CN113827246A - 脑磁数据采集分析方法及系统 - Google Patents

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房建成
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Abstract

本申请提供一种脑磁数据采集分析方法及系统，涉及医学技术领域。该方法包括：应用于基于原子磁强计的脑磁数据采集分析系统，系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，刺激发生装置、脑磁数据采集装置均作用于受试者，该方法包括：脑磁数据采集装置采集受试者在刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，脑磁数据分析装置接收脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据，并对脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果。本申请可实现针对原子磁强计提供完整的脑磁分析方法和系统，便于进行实验和临床分析。

Description

脑磁数据采集分析方法及系统
技术领域
本发明涉及医学技术领域，具体而言，涉及一种脑磁数据采集分析方法及系统。
背景技术
脑磁图(Magnetoencephalography ,MEG)是一种非侵入性神经成像技术，它直接测量人脑产生的磁场，基于脑磁图可以实现对多种脑功能疾病的诊断。
在现有的技术中，通过采用超导量子干涉仪（SQUID）设备进行脑磁策略，但是SQUID设备的应用具有一定的局限性。由于SQUID设备需要采用液氮将超导传感器冷却到4K（-269℃)才能工作，其维护成本较高。同时，SQUID设备需要采用刚性杜瓦瓶将超导传感器与室温隔离，因此，超导传感器和受试者头部之间的有效隔热要求导致增加了神经元到传感器之间的距离，使脑磁测量的信噪比受限。
为了解决超导传感器存在的问题，现有部分技术采用SERF (Spin-ExchangeRelaxation-Free，无自旋交换弛豫)原子磁强计进行脑磁实验，但是针对原子磁强计的脑磁分析目前还没有形成完整的从刺激生成到脑磁分析的系统，不具备实验和临床普遍实用性。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种脑磁数据采集分析方法及系统，以便针对原子磁强计提供完整的脑磁分析方法和系统，便于进行实验和临床分析。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种脑磁数据采集分析方法，应用于基于原子磁强计的脑磁数据采集分析系统，所述脑磁数据采集分析系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，所述脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，所述刺激发生装置、所述脑磁数据采集装置均作用于受试者，所述方法包括：
所述脑磁数据采集装置采集所述受试者在所述刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，所述脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度；
所述脑磁数据分析装置接收所述脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据，并对所述脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，所述多种脑磁分析结果包括下述至少一种：所述多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，所述全脑实时地形图是根据所述多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
可选的，所述脑磁数据采集分析系统还包括：分析结果报告生成装置，所述方法还包括：
所述分析结果报告生成装置导入所述受试者的问卷测试结果，并接收所述脑磁分析结果；
所述分析结果报告生成装置根据所述问卷测试结果和所述脑磁分析结果，对所述受试者进行健康分析获取健康分析结果。
可选的，所述分析结果报告生成装置根据所述问卷测试结果和所述脑磁分析结果，对所述受试者进行健康分析获取健康分析结果，包括：
将同类型的所述问卷测试结果和所述脑磁分析结果进行匹配，获取匹配度参数；
根据所述匹配度参数获取健康分析结果。
可选的，所述脑磁数据分析装置对所述脑磁数据进行分析，以生成多种脑磁分析结果，包括：
所述脑磁数据分析装置对所述多个测试点的脑磁强度计算，得到全脑多个脑区的脑磁强度，将所述多个脑区的脑磁强度生成所述全脑实时地形图。
可选的，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置获取所述脑磁数据采集装置基于多次所述刺激采集的多组脑磁数据，每组脑磁数据包括：多个测试点不同时刻的脑磁强度；根据每个测试点相同时刻的多个脑磁强度，计算得到所述每个测试点的诱发响应场参数，所述诱发响应场参数包括：所述每个测试点的脑磁强度峰值、峰值时刻、峰值区间以及所述相同时刻的脑磁强度平均值；将所述相同时刻的脑磁强度平均值绘制为所述每个测试点的诱发响应场图。
可选的，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置计算所述多个脑区的脑磁强度的相关性；在脑部扫描结构图上绘制所述多个脑区之间的相关性，得到脑功能网络；根据所述脑功能网络中多个脑区之间的相关性，确定任意两个脑区之间的连接强度。
可选的，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置计算所述多个脑区的脑磁强度的刺激发散方向和刺激发散强度；在所述脑部扫描结构图上绘制所述多个脑区的刺激发散方向和刺激发散强度，得到因效网络；根据所述因效网络中多个脑区的刺激发散强度，确定任意两个脑区之间的活跃度。
可选的，所述脑磁数据采集分析系统还包括：眼动检测装置和运动检测装置；所述方法还包括：
通过所述眼动检测装置检测所述受试者的眼动数据；
通过所述运动检测装置检测所述受试者的运动数据；
所述脑磁数据分析装置对所述脑磁数据进行分析，以生成多种脑磁分析结果之前，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置根据所述眼动数据，所述运动数据，对所述脑磁数据进行去噪。
第二方面，本申请还提供一种脑磁数据采集分析系统，应用于原子磁强计，所述系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，所述脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，所述刺激发生装置、所述脑磁数据采集装置均作用于受试者；
所述脑磁数据采集装置用于采集所述受试者在所述刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，所述脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度；
所述脑磁数据分析装置用于接收所述脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据，并对所述脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，所述多种脑磁分析结果包括下述至少一种：所述多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，所述全脑实时地形图是根据所述多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
第三方面，本申请还提供一种脑磁数据采集分析方法，应用于所述系统中的脑磁数据分析装置，所述方法包括：
接收脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据；其中，所述脑磁数据包括：受试者在刺激发生装置的刺激下产生的多个测试点的脑磁强度；
对所述脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，所述多种脑磁分析结果包括下述至少一种：所述多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，所述全脑实时地形图是根据所述多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
本申请的有益效果是：
本申请提供一种脑磁数据采集分析方法及系统，该方法应用于基于原子磁强计的脑磁数据采集分析系统，该系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，刺激发生装置和脑磁数据采集装置均作用于受试者，该方法包括：脑磁数据采集装置采集受试者在刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度；脑磁数据分析装置接收脑磁数据采集装置传输的脑磁数据，并对脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，多种脑磁分析结果包括下述至少一种：多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，全脑实时地形图是根据多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。本申请针对原子磁强计提供的脑磁数据采集分析系统及方法，有效解决了SQUID设备的缺陷，且整套完整的从刺激生成、脑磁采集到分析的系统，便于在实验和临床分析中使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的脑磁数据采集分析系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种头部支架的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的基于视觉刺激的脑磁数据采集分析的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的第一种脑磁数据采集分析方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的第二种脑磁数据采集分析方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的第三种脑磁数据采集分析方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的不同测试点的脑磁强度实时波形图；
图8为本申请实施例提供的不同时刻的全脑实时地形图；
图9为本申请实施例提供的一种诱发响应场图；
图10为本申请实施例提供的一种脑功能网络；
图11为本申请实施例提供的一种因效网络；
图12为本申请实施例提供的第四种脑磁数据采集分析方法的流程示意图；
图13为本申请实施例提供的一种脑部刺激频谱图；
图14为本申请实施例提供的第五种脑磁数据采集分析方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，应用于基于原子磁强计的脑磁数据采集分析系统，图1为本申请实施例提供的脑磁数据采集分析系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：刺激发生装置10、脑磁数据采集装置20和脑磁数据分析装置30，脑磁数据采集装置20和脑磁数据分析装置30连接，采集发生装置10和脑磁数据采集装置20均作用于受试者。
具体的，刺激发生装置10用于生成刺激并作用于受试者，脑磁数据采集装置20一般以脑磁帽的形式佩戴在受试者的脑部，脑磁帽中包括多个原子磁强计探头，每个原子磁强计探头与受试者的脑部的接触点作为一个测试点，每个原子磁强计用于采集每个测试点在受试者受到刺激发生装置10的刺激后的脑磁强度。
示例的，脑磁帽为刚性或柔性脑磁帽，脑磁帽距离受试者投票具有预设距离，一般为2mm左右，图2为本申请实施例提供的一种头部支架的结构示意图，受试者的头部可以固定在头部支架202上，以使得受试者在测试过程中保持一种舒适的状态。
每个原子磁强计探头通过数据总线与脑磁数据分析装置30连接，构成一条磁强计通道，通过每个磁强计通道将采集到的每个测试点的脑磁强度的数据发送给脑磁数据分析装置30，脑磁数据分析装置30的实时采集显示模块用于对脑磁数据即多个测试点的脑磁强度进行分析，生成多种脑磁分析结果，多种脑磁分析结果包括下述至少一种：多个测试点的脑磁强度实时波形图和全脑实时地形图，其中，全脑实时地形图是根据多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
脑磁强度实时波形图用于表示在受试者受到刺激后，每个原子磁强计探头采集到的每个测试点的脑磁强度的实时变化情况，全脑实时地形图则是根据多个测试点的脑磁强度计算每个时刻全脑的脑磁强度并绘制得到的分布图。
更进一步地，本申请实施例提供的脑磁数据采集分析系统，主要是针对视觉刺激进行脑磁分析，图3为本申请实施例提供的基于视觉刺激的脑磁数据采集分析的结构示意图，如图3所示，刺激发生装置10包括：视觉刺激生成单元101和显示单元102，其中，刺激生成单元101用于生成多种类型的视觉刺激，并将视觉刺激发送给显示单元102进行显示，显示单元102和受试者共同位于磁屏蔽舱201内，受试者坐、躺或者立于次屏蔽舱中，面对显示单元102，以从显示单元102中接收刺激。需要说明的是，显示单元102除了显示刺激内容外，还用于显示刺激呈现参数，刺激呈现参数是与刺激在显示单元102呈现相关的参数，如刺激亮度、刺激显示频率等，用于分析刺激呈现参数对受试者脑磁数据的影响。
刺激内容例如可以包括：刺激图片，如不同情绪的人脸图片、自然事物图片、几何形状图片、不同颜色的色块等，本申请对此不做限制。
需要说明的是，在测试开始之前，显示单元102会显示测试指导语，以指示受试者保持静止或者做出反应，若指导语对受试者的脑磁数据产生干扰，那么需要在进行脑磁数据分析前对指导语出现时间的脑磁数据进行滤除，避免产生干扰。
本申请实施例中，视觉刺激生成单元101和脑磁数据分析装置30均为计算机设备。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析系统，如图1和图3所示，脑磁数据采集分析系统还包括：分析结果报告生成装置40，分析结果报告生成装置40与脑磁数据分析装置30的数据导出模块可以通过数据导出接口连接，以接收脑磁分析结果并进行打分，得到脑部测试分数；分析结果报告生成装置40还可以导入受试者的问卷测试分数，根据脑部测试分数和问卷测试分析，对受试者进行监控分析，以获取健康分析结果。
在上述脑磁数据采集分析系统的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，应用于上述图1中的脑磁数据采集分析系统，图4为本申请实施例提供的第一种脑磁数据采集分析方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括：
S10：脑磁数据采集装置采集受试者在刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据。
具体的，刺激发生装置10用于生成刺激并作用于受试者，受试者在接收到刺激后脑部会产生脑磁信号，采用原子磁强计的脑磁数据采集装置20提取每个测试点的微弱的脑磁信号，以得到脑磁数据，脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度。
S20：脑磁数据分析装置接收脑磁数据采集装置传输的脑磁数据，并对脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果。
具体的，脑磁数据分析装置30和脑磁数据采集装置20通过数据总线连接，以接收脑磁数据采集装置传输的脑磁数据，并根据不同的脑磁分析算法进行脑磁分析，生成多种脑磁分析结果。
多种脑磁分析结果包括下述至少一种：多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，全脑实时地形图是根据多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。脑磁强度实时波形图用于表示在受试者受到刺激后，每个原子磁强计探头采集到的每个测试点的脑磁强度的实时变化情况，全脑实时地形图则是根据多个测试点的脑磁强度计算每个时刻全脑的脑磁强度并绘制得到的分布图。
本申请实施例提供一种脑磁数据采集分析方法，该方法应用于基于原子磁强计的脑磁数据采集分析系统，该系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，刺激发生装置和脑磁数据采集装置均作用于受试者，该方法包括：脑磁数据采集装置采集受试者在刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度；脑磁数据分析装置接收脑磁数据采集装置传输的脑磁数据，并对脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，多种脑磁分析结果包括下述至少一种：多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，全脑实时地形图是根据多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。本申请实施例针对原子磁强计提供的脑磁数据采集分析方法，由于原子磁强计为独立摊开，只需要固定在脑磁帽中即可进行脑磁测量，使用灵活，不需要冷却隔热，且可以通过调整使探头更接近受试者头部，使获得的脑磁信号质量更高，有效解决了SQUID设备的缺陷，且整套完整的从刺激生成、脑磁采集到脑磁分析的方法，便于在实验和临床分析中使用。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，图5为本申请实施例提供的第二种脑磁数据采集分析方法的流程示意图，如图5所示，若脑磁数据采集分析系统还包括：分析结果报告生成装置，该方法包括：
S30：分析结果报告生成装置导入受试者的问卷测试结果，并接收脑磁分析结果。
具体的，问卷测试分数是在进行脑磁刺激测试之前，对受试者进行问卷测试得到的结果，问卷测试和脑磁刺激测试所针对的测试项目相同，例如对受试者进行某一神经系统疾病的诊断。通过分析结果报告生成装置40导入受试者的问卷测试结果，并接收脑磁数据分析装置30发送的脑磁分析结果。
需要说明的是，脑磁数据分析装置30和分析结果报告生成装置40可以集成于同一计算机设备中，是同一计算机设备中的两个不同的数据处理分析模块，脑磁数据分析装置30可以直接将多种脑磁分析结果发送至分析结果报告生成装置40；当然也可以分别集成于两个不同的计算机设备，两个计算机设备之间通信连接，以通过脑磁数据分析装置30所在的计算机设备将多种脑磁分析结果发送给分析结果报告生成装置所在的计算机设备。
S40：分析结果报告生成装置根据问卷测试结果和脑磁分析结果，对受试者进行健康分析获取健康分析结果。
具体的，由于脑磁分析结果只是表明受试者的脑部在受到刺激之后脑部磁场的变化情况，无法表示受试者的健康状况；而问卷测试结果则是通过对受试者进行与疾病相关的问答测试得到的主观判断结果，其结果在一定程度上依赖于医生的经验，因此，可以结合脑磁分析结果和问卷测试结果，对受试者进行健康分析，以获取健康分析结果。
可选地，分析结果报告生成装置对问卷测试结果和脑磁分析结果进行综合对比，确定问卷测试结果和脑磁分析结果之间的相关性，从而判定问卷测试结果和受试者脑部生理信息之间的关系。例如，问卷测试结果表明受试者脑部可能存在某种异常情况，且从脑磁分析结果中可确定了受试者受到刺激之后脑部磁场变化异常，则可以确定受试者的脑部健康状况存在异常。
需要说明的是，分析结果报告生成装置还可以将健康分析结果保存成pdf或者word文档，也可以选择查看电子版或者进行打印。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，其脑磁数据采集分析系统还包括：分析结果报告生成装置，分析结果报告生成装置导入受试者的问卷测试结果，并接收脑磁分析结果，分析结果报告生成装置根据问卷测试结果和脑磁分析结果，对受试者进行健康分析获取健康分析结果。本申请实施例通过结合测试者的问卷测试结果和脑磁分析结果，综合对受试者进行健康分析，以便提高该脑磁数据采集分析方法在临床诊断中的普遍适用性。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，图6为本申请实施例提供的第三种脑磁数据采集分析方法的流程示意图，如图6所示，上述S40包括：
S41：将同类型的问卷测试结果和脑磁分析结果进行匹配，获取匹配度参数。
具体的，在针对受试者进行某一疾病的问卷测试时，问卷测试的设计往往是从多个维度考虑的，也即考虑到某一疾病的多种成因，而多种脑磁分析结果也是多个维度的，除了上述的脑磁强度波形图和全脑实时地形图外，脑磁分析结果还包括：脑部受到刺激之后的活动频率、该活动频率下的脑部活动能量、诱发脑部响应的磁场强度峰值，和该磁场强度峰值对应的响应时间。
可选地，可以将同类型的问卷测试结果和脑磁分析结果进行匹配，计算匹配度参数，例如将问卷测试结果中关于测试脑部反应速度的结果和磁场强度峰值对应的响应时间进行匹配；或者将问卷测试结果中针对某一视觉刺激的反应结果和脑部受到该同一视觉刺激后的活动频率和脑部活动强度进行匹配等，可根据实验或者临床诊断需要进行匹配分析。
其中，匹配度参数也即问卷测试结果和脑磁分析结果之间的相关性，可以采用Spearman相关、Pearson相关等统计相关分析方法进行计算，本申请对此不做限制。匹配度参数可以以百分比的形式表示，以体现匹配程度。
S42：根据匹配度参数获取健康分析结果。
具体的，通过上述匹配度参数的计算，可以分析出受试者的认知行为与脑部生理信号之间的关系，健康分析结果以文字或表格形式展示，其内容至少包括：同类型的问卷测试结果和脑磁分析结果的匹配度、基于该匹配度生成的结论，该结论可以为受试者某个脑区的功能存在异常等。示例的，关于测试脑部反应速度的结果和磁场强度峰值对应的响应时间的匹配结果可以判断受试者的大脑响应速度；问卷测试结果中受试者针对某一视觉刺激的反应结果和脑部受到该同一视觉刺激后的活动频率和脑部活动强度的匹配结果，可以分析出该视觉刺激下影响受试者做出响应认知行为的脑区等。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，将同类型的问卷测试结果和脑磁分析结果进行匹配，获取匹配度参数，根据匹配度参数获取健康分析结果。本申请实施例通过对同类型的问卷测试结果和脑磁分析结果记性匹配计算，以获取健康分析结果，使得在实验或者临床诊断中，提升分析结果的准确度。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，上述S20包括：
脑磁数据分析装置对多个测试点的脑磁强度计算，得到全脑多个脑区的脑磁强度，将多个脑区的脑磁强度生成全脑实时地形图。
具体的，脑磁数据采集装置20只能采集测试点的脑磁强度，而要想得到全脑多个脑区的脑磁强度，需要根据脑磁信号在全脑中的变化情况，计算不同脑区的脑磁强度，以不同的颜色表示受试者颅脑不同区域的脑磁强度。示例的，图7为本申请实施例提供的不同测试点的脑磁强度实时波形图，图8为本申请实施例提供的不同时刻的全脑实时地形图。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，脑磁数据分析装置对多个测试点的脑磁强度计算，得到全脑多个脑区的脑磁强度，将多个脑区的脑磁强度生成全脑实时地形图。通过全脑实时地形图可以明确了解受到不同类型的刺激之后，各个脑区之间的影响，为实验中研究脑区之间的功能关联提供参考。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，该方法还包括：
脑磁数据分析装置获取脑磁数据采集装置基于多次刺激采集的多组脑磁数据，每组脑磁数据包括：多个测试点不同时刻的脑磁强度；根据每个测试点相同时刻的多个脑磁强度，计算得到每个测试点的诱发响应场参数，诱发响应场参数包括：每个测试点的脑磁强度峰值、峰值时刻、峰值区间以及相同时刻的脑磁强度平均值；将相同时刻的脑磁强度平均值绘制为每个测试点的诱发响应场图。
具体的，诱发响应是指受试者在受到刺激之后不同测试点的响应情况，为了确定诱发响应场参数和诱发响应场图，需要对受试者进行多次平行实验，多次平行实验是指采用相同的刺激对受试者进行多次实验，根据多次实验结果确定受试者收到刺激之后的响应情况。
针对每个测试点多次测试的多个脑磁强度，对相同时刻的脑磁强度进行平均值计算，将每个测试点不同时刻的脑磁强度平均值绘制为每个测试点的诱发响应场图，诱发响应场图实际上也是脑磁强度波形图，不过与前述的脑磁强度波形图的区别在于，前述脑磁强度波形图为在受试者受到刺激时候实时显示的脑磁强度变化的波形图，而诱发响应场图则是受试者在受到多次相同刺激之后生成针对该刺激的平均脑磁强度变化的波形图。在计算过程中，或者从诱发响应场图中可以直接得到每个测试点的脑磁强度峰值、峰值时刻、峰值区间。
示例的，图9为本申请实施例提供的一种诱发响应场图，如图9所示，三幅诱发响应场图针对的是三个不同年龄的受试者受到多次相同刺激之后的脑磁强度波形图，实线和虚线则表示两种不同类型的刺激对应的脑磁强度波形图，从图中可以看出，不同年龄的受试者针对同一刺激的脑部响应情况不同，同一受试者针对不同刺激的脑部响应情况也不同。
需要说明的是，针对视觉刺激，根据各个诱发响应场参数，可以确定该刺激下各测试点的响应顺序和响应时间，用于诊断视觉通路上的神经性病变。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法中，脑磁数据分析装置获取脑磁数据采集装置基于多次刺激采集的多组脑磁数据，根据每个测试点相同时刻的多个脑磁强度，计算得到每个测试点的诱发响应场参数，将相同时刻的脑磁强度平均值绘制为每个测试点的诱发响应场图。本申请通过多次刺激确定受试者受到刺激之后脑部的诱发响应情况，使得实验结果更为准确。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，该方法还包括：
脑磁数据分析装置计算多个脑区的脑磁强度的相关性；在脑部扫描结构图上绘制多个脑区之间的相关性，得到脑功能网络；根据脑功能网络中多个脑区之间的相关性，确定任意两个脑区之间的连接强度。
具体的，由于脑部受到刺激并产生脑磁信号之后，脑磁信号会在多个脑区之间传递，使得多个脑区会产生脑磁信号，根据全脑多个脑区的脑磁强度，计算不同脑区之间脑磁强度的相关性，相关性可以表示在受到刺激之后任意两个脑区之间的影响，从而可以分析出某一脑区功能是否会影响另一脑区功能。预先获取受试者的脑部扫描结构图，在脑部扫描结构图上绘制多个脑区之间的相关性，得到脑功能网络。将多个脑区之间的相关性以连接强度的形式表示，相关性越高，连接强度越强。
示例的，图10为本申请实施例提供的一种脑功能网络，如图10所示，不同脑区的连接线的粗细表示脑区之间的连接强度，图10从脑部扫描结构图的左视图、俯视图和右视图三个方向展示脑功能网络图。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，脑磁数据分析装置计算多个脑区的脑磁强度的相关性；在脑部扫描结构图上绘制多个脑区之间的相关性，得到脑功能网络；根据脑功能网络中多个脑区之间的相关性，确定任意两个脑区之间的连接强度。通过计算多个脑区之间的相关性和连接强度，可以分析脑区之间的关系，便于在临床针对中确定疾病可能影响的脑区。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，该方法还包括：
脑磁数据分析装置计算多个脑区的脑磁强度的刺激发散方向和刺激发散强度；在脑部扫描结构图上绘制多个脑区的刺激发散方向和刺激发散强度，得到因效网络；根据因效网络中多个脑区的刺激发散强度，确定任意两个脑区之间的活跃度。
具体的，在确定多个脑区的刺激发散方向之前，首选需要确定受到刺激之后首先响应的脑区，即进行脑磁源定位，脑磁源定位的方法为：
脑磁数据分析系统获取受试者的脑部扫描结构图，根据多个测试点相对于受试者脑部的位置，将多个测试点的磁信号投影至脑部扫描结构图中的脑内部，得到脑磁信号图；根据脑磁信号图和全脑实时地形图，进行脑磁源定位。可以根据脑磁源定位结果，在脑磁扫描结构图中显示该源定位结果。
在进行脑磁源定位以确定受到刺激首先响应的脑区之后，确定刺激从该脑区向其他脑区的进行发散的方向，并计算刺激发散强度，通过在脑部扫描结构图上绘制多个脑区的刺激发散方向和刺激发散强度，得到因效网络。刺激发散强度越强，脑区之间的活跃度越高。当然，还可以通过因效网络确定显著活跃的脑区连接路径。
示例的，图11为本申请实施例提供的一种因效网络，如图11所示，箭头表示刺激发散方向，左边的因效网络表示受到刺激之后有多个脑区为源脑区，右边的因效网络表示受到刺激之后只有一个脑区为源定位脑区。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，脑磁数据分析装置计算多个脑区的脑磁强度的刺激发散方向和刺激发散强度；在脑部扫描结构图上绘制多个脑区的刺激发散方向和刺激发散强度，得到因效网络；根据因效网络中多个脑区的刺激发散强度，确定任意两个脑区之间的活跃度。通过计算多个脑区之间的刺激发散方向和刺激发散强度，可以分析脑区之间的关系，便于在临床针对中确定疾病可能影响的脑区。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，其中，脑磁数据采集分析系统还包括：眼动检测装置和运动检测装置；图12为本申请实施例提供的第四种脑磁数据采集分析方法的流程示意图，如图12所示，该方法还包括：
S50：通过眼动检测装置检测受试者的眼动数据。
具体的，眼动检测装置通过设置于受试者的对面，以实时监测受试者的眼动情况，眼动检测装置与脑磁数据分析装置连接，以将眼动数据发送给脑磁数据分析装置。
示例的，眼动检测装置为眼动检测仪，例如可以为具有眼动识别功能的摄像设备。
S60：通过运动检测装置检测受试者的运动数据。
具体的，运动检测装置用于检测受试者在测试过程中脑部的运动情况，运行检测装置设置于脑磁数据采集装置内部，即脑磁帽内部，通过在测试过程中获取运动检测装置相对于脑部的位置，确定受试者的运动数据，运动检测装置与脑磁数据分析装置连接，以将运动数据发送给脑磁数据分析装置。
示例的，运动检测装置可以为多个位置传感器，设置于脑磁帽内部的标志点处。
上述S20之前，该方法还包括：
S70：脑磁数据分析装置根据眼动数据，运动数据，对脑磁数据进行去噪。
具体的，脑磁数据分析装置在获取到眼动数据之后，可以确定在测试过程中受试者的眼部所看方向即注视方向，或者受试者在一段时间内眼球的移动轨迹即扫视方向，注视方向和扫视方向是眼动数据的常用研究指标，通过扫视次数、频率和延迟、注视频率和持续时间可以衡量受试者在兴奋度上的变化。
利用眼动数据的轨迹信息，计算出受试者是否注视视觉刺激，以将受试者未注视视觉刺激时产生的脑磁信号剔除。
利用运动数据可以确定受试者在磁屏蔽室坐标系内的实时位置，根据头盔标志点可以实时确定带有探头的头盔在屏蔽舱内的实时位置，利用人体外部特征和人体内部结构数据，最终计算出在实验过程中各个磁强计在人脑内部坐标系中的实时位置。利用位置变化信息，可以计算出实验过程中由于受试者晃动产生的噪声，然后消减该噪声成分，从而提高脑磁信号的信噪比。
需要说明的是，眼动数据除了可以用于数据去噪外，在生理水平层面上，还可以通过扫视次数、频率和延迟以及注视频率和持续时间分析特定刺激下的脑磁信号变化和受试者认知行为之间的关系。
本申请实施例提供的脑磁数据采集分析方法，其脑磁数据采集分析系统还包括：眼动检测装置和运动检测装置，该方法还包括：通过眼动检测装置检测受试者的眼动数据；通过运动检测装置检测受试者的运动数据；脑磁数据分析装置根据眼动数据，运动数据，对脑磁数据进行去噪。通过根据眼动数据和运动数据对脑磁数据进行去噪，可以提高脑磁分析结果的准确度。
在一种可选实施方式中，脑部受到刺激之后的活动频率和该活动频率下的脑部活动能量可以采用下述方法计算：
脑磁数据分析系统对多组脑磁数据进行计算，得到脑部活动频率数据和脑部活动频率对应的活动强度数据；对脑部活动频率数据和活动强度数据进行绘图，得到脑部刺激频谱图。
示例的，图13为本申请实施例提供的一种脑部刺激频谱图，该频谱图表示了时间、活动频率和活动强度之间的关系，其中，活动强度以不同颜色表示。
需要说明的是，上述所有脑磁分析数据的计算均是在脑磁数据分析装置中的不同脑功能分析模块中进行的，不同脑功能分析模块具有对应的分析算法，或者实验人员自定义的算法。输出不同的脑磁分析结果后，可以从脑磁数据库中获取相同的实验结果，将受试者的脑磁分析结果与其他健康或者患病的受试者的结果进行统计分析；本申请实施例适用于认知科学中进行注意力相关诱发反应、诱导反应脑磁实验，也可以适用于注意力有缺陷的自闭症、多动症等神经发育性疾病的诊断。
示例的，采用本申请实施例在进行阿斯伯格综合症诊断或精神性疾病诊断时，临床所采用的问卷测试为韦氏量表、Gesell发育量表等进行多项智力的行为测试，该类测试量表中具有关于特殊形状、物品、自然事物或情绪图片的识别，当针对此疾病进行临床诊断时，临床医生利用此类测试量表对受试者进行多项智力和反应评分，然后采用视觉类脑磁实验，呈现与测试量表中相同的刺激，记录脑磁数据，计算受试者接收到刺激后的脑磁频率段活动强度、脑功能区活跃度、脑功能区之间的连接强度，与数据库数据进行匹配评分；最后，计算测试量表的问卷测试结果和脑磁分析结果评分之间的相关性，若相关性较强，则可确定是否患病；若相关性较弱，则需进一步诊断。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脑磁数据采集分析方法，应用于实施例的系统中的脑磁数据分析装置，图14为本申请实施例提供的第五种脑磁数据采集分析方法的流程示意图，如图14所示，该方法包括：
S21：接收脑磁数据采集装置传输的脑磁数据；其中，脑磁数据包括：受试者在刺激发生装置的刺激下产生的多个测试点的脑磁强度。
S22：对脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，多种脑磁分析结果包括下述至少一种：多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，全脑实时地形图是根据多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
本申请实施例的具体实现过程和有益效果可以参见上述，在此不做赘述。
上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种脑磁数据采集分析方法，其特征在于，应用于基于原子磁强计的脑磁数据采集分析系统，所述脑磁数据采集分析系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，所述脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，所述刺激发生装置、所述脑磁数据采集装置均作用于受试者，所述方法包括：
所述脑磁数据采集装置采集所述受试者在所述刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，所述脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度；
所述脑磁数据分析装置接收所述脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据，并对所述脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，所述多种脑磁分析结果包括下述至少一种：所述多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，所述全脑实时地形图是根据所述多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脑磁数据采集分析系统还包括：分析结果报告生成装置，所述方法还包括：
所述分析结果报告生成装置导入所述受试者的问卷测试结果，并接收所述脑磁分析结果；
所述分析结果报告生成装置根据所述问卷测试结果和所述脑磁分析结果，对所述受试者进行健康分析获取健康分析结果。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分析结果报告生成装置根据所述问卷测试结果和所述脑磁分析结果，对所述受试者进行健康分析获取健康分析结果，包括：
将同类型的所述问卷测试结果和所述脑磁分析结果进行匹配，获取匹配度参数；
根据所述匹配度参数获取健康分析结果。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脑磁数据分析装置对所述脑磁数据进行分析，以生成多种脑磁分析结果，包括：
所述脑磁数据分析装置对所述多个测试点的脑磁强度计算，得到全脑多个脑区的脑磁强度，将所述多个脑区的脑磁强度生成所述全脑实时地形图。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置获取所述脑磁数据采集装置基于多次所述刺激采集的多组脑磁数据，每组脑磁数据包括：多个测试点不同时刻的脑磁强度；根据每个测试点相同时刻的多个脑磁强度，计算得到所述每个测试点的诱发响应场参数，所述诱发响应场参数包括：所述每个测试点的脑磁强度峰值、峰值时刻、峰值区间以及所述相同时刻的脑磁强度平均值；将所述相同时刻的脑磁强度平均值绘制为所述每个测试点的诱发响应场图。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置计算所述多个脑区的脑磁强度的相关性；在脑部扫描结构图上绘制所述多个脑区之间的相关性，得到脑功能网络；根据所述脑功能网络中多个脑区之间的相关性，确定任意两个脑区之间的连接强度。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置计算所述多个脑区的脑磁强度的刺激发散方向和刺激发散强度；在脑部扫描结构图上绘制所述多个脑区的刺激发散方向和刺激发散强度，得到因效网络；根据所述因效网络中多个脑区的刺激发散强度，确定任意两个脑区之间的活跃度。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脑磁数据采集分析系统还包括：眼动检测装置和运动检测装置；所述方法还包括：
通过所述眼动检测装置检测所述受试者的眼动数据；
通过所述运动检测装置检测所述受试者的运动数据；
所述脑磁数据分析装置对所述脑磁数据进行分析，以生成多种脑磁分析结果之前，所述方法还包括：
所述脑磁数据分析装置根据所述眼动数据，所述运动数据，对所述脑磁数据进行去噪。
9.一种脑磁数据采集分析系统，其特征在于，应用于原子磁强计，所述系统包括：刺激发生装置、脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置，所述脑磁数据采集装置和脑磁数据分析装置连接，所述刺激发生装置、所述脑磁数据采集装置均作用于受试者；
所述脑磁数据采集装置用于采集所述受试者在所述刺激发生装置的刺激下产生的脑磁数据，所述脑磁数据包括：多个测试点的脑磁强度；
所述脑磁数据分析装置用于接收所述脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据，并对所述脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，所述多种脑磁分析结果包括下述至少一种：所述多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，所述全脑实时地形图是根据所述多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
10.一种脑磁数据采集分析方法，其特征在于，应用于权利要求9所述系统中的脑磁数据分析装置，所述方法包括：
接收脑磁数据采集装置传输的所述脑磁数据；其中，所述脑磁数据包括：受试者在刺激发生装置的刺激下产生的多个测试点的脑磁强度；
对所述脑磁数据进行分析，生成多种脑磁分析结果，所述多种脑磁分析结果包括下述至少一种：所述多个测试点的脑磁强度实时波形图、全脑实时地形图，其中，所述全脑实时地形图是根据所述多个测试点的脑磁强度实时波形图得到的不同时刻的全脑脑磁强度的分布图。
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