CN104244815B - 用于大脑反应状态的改进检测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测受试者的大脑反应状态的方法和装置。所述检测包含向所述受试者反复地呈现声音刺激，以诱发大脑反应；检测与每个所述声音刺激相关的被诱发的大脑反应信号；确定具有时间宽度的窗口，该窗口至少部分地覆盖在大脑反应信号中至少一个神经元的诱发反应的区域；计算在所述窗口上的平均反应信号；以及将所述至少一个神经元的诱发反应和所述平均反应信号进行比较，以确定细胞的变化和/或波动。

Description

用于大脑反应状态的改进检测的系统和方法

技术领域

本发明大体涉及刺激性（特别是听觉性）大脑反应的领域和相关的装置、系统和方法。更具体地，本发明涉及用于分析大脑反应发展的改进的系统和方法，并且更具体地，本发明涉及脑干反应发展的改进的检测。

背景技术

已知的是，听觉脑干反应听力测定可以被用于筛选试验，以监测听力损失或耳聋。如果使用复杂的声音刺激，则听觉脑干反应可以被用来使用声音刺激以评估脑干疾病。当听觉脑干方法被用于诊断脑干疾病时，它们依赖于正常的健康受试者的数据组，以进行评估中的比较步骤。该评估还是耗时的，并且在大多数情况下不能实时进行。在评估脑干反应状态发展时，例如在被某种刺激（例如精神性化合物或物质，包括精神性药物、酒精、毒品以及治疗处理）影响时，实时分析是重要的工具。

在US 2009/0220426中，提供了一种评估精神性化合物或处理对动物的神经元活动的影响的方法，该方法包含确定信息的量的变化，该信息由神经元响应至少一个重复施加的刺激而生成。它还提供了一种针对动物的疗效而筛选精神性化合物的方法，该方法涉及使用该动物的一个神经元种群中的感觉辨别（sensory discrimination）的变化，其中该感觉辨别由响应被反复地施加至该动物的一个或多个刺激而获得。

该发明使用手术植入的电极阵列来记录信号。其公开的所有测试都涉及躯体感觉，特别是通过接触不同的位置来研究接受域的空间和时间结构。即使在该发明中提及了声音刺激，但并没有公开如何使用声音刺激来进行这些研究。

刺激后时间直方图（post-stimulus time histogram，PSTH）通常不被用在人类中。它不能被应用来同时确定大脑的数个部分中的由刺激诱导的活动，因为它需要记录某个被选中的结构。因此，当研究者知晓要查找大脑的哪个部分时，PSTH适于动物研究，但当研究者想要知道大脑的哪个部分对精神性化合物作出反应时，它并非好的选择。

因此，这样的技术是有利的，它着眼于在于向研究者给出指引，不仅涉及精神性药物效果的幅度，还涉及它在哪里影响脑干。想要的是比较脑干的不同部分，而无需像PSTH一样将装置放在特定的神经元。

因此，这样的改进的装置及其方法是有利的，它用于诊断脑干疾病和/或精神性化合物或物质对受试者的影响，特别地有利的是这样的装置，它能够进行测试程序，该程序不依赖于来自该受试者的任何认知努力。而且，应该更有利的是，该诊断的改进的特异性和可靠性。

发明内容

相应地，通过提供根据附属的专利权利要求的装置和方法，本发明的实施例优选地试图单独地或组合地缓解、减轻或消除现有技术中的（例如上述的）缺陷、缺点或问题。

受试者的诱发反应状态是作为细胞的（cellular）变化和/或波动的函数而在多个诱发反应上确定的。更具体地，本发明提供了获得诱发反应中的细胞的不确定性的复杂样貌。所述声音刺激在这里是听觉刺激，它可以被称为“声音脉冲”，但在一些实施例中可以是瞬时峰、点击、猝发音（tone bursts）或适于反复呈现的听觉刺激的其他适当类型。

根据本发明的一个方面，提供了通过确定至少一个神经元的诱发反应的细胞的变化和/或波动，以检测受试者的大脑反应状态的方法。它是如下进行的：

向所述受试者反复地呈现声音刺激，以诱发大脑反应。

检测与每个所述声音刺激相关的所述被诱发的大脑反应信号。

确定具有时间宽度的窗口，该窗口至少部分地覆盖在所述大脑反应信号中至少一个神经元的诱发反应的区域。

计算在所述窗口上的平均反应信号。

将所述至少一个神经元的诱发反应和所述平均反应信号进行比较，以确定细胞的变化和/或波动。

术语“一个神经元”或“一群神经元”在这里指属于相同的集群或结构（例如细胞的核、相互关联的核团或层）的神经元或一群神经元。来自这一个神经元或一群神经元的诱发反应可以在被记录的反应信号上形成峰。如果没有反应被诱发，则不会形成与这一个神经元或一群神经元相关的峰。

所述大脑反应优选是被诱发的脑干反应。来自脑干的反应信号，是在向所述受试者呈现声音刺激之后的0至10 ms得到的。

在本发明的方法的一些实施例中，所述细胞的变化和/或波动是根据幅度上的差异而确定的。

在所述方法的一些进一步的实施例中，所述细胞的变化和/或波动是根据延迟上的差异而确定的。

在所述方法的一些进一步的实施例中，计算所述平均是以多个反应信号为基础的。

诱发反应的变化还可以仅使用在所述窗口内由相同的诱发反应计算的平均值来计算。诱发反应的子部分然后与计算出的平均值进行比较。这可以被用来估算在被选择的诱发反应区域中的摆动或移动。

在所述方法的一些进一步的实施例中，所述方法被用于确定大脑疾病（例如脑干疾病）。

在所述方法的一些进一步的实施例中，所述方法被用于检测物质或化合物对受试者的大脑的影响。

在所述方法的一些进一步的实施例中，所述影响是能够实时检测的。在评估或评价精神性化合物或物质对受试者的影响时，这是重要的。

根据本发明的另一个方面，提供了一种装置，该装置通过确定至少一个神经元的诱发反应的细胞的变化和/或波动，以检测受试者的大脑反应状态。所述装置包含声音刺激生成单元，该单元作用来向所述受试者反复地呈现声音刺激，以诱发大脑反应。所述装置进一步包含检测单元和储存单元，检测单元作用来检测与每个所述声音刺激相关的所述被诱发的大脑反应信号，储存单元作用来储存基于所述被诱发的大脑反应信号的信息。进一步地，所述装置包含控制单元，该单元用于确定具有时间宽度的窗口，它至少部分地覆盖至少一个神经元的诱发反应的区域，该单元还用于计算在所述窗口上的平均反应信号，该单元还用于将所述至少一个神经元的诱发反应和所述平均反应信号进行比较，以确定细胞的变化和/或波动。

在所述装置的一些实施例中，所述细胞的变化和/或波动是根据该区域的幅度上的差异而确定的。

在所述装置的一些进一步的实施例中，所述细胞的变化和/或波动是根据该区域的延迟上的差异而确定的。

在所述装置的一些进一步的实施例中，所述大脑反应是脑干反应。

在所述装置的一些进一步的实施例中，所述细胞的变化和/或波动被用于确定大脑疾病；和/或物质或化合物对受试者的大脑的影响。

根据本发明的另一个方面，提供了计算机可读介质，所述介质具有集成在其上的用于通过计算机进行处理的计算机程序，它用于通过确定至少一个神经元的诱发反应的细胞的变化和/或波动，以检测受试者的大脑反应状态。所述计算机程序包含用于以下用途的代码片段：

向所述受试者反复地呈现声音刺激，以诱发大脑反应。

检测与每个所述声音刺激相关的所述被诱发的大脑反应信号。

确定具有时间宽度的窗口，该窗口至少部分地覆盖在所述大脑反应信号中至少一个神经元的诱发反应的区域。

计算在所述窗口上的平均反应信号。

将所述至少一个神经元的诱发反应和所述平均反应信号进行比较，以确定细胞的变化和/或波动。

所述计算机程序可以在计算机或微处理器上被执行，例如作为控制单元的一部分。

听觉刺激可以被定义或被称为“声音脉冲”或信号，包含但不限于瞬时峰、点击、猝发音或适于反复呈现的听觉刺激的其他适当类型。对于被呈现该刺激的受试者来说，所述刺激应该是听觉可感知的。因此，如在心理声学领域内所定义的，向人类受试者呈现的声音刺激可以具有在20Hz和20000 Hz之间的频率，并且振幅可以是从被定义为0 dB的可听度的下限或以上，但优选低于对被使用的频率的破坏水平（damaging level）。优选地，可以使用这样的振幅，对于所用的特定频率，它是最小阈值振幅或以上，但低于对该频率的破坏水平。优选地，所述振幅可以是在约0至120 dB之间，优选在约0至100 dB之间，优选在约0 至90 dB之间，优选约70 dB。

每个声音脉冲的时间宽度或持续时间可以是0.1至1000ms。优选地，每个声音脉冲的时间宽度或持续时间可以大约是脑干的诱发反应的检测的时间，因此优选在0 至100 ms之间，例如0至50ms（例如0至10 ms）。

被诱发的脑干反应的可检测的细胞的变化和/波动可以被用来检测药品/药剂可能在受试者上用于治疗、缓解或减轻疾病和/病症的效果。其中所述受试者可以是遭受例如脑干疾病；神经系统或在神经状态的疾病、或具有可检测的横向脑干反应状态的其他形式的疾病或病症。其例子（但不作限制）可以是与如下相关的药物：ADHD、抑郁症、焦虑症、躁郁症、精神分裂症、阿斯伯格综合症、癫痫症、压力、放松、疼痛、免疫反应、应变稳态；催眠、镇痛或类似物。

精神性的、化学的或草本的化合物或物质可以指不同类型的药物，例如医用药物、精神性药物（psychoactive drugs）、精神病药物（psychopharmaceutical）、抗精神病药（psychotropic）、麻醉剂、疼痛控制剂、精神病治疗药物（psychiatric medication）、毒品、滥用药物或其相关的药物。化合物或物质可以指对受试者或病人的中央神经系统具有影响或者会影响大脑功能并造成知觉、情绪、意识、认知或行为上的变化的化合物或物质。

治疗在这里可以指使用药物或咨询（例如不同种类的精神疗法）以治疗诊断或缓解症状，但也可以指用于预防性治疗或支持性治疗的药物或咨询。

应该强调的是，当术语“包含/含有”被用在本文中时，它是用来说明被提及的特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、部件或其组合的存在或添加。

附图说明

通过本发明的实施例的以下说明，参照附图，本发明的实施例的这些和其他方面、特征和优点将是显而易见的并且将得到说明。

图1示出了根据本发明的一个实施例的装置的示意图。

图2示出了在时间范围0和10 ms内的脑干反应听力图。

图3A示出了确定在一定时间宽度的窗口内一个神经元的诱发反应的细胞的延迟变化和/或波动的原则。

图3B示出了确定在一定时间宽度的窗口内一个神经元的诱发反应的细胞的幅度变化和/或波动的原则。

图4A和4B示出了确定出的在一定时间宽度的窗口内一个神经元的诱发反应的细胞的延迟或幅度变化和/或波动。

图5示出了检测受试者的大脑反应状态的方法的示意图。

图6A和6B示出了在一个参考受试者（图6A）和一个被诊断有ADHD的受试者（图6B）上进行的测量的实施例，被选中的反应信号的区域是脑桥区域。

图7A和7B示出了在一个参考受试者（图7A）和一个被诊断有ADHD的受试者（图7B）上进行的测量的实施例，被选中的反应信号的区域是丘脑区域。

图8A至8C示出了通过使用参考受试者和被诊断有ADHD的受试者的平均值的经典听觉脑干反应测量的实施例，被使用的区域是脑桥。

图9A和9B示出了使用每个单独反应的变化而非平均值的优点的实施例。被使用的数据和在图8A至8C的实施例中的相同。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明的具体实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被理解为被这里描述的实施例限制。相反地，提供了这些实施例，从而本发明将变得彻底和完整，并且将向本领域技术人员完全表达本发明的范围。在附图中描述的实施例的详细说明中使用的术语并不旨在限制本发明。在附图中，相似的数字指示相似的元件。

根据一些实施例，本发明使用听觉脑干反应（auditory brainstem response，ABR）来检测大脑疾病（例如脑干疾病、或神经系统或在神经状态的疾病、或具有可检测的脑干反应状态的其他形式的疾病或病症）。它还可以被用来检测脑干反应状态发展，以建立精神性化合物、物质、食物或药品/药剂的效果。

术语“听觉脑干反应”普遍被用来定义在0至大约10 ms的时间跨度内脑干活动的电生理学测量。当然，根据附属的权利要求，该时间跨度可以有所变化，但只要不原则上偏离该时间跨度，都仍然在本发明的范围内。

图1示出了根据本发明的示例性装置。该装置包含声音刺激生成单元1（例如音频生成器），它用于反复地生成并发送声音刺激。被生成的声音刺激通过通信元件2被呈现至声音传送装置3（例如耳机），以到达受试者4。

在声音刺激被呈现的同时，触发脉冲（trig-pulse）从声音刺激生成单元1被传送至触发装置5（例如触发盒），并进一步被传送至用于信息（例如脑干活动）的储存的储存单元6，在其中来自检测单元7（例如电极）的电生理学大脑活动的登记被启动。此后，该活动在控制单元8（例如计算机设备）上被显像并被分析。因此刺激的每次开始都使登记的触发被启动。由控制单元8进行的分析可以根据后面公开的原则而进行。

被用来检测脑干信号的电极被放置在该受试者的脑部上。优选地，该电极被可拆卸地附接至该受试者的头部的皮肤。例如，该电极可以被附接在乳突骨、前额和耳后。根据将要被检测和记录的信号，其他位置也是可能的。

所使用的用于测试的普遍特征是，声音刺激以重复的序列而被呈现至受试者；典型地，声音刺激被重复大约500-1500次。提供的具有高可靠性的完整测试仅需要几分钟。因为每个刺激都在触发脉冲启动成像装置时被登记，所以与其他脑干活动相比，由刺激产生的大脑活动在连续性基础上表现得更明显。通过这种方式，脑干特定的对刺激的响应被登记。

替代地，在本发明的一些实施例中，所述声音刺激可以包含声音脉冲的第一串列（train）以及至少一个相同的声音脉冲的但被修改的连续的第二串列。声音的第一串列可以诱发第一反应信号，它作为对未被修改的声音脉冲的第一串列的响应。被修改的声音脉冲的第二串列可以诱发第二反应信号，它作为对被修改的声音脉冲的第二串列的响应。对于每个刺激，比较来自第二串列的反应信号和第一串列的反应信号。因此，测试受试者是他自身的参照，可以避免和绝对值相关的问题。在和本申请的申请人相同的PCT/EP2011/065340中描述了该方法，其全文以任何目的以引用的方式被合并入本文中。使用包含未被修改的声音脉冲的第一串列及随后的被修改的声音脉冲的连续的第二串列的刺激，通过与该受试者的大脑活动变化对比，对具体的声音修改增加了额外的维度。

图2示出了在时间范围0和10 ms内的脑干反应听力图20。每条曲线都示出了对单个刺激的反应。曲线的峰示出了对被呈现的刺激的一个神经元的诱发反应或一群神经元的诱发反应的不同区域。已知会诱发脑干反应的有大概十三种不同的声音刺激（例如脉冲或点击）。在和本申请的申请人相同的WO 2006/062480（其全文以任何目的以引用的方式被合并入本文中）中，更详细地描述了这样的声音脉冲。

虚线示出了具有一定时间宽度的窗口21。该窗口21具有区域22，它至少部分地覆盖至少一个神经元的诱发反应（例如一群神经元的诱发反应）。在图中，一定时间宽度的窗口21已经被选择来覆盖至少一个神经元的诱发反应中的一个。

此外，为了对一个以上的集群或结构确定至少一个神经元的诱发反应的变化和/或波动，属于相同的集群或结构的至少一个神经元的每一个的诱发反应，可以具有它们自身的确定的具有时间宽度的窗口21。

为了评估正常的听觉脑干反应，使用所有曲线来得到平均曲线。只有该平均曲线随后被用来检测例如疾病。对于本发明，如将要说明的，来自每个诱发反应曲线的信息被单独地使用来得到更多的数据和信息。这可以增加获得更高程度的安全性（以提供正确的诊断）的可能性。这还可能更快地得到测试的结果。它还可以将ABR的可用性扩展至其他领域，例如受试者对精神性、化学的或草本的化合物或物质的反应的实时分析。

图3A示出了图表30，它用于说明确定在一定时间宽度的窗口31内至少一个神经元的诱发反应（例如来自一群神经元的诱发反应）的细胞的延迟变化和/或波动的原则。窗口的宽度可以是1至4 ms，优选大概2至3 ms，例如大约2.5 ms。该宽度必须足够大，以覆盖被选择的至少一个神经元的诱发反应的足够区域，但是不应该太大，否则它会与相邻的神经元的诱发反应的区域重叠。细胞的延迟变化和/或波动是被选择的神经元细胞中的不确定性的测量标准。峰33示出了由至少一个神经元（例如属于相同的集群或结构的一群神经元）的多个诱发反应确定的平均延迟。通过将每个峰32a-32h的延迟与平均诱发反应的峰33的延迟进行比较，可以就延迟方面计算至少一个神经元的每个诱发反应的变化和/或波动。可以使用来自一系列重复的声音刺激的所有诱发反应来计算平均延迟。

替代地，例如在进行实时评估时，可以从诱发反应的第一子序列来计算平均延迟，例如从一系列（约500至2000个）连续的声音刺激中的第一（约50至200个）诱发反应来计算。

替代地和/或额外地，在一些实施例中，可以仅使用来自一个刺激的至少一个神经元的诱导反应来计算延迟变化。对窗口内的反应计算平均值，并将诱导反应的子部分与其比较。这将给出该曲线摆动和/或移动的程度的测量标准。

图3B示出了图表40，它用于说明确定在一定时间宽度的窗口41内至少一个神经元的诱发反应的细胞的幅度变化和/或波动的原则。窗口的宽度可以是1至4 ms，优选大概2.5ms。窗口的宽度必须足够大，以覆盖被选择的至少一个神经元的诱发反应的足够区域。该窗口的区域应该优选不与相邻的神经元的反应区域重叠。细胞的幅度变化和/或波动是被选择的神经元细胞的中的不确定性的测量标准。峰43示出了由至少一个神经元（例如属于相同的集群或结构的一群神经元）的多个诱发反应确定的平均幅度。通过将每个峰42a-42h的幅度与平均诱发反应的峰43的幅度进行比较，可以就幅度方面计算每个诱发反应的变化和/或波动。可以使用一系列声音刺激的所有诱发反应来计算平均值。

替代地，例如在进行实时评估时，可以从诱发反应的第一子序列来计算平均幅度，例如从一系列（约500至2000个）连续的声音刺激中的第一（约50至200个）诱发反应来计算。

替代地和/或额外地，在一些实施例中，可以仅使用来自一个刺激的诱导反应来计算幅度变化。对窗口内的反应计算平均值，并将诱导反应的子部分与其比较。这将给出该曲线摆动和/或移动的程度的测量标准。

图4A示出了图表50，它用于说明已确定的在具有时间宽度的窗口内至少一个神经元的诱发反应的细胞的延迟或幅度变化和/或波动。从来自至少一个神经元的一组被记录的诱发反应，可以同时得到示出细胞的延迟变化和/波动的图以及表示细胞的幅度变化和/或波动的一个图。在图表50中的每条线表示被诱发的神经元的反应中的变化，该反应作为对被呈现至受试者的一个声音刺激的反应。在该图表中的线越高，则作为单个刺激的结果的该特定的诱发反应的变化越大。在图表50中，tl标记了测试的开始，而tn是较晚的任意时间。

图4B示出了图表60，它用于与图4A中的图表50相似的说明。在该图表中，tl代表受试者的测试的开始。在t2，将精神性、化学的或草本的化合物或物质投递至该受试者，这些物质会对被选择的至少一个神经元的诱导反应的变化和/或波动产生影响，在这里被表示为变化和/或波动上的增加。该影响随后会衰退。可以使用趋势线61来确定习惯性（habituation），它可以在被用作被选择的至少一个神经元的变化中的行为的衡量标准。

此外，在一些实施例中，这些测量可以实时进行。这可以通过仅计算平均值来完成，该平均值使用在该受试者不受精神性、化学或草本化合物或物质影响时的tl和t2之间的反应来计算。在t2计算该平均值。在时间t2之后，当该受试者已经被投递有精神性、化学或草本化合物或物质时，在tl和t2之间计算的平均值可以被用来实时确定在时间t2之后的变化和/或波动。

图5示意性地示出了用于检测受试者的大脑反应（优选脑干反应）状态的方法1000。该检测是通过确定至少一个神经元的诱导反应的细胞的变化和/或波动来进行的。

刺激生成器反复地向该受试者呈现1100声音刺激，以诱发大脑反应。检测单元检测1200与每个被呈现的声音刺激相关的被诱发的大脑反应信号。

确定1300具有时间宽度的窗口，它至少部分地覆盖被选择的至少一个神经元的诱发反应的区域。可以自动地确定窗口的时间宽度，或者它可以具有预定的时间宽度。

控制单元然后首先计算1400在确定出的窗口上的平均反应信号。然后控制单元可以通过与平均反应信号进行比较，确定1500在被选择的至少一个神经元的诱发反应的区域中的细胞的变化和/或波动。

图6A和6B示出了在一个参考受试者和一个被诊断有ADHD的受试者上进行的测量的实施例。测试受试者是两个均出生于1988年的男性。

在图6A的图表70中，示出了参考受试者的值。该测量是使用1400次声音刺激和2.5ms的时间窗口进行的，覆盖了脑桥中的诱发反应。在Y轴上以微伏（Microvolt）示出了脑桥中的细胞的幅度变化值。圆圈突出了在300次声音刺激附近变化的增加，这是正常反应。

在图6B的图表80中，示出了被诊断有ADHD的受试者的值。该测量是使用1400次声音刺激和2.5 ms的时间窗口进行的，覆盖了脑桥中的诱发反应。在Y轴上以微伏示出了脑桥中的细胞的幅度变化值。变化的整体增大和在第300次附近变化的正常增加（对于正常人来说）的缺失可能是ADHA的特性。

对于参考受试者，可以计算出趋势线的k值为-2,075，而对于被诊断有ADHD的受试者为-1,081。如所有分析指出，k值意味着在ADHD中习惯性被改变。与健康的参考对照相比，ADHD群体具有一半的习惯性效应。

图7A和7B示出了在一个参考受试者和一个被诊断有ADHD的受试者上进行的测量的实施例。和在图6A和B中的受试者一样，测试受试者是两个均出生于1988年的男性。

在图7A的图表90中，示出了参考受试者的值。该测量也是使用1400次声音刺激和2.5 ms的时间窗口进行的，覆盖了丘脑中的诱发反应。在Y轴上以微伏示出了丘脑中的细胞的幅度变化值。圆圈突出了在300次声音刺激附近变化的增加，这是正常反应。

在图7B的图表100中，示出了被诊断有ADHD的受试者的值。该测量是使用1400次声音刺激和2.5 ms的时间窗口进行的，覆盖了丘脑中的诱发反应。在Y轴上以微伏示出了丘脑中的细胞的幅度变化值。变化的整体增大和在300次附近变化的正常增加（对于正常人来说）的缺失可能是ADHA的特性。

在该实施例中，对于参考受试者，可以计算出趋势线的k值为-2,159，而对于被诊断有ADHD的受试者为-1,181。如所有分析指出，计算出的k值意味着在ADHD中习惯性被改变。与健康的参考对照相比，ADHD群体具有一半的习惯性效应。

在图6A、6B和7A、7B中，在ADHD中从第一次点击至最后一次的变化倾向被降低，这意味着这些缺失可能是ADHD的特性。对于病人状态的快速评估来说，用于进行这种计算的方法和装置是非常有用的。能够进一步并且更精确地提供诊断。该方法和装置可以进行病人信息的完整记录，并分析这些信息以确定在数分钟内的时间上的变化。因此，如在上述实施例中的ADHD所证明的，该方法和系统可以快速地检测异常情况。

图8A至8C示出了旧的标准评估的实施例。

图8A示出了来自经典的ABR测量的完全平均的ABR输出110的实施例。该平均值由多个诱发反应取得。所有反应的范围是0至10 ms。虚线112是正常的参考受试者，而实线113是被诊断有ADHD的受试者。两个峰111示出了脑桥区域和大约2 ms的时间宽度。

图8B示出了被诊断有ADHD的受试者的缩放后的活动120。在该区域中的变化被确立为100。

图8C示出了不被诊断有ADHD的参考受试者的缩放后的活动130。在该区域中的变化被确立为100。

对于两个受试者，在该区域中都有100的变化。因此可以得出结论，当进行平均时，在患有ADHD的受试者和参考受试者之间，在变化上没有区别。

图9A和9B是使用每个单独反应的变化的实施例。该数据和图8A至8C中用于平均的实施例的数据是一样的。所示区域也是使用2 ms时间宽度的窗口的脑桥。通过线条示出的诱发反应的数目是500。

图9A示出了被诊断有ADHD的受试者的变化图140。为了增加清楚度，示出了趋势线141。如在6A和6B的实施例中，通过该方法，对于ADHD受试者来说没有表现出习惯性。因此，非常清楚的是，该ADHD受试者没有变化上的改变。

图9B示出了没有ADHD的参考受试者的变化图150。为了增加清楚度，示出了趋势线151。如在6A和6B的实施例中，通过该方法，对于参考受试者来说显示出习惯性。因此，非常清楚的是，该没有ADHD的参考受试者有变化上的改变。

给出的这些实施例说明了在旧的取平均的方法上的改进，以及在受试者的快速评估和诊断的可能性上的提升。对于旧的取平均的方法来说，需要对健康受试者使用正常化的数据库来进行评估，而对于该变化方法来说，这可能是多余的，因为该信息可以直接从变化和/或波动确定中获得。

已经参照特定的实施例如上描述了本发明。但是，在本发明的范围内，除上述之外的其他实施例同样是可能的。在本发明的范围内，可以提供通过硬件或软件执行该方法的除上述之外的不同的方法步骤。本发明的不同的特征和步骤可以以除上述之外的其他组合方式来组合。本发明的范围仅由附属的专利权利要求所限定。

Claims (17)

1.一种检测受试者的大脑反应状态的方法，其中所述方法包含：

向所述受试者反复地呈现声音刺激，以诱发大脑反应；

检测与每个所述声音刺激相关的被诱发的大脑反应信号，其中所述被诱发的大脑反应信号是电生理学信号，并且所述被诱发的大脑反应信号包含与至少一个神经元的诱发反应相关的至少一个峰；

确定时间窗口，所述时间窗口具有时间宽度，所述时间宽度至少部分地覆盖在所述被诱发的大脑反应信号中至少一个神经元的诱发反应的区域；

根据在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号计算平均诱发反应信号；或者根据在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号中的一个计算平均值；

将在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号和所述平均诱发反应信号进行比较；或者将在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号的子部分和所述平均值进行比较；以及

根据所述比较，确定至少一个神经元的诱发反应的变化和/或波动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述变化和/或波动是根据幅度上的差异而确定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述变化和/或波动是根据延迟上的差异而确定的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中计算所述平均诱发反应信号是基于使用所述被诱发的大脑反应信号的子序列。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述声音刺激包含第一串列和至少一个被修改的声音脉冲的连续的第二串列，以通过声音脉冲的所述第一串列来诱发第一反应信号，以及通过被修改的声音脉冲的所述第二串列来诱发第二反应信号。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述被诱发的大脑反应信号是被诱发的脑干反应信号。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述方法被用于检测物质对受试者的大脑的影响。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述物质是化合物。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述影响是能够实时检测的。

10.一种用于检测受试者的大脑反应状态的装置，所述装置包含：

声音刺激生成单元，该单元作用来向所述受试者反复地呈现声音刺激，以诱发大脑反应；

检测单元，该单元作用来检测与每个所述声音刺激相关的被诱发的大脑反应信号，其中所述被诱发的大脑反应信号是电生理学信号，并且所述被诱发的大脑反应信号包含与至少一个神经元的诱发反应相关的至少一个峰；

储存单元，该单元作用来储存基于所述被诱发的大脑反应信号的信息；

控制单元，该单元用于确定时间窗口，所述时间窗口具有时间宽度，所述时间宽度至少部分地覆盖在所述被诱发的大脑反应信号中所述至少一个神经元的诱发反应的区域，该单元还用于根据在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号计算平均诱发反应信号、或者根据在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号中的一个计算平均值，该单元还用于将在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号和所述平均诱发反应信号进行比较、或者将在所述时间窗口上的所述被诱发的大脑反应信号的子部分和所述平均值进行比较，该单元还用于根据所述比较确定至少一个神经元的诱发反应的变化和/或波动。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述变化和/或波动是根据幅度上的差异而确定的。

12.根据权利要求10所述的装置，其中所述变化和/或波动是根据延迟上的差异而确定的。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中计算所述平均诱发反应信号是基于所述被诱发的大脑反应信号的子序列。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中所述声音刺激包含第一串列和至少一个被修改的声音脉冲的连续的第二串列，以通过声音脉冲的所述第一串列来诱发第一反应信号，以及通过被修改的声音脉冲的所述第二串列来诱发第二反应信号。

15.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中所述被诱发的大脑反应信号是被诱发的脑干反应信号。

16.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中所述变化和/或波动被用于确定大脑疾病；和/或物质对受试者的大脑的影响。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述物质是化合物。