JP2023522141A - 神経学的スクリーニング方法および装置 - Google Patents

Abstract

被験者の脳機能不全を判定するように構成された、神経学的スクリーニング装置および方法を開示する。被験者の網膜上に画像を投影するように構成された投影装置と、網膜から反射された光を捕捉するように構成された検出器とを備える。反射光は眼の固視を示す。装置は、コントローラをさらに備える。コントローラは、固視の有無に少なくとも部分的に基づいてベースライン認知能力データを生成し、神経学的スクリーニング装置のディスプレイ上に複数の評価画像を出力するように構成される。前記複数の評価画像は前記被験者の前頭葉にストレスを与えるように構成され、前記コントローラは、前記認知評価中に固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレス時認知能力データを生成し、前記ベースライン認知能力データおよび前記ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて前記被験者の脳機能不全を判定する。【選択図】図３

Description

脳震盪性および脳震盪性外傷性脳損傷（「ＴＢＩ」）に関連する損傷および結果を含む脳機能不全は、単発または反復のいずれの事象においても、診断、予後診断、およびモニタリングが困難であり得る。そのような損傷の履歴および状況は不完全である場合が多く、さらに、臨床的徴候および症状は、評価することが困難であり、しばしば非特異的であり、広範囲の一般的な神経精神障害としばしば重複する。軽症型のＴＢＩ(ｍＴＢＩ)に起因する神経学的機能不全を有する患者の大部分は完全に回復するが、回復しない患者も多い。反復性頭部損傷（ＲＨＩ）を受けた個体では、回復が不完全であったり複雑であることがより頻繁に見られる。ＲＨＩを受けた個体はまた、前頭葉に起因する実行機能不全、および慢性外傷性脳症（ＣＴＥ）などの重篤な神経学的後遺症を含む長期合併症などの持続的外傷後症状のリスクが高い。患者を危険な環境から遠ざけるなどの単純な介入は、脳に治癒する時間を与え、さらなる損傷を防止することによって、これらの合併症のリスクを防止または重症度を低減し得る。しかしながら、介入は、これらの一般的な損傷後の有害転帰のリスクが高い患者の迅速かつ正確な同定およびモニタリングを必要とする。

多くの場合、脳損傷に起因する脳機能不全の同定は、損傷が生じてからかなり時間が経過するまで行われず、さらなる損傷および合併症のさらなるリスクをもたらす。これは、そのような機能不全の診断および治療が典型的には被験者の長期の臨床評価および前頭葉機能の検査を必要とし、そのような評価は現場または高リスク環境内で容易に利用可能ではないからである。

したがって、脳機能不全の迅速で非侵襲的で客観的な評価を可能にする、神経学的評価装置および神経学的評価の方法における改善が必要とされている。

図１Ａは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置の構成要素および動作モードを示す。 図１Ｂは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置の構成要素および動作モードを示す。 図２Ａは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置のいくつかの図を示す。 図２Ｂは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置のいくつかの図を示す。 図２Ｃは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置のいくつかの図を示す。 図３は、例示的な実施形態による、脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニングを実施するためのフローチャートを示す。 図４は、例示的な実施形態による、被験者の前頭葉のベースライン認知履行に対応するベースライン認知履行データを生成するためのフローチャートを示す。 図５は、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置上のキューのシーケンスの例示的な出力を示す。 図６Ａは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置上の一連の評価画像の例示的な出力を示す。 図６Ｂは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置上の一連の評価画像の例示的な出力を示す。 図７は、例示的な実施形態による、ストレスを受けている間の被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成するためのフローチャートを示す。 図８は、例示的な実施形態による、認知評価に対する被験者の応答を判定するためのフローチャートを示す。 図９は、例示的な実施形態による認知評価のフローチャートおよび例を示す。 図１０は、例示的な実施形態による別の認知評価のフローチャートおよび例を示す。 図１１は、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置を使用して多段階認知評価を実行するためのフローチャートを示す。 図１２は、例示的な実施形態による、脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニングを実施するためのフローチャートを示す。 図１３は、神経学的スクリーニング装置の特殊なコントローラの構成要素を示す。 図１４は、例示的な実施形態による、認知評価のための固視および双眼性統計を示す例示的な出力画面を示す。

本発明の図面および説明の少なくともいくつかは本発明の明確な理解に関連する要素を示すために簡略化されているが、明瞭化の目的のために、当業者が本発明の一部も含むことを理解する他の要素を排除していることを理解されたい。しかしながら、そのような要素は、本発明のより良い理解に貢献しないので、そのような要素の説明は本明細書では提供されない。

出願人は、神経精神疾患、頭部損傷、医学的もしくは代謝的ノイズ、薬物関連もしくは毒性曝露、または中枢神経系（ＣＮＳ）機能を一時的もしくは永続的に損なう他の状態に関連する前頭葉機能または脳機能不全を評価する目的で、脳、特に脳の前頭葉の非侵襲的神経学的スクリーニングのための装置及び方法を発見した。

本明細書に開示される装置及び方法は、前頭葉の異常を含む脳機能不全の迅速な評価および長期的モニタリングのための非侵襲的ツールおよび客観的技術を提供する。特に、開示される装置及び方法は脳損傷または外傷を示す視覚障害を評価するために、網膜走査、固視測定、および追加の動眼機能の測定を利用する。

前頭葉損傷と動眼機能測定値の異常との間には明確な関連がある。眼球運動および視力の制御は、前頭部、頭頂部、および補助眼領域（ＦＥＦ、ＰＥＦ、ＳＥＦ）を含む主要脳領域の完全性および協調に依存する。サッケードは、上丘（ＳＣ）および脳幹注視中心（ＢＣＨ）を介して開始され、中脳黒質網状部（ＳＮＲ）によって阻害される。抗サッケード、反射サッケード、およびサッケード計画は、前頭葉の重要な亜領域である背外側前頭前皮質（ＤＬＰＣ）によって調節される。両眼運動融合制御は、松果体、中脳および小脳領域に存在する。ヒト脳の前頭葉における多峰性連合領域はまた、認知処理、感覚運動協調、感情および行動調節、実行機能、および意識に決定的に関与し、逆に、前頭葉は、ストレス、疾患、または外傷に起因する機能不全に対して非常に敏感である。

開示される装置及び方法は、眼球運動機能と脳機能との間の関係を活用し、（前頭葉機能の完全性およびネットワーク統合に決定的に依存する特定の認知タスクを組み込むことによって）前頭葉機能に負荷をかけることによって、改善された前頭葉評価を提供し、同時に、各眼の個別の固視、眼の双眼性、２つの眼の間の位置ずれ（すなわち、微斜視）、サッケード眼球運動および潜時、ならびに眼の収束を含む、眼球運動機能を測定する。

これらの測定基準を測定しながら前頭葉にストレスをかけることは、認知評価の精度および特異性を著しく増加させ、それによって、脳損傷を受けた患者における眼機能不全、それによって前頭葉および脳機能不全の迅速で高精度の精査を可能にする。

図１Ａは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置１００を示す。図１Ａに示すように、装置１００は、被検者の１つ以上の眼の１つ以上の網膜上に画像を投影するように構成された投影装置を含む。投影装置は、ハウジング内に配置され、投影画像（点線で示される）を、ハウジングの窓を通して、被験者の１つ以上の眼の１つ以上の網膜上に投影するように構成される。投射された画像からの光は眼に入り、網膜上に結像され、次いで、網膜から反射される。

投影画像および投影装置は、様々な異なる形態をとることができる。投影装置は、網膜を走査する可動部分を有する走査ベースのプロジェクタ、又は網膜上に画像を投影する可動部分を有さない静止投影装置であってもよい。投影画像は、投影装置によって投影される所定の又は記憶された画像、投影装置の構成要素によって生成される画像、又は投影画像の被験者への外観を生成するために投影装置によって走査される刺激とすることができる。投影装置及び投影画像の実施は、以下でより詳細に説明される。

投影画像は、光を投影するように構成された光源と、光源から投影された光をリング画像に反射するように構成された凹型トロイダルミラーとを含む投影装置によって生成されるリング画像であり得る。静止投影装置のこの例では可動部は存在せず、投影画像は（光をリングに集束させる）凹型トロイダルミラーからの光の反射から生成される。

リング画像はまた、アキシコンレンズを通して光のレーザビームを投射して円形光投射を生成するように構成された光源と、円形光投射をリング画像内に合焦させるように構成されたトロイダルレンズとを含む投射装置によって生成することができる。

さらに、リング画像（またはリング画像の外観）は回転軸を中心に回転し、光源から投射された光を第２の凹面鏡上に再結像するように構成された第１の凹面鏡上に光を投射するように構成された光源を含むレーザビーム走査投射装置によって生成することもできる。任意の所与の瞬間に、単一の光ビームのみが第２の凹面鏡（次いで、被験者の眼）に当たるが、第１の凹面鏡による回転は第２の凹面鏡上にリング像の外観を作り出すのに十分な高速で生じる。リング画像を生成するためのスピニングミラーの使用は、「ビジョンスクリーナ(Vision Screener)」と題された米国特許第７，９５９，２９２号（２０１１年６月１４日発行）にさらに記載されており、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。以下でより詳細に説明するように、投影装置は、投影画像を投影するための代替技術および部品を使用して実装することもできる。

投影装置はまた、二重線のグリッドまたは複数の同心円などの刺激を投影するように構成された画像プロジェクタであってもよい。この場合、光が眼の構造を通して反射され、次いで光検出器によって検出されるとき、波面誤差によって引き起こされる反射画像の歪みを使用して、固視を評価することができる。

上述のように、本明細書で使用されるように、用語「投影装置」は、網膜上に画像を投影する画像投影システム、網膜を横切ってレーザビームを投影／走査するレーザ走査システム、および／または固視を評価するために使用される他のシステムを含む、固視を判定するための複数の異なるタイプのシステムを含む。

装置１００はさらに、１つ以上の網膜に対して共役に配置された１つ以上の検出器を含む。本明細書で使用するとき、用語「共役」はレンズ系の共役点を指し、これは、被験者の網膜が光検出器上に結像されるように、光検出器が網膜の物体点（ｏｂｊｅｃｔ ｐｏｉｎｔ）に対応する像点（ｉｍａｇｅ ｐｏｉｎｔ）に配置されることを意味する。

１つ以上の検出器は、投影された画像に応答して１つ以上の網膜から反射された反射画像を捕捉するように構成される。以下でさらに詳細に説明するように、反射画像は、１つまたは複数の眼の固視を示す情報を含む。検出器は、任意の適切なタイプの光学感知検出器であり得る。例えば、検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサなどとすることができる。

次いで、反射画像は、検出器（またはこれらの構成要素を制御するコントローラ）によって反射光データに変換することができる。反射光データは、被検者の眼の固視を示す情報を含む。固視は例えば、「固視測定のための方法および装置」と題する米国特許出願第１４／８０６，５９３号（２０１５年７月２２日出願）記載されているように、光源によって放射された光と患者の１つ以上の眼で受光された光との間の１つ以上の偏光関連変化に基づいて計算することができ、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

さらに、「画像検出装置を用いた屈折誤差測定を伴う固視測定のための装置および方法」と題する米国特許出願第１４／９７８，８６５号（２０１５年１２月２２日出願）に記載されているように、画像および反射画像の偏光変化に基づいて固視を判定することができ、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

例えば、画像がリング画像である場合、走査リング画像の属性と反射リング画像との間の１つまたは複数の偏光関連変化に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数の眼の固視を計算することができる。反射画像内のリングは、固視を判定するために使用される２つの一般的なタイプの特徴のうちの１つを提供することができる。

第１のタイプでは、リング画像が平均よりも暗い２つのより短い円弧領域と、平均よりも明るい２つの円弧領域とを有する。２つの明るい領域は２つの暗い領域と同様に、互いに約１８０度離れており、暗い領域は明るい領域を分離する。この画像は、固視の測定が成功したことを示す。少なくとも２つの連続した画像捕捉による固視の測定の成功は、その人の眼が固視する能力を有することを成功裏に実証したことを意味する。

第２のタイプでは、反射画像内のリングが明るい円弧長領域を有し、そのような区間は１つだけである。そのリングは同様に、薄暗い１つのより大きい弧長領域を有し、１つのみが存在する。この画像は固視の失敗を意味し、固視のための走査を継続する必要があることを示す。

また、「波面収差（ｗａｖｅ－ｆｒｏｎｔ ｅｒｒｏｒ）を用いた屈折誤差測定を伴う固視測定のための装置および方法」と題する米国特許第９，６７５，２４８号（２０１７年６月１３日発行）に記載されているように、波面誤差による画像の歪みを測定することによって固視を判定することができる。この場合、画像は画像投影機によって投影することができ、例えば、固視標的に加えて、円または格子を含むことができる。反射画像の歪みを投影画像と比較して、固視を識別することができる。

装置１００は任意選択的に、ハウジング内に配置され、被写体が投影画像内の中心にあるように見えるように構成された第２の画像を投影するよう構成された第２の投影装置を含むことができる。第２の画像は例えば、固視標的とすることができる。固視標的は、ベースライン評価または認知評価の間に利用されて、被験者に視覚的標的を提供することができる。例えば、被験者は、固視標的に焦点を合わせるように指示される。以下でより詳細に説明するように、第２の画像はまた、認知評価または認知評価の段階に正しく応答したか、または不正確に応答したかを被験者に知らせるように構成された画像であってもよい。例えば、第２の投影装置は被験者が特定の認知評価に正しく応答したときにチェックマーク画像を投影することができ、被験者が誤って応答したときに「ｘ」マーク画像を投影することができる。

第２の画像は被検者の眼の中心が投影画像内にあるように見えるが、第２の投影装置は必ずしも眼の光軸に沿って配置される必要はない。以下でより詳細に説明するように、装置は、第２の投影装置が眼の光軸に沿って位置決めされないが、光軸上にあるように見える第２の画像を被験者の眼に投影するように構成することができる。第２の投影装置はたとえば、第２の画像を生成するように構成されたディスプレイと、投影装置、１つまたは複数の検出器、および第２の投影装置を囲むハウジングの窓上に固視標的を反射するように構成された反射器とを含むことができる。

図１Ａに示されるように、神経学的スクリーン装置１００は患者の１人つまたは複数の眼の１つまたは複数の角膜に共役に配置され、投影画像に応答して１つまたは複数の網膜からの再帰反射光によって１つまたは複数の瞳孔が照明されるときに、１つまたは複数の眼の１つまたは複数の瞳孔を含む診断画像を捕捉するように構成された画像捕捉装置をさらに含むことができる。このプロセスは、以下でより詳細に説明される。

投影装置からの光は眼に入射し、網膜上に合焦される。光検出器によって捕捉され、固視を評価するために使用されるこの光の反射成分が存在する。この種の反射は「鏡面反射」と呼ばれているが、網膜からの光散乱により網膜付近の組織を照明する「拡散反射」と呼ばれる追加のタイプの反射がある。投影された光のこの拡散反射は角膜を照明し、画像捕捉装置による角膜画像の捕捉を可能にする。

瞳孔および角膜は技術的に別個の眼の構成要素であるが、角膜は瞳孔のすぐ前の眼内に存在し、その結果、角膜に対して共役に（焦点を合わせるように）配置された画像捕捉装置も、本質的に、瞳孔に対して共役に（焦点を合わせるように）配置される。眼の解剖学的構造に関して、角膜は、眼の最外層である。瞳孔は眼の虹彩によって作られ、角膜のちょうど１ミリメートルまたは２ミリメートル後ろに位置し、両者の間にはわずかな流体の隙間がある。流体は、瞳孔が実際よりも角膜にさらに近いかのように光学的外観を与える。

したがって、少なくとも１／３メートルの距離から角膜または瞳孔を見る画像捕捉装置に関して、角膜および瞳孔という用語は、画像捕捉装置の焦点エリアに関して互換的に使用され得る。換言すれば、画像捕捉装置が角膜に焦点を合わせられる場合、それは瞳孔にも焦点を合わせられる。

画像捕捉装置は例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術を使用する、任意のタイプの適切なデジタル画像捕捉装置とすることができ、例えば、レンズ、電子シャッタ、固視アイリス、焦点面アレイセンサなどを含むことができる。画像捕捉装置はその上にレンズを有することができ、焦点距離は、両方の瞳がセンサ上で同時に見られることができるように選択され、一方、固定焦点で設定されて、最良の解像度で瞳を結像する。例えば、画像捕捉装置が眼から４００ｍｍに配置されている間に７５ｍｍ間隔で離間された２つの瞳孔があり、５ｍｍ幅のセンサを使用することは、２５ｍｍ以下の焦点距離を有するレンズを必要とする。実際には、患者は検査中に少し動く可能性があるので、両瞳孔のより容易な捕捉を可能にするために、より短い焦点距離のレンズを選択することができる。画像捕捉装置は、０．１ｍｍを超える精度で被験者の瞳孔サイズの測定を得るのに十分な解像度（センサにわたるピクセルの数）を有することができる。例えば、２ｕｍ画素および１６ｍｍレンズを有する５メガピクセルデジタルカメラを画像捕捉装置として利用することができ、０．０５ｍｍまでの瞳の空間マッピングを達成することができる。画像捕捉装置は、共役刺激の複製（この例では画像捕捉装置に対して共役に配置された角膜の画像）を記録する手段をもたらすセンサおよびレンズの任意の組合せを含むことができる。

図１Ａに示されるように、画像捕捉装置は、投影された画像ビーム経路の光軸に沿って整列され、第２の画像の見かけの位置（被験者にとって固視が位置するように見える位置）に配置される。換言すれば、画像捕捉装置は、眼に入るときに光が進行したのと同じ経路に沿って、被験者の網膜から反射された光を捕捉するように配置される。本明細書で使用するとき、光軸は、投影像の光伝播経路の対称軸を意味する。例えば、投影画像がリング画像の中心にあるリング画像である場合、対称軸（光軸）は投影画像ビーム経路の伝播方向と同軸である。なお、走査によって投影画像を生成する場合（回転ミラーを使用する場合など）、光軸は依然として投影画像の対称軸であり、投影画像を構成する個々の光ビームではない。

被験者の眼の光軸上の画像捕捉装置および被験者の眼の光軸から外れた第２の投影装置の構成は、多くの技術的利点を有する。

走査システムからの光は、片眼又は両眼を含む顔領域を照明する。光はさらに、被験者の眼以外の被験者の顔の大部分が照明されないように、小さな領域のみを照明するように構成することができる。投射画像を生成するために回転ミラーが使用されるとき、投射画像は、円形経路にわたって光ビームを走査することによって生成されるので、「走査画像」と呼ばれる。走査画像では各眼はリングの外観を見ることができるが、それは走査ミラーが非常に速く回転するため、被検者の眼は円の経路内でドットが通過するのではなく、円としてそれを知覚するからである。

眼に入るレーザ光は眼から部分的に再帰反射され、その一部は画像捕捉装置が眼に入るときに光が進む経路に十分に近い（角度がある）場合、画像捕捉装置によって捕捉され得る。実際には、この角度が５°未満である必要があり、角度が減少すると、瞳孔の明るさの外観が増加する。したがって、画像捕捉装置の理想的な位置は、走査システムによって描かれる円の見かけ上の中心にある。

画像捕捉装置のためのこの特定の位置は、それが第２の画像（例えば、固視標的）が理想的に配置される位置にあるので、問題を生じる。この問題を軽減するために、第２の画像を生成する第２の投影装置は、新しい位置に移動される。画像捕捉装置は、固視の中心に配置されるので、被験者（被試験患者）の両方の瞳孔を見るために理想的に配置される。入射走査光の一部を反射する各眼は、非常に明るく見える瞳孔を有する（通常そわない場合のように非常に暗く見えるのではなく）。網膜の反射率のために、戻り光は、画像捕捉装置画像における最も明るい特徴の中にあるのに十分な明るさである。

画像捕捉装置を光軸と位置合わせし、同時に、被検者の眼から再帰反射された光が投影画像投影経路または反射画像経路と干渉することなく画像捕捉装置に到達することを可能にするために、図１Ａの神経学的スクリーニング装置１００は、光軸と位置合わせされたトーリックミラーをさらに含む。トーリックミラーは投影された画像を１つまたは複数の網膜上に反射し、反射された画像を１つまたは複数の光検出器への伝搬経路上に再反射するように構成される。光が画像捕捉装置を通過することを可能にするために、トーリックミラーは、再帰反射光が画像捕捉装置を通過することを可能にするように構成された開口を含む。

もちろん、神経学的スクリーニング装置はトーリックミラーを必要としない代替的な方法で実施することができる。例えば、図１Ｂは投影装置がリング形状を生成し、ミラーがリング内に配置されて、再帰反射光を画像捕捉装置に向けて反射する神経学的スクリーニング装置１０１を示す。ミラーは、リング内に嵌合するのに十分に小さいので、開口を有するトーリックミラーを必要としない。さらに、画像捕捉装置が投影されている投影画像内に適合するのに十分に小さい場合、ミラーは、実際の画像捕捉装置自体と置き換えることができる。

画像捕捉装置は固視試験中にメタデータを生成し、提供するために使用することができる。メタデータは、固視検査が行われる条件（周囲光／背景技術光など）に関するデータ、被験者の眼の属性（瞳孔サイズ、位置など）に関するデータ、または画像捕捉装置によって捕捉された画像から抽出され得る任意の他の情報であり得る。この機能には多くの利点がある。１つの利点は、検査室内に存在する背景光の量を測定するために画像捕捉装置を使用する能力である。理想的には、患者の瞳孔が拡張し、固視のより良好な品質測定のためのより強い信号を生成することができるように、固視のための試験は薄暗い設定（または暗い部屋）で行われるべきである。画像捕捉装置が高すぎる背景光を検出した場合、器具は（可能であれば）より暗い場所に移動して試験を行うようにユーザに警告することができる。または、推奨されるよりも高い背景光の室条件で試験が行われたことを示すために、走査記録に添付されたメタデータを用いて試験を行うことができる。画像捕捉装置の別の利点は、両方の瞳が走査が行われるのに理想的な領域内にあるときを検出することである。ユーザは固視を検出するために、走査のために、患者に対して正しい近接度（患者からの距離、正しい照準方向）に器具を移動させる必要がある。画像捕捉装置画像は、ほぼリアルタイムで処理されて、正しい位置に瞳があるかどうかを検出することができるので、画像捕捉装置はユーザがボタンを押す必要なしに、試験の開始を自動的にトリガすることができる。

さらに別の利点は、画像捕捉装置システムが瞳孔を撮像し、そのサイズを測定することができるので、このメタデータを走査データに追加できることである。このデータは、固視のためだけではない理由で患者が試験に失敗した場合に役立つことが分かる。例えば、子供が明るい日光の中で屋外で遊んだ直後に試験される場合、瞳孔は、良好な信号応答を達成するのに十分に拡張する時間を有していなかった可能性がある。しかしながら、瞳孔サイズメタデータを走査に含めることによって、固視試験に失敗したこのタイプの理由は、必ずしも高価な専門家に子供を紹介するのではなく、医師に再試験する理由を提供することができる。あるいは子供が固視試験に失敗した理由として、部分的または完全な白内障を有することがある。瞳孔サイズメタデータは、子供が走査中に良好な固視測定を達成することができなかった理由を医師が理解することを助ける。

上述のように、第２の投影装置は、新しい場所に移動される。第２の投影装置は新しい位置に移動されるが、第２の画像（固視標的など）は第２の投影装置の一部であり得るミラーを使用して、同じ「見かけ上の」位置に保持される。これは、走査リング（又は第２の画像の元の意図された位置）と同じミラーからの距離に位置することができる。このミラーは、走査システムの赤外線光が高い透過値でそれを通過することを可能にするように、それに適用される特別なコーティングを有するが、それは固視標的プロジェクタからの可視光のかなりの部分、例えば、緑色光を反射し、したがって、それは２つの異なる光源の組合せが、異なる位置に物理的に配置されているにもかかわらず、同じ位置に配置されるように見えることを可能にする。これらのミラーは、当業者には赤外線光が歴史的に古典的な白熱灯のスペクトルの「温かい」または「熱い」部分であるため、一般に「コールドミラー」と呼ばれる。ホットミラーは逆に、赤外線を反射し、むしろ可視光の高い透過率を有する。いずれのミラータイプも、可視光源を赤外光源と組み合わせるために使用することができ、一方のタイプのミラーの使用は、限定ではなく、むしろ設計上の選択である。

第１のプロジェクタのための赤外線走査光と組み合わせて使用される場合、コールドミラーの実装は可視光（例えば、ＯＬＥＤスクリーン上の緑色光）を使用して生成される固視標的と同じ平面上に同時に現れながら、その見かけの円形形状を有する赤外線走査光が、第２の画像を囲んで現れることを可能にする。

第２の投影装置のディスプレイとして、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）スクリーンを使用することができる。異なる位置に配置されたＯＬＥＤスクリーン固視標的の使用は、さらなる利点を提供する。通常、ＯＬＥＤスクリーンは、わずかに大きく、走査リングも見ることができるように配置することが困難であり得る。コールドミラー（または代替方法のためのホットミラー）を組み込むことによって、ＯＬＥＤは、フルサイズディスプレイが走査リング上に、見かけ上、重ねるのに十分な空間がある場所に配置され得る。次に、ＯＬＥＤディスプレイを使用して、他の注意喚起グラフィックを組み込んで、幼児の注意を惹きつけ、中心標的領域にそれらの固視を引き込み、それによって、試験プロセスを支援し、正常な健康な子供が試験に合格するのを助けることができる。

ＯＬＥＤディスプレイは神経学的スクリーニング装置の器具窓の近くに配置することができ、その表面は投影された画像の中心に位置し、１：１共役である（例えば、回転ミラーを使用するときに投影装置によって描かれる見かけのリング）。

図１Ａ－１Ｂに示すように、神経学的スクリーニング装置１００または１０１は、筐体の外壁上または内に配置された１つまたは複数のディスプレイをさらに含む。図１Ａ～１Ｂは２つのディスプレイを示すが、本明細書に開示される神経学的スクリーニング方法の目的のために、任意の数のディスプレイを利用することができる。例えば、神経学的スクリーニング装置は、１つのディスプレイ、４つのディスプレイ、または異なる数のディスプレイを有することができる。

ディスプレイは、神経学的機能不全についてスクリーニングされている被験者に見えるように、かつ視野内にあるように、神経学的スクリーニング装置の面上に配置される。ディスプレイは、神経学的スクリーニング装置の他の出力構成要素と同じ平面またはハウジングの面上に位置することができ、これは、画像が被験者の網膜上に投影され、それによって反射光が装置１００または１０１のハウジング内の検出器に戻る窓を含む。図１Ａ－１Ｂに示すように、ディスプレイはまた、１つまたは複数の照明と同じ平面またはハウジングの面上に位置することができ、その機能については以下でより詳細に説明する。

神経学的スクリーニング装置のディスプレイは、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の実施を投与および／または支援するために利用される。例えば、認知評価は、被験者の前頭葉にストレスを与えるように構成することができる。眼球反応を必要とするように特別に考案された一連の前頭葉依存タスクの実施を被験者に要求することによって、被験者の前頭葉はストレスを受ける。ディスプレイは、被験者が実行することを要求されるタスクに関連する画像を提示するために利用することができる。例えば、被験者に、神経学的スクリーニング装置のディスプレイスクリーンの１つ以上に現れる一致する記号、形状、または量を識別するように指示することができる。

ディスプレイはまた、認知評価が進行中である間、妨害刺激を提示することによって前頭葉にストレスを与えるために使用され得る。これらの技術の両方を同時に利用することができる。例えば、被験者に、４つのディスプレイスクリーンのうちの２つのランダムに選択されたディスプレイスクリーン上に示される形状をマッチングすることを要求することができる。ここで、２つの他のディスプレイスクリーンは被験者を注意散漫にするように設計された無関係な画像を提示する。認知評価の一部としてのディスプレイスクリーンの使用は、神経学的スクリーニング装置のコントローラの機能に関してより詳細に説明される。

図１Ａ－１Ｂに示すように、神経学的スクリーニング装置１００または１０１は、ハウジングの外壁上または内に配置された１つまたは複数の照明をさらに含むことができる。ディスプレイと同様に、１つまたは複数の照明は神経学的機能不全についてスクリーニングされている被験者に見えるように、かつ視野内にあるように、神経学的スクリーニング装置の面上に配置される。照明はまた、ディスプレイまたは窓などの神経学的スクリーニング装置の他の出力構成要素と同じハウジングの平面または面上に位置することができる。

以下でより詳細に説明するように、照明は、被験者のベースライン認知能力を確立し、被験者のベースライン認知能力データを生成する目的で、被験者に１つまたは複数の合図のシーケンスを出力するために使用することができる。例えば、被験者に、活性化された任意の光に固視し、次いで、ユーザの網膜上に投影された画像と同軸の固視標的上に固視するように指示することができる。この場合、被験者が固視標的に固視し、１つ以上の光を介して１つ以上の合図の出力間の遅延があるとき、被験者の固視および固視の時間を判定することができ、固視の検出は被験者の前頭葉が認知評価によってストレスを受ける前に、被験者のベースライン認知能力データを確立するために使用することができる。

照明はまた、単独で、またはディスプレイと併せて、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の一部として起動され得る。ディスプレイ上の照明および画像の組合せを使用して、数十または数十万の異なるタイプの認知評価（例えば、被験者が取り組まなければならない特定のパズルまたは被験者が応答しなければならない命令）を実現できる。例えば、被験者に、神経学的評価装置のディスプレイのうちの１つに表示されるアイテムの量に等しい回数、光のうちの１つの光が連続的に点滅するたびに、中央標的に固視するように指示しても良い。

図２Ａ～２Ｃは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置２００のいくつかの図を示す。図２Ａは、（投影装置によって投影された）中央投影リング画像、（第２の投影装置によって投影された）固視標的、１６個の照明、及び４つのディスプレイを含む神経学的スクリーニング装置２００の面を示す。

図２Ａはまた、投影画像および固視標的の上下に位置するアライメントレーザを示す。アライメントレーザは距離計として使用することができ、例えば、２つの「マイクロ」サイズのレーザポインタとすることができる。各々の公称６５０ｎｍは、～２ｍｍの直径のビーム、～３５０ｍｍのダウンレンジを提供する。これらは、神経学的スクリーニング装置の前面ベゼルに取り付けることができ、１つは窓の真上に位置し、１つは真下に位置し、名眼上７５ｍｍ離れている。これらは患者の射出瞳の中心を指すように内部的に調整することができるが（射出瞳アライメントのセクションを参照されたい）、上部レーザは中心のわずかに右に向けられ、下部レーザは中心のわずかに左に向けられ、最適な範囲（リングの見かけの焦点位置から４００ｍｍ）において、２つのドットは１ｍｍ～３ｍｍの距離だけ隔てられ、並んで近接して離間される。

図２Ｂ～図２Ｃは、図１Ａ～図１Ｂに関して前述した部品を含む、神経学的スクリーニング装置の内部部品および外部部品の図を示す。

図１Ａ～１Ｂに戻ると、神経学的スクリーニング装置１００または１０１は、コントローラをさらに含む。任意選択的に、複数のコントローラを利用することもできる。図１３に関してより詳細に説明するように、コントローラは、本明細書で説明する機能を実行するように構成された専用部品およびコンピュータ可読命令を有する専用コントローラである。コントローラの構成要素は、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のメモリと、メモリ上に記憶され、コントローラの機能を実行するためにプロセッサによって実行されるコンピュータ可読命令とを含む。

図１Ａまたは図１Ｂには示されていないが（分かりやすくするため）、コントローラは、投影装置、第２の投影装置、検出器、ディスプレイ、照明、および画像捕捉装置を含む、装置１００または１０１内の他の構成要素に結合される。コントローラは、システムバスなどのシステム相互接続機構を介して結合することができる。

図３は、例示的な実施形態による、脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニングを実施するためのフローチャートを示す。ステップ３０１において、投影装置によって、被験者の１つ以上の網膜又は１つ以上の眼に画像が投影される。ステップ３０２において、被験者からの１つ以上の網膜から反射された光は、１つ以上の検出器によって捕捉され、１つ以上の眼の固視を示す。ステップ３０１およびステップ３０２の両方は、図１Ａ～１Ｂに関してより詳細に説明される。

ステップ３０３～３０６は、神経学的スクリーニング装置のコントローラによって実行される。コントローラは、被験者の１つ以上の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、被験者の前頭葉のベースライン認知能力に対応するベースライン認知能力データを生成するように任意選択で構成される（任意選択のステップ３０３）。ベースライン認知能力データを生成するステップは省略することができ、その場合、神経学的スクリーニング装置は以下で論じるように、ストレス時認知能力データのみに基づいて認知機能不全を判定することができることに留意されたい。

コントローラは、神経学的スクリーニング装置のディスプレイ上に複数の評価画像を出力する。認知評価に対応する複数の評価画像は、被験者に認知的にストレスを与えるように構成され（ステップ３０４）、認知評価中に被験者の１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間に被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成し（ステップ３０５）、ベースライン認知能力データおよびストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定する（ステップ３０６）。被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価は、被験者の前頭葉にストレスを与えるように構成することができる。あるいは、他のタイプの認知的ストレスが認知評価を通して適用され得る。加えて、認知評価中にストレスを受けるのは前頭葉であるが、判定される脳機能不全は脳の他の部分（前頭葉以外）に存在する、多峰性機能不全または実行機能不全を含む、脳の他の部分における任意のタイプの機能不全であり得る。

認知評価は、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された命令、質問、またはコマンドの任意のセットとすることができる。例えば、認知評価は、ウィスコンシンカードソーティング（Wisconsin Card Sorting）テスト、音声言語流暢性（Phonemic Verbal Fluency）テスト、および／またはストループカラーワード干渉（Stroop Color Word Interference）テストのうちの１つ以上であっても良く、これらは全て、被験者の前頭葉にストレスを与えるように構成される。

複数のディスプレイがあるシナリオでは、コントローラが複数のディスプレイ上に複数の評価画像を出力するように構成され得る。コントローラは、複数のディスプレイ上で同時に、連続して１つ以上のディスプレイ上で、または２つの何らかの組み合わせ上で、ディスプレイ上の複数の画像の出力を行うように構成され得る。コントローラは、実行されている特定の認知評価に応じて、所定の時間および間隔でディスプレイ上に画像を出力させるように構成される。図６Ａ～６Ｂは、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置上の一連の評価画像の例示的な出力を示す。

図４は、例示的な実施形態による、被験者の前頭葉のベースライン認知能力に対応するベースライン認知能力データを生成するためのフローチャートを示す。具体的には、コントローラが１つまたは複数のキューのシーケンスを出力するように構成され（ステップ４０１）、被験者の１つまたは複数の網膜から反射され、１つまたは複数の検出器によって捕捉された光に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数のキューのシーケンスに応答して１つまたは複数の眼の固視の有無を検出し（ステップ４０２）、少なくとも１つの眼の固視の有無、両眼の固視の有無、１つまたは複数のキューの出力後に少なくとも１つの眼の固視を達成するのに必要な時間、少なくとも１つの眼の固視の持続時間、および／または両眼の固視の同時発生、のうちの１つまたは複数に基づいて、ベースライン認知能力データを生成する（ステップ４０３）。

上述のように、神経学的スクリーニング装置は、装置の外面上または内部に配置された光を含むことができる。この場合、コントローラは、１つまたは複数の光を活性化することによって、１つまたは複数のキューのシーケンスの出力を引き起こすように構成され得る。図５は、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置上のキューのシーケンスの例示的な出力を示す。図５に示されるように、神経学的スクリーニング装置は最初に、固視標的を提示し（ボックス５０１）、次いで、固視標的が除去され、照明が活性化され（ボックス５０２）、照明が非活性化され、固視標的が再び出力される（ボックス５０３）。代替的または追加的に、コントローラは、神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上に１つまたは複数のキューのシーケンスを出力するように構成され得る。

ベースライン認知能力データは、眼球固視、眼球収束、眼球双眼性、または眼球衝動潜時（サッケード待ち時間）を含む、様々な測定基準を含むことができる。固視は、視覚的固視または固視安定性と呼ばれることもあり、特定の位置での視覚的注視の維持であり、本出願で先に論じた固視検出技術のいずれかを使用して検出することができる。両眼アライメントと呼ばれることもある両眼性（双眼性）は、両眼で物体／位置に固視する能力であり、固視のためにユーザの両眼をチェックすることによって検出することができる。眼科学では、収束が通常、対象物を見るときに単一の両眼視力を維持するための努力における、互いの方向への両眼の同時内方移動であり、両眼の同時移動および／または両眼における固視の同時達成を検出することに基づいて検出され得る。加えて、衝動潜時（サッケード待ち時間）は、固視標的の出現時間と、被験者の眼が標的に固視するのに必要な時間との間の遅延に対応し、キューが出力されたとき、固視標的が被験者に提示されたとき、および／または被験者が固視を達成したときを追跡することによって、またはキューが出力され被験者によって固視が失われたときを追跡することによって測定することができる。関連する測定値、衝動速度（サッケード速度）もまた、標的の出現後に固視を達成する際の眼の角速度に基づいて測定および利用することができる。

図７は、例示的な実施形態による、ストレスを受けている間の被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成するためのフローチャートを示す。コントローラは、１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答を判定するように構成される。固視の有無は、被験者の１つまたは複数の網膜から反射され、１つまたは複数の検出器によって捕捉された光に少なくとも部分的に基づいて判定され（ステップ７０１）、複数の評価画像に少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する正しい応答のメモリ内でルックアップを実行し（ステップ７０４）、少なくとも１つの眼の固視の有無、両眼の固視の有無、複数の評価画像の出力後に少なくとも１つの眼の固視を達成するのに必要な時間、少なくとも１つの眼の固視の持続時間、両眼の固視の同時発生、または正しい応答と比較した認知評価に対する被験者の応答、のうち１つまたは複数に基づいて、ストレス時認知能力データを生成する（ステップ７０５）。

ベースライン認知能力データと同様に、ストレス時認知能力データは、眼球固視、眼球収束、眼球双眼性、または眼球衝動潜時／衝動速度を含むことができる。加えて、ストレス時認知能力データは、認知評価に対して被験者がどれだけ良好に実行されたかを表すスコアまたは他のメトリックを含むことができる。例えば、認知評価が、被験者が１０セットの画像または刺激に応答することを必要とし、被験者が１０セットのうち９セットに正しく応答した場合、被験者には、９０または９０％の認知評価スコアを割り当てることができる。

神経学的スクリーニング装置が第２の投影装置を含むシナリオでは、コントローラが第２の投影装置を使用して、被験者が認知評価または認知評価の段階に正しく応答したか不正確に応答したかの指示を送信するように構成することができる。このシナリオは、図７の任意選択ステップ７０２～７０３として示される。特に、コントローラは、被験者の応答に少なくとも部分的に基づいて、第２の画像（以前に何も表示されていない、または、例えば固視標的が表示された）を更新するよう構成され得る。更新された第２の画像は、認知評価に対する被験者の応答が正しいか、または正しくないかを示す（ステップ７０２）。コントローラは、第２の投影装置に更新された第２の画像を投影させる（ステップ７０３）ように構成され得る。コントローラは、被験者の応答が正しい応答と一致するとき、第２の画像として正しい応答を示す画像を選択することによって、または被験者の応答が正しい応答と一致しないとき、第２の画像として誤った応答を示す画像を選択することによって、第２の画像を更新するように構成され得る。画像は、コントローラのメモリから選択することができる。

図８は、例示的な実施形態による、認知評価に対する被験者の応答を判定するためのフローチャートを示す。コントローラは、１つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像の出力後、固視検出が所定の時間間隔内に生じるかどうかを判定し（ステップ８０１）、１つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像の出力後、固視が所定の時間間隔内に検出されるかどうかに少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答を判定する（ステップ８０２）ように構成される。

本明細書に開示される神経学的スクリーニングのための神経学的スクリーニング装置および方法は、認知機能不全を評価するための測定基準としてだけでなく、認知評価の作業、命令、または問い合わせに対する応答を被験者が伝えるための手段としても固視を利用する。言い換えれば、被験者は特定の応答を伝達するために、中央標的に固視するように指示される。上述のように、コントローラは、特定の認知評価の文脈においてこの固視を解析して、その認知評価に対する被験者の応答を判定することができる。評価画像のセットの出力後、所定の時間隔内に固視が生じる場合、コントローラはその固視を、その評価画像のセットに対する特定の言語的回答と均等であると解釈し、認知評価によって提示されるクエリ、コマンド、または命令であると解釈するように構成され得る。

図９は、例示的な実施形態による、認知評価中の神経学的スクリーニング装置のフローチャートおよび例示的な出力を示す。ステップ９０１において、ユーザは、評価画像内のアイテムの量が後続の評価画像内のアイテムの量と一致するとき、固視するように指示される。ステップ９０２において、評価画像が出力される。これらには、ボックス９０２Ａに示されたような３つのハートの画像と、ボックス９０２Ｂに示されたその後の３つの三角形の画像が含まれる。ステップ９０３において、コントローラは、評価画像の出力後の所定の期間内に固視が検出されたかどうかを判定する。固視が検出された場合、ステップ９０４で、コントローラはボックス９０４Ａに示されるように、正しい反応が与えられたと判定し、中心画像として「チェック」画像を出力する（すなわち、第２投射装置によって生成される第２画像）。その反対に、固視が検出されない場合、ステップ９０５で、コントローラは誤った反応が与えられたと判定し、ボックス９０５Ａに示されるように、中心画像として「ｘ」画像を出力する。

図１０は、例示的な実施形態による別の認知評価のフローチャートおよび例を示す。ステップ１００１において、ユーザは、評価画像内のアイテムの形状が後続の評価画像内のアイテムの形状と一致するとき、固視するように指示される。ステップ１００２において、評価画像が出力される。再びこれらには、ボックス１００２Ａに示されたような３つのハートの画像と、ボックス１００２Ｂに示された後続の３つの三角形の画像が含まれる。ステップ１００３において、コントローラは、評価画像の出力後の所定の期間内に固視が検出されたかどうかを判定する。この場合、固視が検出されると、ステップ１００４で、コントローラは誤った反応が与えられたと判定し、ボックス１００４Ａに示されるように、中心として「ｘ」画像を出力する。そわないと、固視が検出されない場合、所定期間が経過した後、ステップ１００５で、コントローラは正しい反応が与えられたと判定し、ボックス１００５Ａに示されるように、中心画像として「チェック」画像を出力する。

認知評価は多段階評価とすることができ、複数設定の評価画像の出力と、各段階の後のストレス時認知能力データの反復収集または生成とを必要とする。この場合、コントローラは、所定量の反復（段階の量に対応する）について、神経学的スクリーニング装置の１つ以上のディスプレイ上に新たな複数の評価画像を出力するステップと、認知評価の新たな段階に対応する複数の評価画像を、被験者に認知的ストレスを与えるように構成するステップと、認知評価の新たな段階中の１つ以上の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間の被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを更新するステップとを繰り返すように構成することができる。このプロセスは、前頭葉に対する継続的なストレスに応答して、被験者の認知能力の長期的なビューを提供する。

図１１は、例示的な実施形態による神経学的スクリーニング装置を使用して多段階認知評価を実行するためのフローチャートを示す。ステップ１１０１において、コントローラは、神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上に複数の評価画像を出力し、複数の評価画像は認知評価の第１の段階に対応し、認知評価の第１の段階は（例えば、被験者の前頭葉にストレスをかけることによって）被験者に認知的ストレスを与えるように構成される。このステップは、図３のステップ３０４に対応する。

ステップ１１０２において、コントローラは、認知評価の第１段階中の１つ以上の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、ストレスを受けている間の被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成する。このステップは、図３のステップ３０５に対応する。

しかしながら、図３に示されるように、ストレス時認知能力データを生成した後に脳機能不全を判定するステップに直接進むのではなく、多段階認知評価は最初に、１回以上の反復について図１１のステップ１１０３～１１０７年を繰り返す。

ステップ１１０３において、コントローラは、認知評価に残っているステージがさらにあるかどうかを判定する。そうである場合、コントローラは、ステップ１１０４において、認知評価を次の段階に進める。これは、例えば、関連する評価画像の設定をメモリにロードすること、および／または１つまたは複数の命令を被験者に発行することによって実行することができる。

ステップ１１０５において、コントローラは、神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上に複数の新しい評価画像を出力させる。複数の新しい評価画像は、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の現在の段階に対応する。

ステップ１１０６において、コントローラは、認知評価の新たな段階中の１つ以上の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間の、被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを更新する。

プロセスは次いで、ステップ１１０３に戻り、ステップ１１０４～１１０６を反復するが、認知評価にはより多くの段階がある。それ以上の段階がない場合、認知評価はステップ１１０７で終了する（次いで、ベースライン認知能力データおよび更新されたストレス時認知能力データに基づいて、脳機能不全が判定される）。

前述のように、神経学的スクリーニング装置が光を含むとき、光はまた、単独で、またはディスプレイと併せて、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の一部として活性化され得る。この場合、コントローラは、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の一部として、１つ以上の光の活性化を引き起こすように構成することができる。

図１２は、例示的な実施形態による、脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニングを実施するためのフローチャートを示す。任意選択のステップ１２０１において、コントローラは、ベースライン認知能力データに少なくとも部分的に基づいて、被験者のベースライン統計プロファイルを生成するように構成される。ベースライン認知能力データが生成されないシナリオでは、このステップを省略することができる。

ステップ１２０２において、コントローラは、ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて、被験者のストレス時統計プロファイルを生成するように構成される。

ステップ１２０３において、コントローラは、ベースライン統計プロファイルおよびストレス統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて、被験者の脳機能不全を判定するように構成される。前述のように、判定される脳機能不全は、多峰性機能不全または実行機能不全を含む、脳の任意の部分における任意のタイプの脳機能不全であり得る。

ベースライン認知能力データが生成されないシナリオでは、コントローラがステップ１２０３において、ストレス時統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定するように任意に構成され得る。このステップは例えば、ストレス統計プロファイルを、他の被験者のストレス統計プロファイル、１つまたは複数のベンチマークストレス統計プロファイル、または同じ被験者の以前に捕捉されたストレス統計プロファイルと比較することを含むことができる。

任意のベースライン統計プロファイルおよびストレス統計プロファイルは、様々な異なる統計技術、統計モデル、および／または統計変数もしくはスコアを使用して構築することができる。例えば、ベースライン認知能力データの全てをコントローラによって処理して、被験者のベースライン認知能力を示す単一の値を生成することができる。同様に、ストレス時認知能力データの全てをコントローラによって処理して、被験者のストレス時認知能力を示す単一の値を生成することができる。あるいは、プロファイルが被験者のベースラインおよびストレス時認知能力の異なるファセットを表す複数の異なる変数を記憶することができる。

ベースライン統計プロファイルおよびストレス統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全、例えば前頭葉機能不全を判定するステップは、ベースライン統計プロファイルをストレス統計プロファイルと比較することを含むことができる。このステップはベースライン統計プロファイルとストレス統計プロファイルとの間の差異を定量化するステップと、次いで、被験者が脳機能不全に罹患しているかどうかを判定するために、その結果を１つまたは複数のベンチマーク値と比較するステップとをさらに含み得る。

コントローラは、神経学的スクリーニング装置のディスプレイのうちの１つまたは複数上で、または神経学的スクリーニング装置に通信可能に結合された外部ディスプレイ上で、ベースライン統計プロファイル、ストレス統計プロファイル、または被験者の脳機能不全を判定するステップの結果のすべてまたは一部を出力するように構成され得る。図１４は、例示的な実施形態による、認知評価のための固視および双眼性統計を示す例示的な出力画面を示す。

コントローラは、判定された脳機能不全に少なくとも部分的に基づいて、被験者の１つまたは複数の可能な健康状態を識別するようにさらに構成され得る。この識別は、被験者が１つまたは複数の可能な健康状態を患っている可能性の確率分布または他の推定値の形成をとることができる。考えられる健康状態には、例えば、脳外傷、脳機能不全、脳損傷、斜視、眼運動失行、および／または弱視が含まれ得る。

前述のように、本明細書に開示される神経学的スクリーニング装置を使用して、多数の認知評価を効率的に実施することができる。以下のセクションは、前頭葉機能不全をスクリーニングするために使用されるいくつかの一般的な認知評価について議論し、開示された神経学的スクリーニング装置における実施例を提供する。

前頭葉機能の評価は、従来、ウィスコンシンカードソーティングテストやストループワードテストなどの神経心理学的テストに依存している。これらおよび他の試験は、目標指向行動のサービスにおける下位レベルの認知処理を制御する（「監視する」）前頭葉関連実行機能を対象とする。前頭葉関連実行機能は、作業記憶（特に「更新」）、応答抑制、干渉制御、およびセットシフトなどの特定の認知プロセスを含む。一般的に用いられる前頭葉実行機能の神経生理学的試験には、ウィスコンシンカードソーティング（Wisconsin Card Sorting）テスト、音声言語流暢性(Phonemic Verbal Fluency)、およびストロープカラーワード干渉（Stroop Color Word Interference）テストが含まれる。これらのテストは典型的には患者が特定のタスクを口頭で実行するように要求されるように、または代替的に、テスト項目に応答するためにコンピュータを利用するように構成される。これらの試験は時間がかかり、多数の臨床的困惑にさらされ、動眼機能、協調、および制御を標的とする神経生理学的能力の客観的尺度と結び付けられていない。

ウィスコンシンカードソーティングテスト（ＷＣＳＴ）の場合、被験者は、３つの異なる属性カテゴリ（色、量、形状）のうちの１つに基づいて、プライマリカードとグループの４つのカードのうちの１つとをマッチングするように求められる。プライマリカードとグループカテゴリの両方をタスク中に変更できる。ウィスコンシンカードソーティングの課題は、アクティブな一致ルールに関する指示が受験者（被験者）と明示的に共有されないことである。むしろ、被験者は、与えられた選択が正しいかどうかを知らされ、したがって、アクティブ一致ルールが色、形状、または量を含むかどうかを試行錯誤推論によって学習しなければならない。試験が進行することにつれて（典型的には、１０～２０分にわたって）、評価者（またはソフトウェアプログラムアルゴリズム）は被験者の応答が正しいかどうかを示すこと以外に、新しい正しいカテゴリを伝えることなく、マッチング規則を変更する。カテゴリの切り替えは、典型的には所与の試験セッション中に複数回およびランダム間隔で行われる。

試験セッションは被験者に標的（刺激）カードが提示されることを知らせることによって開始し、次いで、標的カードを、非表示のカテゴリ（すなわち、色、形状、量）に基づいて他のカードと一致させるように依頼する。被験者へのフィードバックは、特定の一致が正しいかどうかを示すことに限定される。例えば、テストは色（例えば、赤）を一致させる、表示されていない規則で開始することができる。この場合、２つの赤色の断面を示す刺激カードは赤色の円を有するカードによって正しくマッチングされるが、他の色（例えば、緑色の星、青色の正方形、黄色の断面）を有するカードによってはマッチングされない。被験者が最初のマッチング規則の習得を実証した後、試験の所定の時点で、試験者（又はプログラム）はマッチング規則を変更し（例えば、赤から断面）、その後のマッチング選択が正しいか否かを示すこと以外に、被験者に通知することはない。この例では、被験者が今度は赤いカードとマッチングした場合、試験者（またはプログラム）は誤った選択を示すことになる。無傷の前頭葉機能を有する被験体において、連続する不正確な一致は、ルール切り替え（設定シフト）と一致する正確な応答を迅速に誘発するはずである。しかしながら、前頭葉機能不全を有する被験者は、そのようにすることが今では不正確であるという手掛かりにもかかわらず、以前の応答を持続させることによって、この課題において欠陥を示す。

ストロープカラーワード干渉（Stroop Color Word Interference）テストは、関連する認知機能を評価するために広く使用されている別の試験である。この試験は、複数の方法で実施することができる。１つの一般的なフォーマットでは、書かれた単語とテキストの色が意味的に矛盾する一連のカードが受験者に提示される。受験者は、他の提示されたカテゴリと意味的に一致しない１つのカテゴリに応答するように求められる。認知干渉（「ストループ効果」）は、遅延応答時間（正しい応答）またはマッチングエラー（不正確な応答）として検出することができる。

受験者は、書かれた単語が異なる色である間、単語の色を言うように求められてもよい。例えば、ＲＥＤという単語が青いフォントで書かれてもよい。正しい応答は青色になる。タスクはフォントの色ではなく単語を読み取るように、または特定の色の単語のみを読み取るように、などのように変更することができる。

両方の試験（ＷＣＳＴ、Ｓｔｒｏｏｐ）は、セットシフト（ＷＣＳＴ）または矛盾する情報（Ｓｔｒｏｏｐ）に直面して認知機能を客観的に評価するための有用なツールである。ＷＣＳＴおよびＳｔｒｏｏｐ試験における正常な能力は、認知の柔軟性および機能的に無傷の前頭葉を必要とする。前頭葉および関連する脳領域に一過性または永続的な損傷を有する個体は、これらおよび関連する課題において欠損を示す。これらの検査は、注意、作業記憶、応答阻害、抽象化、および実行機能を支える脳の構造または機能の変化を検出するのにも有用である。

開示された神経学的スクリーニング装置を用いて被験者に対して典型的な試験をどのように行うことができるかの一例を以下に説明する。

患者は、眼で照明を追うように指示される。

中央に位置する固視標的は、ランダムに生成された時間の長さ（０．１～１０秒）にわたって照明する。

固視標的が消灯する。

ランダムに生成された時間（０．１～１０秒）にわたって、新たな、ランダムに配置された、照明された標的が現れる。

新しく点灯した標的が消灯する。

元の固視標的、またはさらに別のランダムに配置された照明された標的のいずれかが、ランダムに生成された時間（０．１～１０秒）にわたって現れる。このサイクルは、約３０秒間継続する。

患者は、装置上の２つのスクリーンを見るように指示され、次いで、被験者が知覚した一致を特定すると、装置上の固視標的を見るように指示される。

患者は、色、量、形状、サイズなどを一致させるように求められてもよい。

患者が一致を正しく特定する標的に固視する場合、一致が正しいことを示すために、シンボルが視野内に現れることになる。

画面が一致しないときに患者が固視標的を見ると、認識された一致が不正確であることを患者に警告する記号が現れる。

２つのスクリーンは、前頭葉機能に対する認知的ストレスを増加させるために、ランダムに生成された時間（０．１～１０秒）で画像を変化させる。

図１３は、神経学的スクリーニング装置の専用コントローラ１３００の構成要素を示す。特殊コントローラ１３００は、非一時的コンピュータ可読媒体であるメモリ１３０１を含むコンピューティング装置であり、揮発性メモリ（例えば、レジスタ、キャッシュ、ＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、またはその２つの何らかの組合せであり得る。

図１３に示されるように、メモリ１３０１は、スクリーニングの過程において、神経学的スクリーニング装置によって捉えられる任意の画像と同様に評価画像を記憶することができる画像記憶１３０１Ａを含んでいる。メモリはまた、認知評価、画像記憶内の画像へのリンク、および関連する命令を格納する認知評価ソフトウェア１３０１Ｂ、固視判定ソフトウェア１３０１Ｃ、認知能力評価ソフトウェア１３０１Ｄ、ベースライン能力評価ソフトウェア１３０１Ｅ、光学解析ソフトウェア１３０１Ｆ、および脳機能不全評価ソフトウェア１３０１Ｇを含む。メモリ１３０１内のソフトウェア構成要素の各々は、認知評価管理、認知評価能力分析、ベースライン能力分析、固視判定、光学分析、ならびに本明細書に記載される脳および前頭葉機能不全評価方法を実行するように構成される、特殊化された命令およびデータ構造を記憶する。

メモリ１３０１内に記憶されたソフトウェアのすべては、１つまたは複数のプロセッサ１３０２によって実行されたときに、プロセッサに、図１～図１２に関して説明された機能を実行させる、コンピュータ可読命令として記憶され得る。

プロセッサ１３０２はコンピュータ実行可能命令を実行し、実プロセッサまたは仮想プロセッサとすることができる。マルチプロセッシングシステムでは、複数のプロセッサまたはマルチコアプロセッサを使用して、コンピュータ実行可能命令を実行し、処理能力を増大させ、かつ／または特定のソフトウェアを並列に実行することができる。

コントローラ１３００は、コンピュータネットワークまたはコンピューティングシステム上の装置、アプリケーション、またはプロセスと通信し、ネットワーク上の装置からデータを収集し、コンピュータネットワーク内のネットワーク通信上、またはコンピュータネットワークのデータベースに記憶されたデータ上で暗号化／復号化アクションを実施するために使用される、ネットワークインタフェースなどの通信インターフェース１３０３をさらに含む。通信インターフェースは、コンピュータ実行可能命令、オーディオもしくはビデオ情報、または変調データ信号内の他のデータなどの情報を伝達する。変調されたデータ信号は、信号内の情報を符号化するようにその特性の１つまたは複数が設定または変更された信号である。限定ではなく例として、通信媒体には、電気、光学、ＲＦ、赤外線、音響、または他の搬送波で実施される有線または無線技術が含まれる。

コントローラ１３００は、ユーザ（システム管理者など）がコントローラに入力を提供して、神経学的スクリーニング装置に情報を表示させ、メモリ１３０１に記憶されたデータを編集させ、または他の管理機能を実行させることを可能にする入出力インターフェース１３０４をさらに含む。例えば、管理者は、メモリ１３０１に記憶された認知評価を構成、追加、または編集することができる。

バス、コントローラ、またはネットワークなどの相互接続機構（図１３に実線で示す）は、コンピューティング環境１３００の構成要素を相互接続する。

入出力インターフェース１３０４は、入出力装置に結合することができる。例えば、神経学的スクリーニング装置は、キーボード、マウス、ペン、トラックボール、タッチスクリーン、またはゲームコントローラ、音声入力装置、走査装置、デジタルカメラ、リモートコントロール、またはコンピューティング環境への入力を提供する別の装置の接続を可能にするユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートを有するように構成され得る。

入力／出力インターフェースは、コントローラ１３００を、ディスプレイ、照明、検出器、投影装置、および／または第２の投影装置を含む神経学的スクリーニング装置の他の構成要素に接続することができる。

コントローラ１３００は、磁気ディスク、磁気テープまたはカセット、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ、ＵＳＢドライブ、または情報を記憶するために使用することができ、コントローラ１３００内でアクセスすることができる任意の他の媒体など、取り外し可能または取り外し不可能な記憶装置をさらに利用することができる。

任意選択で、コントローラ１３００によって実行される機能の一部は、筐体の外部に位置する１つまたは複数のコンピューティング装置によって実行することができる。この場合、通信インタフェース１３０３は、外部装置と通信するために使用することができる。例えば、脳機能不全を判定するために使用されるリソース集約的な統計処理は外部コンピューティング装置、サーバ、またはクラウドネットワークにアウトソーシングすることができ、その結果は、通信インターフェース１３０３を介して外部装置からコントローラに戻すことができる。

神経学的スクリーニングのための開示された神経学的スクリーニング装置及び方法は、眼球応答を必要とするように特に考案された認知評価において、一連の前頭葉依存性タスクを実行しながら、前頭葉にストレスを与えることを可能にする。上述のように、タスクは、ディスプレイ上に現れる一致するシンボル、形状、または量を識別すること、あるいは以前に提示された選択肢または妨害刺激に対する応答を回避することを含む。

被験者の固視、収束（輻輳）、両眼性、衝動潜時、および他の眼の測定基準の測定と同様に、これらの認知評価における正しいまたは不正確なマッチング応答は臨床医に、脳の健康および機能を評価するための情報を提供し、反復試験を用いて、回復を追跡する能力を提供する。

開示された神経学的スクリーニング装置および神経学的スクリーニング方法は、両眼性および他の光学的メトリック試験を、前頭葉機能を担う認知「ストレス試験」構成要素と組み合わせる。眼の両眼性および高次認知課題を支える神経基質は、両方とも、無傷の前頭葉機能に依存する。この脳領域に認知要求を課すことによって、開示された神経学的スクリーニング装置は、疾患、傷害、医学的もしくは代謝障害、薬物関連もしくは毒性曝露、または中枢神経系（ＣＮＳ）機能を一時的もしくは永続的に損なう他の状態に関連する脳機能不全の客観的な検出および評価を可能にする。

具体的には、試験能力（すなわち、眼の両眼性および認知能力）は網膜複屈折走査を使用して、機器によって自動的に判定および分析され、機器スクリーン上の、試験被験者の眼が各マッチングに対して固視されるべき点を判定し、被験者の眼が実際に固視される場所と比較される。衝動潜時および双眼性も、各眼が固視または固視を失う時間、および試験スクリーン上の各眼の固視点を通して自動的に決定される。固視および固視の喪失を判定するための網膜複屈折走査は「眼科神経走査のための装置および方法」と題する米国特許出願第１６／３５４，７４９号に記載されている方法で達成することができ、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

さらに、装置は、認知能力に関連する様々なメトリックを測定することができ、これには、持続的エラー、非持続的エラー、達成されたカテゴリの数、セットの維持の失敗（failure to maintain set）、最初のセットを完了するための試行、報酬感受性、処罰感受性、判定の一貫性、注意集中が含まれる（がこれらに限定される）。これらの認知能力メトリックに関連する時間メトリックも自動的に取得される。

当業者であれば、その広範な発明概念から逸脱することなく、上述の実施形態に変更を加えることができることを理解するであろう。例えば、上述の方法のうちの１つの動作のステップまたは順序は当業者によって理解されるように、異なる一連のものに再構成または発生することができる。したがって、本開示は、開示された特定の実施形態に限定されず、本開示の精神及び範囲内の変更を包含することが意図されることが理解される。

本出願は２０１９年１２月３０日に出願された米国仮出願第６２／９５４，８７８号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
脳震盪性および脳震盪性外傷性脳損傷（「ＴＢＩ」）に関連する損傷および結果を含む脳機能不全は、単発または反復のいずれの事象においても、診断、予後診断、およびモニタリングが困難であり得る。そのような損傷の履歴および状況は不完全である場合が多く、さらに、臨床的徴候および症状は、評価することが困難であり、しばしば非特異的であり、広範囲の一般的な神経精神障害としばしば重複する。軽症型のＴＢＩ(ｍＴＢＩ)に起因する神経学的機能不全を有する患者の大部分は完全に回復するが、回復しない患者も多い。反復性頭部損傷（ＲＨＩ）を受けた個体では、回復が不完全であったり複雑であることがより頻繁に見られる。ＲＨＩを受けた個体はまた、前頭葉に起因する実行機能不全、および慢性外傷性脳症（ＣＴＥ）などの重篤な神経学的後遺症を含む長期合併症などの持続的外傷後症状のリスクが高い。患者を危険な環境から遠ざけるなどの単純な介入は、脳に治癒する時間を与え、さらなる損傷を防止することによって、これらの合併症のリスクを防止または重症度を低減し得る。しかしながら、介入は、これらの一般的な損傷後の有害転帰のリスクが高い患者の迅速かつ正確な同定およびモニタリングを必要とする。

Claims (42)

1. 被験者の脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニング装置であって、
   被験者の１つ以上の眼の１つ以上の網膜上に画像を投影するように構成された投影装置と、
   被験者の１つ以上の網膜から反射された光を捕捉するように構成され、反射光が１つ以上の眼の固視を示す、１つ以上の検出器と、
   コントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   １つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、被験者の脳の前頭葉のベースライン認知能力に対応するベースライン認知能力データを生成し、
   神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上に複数の評価画像を出力し、前記複数の評価画像は、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知的評価に対応し、
   認知評価中の１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間に、被験者の脳の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成し、前頭葉のベースライン認知能力データおよびストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて、被験者の脳機能不全を判定する、ように構成された、神経学的スクリーニング装置。
2. 被験者の脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニング装置であって、
   被験者の１つ以上の眼の１つ以上の網膜上に画像を投影するように構成された投影装置と、
   被験者の１つ以上の網膜から反射された光を捕捉するように構成され、反射光が１つ以上の眼の固視を示す、１つ以上の検出器と、
   コントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上に複数の評価画像を出力し、前記複数の評価画像は、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知的評価に対応し、
   認知評価中に１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間、被験者の脳の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成し、前頭葉のストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定する、よう構成された神経学的スクリーニング装置。
3. 前記投影装置は、前記神経学的スクリーニング装置のハウジング内に配置され、前記ハウジングの窓を通して前記画像を投影するように構成された、請求項１または２に記載の神経学的スクリーニング装置。
4. 前記神経学的スクリーニング装置の前記１つまたは複数のディスプレイは複数のディスプレイを備え、前記コントローラは前記複数のディスプレイ上に前記複数の評価画像を出力するように構成される、請求項１～３のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
5. 前記コントローラは、
   １つ以上のキューのシーケンスを出力し、
   被験者の１つまたは複数の網膜から反射され、１つまたは複数の検出器によって捕捉された光に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数のキューのシーケンスに応答して１つまたは複数の眼の固視の有無を検出し、
   少なくとも１つの眼の固視の有無、両眼の固視の有無、１つまたは複数のキューの出力後に少なくとも１つの眼の固視を達成するのに必要な時間、少なくとも１つの眼の固視の持続時間、または両眼の固視の同時発生のうちの１つまたは複数に基づいて、ベースライン認知能力データを生成することにより、
   前記１つ以上の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、前記被験者の前記前頭葉のベースライン認知能力に対応するベースライン認知能力データを生成するように構成された、請求項１に記載の神経学的スクリーニング装置。
6. 前記コントローラは、前記神経学的スクリーニング装置の前記１つまたは複数のディスプレイ上に１つまたは複数のキューの前記シーケンスを出力するように構成された、請求項５に記載の神経学的スクリーニング装置。
7. 前記神経学的スクリーニング装置の外面上または内に配置された１つまたは複数の照明をさらに備え、前記コントローラが、前記１つまたは複数の照明を作動させることによって、前記１つまたは複数のキューの前記シーケンスを出力するように構成された、請求項５～６のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
8. 前記ベースライン認知能力データが、眼の固視、眼の収束、眼の両眼性、または眼の衝動潜時のうちの１つ以上を含む、請求項５～７のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
9. 前記コントローラは、
   １つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答を判定するステップであって、前記固視の有無が、被験者の１つまたは複数の網膜から反射され、１つまたは複数の検出器によって捕捉された光に少なくとも部分的に基づいて判定される、ステップと、
   前記複数の評価画像に少なくとも部分的に基づいて、前記認知評価に対する正しい応答のメモリ内でルックアップを実行するステップと、
   少なくとも１つの眼の固視の有無、両眼の固視の有無、前記複数の評価画像の出力後に少なくとも１つの眼の固視を達成するのに必要な時間、少なくとも１つの眼の固視の持続時間、両眼の固視の同時発生、または前記正しい応答と比較した前記認知評価に対する前記被験者の応答のうちの１つ以上に基づいて、ストレス時認知能力データを生成するステップとによって、
   前記認知評価中の前記１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、ストレスを受けている間の前記被験者の前記前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成するように構成された、請求項１～２のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
10. 前記ストレス時認知能力データは、１つまたは複数の、眼の固視、眼の収束、眼の両眼性、眼の衝動潜時、または認知評価における認知スコアを含む、請求項９に記載の神経学的スクリーニング装置。
11. 前記第１の画像内に中心が合うように前記被験者に見えるよう構成された第２の画像を投影するように構成された第２の投影装置をさらに備え、
    前記コントローラが、前記第２の投影装置に前記更新された第２の画像を投影させ、前記第２の画像は、前記被験者の応答に少なくとも部分的に基づいて更新され、前記更新された第２の画像は前記認知評価に対する前記被験者の応答が正しいか不正確であるかを示す、請求項９～１０のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
12. 前記コントローラが、
    固視検出が、１つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像の出力後の所定の時間隔内に生じるかどうかを判定するステップと、
    １つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像の出力後の所定の時間隔内に固視が検出されるか否かに少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答を判定するステップとにより、
    前記認知評価に対する前記被験者の応答を判定するように構成される、請求項９～１１のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
13. 前記コントローラは、
    被験者の応答が正しい応答と一致する場合、第２の画像として正しい応答を示す画像を選択すること、または、被験者の応答が正しい応答と一致しない場合、第２の画像として誤った応答を示す画像を選択することにより、前記被験者の前記応答に少なくとも部分的に基づいて前記第２の画像を更新するように構成される、請求項１１に記載の神経学的スクリーニング装置。
14. 前記複数の評価画像は前記認知評価の段階に対応し、
    前記コントローラは、
    神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上の新たな複数の評価画像を出力するステップであって、前記複数の評価画像は認知評価の新たな段階に対応するステップと、
    認知評価の新たな段階中の１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、ストレスを受けている間の被験者の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを更新するステップと、を所定回数繰り返すようにさらに構成された、請求項１～１３のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
15. 前記神経学的スクリーニング装置の外部表面上または内部に配置された１つ以上の照明をさらに含み、
    前記コントローラは、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の一部として、１つ以上の照明を作動させるようさらに構成された、請求項１～１４のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
16. 前記コントローラは、
    ベースライン認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者のベースライン統計プロファイルを生成するステップと、
    ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者のストレス時統計プロファイルを生成するステップと、
    ベースライン統計プロファイルおよびストレス時統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定するステップとによって、
    前記被験者の脳機能不全を判定するように構成される、請求項１または５～８のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
17. 前記コントローラが、
    ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者のストレス時統計プロファイルを生成することと、ストレス時統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定することとによって前記被験者の脳機能不全を判定するように構成される、請求項１～１６のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
18. 前記コントローラはさらに、
    判定された脳機能不全に少なくとも部分的に基づいて、被験者の１つまたは複数の可能な健康状態を識別する、請求項１～１７のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
19. 前記１つまたは複数の可能な健康状態が、脳外傷、脳機能不全、脳損傷、斜視、眼運動失行、または弱視のうちの１つまたは複数を含む、請求項１～１８のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
20. 前記認知評価が、ウィスコンシンカードソーティングテスト、音声言語流暢性テスト、およびストループカラーワード干渉テストのうちの１つを含む、請求項１～１９のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
21. 前記認知評価が、前記被験者の前頭葉にストレスを与えるように構成される、請求項１～２０のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング装置。
22. 神経学的スクリーニング装置を用いて被験者の脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニング方法であって、
    神経学的スクリーニング装置の投影装置が、被験者の１つ以上の眼の１つ以上の網膜上に画像を投影するステップと、
    神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数の検出器が、被験者の１つまたは複数の網膜から反射された光を捕捉するステップであって、反射された光が１つまたは複数の眼の固視を示す、ステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、被験者の脳の前頭葉のベースライン認知能力に対応するベースライン認知能力データを生成するステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像を出力するステップであって、複数の評価画像は、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価に対応する、ステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、認知評価中の１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間に被験者の脳の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成するステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、前頭葉のベースライン認知能力データおよびストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定するステップとを含む、神経学的スクリーニング方法。
23. 神経学的スクリーニング装置を用いて被験者の脳機能不全を評価するための神経学的スクリーニング方法であって、
    神経学的スクリーニング装置の投影装置が、被験者の１つ以上の眼の１つ以上の網膜上に画像を投影するステップと、
    神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数の検出器が、被験者の１つまたは複数の網膜から反射された光を捕捉するステップであって、反射された光が１つまたは複数の眼の固視を示す、ステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、ｔ個の神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像を出力するステップであって、複数の評価画像は、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知的評価に対応する、ステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、認知評価中の１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間の被験者の脳の前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成するステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、前頭葉のストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定するステップとを含む、神経学的スクリーニング方法。
24. 前記投影装置が、前記神経学的スクリーニング装置のハウジング内に配置され、前記ハウジングの窓を通して前記画像を投影するように構成された、請求項２２～２３のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
25. 前記神経学的スクリーニング装置の前記１つまたは複数のディスプレイが複数のディスプレイを含み、前記コントローラが、前記複数のディスプレイ上に前記複数の評価画像を出力するように構成される、請求項２２～２４のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
26. 前記神経学的スクリーニング装置のコントローラが、
    １つ以上のキューのシーケンスを出力するステップと、
    被験者の１つまたは複数の網膜から反射され、１つまたは複数の検出器によって捕捉された光に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数のキューのシーケンスに応答して１つまたは複数の眼の固視の有無を検出するステップと、
    少なくとも１つの眼の固視の有無、両眼の固視の有無、１つまたは複数のキューの出力後に少なくとも１つの眼の固視を達成するのに必要な時間、少なくとも１つの眼の固視の持続時間、または両眼の固視の同時発生、のうちの１つまたは複数に基づいて、ベースライン認知能力データを生成するステップとによって、
    前記１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、前記被験者の前記前頭葉のベースライン認知能力に対応するベースライン認知能力データを生成する、請求項２２に記載の神経学的スクリーニング方法。
27. 前記コントローラが、前記神経学的スクリーニング装置の前記１つまたは複数のディスプレイ上に１つまたは複数のキューのシーケンスを出力するように構成された、請求項２６に記載の神経学的スクリーニング方法。
28. 前記神経学的スクリーニング装置の外面上または内に配置された１つまたは複数の照明をさらに備え、前記コントローラが、前記１つまたは複数の照明を作動させることによって、前記１つまたは複数のキューのシーケンスを出力するように構成される、請求項２６～２７のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
29. 前記ベースライン認知能力データが、眼の固視、眼の収束、眼の両眼性、または眼の衝動潜時のうちの１つまたは複数を含む、請求項２６～２８のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
30. 前記神経学的スクリーニング装置の前記コントローラが、
    １つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答を判定するステップであって、固視の有無が、被験者の１つまたは複数の網膜から反射され、１つまたは複数の検出器によって捕捉された光に少なくとも部分的に基づいて判定される、ステップと、
    前記複数の評価画像に少なくとも部分的に基づいて、前記認知評価に対する正しい応答のメモリ内でルックアップを実行するステップと、
    少なくとも１つの眼の固視の有無、両眼の固視の有無、前記複数の評価画像の出力後に少なくとも１つの眼の固視を達成するのに必要な時間、少なくとも１つの眼の固視の持続時間、両眼の固視の同時発生、または前記正しい応答と比較した前記認知評価に対する前記被験者の応答、のうちの１つ以上に基づいて、前記ストレス時認知能力データを生成するステップとによって、
    前記認知評価中に前記１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間の前記被験者の前記前頭葉の認知能力に対応するストレス時認知能力データを生成する、請求項２２～２３のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
31. 前記ストレス時認知能力データが、１つまたは複数の、眼の固視、眼の収束、眼の両眼性、眼の衝動潜時、または認知評価における認知スコアを含む、請求項３０に記載の神経学的スクリーニング方法。
32. 前記第１の画像内の中心に位置するように被験者に見えるよう構成された第２の画像を投影するように構成された第２の投影装置をさらに備え、
    神経学的スクリーニング装置の第２の投影装置が、第１の画像内の中心にあるように被験者に見えるように構成された第２の画像を投影するステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、第２の画像を更新するステップであって、更新された第２の画像は、被験者の応答に少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答が正しいか不正確であるかを示す、ステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、第２の投影装置に更新された第２の画像を投影させるステップと、をさらに含む、請求項３０～３１のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
33. 前記１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいて、前記認知評価に対する前記被験者の応答を判定するステップは、
    固視検出が、１つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像の出力後の所定の時間隔内に生じるかどうかを判定することと、
    １つまたは複数のディスプレイ上の複数の評価画像の出力後の所定の時間隔内に固視が検出されるかどうかに少なくとも部分的に基づいて、認知評価に対する被験者の応答を判定することとを含む、請求項３０～３２のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
34. 前記神経学的スクリーニング装置の前記コントローラが、前記被験者の前記応答に少なくとも部分的に基づいて前記第２の画像を更新するステップは、
    被験者の応答が正しい応答と一致する場合、第２の画像として正しい応答を示す画像を選択すること、または、被験者の応答が正しい応答と一致しない場合、第２の画像として誤った応答を示す画像を選択すること、を含む、請求項３２に記載の神経学的スクリーニング方法。
35. 前記複数の評価画像が前記認知評価の段階に対応し、
    前記方法はさらに、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、神経学的スクリーニング装置の１つまたは複数のディスプレイ上の新しい複数の評価画像を出力するステップであって、複数の評価画像は被験者を認知的にストレスするように構成された認知評価の新しい段階に対応する、ステップと、
    神経学的スクリーニング装置のコントローラが、認知評価の新しい段階中の１つまたは複数の眼の固視の有無に少なくとも部分的に基づいてストレスを受けている間の被験者の前頭葉の認知履行に対応するストレス時認知履行データを更新するステップとを、所定の反復回数繰り返すことをさらに含む、請求項２２～３４のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
36. 神経学的スクリーニング装置のコントローラが、被験者に認知的ストレスを与えるように構成された認知評価の一部として、神経学的スクリーニング装置の外面上または内部に配置された１つまたは複数の照明を作動させることをさらに含む、請求項２２～３５のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
37. 前記神経学的スクリーニング装置の前記コントローラが、前記前頭葉の前記ベースライン認知能力データおよび前記ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて、前記被験者の脳機能不全を判定するステップが、
    ベースライン認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者のベースライン統計プロファイルを生成することと、
    ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者のストレス時統計プロファイルを生成することと、
    ベースライン統計プロファイルおよびストレス時統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定することと、を含む、請求項２２または２６～２９のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
38. 前記神経学的スクリーニング装置の前記コントローラが、前記前頭葉の前記ベースライン認知能力データおよび前記ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて、前記被験者の脳機能不全を判定するステップが、
    ストレス時認知能力データに少なくとも部分的に基づいて被験者のストレス時統計プロファイルを生成することと、
    ストレス時統計プロファイルに少なくとも部分的に基づいて被験者の脳機能不全を判定することと、を含む、請求項２２～３７のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
39. 神経学的スクリーニング装置のコントローラによって、判定された脳機能不全に少なくとも部分的に基づいて、被験者の１つまたは複数の可能な健康状態を識別することをさらに含む、請求項２２～３８のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
40. 前記１つ以上の可能な健康状態が、脳外傷、脳機能不全、脳損傷、斜視、眼運動失行、または弱視のうちの１つ以上を含む、請求項２２～３９のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
41. 前記認知評価が、ウィスコンシンカードソーティングテスト、音声言語流暢性テスト、およびストループカラーワード干渉テストのうちの１つを含む、請求項２２～４０のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。
42. 前記認知評価が、前記被験者の前頭葉にストレスを与えるように構成された、請求項２２～４１のいずれか一項に記載の神経学的スクリーニング方法。

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