认知功能的评估系统和方法及其在认知功能缺陷中的应用与流程

1.本技术涉及对人的认知功能进行技术介入的领域，更具体地说，涉及 用于对人的认知功能(尤其是认知功能缺陷或障碍)进行评估或筛选的系 统和方法及其在认知功能缺陷(如注意力缺陷/多动障碍)中的应用。


背景技术：

2.随着人类社会的发展，认知缺陷类疾病的发病率越来越高，患病人群 也越来越大，这已经对人类健康构成了重大威胁。
3.一般来说，认知功能缺陷主要包括：感知缺陷，记忆缺陷，思维缺陷 等，例如但不限于：注意缺陷与多动障碍(adhd)、创伤性脑损伤(tbi)、 朊病毒疾病痴呆、帕金森症、脑淀粉样血管病、亨廷顿氏病或其他神经退 行性病、自闭症谱系缺陷(asd)、感觉处理缺陷(spd)、轻度认知损伤 (mci)、阿尔茨海默病(ad)、精神分裂症、抑郁症、焦虑症、学习或记 忆缺陷、成人注意力缺陷、失语、失认等。
4.近年来，随着医疗水平的提升，结合生物信息检测技术、人工智能技 术、移动互联网技术、通信技术等交叉学科的快速发展，除了传统的化学 药物研发路径之外，人们已经开辟出一条新的路径：“数字药”或“数字 疗法”。所谓“数字药”或者“数字疗法”一般是基于医疗、移动互联网、 高速远程通讯网络、可穿戴设备和智能软件等技术设备，根据临床信息数 据，用于测量、评估和/或干预人类的健康。而在认知缺陷疾病领域，由于 缺乏行之有效的处理方法，而且通常需要长期不懈的坚持才能逐渐获得一 定的疗效，新型的“数字药”或“数字疗法”的出现恰逢其时。目前，随 着脑科学、神经心理学等深入研究，人们已经开始利用上述“数字药”或
ꢀ“
数字疗法”的技术介入手段来尝试对人类的认知功能缺陷进行调控(包 括但不限于筛选、评估、训练、改善或提升)。
5.然而，在利用技术介入手段对认知功能进行调控时，首先面临的一个 问题就是如何对受测试者或使用者的认知功能进行评估，或者说对该使用 者的认知功能缺陷的具体情况进行评估或筛选，从而为后续有针对性地提 供个性化技术介入方案提供充足的依据。
6.例如，注意缺陷/多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder,下文 均简称为“adhd”)是目前关注度相对高的神经精神方面的认知障碍，其 大都表现为多动、冲动和/或注意缺失，对立违抗等症状。adhd有可能 严重影响一个人的认知能力、学业、行为、情绪和社交功能。不仅如此， adhd和焦虑症，抑郁症，对立违抗障碍往往是共病。adhd会导致学习 障碍，甚至滥用成瘾性物质如酒精，药物等严重问题。
7.在对adhd考虑进行技术介入调控时，首先需要综合考虑医学、发 育、教育和心理等方面的综合评估，以确定被测试者或使用者是否存在核 心症状及其持续性、普遍性和功能性并发症。
8.一种传统的方式为认知量表分析。例如，专业人员需要与被测试者或 使用者及其近亲属进行访谈，回顾被测试者或使用者在学习和生活中的相 关信息，以综合评估同时存在的情绪和/或行为障碍。这些综合评估包括但 不限于：医学评估，如被测试者或使用者的
出生信息，其母亲使用烟草、 酒精或其他物质、围生期并发症或感染，出生时中枢神经系统感染、头部 创伤、复发性中耳炎和用药等情况；发育和行为评估，如adhd核心症状 开始出现的年龄、症状持续时间、症状出现的环境以及功能损害程度；教 育评估，如教育评估的重点是在教育环境下证实被测试者或使用者是否存 在adhd的核心症状；辅助评估，如言语和语言的评估(语言或交流障碍)， 技能训练评估(运动协调障碍)，精神卫生评估(心境障碍、焦虑、对立违抗 障碍、品行障碍、强迫症、创伤后应激障碍、适应障碍)，血铅水平(铅中 毒)，甲状腺激素水平(甲状腺疾病)，基因检测和/或遗传咨询(脆性x染色 体综合征)，对有阻塞性睡眠呼吸暂停综合征或不安腿综合征提示性症状和 /或危险因素的儿童进行整夜多导睡眠监测，神经科会诊或eeg(神经系统 疾病或癫痫发作性疾病)；adhd的共病评估，如对立违抗障碍、品行障 碍、抑郁、焦虑障碍和学习障碍的评估。
9.为了采集并获得上述信息，需要设计多个认知评定量表，以明确该被测 试者或使用者所存在的adhd的具体情况。这种认知量表分析的筛选或评 估方式的缺陷在于：过于依赖于人的主观性。无论是认知量表的设计、信息 采集、信息分析都严重依赖于参与人的主观认知，客观性较差。而且，这种 传统量表分析的评估方式中会受到很多干扰因素的影响，例如可能的干扰因 素包括但不限于智力、语言、记忆力等，这使得测试结果受到这些因素的影 响。
10.因此，对于传统的量表分析的评估方式而言，由于客观性较差且很容易 受到干扰因素的不利影响，因此难以准确且完整地反映出使用者或被测试者 在认知功能方面(尤其是注意力和执行功能)的真实状况。
11.有鉴于此，如何提供一种客观性较强且不易受干扰因素干扰的认知功 能评估方案，从而获得具有较高准确性和可靠性的认知功能的筛选评估结 果，成为本领域需要解决的技术问题。


技术实现要素：

12.本技术提出了一种认知功能的评估或筛选方案，该评估或筛选方案能 利用技术介入手段对认知功能进行客观地评估筛选，而且不易受干扰因素 的干扰，从而能够获得具有较高准确性和可靠性的认知功能的筛选评估结 果。
13.根据本技术的一个方面，提供了一种认知功能的评估系统，该认知功能 的评估系统包括：处理器，该处理器用于从刺激数据库中选择刺激方案；刺 激展示装置，该刺激展示装置与所述处理器通信，用于向使用者展示刺激方 案；交互装置，该交互装置用于供所述使用者响应于所述刺激方案而进行交 互操作；数据采集装置，该数据采集装置用于采集所述使用者响应于所述刺 激方案而进行交互操作的操作数据，以用于评估所述使用者的认知功能，其 中，所述刺激方案包括：按照预定或随机顺序依次展示的多个第一刺激信号 和多个第二刺激信号，所述第一刺激信号展示时要求所述使用者利用所述交 互装置做出交互操作，而所述第二刺激信号展示时要求所述使用者不做任何 交互操作或者做出不同的交互操作。
14.优选的，该评估系统包括评估装置，该评估装置与所述数据采集装置通 信，用于接收所述数据采集装置所提供的操作数据并根据该操作数据评估所 述使用者的认知功能。
15.优选的，所述评估装置与所述处理器为集成设置，或者所述评估装置与 所述处理器相互独立设置；和/或所述评估装置与所述处理器通信，用于将对 使用者的认知功能的评估结果发送给所述处理器，该处理器根据该评估结果 选择更新的刺激方案。
16.优选的，所述刺激展示装置、所述交互装置和所述数据采集装置中至少 二者为集成设置，或彼此独立设置。
17.优选的，所述刺激方案的刺激信号为视觉刺激信号、听觉刺激信号、 触觉刺激信号、味觉刺激信号或运动感知刺激信号。
18.优选的，所述第一刺激信号和所述第二刺激信号为视觉刺激信号，所述 第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征之间为交集关系， 用于诱导所述使用者做出相同的操作。
19.优选的，所述第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征 在同一个刺激展示装置中所展示的总面积为相同的。
20.优选的，所述第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征 之间交集部分的面积占所述第一刺激信号的图形特征总面积或所述第二刺 激信号的图形特征总面积的50％以上，优选为60％以上，再优选为80％以上， 最优选为85％-95％。
21.优选的，所述刺激方案的总展示时间为5分钟至30分钟，优选为8分 钟至15分钟，再优选为9分钟至12分钟。
22.优选的，所述刺激方案的所述第一刺激信号和第二刺激信号的总数至少 为100个，优选为150至1000个，再优选为300至800个，最优选为500 至700个。
23.优选的，所述刺激方案中每个所述第一刺激信号和每个第二刺激信号的 持续时间均至少为50毫秒，优选至少为100毫秒，再优选为80-200毫秒， 最优选为100-150毫秒。
24.优选的，所述刺激方案中相邻的所述第一刺激信号和/或第二刺激信号 之间的时间间隔为1000至3000毫秒，优选为1500-2500毫秒，再优选为 1800-2200毫秒，最优选为2000毫秒。
25.优选的，在所述刺激方案中，n个第一刺激信号连续展示，m个第二刺 激信号随后展示；和/或n个第二刺激信号连续展示，m个第一刺激信号随 后展示，其中，n为大于等于3的自然数，m为1、2或3。
26.优选的，所述刺激方案的展示包括刺激信号次数比例不同的至少两个时 间段，在一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数小于第二刺激信 号的出现次数；和/或在另一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数 大于第二刺激信号的出现次数。
27.优选的，在所述一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数与 第二刺激信号的出现次数之比为1/5至1/2，优选为1/3至1/4；和/或在所 述另一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数与第二刺激信号的 出现次数之比为2至5，优选为3至4。作为一种选择的方式，上述出现 次数之比可以为一个接近于常数的比例。
28.优选的，所述一个展示时间段先于所述另一个展示时间段；或者所述一 个展示时间段和所述另一个展示时间段交替展示。
29.优选的，所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作的所述操作数 据包括如下方面中的至少一者：a)反应时间；b)反应时间的变化量；c) 遗漏错误情况，包括遗漏所述第一刺激信号或第二刺激信号的次数；d)误 判错误情况，包括对第一刺激信号或第二刺
激信号做出错误的交互操作的次 数；e)猜测错误情况：对下一刺激信号做出错误猜测导致遗漏错误或误判 错误的情况。
30.优选的，所述评估装置包括：宏观评估模块，所述宏观评估模块用于根 据所述使用者针对所述刺激方案进行交互操作的整体操作数据评估所述使 用者的认知功能。
31.根据本技术的另一方面，还提供了一种认知功能的评估方法，该认知功 能的评估方法包括：从刺激数据库中选择刺激方案；向使用者展示刺激方案； 使所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作；采集所述使用者响应于 所述刺激方案而进行交互操作的操作数据，以用于评估所述使用者的认知功 能，其中，所述刺激方案包括：按照预定或随机顺序依次展示的多个第一刺 激信号和多个第二刺激信号，所述第一刺激信号展示时要求所述使用者利用 所述交互装置做出交互操作，而所述第二刺激信号展示时要求所述使用者不 做任何交互操作或者做出不同的交互操作。
32.优选的，所述刺激方案的刺激信号为视觉刺激信号、听觉刺激信号、 触觉刺激信号、味觉刺激信号或运动感知刺激信号。
33.优选的，所述第一刺激信号和所述第二刺激信号为视觉刺激信号，所述 第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征之间为交集关系， 用于诱导所述使用者做出相同的操作。
34.优选的，所述第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征 在同一个刺激展示装置中所展示的总面积为相同的。
35.优选的，所述第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征 之间交集部分的面积占所述第一刺激信号的图形特征总面积或所述第二刺 激信号的图形特征总面积的50％以上，优选为60％以上，再优选为80％以上， 最优选为85％-95％。
36.优选的，所述刺激方案的总展示时间为5分钟至30分钟，优选为8分 钟至15分钟，再优选为9分钟至12分钟。
37.优选的，所述刺激方案的所述第一刺激信号和第二刺激信号的总数至少 为100个，优选为150至1000个，再优选为300至800个，最优选为500 至700个。
38.优选的，所述刺激方案中每个所述第一刺激信号和每个第二刺激信号的 持续时间均至少为50毫秒，优选至少为100毫秒，再优选为80-200毫秒， 最优选为100-150毫秒。
39.优选的，所述刺激方案中相邻的所述第一刺激信号和/或第二刺激信号 之间的时间间隔为1000至3000毫秒，优选为1500-2500毫秒，再优选为 1800-2200毫秒，最优选为2000毫秒。
40.优选的，在所述刺激方案中，n个第一刺激信号连续展示，m个第二刺 激信号随后展示；和/或n个第二刺激信号连续展示，m个第一刺激信号随 后展示，其中，n为大于等于3的自然数，m为1、2或3。
41.优选的，所述刺激方案的展示包括刺激信号次数比例不同的至少两个时 间段，在一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数小于第二刺激信 号的出现次数；和/或在另一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数 大于第二刺激信号的出现次数。
42.优选的，在所述一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数与第 二刺激信号的出现次数之比为1/5至1/2，优选为1/3至1/4；和/或在所述另 一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数与第二刺激信号的出现次 数之比为2至5，优选为3至4。
43.优选的，所述一个展示时间段先于所述另一个展示时间段；或者所述一 个展示时间段和所述另一个展示时间段交替展示。
44.优选的，所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作的所述操作数 据包括如下方面中的至少一者：a)反应时间；b)反应时间的变化量；c) 遗漏错误情况，包括遗漏所述第一刺激信号或第二刺激信号的次数；d)误 判错误情况，包括对第一刺激信号或第二刺激信号做出错误的交互操作的次 数；e)猜测错误情况：对下一刺激信号做出错误猜测导致遗漏错误或误判 错误的情况。
45.优选的，该评估方法包括：根据所述使用者针对所述刺激方案进行交互 操作的整体操作数据评估所述使用者的认知功能。
46.根据本技术的再一方面，还提供了认知功能的评估系统或评估方法在 认知功能缺陷中的应用，其中，该认知功能的评估系统为本技术提供的上 述评估系统，所述认知功能的评估方法为本技术所提供的上述评估方法。
47.根据本技术的再一方面，还提供了认知功能的评估系统，该认知功能 的评估系统包括：计算机主机，该计算机主机设置有操作系统，用于选择 刺激方案；刺激展示装置，该刺激展示装置与所述计算机通信，用于向使 用者展示刺激方案；交互装置，该交互装置用于供所述使用者响应于所述 刺激方案而进行交互操作；数据采集装置，该数据采集装置用于采集所述 使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作的操作数据，并将该操作数据 发送给所述计算机，以用于评估所述使用者的认知功能，其中，所述计算 机主机从接收到指令到将刺激方案向所述刺激展示装置发送出去之间具 有处理时间延迟，所述刺激展示装置从接收到来自于所述计算机主机的刺 激方案到完成向所述使用者的展示之间具有呈现时间延迟，所述交互装置 或数据采集装置从接收到所述使用者的操作信号到将该操作信号向所述 计算机主机发送出去之间具有采集时间延迟，其中，所述处理时间延迟、 所述呈现时间延迟与所述采集时间延迟之和的总延迟为0至60ms，优选 为0-30ms，再优选为0-10ms，再优选为0-5ms；和/或所述总延迟的误差 不大于30ms，优选不大于10ms，再优选为不大于1ms；和/或所述处理时 间延迟、所述呈现时间延迟和所述采集时间延迟中的任意一者为0至30ms， 优选为0-10ms，再优选为0-5ms，再优选为0-1ms；和/或所述处理时间延 迟、所述呈现时间延迟和所述采集时间延迟中的任意一者为预先设定的固 定值，该固定值最小值为零。
48.优选的，所述刺激展示装置为显示屏；或者所述刺激展示装置与所述 交互装置和所述数据采集装置集成为触摸屏；或者所述交互装置和所述数 据采集装置集成为键盘或鼠标；或者所述刺激展示装置为虚拟现实或增强 现实设备，所述交互装置和所述数据采集装置集成为手柄操作装置。
49.根据本技术的再一方面，还提供了计算机主机，该计算机主机为用于 认知功能领域进行反应时间检测的计算机主机，该计算机主机从接收到指 令到将刺激方案向所述刺激展示装置发送出去之间具有处理时间延迟，该 处理时间延迟为0至30ms，优选为0-10ms，再优选为0-5ms，再优选为 0-1ms。
50.根据本技术的又一方面，还提供了刺激展示装置，该刺激展示装置为 用于认知功能领域进行反应时间检测的刺激展示装置，所述刺激展示装置 从接收到来自于计算机主机的刺激方案到完成向所述使用者的展示之间 具有呈现时间延迟，该呈现时间延迟为0至
30ms，优选为0-10ms，再优 选为0-5ms，再优选为0-1ms。优选的，该刺激展示装置为显示屏或触摸 屏或虚拟现实或增强现实设备。
51.根据本技术的又一方面，还提供了交互终端，用于认知功能领域进行 反应时间检测，所述交互终端用于供所述使用者响应于刺激方案而进行交 互操作，采集所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作的操作数据， 并将该操作数据发送给计算机主机，所述交互终端从接收到所述使用者的 操作信号到将该操作信号向所述计算机主机发送出去之间具有采集时间 延迟，该采集时间延迟为0至30ms，优选为0-10ms，再优选为0-5ms， 再优选为0-1ms。优选的，该交互终端包括交互装置和数据采集装置。优 选的，该交互终端为键盘和/或鼠标。
52.根据本技术的技术方案，利用数据采集装置采集所述使用者响应于要 做出交互操作的第一刺激信号和不要做出交互操作的第二刺激信号的操 作数据，以能够对认知功能进行客观地评估筛选，而且不易受干扰因素的 干扰，从而能够获得具有较高准确性和可靠性的认知功能的筛选评估结果。
53.本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
54.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术 的示意性实施方式及其说明用于解释本技术。在附图中：
55.图1为根据本技术优选实施方式的认知功能的评估方案的原理系统架 构图；
56.图2为根据本技术优选实施方式中第一刺激信号的图形特征与第二刺 激信号图形特征之间逻辑关系的集合示意图；
57.图3a和图3b分别为根据本技术优选实施方式中第一刺激信号的图 形特征与第二刺激信号图形特征的示例。
具体实施方式
58.下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本技术的技术方案。在本 申请中对于各个技术方案及其技术特征的描述或解释为示例性或说明性 的，不用于对本技术保护范围进行限制。本领域技术人员应当理解的是， 对于本技术的技术方案可以利用本技术中所描述的相同或类似的方式进 行实施，而不限于本技术具体描述的实施方式。
59.如背景技术中所述，传统的认知功能缺陷(甚至障碍)大都利用筛查 量表来定性评估，这就会受到填写人主观因素的较大影响。而且，传统的 评估筛选方式中存在各种干扰因素，如智力、语言、教育背景等，这使得 筛选评估结果受到这些干扰因素的不利影响，难以客观、准确且可靠地反 映出使用者或被测试者的认知功能的实际情况，尤其是在作为认知功能对 象的注意力和/或抑制的实际状况。
60.针对上述传统的认知功能筛选或评估方案，如图1所示，本技术提出 了一种认知功能的评估系统，该认知功能的评估系统包括：处理器，该处 理器用于从刺激数据库中选择刺激方案；刺激展示装置，该刺激展示装置 与所述处理器通信，用于向使用者展示刺激方案；交互装置，该交互装置 用于供所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作；数据采集装置， 该数据采集装置用于采集所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操 作
的操作数据，以用于评估所述使用者的认知功能，其中，所述刺激方案 包括：按照预定或随机顺序依次展示的多个第一刺激信号和多个第二刺激 信号，所述第一刺激信号展示时要求所述使用者利用所述交互装置做出交 互操作，而所述第二刺激信号展示时要求所述使用者不做任何交互操作或 者做出不同的交互操作。
61.所述刺激方案的刺激信号为视觉刺激信号、听觉刺激信号、触觉刺激 信号、味觉刺激信号或运动感知刺激信号(例如可以对使用者施加前行、 后退、旋转、加速、减速、上升、下降等运动刺激)。在某些实施方式中， 也可以是上述不同类型刺激信号的组合。基于不同类型的刺激信号，可以 选择合适的刺激展示装置和/或数据采集装置。在下文中，将主要以视觉刺 激信号为例进行描述，但可以理解的是，这仅为示例性的而不构成对本申 请保护范围的限制，对于其他类型的刺激信号(如听觉刺激信号、触觉刺 激信号或味觉刺激信号等)，这些可采用的实施方式都落入本技术的保护 范围之内。
62.上述处理器可以是具有信息处理功能的各种装置(如控制芯片)、模块 或单元(如cpu)，如台式电脑、笔记本电脑、服务器、工作站、智能手机、 平板电脑等；或者作为可选择的实施方式，上述处理器可以为云服务器。在 本技术中，处理器设置有实现本技术所描述的功能的程序。处理器可设置有 储存功能或设置有储存器，或与单独的储存器相通信，以进行相互的数据交 互，从而在对认知功能进行评估时，从刺激数据库中选择刺激方案，适用于 后续的认知功能的评估和筛选。根据不同的实施方式，刺激数据库可包括多 个刺激方案，其中每个刺激方案用于对一个或多个认知功能对象进行评估或 筛选。
63.刺激展示装置与所述处理器通信，在处理器选择刺激方案后，将该刺激 方案的数据信息发送给刺激展示装置，以用于向使用者展示(如视觉)刺激 方案。刺激展示装置可以为如显示器、显示屏、眼镜等。在刺激展示装置向 使用者展示刺激方案后，交互装置供至少一个使用者交互执行，或不进行交 互执行。根据不同的实施方式，交互装置有多种不同的形式，包括但不限于 智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、具有交互功能的耳机、显示 器、眼镜、增强现实设备、虚拟现实设备。
64.数据采集装置用于采集所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互 操作和/或不进行交互操作的操作数据，以用于评估所述使用者的认知功能。 所述数据采集终端的形式多种多样，包括但不限于陀螺仪、加速度仪、速 度仪、运动传感器、传感器、压力传感器、光学传感器、音频采集装置、 视频采集装置、听觉传感器、振动传感器、脑部扫描或监控仪器。
65.优选情况下，该评估系统包括评估装置，该评估装置与所述数据采集 装置通信，用于接收所述数据采集装置所提供的操作数据并根据该操作数 据评估所述使用者的认知功能。评估装置可以为单独的具有信息运算处理 功能的装置、模块或单元，所述评估装置与所述处理器相互独立设置；在 某些实施方式中，可以与所述处理器集成设置，其中数据采集装置与所述 处理器相互通信，从而将操作数据发送给处理器，由处理器对使用者的认 知功能进行评估和筛选。
66.优选情况下，根据本技术的技术方案，所述评估方案为迭代工作。具 体来说，所述评估装置与所述处理器通信，用于将对使用者的认知功能的 评估结果发送给所述处理器，该处理器再根据该评估结果选择更新的刺激 方案。因此，本技术的技术方案能够可自适应地调整所施加的刺激方案， 从而对使用者的认知功能做出更为客观、准确且可靠性较高的
筛选评估结 果。
67.根据不同的应用工况，所述刺激展示装置、所述交互装置和所述数据 采集装置中至少二者为集成设置，或彼此独立设置。例如，交互终端和数 据采集终端可以集成设置，利用交互终端的数据采集功能而实现。比如说， 当以平板电脑作为交互终端时，可以利用平板电脑兼做数据采集终端，通 过采集使用者在平板电脑的操作信息来获知使用者的操作数据。再如，交 互终端与处理器可以集成设置，通过给平板电脑设置相应的应用程序，可 以给平板电脑赋予数据采集装置、处理器、交互装置和刺激展示装置的功 能实现。或者作为另外可选择的实施方式，所述交互终端、所述数据采集 终端和所述刺激展示装置至少部分地独立设置。例如，交互终端和刺激展 示装置为智能手机，而处理器为云端的服务器。
68.根据不同的应用场景，上述“终端”可以理解为多种实施形式。例如， 交互终端可以为物理终端，如上述智能手机、电脑等；或也可以理解为软 件终端，如上述智能手机、平板电脑上安装的app，或者台式电脑上安装 的应用程序等；或者物理终端与软件终端的结合。
69.因此，在利用上述认知功能的评估系统实施筛选评估的方法时，包括： 从刺激数据库中选择刺激方案；向使用者展示刺激方案；使所述使用者响 应于所述刺激方案而进行交互操作；采集所述使用者响应于所述刺激方案 而进行交互操作的操作数据，以用于评估所述使用者的认知功能。
70.而在本技术的技术方案中，关键内容在于所述刺激方案的设计选择。 该刺激方案包括：按照预定或随机顺序依次展示的多个第一刺激信号和多 个第二刺激信号，所述第一刺激信号展示时要求所述使用者利用所述交互 装置做出交互操作，而所述第二刺激信号展示时要求所述使用者不做任何 交互操作或者做出不同的交互操作(这里所谓的“不同”是指相对于使用 者应对第一刺激信号时做出的交互操作，在应对第二刺激信号时使用者做 出不同的交互操作)。
71.第一刺激信号要求使用者对交互装置进行交互操作，例如点击键盘或 点击屏幕或做出某一动作等；而第二刺激信号展示时则要求使用者不做任 何交互操作或者做出不同的交互操作。第一刺激信号和第二刺激信号的展 示顺序可以为预先设定，也可以为随机的。通过对使用者响应于第一刺激 信号和第二刺激信号的操作数据，能反映出该使用者的认知功能，或某些 特定的认知功能对象，尤其是例如注意力和/或抑制的情况。
72.在本技术的技术方案中，之所以将要求使用者对交互装置进行交互操 作的第一刺激信号和要求使用者不做任何交互操作(或做出不同的交互操 作)的第二刺激信号编排起来，组成视觉刺激方案。这是因为：在多个第 一刺激信号(或多个第二刺激信号)连续出现时，会要求使用者持续地做 出交互操作反应(或不做出交互操作反应，或做出不同的交互操作)，在 该状态下使用者会持续对连续出现的第一刺激信号(或第二刺激信号)处 于兴奋状态，而对随后出现的刺激信号做出反应时常常形成有“惯性”， 而有倾向于做出与此前连续出现的第一刺激信号(或第二刺激信号)相同 的交互操作反应。然而，一旦突然出现不要求做出交互操作反应的第二刺 激信号(或第一刺激信号)，则由于先前的惯性影响，使用者容易做出犯 错误的反应。而本技术恰是利用容易出现的误判错误，进而采集相关的操 作数据，从而对该使用者的认知功能或其某些对象的情况进行评估或筛查。 例如，所以误判错误率是一个有效的冲动抑制能力的评估参数.也在一定 程度上反应了使用者注意力
的集中程度。举例来说，统计上讲,根据常模 的人口的特征,健康人群的猜测错误率一般会比adhd患者的高，因为健 康人群更易于形成上述的“惯性”，而adhd的患者则不易于形成上述的
ꢀ“
惯性”，因此通过将该使用者的操作数据与常模的操作数据相比，可判 断该使用者的认知功能情况是否可归属于健康人群的范畴内。这将在下文 中进行描述。优选情况下所述第一刺激信号和所述第二刺激信号为视觉刺 激信号，如上所述虽然这里是以视觉刺激信号为例进行描述的，但者仅为 示例性的而不构成对本技术保护范围的限制，也可以适用于其他类型的刺 激型号，这些变形均在本技术的保护范围之内。
73.基于此原理，多个第一刺激信号和多个第二刺激信号的展示顺序可以 为预定设计的，或者也可以为随机的。但在优选情况下，为了便于形成所 述的“惯性”，在所述视觉刺激方案中，n个第一刺激信号连续展示，m个 第二刺激信号随后展示；和/或n个第二刺激信号连续展示，m个第一刺激 信号随后展示，其中，n为大于等于3的自然数，m为1、2或3。数量为n的刺激信号连续展示后，其目的就是让使用者对该连续展示的n个刺激 信号(可以为第一刺激信号，也可以为第二刺激信号)的反应产生“惯性”。 该连续展示的相同的刺激信号数量越多，则对该刺激信号的反应的“惯性
”ꢀ
也越大，同时对随后突变的不同的刺激信号的反应做出错误判断的概率也 越高。上述n和m的选择仅作为示例说明之用，而不用于限制本技术的范 围。例如，根据不同的实施方式，n可以为大于等于2的自然数，而m为 1或2；或1、2或3。所述视觉刺激方案的所述第一刺激信号和第二刺激 信号的总数至少为100个，优选为150至1000个，再优选为300至800 个，最优选为500至700个。
74.在展示视觉刺激方案时，优选情况下，所述视觉刺激方案的展示包括 刺激信号次数比例不同的至少两个时间段，在一个展示时间段中，所述第 一刺激信号的出现次数小于第二刺激信号的出现次数；和/或在另一个展示 时间段中，所述第一刺激信号的出现次数大于第二刺激信号的出现次数。
75.因此，在所述一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数小于第 二刺激信号的出现次数，由于连续的第二刺激信号的出现，使用者连续地不 用做出交互操作反应，从而使该使用者处于低警觉放松状态；而一旦出现第 一刺激信号时，根据使用者注意力集中程度的不同,反应速度会有所不同, 且反应速度的变化范围也会有所不同，从而基于注意力集中的程度，对第一 刺激信号的遗漏错误会根据不同使用者而生成不同的操作数据，可以用于评 估使用者的注意力。
76.而在所述另一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数大于第二 刺激信号的出现次数，因此要求使用者持续地对第一刺激信号做出反应而保 持兴奋，待形成所谓的“惯性”后突然出现的第二刺激信号，则会对抑制功 能较差的使用者构成挑战：诱导其不应进行交互操作时而误判地进行了交互 操作。因此，误判错误率是对该使用者的冲动抑制能力进行评估的重要参数， 在一定程度上，该参数也反应了使用者的注意力的集中程度。
77.所述一个展示时间段和另一个展示时间段可以有不同的排布方式。例 如，所述一个展示时间段可以先于所述另一个展示时间段；或者先展示所 述另一个展示时间段，再展示所述一个展示时间段；或者所述一个展示时 间段和所述另一个展示时间段均为多个，二者交替展示。
78.在所述一个展示时间段中，所述第一刺激信号的出现次数与第二刺激信 号的出现次数之比为1/5至1/2，优选为1/3至1/4，以适应于不同工作场合 下对所述“惯性”的设计
需求。在所述另一个展示时间段中，所述第一刺激 信号的出现次数与第二刺激信号的出现次数之比为2至5，优选为3至4。
79.以上是对视觉刺激信号中第一刺激信号和第二刺激信号的展示顺序以 及数量等因素的考虑，但本技术的优选实施方式并不限于此，还可以对视觉 表现形式进行设计选择。
80.第一刺激信号的图形信息或图形特征与第二刺激信号的图形信息或图 形特征可以为完全不同的，但这种情况下在进行评估时，诱导使用者出现误 判错误或遗漏错误不是非常容易。因此，优选情况下，所述第一刺激信号的 图形特征与所述第二刺激信号的图形特征之间为交集关系，用于诱导所述使 用者做出相同的操作。在这里，所谓的“交集关系”是指第一刺激信号的图 形特征与所述第二刺激信号的图形特征之间具有完全相同的一部分，而不同 的部分则是用于让使用者对第一刺激信号和第二刺激信号加以区分的，如图 2所示。例如，第一刺激信号与第二刺激信号可以具有相同的形状，但具有 不同的颜色；或者具有相同的形状，但具有不同的尺寸等等。因此，针对图 形特征的不同参数，可以进行选择设计交集部分和区别部分。需要提醒注意 的是，由于第一刺激信号和第二刺激信号一般不会同时出现在刺激展示装置 上，因此本文中所述的“交集关系”并未是指在展示时二者图形之间出现干 涉部分，而是虽然分别展示但二者之间的相同的一部分。
81.优选情况下，为了进一步增加第一刺激信号和第二刺激信号的近似程度， 所述第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信号的图形特征在同一个刺 激展示装置中所展示的总面积为相同的。再优选的，轮廓形状也是相同的。
82.为了增加近似程度，所述第一刺激信号的图形特征与所述第二刺激信 号的图形特征之间的交集部分的面积占所述第一刺激信号的图形特征总 面积或所述第二刺激信号的图形特征总面积的50％以上，优选为60％以上， 再优选为80％以上，最优选为85％-95％。显然交集部分的面积越大，则第 一刺激信号与第二刺激信号的近似程度也越大，如图2所示。
83.例如，如图3a的第一刺激信号和图3b的第二刺激信号所示，二者 的区别仅为苹果的位置的不同，因此除了苹果位置不同的区别之外，其他 部分均可视为该第一刺激信号和第二刺激信号的交集部分。在这里，图3a 和图3b所展示的仅为一种示例性的刺激信号图形特征，本技术并不限于 此，而是可以选择其他类型合适的图形，如人脸、环境物体、数学几何图 形、地质地理图形、情绪表情等。
84.以上对第一刺激信号和第二刺激信号的图形特征或视觉表现形式的 考虑进行了详细地描述，但本技术并不限于此，还可以考虑对第一刺激信 号和第二刺激信号的时间参数进行调整。
85.优选情况下，所述视觉刺激方案的总展示时间为5分钟至30分钟， 优选为8分钟至15分钟，再优选为9分钟至12分钟，从而在既能满足拿 到足够的操作数据，又避免对使用者或被测试者的耐心提出较大的考验。
86.为了对使用者的大脑形成足够的视觉刺激，所述视觉刺激方案中每个 所述第一刺激信号和每个第二刺激信号的持续时间均至少为50毫秒，优 选至少为100毫秒，再优选为80-200毫秒，最优选为100-150毫秒。而所 述视觉刺激方案中相邻的所述第一刺激信号和/或第二刺激信号之间的时 间间隔为1000至3000毫秒，优选为1500-2500毫秒，再优选为
1800-2200 毫秒，最优选为2000毫秒。
87.如上所述，在本技术的技术方案中，根据所述使用者响应于所述视觉 刺激方案而进行交互操作的所述操作数据来对使用者的认知功能进行评 估和筛选。所述操作数据可包括如下方面中的至少一者：
88.a)反应时间(毫秒)；
89.b)反应时间的变化量(毫秒)；
90.c)遗漏错误情况，包括遗漏所述第一刺激信号或第二刺激信号的次 数(主要用于评估注意力集中的程度)；
91.d)误判错误情况，包括对第一刺激信号或第二刺激信号做出错误的 交互操作的次数(主要用于评估对冲动的抑制控制能力)；
92.e)猜测错误情况：对下一刺激信号做出错误猜测导致遗漏错误或误 判错误的情况。
93.本技术技术方案中可以包括宏观评估模块，所述宏观评估模块用于根 据所述使用者针对所述视觉刺激方案进行交互操作的整体操作数据评估 所述使用者的认知功能。通过对宏观数据的分析研究，能够对使用者的整 体认知功能的情况有所了解。
94.以上对本技术的评估系统和评估方法进行了详细地描述。此外，本技术 还提出了一种认知功能的评估系统或评估方法在认知功能缺陷(乃至障碍， 如注意力缺陷/多动障碍)中的应用，其中，该认知功能的评估系统为本技术 的上述评估系统，而所述认知功能的评估方法为本技术所提出的上述评估方 法。另外，虽然本技术说明书中主要是以adhd的筛查和评估为进行描述 的，但应该可以理解的是，这仅为示例性的，本技术并不限于，也适用于其 他类型的认知功能缺陷(甚至障碍)的筛选和评估，在其他类型的认知功能 缺陷或障碍的调控(筛选、评估、训练)也落入本技术的范围之内。
95.通过上文的描述可知，本技术的技术方案的优势在于：提供了一种较为 客观、数据化的筛选评估方式；操作简单易懂，对使用者或被测试者要求较 低；对于评估者来说，无需对使用者进行复杂的操作指导；适用范围广泛， 可用于4岁至80岁以上的人群；而且，筛选评估的所需时间相对友好，一 般可以为20分钟左右，而对于儿童来说可以缩短为10分钟左右；此外，本 申请的技术方案不受文化、语言、左右手操作等干扰因素的影响，能专注于 对目标的认知功能对象进行评估或筛选，如孤立地对注意力和抑制力进行测 量，而屏蔽掉影响评估结果准确性的干扰因素，例如语言水平、手部的敏捷 性、知识水平等；而且，本方案练习效应较低，可用于临床上的反复筛选和 评估测试，例如可用来评估对adhd儿童治疗前后的效果。
96.通过上文描述可知，在认知功能领域，对于使用者反应时间的检测是非 常重要的。很多认知功能的筛选、评估、训练等都依赖于对使用者反应时间 的准确检测。在对使用者的认知功能进行调控(评估、筛选、训练等)时， 刺激方案从处理器(如计算机主机)中产生并发送给刺激展示装置(如显示 屏和/或发音装置)，刺激展示装置将刺激方案的刺激信号展示给使用者后， 使用者对交互装置进行交互操作，该交互操作的操作数据(如核心参数的反 应时间)由数据采集装置采集并发送给处理器(或计算机主机)。在交互装 置与数据采集装置集成为交互终端的实施方式中，交互终端在接收到使用者 的操作指令后再将操作数据向计算机主机发送出去。
97.在整个信息传递的过程中，除了使用者接收到刺激信号并做出操作的 反应时间是待检测的目标参数之外，由于系统本身所带来的时间延迟对上 述反应时间的检测则构成噪声。这种时间的延迟主要在于：所述计算机主 机从接收到指令到将刺激方案向所述刺激展示装置发送出去之间具有处 理时间延迟，所述刺激展示装置从接收到来自于所述计算机主机的刺激方 案到完成向所述使用者的展示之间具有呈现时间延迟，所述交互装置或数 据采集装置从接收到所述使用者的操作信号到将该操作信号向所述计算 机主机发送出去之间具有采集时间延迟。
98.例如，对于计算机主机来说，不同的配置其信息处理速度是不一致的， 即便是相同的硬件配置当执行不同的任务时其信息处理速度也可能是不 一致的。对于刺激展示装置(如显示器)来说，一般的显示器其显示模式 的帧率为60帧每秒，也就是说在所展示的两帧之间有16.67ms。再如，作 为交互终端的键盘来说，当使用者点击键盘上的按键时，键盘要感知到按 键被按下并将该信息发送给计算机主机，这个过程也存在时间延迟。
99.当前，传统的系统的整体延迟可以高达150ms，甚至更长，这对检测 使用者反应时间时造成非常严重的噪声影响，几乎占反应时间的30％至 100％。如果这种时间延迟为固定的，则可以直接在反应时间的检测时将该 噪声减掉，然而令人沮丧的是，传统调控系统中的整体延迟以及各个硬件 装置的时间延迟均是变化的，即便是同一个系统或同一个硬件装置在执行 不同的任务时，时间延迟也是不同的，变化量可高达100ms。这样就导致 对使用者反应时间的准确检测非常困难，足以导致错误评估和诊断结果。 本技术的发明人正是在孜孜以求地对本领域深入研究过程中才发现了上 述技术问题的存在，并根据所发现的技术问题而提出如下硬件解决方案。
100.本技术提供了一种用于认知功能领域进行反应时间检测的认知功能 的评估系统，该认知功能的评估系统包括：计算机主机，该计算机主机设 置有操作系统和评估软件，用于选择刺激方案；刺激展示装置，该刺激展 示装置与所述计算机通信，用于向使用者展示刺激方案；交互装置，该交 互装置用于供所述使用者响应于所述刺激方案而进行交互操作；数据采集 装置，该数据采集装置用于采集所述使用者响应于所述刺激方案而进行交 互操作的操作数据，并将该操作数据发送给所述计算机，以用于评估所述 使用者的认知功能，其中，所述计算机主机从接收到所述评估软件的指令 的时刻到将刺激信号向所述刺激展示装置发送出去的时刻之间具有处理 时间延迟，所述刺激展示装置从接收到来自于所述计算机主机的刺激信号 的时刻到完成向所述使用者的呈现的时刻之间具有呈现时间延迟，所述交 互装置或数据采集装置从接收到所述使用者的操作信号的时刻到将该操 作信号向所述计算机主机发送出去的时刻之间具有采集时间延迟。其中， 其中，所述处理时间延迟、所述呈现时间延迟与所述采集时间延迟之和的 总延迟为0至60ms，优选为0-30ms，再优选为0-10ms，再优选为0-5ms； 和/或所述总延迟的变化不大于10ms，优选不大于5ms，再优选为不大于 1ms；和/或所述处理时间延迟、所述呈现时间延迟和所述采集时间延迟中 的任意一者为0至30ms，优选为0-10ms，再优选为0-5ms，再优选为0-1ms； 和/或所述处理时间延迟、所述呈现时间延迟和所述采集时间延迟中的任意 一者为预先设定的固定值，该固定值最小值为零；和/或所述处理时间延迟、 所述呈现时间延迟和所述采集时间延迟中的任意一者为向用户告知的。
101.通过上述参数的控制，能够对系统的整体时间延迟进行了限制和优化， 还能够对
总延迟的误差(或者说变化量)进行限制和优化，还能够对系统 的各个硬件装置的时间延迟进行限制和优化，或者将其设计为预先设定的 固定值，从而能够方便地过滤掉该噪声。
102.按照该方案，可以将噪声控制在较小的数值范围内(乃至到零)和/ 或将噪声设定为固定值，从而相对容易地实现对使用者反应时间的精准检 测，实现了本技术的目的；作为一种可选择的方式，也可以将所述处理时 间延迟、所述呈现时间延迟和所述采集时间延迟中的任意一者设计为向用 户告知的，因此用户或操作者在获知相关时间延迟信息后，可以在数据分 析时将该噪声直接去除，也可以实现本技术的目的，对使用者(或被测试 者)的反应时间实现准确的检测。
103.上述技术方案貌似简单，但是却需要建立在对技术问题的分析研究的 基础之上，要知道要在毫秒级的信息处理和数据处理过程中找到噪音来源， 没有长时间浸淫于认知功能的科研领域，没有创造性或开创性劳动是根本 无法实现的。
104.根据不同的实施方式，上述系统中的硬件装置也有所不同，例如，所 述刺激展示装置可以为显示屏或发音装置；或者所述刺激展示装置与所述 交互装置和所述数据采集装置可以集成为触摸屏；或者所述交互装置和所 述数据采集装置集成为键盘或鼠标；或者所述刺激展示装置为虚拟现实或 增强现实设备，所述交互装置和所述数据采集装置集成为手柄操作装置。 根据不同的应用场景，所述评估系统可以为固定式布置的，或者可以为便 携式的。
105.上述系统的各个硬件装置可以是独立布置的，优选情况下也可至少在 一定程度上集成设置。这些硬件装置可以为普通生活中常用的硬件装置 (如键盘、鼠标、显示器等)，但需要对其延迟时间这一核心参数按照上 述技术方案进行改造或设计。优选情况下，可以设计专门用于认知功能领 域对使用者的反应时间进行检测的专用硬件设备。例如，键盘可以仅有数 个(如1-4个)按键。硬件装置之间的信息连接方式也可以设计为无时间 延迟的或时间延迟在可接受的较小范围内，或者该时间延迟为固定值。例 如，计算机主机与显示器之间的时间延迟可以为零。或者该时间延迟为向 用户告知的。
106.在本技术中，还提供了多种硬件装置。例如计算机主机，该计算机主 机为用于认知功能领域进行反应时间检测的计算机主机，该计算机主机设 置有操作系统和评估软件，用于选择刺激方案，所述计算机主机从接收到 所述评估软件的指令的时刻到将刺激信号向所述刺激展示装置发送出去 的时刻之间具有处理时间延迟。其中，类似于上述评估系统，该处理时间 延迟为0至30ms，优选为0-10ms，再优选为0-5ms，再优选为0-1ms；和 /或所述处理时间延迟的变化不大于10ms，优选不大于5ms，再优选为不 大于1ms；和/或所述处理时间延迟为预先设定的固定值，该固定值最小值 为零；和/或所述处理时间延迟为向用户告知的。
107.再如刺激展示装置，该刺激展示装置为用于认知功能领域进行反应时 间检测的刺激展示装置，所述刺激展示装置从接收到来自于所述计算机主 机的刺激信号的时刻到完成向所述使用者的呈现的时刻之间具有呈现时 间延迟，该呈现时间延迟为0至30ms，优选为0-10ms，再优选为0-5ms， 再优选为0-1ms；和/或所述呈现时间延迟为预先设定的固定值，该固定值 最小值为零；和/或所述呈现时间延迟为向用户告知的。优选的，该刺激展 示装置为显示屏或触摸屏或虚拟现实或增强现实设备。
108.再如，交互终端，用于认知功能领域进行反应时间检测，所述交互终 端用于供所
述使用者响应于刺激方案而进行交互操作，采集所述使用者响 应于所述刺激方案而进行交互操作的操作数据，并将该操作数据发送给计 算机主机，所述交互终端从接收到所述使用者的操作信号的时刻到将该操 作信号向所述计算机主机发送出去的时刻之间具有采集时间延迟，该采集 时间延迟为0至30ms，优选为0-10ms，再优选为0-5ms，再优选为0-1ms； 和/或所述采集时间延迟的变化不大于10ms，优选不大于5ms，再优选为 不大于1ms；和/或所述采集时间延迟为预先设定的固定值，该固定值最小 值为零；和/或所述采集时间延迟为向用户告知的。所述交互终端可包括交 互装置和/或数据采集装置。所述交互终端可以为键盘和/或鼠标。
109.可以理解的是，虽然本说明书中仅列出了部分硬件装置对时间延迟的 要求，但这仅为示例性的而非限制性的，该设计思路可以应用于当前和未 来所有的适用于反应时间检测领域的软硬件装置中，其目的就是为了减少 噪声或者将噪声设计为固定或可确定的值，或者将该噪声告知给用户或操 作者。另外，如上所述，所述刺激方案的刺激信号为视觉刺激信号、听觉 刺激信号、触觉刺激信号、味觉刺激信号或运动感觉刺激信号。在某些实 施方式中，也可以是上述不同类型刺激信号的组合。基于不同类型的刺激 信号，可以选择合适的刺激展示装置和/或数据采集装置。在下文中，将主 要以视觉刺激信号为例进行描述，但可以理解的是，这仅为示例性的而不 构成对本技术保护范围的限制，对于其他类型的刺激信号(如听觉刺激信 号、触觉刺激信号、味觉刺激信号或运动感觉刺激信号等)，这些可采用 的实施方式都落入本技术的保护范围之内。
110.另外，需要特别指出的是，在上述涉及时间延迟的技术内容中的各个 时间范围(如0至60ms，0-30ms，0-10ms，0-5ms，不大于10ms(0-10ms)， 不大于5ms(0-5ms)，不大于1ms(0-1ms)；0-1ms等)中，本技术的技 术方案覆盖各个时间范围的端点值，以及两端端点值之间每增加或减少 0.1ms的每个点的值。例如，对于0-1ms来说，本技术覆盖了0.0ms，0.1ms， 0.2ms，0.3ms，0.4ms，0.5ms，0.6ms，0.7ms，0.8ms，0.9ms，1.0ms。
111.以上详细描述了本技术的优选实施方式，但是，本技术并不限于上述 实施方式中的具体细节，在本技术的技术构思范围内，可以对本技术的技 术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本技术的保护范围。
112.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不 必要的重复，本技术对各种可能的组合方式不再另行说明。
113.此外，本技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要 其不违背本技术的思想，其同样应当视为本技术所公开的内容。