理指标。该脑功能检验装置设计原理基于神经退行性疾病早期造成病人的行为和认知功能障碍，例如记忆力和注意力降低、感觉运动异常。更为重要的是，这些行为、认知功能和脑电的改变甚至于会出现在脑结构和功能影像异常之前。

眼跳是人类5种眼动中最常见的自主运动，由多个脑区(如前额叶皮层、后顶叶皮层、视皮层、基底节、小脑、上丘、丘脑等)及其神经环路参与控制，与认知功能(如记忆、注意力等)情况密切相关。在许多神经病理条件下，眼跳模式往往发生改变，因此可以作为临床疾病诊断的辅助手段。

发明内容

本发明的一个方面，提供了一种基于检测脑功能的眼跳分析系统，该系统包括

视觉、眼跳任务模块，该模块包括以下任务的一种或多种：

1)正向眼跳任务(Prosaccade task)：受试者首先注视着注视点，然后当视觉刺激点出现，受试者需要朝向视觉刺激点做一个快速眼跳；

2)反向眼跳任务(Antisaccade task)：受试者首先注视着注视点，然后当视觉刺激点出现，受试者需要向视觉刺激点的镜像位置做一个快速眼跳；

3)记忆指导的眼跳任务(Memory-saccade task)：受试者首先注视注视点，然后在以注视点为圆心的圆周上八等分的八个位置中的随机一个位置上出现一个视觉刺激并马上消失，受试者需要继续注视注视点，经过一段时间当注视点消失后，受试者做一个快速眼跳到视觉刺激点曾经出现的位置；