本申請屬于腦功能輔助評估，尤其涉及一種基于fnirs評估受檢者認知功能的系統(tǒng)及交互方法。

背景技術(shù)：

1、長時間高強度任務(wù)可能削弱認知功能，影響效率、生活質(zhì)量及身心健康。在工作環(huán)境中，認知衰退也可能增加失誤和事故風險，威脅生產(chǎn)效率與安全。此外，衰老或疾病也可能引發(fā)認知障礙，覆蓋輕度認知障礙到阿爾茨海默病等嚴重病態(tài)，都可能導致生活質(zhì)量降低和社會負擔加重。

2、認知功能的全面、準確評估是進行干預和治療的前提。而想要全面對受檢者的認知功能進行評估，需要對多種維度下的腦功能相關(guān)數(shù)據(jù)進行相互印證，目前主要有兩種技術(shù)路徑，一種是讓受檢者連續(xù)執(zhí)行多種范式，另一種則是在一個范式中通過不同設(shè)備同時采集多模態(tài)的數(shù)據(jù)。在前者的場景下，不同范式往往對硬件設(shè)備要求不一致，在近紅外數(shù)據(jù)采集所適配的范式中，出于近紅外數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)量等要求，一個實驗范式往往需要設(shè)置多個區(qū)塊，完整的實驗范式往往至少需要15-20分鐘，想要連續(xù)執(zhí)行多種范式又需要更換硬件設(shè)備和軟件設(shè)置，整體時間較長，而受檢者往往又具有精神疾病傾向或高齡及其他疾病狀況，因此往往難以配合執(zhí)行過多的實驗范式，目前在臨床上通常只能連續(xù)執(zhí)行2-3種完整的實驗范式；在后者的場景下，eeg（electroencephalogram，腦電圖）、fmri（functionalmagnetic?resonance?imaging，功能性核磁共振成像）、fnirs（functional?near?-infrared?spectroscopy，功能性近紅外光譜）等，每種技術(shù)都有其獨特的優(yōu)勢和局限性，多模態(tài)信號采集技術(shù)的目的在于綜合這些技術(shù)，以獲得更全面的大腦活動信息。但不同設(shè)備在聯(lián)用時除了需要考慮到受檢者的腦部是否有足夠的空間承受多種設(shè)備外，不同設(shè)備同時工作還可能會互相影響，從而降低最終采集的數(shù)據(jù)的準確性，此外在不同測量體系內(nèi)所采集的數(shù)據(jù)還存在數(shù)據(jù)基準對齊等問題，為了避免上述多種因素的影響，相關(guān)技術(shù)中一般也僅同時使用2-3種特定的設(shè)備同時進行數(shù)據(jù)采集。

3、由此可見，現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)中缺少能夠在短時間內(nèi)得到受檢者多維度腦部數(shù)據(jù)的完整方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、提供本申請以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。需要一種基于fnirs評估受檢者認知功能的系統(tǒng)及交互方法，其能夠在較短時間內(nèi)獲取到受檢者與認知功能相關(guān)聯(lián)的更多維度的腦功能相關(guān)數(shù)據(jù)，以便于臨床上基于fnirs對受檢者腦部特別是認知功能進行多角度、更全面的評估和分析。

2、根據(jù)本申請的第一方案，提供一種基于fnirs評估受檢者認知功能的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括便攜式的信號采集裝置、頭帽、認知評估范式交互裝置以及處理裝置，其中，所述頭帽用于安裝近紅外光的發(fā)射探頭和接收探頭，所述發(fā)射探頭和接收探頭使得成像范圍至少覆蓋到額葉、顳葉、枕葉各腦區(qū)的目標位置，所述發(fā)射探頭連接至所述信號采集裝置，以通過信號采集裝置傳輸?shù)碾娔転榘l(fā)射探頭中的光源組件供電；所述接收探頭連接至所述信號采集裝置，以向所述信號采集裝置傳輸近紅外光；所述認知評估范式交互裝置用于按照由簡到難的執(zhí)行順序，以單區(qū)塊模式依序執(zhí)行抑制控制評估范式、警覺注意力評估范式、選擇注意力評估范式、核心注意力網(wǎng)絡(luò)評估范式、工作記憶評估范式、認知控制評估范式，包括依序向受檢者展示與相應評估范式匹配的范式素材，接收受檢者在認知功能評估過程中的反饋結(jié)果，并將反饋結(jié)果及對應的時間信息作為受檢者的行為學數(shù)據(jù)傳輸至所述處理裝置；所述信號采集裝置，用于在各評估范式依序執(zhí)行過程中采集所述受檢者的近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)，并將所述近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)傳輸至所述處理裝置，以供所述處理裝置基于所接收的近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)和行為學數(shù)據(jù)，對所述受檢者的認知功能進行評估。

3、根據(jù)本申請的第二方案，提供一種用于采集受檢者fnirs數(shù)據(jù)的交互方法，所述交互方法包括由認知評估范式交互裝置的處理器執(zhí)行：按照由簡到難的執(zhí)行順序，以單區(qū)塊模式依序執(zhí)行如本申請各個實施例所述的抑制控制評估范式、警覺注意力評估范式、選擇注意力評估范式、核心注意力網(wǎng)絡(luò)評估范式、工作記憶評估范式、認知控制評估范式，包括依序向受檢者展示與相應評估范式匹配的范式素材，接收受檢者在認知功能評估過程中的反饋結(jié)果；其中，所述反饋結(jié)果及對應的時間信息作為受檢者的行為學數(shù)據(jù)，與fnirs信號采集裝置采集的受檢者在各評估范式依序執(zhí)行過程中的近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)，用于供處理裝置對所述受檢者的認知功能進行評估。

4、本申請各個實施例提供的基于fnirs評估受檢者認知功能的系統(tǒng)及交互方法，采用成像范圍至少能夠覆蓋到額葉、顳葉、枕葉等各腦區(qū)的目標位置的fnirs頭帽，以及高度集成、統(tǒng)一軟硬件框架的認知評估范式交互裝置，由此在整個評估過程中不必要求受檢者繁瑣地更換穿戴設(shè)備，也不會由于切換軟硬件而延長進程或出現(xiàn)可能的故障；此外，在評估范式執(zhí)行過程中，按照從簡單到復雜循序漸進的方式，并且每個范式僅執(zhí)行優(yōu)化后的單個區(qū)塊，相較于多區(qū)塊執(zhí)行整個流程時長更短且不易令人感到枯燥，對于可能患有精神疾病，或者年長且有其他不利健康狀況的受檢者來說更加友好，特別是在臨床上，也易于使受檢者以更順應的狀態(tài)完成整個評估實驗過程，所得到的檢測結(jié)果往往也會更加真實地體現(xiàn)其認知功能的狀態(tài)。并且，將優(yōu)化設(shè)計后的多種評估范式作為統(tǒng)一框架下的復合范式，在同一時間段連貫地執(zhí)行，其整體執(zhí)行時間與單個范式多區(qū)塊執(zhí)行的時間相當甚至更短，執(zhí)行過程不枯燥而更易于被受檢者接受，并且，多個范式由簡到難執(zhí)行時更有利于受檢者保持平穩(wěn)的評估狀態(tài)，所采集的數(shù)據(jù)基準統(tǒng)一，無需過多的額外處理便可整合形成具有更多維度和更大數(shù)據(jù)量的高價值近紅外腦功能成像數(shù)據(jù)，有利于基于這些數(shù)據(jù)和具有內(nèi)在邏輯、彼此關(guān)聯(lián)、層次遞進的多范式評估的行為學數(shù)據(jù)來對受檢者的認知功能進行全面而準確的評估，能夠為腦部疾病特別是認知功能早期篩查、診斷、干預、治療和預后評估及更廣泛的臨床應用提供有力支撐。

技術(shù)特征：

1.一種基于fnirs評估受檢者認知功能的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括便攜式的信號采集裝置、頭帽、認知評估范式交互裝置以及處理裝置，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認知評估范式交互裝置在執(zhí)行抑制控制評估范式時，用于執(zhí)行如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認知評估范式交互裝置在執(zhí)行警覺注意力評估范式時，用于執(zhí)行如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認知評估范式交互裝置在執(zhí)行選擇注意力評估范式時，用于執(zhí)行如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認知評估范式交互裝置在執(zhí)行核心注意力網(wǎng)絡(luò)評估范式時，用于執(zhí)行如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認知評估范式交互裝置在執(zhí)行工作記憶評估范式時，用于執(zhí)行如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述認知評估范式交互裝置在執(zhí)行認知控制評估范式時，用于執(zhí)行如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置在基于所接收的近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)和行為學數(shù)據(jù)，對所述受檢者的認知功能進行評估時，用于執(zhí)行如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置基于所接收的近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)和行為學數(shù)據(jù)，對所述受檢者的認知功能進行評估時，具體用于執(zhí)行如下步驟：

10.一種用于采集受檢者fnirs數(shù)據(jù)的交互方法，其特征在于，所述交互方法包括由認知評估范式交互裝置的處理器執(zhí)行：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種基于fNIRS評估受檢者認知功能的系統(tǒng)及交互方法。系統(tǒng)中的頭帽及近紅外光發(fā)射/接收探頭使成像范圍覆蓋額葉、顳葉、枕葉；認知評估范式交互裝置按照由簡到難的執(zhí)行順序，以單區(qū)塊模式依序執(zhí)行抑制控制評估范式、警覺注意力評估范式、選擇注意力評估范式、核心注意力網(wǎng)絡(luò)評估范式、工作記憶評估范式、認知控制評估范式；信號采集裝置在各評估范式依序執(zhí)行過程中協(xié)同地采集近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)；處理裝置基于近紅外腦功能成像時序數(shù)據(jù)和基于評估范式而生成的行為學數(shù)據(jù)對受檢者的認知功能進行評估。本申請能夠在較短時間內(nèi)獲取與認知功能相關(guān)聯(lián)的更多維度的腦功能數(shù)據(jù)，便于臨床基于fNIRS對受檢者認知功能進行多角度的評估和分析。

技術(shù)研發(fā)人員：汪待發(fā),夏東棟,陳默
受保護的技術(shù)使用者：慧創(chuàng)科儀（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15