[go: up one dir, main page]

RU2840869C1 - Systems and methods for processing retinal signal data and identifying conditions - Google Patents

Systems and methods for processing retinal signal data and identifying conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2840869C1
RU2840869C1 RU2022127632A RU2022127632A RU2840869C1 RU 2840869 C1 RU2840869 C1 RU 2840869C1 RU 2022127632 A RU2022127632 A RU 2022127632A RU 2022127632 A RU2022127632 A RU 2022127632A RU 2840869 C1 RU2840869 C1 RU 2840869C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
retinal signal
signal data
retinal
patient
light
Prior art date
Application number
RU2022127632A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Клод АРИТОН
Original Assignee
Дайаментис Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дайаментис Инк. filed Critical Дайаментис Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2840869C1 publication Critical patent/RU2840869C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions relates to systems and methods for processing retinal signal data generated by light stimulation. Method and a system for predicting the probability that a patient is susceptible to one or more conditions are disclosed. Retinal signal data corresponding to the patient is received. Retinal signal features can be extracted from retinal signal data. Data can be applied to the first mathematical model and the second mathematical model. First mathematical model can correspond to the first state. Second mathematical model can correspond to the second state. First predicted probability for the first state may be generated. Second predicted probability for the second state may be generated. First predicted probability and a second predicted probability may be output.
EFFECT: group of inventions provides processing of retinal signal data and identification of conditions.
14 cl, 58 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

[01] Данная заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 63/000,055, поданной 26 марта 2020 г., предварительной патентной заявки США № 63/038,257, поданной 12 июня 2020 г., и предварительной патентной заявки США № 63/149,508, поданной 15 февраля 2021 г., каждая из которых включена таким образом посредством ссылки в полном объеме.[01] This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 63/000,055, filed March 26, 2020, U.S. Provisional Patent Application No. 63/038,257, filed June 12, 2020, and U.S. Provisional Patent Application No. 63/149,508, filed February 15, 2021, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

[02] Настоящее изобретение относится к системам и способам обработки данных сетчаточного сигнала, генерируемых посредством световой стимуляции.[02] The present invention relates to systems and methods for processing retinal signal data generated by light stimulation.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

[03] Клиницистам может понадобиться определить, подвержен ли пациент медицинскому состоянию, например, психиатрическому состоянию или неврологическому состоянию. Клиницист может сравнивать пациента с известными критериями для определения, какому состоянию подвержен пациент. В ряде случаев пациент может отвечать нескольким состояниям, и клиницисту может быть трудно или невозможно отличить состояния между собой. Может быть предпочтительно, чтобы клиницист имел инструмент, помогающий в определении и/или подтверждении, подвержен ли пациент медицинскому состоянию, и/или различении этих состояний.[03] Clinicians may need to determine whether a patient is susceptible to a medical condition, such as a psychiatric condition or a neurological condition. The clinician may compare the patient to known criteria to determine which condition the patient is susceptible to. In some cases, a patient may meet more than one condition, and it may be difficult or impossible for the clinician to distinguish between the conditions. It may be preferable for the clinician to have a tool to assist in determining and/or confirming whether a patient is susceptible to a medical condition and/or distinguishing between the conditions.

[04] Задача настоящего изобретения состоит в преодолении по меньшей мере некоторых ограничений уровня техники.[04] The object of the present invention is to overcome at least some of the limitations of the prior art.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION

[05] варианты осуществления настоящего изобретения разработаны на основании соображений разработчиков в отношении некоторых недостатков существующих систем для определения медицинских состояний.[05] Embodiments of the present invention are developed based on the developers' concerns regarding some of the shortcomings of existing systems for determining medical conditions.

[06] Идентификация биомаркеров и/или биоподписей состояний, например, психиатрических, ментальных или неврологических состояний, например, шизофрении, биполярного расстройства или депрессии, может позволять специалистам в области здравоохранения производить более раннее определение состояния, идентифицировать состояние, которому подвержен пациент, при наличии нескольких возможных состояний и/или осуществлять раннее и, возможно, профилактическое вмешательство. Это раннее определение медицинского состояния может улучшать лечение пациентов и/или их прогноз.[06] Identification of biomarkers and/or biosignatures of conditions, such as psychiatric, mental health, or neurological conditions such as schizophrenia, bipolar disorder, or depression, may allow healthcare professionals to make an earlier determination of the condition, identify the condition to which a patient is susceptible when there are multiple possible conditions, and/or implement early and possibly preventive intervention. This early determination of a medical condition may improve patient treatment and/or prognosis.

[07] Варианты осуществления настоящего изобретения разработаны на основании наблюдения, сделанного разработчиками, что данные, полученные из электроретинограмм (ERG), позволяют усовершенствовать определение медицинских состояний. Однако существующие способы сбора и анализа электроретинограмм (ERG) позволяют собирать и анализировать лишь ограниченный объем информации из захваченных электрических сигналов. Было обнаружено, что увеличение объема собранной информации, касающейся реакции сетчатки на световую стимуляцию, позволило генерировать данные сетчаточного сигнала с более высокой плотностью информации, увеличенным объемом информации и/или дополнительными типами информации. Эти данные сетчаточного сигнала допускают мультимодальное отображение электрических сигналов и/или других данных и позволяет обнаруживать дополнительные особенности мультимодального отображения, характерные для некоторых состояний. Мультимодальное отображение может включать в себя несколько параметров данных сетчаточного сигнала, например, время, частоту, параметры световой стимуляции и/или любой другой параметр. [07] Embodiments of the present invention are developed based on the observation made by the developers that data obtained from electroretinograms (ERGs) allow for improved detection of medical conditions. However, existing methods for collecting and analyzing electroretinograms (ERGs) allow for the collection and analysis of only a limited amount of information from the captured electrical signals. It was found that increasing the amount of collected information regarding the retinal response to light stimulation allowed for the generation of retinal signal data with a higher information density, an increased amount of information, and/or additional types of information. This retinal signal data allows for multimodal display of electrical signals and/or other data and allows for the detection of additional multimodal display features characteristic of certain conditions. The multimodal display may include multiple parameters of the retinal signal data, such as time, frequency, light stimulation parameters, and/or any other parameter.

[08] Варианты осуществления настоящего изобретения формируют основу усовершенствованной методологии определения медицинских состояний на основе обработки данных сетчаточного сигнала, которая обеспечивает больший объем информации, большую плотность информации и/или дополнительные типы информационных деталей по сравнению с традиционными данными ERG, и которая называется здесь “обработка и анализ сетчаточного сигнала” (RSPA). Эти данные сетчаточного сигнала позволяют, в некоторых вариантах осуществления, осуществлять математическое моделирование массивов данных, содержащих большие объемы информации, идентифицировать особенности сетчаточного сигнала, дают возможность идентифицировать биомаркеры и/или биоподписи в данных сетчаточного сигнала с использованием, например, особенностей сетчаточного сигнала. Некоторые, несущественные, варианты осуществления настоящего изобретения также предусматривают способы сбора данных сетчаточного сигнала, которые имеют больший объем информации, большую плотность информации и/или дополнительные типы информации по сравнению с данные ERG.[08] Embodiments of the present invention form the basis of an improved methodology for determining medical conditions based on processing retinal signal data that provides a greater volume of information, a greater information density, and/or additional types of information detail compared to traditional ERG data, and which is referred to herein as “retinal signal processing and analysis” (RSPA). These retinal signal data allow, in some embodiments, mathematical modeling of data sets containing large volumes of information, identifying retinal signal features, making it possible to identify biomarkers and/or biosignatures in retinal signal data using, for example, retinal signal features. Some non-essential embodiments of the present invention also provide methods for collecting retinal signal data that have a greater volume of information, a greater information density, and/or additional types of information compared to ERG data.

[09] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, можно добиться более точного обнаружения некоторых медицинских состояний или более дискриминантного разграничения медицинских состояниях. Обнаружение медицинских состояний или дискриминантное разграничение между состояниями можно добиться в разнообразии родственных (например, пол, возраст, наступление заболевания, пигментация сетчатки, цвет радужной оболочки) и/или смешивающих факторов (например, наступление состояний, использование наркотиков, результаты некоторых лечебных процедур, эпизоды психоза, тревожность, депрессия, перекрытие признаков и симптомов, общих для нескольких расстройств). Повышение уровня детализации и/или увеличение количества особенностей сетчаточного сигнала для захвата и анализа оказывает прямое влияние на возможность идентифицировать биоподписи с использованием данных сетчаточного сигнала для лучшей дискриминации между состояниями, например, паталогическими состояниями, а также лучшего описания состояний по сравнению с контрольным (которое может именоваться непаталогическим состоянием). Например, варианты осуществления настоящих способов могут базироваться на данных сетчаточного сигнала, захваченных на более высокой частоте дискретизации и/или в течение более длительного периода времени по сравнению с традиционной ERG. Данные сетчаточного сигнала могут включать в себя дополнительные особенности, регистрируемые с электрическими сигналами, например, но без ограничения, импедансом, длиной волны света, спектром света или интенсивностью света, достигающего сетчатки. Захват дополнительной информации, на более высокой частоте дискретизации и/или данные, собранные с расширенным диапазоном световой стимуляции сетчатки в течение расширенного периода времени, и их многомерное представление, может именоваться «данные сетчаточного сигнала высокой плотности». Данные сетчаточного сигнала, захваченные с высокой плотностью, могут содержать больше информации, чем данные, захваченные ранее в ходе ERG (именуемой «традиционная ERG»). Данные сетчаточного сигнала могут быть независимыми от напряжения и/или независимыми от времени, в отличие от традиционной ERG.[09] In some embodiments of the present invention, more accurate detection of certain medical conditions or more discriminative discrimination between medical conditions can be achieved. Detection of medical conditions or discriminative discrimination between conditions can be achieved in a variety of related (e.g., gender, age, disease onset, retinal pigmentation, iris color) and/or confounding factors (e.g., onset of conditions, drug use, results of certain treatment procedures, episodes of psychosis, anxiety, depression, overlap of signs and symptoms common to several disorders). Increasing the level of detail and/or increasing the number of retinal signal features to capture and analyze has a direct impact on the ability to identify biosignatures using retinal signal data for better discrimination between conditions, such as pathological conditions, as well as better description of conditions compared to a control (which may be referred to as a non-pathological condition). For example, embodiments of the present methods may be based on retinal signal data captured at a higher sampling rate and/or over a longer period of time compared to traditional ERG. The retinal signal data may include additional features recorded with electrical signals, such as, but not limited to, impedance, wavelength of light, spectrum of light, or intensity of light reaching the retina. Capturing additional information, at a higher sampling rate and/or data collected with an extended range of retinal light stimulation over an extended period of time, and a multidimensional representation thereof, may be referred to as "high-density retinal signal data." The retinal signal data captured at high density may contain more information than the data captured previously during an ERG (referred to as a "traditional ERG"). The retinal signal data may be voltage independent and/or time independent, unlike traditional ERG.

[10] В некоторых вариантах осуществления, возможна более эффективная обработка данных сетчаточного сигнала с использованием данных сетчаточного сигнала высокой плотности. Преимущество данных сетчаточного сигнала высокой плотности по сравнению с традиционными данными ERG состоит в увеличенном объеме информации, связанной с электрическими сигналами и дополнительными особенностями сетчаточного сигнала, и, таким образом, более детализированной биоподписью. Таким образом более высокий уровень детализации позволяет лучше дискриминировать между разными состояниями и подготавливать ряд классификаторов, представляющих особенности биоподписи каждого состояния.[10] In some embodiments, more efficient processing of retinal signal data is possible using high-density retinal signal data. The advantage of high-density retinal signal data over traditional ERG data is an increased amount of information associated with electrical signals and additional features of the retinal signal, and thus a more detailed biosignature. Thus, a higher level of detail allows for better discrimination between different conditions and the preparation of a series of classifiers representing the features of the biosignature of each condition.

[11] Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ генерации математической модели, соответствующей первому состоянию, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит: генерирование математической модели, соответствующей первому состоянию, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит: прием множества массивов данных из помеченных данных сетчаточного сигнала, соответствующих множеству пациентов, при этом каждый массив данных содержит данные сетчаточного сигнала пациента и метку, причем метка указывает, подвержен ли пациент первому состоянию; извлечение набора особенностей из данных сетчаточного сигнала; выбор поднабора особенностей из набора особенностей, причем поднабор особенностей соответствует биомаркерам первого состояния; и определение, на основании поднабора особенностей, одного или более классификаторов, которые позволяют отличить первое состояние от второго состояния.[11] According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for generating a mathematical model corresponding to a first condition, wherein the method is executed by at least one processor of a computer system, wherein the method comprises: generating a mathematical model corresponding to the first condition, wherein the method is executed by at least one processor of a computer system, wherein the method comprises: receiving a plurality of data arrays of labeled retinal signal data corresponding to a plurality of patients, wherein each data array comprises retinal signal data of the patient and a label, wherein the label indicates whether the patient is susceptible to the first condition; extracting a set of features from the retinal signal data; selecting a subset of features from the set of features, wherein the subset of features corresponds to biomarkers of the first condition; and determining, based on the subset of features, one or more classifiers that make it possible to distinguish the first condition from the second condition.

[12] В некоторых вариантах осуществления способа, набор особенностей содержит напряжение, импеданс цепи, время сбора сигналов, частоту дискретизации, время синхронизации световой стимуляции, смещение световой стимуляции или указания освещенных областей сетчатки.[12] In some embodiments of the method, the set of features comprises a voltage, a circuit impedance, a signal acquisition time, a sampling frequency, a light stimulation synchronization time, a light stimulation offset, or indications of illuminated areas of the retina.

[13] В некоторых вариантах осуществления способа, набор особенностей содержит положение глаза, размер зрачка, интенсивность применяемого освещения, частоту световой стимуляции, частоту дискретизации сетчаточного сигнала, длину волны освещения, время освещения, фоновую длину волны или фоновую освещенность.[13] In some embodiments of the method, the set of features comprises the position of the eye, the size of the pupil, the intensity of the applied illumination, the frequency of the light stimulation, the sampling frequency of the retinal signal, the wavelength of the illumination, the time of illumination, the background wavelength, or the background illumination.

[14] В некоторых вариантах осуществления способа, один или более классификаторов позволяют отличить биоподпись первого состояния от биоподписи второго состояния.[14] In some embodiments of the method, one or more classifiers allow distinguishing a biosignature of a first state from a biosignature of a second state.

[15] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит ранжирование набора особенностей на основании релевантности каждой особенности биоподписи первого состояния, и при этом выбор поднабора особенностей содержит выбор особенностей наивысшего ранга из набора особенностей.[15] In some embodiments of the method, the method further comprises ranking the set of features based on the relevance of each feature of the biosignature of the first state, and wherein selecting the subset of features comprises selecting the highest ranked features from the set of features.

[16] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: прием кофакторов клинической информации, соответствующих множеству пациентов, при этом каждый массив данных содержит кофакторы клинической информации пациента; и выбор поднабора клинических кофакторов, причем клинические кофакторы в поднаборе клинических кофакторов влияют на обнаружение биомаркеров.[16] In some embodiments of the method, the method further comprises: receiving clinical information cofactors corresponding to a plurality of patients, wherein each data set comprises cofactors of the patient's clinical information; and selecting a subset of the clinical cofactors, wherein the clinical cofactors in the subset of the clinical cofactors influence the detection of biomarkers.

[17] В некоторых вариантах осуществления способа, кофакторы клинической информации указывают возраст, пол, пигментацию кожи или цвет радужной оболочки соответствующего пациента.[17] In some embodiments of the method, the clinical information cofactors indicate the age, gender, skin pigmentation, or iris color of the respective patient.

[18] В некоторых вариантах осуществления способа, определение одного или более классификаторов содержит определение, на основании поднабора клинических кофакторов, одного или более классификаторов.[18] In some embodiments of the method, determining one or more classifiers comprises determining, based on a subset of clinical cofactors, one or more classifiers.

[19] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит генерирование математической модели на основании одного или более классификаторов.[19] In some embodiments of the method, the method further comprises generating a mathematical model based on one or more classifiers.

[20] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: ввод в математическую модель данных сетчаточного сигнала и кофакторов клинической информации, соответствующих пациенту; и вывод из математической модели предсказанной вероятности того, что пациент подвержен первому состоянию.[20] In some embodiments of the method, the method further comprises: inputting into the mathematical model retinal signal data and clinical information cofactors corresponding to the patient; and outputting from the mathematical model a predicted probability that the patient is susceptible to the first condition.

[21] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: ввод в математическую модель данных сетчаточного сигнала и кофакторов клинической информации, соответствующих пациенту; и вывод из математической модели предсказанной вероятности того, что пациент не подвержен первому состоянию.[21] In some embodiments of the method, the method further comprises: inputting into the mathematical model retinal signal data and clinical information cofactors corresponding to the patient; and outputting from the mathematical model a predicted probability that the patient is not susceptible to the first condition.

[22] В некоторых вариантах осуществления способа, первым состоянием является шизофрения, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство или психоз.[22] In some embodiments of the method, the first condition is schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, or psychosis.

[23] В некоторых вариантах осуществления способа, первым состоянием является посттравматическое стрессовое расстройство, припадок, субстанциональная зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, аутизм или дефицитарное расстройство внимания.[23] In some embodiments of the method, the first condition is post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, or attention deficit disorder.

[24] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала имеет частоту дискретизации от 4 до 24 кГц.[24] In some embodiments of the method, the retinal signal data has a sampling frequency of 4 to 24 kHz.

[25] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала собираются в течение времени сбора сигналов от 200 миллисекунд до 500 миллисекунд.[25] In some embodiments of the method, the retinal signal data is collected over a signal collection time of 200 milliseconds to 500 milliseconds.

[26] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала содержат импедансную компоненту приемной цепи, непрерывно регистрируемую в ходе захвата данных сетчаточного сигнала.[26] In some embodiments of the method, the retinal signal data comprises an impedance component of the receiving circuit that is continuously recorded during acquisition of the retinal signal data.

[27] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала содержат один или более оптических параметров.[27] In some embodiments of the method, the retinal signal data comprises one or more optical parameters.

[28] В некоторых вариантах осуществления способа, оптические параметры содержат интенсивность световой стимуляции сетчатки или размер зрачка.[28] In some embodiments of the method, the optical parameters comprise the intensity of light stimulation of the retina or the size of the pupil.

[29] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ предсказания вероятности того, что пациент подвержен одному или более состояниям, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит этапы, на которых: прием данных сетчаточного сигнала, соответствующих пациенту; извлечение, из данных сетчаточного сигнала, одной или более особенностей сетчаточного сигнала; извлечение, из особенностей сетчаточного сигнала, одного или более описателей; применение одного или более описателей к первой математической модели и второй математической модели, причем первая математическая модель соответствует первому состоянию, и вторая математическая модель соответствует второму состоянию, таким образом генерируя первую предсказанную вероятность для первого состояния и вторую предсказанную вероятность для второго состояния; и вывод первой предсказанной вероятности и второй предсказанной вероятности. [29] According to another aspect of the present invention, there is provided a method for predicting the probability that a patient is susceptible to one or more conditions, wherein the method is executed by at least one processor of a computer system, wherein the method comprises the steps of: receiving retinal signal data corresponding to the patient; extracting, from the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; extracting, from the features of the retinal signal, one or more descriptors; applying the one or more descriptors to a first mathematical model and a second mathematical model, wherein the first mathematical model corresponds to a first condition and the second mathematical model corresponds to a second condition, thereby generating a first predicted probability for the first condition and a second predicted probability for the second condition; and outputting the first predicted probability and the second predicted probability.

[30] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит отображение интерфейса, содержащего первую предсказанную вероятность и вторую предсказанную вероятность.[30] In some embodiments of the method, the method further comprises displaying an interface comprising the first predicted probability and the second predicted probability.

[31] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит сохранение первой предсказанной вероятности и второй предсказанной вероятности.[31] In some embodiments of the method, the method further comprises storing the first predicted probability and the second predicted probability.

[32] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит массив данных сетчаточного сигнала.[32] In some embodiments of the method, the method further comprises an array of retinal signal data.

[33] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: получение кофакторов клинической информации, извлеченных из клинической информации, соответствующей пациенту; и применение кофакторов клинической информации к первой математической модели и второй математической модели.[33] In some embodiments of the method, the method further comprises: obtaining clinical information cofactors extracted from clinical information corresponding to the patient; and applying the clinical information cofactors to the first mathematical model and the second mathematical model.

[34] В некоторых вариантах осуществления способа, кофакторы клинической информации соответствуют возрасту, полу, пигментации кожи или цвету радужной оболочки пациента.[34] In some embodiments of the method, the clinical information cofactors correspond to the age, gender, skin pigmentation, or iris color of the patient.

[35] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала имеет частоту дискретизации от 4 до 24 кГц.[35] In some embodiments of the method, the retinal signal data has a sampling frequency of 4 to 24 kHz.

[36] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала собираются в течение времени сбора сигналов от 200 миллисекунд до 500 миллисекунд.[36] In some embodiments of the method, retinal signal data is collected over a signal collection time of 200 milliseconds to 500 milliseconds.

[37] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала содержат импедансную компоненту приемной цепи, непрерывно регистрируемую в ходе захвата данных сетчаточного сигнала.[37] In some embodiments of the method, the retinal signal data comprises an impedance component of the receiving circuit that is continuously recorded during acquisition of the retinal signal data.

[38] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала содержат один или более оптических параметров.[38] In some embodiments of the method, the retinal signal data comprises one or more optical parameters.

[39] В некоторых вариантах осуществления способа, оптические параметры содержат интенсивность световой стимуляции сетчатки или размер зрачка.[39] In some embodiments of the method, the optical parameters comprise the intensity of light stimulation of the retina or the size of the pupil.

[40] В некоторых вариантах осуществления способа, первым состоянием является медицинское состояние, и при этом вторым состоянием является контрольное состояние.[40] In some embodiments of the method, the first condition is a medical condition and the second condition is a control condition.

[41] В некоторых вариантах осуществления способа, первым состоянием или вторым состоянием является шизофрения, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство или психоз.[41] In some embodiments of the method, the first condition or the second condition is schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, or psychosis.

[42] В некоторых вариантах осуществления способа, первым состоянием или вторым состоянием является посттравматическое стрессовое расстройство, припадок, субстанциональная зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, аутизм или дефицитарное расстройство внимания.[42] In some embodiments of the method, the first condition or the second condition is post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, or attention deficit disorder.

[43] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит прием пользовательский ввод, указывающий выбор первого состояния и второго состояния.[43] In some embodiments of the method, the method further comprises receiving user input indicating a selection of the first state and the second state.

[44] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: выбор лекарства на основании первой предсказанной вероятности и второй предсказанной вероятности; и ввод лекарства пациенту. [44] In some embodiments of the method, the method further comprises: selecting a drug based on the first predicted probability and the second predicted probability; and administering the drug to the patient.

[45] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ определения биоподписи состояния, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит: прием множества массивов данных из помеченных данных сетчаточного сигнала, соответствующих множеству пациентов, при этом каждый массив данных содержит данные сетчаточного сигнала пациента и метку, причем метка указывает, подвержен ли пациент состоянию; извлечение набора особенностей из данных сетчаточного сигнала; выбор поднабора особенностей из набора особенностей, причем поднабор особенностей соответствует биомаркерам состояния; и определение, на основании поднабора особенностей, одного или более классификаторов, которые идентифицируют биоподпись состояния.[45] According to another aspect of the present invention, there is provided a method for determining a biosignature of a condition, wherein the method is executed by at least one processor of a computer system, wherein the method comprises: receiving a plurality of data arrays of labeled retinal signal data corresponding to a plurality of patients, wherein each data array comprises retinal signal data of the patient and a label, wherein the label indicates whether the patient is susceptible to the condition; extracting a set of features from the retinal signal data; selecting a subset of features from the set of features, wherein the subset of features corresponds to biomarkers of the condition; and determining, based on the subset of features, one or more classifiers that identify a biosignature of the condition.

[46] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: прием кофакторов клинической информации, соответствующих множеству пациентов, при этом каждый массив данных содержит кофакторы клинической информации пациента; и выбор поднабора клинических кофакторов, причем клинические кофакторы в поднаборе клинических кофакторов влияют на обнаружение биомаркеров, и при этом определение одного или более классификаторов содержит определение, на основании поднабора клинических кофакторов, одного или более классификаторов.[46] In some embodiments of the method, the method further comprises: receiving clinical information cofactors corresponding to a plurality of patients, wherein each data set comprises cofactors of the patient's clinical information; and selecting a subset of clinical cofactors, wherein the clinical cofactors in the subset of clinical cofactors influence the detection of biomarkers, and wherein determining the one or more classifiers comprises determining, based on the subset of clinical cofactors, the one or more classifiers.

[47] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит ранжирование набора особенностей на основании релевантности каждой особенности биоподписи первого состояния, и при этом выбор поднабора особенностей содержит выбор особенностей наивысшего ранга из набора особенностей.[47] In some embodiments of the method, the method further comprises ranking the set of features based on the relevance of each feature of the biosignature of the first state, and wherein selecting the subset of features comprises selecting the highest ranked features from the set of features.

[48] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрена система для предсказания вероятности того, что пациент подвержен одному или более состояниям, причем система содержит: световой стимулятор; один или более датчиков; компьютерную систему, содержащую систему, содержащую по меньшей мере один процессор и память, где хранится множество исполнимых инструкций, которые, при исполнении по меньшей мере одним процессором, предписывают системе: предписывать световому стимулятору подавать сигналы световой стимуляции на сетчатку пациента; собирать, через один или более датчиков, электрические сигналы в ответ на световую стимуляцию; генерировать, на основании электрических сигналов, данные сетчаточного сигнала, соответствующие пациенту; извлекать, из данных сетчаточного сигнала, одну или более особенностей сетчаточного сигнала; извлекать, из особенностей сетчаточного сигнала, один или более описателей; применять один или более описателей к первой математической модели и второй математической модели, причем первая математическая модель соответствует первому состоянию, и вторая математическая модель соответствует второму состоянию, таким образом генерируя первую предсказанную вероятность для первого состояния и вторую предсказанную вероятность для второго состояния; и выводить первую предсказанную вероятность и вторую предсказанную вероятность.[48] According to another aspect of the present invention, there is provided a system for predicting the probability that a patient is susceptible to one or more conditions, the system comprising: a light stimulator; one or more sensors; a computer system comprising the system comprising at least one processor and a memory storing a plurality of executable instructions that, when executed by the at least one processor, cause the system to: cause the light stimulator to apply light stimulation signals to the retina of the patient; collect, via the one or more sensors, electrical signals in response to the light stimulation; generate, based on the electrical signals, retinal signal data corresponding to the patient; extract, from the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; extract, from the features of the retinal signal, one or more descriptors; apply the one or more descriptors to a first mathematical model and a second mathematical model, wherein the first mathematical model corresponds to a first state and the second mathematical model corresponds to a second state, thereby generating a first predicted probability for the first state and a second predicted probability for the second state; and output the first predicted probability and the second predicted probability.

[49] В некоторых вариантах осуществления системы, данные сетчаточного сигнала содержат компоненту длины волны света регистрируемый в ходе захвата данных сетчаточного сигнала.[49] In some embodiments of the system, the retinal signal data comprises a wavelength component of light recorded during acquisition of the retinal signal data.

[50] В некоторых вариантах осуществления системы, данные сетчаточного сигнала содержат компоненту спектра света, регистрируемую в ходе захвата данных сетчаточного сигнала.[50] In some embodiments of the system, the retinal signal data comprises a component of the light spectrum recorded during acquisition of the retinal signal data.

[51] В некоторых вариантах осуществления системы, данные сетчаточного сигнала содержат компоненту интенсивность света, регистрируемую в ходе захвата данных сетчаточного сигнала.[51] In some embodiments of the system, the retinal signal data comprises a light intensity component recorded during acquisition of the retinal signal data.

[52] В некоторых вариантах осуществления системы, данные сетчаточного сигнала содержат компоненту освещенной поверхности сетчатки, регистрируемую в ходе захвата данных сетчаточного сигнала. Компонента поверхности сетчатки может указывать освещенную область поверхности сетчатки.[52] In some embodiments of the system, the retinal signal data comprises a component of the illuminated retinal surface recorded during acquisition of the retinal signal data. The retinal surface component may indicate an illuminated region of the retinal surface.

[53] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрена система для предсказания вероятности того, что пациент подвержен одному или более состояниям, причем система содержит компьютерную систему, содержащую по меньшей мере один процессор и память, где хранится множество исполнимых инструкций, которые, при исполнении по меньшей мере одним процессором, предписывают компьютерной системе: принимать данные сетчаточного сигнала, соответствующие пациенту; извлекать, из данных сетчаточного сигнала, одну или более особенностей сетчаточного сигнала; извлекать, из особенностей сетчаточного сигнала, один или более описателей; применять один или более описателей к первой математической модели и второй математической модели, причем первая математическая модель соответствует первому состоянию, и вторая математическая модель соответствует второму состоянию, таким образом генерируя первую предсказанную вероятность для первого состояния и вторую предсказанную вероятность для второго состояния; и выводить первую предсказанную вероятность и вторую предсказанную вероятность.[53] According to another aspect of the present invention, there is provided a system for predicting the probability that a patient is susceptible to one or more conditions, wherein the system comprises a computer system comprising at least one processor and a memory storing a plurality of executable instructions that, when executed by the at least one processor, cause the computer system to: receive retinal signal data corresponding to the patient; extract, from the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; extract, from the features of the retinal signal, one or more descriptors; apply the one or more descriptors to a first mathematical model and a second mathematical model, wherein the first mathematical model corresponds to a first state and the second mathematical model corresponds to a second state, thereby generating a first predicted probability for the first state and a second predicted probability for the second state; and output the first predicted probability and the second predicted probability.

[54] В некоторых вариантах осуществления системы, система дополнительно содержит световой стимулятор и один или более датчиков, и инструкции, при исполнении по меньшей мере одним процессором, предписывают компьютерной системе: предписывать световому стимулятору подавать сигналы световой стимуляции на сетчатку пациента; собирать, через один или более датчиков, электрические сигналы в ответ на световую стимуляцию; и генерировать, на основании электрических сигналов, данные сетчаточного сигнала.[54] In some embodiments of the system, the system further comprises a light stimulator and one or more sensors, and instructions, when executed by at least one processor, cause the computer system to: cause the light stimulator to apply light stimulation signals to the retina of the patient; collect, via the one or more sensors, electrical signals in response to the light stimulation; and generate, based on the electrical signals, retinal signal data.

[55] В некоторых вариантах осуществления системы, система дополнительно содержит дисплей, и при этом инструкции, при исполнении по меньшей мере одним процессором, предписывают системе выводить, через дисплей, интерфейс, содержащий первую предсказанную вероятность и вторую предсказанную вероятность.[55] In some embodiments of the system, the system further comprises a display, and wherein the instructions, when executed by the at least one processor, cause the system to output, via the display, an interface comprising the first predicted probability and the second predicted probability.

[56] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ отслеживания состояния пациента, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит: прием данных сетчаточного сигнала, соответствующих пациенту; извлечение, из данных сетчаточного сигнала, одной или более особенностей сетчаточного сигнала; извлечение, из особенностей сетчаточного сигнала, одного или более описателей; применение одного или более описателей к математической модели, соответствующей состоянию, таким образом генерируя предсказанную вероятность для состояния; и вывод предсказанной вероятности.[56] According to another aspect of the present invention, a method for monitoring a patient's condition is provided, the method being executed by at least one processor of a computer system, the method comprising: receiving retinal signal data corresponding to the patient; extracting, from the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; extracting, from the features of the retinal signal, one or more descriptors; applying the one or more descriptors to a mathematical model corresponding to the condition, thereby generating a predicted probability for the condition; and outputting the predicted probability.

[57] В некоторых вариантах осуществления способа, способ дополнительно содержит: выбор лекарства на основании предсказанной вероятности; и ввод лекарства пациенту.[57] In some embodiments of the method, the method further comprises: selecting a drug based on the predicted probability; and administering the drug to the patient.

[58] В некоторых вариантах осуществления способа, данные сетчаточного сигнала содержат данные сетчаточного сигнала, захваченные в ходе лечения пациента для состояния.[58] In some embodiments of the method, the retinal signal data comprises retinal signal data captured during treatment of a patient for a condition.

[59] В некоторых вариантах осуществления способа, состоянием является шизофрения, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство, психоз, посттравматическое стрессовое расстройство, припадок, субстанциональная зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, аутизм или дефицитарное расстройство внимания.[59] In some embodiments of the method, the condition is schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, psychosis, post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, or attention deficit disorder.

[60] В контексте настоящего описания изобретения, если явно не указано иное, под компьютерной системой подразумевается, но без ограничения, “электронное устройство”, “операционная система”, “система”, “компьютерная система”, “блок управления”, “устройство управления” и/или любая их комбинация пригодная для решения текущей задачи.[60] In the context of the present description of the invention, unless expressly stated otherwise, a computer system means, but is not limited to, an “electronic device”, “operating system”, “system”, “computer system”, “control unit”, “control device” and/or any combination thereof suitable for solving the current problem.

[61] В контексте настоящего описания изобретения, если явно не указано иное, выражение “компьютерно-считываемый носитель” и “память” призваны включать в себя носители любой природы и вида, неограничительные примеры которых включают в себя RAM, ROM, диски (CD-ROMs, DVDs, флоппи-диски, жесткие диски и т.д.), USB-ключи, карты флеш-памяти, твердотельные диски и лентопротяжные механизмы.[61] In the context of the present description of the invention, unless expressly stated otherwise, the expression “computer-readable medium” and “memory” are intended to include media of any nature and kind, non-limiting examples of which include RAM, ROM, disks (CD-ROMs, DVDs, floppy disks, hard disks, etc.), USB keys, flash memory cards, solid state disks and tape drives.

[62] В контексте настоящего описания изобретения, “база данных” представляет собой любой структурированный массив данных, независимо от его конкретной структуры, программное обеспечение управления базой данных или компьютерное оборудование, на котором хранятся данные, реализованные или иным образом сделанные доступными для использования. База данных может располагаться на том же оборудовании, что и процесс, который сохраняет или использует информацию, хранящуюся в базе данных, или может располагаться на отдельном оборудовании, например, специальном сервере или множестве серверов.[62] In the context of the present description of the invention, a “database” is any structured data array, regardless of its specific structure, database management software, or computer hardware on which data is stored, implemented, or otherwise made available for use. A database may be located on the same hardware as the process that stores or uses the information stored in the database, or may be located on separate hardware, such as a dedicated server or multiple servers.

[63] В контексте настоящего описания изобретения, если явно не указано иное, слова “первый”, “второй”, “третий” и т.д. используются только как прилагательные, позволяющие отличать друг от друга однотипные существительные, но не в целях описания какого-либо конкретного соотношения между этими существительными.[63] In the context of the present description of the invention, unless expressly stated otherwise, the words “first”, “second”, “third”, etc. are used only as adjectives to distinguish similar nouns from each other, but not for the purpose of describing any specific relationship between these nouns.

[64] Каждый из вариантов осуществления настоящего изобретения имеет по меньшей мере один из вышеупомянутых задач и/или аспектов, не обязательно имеет их все. Следует понимать, что некоторые аспекты настоящего изобретения, обусловленные попытками решить вышеупомянутую задачу, могут не соответствовать этой задаче и/или могут соответствовать другим задачам, конкретно не упомянутым здесь.[64] Each of the embodiments of the present invention has at least one of the above-mentioned problems and/or aspects, not necessarily all of them. It should be understood that some aspects of the present invention, due to attempts to solve the above-mentioned problem, may not correspond to this problem and/or may correspond to other problems not specifically mentioned herein.

[65] Дополнительные и/или альтернативные особенности, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения явствуют из нижеследующего описания, прилагаемых чертежей и нижеследующей формуле изобретения.[65] Additional and/or alternative features, aspects and advantages of embodiments of the present invention will be apparent from the following description, the accompanying drawings and the following claims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[66] Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также других его аспектов и дополнительных особенностей, обратимся к нижеследующему описанию, которое подлежит использованию совместно с прилагаемыми чертежами, где:[66] For a better understanding of the present invention, as well as its other aspects and additional features, reference is made to the following description, which is to be used in conjunction with the accompanying drawings, where:

[67] фиг. 1 - блок-схема иллюстративной вычислительной среды в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[67] Fig. 1 is a block diagram of an illustrative computing environment in accordance with various embodiments of the present invention;

[68] фиг. 2 - блок-схема системы обработки сетчаточного сигнала в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[68] Fig. 2 is a block diagram of a retinal signal processing system in accordance with various embodiments of the present invention;

[69] фиг. 3 - иллюстративная функциональная архитектура способа обработки информации, приводящего к построению математических функций для предсказания, подвержен ли пациент состоянию в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[69] Fig. 3 is an illustrative functional architecture of a method for processing information resulting in the construction of mathematical functions for predicting whether a patient is susceptible to a condition in accordance with various embodiments of the present invention;

[70] фиг. 4 - блок-схема операций способа предсказания вероятности медицинского состояния в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[70] Fig. 4 is a flow chart of operations of a method for predicting the likelihood of a medical condition in accordance with various embodiments of the present invention;

[71] фиг. 5 - блок-схема операций способа генерации математической модели для предсказания, подвержен ли пациент состоянию в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[71] Fig. 5 is a flow chart of operations of a method for generating a mathematical model for predicting whether a patient is susceptible to a condition in accordance with various embodiments of the present invention;

[72] фиг. 6 - блок-схема операций способа тренировки алгоритма машинного обучения (MLA) для предсказания вероятности медицинского состояния в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[72] Fig. 6 is a flow chart of operations of a method for training a machine learning algorithm (MLA) for predicting the likelihood of a medical condition in accordance with various embodiments of the present invention;

[73] фиг. 7 - блок-схема операций способа использования MLA для предсказания вероятности медицинского состояния в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.[73] Fig. 7 is a flow chart of operations of a method of using MLA to predict the likelihood of a medical condition in accordance with various embodiments of the present invention.

[74] фиг. 8-27 - примеры временно-частотного анализа и выбора дискриминантных областей на основании статистической значимости более высокой частоты в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;[74] Fig. 8-27 are examples of time-frequency analysis and selection of discriminant regions based on statistical significance of higher frequency in accordance with various embodiments of the present invention;

[75] фиг. 28-42 - примеры выбора особенностей сетчаточного сигнала и отображения статистической значимости выбранных особенностей сетчаточного сигнала в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения; и[75] Figs. 28-42 are examples of selecting retinal signal features and displaying the statistical significance of the selected retinal signal features in accordance with various embodiments of the present invention; and

[76] фиг. 43-58 - примеры выбора и отображения описателей на основании величины дискриминации между двумя состояниями, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.[76] Figs. 43-58 are examples of selecting and displaying descriptors based on the amount of discrimination between two states, in accordance with various embodiments of the present invention.

[77] Следует отметить, что, если здесь явно не указано иное, чертежи не выполнены в масштабе.[77] It should be noted that unless expressly stated herein, the drawings are not drawn to scale.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[78] Некоторые аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам и системам обработки сетчаточных сигналов. В широком смысле, некоторые аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения основаны на данных сетчаточного сигнала с более высокой плотностью, которые могут быть получены любым способом, например, увеличением количества состояний для световой стимуляции (например, количества и диапазон интенсивностей света), добавлением динамического сопротивления (импеданса) цепи, используемой для сбора электрических сигналов, захватом данных сетчаточного сигнала в течение более длительного периода времени и/или захватом данных сетчаточного сигнала на более высокой частоте. Настоящие компьютерно-реализуемые способы предусмотрены для анализа данных сетчаточного сигнала и извлечения особенностей сетчаточного сигнала, совместно используемых для дополнительного дешифрования биомаркеров и/или биоподписей для минимизации, снижения или устранения ограничений, свойственных уровню техники. В некоторых необязательных вариантах осуществления предусмотрены способы и системы захвата данных сетчаточного сигнала высокой плотности.[78] Some aspects and embodiments of the present invention relate to methods and systems for processing retinal signals. In a broad sense, some aspects and embodiments of the present invention are based on higher density retinal signal data, which can be obtained by any method, such as increasing the number of states for light stimulation (e.g., the number and range of light intensities), adding dynamic resistance (impedance) to the circuit used to collect electrical signals, capturing retinal signal data over a longer period of time, and/or capturing retinal signal data at a higher frequency. The present computer-implemented methods are provided for analyzing retinal signal data and extracting retinal signal features that are used together to further decipher biomarkers and/or biosignatures to minimize, reduce, or eliminate the limitations of the prior art. In some optional embodiments, methods and systems for capturing high density retinal signal data are provided.

[79] Некоторые аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают способы и системы, которые могут анализировать данные сетчаточного сигнала и обеспечивать предсказанную вероятность для конкретных состояний с учетом количества разных кофакторов клинической информации. Состояния могут представлять собой психиатрические состояния, психологические состояния, неврологические состояния и/или медицинское состояние любого другого типа. Предсказанная вероятность может указывать, что пациент в настоящее время подвержен состоянию и/или что пациенту угрожает развитие состояния. Например, если родитель пациента подвержен состоянию, данные сетчаточного сигнала пациента можно анализировать для определения, насколько вероятно, что пациент подвержен тому же состоянию, что и его родитель.[79] Some aspects and embodiments of the present invention provide methods and systems that can analyze retinal signal data and provide a predicted probability for specific conditions given a number of different cofactors of clinical information. The conditions may be psychiatric conditions, psychological conditions, neurological conditions, and/or any other type of medical condition. The predicted probability may indicate that a patient is currently susceptible to the condition and/or that the patient is at risk of developing the condition. For example, if a patient's parent is susceptible to the condition, the patient's retinal signal data may be analyzed to determine how likely it is that the patient is susceptible to the same condition as his or her parent.

[80] Описанные здесь системы и способы допускают полную или по меньшей мере частичную автоматизацию для минимизации ввода клинициста при определении медицинского состояния или плана лечения для медицинского состояния. Предсказания, выводимые описанными здесь системами и способами, могут использоваться в помощь клиницисту при определении медицинского состояния и/или разработке плана лечения для пациента.[80] The systems and methods described herein allow for full or at least partial automation to minimize clinician input in determining a medical condition or a treatment plan for a medical condition. Predictions derived from the systems and methods described herein can be used to assist a clinician in determining a medical condition and/or developing a treatment plan for a patient.

[81] Описанные здесь системы и способы могут содержать генерирование математической модели для идентификации расстояния пациента от биоподписи состояния, посредством: 1) сбор данных сетчаточного сигнала от пациентов 2) помечания каждых данных сетчаточного сигнала пациента меткой, указывающей потенциальное медицинское состояние пациента (которое может быть диагностировано клиницистом), 3) извлечения особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала, 4) выбора поднабора особенностей, которые соответствуют биомаркерам состояния и/или 5) определения классификаторов, которые отличают биоподпись состояния от биоподписи других состояний. Биоподпись может содержать участки данных сетчаточного сигнала, характерные для состояния. Данные сетчаточного сигнала могут содержать несколько биоподписей, где каждая биоподпись характерна для состояния. Состоянием может быть, но без ограничения, шизофрения, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство, психоз, посттравматическое стрессовое расстройство, припадок, субстанциональная зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, аутизм, дефицитарное расстройство внимания, и/или любое другое состояние. Эти этапы могут использоваться для построения математической модели любого состояния, которая имеет биомаркер, внедренный в данные сетчаточного сигнала. Описанные здесь этапы сбора данных сетчаточного сигнала можно применять к анализу особенностей, характерных для любых состояний, которые выражаются в данных сетчаточного сигнала.[81] The systems and methods described herein may comprise generating a mathematical model for identifying a distance of a patient from a biosignature of a condition by: 1) collecting retinal signal data from patients, 2) tagging each retinal signal data of a patient with a label indicating a potential medical condition of the patient (that may be diagnosed by a clinician), 3) extracting retinal signal features from the retinal signal data, 4) selecting a subset of features that correspond to biomarkers of the condition, and/or 5) defining classifiers that distinguish the biosignature of the condition from the biosignature of other conditions. A biosignature may comprise portions of the retinal signal data that are characteristic of a condition. The retinal signal data may comprise multiple biosignatures, where each biosignature is characteristic of a condition. The condition may be, but is not limited to, schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, psychosis, post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse disorder, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, attention deficit disorder, and/or any other condition. These steps may be used to build a mathematical model of any condition that has a biomarker embedded in the retinal signal data. The retinal signal data collection steps described herein may be applied to the analysis of features characteristic of any condition that are expressed in the retinal signal data.

[82] Описанные здесь системы и способы могут содержать предсказание, подвержен ли пациент состоянию, посредством: 1) сбора данных сетчаточного сигнала пациента, 2) приема выбора состояний для обследования, 3) извлечения математических моделей, соответствующих выбранным состояниям, 4) извлечения особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала, 5) извлечения описателей из особенностей сетчаточного сигнала, где описатели относятся к биоподписям выбранных состояний в данных сетчаточного сигнала, 6) применения описателей к математическим моделям и/или 7) вывода предсказанных вероятностей того, что пациент подвержен каждому состоянию. Клиническую информацию пациента можно собирать. Кофакторы клинической информации могут генерироваться с использованием клинической информации. Кофакторы клинической информации также можно применять к математическим моделям.[82] The systems and methods described herein may comprise predicting whether a patient is susceptible to a condition by: 1) collecting retinal signal data of the patient, 2) receiving a selection of conditions for examination, 3) extracting mathematical models corresponding to the selected conditions, 4) extracting retinal signal features from the retinal signal data, 5) extracting descriptors from the retinal signal features, where the descriptors refer to biosignatures of the selected conditions in the retinal signal data, 6) applying the descriptors to the mathematical models, and/or 7) outputting predicted probabilities that the patient is susceptible to each condition. Clinical information of the patient may be collected. Cofactors of the clinical information may be generated using the clinical information. Cofactors of the clinical information may also be applied to the mathematical models.

[83] Описанные здесь системы и способы могут базироваться на данных сетчаточного сигнала, имеющих более высокий уровень информации по сравнению с данными, захваченными традиционной ERG. Собранные данные сетчаточного сигнала могут анализироваться с использованием математических и статистических вычислений для извлечения конкретных признаков сетчаточного сигнала. Особенности сетчаточного сигнала могут содержать параметры данных сетчаточного сигнала и/или особенности, генерируемые с использованием данных сетчаточного сигнала. Описатели могут извлекаться из особенностей сетчаточного сигнала. Графические представления полученных данных можно прорабатывать и выводить, и они могут обеспечивать визуальную поддержку вариантов выбора, сделанных при выборе релевантные особенности и/или описатели сетчаточного сигнала. Приложения могут применять математический и/или статистический анализ результатов, позволяя количественно определять эти особенности и/или описатели сетчаточного сигнала, и сравнения различных состояний. На основании данных сетчаточного сигнала и/или любой другой клинической информации, можно построить классификаторы, которые описывают биоподпись состояния, идентифицированного в данных сетчаточного сигнала. Данные сетчаточного сигнала пациента можно собирать, и расстояние между данными сетчаточного сигнала пациента и идентифицированными биоподписями можно определять, например, с использованием классификаторов.[83] The systems and methods described herein may be based on retinal signal data having a higher level of information compared to data captured by traditional ERG. The collected retinal signal data may be analyzed using mathematical and statistical computations to extract specific features of the retinal signal. The retinal signal features may comprise parameters of the retinal signal data and/or features generated using the retinal signal data. Descriptors may be extracted from the retinal signal features. Graphical representations of the obtained data may be processed and output and may provide visual support for the choices made in selecting relevant features and/or descriptors of the retinal signal. Applications may apply mathematical and/or statistical analysis of the results, allowing for the quantification of these features and/or descriptors of the retinal signal and comparisons of different conditions. Based on the retinal signal data and/or any other clinical information, classifiers may be constructed that describe the biosignature of the condition identified in the retinal signal data. The patient's retinal signal data can be collected and the distance between the patient's retinal signal data and the identified biosignatures can be determined, for example, using classifiers.

Вычислительная средаComputing environment

[84] На фиг. 1 показана вычислительная среда 100, которая может использоваться для осуществления и/или выполнения любого из описанных здесь способов. В некоторых вариантах осуществления, вычислительная среда 100 может быть реализована любым из традиционного персонального компьютера, сетевого устройства и/или электронного устройства (например, но без ограничения, мобильного устройства, планшетного устройства, сервера, блока управления, устройства управления и т.д.) и/или любой их комбинации, пригодной для решения текущей задачи. В некоторых вариантах осуществления, вычислительная среда 100 содержит различные аппаратные компоненты, включающие в себя один или более одно- или многоядерных процессоров, совместно представленные процессором 110, твердотельным диском 120, оперативной памятью 130 и интерфейсом 150 ввода/вывода. Вычислительная среда 100 может быть компьютером, специально предназначенным для выполнения алгоритма машинного обучения (MLA). Вычислительная среда 100 может быть универсальной компьютерной системой.[84] Fig. 1 shows a computing environment 100 that can be used to implement and/or perform any of the methods described herein. In some embodiments, the computing environment 100 can be implemented by any of a conventional personal computer, a network device, and/or an electronic device (for example, but not limited to, a mobile device, a tablet device, a server, a control unit, a control device, etc.) and/or any combination thereof suitable for solving the current problem. In some embodiments, the computing environment 100 contains various hardware components, including one or more single- or multi-core processors, collectively represented by a processor 110, a solid-state disk 120, RAM 130, and an input/output interface 150. The computing environment 100 can be a computer specially designed to execute a machine learning algorithm (MLA). The computing environment 100 can be a general-purpose computer system.

[85] В некоторых вариантах осуществления, вычислительная среда 100 также может быть подсистемой одной из вышеперечисленных систем. В некоторых других вариантах осуществления, вычислительная среда 100 может быть “готовой” универсальной компьютерной системой. В некоторых вариантах осуществления, вычислительная среда 100 также может быть распределена между несколькими системами. Вычислительная среда 100 также может быть специально предназначена для реализации настоящего изобретения. Специалист в данной области техники может предложить несколько вариантов реализации вычислительной среды 100, не выходящих за рамки объема настоящего изобретения.[85] In some embodiments, the computing environment 100 may also be a subsystem of one of the above-mentioned systems. In some other embodiments, the computing environment 100 may be a “off-the-shelf” general-purpose computer system. In some embodiments, the computing environment 100 may also be distributed among multiple systems. The computing environment 100 may also be specially designed to implement the present invention. One skilled in the art may come up with several embodiments of the computing environment 100 that do not depart from the scope of the present invention.

[86] Специалистам в данной области техники очевидно, что процессор 110 обычно представляет обрабатывающую способность. В некоторых вариантах осуществления, вместо или помимо одного или более традиционных центральных процессоров (CPU), можно обеспечивать одно или более специализированных ядер обработки. Например, помимо или вместо одного или более CPU можно обеспечить один или более графических процессоров 111 (GPU), тензорных процессоров (TPU) и/или других так называемых ускоренных процессоров (или ускорителей обработки).[86] It will be apparent to those skilled in the art that the processor 110 typically represents the processing capability. In some embodiments, instead of or in addition to one or more traditional central processing units (CPUs), one or more specialized processing cores may be provided. For example, in addition to or in place of one or more CPUs, one or more graphics processing units (GPUs), tensor processing units (TPUs), and/or other so-called accelerated processors (or processing accelerators) may be provided.

[87] Системная память обычно включают в себя оперативную память 130, но в более общем случае призвана охватывать системную память любого типа, например, статическую оперативную память (SRAM), динамическую оперативную память (DRAM), синхронную DRAM (SDRAM), постоянную память (ROM) или их комбинацию. Твердотельный диск 120 показан в качестве примера запоминающего устройства большой емкости, но в более общем случае такое хранилище данных большой емкости может содержать запоминающее устройство любого типа, выполненное с возможностью хранения данных, программ и другой информации, и делать данные, программы и другую информацию доступными через системную шину 160. Например, хранилище данных большой емкости может содержать один или более из твердотельного диска, жесткого диска, привод магнитных дисков и/или привод оптических дисков.[87] The system memory typically includes the random access memory 130, but is more generally intended to encompass any type of system memory, such as static random access memory (SRAM), dynamic random access memory (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), read-only memory (ROM), or a combination thereof. The solid state disk 120 is shown as an example of a mass storage device, but more generally such a mass storage device may comprise any type of storage device configured to store data, programs, and other information, and to make the data, programs, and other information accessible via the system bus 160. For example, the mass storage device may comprise one or more of a solid state disk, a hard disk, a magnetic disk drive, and/or an optical disk drive.

[88] Связь между различными компонентами вычислительной среды 100 может обеспечиваться системной шиной 160, содержащий одну или более внутренних и/или внешних шин (например, шину PCI, универсальную последовательную шину, шину IEEE 1394 “Firewire”, шину SCSI, шину Serial-ATA, шину ARINC и т.д.), к которой электронно подключены различные аппаратные компоненты.[88] Communication between the various components of the computing environment 100 may be provided by a system bus 160 comprising one or more internal and/or external buses (e.g., a PCI bus, a universal serial bus, an IEEE 1394 “Firewire” bus, a SCSI bus, a Serial-ATA bus, an ARINC bus, etc.) to which the various hardware components are electronically connected.

[89] Интерфейс 150 ввода/вывода обеспечивает сетевые возможности, например, проводной или беспроводной доступ. В качестве примера, интерфейс 150 ввода/вывода может содержать сетевой интерфейс, например, но без ограничения, сетевой порт, сетевой сокет, контроллер сетевого интерфейса и пр. Специалисты в данной области техники могут предложить несколько вариантов реализации сетевого интерфейса. Например, сетевой интерфейс может реализовать конкретные стандарты физического уровня и канального уровня, например, Ethernet, Fibre Channel, Wi-Fi, Token Ring или последовательные протоколы связи. Конкретный физический уровень и канальный уровень могут обеспечивать основу для полного сетевого стека протоколов, обеспечивая связь между малыми группами компьютеров в одной и той же локальной сети (LAN) и крупномасштабную сетевую связь через маршрутизируемые протоколы, например, интернет-протокол (IP).[89] The input/output interface 150 provides network capabilities, such as wired or wireless access. As an example, the input/output interface 150 may comprise a network interface, such as, but not limited to, a network port, a network socket, a network interface controller, etc. Those skilled in the art may provide several options for implementing the network interface. For example, the network interface may implement specific physical layer and data link layer standards, such as Ethernet, Fibre Channel, Wi-Fi, Token Ring, or serial communication protocols. A specific physical layer and data link layer may provide the basis for a complete network protocol stack, enabling communication between small groups of computers on the same local area network (LAN) and large-scale network communication via routed protocols, such as the Internet Protocol (IP).

[90] Интерфейс 150 ввода/вывода может подключаться к сенсорному экрану 190 и/или к одной или более внутренних и/или внешних шин 160. Сенсорный экран 190 может входить в состав дисплея. В некоторых вариантах осуществления, сенсорный экран 190 является дисплеем. Сенсорный экран 190 может также именоваться экраном 190. Согласно вариантам осуществления, проиллюстрированным на фиг. 1, сенсорный экран 190 содержит тактильное оборудование 194 (например, ячейки, чувствительные к давлению, внедренные в слой дисплея, позволяющие обнаруживать физическое взаимодействие между пользователем и дисплеем) и контроллером 192 тактильного ввода/вывода, обеспечивающее связь с интерфейсом 140 дисплея и/или одной или более внутренних и/или внешних шин 160. В некоторых вариантах осуществления, интерфейс 150 ввода/вывода может подключаться к клавиатуре (не показана), мыши (не показана) или сенсорной панели (не показана), позволяя пользователю взаимодействовать с вычислительным устройством 100 помимо или вместо сенсорного экрана 190.[90] The input/output interface 150 may be connected to the touch screen 190 and/or one or more internal and/or external buses 160. The touch screen 190 may be part of a display. In some embodiments, the touch screen 190 is a display. The touch screen 190 may also be referred to as a screen 190. According to the embodiments illustrated in Fig. 1, the touch screen 190 comprises haptic hardware 194 (e.g., pressure-sensitive cells embedded in the display layer to detect physical interaction between the user and the display) and a haptic input/output controller 192 that communicates with the display interface 140 and/or one or more internal and/or external buses 160. In some embodiments, the input/output interface 150 may be connected to a keyboard (not shown), a mouse (not shown), or a touch pad (not shown), allowing the user to interact with the computing device 100 in addition to or instead of the touch screen 190.

[91] Согласно некоторым реализациям настоящего изобретения, твердотельный диск 120 сохраняет программные инструкции, пригодные для загрузки в оперативную память 130 и исполняемые процессором 110 для выполнения действий описанных здесь одного или более способов. Например, по меньшей мере некоторые из программных инструкций могут входить в состав библиотеки или приложения.[91] According to some implementations of the present invention, the solid-state disk 120 stores program instructions suitable for loading into the random access memory 130 and executable by the processor 110 to perform the actions of one or more methods described herein. For example, at least some of the program instructions may be part of a library or an application.

Система обработки сетчаточного сигналаRetinal signal processing system

[92] На фиг. 2 показана блок-схема системы 200 обработки сетчаточного сигнала в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Система 200 обработки сетчаточного сигнала может собирать данные сетчаточного сигнала от пациента. Как описано выше, по сравнению с традиционной ERG, данные сетчаточного сигнала, захваченные с использованием системы 200 обработки сетчаточного сигнала может содержать дополнительные особенности и/или данные, например, импеданс, более высокую частоту измерения, расширенный диапазон световой стимуляции сетчатки и/или более длительное время измерения. Система 200 обработки сетчаточного сигнала может обрабатывать и/или анализировать собранные данные. Система 200 обработки сетчаточного сигнала может выводить предсказанную вероятность того, что пациент подвержен данному состоянию, например, медицинскому состоянию.[92] Fig. 2 shows a block diagram of a retinal signal processing system 200 according to various embodiments of the present invention. The retinal signal processing system 200 may collect retinal signal data from a patient. As described above, compared to a traditional ERG, the retinal signal data captured using the retinal signal processing system 200 may contain additional features and/or data, such as impedance, a higher measurement frequency, an extended range of retinal light stimulation, and/or a longer measurement time. The retinal signal processing system 200 may process and/or analyze the collected data. The retinal signal processing system 200 may output a predicted probability that the patient is susceptible to a given condition, such as a medical condition.

[93] Нужно отчетливо понимать, что описанная система 200 является всего лишь иллюстративной реализацией настоящего изобретения. Таким образом, в нижеприведенном описании представлены лишь иллюстративные примеры настоящего изобретения. Это описание не служит для задания объема или границ применения настоящего изобретения. В ряде случаев, предположительно полезные примеры модификаций системы 200 также могут быть изложены ниже. Это делается лишь как помощь в понимании, и, опять же, не для задания объема или границ применения настоящего изобретения. Этот перечень модификацией не является исчерпывающим, и, как понятно специалисту в данной области техники, возможны другие модификации. Дополнительно, когда это не сделано (т.е. когда не приведено ни одного примера модификаций), не следует думать, что никакие модификации не возможны и/или что был описан единственный способ реализации этого элемента настоящего изобретения. Как понятно специалисту в данной области техники, это, вероятно, не тот случай. Кроме того, следует понимать, что система 200 может обеспечивать в ряде случаев простую реализацию настоящего изобретения, и если бы это было так, они были представлены в соответствии с этим способом в качестве помощи для понимания. Как понятно специалистам в данной области техники, различные реализации настоящего изобретения могут быть более сложными.[93] It should be clearly understood that the described system 200 is merely an illustrative implementation of the present invention. Accordingly, the following description presents merely illustrative examples of the present invention. This description does not serve to define the scope or limits of the present invention. In a number of instances, supposedly useful examples of modifications to the system 200 may also be set forth below. This is done merely as an aid to understanding, and again, is not intended to define the scope or limits of the present invention. This list of modifications is not exhaustive, and as one skilled in the art will appreciate, other modifications are possible. Additionally, where this is not done (i.e., where no example of modifications is given), it should not be assumed that no modifications are possible and/or that the only way to implement that element of the present invention has been described. As one skilled in the art will appreciate, this is likely not the case. In addition, it should be understood that the system 200 may provide a simple implementation of the present invention in some cases, and if so, they were presented in this manner as an aid to understanding. As will be understood by those skilled in the art, various implementations of the present invention may be more complex.

[94] Система 200 обработки сетчаточного сигнала может содержать световой стимулятор 205, которым может быть оптический стимулятор, для подачи сигналов световой стимуляции на сетчатку пациента. Система 200 обработки сетчаточного сигнала может содержать датчик 210 для сбора электрических сигналов, которые возникают в ответ на оптическую стимуляцию. Система 200 обработки сетчаточного сигнала может содержать систему 215 сбора данных, которая может быть вычислительной средой 100, для управления световым стимулятором 205 и/или сбора данных, измеренных датчиком 210. Например, световой стимулятор 205 и/или датчик 210 может быть коммерчески доступной системой ERG, например, Espion Visual Electrophysiology System от DIAGNOSYS, LLC или UTAS и системами RETEVAL производства LKC TECHNOLOGIES, INC.[94] The retinal signal processing system 200 may comprise a light stimulator 205, which may be an optical stimulator, for providing light stimulation signals to the retina of a patient. The retinal signal processing system 200 may comprise a sensor 210 for collecting electrical signals that occur in response to the optical stimulation. The retinal signal processing system 200 may comprise a data acquisition system 215, which may be a computing environment 100, for controlling the light stimulator 205 and/or collecting data measured by the sensor 210. For example, the light stimulator 205 and/or the sensor 210 may be a commercially available ERG system, such as the Espion Visual Electrophysiology System from DIAGNOSYS, LLC or UTAS and RETEVAL systems manufactured by LKC TECHNOLOGIES, INC.

[95] Световой стимулятор 205 может представлять собой любого вида источник или источники света, которые, самостоятельно или совместно, могут генерировать свет в указанном диапазоне длины волны, интенсивности, частоты и/или длительности. Световой стимулятор 205 может направлять генерируемый свет на сетчатку пациента. Световой стимулятор 205 может содержать светодиоды (LEDs) совместно с другими источниками света, например, одной или более ксеноновыми лампами. Световой стимулятор 205 может обеспечивать фоновый источник света.[95] The light stimulator 205 may be any type of light source or sources that, individually or in combination, can generate light in a specified range of wavelength, intensity, frequency and/or duration. The light stimulator 205 may direct the generated light onto the retina of the patient. The light stimulator 205 may comprise light emitting diodes (LEDs) in combination with other light sources, such as one or more xenon lamps. The light stimulator 205 may provide a background light source.

[96] Световой стимулятор 205 может быть выполнен с возможностью подавать сигнал световой стимуляции на сетчатку пациента. Собранные данные сетчаточного сигнала могут зависеть от условий световой стимуляции. Чтобы максимизировать возможность генерировать релевантные особенности сетчаточного сигнала в данных сетчаточного сигнала, световой стимулятор 205 может быть выполнен с возможностью обеспечивать самые разные условия освещения. Световой стимулятор 205 может быть выполнен с возможностью управления фоновым светом и/или светом стимуляции, направленным на сетчатку в качестве вспышек света.[96] The light stimulator 205 may be configured to apply a light stimulation signal to the retina of the patient. The collected retinal signal data may depend on the light stimulation conditions. In order to maximize the ability to generate relevant retinal signal features in the retinal signal data, the light stimulator 205 may be configured to provide a wide variety of lighting conditions. The light stimulator 205 may be configured to control background light and/or stimulation light directed at the retina as flashes of light.

[97] Световой стимулятор может содержать любые источники света, способные генерировать световые пучки, отличающиеся длиной волны (например, от около 300 до около 800 нанометров), интенсивностью света (например, от около 0,001 до около 3000 кд⋅с/м2), временем освещения (например, от около 1 до около 500 миллисекунд), временем между последовательными вспышками света (например, от около 0,2 до около 50 секунд) с разными фоновыми длинами волны (например, от около 300 до около 800 нанометров) и фоновой освещенностью (например, от около 0,01 до около 900 кд/м2).[97] The light stimulator may comprise any light sources capable of generating light beams that differ in wavelength (e.g., from about 300 to about 800 nanometers), light intensity (e.g., from about 0.001 to about 3000 cd⋅s/ m2 ), illumination time (e.g., from about 1 to about 500 milliseconds), time between successive flashes of light (e.g., from about 0.2 to about 50 seconds) with different background wavelengths (e.g., from about 300 to about 800 nanometers) and background illuminance (e.g., from about 0.01 to about 900 cd/ m2 ).

[98] Система 200 обработки сетчаточного сигнала может содержать датчик 210. Датчик 210 может быть выполнен с возможностью обнаружения электрических сигналов от сетчатки. Датчик 210 может содержать один или более электродов. Датчиком 210 может быть электроретинографический датчик. Заземляющий электрод может располагаться на коже посередине лба. Референтный электрод для каждого глаза может располагаться на мочках ушей или височных зонах вблизи глаз или других участках кожи.[98] The retinal signal processing system 200 may include a sensor 210. The sensor 210 may be configured to detect electrical signals from the retina. The sensor 210 may include one or more electrodes. The sensor 210 may be an electroretinographic sensor. The ground electrode may be located on the skin in the middle of the forehead. The reference electrode for each eye may be located on the earlobes or temporal areas near the eyes or other areas of the skin.

[99] Электрические сигналы от сетчатки могут инициироваться посредством световой стимуляции от светового стимулятора 205 и собираться датчиком 210 в качестве данных сетчаточного сигнала. Данные сетчаточного сигнала могут собираться датчиком 210, например, электродом, расположенным на глазном яблоке или в окологлазных областях. Свет может инициировать электрический сигнал малой амплитуды, генерируемый сетчаточными клетками пациента. В зависимости от природы света (например, интенсивности, длины волны, спектра, частоты и длительности вспышек) и условий световой стимуляции (например, фонового света, адаптации к темноте или свету индивида, подвергнутого этому процессу), могут генерироваться разные электрические сигналы, поскольку разные типы сетчаточных клеток будут инициироваться. Этот сигнал распространяется в глазу и в конце концов достигает зрительной зоны мозга через оптический нерв. Однако, как и любой электрический сигнал, он распространяется во всех возможных направлениях в зависимости от электропроводности тканей. Таким образом, электрический сигнал можно собирать в тканях за пределами глазного яблока, доступных извне, например, конъюнктиве.[99] Electrical signals from the retina may be initiated by light stimulation from the light stimulator 205 and collected by the sensor 210 as retinal signal data. The retinal signal data may be collected by the sensor 210, for example, an electrode located on the eyeball or in the periocular regions. Light may initiate a low-amplitude electrical signal generated by the retinal cells of the patient. Depending on the nature of the light (e.g., intensity, wavelength, spectrum, frequency, and duration of flashes) and the conditions of the light stimulation (e.g., background light, dark adaptation, or light of the individual undergoing this process), different electrical signals may be generated since different types of retinal cells will be initiated. This signal propagates in the eye and eventually reaches the visual area of the brain via the optic nerve. However, like any electrical signal, it propagates in all possible directions depending on the electrical conductivity of the tissues. In this way, the electrical signal can be collected in tissues outside the eyeball that are accessible from the outside, such as the conjunctiva.

[100] Существует несколько типов электродов, которые могут использоваться для сбора электрического сигнала. Они основаны на конкретное электропроводности и геометрии проволоки. Следует понимать, что возможны разнообразные конструкции регистрирующих электродов и что может использоваться любая пригодная конструкция или комбинация конструкций датчика 210. Датчик 210 может содержать контактную линзу, золотую фольгу, золотую проволоку, роговичный фитиль, проволочные петли, микроволокна, и/или кожные электроды. Каждый тип электрода имеет свои собственные характеристики регистрации и собственные артефакты.[100] There are several types of electrodes that can be used to collect the electrical signal. These are based on the specific electrical conductivity and geometry of the wire. It should be understood that a variety of recording electrode designs are possible and that any suitable design or combination of designs of the sensor 210 can be used. The sensor 210 can include a contact lens, gold foil, gold wire, corneal wick, wire loops, microfibers, and/or skin electrodes. Each type of electrode has its own recording characteristics and its own artifacts.

[101] Помимо датчика 210, система 200 также может включать в себя другие устройства для отслеживания положения глаза и/или размера зрачка, которые оказывают влияние на количество света, достигающего сетчатки и, таким образом, на электрический сигнал, инициируемый в ответ на этот стимул. Система 200 может включать в себя датчики для регистрации длины волны света, спектра света и/или интенсивности света, например, спектрометр и/или фотодатчик.[101] In addition to the sensor 210, the system 200 may also include other devices for monitoring the position of the eye and/or the size of the pupil, which affect the amount of light reaching the retina and, thus, the electrical signal initiated in response to this stimulus. The system 200 may include sensors for recording the wavelength of light, the spectrum of light and/or the intensity of light, such as a spectrometer and/or a photosensor.

[102] Электрический сигнал может быть получен между активным глазным электродом (расположенным на глазу) и референтным электродом, с дифференциальной регистрацией от заземляющего электрода. Электроды датчика 210 могут подключаться к системе 215 сбора данных, которое может содержать устройство записи. Система 215 сбора данных может допускать усиление электрических сигналов и/или преобразование электрических сигналов в цифровые сигналы для дополнительной обработки. Система 215 сбора данных может реализовать процессы частотной фильтрации, которая может применяться к электрическим сигналам от датчика 210. Система 215 сбора данных может сохранять электрические сигналы в базе данных в формате напряжения в зависимости от моментов времени.[102] An electrical signal may be obtained between an active eye electrode (located on the eye) and a reference electrode, with differential registration from a ground electrode. The electrodes of the sensor 210 may be connected to a data acquisition system 215, which may include a recording device. The data acquisition system 215 may be capable of amplifying electrical signals and/or converting electrical signals into digital signals for further processing. The data acquisition system 215 may implement frequency filtering processes that may be applied to electrical signals from the sensor 210. The data acquisition system 215 may store electrical signals in a database in a voltage format depending on points in time.

[103] Система 215 сбора данных может быть выполнена с возможностью принимать измеренные электрические сигналы пациента, например, от датчика 210, и/или данные стимулирующего света, например, от светового стимулятора 205, и сохранять эти собранные данные в качестве данных сетчаточного сигнала. Система 215 сбора данных может оперативно подключаться к световому стимулятору 205, который может быть выполнен с возможностью инициировать электрические сигналы и подавать данные в систему 215 сбора данных. Система 215 сбора данных может синхронизировать световую стимуляцию с захватом и регистрацией электрического сигнала.[103] The data acquisition system 215 may be configured to receive measured electrical signals of the patient, such as from the sensor 210, and/or data of the stimulating light, such as from the light stimulator 205, and store these collected data as retinal signal data. The data acquisition system 215 may be operatively connected to the light stimulator 205, which may be configured to initiate electrical signals and provide data to the data acquisition system 215. The data acquisition system 215 may synchronize the light stimulation with the capture and recording of the electrical signal.

[104] Собранные данные можно подавать в систему 215 сбора данных любым пригодным способом, например, через запоминающее устройство (не показано) и/или сеть. Система 215 сбора данных может подключаться к датчику 210 и/или световому стимулятору 205 через сеть связи (не показана). Сетью связи может быть интернет и/или интрасеть. Специалисты в данной области техники могут предложить несколько вариантов осуществления сети связи.[104] The collected data may be fed to the data collection system 215 in any suitable manner, such as via a storage device (not shown) and/or a network. The data collection system 215 may be connected to the sensor 210 and/or the light stimulator 205 via a communication network (not shown). The communication network may be the Internet and/or an intranet. Those skilled in the art may suggest several embodiments of the communication network.

[105] Данные сетчаточного сигнала могут содержать данные электрической характеристики (например, напряжение и импеданс цепи), собранные в течение нескольких времен сбора сигнала (например, от 5 до 500 миллисекунд) на нескольких частотах дискретизации (например, от 0,2 до 24 кГц) с временем синхронизации световой стимуляции (временем вспышки) и/или смещением (напряжение и импеданс базовой линии до световой стимуляции). Система 215 сбора данных может собирать данные сетчаточного сигнала на частотах (т.е. частоте дискретизации) от 4 до 16 кГц или выше. Эта частота может быть выше, чем в традиционной ERG. Данные электрической характеристики можно собирать непрерывно или время от времени.[105] The retinal signal data may comprise electrical characteristic data (e.g., voltage and circuit impedance) collected over multiple signal acquisition times (e.g., 5 to 500 milliseconds) at multiple sampling rates (e.g., 0.2 to 24 kHz) with the synchronization time of the light stimulation (flash time) and/or offset (baseline voltage and impedance before the light stimulation). The data acquisition system 215 may collect retinal signal data at frequencies (i.e., sampling rate) from 4 to 16 kHz or higher. This frequency may be higher than in a traditional ERG. The electrical characteristic data may be collected continuously or intermittently.

[106] Система 215 сбора данных может содержать датчик процессор для измерения импеданса электрической цепи, используемой для сбора данных сетчаточного сигнала. Импеданс электрической цепи может регистрироваться одновременно с захватом других электрических сигналов. Собранные данные импеданса могут храниться в данных сетчаточного сигнала. Способ определения импеданса цепи одновременно с захватом электрических сигналов может базироваться на процессе инжекции опорного сигнала известных частоты и амплитуды через канал регистрации электрических сигналов. Затем этот опорный сигнал может отфильтроваться отдельно и обрабатываться. Путем измерения величины выхода на частоте сигнала возбуждения, можно вычислять импеданс электрода. Затем импеданс можно использовать как со-переменную для повышения плотности сигнала с сопротивлением цепи в каждый момент времени регистрации электрических сигналов. [106] The data acquisition system 215 may comprise a sensor processor for measuring the impedance of an electrical circuit used to acquire retinal signal data. The impedance of the electrical circuit may be recorded simultaneously with the acquisition of other electrical signals. The collected impedance data may be stored in the retinal signal data. A method for determining the impedance of the circuit simultaneously with the acquisition of electrical signals may be based on the process of injecting a reference signal of known frequency and amplitude through a channel for recording electrical signals. This reference signal may then be filtered separately and processed. By measuring the magnitude of the output at the frequency of the excitation signal, the impedance of the electrode may be calculated. The impedance may then be used as a co-variable to increase the signal density with the resistance of the circuit at each time point in the recording of electrical signals.

[107] Система 220 анализа данных может обрабатывать данные, собранные системой 215 сбора данных. Система 220 анализа данных может извлекать особенности и/или описатели сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала, и/или осуществлять любую другую обработку на данных сетчаточного сигнала. Система 220 анализа данных может принимать клиническую информацию пациента и/или извлекать кофакторы клинической информации из клинической информации.[107] The data analysis system 220 may process the data collected by the data acquisition system 215. The data analysis system 220 may extract features and/or descriptors of the retinal signal from the retinal signal data, and/or perform any other processing on the retinal signal data. The data analysis system 220 may receive clinical information of the patient and/or extract cofactors of clinical information from the clinical information.

[108] Система 225 вывода предсказания может принимать данные из системы 220 анализа данных и генерировать выход для использования клиницистом. Выходом может быть выходной пользовательский интерфейс, отчет или другой документ и т.д. Выход может указывать предсказанную вероятность того, что пациент подвержен одному или более состояниям. Для каждого состояния, выход может указывать предсказанную вероятность того, что пациент подвержен этому состоянию. Выход может указывать подверженность пациента патологии. Выход может использоваться клиницистом для помощи при определении, подвержен ли пациент медицинскому состоянию и/или определении, какому медицинскому состоянию подвержен пациент.[108] The prediction output system 225 may receive data from the data analysis system 220 and generate an output for use by a clinician. The output may be an output user interface, a report, or other document, etc. The output may indicate a predicted probability that a patient is susceptible to one or more conditions. For each condition, the output may indicate a predicted probability that the patient is susceptible to that condition. The output may indicate the patient's susceptibility to a pathology. The output may be used by a clinician to assist in determining whether a patient is susceptible to a medical condition and/or determining which medical condition the patient is susceptible to.

[109] К системе 215 сбора данных, системе 220 анализа данных и/или системе 225 вывода предсказания могут обращаться один или более пользователей, например, через свои соответствующие клиники и/или через сервер (не показан). Система 215 сбора данных, система 220 анализа данных и/или система 225 вывода предсказания также может быть подключена к программному обеспечению управления назначениями, которая может планировать назначения или последующее врачебное наблюдение на основании определения состояния вариантами осуществления системы 200.[109] The data collection system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225 may be accessed by one or more users, such as through their respective clinics and/or through a server (not shown). The data collection system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225 may also be connected to appointment management software that may schedule appointments or follow-up care based on the determination of a condition by embodiments of the system 200.

[110] Система 215 сбора данных, система 220 анализа данных и/или система 225 вывода предсказания могут распределяться между несколькими системами и/или объединяться в систему или несколько систем. Система 215 сбора данных, система 220 анализа данных и/или система 225 вывода предсказания могут быть географически распределены.[110] The data acquisition system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225 may be distributed among multiple systems and/or combined into a system or multiple systems. The data acquisition system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225 may be geographically distributed.

[111] Описанные здесь системы и способы могут содержать: 1) извлечение данных сетчаточного сигнала, собранных от нескольких индивидов, например, из памяти компьютерной системы, 2) извлечение и/или генерирование особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала, например, напряжения, импеданса цепи, времен сбора сигнала, частот дискретизации, время и/или смещение синхронизации световой стимуляции и/или данных любого другого типа, которые можно извлекать из данных сетчаточного сигнала или генерировать с использованием данных сетчаточного сигнала, 3) объединение особенностей сетчаточного сигнала с кофакторами из клинической информации, относящейся к состояниям, наблюдаемым у соответствующего индивида, 4) выбор особенностей сетчаточного сигнала из извлеченных особенностей и объединенных особенностей и определение иерархии с ранжированием в зависимости от релевантности особенностей сетчаточного сигнала, 5) сборка этой информации в математические описатели, 6) оценивание классификаторов из этих математических описателей, 7) построение математических доменов классификаторов, относящихся к этим состояниям, и/или 8) получение функций плотности из этих классификаторов.[111] The systems and methods described herein may comprise: 1) extracting retinal signal data collected from multiple individuals, such as from the memory of a computer system, 2) extracting and/or generating retinal signal features from the retinal signal data, such as voltage, circuit impedance, signal acquisition times, sampling rates, timing and/or offset of light stimulation, and/or any other type of data that can be extracted from the retinal signal data or generated using the retinal signal data, 3) combining the retinal signal features with cofactors from clinical information related to conditions observed in the relevant individual, 4) selecting retinal signal features from the extracted features and the combined features and defining a hierarchy with a ranking depending on the relevance of the retinal signal features, 5) assembling this information into mathematical descriptors, 6) evaluating classifiers from these mathematical descriptors, 7) constructing mathematical domains of classifiers related to these conditions, and/or 8) obtaining density functions from these classifiers.

[112] Математические описатели могут быть математическими функциями, объединяющими особенности из данных сетчаточного сигнала и/или клинических кофакторов. Описатели могут указывать особенность сетчаточного сигнала, характерную для состояния или популяции ввиду дополнительной дискриминации между группами пациентов. Примеры описателей, которые могут использоваться, включают в себя перекос, эксцесс, компактность, собственные векторы, координаты центроида, локальные двоичные шаблоны, коэффициенты регрессии временного ряда, спектральную энтропию, квантовую энтропию в любой форме, энтропию Реньи, энтропию фон Неймана, энтропию Хартли, энтропию Цаллиса, унифицированную энтропию, моменты Ху, особенности Харалика и/или функции на основе собственных значений. Описатели могут использоваться для получения классификаторов. Классификаторы могут представлять собой математические или статистические функции, которые используют описатели для отображения данных в категорию или класс информации путем ранжирования описателей согласно их статистической значимости. Описатели могут ранжироваться на основании своей релевантности для изображения конкретных компонентов биоподписи. Описатели могут группироваться в каталог описателей. Каталог описателей может использоваться во время тренировки MLA.[112] Mathematical descriptors may be mathematical functions that combine features from the retinal signal data and/or clinical cofactors. Descriptors may indicate a feature of the retinal signal that is characteristic of a condition or population due to additional discrimination between patient groups. Examples of descriptors that may be used include skew, kurtosis, compactness, eigenvectors, centroid coordinates, local binary patterns, time series regression coefficients, spectral entropy, quantum entropy of any form, Renyi entropy, von Neumann entropy, Hartley entropy, Tsallis entropy, uniform entropy, Hu's moments, Haralick features, and/or eigenvalue functions. Descriptors may be used to derive classifiers. Classifiers may be mathematical or statistical functions that use descriptors to map data into a category or class of information by ranking the descriptors according to their statistical significance. Descriptors can be ranked based on their relevance to depicting specific components of a biosignature. Descriptors can be grouped into a descriptor catalog. The descriptor catalog can be used during MLA training.

[113] Описанные здесь системы и способы могут содержать: 1) извлечение данных сетчаточного сигнала, собранных от индивида, например, из памяти компьютерной системы, 2) извлечение и/или генерирование особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала, например, напряжения, импеданса цепи, времен сбора сигнала, частот дискретизации, время и/или смещение синхронизации световой стимуляции и/или данных любого другого типа, которые можно извлекать из данных сетчаточного сигнала или генерировать с использованием данных сетчаточного сигнала, 3) объединение особенностей сетчаточного сигнала с кофакторами из клинической информации, относящейся к состояниям, наблюдаемым у индивида, 4) вычисление вероятностей того, что индивид принадлежит одному или нескольким доменам (т.е. подвержен состоянию) и/или 5) определение математической близости к тем доменам для этого индивида как предсказанной вероятности того, что пациент подвержен состоянию, соответствующему домену. [113] The systems and methods described herein may comprise: 1) extracting retinal signal data collected from an individual, such as from the memory of a computer system, 2) extracting and/or generating retinal signal features from the retinal signal data, such as voltage, circuit impedance, signal acquisition times, sampling rates, timing and/or offset of light stimulation, and/or any other type of data that can be extracted from the retinal signal data or generated using the retinal signal data, 3) combining the retinal signal features with cofactors from clinical information related to conditions observed in the individual, 4) calculating probabilities that the individual belongs to one or more domains (i.e., is susceptible to the condition), and/or 5) determining the mathematical proximity to those domains for the individual as a predicted probability that the patient is susceptible to the condition corresponding to the domain.

[114] Клиническая информация может включать в себя информацию, указывающую состояния общего здоровья индивида, например, информацию, касающуюся сопутствующих заболеваний, лечебных процедур, предыдущих медицинских состояний, употребления кофе, алкоголя или табака, субстанциональной зависимости и/или любые другие данные состояния общего здоровья. Клиническая информация может включать в себя информацию, связанную с конкретными психиатрическими состояниями, например, информацию из структурированных опросников, характерную для психиатрических болезней. Эти структурированные опросники могут включать в себя вопросы, связанные с тревожностью, компонентами эмоций и настроения, когнитивными нарушениями, чувствами, привычками, галлюцинациями, поведенческими реакциями и/или другие вопросы, относящиеся к психиатрическим болезням. Из клинической информации могут извлекаться кофакторы клинической информации, например, кофакторы клинической информации, указывающие возраст, пол, цвет радужной оболочки и/или пигментацию кожи вместо пигментации сетчатки и т.д.[114] Clinical information may include information indicating the general health status of the individual, such as information regarding comorbidities, medical procedures, previous medical conditions, coffee, alcohol or tobacco use, substance abuse, and/or any other general health status data. Clinical information may include information related to specific psychiatric conditions, such as information from structured questionnaires specific to psychiatric illnesses. These structured questionnaires may include questions related to anxiety, components of emotion and mood, cognitive impairment, feelings, habits, hallucinations, behavioral reactions, and/or other questions related to psychiatric illnesses. Cofactors of clinical information may be extracted from clinical information, such as cofactors of clinical information indicating age, gender, iris color and/or skin pigmentation instead of retinal pigmentation, etc.

[115] Данные сетчаточного сигнала могут содержать несколько биоподписей, где каждая биоподпись характерна для состояния. Биоподпись, соответствующую состоянию для данного пациента, можно идентифицировать с использованием классификаторов. Состояние может быть психиатрическим состоянием, например, но без ограничения, биполярным расстройством, шизофренией и депрессией. Состояние также может быть неврологическим состоянием, непсихиатрическим состоянием или угрозой такого состояния. Описанные здесь этапы анализа данных сетчаточного сигнала можно применять к анализу особенностей сетчаточного сигнала, характерных для любых состояний, которые выражаются в данных сетчаточного сигнала.[115] The retinal signal data may contain multiple biosignatures, where each biosignature is characteristic of a condition. The biosignature corresponding to a condition for a given patient may be identified using classifiers. The condition may be a psychiatric condition, such as, but not limited to, bipolar disorder, schizophrenia, and depression. The condition may also be a neurological condition, a non-psychiatric condition, or a threat of such a condition. The retinal signal data analysis steps described herein may be applied to the analysis of retinal signal features characteristic of any conditions that are expressed in the retinal signal data.

[116] Графические представления полученных данных можно прорабатывать и выводить, и они могут обеспечивать визуальную поддержку вариантов выбора, сделанных при выборе особенностей сетчаточного сигнала, для использования в математических моделях. Приложения могут применять математический и/или статистический анализ результатов для оценивания пригодности данных, устойчивости информации и точности результатов, генерируемых в ходе процесса анализа.[116] Graphical representations of the obtained data can be processed and displayed, and can provide visual support for the choices made in selecting retinal signal features for use in mathematical models. Applications can employ mathematical and/or statistical analysis of the results to evaluate the suitability of the data, the robustness of the information, and the accuracy of the results generated by the analysis process.

[117] Особенности сетчаточного сигнала, извлеченные из регистрируемых данных сетчаточного сигнала, могут содержать электрические параметры, например, напряжение и импеданс цепи, времена сбора сигнала (например, от 5 до 500 миллисекунд), частоты дискретизации (например, от 0,2 до 24 кГц), время синхронизации световой стимуляции (время вспышки) и смещение (напряжение и импеданс базовой линии до световой стимуляции), освещенные области сетчатки и/или другие особенности сетчаточного сигнала, влияющие на данные сетчаточного сигнала. Особенности сетчаточного сигнала могут генерироваться на основании извлеченных особенностей сетчаточного сигнала, например, путем осуществления математической операции на одной или более из извлеченных особенностей сетчаточного сигнала. Особенности сетчаточного сигнала, извлеченные из данных сетчаточного сигнала, могут включать в себя данные, связанные с сетчаточным сигналом, например, положение глаза, размер зрачка, расстояние от источника света до глаза или части глаза (зрачка, сетчатки) и/или параметры применяемого освещения (интенсивность, длину волны, спектр, частоту световой стимуляции, частоту дискретизации сетчаточного сигнала, длину волны, время освещения, фоновую длину волны, фоновую освещенность). Особенности сетчаточного сигнала могут быть независимыми от напряжения и/или независимыми от времени. Все или часть этих особенностей можно анализировать с использованием описанных здесь систем и способов.[117] The retinal signal features extracted from the recorded retinal signal data may include electrical parameters such as circuit voltage and impedance, signal acquisition times (e.g., 5 to 500 milliseconds), sampling rates (e.g., 0.2 to 24 kHz), light stimulation timing (flash time) and offset (baseline voltage and impedance before light stimulation), illuminated retinal areas, and/or other retinal signal features that affect the retinal signal data. The retinal signal features may be generated based on the extracted retinal signal features, such as by performing a mathematical operation on one or more of the extracted retinal signal features. The retinal signal features extracted from the retinal signal data may include data related to the retinal signal, such as the position of the eye, the size of the pupil, the distance from the light source to the eye or part of the eye (pupil, retina) and/or the parameters of the applied illumination (intensity, wavelength, spectrum, frequency of light stimulation, sampling frequency of the retinal signal, wavelength, illumination time, background wavelength, background illumination). The retinal signal features may be voltage independent and/or time independent. All or part of these features may be analyzed using the systems and methods described herein.

Способы обработки данных сетчаточного сигналаMethods of processing retinal signal data

[118] На фиг. 3 показана иллюстративная функциональная архитектура способа 300 обработки информации, приводящего к построению математических функций для предсказания, подвержен ли пациент состоянию. Способ 300 может использоваться для моделирования математических доменов информации из данных сетчаточного сигнала, собранных от пациентов, подверженных состояниям. Полностью или частично способ 300 может выполняться на этапе 310 ввода информации, этапе 320 извлечения особенностей, этапе 330 выбора и размещения особенностей, этапе 340 взвешивания и сборки особенностей, этапе 350 ранжирования и дискриминации классификаторов, этапе 360 сопоставления и/или этап 370 вывода предсказания.[118] Fig. 3 shows an exemplary functional architecture of a method 300 for processing information that results in constructing mathematical functions for predicting whether a patient is susceptible to a condition. The method 300 may be used to model mathematical domains of information from retinal signal data collected from patients susceptible to conditions. The method 300 may be performed, in whole or in part, at an information input step 310, a feature extraction step 320, a feature selection and placement step 330, a feature weighting and assembly step 340, a classifier ranking and discrimination step 350, a matching step 360, and/or a prediction output step 370.

[119] Данные сетчаточного сигнала и собранная клиническая информация может обрабатываться по-разному в зависимости от уровня и специфичности информации. Особенностями сетчаточного сигнала могут быть классы или категории индикаторов придаваемые пояснительными переменными атрибутам. Описателями могут быть релевантные особенности, характерные для состояния или популяции, которые определяются после процесса дискриминации. Классификаторы могут представлять собой математические или статистические функции, которые используют описатели для отображения данных в категорию или класс после процесса ранжирования. Зоны можно идентифицировать как поднабор диапазонов математических функций или сбор функций, построенных с классификаторами. Домен можно идентифицировать как зону, характерную для состояния.[119] Retinal signal data and collected clinical information can be processed differently depending on the level and specificity of the information. Retinal signal features can be classes or categories of indicators attached to attribute variables by explanatory variables. Descriptors can be relevant features characteristic of a condition or population that are determined after a discrimination process. Classifiers can be mathematical or statistical functions that use descriptors to map data into a category or class after a ranking process. Regions can be identified as a subset of ranges of mathematical functions or a collection of functions constructed with classifiers. A domain can be identified as a region characteristic of a condition.

[120] Нужно отчетливо понимать, что функциональная архитектура, изображенная на фиг. 3, является всего лишь иллюстративной реализацией настоящего изобретения. Таким образом, в нижеприведенном описании представлены лишь иллюстративные примеры настоящего изобретения. Это описание не служит для задания объема или границ применения настоящего изобретения.[120] It should be clearly understood that the functional architecture depicted in Fig. 3 is merely an illustrative implementation of the present invention. Accordingly, the following description provides merely illustrative examples of the present invention. This description does not serve to define the scope or limits of the present invention.

[121] В ряде случаев, предположительно полезные примеры модификаций функциональной архитектуры, изображенной на фиг. 3, также могут быть изложены ниже. Это делается лишь как помощь в понимании, и опять же не для задания объема или границ применения настоящего изобретения. Этот перечень модификацией не является исчерпывающим, и, как понятно специалисту в данной области техники, возможны другие модификации. Дополнительно, когда это не сделано (т.е. когда не приведено ни одного примера модификаций), не следует думать, что никакие модификации не возможны и/или что был описан единственный способ реализации этого элемента настоящего изобретения. Как понятно специалисту в данной области техники, это, вероятно, не тот случай. Кроме того, следует понимать, что функциональная архитектура, изображенная на фиг. 3 могут обеспечивать, в ряде случаев, простую реализацию настоящего изобретения, и если бы это было так, они были представлены в соответствии с этим способом в качестве помощи для понимания. Как понятно специалистам в данной области техники, различные реализации настоящего изобретения могут быть более сложными.[121] In a number of instances, supposedly useful examples of modifications to the functional architecture shown in Fig. 3 may also be set forth below. This is done merely as an aid to understanding, and again is not intended to define the scope or limits of the present invention. This list of modifications is not exhaustive, and other modifications are possible, as will be understood by those skilled in the art. Additionally, where this is not done (i.e., where no example of modifications is given), it should not be assumed that no modifications are possible and/or that the only way to implement this element of the present invention has been described. As will be understood by those skilled in the art, this is likely not the case. Furthermore, it should be understood that the functional architecture shown in Fig. 3 may provide, in a number of instances, a simple implementation of the present invention, and if so, they have been presented in this manner as an aid to understanding. As will be understood by those skilled in the art, various implementations of the present invention may be more complex.

[122] В одном или более аспектах, способ 300 или один или более его этапов может осуществляться вычислительной системой, например, вычислительной средой 100. Способ 300 или один или более его этапов могут быть реализованы в компьютерно-исполняемых инструкциях, которые хранятся на компьютерно-считываемом носителе, например, запоминающем устройстве большой емкости, загружаться в память и исполняться на CPU. Способ 300 является иллюстративным, и следует понимать, что некоторые этапы или часть этапов в схеме могут быть опущены и/или переставлены в другом порядке.[122] In one or more aspects, the method 300 or one or more of its steps may be performed by a computing system, such as the computing environment 100. The method 300 or one or more of its steps may be implemented in computer-executable instructions that are stored on a computer-readable medium, such as a mass storage device, loaded into a memory, and executed on a CPU. The method 300 is illustrative, and it should be understood that some steps or a portion of the steps in the diagram may be omitted and/or rearranged in a different order.

[123] В некоторых вариантах осуществления, возможность конкретного математического моделирования состояния поддерживается графическим представлением доменов информации, характерных для состояний, которые рассматривались в ходе демонстраций и затем использовались для описания понятия математических доменов. Результаты анализов устойчивости и точности используются для демонстрации релевантности и специфичности математических доменов, построенных согласно настоящему изобретению.[123] In some embodiments, the ability to specifically model a state mathematically is supported by a graphical representation of state-specific information domains that were discussed during the demonstrations and then used to describe the concept of mathematical domains. The results of the robustness and accuracy analyses are used to demonstrate the relevance and specificity of the mathematical domains constructed according to the present invention.

[124] За счет увеличения стратегии анализа до дополнительных вычислительных процессов, с последующим генерированием дополнительных математических описателей, способы дешифрования биоподписи, включенной в данные сетчаточного сигнала, могут обогащаться.[124] By extending the analysis strategy to additional computational processes, followed by generation of additional mathematical descriptors, the methods for deciphering the biosignature included in the retinal signal data can be enriched.

Ввод информацииEntering information

[125] На этапе 311 ввод информации может осуществляться с использованием собранных данных сетчаточного сигнала с устранением или без устранения артефактов, которые могут включать в себя искаженные сигналы, помехи и/или артефакты любого другого типа. Артефакты могут возникать по одной или более причинам: непреднамеренный захват электрических сигналов, исходящих не от сетчатки, сдвиги при размещении глазного электрода, изменения в контакте заземляющего или референтного электрода, моргание и/или движения глаз.[125] At step 311, the input of information may be performed using the collected retinal signal data with or without the removal of artifacts, which may include distorted signals, noise, and/or artifacts of any other type. Artifacts may arise from one or more of the following: unintentional capture of electrical signals not originating from the retina, shifts in the placement of the eye electrode, changes in the contact of the ground or reference electrode, blinking and/or eye movements.

[126] На этапе 312 собранные данные сетчаточного сигнала могут преобразоваться, например, посредством транспозиции данных сетчаточного сигнала в другую одномерную или многомерную шкалу, например, масштабирования, сдвига, преобразования с помощью элементарных функций (например, логарифмической, полиномиальной, степенной, тригонометрической), временного ряда (приводящего к изменению формы распределения), вейвлет-преобразований (приводящих к шкалограммам), эмпирического разложения на моды (приводящего к функциям разложения на внутренние моды (IMF)), градиентных преобразований (приводящих к вектору) и/или разложения на ядра (приводящего к изменению формы распределения и/или шкал длины и дисперсий сигнала). Фильтрация (с конечной импульсной характеристикой, бесконечной импульсной характеристикой) может осуществляться на данных сетчаточного сигнала, например, фильтр верхних частот, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, режекторные фильтры. Преобразование Гильберта-Хуанга (мгновенная частота IMF).[126] At step 312, the collected retinal signal data may be transformed, for example, by transposing the retinal signal data to another one-dimensional or multi-dimensional scale, such as scaling, shifting, transforming with elementary functions (e.g., logarithmic, polynomial, power, trigonometric), time series (resulting in a change in the shape of the distribution), wavelet transforms (resulting in scalegrams), empirical mode decomposition (resulting in intrinsic mode decomposition functions (IMF)), gradient transforms (resulting in a vector) and/or kernel decomposition (resulting in a change in the shape of the distribution and/or the length scales and variances of the signal). Filtering (finite impulse response, infinite impulse response) may be performed on the retinal signal data, such as a high-pass filter, a low-pass filter, a band-pass filter, notch filters. Hilbert-Huang transform (instantaneous frequency IMF).

[127] На этапе 313 клиническая информация могут преобразоваться, например, посредством транспозиции клинические данные в другую одномерную или многомерную шкалу, например, масштабирования, сдвига, преобразования с помощью элементарных функций (например, логарифмической, полиномиальной, степенной, тригонометрической) и/или перегруппировки переменных в составных переменных.[127] At step 313, the clinical information may be transformed, such as by transposing the clinical data to another unidimensional or multidimensional scale, such as scaling, shifting, transforming using elementary functions (e.g., logarithmic, polynomial, power, trigonometric), and/or regrouping variables into composite variables.

[128] На этапе 314 пригодность данных для данных, генерируемых на этапе 310 ввода информации, может тестироваться и подтверждаться, например, гарантируя, что все данные, подлежащие обработке, удовлетворяют стандартизированному формату, пригодному для предстоящей обработки.[128] At step 314, the suitability of the data for the data generated at step 310 of inputting information may be tested and confirmed, such as by ensuring that all data to be processed complies with a standardized format suitable for the upcoming processing.

Извлечение особенностейFeature extraction

[129] На этапе 321, особенности сетчаточного сигнала, которые предположительно содержат компоненты биоподписи, может получить, например, посредством временно-частотного анализа (величины конкретного положения на шкалограммах, позиций минимумов и максимумов величины), разложения на ядра, анализа главных компонент (PCA), геометрических (алгебраических) операций в различных временно-частотных интервалах, например, min (например, a-волна), max (например, b-волна), латентность, наклон, градиент, кривизна, интеграл, энергия (сумма квадратов амплитуд), дисперсия, когезия-дисперсия (однородность, плотность) и/или любые другие способы извлечения или генерирования особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала.[129] In step 321, the features of the retinal signal that are suspected of containing components of the biosignature may be obtained, for example, by time-frequency analysis (magnitudes of a particular position on scalegrams, positions of minima and maxima of the magnitude), kernel decomposition, principal component analysis (PCA), geometric (algebraic) operations in various time-frequency intervals, such as min (e.g., a-wave), max (e.g., b-wave), latency, slope, gradient, curvature, integral, energy (sum of squared amplitudes), variance, cohesion-variance (homogeneity, density) and/or any other methods of extracting or generating features of the retinal signal from the retinal signal data.

[130] На этапе 322 потенциальные кофакторы клинической информации, которые предположительно влияют на компоненты биоподписи, можно получать из клинической информации, посредством, например, многокомпонентного анализа (хи-квадрат, объединенный с дисперсиями) и последующим группированием, прямого выбора на основании ступенчатой регрессии, регрессии наилучших поднаборов (с использованием указанного набора кофакторов), из клинической практики (т.е. кофакторов к состоянию, например, длительности заболевания, количество кризисов/госпитализаций) и/или любые другие способы для получения кофакторов клинической информации из клинической информации.[130] At step 322, potential cofactors of clinical information that are suspected of influencing the components of the biosignature may be obtained from clinical information, such as by multivariate analysis (chi-square combined with variances) and subsequent clustering, forward selection based on stepwise regression, best subset regression (using a specified set of cofactors), from clinical practice (i.e., cofactors to a condition, such as duration of illness, number of crises/hospitalizations), and/or any other methods for obtaining cofactors of clinical information from clinical information.

[131] На этапе 323 может оцениваться устойчивость информации и точность результатов, генерируемых на этапе 320 извлечения особенностей.[131] At step 323, the robustness of the information and the accuracy of the results generated at step 320 of feature extraction may be assessed.

Выбор и размещение особенностейSelecting and Placing Features

[132] На этапе 331 особенности сетчаточного сигнала, которые содержат наиболее значимые компоненты биоподписи, могут выбираться, например, посредством временно-частотных визуальных анализов или шкалограмм (в этом случае, особенностями сетчаточного сигнала являются абсолютные величины сигнала в некоторых временно-частотных окнах, которые оказались дискриминантными), ступенчатой регрессии с перекрестной проверкой, отрегулированной или не отрегулированной по кофактору классификации на основе разреженных представлений (SRC) с заранее заданными порогами, выбора и комбинации наиболее релевантных особенностей сетчаточного сигнала для генерации главных компонент, например, в процессе контролируемого PCA (SPCA), оператора наименьшего абсолютного сжатия и выбора (LASSO), гребневой регрессии, гибкой сети, байесового или "шип и плита" способов и/или любого другого способа выбора.[132] In step 331, the features of the retinal signal that contain the most significant components of the biosignature may be selected, for example, by time-frequency visual analyses or scalegrams (in this case, the features of the retinal signal are the absolute values of the signal in some time-frequency windows that have proven to be discriminant), stepwise regression with cross-validation, cofactor-adjusted or unadjusted sparse representation classification (SRC) with predetermined thresholds, selection and combination of the most relevant features of the retinal signal to generate principal components, for example, in a supervised PCA (SPCA) process, least absolute shrinkage and selection operator (LASSO), ridge regression, flexible network, Bayesian or "spike and slab" methods and/or any other selection method.

[133] На этапе 332 может определяться иерархия кофакторов (смешение, медиатор, модератор), т.е. оцениваться направление влияния и иерархия наиболее важных особенностей сетчаточного сигнала и кофакторов клинической информации, как компоненты биоподписи, которые совместно вносят большой вклад в модели анализа, например, посредством i) способов смешения (рандомизации, ограничения и согласования); стратификации, сопровождаемой оценивателем Мантеля-Хэнзеля; и/или многомерных способов, например, ANCOVA, линейных и логистических регрессий, и/или ii) способов медиации и модерации: например, способа Барона и Кенни; способа Фейрчайла и макКиннона и/или других подходящих способов.[133] At step 332, a hierarchy of cofactors (confounding, mediator, moderator) may be determined, i.e., the direction of influence and hierarchy of the most important features of the retinal signal and cofactors of clinical information as components of the biosignature that together make a major contribution to the analysis models may be assessed, such as by means of i) confounding methods (randomization, constraint, and matching); stratification accompanied by the Mantel-Haenszel estimator; and/or multivariate methods, such as ANCOVA, linear and logistic regressions, and/or ii) mediation and moderation methods: such as the Baron and Kenny method; the Fairchild and MacKinnon method, and/or other suitable methods.

[134] На этапе 333, кофакторы клинической информации с высоким вкладом в математические модели могут выбираться из клинической информации, т.е. тех кофакторов клинической информации, которые влияют на компоненты биоподписи и совместно вносят большой вклад в математические модели (таким образом, становясь ‘квалифицированными’ кофакторами).[134] At step 333, clinical information cofactors with high contributions to the mathematical models may be selected from the clinical information, i.e., those clinical information cofactors that influence the components of the biosignature and collectively contribute highly to the mathematical models (thus becoming ‘qualified’ cofactors).

[135] На этапе 334 может оцениваться устойчивость информации и точность результатов, генерируемых на этапе 330 выбора и размещения особенностей.[135] At step 334, the stability of the information and the accuracy of the results generated at step 330 of selecting and placing features may be assessed.

Взвешивание и сборка особенностейWeighing and assembling features

[136] На этапе 341 для генерации описателей может осуществляться реструктуризация и/или взвешивание релевантных особенностей сетчаточного сигнала. Например, можно определять и/или отображать вклад особенностей сетчаточного сигнала. Особенности сетчаточного сигнала, которые содержат описатели биоподписи и оказывают влияние на модели, можно идентифицировать, например, посредством анализа многомерной регрессии или родственных процессов.[136] At step 341, relevant features of the retinal signal may be restructured and/or weighted to generate descriptors. For example, the contribution of features of the retinal signal may be determined and/or displayed. Features of the retinal signal that contain biosignature descriptors and influence models may be identified, for example, by analyzing multivariate regression or related processes.

[137] На этапе 342 описатели могут собираться с наиболее значимыми кофакторами клинической информации (т.е. квалифицированными кофакторами). Затем описатели могут выбираться для получения компонентов биоподписи, которые совместно вносят наибольший вклад в математические модели, например, путем сопоставления при слиянии описателей и кофакторов с использованием математических выражений или соотношений, с использованием, например, PCA, SPCA или других способов, используемых при выборе и/или объединении особенностей данных сетчаточного сигнала.[137] At step 342, the descriptors may be assembled with the most significant cofactors of the clinical information (i.e., the qualified cofactors). The descriptors may then be selected to obtain the components of the biosignature that together contribute most to the mathematical models, such as by matching when merging the descriptors and cofactors using mathematical expressions or relationships, using, for example, PCA, SPCA, or other methods used in selecting and/or combining features of the retinal signal data.

[138] На этапе 343 может оцениваться устойчивость информации и точность результатов, генерируемых на этапе 340 взвешивания и сборки особенностей.[138] At step 343, the robustness of the information and the accuracy of the results generated at step 340 of weighting and assembling features may be assessed.

Ранжирование и дискриминация классификаторовRanking and discrimination of classifiers

[139] На этапе 351 классификаторы могут оцениваться с использованием собранных описателей и/или кофакторов клинической информации для тренировки классификаторов. Классификаторы можно выбирать и/или ранжировать на основании их характеристик, например, посредством логистических регрессий, пробит-регрессий, вероятностного моделирования (гауссова процесса, моделей оценивания ядра, байесовского моделирования), регрессии наилучших подмножеств (с использованием указанного набора предсказателей), SVM, нейронно-сетевых способов, дерева решений, случайного леса, взвешенного голосования, бустинга и бэггинга, анализ Каплана-Майера, регрессии Кокса и/или других способов выбора или ранжирования.[139] At step 351, the classifiers may be evaluated using the collected descriptors and/or cofactors of the clinical information to train the classifiers. The classifiers may be selected and/or ranked based on their performance, such as by logistic regressions, probit regressions, probabilistic modeling (Gaussian process, kernel estimation models, Bayesian modeling), best subset regression (using a specified set of predictors), SVM, neural network methods, decision tree, random forest, weighted voting, boosting and bagging, Kaplan-Meier analysis, Cox regression, and/or other selection or ranking methods.

[140] На этапе 352 зоны и домены могут строиться путем выбора и отображая классификаторов, характерных для состояний, в математические функции, которые представляют их наиболее конкретную биоподпись, например, путем визуализации результатов регрессии, улучшенных математическими конструктами (например, вейвлетами, дивергенцией Куллбека-Лейблера и т.д.), согласно критерию Неймана-Пирсона для дискриминации между доменами и/или другими родственными способами.[140] At step 352, zones and domains may be constructed by selecting and mapping state-specific classifiers to mathematical functions that represent their most specific biosignature, such as by visualizing regression results enhanced by mathematical constructs (e.g., wavelets, Kullback-Leibler divergence, etc.), according to the Neyman-Pearson criterion for discrimination between domains and/or other related methods.

[141] На этапе 353 может оцениваться устойчивость информации и точность результатов, генерируемых на этапе 350 ранжирования и дискриминации классификаторов.[141] At step 353, the robustness of the information and the accuracy of the results generated at step 350 of ranking and discriminating classifiers may be assessed.

Сопоставление полученных данных из дешифрования сетчаточного сигналаComparison of the obtained data from the decoding of the retinal signal

[142] На этапе 361 функции плотности могут получаться и сравниваться, т.е. путем получения математических функций, которые содержат наивысшую плотность компонент биоподписи, из данных сетчаточного сигнала и клинических кофакторов, и сравнения этих функций между состояниями, например, с помощью гистограммы; оценивания плотности ядра (например, окон Парцена-Rosenblatt, выбора полосы), плотности характеристической функции и других релевантных оценивателей, методов кластеризации данных, включающих в себя векторное квантование, способов реконструкции, либо на основании распределения накопленной вероятности выборки либо на основании выборочных моментов, и/или другими способами.[142] At step 361, density functions may be obtained and compared, i.e., by obtaining mathematical functions that contain the highest density of biosignature components from the retinal signal data and clinical cofactors and comparing these functions between states, such as by a histogram; kernel density estimation (e.g., Parzen-Rosenblatt windows, band selection), characteristic function density, and other relevant estimators, data clustering methods including vector quantization, reconstruction methods, or based on the cumulative probability distribution of the sample or based on sample moments, and/or other methods.

Завершение дешифрования сетчаточного сигналаCompletion of retinal signal decoding

[143] На этапе 371 вероятности можно вычислять из математических функций, которые содержат соответствующую плотность компонент биоподписи из данных сетчаточного сигнала и кофакторов клинической информации в сравнении полученными в различных состояниях, например, с использованием функции плотности; путем оценивания CPF (функции накопленной вероятности) и/или другими родственными способами.[143] At step 371, the probabilities may be calculated from mathematical functions that contain the corresponding density of the biosignature components from the retinal signal data and the clinical information cofactors as compared to those obtained in different states, such as using a density function; by estimating a CPF (cumulative probability function) and/or other related methods.

[144] На этапе 372, расстояния от зон можно определять путем идентификации компонентов биоподписи, наиболее релевантных расстояниям между зонами или доменами высокой плотности информации, в различных состояниях, и вычисления расстояний как математических выражений, например, путем сравнения вероятностей с байесовскими статистическими априорными распределениями. Энтропийные способы, параметр дивергенции Куллбека-Лейблера для оценивания направления изменений, и критерий Неймана-Пирсона для оценивания расстояний между зонами. Для процедуры полупараметрического оценивания максимальной вероятности может использоваться алгоритм объединения смежных нарушителей (PAVA), а также другие способы испытания медицинского состояния, присвоенного каждой отдельной части модели (т.е. зонам) и переоценки их принадлежности этой модели с использованием IPWE (взвешивающего оценивателя обратной вероятности) или родственные способы.[144] At step 372, the distances from the zones may be determined by identifying the components of the biosignature that are most relevant to the distances between zones or high-density domains in different states and computing the distances as mathematical expressions, such as by comparing probabilities with Bayesian statistical prior distributions. Entropy methods, the Kullback-Leibler divergence parameter for estimating the direction of change, and the Neyman-Pearson criterion for estimating distances between zones. The semiparametric maximum likelihood estimation procedure may use the adjacent intruder pooling (PAVA) algorithm, as well as other methods of testing the medical state assigned to each individual part of the model (i.e., zones) and re-evaluating their membership in that model using IPWE (inverse probability weighting estimator) or related methods.

[145] На этапе 373 может оцениваться устойчивость информации и точность результатов, генерируемых на этапе 370 завершения.[145] At step 373, the stability of the information and the accuracy of the results generated at completion step 370 may be assessed.

Способы предсказанияMethods of prediction

[146] На фиг. 4 показана блок-схема операций способа 400 предсказания вероятности того, что пациент подвержен состоянию в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Полностью или частично способ 400 может выполняться системой 215 сбора данных, системой 220 анализа данных и/или системой 225 вывода предсказания. В одном или более аспектах, способ 400 или один или более его этапов может осуществляться вычислительной системой, например, вычислительной средой 100. Способ 400 или один или более его этапов могут быть реализованы в компьютерно-исполняемых инструкциях, которые хранятся на компьютерно-считываемом носителе, например, запоминающем устройстве большой емкости, загружаться в память и исполняться на CPU. Способ 400 является иллюстративным, и следует понимать, что некоторые этапы или часть этапов в блок-схеме операций могут быть опущены и/или переставлены в другом порядке.[146] Fig. 4 shows a flow chart of operations of a method 400 for predicting the likelihood that a patient is susceptible to a condition in accordance with various embodiments of the present invention. All or part of the method 400 may be performed by the data acquisition system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225. In one or more aspects, the method 400 or one or more of its steps may be performed by a computing system, such as the computing environment 100. The method 400 or one or more of its steps may be implemented in computer-executable instructions that are stored on a computer-readable medium, such as a mass storage device, loaded into a memory, and executed on a CPU. The method 400 is illustrative, and it should be understood that some steps or portions of the steps in the flow chart may be omitted and/or rearranged in a different order.

[147] Способ 400 содержит осуществление различных действий, например, извлечение особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала, выбор особенностей сетчаточного сигнала, наиболее релевантных конкретным состояниям, объединение и сравнение этих особенностей сетчаточного сигнала для генерации математических описателей, наиболее дискриминантных состояниям, подлежащим анализу или сравнению, генерирование мультимодального отображения, идентификацию биомаркеров и/или биоподписей состояний и/или предсказание вероятности того, что пациент подвержен любому из состояний, как будет более подробно описано ниже.[147] The method 400 comprises performing various actions, such as extracting retinal signal features from retinal signal data, selecting retinal signal features that are most relevant to particular conditions, combining and comparing these retinal signal features to generate mathematical descriptors that are most discriminant to the conditions to be analyzed or compared, generating a multimodal display, identifying biomarkers and/or biosignatures of the conditions, and/or predicting the likelihood that a patient is susceptible to any of the conditions, as will be described in more detail below.

[148] На этапе 405 данные сетчаточного сигнала могут захватываться от пациента. Данные сетчаточного сигнала могут захватываться с использованием заранее заданного протокола сбора. Данные сетчаточного сигнала могут включать в себя измеренные электрические сигналы, захваченные электродами, размещенными на пациенте. Данные сетчаточного сигнала могут включать в себя параметры системы, используемые для захвата данных сетчаточного сигнала, например, параметры световой стимуляции. Данные сетчаточного сигнала могут включать в себя импеданс приемной электрической цепи, используемой в устройстве, измеряющем электрические сигналы. В некоторых вариантах осуществления, этот этап 405 опущен.[148] At step 405, retinal signal data may be captured from a patient. The retinal signal data may be captured using a predetermined acquisition protocol. The retinal signal data may include measured electrical signals captured by electrodes placed on the patient. The retinal signal data may include system parameters used to capture the retinal signal data, such as light stimulation parameters. The retinal signal data may include an impedance of a receiving electrical circuit used in a device that measures electrical signals. In some embodiments, this step 405 is omitted.

[149] Данные сетчаточного сигнала могут содержать измерения импеданса и/или другие электрические параметры. Данные сетчаточного сигнала могут содержать оптические параметры, например, изменения размера зрачка и/или параметры применяемого освещения (интенсивность, длина волны, спектр, частота световой стимуляции, частоту дискретизации сетчаточного сигнала).[149] The retinal signal data may include impedance measurements and/or other electrical parameters. The retinal signal data may include optical parameters, such as changes in pupil size and/or parameters of the applied illumination (intensity, wavelength, spectrum, frequency of light stimulation, sampling frequency of the retinal signal).

[150] Для генерации данных сетчаточного сигнала сетчатку пациента можно стимулировать, например, с использованием светового стимулятора 205, который может представлять собой один или более оптических стимуляторов. Данные сетчаточного сигнала могут собираться датчиком, например, датчиком 210, который может содержать один или более электродов и/или других датчиков.[150] To generate retinal signal data, the retina of the patient may be stimulated, for example, using a light stimulator 205, which may be one or more optical stimulators. The retinal signal data may be collected by a sensor, for example, a sensor 210, which may include one or more electrodes and/or other sensors.

[151] Световой стимулятор может содержать любые источники света, способные генерировать световые пучки, отличающиеся длиной волны (например, от около 300 до около 800 нанометров), интенсивность света (например, от около 0,01 до около 3000 кд⋅с/м2), временем освещения (например, от около 1 до около 500 миллисекунд), временем между последовательными вспышками света (например, от около 0,2 до около 50 секунд) с разными фоновыми длинами волны (например, от около 300 до около 800 нанометров) и фоновой освещенностью (например около 0,1 до около 800 кд/м2).[151] The light stimulator may comprise any light sources capable of generating light beams that differ in wavelength (e.g., from about 300 to about 800 nanometers), light intensity (e.g., from about 0.01 to about 3000 cd⋅s/ m2 ), illumination time (e.g., from about 1 to about 500 milliseconds), time between successive flashes of light (e.g., from about 0.2 to about 50 seconds) with different background wavelengths (e.g., from about 300 to about 800 nanometers) and background illuminance (e.g., about 0.1 to about 800 cd/ m2 ).

[152] Данные сетчаточного сигнала могут содержать данные электрической характеристики (например, напряжение и импеданс цепи), собранные в течение нескольких времен сбора сигнала (например, от 5 до 500 миллисекунд) на нескольких частотах дискретизации (например, от 0,2 до 24 кГц) с временем синхронизации световой стимуляции (временем вспышки) и смещением (напряжением и импедансом базовой линии до световой стимуляции). Таким образом, этап 405 может содержать сбор данных сетчаточного сигнала на частотах от 4 до 16 кГц.[152] The retinal signal data may comprise electrical characteristic data (e.g., voltage and circuit impedance) collected over multiple signal collection times (e.g., 5 to 500 milliseconds) at multiple sampling rates (e.g., 0.2 to 24 kHz) with a light stimulation synchronization time (flash time) and an offset (baseline voltage and impedance before light stimulation). Thus, step 405 may comprise collecting retinal signal data at frequencies from 4 to 16 kHz.

[153] После сбора данных сетчаточного сигнала, например, практикующим врачом, данные сетчаточного сигнала могут выгружаться на сервер, например, систему 220 анализа данных, для анализа. Данные сетчаточного сигнала могут храниться в памяти 130 компьютерной системы. [153] After collecting the retinal signal data, such as by a medical practitioner, the retinal signal data may be uploaded to a server, such as a data analysis system 220, for analysis. The retinal signal data may be stored in the memory 130 of the computer system.

[154] На этапе 410, если этап 405 опущен, данные сетчаточного сигнала могут извлекаться из памяти 130. Особенности сетчаточного сигнала могут извлекаться из данных сетчаточного сигнала. Извлечение особенностей сетчаточного сигнала может базироваться на обработке данных сетчаточного сигнала и/или их преобразовании с использованием нескольких способов анализа сигнала, например, полиномиальных регрессий, вейвлет-преобразований и/или эмпирического разложение на моды (EMD). Извлечение особенностей сетчаточного сигнала может базироваться на параметрах, выведенных из этих анализов или конкретного моделирования, например, главных компонентах и наиболее дискриминантных предсказателях, параметрах из линейных или нелинейных регрессивных функций, более высокой частоте, расстоянии Кульбака-Лейблера разности, особенностях гауссовых ядер, логарифмическом правдоподобии разности и/или областях высокой энергии. Эти анализы могут использоваться для определения вклада каждой конкретной особенности сетчаточного сигнала и статистического сравнения особенностей сетчаточного сигнала.[154] At step 410, if step 405 is omitted, retinal signal data may be extracted from memory 130. Retinal signal features may be extracted from the retinal signal data. Extraction of retinal signal features may be based on processing the retinal signal data and/or transforming it using several signal analysis methods, such as polynomial regressions, wavelet transforms and/or empirical mode decomposition (EMD). Extraction of retinal signal features may be based on parameters derived from these analyses or specific modeling, such as principal components and most discriminant predictors, parameters from linear or nonlinear regression functions, higher frequency, Kullback-Leibler distance of the difference, features of Gaussian kernels, log-likelihood of the difference and/or high energy regions. These analyses may be used to determine the contribution of each specific feature of the retinal signal and statistically compare features of the retinal signal.

[155] Извлекаемые особенности сетчаточного сигнала могут быть определены ранее. Особенности сетчаточного сигнала для извлечения могут определяться путем анализа помеченных массивов данных из данных сетчаточного сигнала для нескольких пациентов. Каждый пациент, представленный в массивах данных, может иметь одно или более связанных медицинских состояний, которым подвержен пациент и/или одно или более медицинских состояний, которым пациент не подвержен. Эти медицинские состояния могут быть меткой массива данных каждого пациента. Путем анализа набора данных сетчаточного сигнала от пациентов, совместно использующих медицинское состояние, можно определить особенности сетчаточного сигнала, подлежащие извлечению. Мультимодальная карта может генерироваться на основании особенностей сетчаточного сигнала. Домены можно определять на основании мультимодальной карты.[155] The features of the retinal signal to be extracted may be determined in advance. The features of the retinal signal to be extracted may be determined by analyzing labeled data sets of retinal signal data for multiple patients. Each patient represented in the data sets may have one or more associated medical conditions to which the patient is susceptible and/or one or more medical conditions to which the patient is not susceptible. These medical conditions may be a label of each patient's data set. By analyzing a set of retinal signal data from patients sharing a medical condition, the features of the retinal signal to be extracted may be determined. A multimodal map may be generated based on the features of the retinal signal. Domains may be defined based on the multimodal map.

[156] На этапе 415 описатели могут извлекаться из особенностей сетчаточного сигнала. Математические описатели могут быть математическими функциями, объединяющими особенности из данных сетчаточного сигнала и/или клинических кофакторов. Описатели могут указывать особенность сетчаточного сигнала, характерную для состояния или популяции ввиду дополнительной дискриминации между группами пациентов. Как описано выше на этапе 342 способа 300, описатели может выбираться для получения компонентов биоподписи, которые совместно вносят наибольший вклад в математические модели, например, путем сопоставления при слиянии описателей и кофакторов с использованием математических выражений или соотношений, с использованием, например, PCA, SPCA или других способов, используемых при выборе и/или объединении особенностей данных сетчаточного сигнала.[156] At step 415, descriptors may be extracted from the retinal signal features. Mathematical descriptors may be mathematical functions that combine features from the retinal signal data and/or clinical cofactors. The descriptors may indicate a retinal signal feature that is characteristic of a condition or population due to additional discrimination between patient groups. As described above at step 342 of the method 300, descriptors may be selected to obtain components of the biosignature that together contribute the most to mathematical models, such as by matching when merging descriptors and cofactors using mathematical expressions or relationships, using, for example, PCA, SPCA, or other methods used in selecting and/or combining features of the retinal signal data.

[157] На этапе 420 может приниматься клиническая информация пациента. Клиническая информация может включать в себя медицинскую документацию и/или любые другие собранные данные, касающиеся пациента. Клинические данные могут включать в себя результаты опроса и/или клинического обследования практикующим врачом системы здравоохранения.[157] At step 420, clinical information of the patient may be received. The clinical information may include medical records and/or any other collected data regarding the patient. The clinical data may include the results of a survey and/or clinical examination by a healthcare practitioner.

[158] На этапе 425 кофакторы клинической информации могут генерироваться с использованием клинической информации. Кофакторы клинической информации можно выбирать на основании их влияния на данные сетчаточного сигнала. Кофакторы клинической информации могут включать в себя указания возраста, пола, пигментации кожи пациента, которые можно использовать вместо пигментации сетчатки и/или любой другой клинической информации, соответствующей пациенту.[158] At step 425, clinical information cofactors may be generated using clinical information. The clinical information cofactors may be selected based on their impact on the retinal signal data. The clinical information cofactors may include indications of the patient's age, gender, skin pigmentation, which may be used in place of retinal pigmentation, and/or any other clinical information relevant to the patient.

[159] На этапе 430 кофакторы клинической информации и/или описатели могут применяться к математическим моделям состояний. Может использоваться любое количество математических моделей. Клиницист может использовать математические модели по своему выбору. Каждая модель может соответствовать конкретному состоянию или управлению. [159] At step 430, the clinical information cofactors and/or descriptors may be applied to mathematical models of conditions. Any number of mathematical models may be used. The clinician may use mathematical models of his or her choice. Each model may correspond to a specific condition or management.

[160] На этапе 435 каждая модель может определять расстояние между пациентом и биоподписью состояния модели. главные компоненты данных сетчаточного сигнала могут располагаться в доменах, соответствующих состояниям. Описатели и/или кофакторы клинической информации можно сравнивать с биоподписью каждой модели.[160] At step 435, each model may determine the distance between the patient and the biosignature of the model state. The principal components of the retinal signal data may be located in domains corresponding to the states. Descriptors and/or cofactors of the clinical information may be compared with the biosignature of each model.

[161] На этапе 440 каждая модель может выводить предсказанную вероятность того, что пациент подвержен состоянию модели. Вероятность того, что пациент подвержен состоянию можно предсказывать на основании уровня статистической значимости в сравнении величины и положения описателей индивида с модельными. Предсказанная вероятность может быть двоичной и указывать, присутствует или отсутствует ли биоподпись состояния в данных сетчаточного сигнала пациента. Предсказанная вероятность может быть процентом, указывающим, насколько вероятно, что пациент подвержен состоянию.[161] At step 440, each model may output a predicted probability that the patient is susceptible to the model condition. The probability that the patient is susceptible to the condition may be predicted based on the level of statistical significance in comparing the magnitude and position of the individual's descriptors to the model's. The predicted probability may be binary and indicate whether the biosignature of the condition is present or absent in the patient's retinal signal data. The predicted probability may be a percentage indicating how likely it is that the patient is susceptible to the condition.

[162] На этапе 445 может выводиться предсказанная вероятность того, что пациент подвержен каждому состоянию. Может выводиться интерфейс и/или отчет. Интерфейс может выводиться на дисплее. Интерфейс и/или отчет может выводиться клиницисту. Выход может указывать вероятность того, что пациент подвержен одному или более состояниям. Выход может указывать подверженность пациента патологии. Предсказанные вероятности могут сохраняться.[162] At step 445, the predicted probability that the patient is susceptible to each condition may be output. An interface and/or a report may be output. The interface may be output on a display. The interface and/or a report may be output to a clinician. The output may indicate the probability that the patient is susceptible to one or more conditions. The output may indicate the patient's susceptibility to the pathology. The predicted probabilities may be stored.

[163] Выход может включать в себя определение медицинского состояния, предсказанную вероятность медицинского состояния, и/или степень согласования данных сетчаточного сигнала пациента с состоянием и/или другими состояниями. Предсказанная вероятность может выражаться как процент соответствия для медицинского состояние, который может обеспечивать объективную нейрофизиологическую меру для дополнительной помощи клиницисту в медицинской диагностики.[163] The output may include a definition of the medical condition, a predicted probability of the medical condition, and/or a degree of agreement between the patient's retinal signal data and the condition and/or other conditions. The predicted probability may be expressed as a percentage of agreement for the medical condition, which may provide an objective neurophysiological measure to further assist the clinician in medical diagnosis.

[164] Выход может использоваться совместно с предварительной медицинской диагностики клинициста для повышения уровня комфорта с определением медицинского состояния клинициста и/или начала плана более раннего или более эффективного лечения. Выход может использоваться, чтобы начинать лечение раньше, вместо того, чтобы тратить дополнительное время на уточнение медицинского состояния и плана лечения. Выход может снижать уровень неопределенности клинициста и/или пациента предварительной медицинской диагностики клинициста. Выход может использоваться для выбора лекарства, назначаемого пациента. Затем выбранное лекарство можно назначать пациенту. [164] The output may be used in conjunction with the clinician's preliminary medical diagnosis to increase the comfort level with determining the clinician's medical condition and/or to initiate an earlier or more effective treatment plan. The output may be used to initiate treatment earlier rather than spending additional time clarifying the medical condition and treatment plan. The output may reduce the clinician's and/or the patient's level of uncertainty about the clinician's preliminary medical diagnosis. The output may be used to select a medication to be prescribed to the patient. The selected medication may then be prescribed to the patient.

[165] Способ 400 может использоваться для отслеживания состояния пациента. Состояние пациента может диагностироваться заранее. Способ 400 может использоваться для отслеживания прогресса состояния. Способ 400 может использоваться для отслеживания и/или изменения плана лечения состояния. Например, способ 400 может использоваться для отслеживания эффективности лекарства, используемого для лечения состояния. Данные сетчаточного сигнала можно собирать до, в ходе и/или после прохождения пациентом лечения состояния.[165] The method 400 may be used to monitor a patient's condition. The patient's condition may be diagnosed in advance. The method 400 may be used to monitor the progress of the condition. The method 400 may be used to monitor and/or change a treatment plan for the condition. For example, the method 400 may be used to monitor the effectiveness of a drug used to treat the condition. Retinal signal data may be collected before, during, and/or after the patient undergoes treatment for the condition.

[166] Способ 400 может использоваться для идентификации и/или отслеживания неврологических симптомов инфекции, например, вирусной инфекции. Например, способ 400 может использоваться для идентификации и/или отслеживания неврологических симптомов пациентов, зараженных COVID-19. Данные сетчаточного сигнала можно собирать от пациентов, которые заражены или были заражены COVID-19. Данные сетчаточного сигнала могут оцениваться с использованием способа 400 определения, страдает ли пациент неврологическими симптомами, тяжести неврологических симптомов и/или для выработки плана лечения неврологических симптомов.[166] The method 400 may be used to identify and/or track neurological symptoms of an infection, such as a viral infection. For example, the method 400 may be used to identify and/or track neurological symptoms of patients infected with COVID-19. Retinal signal data may be collected from patients who are or have been infected with COVID-19. The retinal signal data may be evaluated using the method 400 to determine whether a patient is suffering from neurological symptoms, the severity of the neurological symptoms, and/or to develop a treatment plan for the neurological symptoms.

Генерирование математических моделейGenerating mathematical models

[167] На фиг. 5 показана блок-схема операций способа 500 генерации математической модели для предсказания, подвержен ли пациент состоянию в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Полностью или частично способ 500 может выполняться системой 215 сбора данных, системой 220 анализа данных и/или системой 225 вывода предсказания. В одном или более аспектах, способ 500 или один или более его этапов может осуществляться вычислительной системой, например, вычислительной средой 100. Способ 500 или один или более его этапов могут быть реализованы в компьютерно-исполняемых инструкциях, которые хранятся на компьютерно-считываемом носителе, например, запоминающем устройстве большой емкости, загружаться в память и исполняться на CPU. Способ 500 является иллюстративным, и следует понимать, что некоторые этапы или часть этапов в блок-схеме операций могут быть опущены и/или переставлены в другом порядке.[167] Fig. 5 shows a flow chart of operations of a method 500 for generating a mathematical model for predicting whether a patient is susceptible to a condition in accordance with various embodiments of the present invention. All or part of the method 500 may be performed by a data acquisition system 215, a data analysis system 220, and/or a prediction output system 225. In one or more aspects, the method 500 or one or more of its steps may be performed by a computing system, such as the computing environment 100. The method 500 or one or more of its steps may be implemented in computer-executable instructions that are stored on a computer-readable medium, such as a mass storage device, loaded into a memory, and executed on a CPU. The method 500 is illustrative, and it should be understood that some steps or portions of the steps in the flow chart may be omitted and/or rearranged in a different order.

[168] Способ 500 может обрабатывать массивы данных из данных сетчаточного сигнала и/или другой клинической информации для создания классификационной модели на основе доменов, характерных для различных состояний. Математическое моделирование данных сетчаточного сигнала может осуществляться с использованием нескольких последовательных анализов, которые обрабатывают данные сетчаточного сигнала и/или кофакторы клинической информации для генерации метрик классификации на основе доменов, которые характерны для состояний. Анализ имеет несколько механизмов, которые объединяют данные сетчаточного сигнала и кофакторы клинической информации, например, конкретные описатели в сетчаточных биоподписях, для выбора наиболее дискриминантных компонент в качестве описателей. Эти описатели, которые могут объединяться с кофакторами клинической информации, может использоваться для тренировки классификаторов последующего выбора их на основании их характеристики при обеспечении фактора вероятности подверженности пациента состоянию. Описатели могут использоваться для построения функций плотности, характерных для каждого из состояний. Кластеры доменов могут формироваться с использованием мультимодального анализа дискриминантных особенностей, главных компонент и отображений описателей высокой статистической значимости.[168] The method 500 can process data sets of retinal signal data and/or other clinical information to create a classification model based on domains characteristic of various conditions. Mathematical modeling of the retinal signal data can be performed using several sequential analyses that process the retinal signal data and/or clinical information cofactors to generate classification metrics based on domains that are characteristic of the conditions. The analysis has several mechanisms that combine the retinal signal data and clinical information cofactors, such as specific descriptors in retinal biosignatures, to select the most discriminant components as descriptors. These descriptors, which can be combined with clinical information cofactors, can be used to train classifiers to subsequently select them based on their performance while providing a probability factor for the patient's susceptibility to the condition. The descriptors can be used to construct density functions characteristic of each of the conditions. Domain clusters can be formed using multimodal analysis of discriminant features, principal components, and mappings of descriptors of high statistical significance.

[169] На этапе 505 данные сетчаточного сигнала можно собирать от пациентов. Собранные данные сетчаточного сигнала может содержать измерения импеданса и/или другие электрические параметры. Данные сетчаточного сигнала могут содержать оптические параметры, например, расстояние от источника света до глаза или части глаза (зрачка, сетчатки), изменения размера зрачка, и/или параметры применяемого освещения (интенсивность света, длина волны света, спектр света, частота световой стимуляции, частота дискретизации сетчаточного сигнала). В некоторых вариантах осуществления этап 505 может быть опущен.[169] At step 505, retinal signal data may be collected from patients. The collected retinal signal data may comprise impedance measurements and/or other electrical parameters. The retinal signal data may comprise optical parameters, such as the distance from the light source to the eye or part of the eye (pupil, retina), changes in pupil size, and/or parameters of the applied illumination (light intensity, light wavelength, light spectrum, light stimulation frequency, retinal signal sampling frequency). In some embodiments, step 505 may be omitted.

[170] На этапе 510 каждые данные сетчаточного сигнала пациента могут помечаться состоянием. Меткой может быть одно или более состояний, которые могут быть диагностированы у пациента. Метка может указывать, что у пациента не диагностировано ни одно из состояний, и в этом случае пациент может именоваться контрольным испытуемым. Состоянием может быть шизофрения, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство, психоз, посттравматическое стрессовое расстройство, припадок, субстанциональная зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, аутизм, дефицитарное расстройство внимания, и/или любое другое состояние. Если этап 505 опущен, этап 510 может содержать извлечение сохраненных данных сетчаточного сигнала из памяти, например, памяти 130 вычислительной среды 100.[170] At step 510, each retinal signal data of the patient may be labeled with a condition. The label may be one or more conditions that may be diagnosed in the patient. The label may indicate that the patient is not diagnosed with any of the conditions, in which case the patient may be referred to as a control subject. The condition may be schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, psychosis, post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, attention deficit disorder, and/or any other condition. If step 505 is omitted, step 510 may comprise retrieving stored retinal signal data from a memory, such as memory 130 of computing environment 100.

[171] На этапе 515 могут приниматься кофакторы клинической информации для пациентов. Кофакторы клинической информации могут извлекаться из медицинской документации. Кофакторы клинической информации могут включать в себя указания параметров популяции, например, возраста, пола и/или пигментации кожи вместо пигментации сетчатки, цвета радужной оболочки и т.д. Кофакторы клинической информации могут приниматься для всех или поднабора пациентов, для которых были собраны данные сетчаточного сигнала.[171] At step 515, clinical information cofactors for patients may be received. The clinical information cofactors may be extracted from medical records. The clinical information cofactors may include indications of population parameters, such as age, gender, and/or skin pigmentation instead of retinal pigmentation, iris color, etc. The clinical information cofactors may be received for all or a subset of patients for whom retinal signal data was collected.

[172] На этапе 520 для каждого пациента может генерироваться массив данных. Массив данных может включать в себя данные сетчаточного сигнала пациента, метку или метки, назначенные пациенту, и/или кофакторы клинической информации пациента. Массив данных может храниться в базе данных и/или сохраняться в любом другом пригодном формате.[172] At step 520, a data set may be generated for each patient. The data set may include retinal signal data of the patient, a label or labels assigned to the patient, and/or cofactors of the patient's clinical information. The data set may be stored in a database and/or saved in any other suitable format.

[173] На этапе 525 особенности сетчаточного сигнала могут извлекаться из данных сетчаточного сигнала в массивах данных. Любой пригодный процесс математического выбора может использоваться для выбора особенностей сетчаточного сигнала для извлечения, например, анализа главных компонент (PCA), обобщенных линейных моделей (GLM), классификации на основе разреженных представлений (SRC), оператора наименьшего абсолютного сжатия и выбора (LASSO) и/или комбинации нескольких моделей, предназначенных для преобразования выбранных особенностей сетчаточного сигнала и генерирования описателей, представляющих интерес, в отношении когезии и плотности (плотности информации) с целью выбора наиболее дискриминантных особенностей сетчаточного сигнала и генерирования отображений статистической значимости. Для анализа собранных данных сетчаточного сигнала могут использоваться различные способы, например, но без ограничения, временно-частотный анализ, материнские вейвлеты-прототипы, генерируемые из опорных массивов данных, вероятностное моделирование, когезия и дисперсия информации, анализ главных компонент (PCA), который может быть контролируемым или неконтролируемым, обобщенные линейные модели (GLM), классификация на основе разреженных представлений (SRC), оператор наименьшего абсолютного сжатия и выбора (LASSO) и/или аналогичные способы выбора или комбинация нескольких способов. Отображения могут использоваться для разграничения областей данных сетчаточного сигнала (n-мерных) которые имеют наибольшую дискриминантную силу для отделения домена каждого состояния и положения индивида в этих доменах (расстояниях).[173] At step 525, retinal signal features may be extracted from retinal signal data in data sets. Any suitable mathematical selection process may be used to select retinal signal features for extraction, such as principal component analysis (PCA), generalized linear models (GLM), sparse representation classification (SRC), least absolute shrinkage and selection operator (LASSO), and/or a combination of several models designed to transform the selected retinal signal features and generate descriptors of interest in terms of cohesion and density (information density) in order to select the most discriminative retinal signal features and generate statistical significance displays. Various methods can be used to analyze the collected retinal signal data, such as, but not limited to, time-frequency analysis, prototype mother wavelets generated from reference data sets, probabilistic modeling, information cohesion and dispersion, principal component analysis (PCA), which can be supervised or unsupervised, generalized linear models (GLM), sparse representation classification (SRC), least absolute shrinkage and selection operator (LASSO) and/or similar selection methods or a combination of several methods. Mappings can be used to delineate regions of the retinal signal data (n-dimensional) that have the greatest discriminant power to separate the domain of each state and the position of the individual in these domains (distances).

[174] Биоподпись состояния может содержать части данных сетчаточного сигнала, специфичные для состояния. Один или более из наиболее дискриминантных особенностей сетчаточного сигнала могут выбираться в качестве описателей некоторого состояния. Описатели могут объединяться в процессе мультимодального вычисления. [174] A state biosignature may contain portions of the retinal signal data that are specific to the state. One or more of the most discriminative features of the retinal signal may be selected as descriptors of some state. The descriptors may be combined in a multimodal computation.

[175] Возможность конкретного математического моделирования поддерживается графическим представлением доменов информации, характерных для состояний, которые рассматривались в ходе демонстраций и затем использовались для описания доменов. Кластеры релевантных предсказателей можно задать между особенностями сетчаточного сигнала, полученными с использованием мультимодального анализа.[175] The possibility of concrete mathematical modeling is supported by a graphical representation of the domains of information characteristic of the states that were observed during the demonstrations and then used to describe the domains. Clusters of relevant predictors can be specified between the features of the retinal signal obtained using multimodal analysis.

[176] За счет увеличения стратегии анализа до дополнительных вычислительных процессов, с последующим генерированием дополнительные особенности сетчаточного сигнала, компоненты, используемые для дешифрования биоподписи, включенные в данные сетчаточного сигнала, могут обогащаться.[176] By extending the analysis strategy to additional computational processes, followed by generation of additional retinal signal features, the components used to decipher the biosignature included in the retinal signal data can be enriched.

Частотный (спектральный) анализFrequency (spectral) analysis

[177] Временно-частотный анализ может осуществляться с использованием материнских вейвлетов, например, для дискретных вейвлет-преобразований (DWT) или непрерывных вейвлет-преобразований (CWT), и/или фильтрации на основе эмпирического разложения на моды (EMD). Могут визуализироваться и/или вычисляться широко используемые особенности, например, более высокая частота, время возникновения, частотное отображение (шкалограммы), временно-частотные домены, вейвлетный коэффициент как выход вейвлет-преобразования, относительная частота возникновения вейвлетного коэффициента и/или составные параметры.[177] Time-frequency analysis can be performed using mother wavelets, such as discrete wavelet transforms (DWT) or continuous wavelet transforms (CWT), and/or empirical mode decomposition (EMD) filtering. Commonly used features such as higher frequency, time of occurrence, frequency mapping (scalegrams), time-frequency domains, wavelet coefficient as the output of the wavelet transform, relative frequency of occurrence of the wavelet coefficient, and/or composite parameters can be visualized and/or calculated.

[178] Особые материнские вейвлеты (вейвлеты-прототипы) можно построить и отрегулировать до природы данных (либо контрольных групп или группы индивидов с конкретными патологиями). Особые материнские вейвлеты можно подтверждать (конструкция вейвлета) с предобработкой и частотами фильтрации, которые не рассматриваются как значимые особенности. Эта стратегия может использоваться для регулировки известного заранее заданного материнского вейвлета и осуществления более конкретного временно-частотного анализа с временем кластеризации или без него (т.е. временно-частотного анализа с материнским вейвлетом, отрегулированным в зависимости от части анализируемой формы волны сетчаточного сигнала).[178] Specific mother wavelets (prototype wavelets) can be constructed and tuned to the nature of the data (either control groups or a group of individuals with specific pathologies). Specific mother wavelets can be validated (wavelet construction) with preprocessing and filter frequencies that are not considered as significant features. This strategy can be used to tune a known pre-defined mother wavelet and perform more specific time-frequency analysis with or without clustering time (i.e. time-frequency analysis with a mother wavelet tuned to the portion of the retinal waveform being analyzed).

[179] Приложения могут использоваться для сравнения анализов и демонстрации различия между данными сетчаточного сигнала от пациентов с состояниями, например, психиатрическими состояниями, и данными сетчаточного сигнала от индивидов, у которых не диагностированы эти состояния (контрольных испытуемых).[179] Applications can be used to compare analyses and demonstrate differences between retinal signal data from patients with conditions, such as psychiatric conditions, and retinal signal data from individuals not diagnosed with these conditions (control subjects).

Анализ главных компонентPrincipal Component Analysis

[180] Может осуществляться анализ главных компонент (PCA). PCA может быть контролируемым (SPCA) или неконтролируемым (PCA) для извлечения наиболее дискриминантных особенностей сетчаточного сигнала из данных сетчаточного сигнала. PCA может определять так называемые “главные компоненты”, которыми могут быть особенности сетчаточного сигнала с максимальной зависимостью от переменных характеристики, в этом случае подозрительные состояния. PCA может анализировать зависимость между особенностями сетчаточного сигнала и состояниями и позволять выбор этих особенностей сетчаточного сигнала с максимальной зависимостью.[180] Principal component analysis (PCA) can be performed. PCA can be supervised (SPCA) or unsupervised (PCA) to extract the most discriminative retinal signal features from the retinal signal data. PCA can identify so-called “principal components”, which may be the retinal signal features with the maximum dependence on the feature variables, in this case the suspicious states. PCA can analyze the dependence between the retinal signal features and the states and allow the selection of these retinal signal features with the maximum dependence.

[181] Особенности сетчаточного сигнала можно анализировать совместно с дополнительными демографическими или клиническими переменными, характерными для сопутствующих паталогий или медицинских состояний. Эти анализы могут приводить к конкретным векторам данных (показателям главных компонент), используемым при задании особенностей сетчаточного сигнала, которые затем можно объединять и повторно анализировать (“сопоставлять”) для получения классификации наиболее дискриминантных особенностей сетчаточного сигнала на основании их статистической значимости с заранее заданным порогом. Такая классификация может позволять выбор особенностей сетчаточного сигнала, которые можно использовать для построения векторизованных доменов конкретный состояний.[181] Retinal signal features can be analyzed in conjunction with additional demographic or clinical variables characteristic of associated pathologies or medical conditions. These analyses can yield specific data vectors (principal component scores) used to define the retinal signal features, which can then be combined and reanalyzed (“matched”) to produce a classification of the most discriminatory retinal signal features based on their statistical significance at a pre-specified threshold. Such a classification can allow the selection of retinal signal features that can be used to construct vectorized domains of specific conditions.

Вероятностное моделированиеProbabilistic modeling

[182] Вероятностное моделирование может использоваться для отыскания областей, представляющих интерес, в данных сетчаточного сигнала. Стандартный процесс гауссова и/или негауссова моделирования может использоваться для задания вероятности событий в массе собранной информации. Особенности сетчаточного сигнала, выбранные для построения моделей (для тренировки модели), можно выбирать на основании массивов данных, характерных для данных сетчаточного сигнала от пациентов с конкретными состояниями и контрольными, испытуемые (массивы данных пациентов, которые не подвержены состояниям).[182] Probabilistic modeling can be used to find regions of interest in the retinal signal data. A standard Gaussian and/or non-Gaussian modeling process can be used to assign probabilities to events in the collected data set. The features of the retinal signal selected for building models (for training the model) can be selected based on data sets that are specific to retinal signal data from patients with specific conditions and controls (data sets of patients who are not exposed to conditions).

[183] На этапе 530 может выбираться поднабор особенностей сетчаточного сигнала, которые соответствуют биомаркеру состояния. Особенности сетчаточного сигнала могут ранжироваться на основании их релевантности состоянию. Некоторые или все из особенностей наивысшего ранга сетчаточного сигнала могут выбираться в поднаборе.[183] At step 530, a subset of retinal signal features that correspond to the biomarker of the state may be selected. The retinal signal features may be ranked based on their relevance to the state. Some or all of the highest ranked retinal signal features may be selected in the subset.

[184] На этапе 535 может определяться классификатор, который отличает биоподпись состояния от биоподписи других состояний. Классификатор может включать в себя поднабор особенностей сетчаточного сигнала и/или кофакторов клинической информации. Классификатором может быть математическая модель, указывающая биоподпись. Для предсказания вероятности того, что пациент подвержен состоянию, можно определять расстояние между данными сетчаточного сигнала пациента и классификатором состояния.[184] At step 535, a classifier may be determined that distinguishes the biosignature of the condition from the biosignature of other conditions. The classifier may include a subset of retinal signal features and/or cofactors of clinical information. The classifier may be a mathematical model that specifies the biosignature. To predict the likelihood that a patient is susceptible to the condition, a distance between the patient's retinal signal data and the condition classifier may be determined.

[185] На фиг. 6 показана блок-схема операций способа 600 тренировки алгоритма машинного обучения (MLA) для предсказания вероятности медицинского состояния, например, психиатрическому состоянию или неврологическому состоянию в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Полностью или частично способ 600 может выполняться системой 215 сбора данных, системой 220 анализа данных и/или системой 225 вывода предсказания. В одном или более аспектах, способ 600 или один или более его этапов может осуществляться вычислительной системой, например, вычислительной средой 100. Способ 600 или один или более его этапов могут быть реализованы в компьютерно-исполняемых инструкциях, которые хранятся на компьютерно-считываемом носителе, например, запоминающем устройстве большой емкости, загружаться в память и исполняться на CPU. Способ 600 является иллюстративным, и следует понимать, что некоторые этапы или часть этапов в блок-схеме операций могут быть опущены и/или переставлены в другом порядке.[185] Fig. 6 shows a flow chart of a method 600 for training a machine learning algorithm (MLA) to predict the likelihood of a medical condition, such as a psychiatric condition or a neurological condition, in accordance with various embodiments of the present invention. All or part of the method 600 may be performed by the data acquisition system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225. In one or more aspects, the method 600 or one or more of its steps may be performed by a computing system, such as the computing environment 100. The method 600 or one or more of its steps may be implemented in computer-executable instructions that are stored on a computer-readable medium, such as a mass storage device, loaded into a memory, and executed on a CPU. The method 600 is illustrative, and it should be understood that some steps or portions of the steps in the flow chart may be omitted and/or rearranged in a different order.

[186] На этапе 605 могут извлекаться массивы данных из данных сетчаточного сигнала. Массивы данных могут генерироваться на этапах 505-520 способа 500, как описано выше. Каждый массив данных может включать в себя данные сетчаточного сигнала пациента, одну или более меток, соответствующих состояниям, диагностированных у пациента, и кофакторы клинической информации, соответствующие пациенту. Данные сетчаточного сигнала могут соответствовать нескольким пациентам. Данные сетчаточного сигнала могут выбираться на основании конкретной популяции пациентов. Например, могут извлекаться все данные сетчаточного сигнала, соответствующие указанным полу и диапазону возрастов.[186] At step 605, data sets may be extracted from the retinal signal data. The data sets may be generated at steps 505-520 of the method 500, as described above. Each data set may include retinal signal data of a patient, one or more labels corresponding to conditions diagnosed in the patient, and clinical information cofactors corresponding to the patient. The retinal signal data may correspond to multiple patients. The retinal signal data may be selected based on a specific patient population. For example, all retinal signal data corresponding to a specified gender and age range may be extracted.

[187] Извлеченные массивы данных могут содержать измерения импеданса и/или другие электрические параметры. Извлеченные массивы данных могут содержать оптические параметры, например, изменения размера зрачка и/или параметры применяемого освещения (интенсивность света, длину волны, спектр, частоту световой стимуляции, частоту дискретизации сетчаточного сигнала). Извлеченные массивы данных могут содержать параметры популяции, например, возраст, пол, цвет радужной оболочки и/или пигментацию кожи вместо пигментации сетчатки, и т.д.[187] The extracted data sets may contain impedance measurements and/or other electrical parameters. The extracted data sets may contain optical parameters, such as pupil size changes and/or parameters of the applied illumination (light intensity, wavelength, spectrum, frequency of light stimulation, sampling frequency of the retinal signal). The extracted data sets may contain population parameters, such as age, gender, iris color and/or skin pigmentation instead of retinal pigmentation, etc.

[188] Данные сетчаточного сигнала могут помечаться. Для каждого пациента, представленного в данных, могут указываться одно или более состояний, диагностированных у пациента. Для пациентов, у которых не было диагностировано ни одного из доступных состояний, ни одно состояние не может быть указано, или могут указываться метка, указывающая, что пациент является контрольным испытуемым.[188] The retinal signal data may be labeled. For each patient represented in the data, one or more conditions diagnosed in the patient may be listed. For patients who have not been diagnosed with any of the available conditions, no condition may be listed, or a label may be provided indicating that the patient is a control subject.

[189] На этапе 610 могут генерироваться особенности сетчаточного сигнала. Особенности сетчаточного сигнала могут генерироваться с использованием процесса преобразования. Особенности сетчаточного сигнала могут генерироваться для каждого набора данных сетчаточного сигнала, извлеченного на этапе 605. [189] At step 610, retinal signal features may be generated. Retinal signal features may be generated using a transform process. Retinal signal features may be generated for each set of retinal signal data extracted at step 605.

[190] На этапе 615 описатели могут извлекаться из особенностей сетчаточного сигнала в массивах данных. Описателями могут быть особенности, выбранные как наиболее репрезентативные состояния.[190] At step 615, descriptors may be extracted from features of the retinal signal in the data arrays. The descriptors may be features selected as the most representative states.

[191] На этапе 620 описатели могут ранжироваться. Каждый описатель может ранжироваться на основании уровня статистической значимости описателя при тестировании вклада описателя в дискриминирование между состояниями и/или между состоянием и управлением (т.е. в отсутствие диагностированного состояния).[191] At step 620, the descriptors may be ranked. Each descriptor may be ranked based on the level of statistical significance of the descriptor when testing the contribution of the descriptor to discrimination between conditions and/or between a condition and a control (i.e., in the absence of a diagnosed condition).

[192] На этапе 625 описатели могут выбираться на основании их рангов. Может выбираться заранее определенный объем описателей наивысшего ранга.[192] At step 625, the descriptors may be selected based on their ranks. A predetermined number of highest-ranking descriptors may be selected.

[193] На этапе 630 MLA может тренироваться с использованием выбранных описателей. Массивы данных, извлеченные на этапе 605, могут подвергаться фильтрации для удаления описателей, отличных от описателей, выбранных на этапе 625. Затем все или часть массивов данных можно использовать для тренировки MLA. MLA может тренироваться для предсказания, на основании набора описателей, соответствующих пациенту, вероятности того, что пациент подвержен состоянию.[193] At step 630, the MLA may be trained using the selected descriptors. The data sets extracted at step 605 may be filtered to remove descriptors other than the descriptors selected at step 625. All or a portion of the data sets may then be used to train the MLA. The MLA may be trained to predict, based on a set of descriptors corresponding to a patient, the likelihood that the patient is susceptible to the condition.

[194] После тренировки MLA, MLA может использоваться для предсказания, на основании измеренных данных сетчаточного сигнала, вероятности того, что пациент подвержен состоянию. На фиг. 7 показана блок-схема операций способа 700 использования MLA для предсказания вероятности психиатрического состояния в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Полностью или частично способ 700 может выполняться системой 215 сбора данных, системой 220 анализа данных и/или системой 225 вывода предсказания. В одном или более аспектах, способ 700 или один или более его этапов может осуществляться вычислительной системой, например, вычислительной средой 100. Способ 700 или один или более его этапов могут быть реализованы в компьютерно-исполняемых инструкциях, которые хранятся на компьютерно-считываемом носителе, например, запоминающем устройстве большой емкости, загружаться в память и исполняться на CPU. Способ 700 является иллюстративным, и следует понимать, что некоторые этапы или часть этапов в блок-схеме операций могут быть опущены и/или переставлены в другом порядке.[194] After training the MLA, the MLA may be used to predict, based on measured retinal signal data, the likelihood that a patient is susceptible to a condition. Fig. 7 shows a flow chart of a method 700 for using the MLA to predict the likelihood of a psychiatric condition in accordance with various embodiments of the present invention. All or part of the method 700 may be performed by the data acquisition system 215, the data analysis system 220, and/or the prediction output system 225. In one or more aspects, the method 700 or one or more steps thereof may be performed by a computing system, such as the computing environment 100. The method 700 or one or more steps thereof may be implemented in computer-executable instructions that are stored on a computer-readable medium, such as a mass storage device, loaded into memory, and executed on a CPU. The method 700 is illustrative and it should be understood that some steps or portions of steps in the flow chart may be omitted and/or rearranged in a different order.

[195] На этапе 705 данные сетчаточного сигнала пациента могут собираться. Действия, осуществляемые на этапе 505, могут быть аналогичны описанным выше в связи с этапом 405.[195] At step 705, the patient's retinal signal data may be collected. The actions performed at step 505 may be similar to those described above in connection with step 405.

[196] На этапе 710 особенности и/или описатели сетчаточного сигнала могут извлекаться из данных сетчаточного сигнала. Описатели могут извлекаться в соответствии с MLA, например, MLA, генерируемого с использованием способа 600. [196] At step 710, features and/or descriptors of the retinal signal may be extracted from the retinal signal data. The descriptors may be extracted in accordance with an MLA, such as an MLA generated using the method 600.

[197] На этапе 715 описатели могут вводиться в MLA. Кофакторы клинической информации пациента также могут вводиться в MLA. MLA может быть выполнен с возможностью предсказания вероятности того, что пациент подвержен состоянию, на основании описателей и/или кофакторов клинической информации. MLA может представлять собой MLA, генерируемый с использованием способа 600.[197] At step 715, descriptors may be input into the MLA. Cofactors of the patient's clinical information may also be input into the MLA. The MLA may be configured to predict the likelihood that the patient is susceptible to the condition based on the descriptors and/or cofactors of the clinical information. The MLA may be an MLA generated using the method 600.

[198] На этапе 720 может осуществляться определение, нужно ли вводить в MLA дополнительные данные. MLA может определять, что ввод данных на этапе 715 недостаточен для совершения предсказания. MLA может определять, что объем данных недостаточен. MLA может определять, что данные недостаточно точны для совершения предсказания, например, при наличии ошибок в данных. MLA может выводить уровень доверительности предсказания, и может осуществляться определение, что уровень доверительности ниже порогового уровня доверительности, например, заранее определенного порогового уровня доверительности. Если MLA требует дополнительных данных, дополнительные данные могут захватываться на этапе 705. Иными словами, если MLA имеет достаточный объем данных, чтобы сделать предсказание способ 700 может перейти к этапу 725.[198] At step 720, a determination may be made whether additional data needs to be input into the MLA. The MLA may determine that the input of data at step 715 is insufficient to make a prediction. The MLA may determine that the amount of data is insufficient. The MLA may determine that the data is not accurate enough to make a prediction, such as if there are errors in the data. The MLA may output a confidence level of the prediction, and a determination may be made that the confidence level is below a threshold confidence level, such as a predetermined threshold confidence level. If the MLA requires additional data, the additional data may be captured at step 705. In other words, if the MLA has a sufficient amount of data to make a prediction, the method 700 may proceed to step 725.

[199] На этапе 725 MLA может выводить предсказанную вероятность того, что пациент подвержен одному или более состояниям. Для каждого состояния, MLA может выводить предсказанную вероятность того, что пациент подвержен состоянию. Подверженность пациента патологии может выводиться MLA и/или может определяться на основании предсказаний, выводимых MLA. Подверженность пациента может указывать расстояние пациента от биоподписи состояния. Пользовательский интерфейс и/или отчет может генерироваться и выводиться клиницисту для использования в качестве помощи при определении медицинского состояния пациента и/или подтверждении медицинского состояния.[199] At step 725, the MLA may output a predicted probability that the patient is susceptible to one or more conditions. For each condition, the MLA may output a predicted probability that the patient is susceptible to the condition. The patient's susceptibility to the pathology may be output by the MLA and/or may be determined based on the predictions output by the MLA. The patient's susceptibility may indicate the patient's distance from the biosignature of the condition. A user interface and/or a report may be generated and output to a clinician for use as an aid in determining the patient's medical condition and/or confirming the medical condition.

[200] Примеры для временно-частотного анализа и выбора дискриминантных областей на основании статистической значимости более высокой частоты проиллюстрированы на фиг. 8-27. В этих примерах данные сетчаточного сигнала от пациентов с шизофренией, биполярным расстройством или большим депрессивным расстройством, молодежной популяции с угрозой психоза (т.е. молодых людей, родители которых страдают шизофренией, биполярным расстройством или депрессией) и от контрольных испытуемых, не подверженных этим состояниям, подвергались временно-частотному анализу (вейвлет-преобразованию с разными материнскими вейвлетами) и сравнивались. Временно-частотный анализ проводится с любым известным материнским вейвлетом или особым материнским вейвлетом, подготовленным (материнские вейвлеты-прототипы) из опорных массивов данных (контрольный испытуемый или индивиды с конкретными состояниями).[200] Examples for time-frequency analysis and selection of discriminant regions based on statistical significance of higher frequency are illustrated in Figs. 8-27. In these examples, retinal signal data from patients with schizophrenia, bipolar disorder, or major depressive disorder, a youth population at risk for psychosis (i.e., young people whose parents have schizophrenia, bipolar disorder, or depression), and from control subjects not affected by these conditions were time-frequency analyzed (wavelet transform with different mother wavelets) and compared. Time-frequency analysis is performed with any known mother wavelet or with a specific mother wavelet prepared (prototype mother wavelets) from reference data sets (control subject or individuals with specific conditions).

[201] Примеры для выбора и отображения статистической значимости особенностей сетчаточного сигнала проиллюстрированы на фиг. 28-42. В этих примерах, выбирались и сравнивались особенности сетчаточного сигнала, полученные с помощью частотного анализа сигнала у пациентов с шизофренией, биполярным расстройством или большим депрессивным расстройством, молодежной популяции с угрозой психоза (т.е. молодых людей, родители которых страдают шизофренией, биполярным расстройством или депрессией) и от контрольных испытуемых, не подверженных этим состояниям. Затем отображения наиболее дискриминантных особенностей подготавливались из выбора особенностей.[201] Examples for selecting and displaying statistical significance of retinal signal features are illustrated in Figs. 28-42. In these examples, retinal signal features obtained by frequency analysis of the signal from patients with schizophrenia, bipolar disorder, or major depressive disorder, a youth population at risk for psychosis (i.e., young people whose parents suffer from schizophrenia, bipolar disorder, or depression), and from control subjects not affected by these conditions were selected and compared. Displays of the most discriminatory features were then prepared from the selection of features.

[202] Примеры для выбора и отображения статистической значимости описателей сетчаточного сигнала проиллюстрированы на фиг. 43-58. В этих примерах описатели сетчаточного сигнала полученный у пациентов с шизофренией, биполярным расстройством или большим депрессивным расстройством, молодежной популяции с угрозой психоза (т.е. молодых людей, родители которых страдают шизофренией, биполярным расстройством или депрессией) и от контрольных испытуемых, не подверженных этим состояниям, объединялись, и их потенциал для дискриминирования в нескольких состояниях оценивался. Затем из этого выбора подготавливались отображения наиболее дискриминирующих описателей, на основании их различительного потенциала и их положения в объеме информации.[202] Examples for selecting and displaying the statistical significance of retinal signal descriptors are illustrated in Figs. 43-58. In these examples, retinal signal descriptors obtained from patients with schizophrenia, bipolar disorder, or major depressive disorder, a youth population at risk for psychosis (i.e., young people whose parents have schizophrenia, bipolar disorder, or depression), and from control subjects not affected by these conditions were pooled and their potential for discrimination across conditions was assessed. From this selection, displays of the most discriminatory descriptors were then prepared based on their discriminatory potential and their position in the information volume.

[203] На фиг. 8 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с шизофренией (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми; более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[203] Figure 8 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with schizophrenia (lighter dots) and individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects; darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[204] На фиг. 9 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с шизофренией (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми; более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[204] Figure 9 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with schizophrenia (lighter dots) and individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects; darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[205] На фиг. 10 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с биполярным расстройством (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми; более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[205] Figure 10 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with bipolar disorder (lighter dots) and individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects; darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[206] На фиг. 11 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с биполярным расстройством (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми; более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[206] Figure 11 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with bipolar disorder (lighter dots) and individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects; darker dots) using a discrete mother wavelet approximation of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[207] На фиг. 12 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[207] Figure 12 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and individuals not diagnosed with mental health disorders (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[208] На фиг. 13 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[208] Figure 13 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from individuals not diagnosed with mental health disorders (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[209] На фиг. 14 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с угрозой психоза (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[209] Figure 14 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients at risk of psychosis (lighter dots) and from individuals not diagnosed with mental health disorders (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[210] На фиг. 15 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с угрозой психоза (более светлые точки) и у индивидов, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[210] Figure 15 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients at risk of psychosis (lighter dots) and from individuals not diagnosed with mental health disorders (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[211] На фиг. 16 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с шизофренией (более светлые точки) и у пациентов с биполярным расстройством (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[211] Figure 16 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with schizophrenia (lighter dots) and from patients with bipolar disorder (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[212] На фиг. 17 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с шизофренией (более светлые точки) и у пациентов с биполярным расстройством (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[212] Figure 17 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with schizophrenia (lighter dots) and from patients with bipolar disorder (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[213] На фиг. 18 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с биполярным расстройством (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[213] Figure 18 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from patients with bipolar disorder (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[214] На фиг. 19 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с биполярным расстройством (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[214] Figure 19 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from patients with bipolar disorder (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[215] На фиг. 20 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с шизофренией (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[215] Figure 20 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from patients with schizophrenia (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[216] На фиг. 21 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с шизофренией (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[216] Figure 21 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from patients with schizophrenia (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[217] На фиг. 22 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с биполярным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с угрозой психоза (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[217] Figure 22 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with bipolar disorder (lighter dots) and from patients at risk of psychosis (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[218] На фиг. 23 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с биполярным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с угрозой психоза (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[218] Figure 23 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with bipolar disorder (lighter dots) and from patients at risk of psychosis (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[219] На фиг. 24 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с шизофренией (более светлые точки) и у пациентов с угрозой психоза (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[219] Figure 24 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with schizophrenia (lighter dots) and from patients at risk of psychosis (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[220] На фиг. 25 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с шизофренией (более светлые точки) и у пациентов с угрозой психоза (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[220] Figure 25 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with schizophrenia (lighter dots) and from patients at risk of psychosis (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[221] На фиг. 26 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с угрозой психоза (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации формы волны Морле в качестве материнского вейвлета. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[221] Figure 26 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from patients at risk of psychosis (darker dots) using a discrete approximation of the Morlet waveform as the mother wavelet. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[222] На фиг. 27 показано сравнение частотного анализа данных сетчаточного сигнала у пациентов с большим депрессивным расстройством (более светлые точки) и у пациентов с угрозой психоза (более темные точки) с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Величина коэффициентов SRC в зависимости от времени и частоты составляет 90% от порога.[222] Figure 27 shows a comparison of frequency analysis of retinal signal data from patients with major depressive disorder (lighter dots) and from patients at risk of psychosis (darker dots) using a discrete approximation of a mother wavelet of a certain design with retinal signal data sets from control subjects. The magnitude of the SRC coefficients as a function of time and frequency is 90% of the threshold.

[223] На фиг. 28 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) при вейвлетном коэффициенте с порогом p≤0,05 у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с шизофренией с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Цвета представляют собой шкалы величины SRC в конкретном положении. Более темные точки изображают позиции SRC, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет от 70% до 100%).[223] Figure 28 shows the most discriminant predictors from a selection of features (the frequency analysis components in this example) performed with sparse representation classification (SRC) at a wavelet coefficient threshold of p≤0.05 in patients with bipolar disorder compared to patients with schizophrenia using a discrete approximation of a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. The colors represent scales of the magnitude of the SRC at a particular position. Darker dots depict SRC positions where the SRC exceeds a given threshold (in the illustrated example, the threshold is from 70% to 100%).

[224] На фиг. 29 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент на основании статистической значимости с порогом статистического значения p≤0,05 у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с шизофренией, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. [224] Figure 29 shows the most discriminant predictors from a selection of features (frequency analysis components in this example) performed with classification by principal component analysis based on statistical significance with a statistical significance threshold of p≤0.05 in patients with bipolar disorder compared to patients with schizophrenia, using a mother wavelet of a specific design with retinal signal datasets from control subjects.

[225] На фиг. 30 показаны отображения наиболее дискриминантных предсказателей и их уровней значимости (статистических значений p) из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент, ранжированных статистической значимостью у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с шизофренией, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. В этом примере, две наиболее дискриминантные компоненты рассматривались с порогом p≤0,05. Цвета (в шкале серого) являются шкалами величины дискриминантной силы.[225] Figure 30 shows the displays of the most discriminant predictors and their significance levels (statistical p-values) from a selection of features (frequency analysis components in this example) performed with classification by principal component analysis ranked by statistical significance in patients with bipolar disorder versus patients with schizophrenia, using a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. In this example, the two most discriminant components were considered with a threshold of p≤0.05. The colors (in gray scale) are scales of the magnitude of discriminant power.

[226] На фиг. 31 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) при вейвлетном коэффициенте с порогом p≤0,05 у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством, с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Затенение иллюстрирует шкалы величины SRC в конкретном положении. Более темные точки изображают позиции SRC, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет от 70% до 100%).[226] Figure 31 shows the most discriminant predictors from a selection of features (the frequency analysis components in this example) performed with sparse representation classification (SRC) at a wavelet coefficient threshold of p≤0.05 in patients with bipolar disorder compared to patients with major depressive disorder, using a discrete approximation of a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. The shading illustrates the scales of the SRC magnitude at a particular position. Darker dots depict SRC positions where the SRC exceeds a given threshold (in the illustrated example, the threshold is from 70% to 100%).

[227] На фиг. 32 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в иллюстрируемом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент на основании статистической значимости с порогом статистического значения p≤0,05 у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых.[227] Figure 32 shows the most discriminant predictors from a selection of features (frequency analysis components in the illustrated example) performed with classification by principal component analysis based on statistical significance with a statistical significance threshold of p≤0.05 in patients with bipolar disorder compared to patients with major depressive disorder, using a mother wavelet of a specific design with retinal signal data sets from control subjects.

[228] На фиг. 33 показаны отображения наиболее дискриминантных предсказателей и их уровней значимости (статистических значений p) из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент, ранжированных статистической значимостью у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. В иллюстрируемом примере, две наиболее дискриминантные компоненты рассматривались с порогом p≤0,05. Затенение в шкале серого указывает шкалы величины дискриминантной силы.[228] Figure 33 shows the displays of the most discriminant predictors and their significance levels (statistical p-values) from a selection of features (frequency analysis components in this example) conducted with classification by principal component analysis ranked by statistical significance in patients with bipolar disorder compared to patients with major depressive disorder, using a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. In the illustrated example, the two most discriminant components were considered with a threshold of p≤0.05. The shading in the gray scale indicates the scales of magnitude of discriminant power.

[229] На фиг. 34 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) при вейвлетном коэффициенте с порогом p≤0,05 у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Затенение указывает шкалы величины SRC в конкретном положении. Более темные точки обозначают позиции SRC, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет от 70% до 100%).[229] Figure 34 shows the most discriminant predictors from a selection of features (the frequency analysis components in this example) performed with sparse representation classification (SRC) at a wavelet coefficient threshold of p≤0.05 in patients with bipolar disorder compared to patients at risk of psychosis, using a discrete approximation of a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. Shading indicates the scale of the SRC magnitude at a particular position. Darker dots indicate SRC positions where the SRC exceeds a given threshold (in the illustrated example, the threshold is between 70% and 100%).

[230] На фиг. 35 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент на основании статистической значимости с порогом статистического значения p≤0,05 у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых.[230] Figure 35 shows the most discriminant predictors from a selection of features (frequency analysis components in this example) performed with classification by principal component analysis based on statistical significance with a statistical significance threshold of p≤0.05 in patients with bipolar disorder compared to patients at risk of psychosis, using a mother wavelet of a specific design with retinal signal datasets from control subjects.

[231] На фиг. 36 показаны отображения наиболее дискриминантных предсказателей и их уровней значимости (статистических значений p) из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент, ранжированных статистической значимостью у пациентов с биполярным расстройством в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. В иллюстрируемом примере, две наиболее дискриминантные компоненты рассматривались с порогом p≤0,05. Затенение указывает шкалы величины дискриминантной силы.[231] Figure 36 shows the displays of the most discriminant predictors and their significance levels (statistical p-values) from a selection of features (frequency analysis components in this example) conducted with classification by principal component analysis ranked by statistical significance in patients with bipolar disorder versus patients at risk of psychosis, using a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. In the illustrated example, the two most discriminant components were considered with a threshold of p≤0.05. Shading indicates scales of magnitude of discriminant power.

[232] На фиг. 37 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) при вейвлетном коэффициенте с порогом p≤0,05 у пациентов с шизофренией в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Затенение указывает шкалы величины SRC в конкретном положении. Более темные точки обозначают позиции SRC, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет от 70% до 100%).[232] Figure 37 shows the most discriminant predictors from a selection of features (the frequency analysis components in this example) performed with sparse representation classification (SRC) at a wavelet coefficient threshold of p≤0.05 in patients with schizophrenia compared to patients at risk of psychosis, using a discrete approximation of a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. Shading indicates the scale of the SRC magnitude at a particular position. Darker dots indicate SRC positions where the SRC exceeds a given threshold (in the illustrated example, the threshold is between 70% and 100%).

[233] На фиг. 38 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент на основании статистической значимости с порогом статистического значения p≤0,05 у пациентов с шизофренией в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых.[233] Figure 38 shows the most discriminant predictors from a selection of features (frequency analysis components in this example) performed with classification by principal component analysis based on statistical significance with a statistical significance threshold of p≤0.05 in patients with schizophrenia compared to patients at risk of psychosis, using a mother wavelet of a specific design with retinal signal datasets from control subjects.

[234] На фиг. 39 показаны отображения наиболее дискриминантных предсказателей и их уровней значимости (статистических значений p) из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент, ранжированных статистической значимостью у пациентов с шизофренией в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. В этом примере, две наиболее дискриминантные компоненты рассматривались с порогом p≤0,05. Затенение указывает шкалы величины дискриминантной силы.[234] Figure 39 shows the plots of the most discriminant predictors and their significance levels (statistical p-values) from a selection of features (frequency analysis components in this example) performed with classification by principal component analysis ranked by statistical significance in patients with schizophrenia versus patients at risk of psychosis, using a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. In this example, the two most discriminant components were considered with a threshold of p≤0.05. Shading indicates scales of magnitude of discriminant power.

[235] На фиг. 40 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) при вейвлетном коэффициенте с порогом p≤0,05 у пациентов с большим депрессивным расстройством в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием дискретной аппроксимации материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. Затенение указывает шкалы величины SRC в конкретном положении. Более темные точки обозначают позиции SRC, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет от 70% до 100%).[235] Figure 40 shows the most discriminant predictors from a selection of features (the frequency analysis components in this example) performed with sparse representation classification (SRC) at a wavelet coefficient threshold of p≤0.05 in patients with major depressive disorder compared to patients at risk of psychosis, using a discrete approximation of a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. Shading indicates the scale of the SRC magnitude at a particular position. Darker dots indicate SRC positions where the SRC exceeds a given threshold (in the illustrated example, the threshold is between 70% and 100%).

[236] На фиг. 41 показаны наиболее дискриминантные предсказатели из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в иллюстрируемом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент на основании статистической значимости с порогом статистического значения p≤0,05 у пациентов с большим депрессивным расстройством в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых.[236] Figure 41 shows the most discriminant predictors from a selection of features (frequency analysis components in the illustrated example) performed with classification by principal component analysis based on statistical significance with a statistical significance threshold of p≤0.05 in patients with major depressive disorder compared to patients at risk of psychosis, using a mother wavelet of a specific design with retinal signal data sets from control subjects.

[237] На фиг. 42 показаны отображения наиболее дискриминантных предсказателей и их уровней значимости (статистических значений p) из выбора особенностей (компоненты частотного анализа в этом примере), проводимого с классификацией посредством анализа главных компонент, ранжированных статистической значимостью у пациентов с большим депрессивным расстройством в сравнении с пациентами с угрозой психоза, с использованием материнского вейвлета определенной конструкции с массивами данных сетчаточного сигнала от контрольных испытуемых. В этом примере две наиболее дискриминантные компоненты рассматривались с порогом p≤0,05. Затенение указывает шкалы величины дискриминантной силы.[237] Figure 42 shows the displays of the most discriminant predictors and their significance levels (statistical p-values) from a selection of features (frequency analysis components in this example) conducted with classification by principal component analysis ranked by statistical significance in patients with major depressive disorder versus patients at risk of psychosis, using a mother wavelet of a particular design with retinal signal data sets from control subjects. In this example, the two most discriminant components were considered with a threshold of p≤0.05. Shading indicates scales of magnitude of discriminant power.

[238] На фиг. 43 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (спектральной энтропии в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с индивидами, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми). Более темные точки указывают положение более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[238] Figure 43 shows the display of the most discriminant selected descriptors (spectral entropy in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects). Darker dots indicate the position of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[239] На фиг. 44 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (эксцесса в иллюстрируемом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с индивидами, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми). Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[239] Figure 44 shows the display of the most discriminant selected descriptors (kurtosis in the illustrated example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects). Darker dots are positions of higher discrimination, where SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[240] На фиг. 45 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (момент Ху в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с индивидами, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми). Более темные точки указывают положение более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[240] Figure 45 shows the display of the most discriminative selected descriptors (the Hu's moment in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects). Darker dots indicate the position of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[241] На фиг. 46 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (трех описателей в этом примере: спектральной энтропии, эксцесса и момента Ху), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с индивидами, у которых не диагностировано нарушений психического здоровья (контрольными испытуемыми). Более темные точки указывают положение более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%). Преимущество дополнительных извлекаемых конкретных описателей сетчаточного сигнала (как по положению, так и статистической значимости информации) можно понять, сравнивая описатели с представленными на фиг. 43, 44 и 45.[241] Figure 46 shows the display of the most discriminant selected descriptors (three descriptors in this example: spectral entropy, kurtosis, and Hu's moment) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to individuals not diagnosed with mental health disorders (control subjects). Darker dots indicate the position of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%). The advantage of additional extracted specific descriptors of the retinal signal (both in position and statistical significance of the information) can be understood by comparing the descriptors with those presented in Figures 43, 44, and 45.

[242] На фиг. 47 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (спектральной энтропии в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с биполярным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[242] Figure 47 shows the display of the most discriminant selected descriptors (spectral entropy in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with bipolar disorder. Darker dots are positions of higher discrimination, where SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[243] На фиг. 48 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (эксцесса в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с биполярным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[243] Figure 48 shows the display of the most discriminant selected descriptors (kurtosis in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with bipolar disorder. Darker dots are positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[244] На фиг. 49 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (момент Ху в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с биполярным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[244] Figure 49 shows the display of the most discriminant selected descriptors (Hu's moment in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with bipolar disorder. Darker dots are positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[245] На фиг. 50 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (трех описателей в этом примере: спектральной энтропии, эксцесса и момента Ху), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с биполярным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%). Преимущество дополнительных извлекаемых конкретных описателей сетчаточного сигнала (как по положению, так и статистической значимости информации) можно понять, сравнивая описатели с представленными на фиг. 47, 48 и 49.[245] Figure 50 shows the display of the most discriminant selected descriptors (three descriptors in this example: spectral entropy, kurtosis, and Hu's moment) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with bipolar disorder. The darker dots are the positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%). The advantage of additional extracted specific descriptors of the retinal signal (both in terms of position and statistical significance of the information) can be understood by comparing the descriptors with those presented in Figures 47, 48, and 49.

[246] На фиг. 51 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (спектральной энтропии в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с шизофренией. Более темные точки указывают положение более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[246] Figure 51 shows the display of the most discriminant selected descriptors (spectral entropy in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with schizophrenia. Darker dots indicate the position of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[247] На фиг. 52 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (эксцесса в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с шизофренией. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[247] Figure 52 shows the display of the most discriminant selected descriptors (kurtosis in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with schizophrenia. Darker dots are positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[248] На фиг. 53 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (момент Ху в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с шизофренией. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[248] Figure 53 shows the mapping of the most discriminant selected descriptors (Hu's moment in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with schizophrenia. Darker dots are positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[249] На фиг. 54 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (трех описателей в этом примере: спектральной энтропии, эксцесса и момента Ху), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с шизофренией. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%). Преимущество дополнительных извлекаемых конкретных описателей сетчаточного сигнала (как по положению, так и статистической значимости информации) можно понять, сравнивая описатели с представленными на фиг. 51, 52 и 53.[249] Figure 54 shows the display of the most discriminant selected descriptors (three descriptors in this example: spectral entropy, kurtosis, and Hu's moment) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with schizophrenia. Darker dots are the positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%). The advantage of additional extracted specific descriptors of the retinal signal (both in terms of position and statistical significance of the information) can be understood by comparing the descriptors with those presented in Figures 51, 52, and 53.

[250] На фиг. 55 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (спектральной энтропии в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[250] Figure 55 shows the display of the most discriminant selected descriptors (spectral entropy in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with major depressive disorder. Darker dots are positions of higher discrimination, where SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[251] На фиг. 56 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (эксцесса в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[251] Figure 56 shows the display of the most discriminant selected descriptors (kurtosis in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with major depressive disorder. Darker dots are positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[252] На фиг. 57 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (момент Ху в этом примере), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%).[252] Figure 57 shows the display of the most discriminant selected descriptors (Hu's moment in this example) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with major depressive disorder. Darker dots are positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%).

[253] На фиг. 58 показано отображение наиболее дискриминантных выбранных описателей (трех описателей в этом примере: спектральной энтропии, эксцесса и момента Ху), проводимое с классификацией на основе разреженных представлений (SRC) с порогом p≤0,05 у пациентов с угрозой психоза в сравнении с пациентами с большим депрессивным расстройством. Более темные точки являются позициями более высокой степени дискриминирования, где SRC превышает заданный порог (в иллюстрируемом примере, порог составляет 80%). Преимущество дополнительных извлекаемых конкретных описателей сетчаточного сигнала (как по положению, так и статистической значимости информации) можно понять, сравнивая описатели с представленными на фиг. 55, 56 и 57.[253] Figure 58 shows the display of the most discriminant selected descriptors (three descriptors in this example: spectral entropy, kurtosis, and Hu's moment) performed with sparse representation classification (SRC) with a threshold of p≤0.05 in patients at risk of psychosis compared to patients with major depressive disorder. Darker dots are the positions of higher discrimination, where the SRC exceeds the given threshold (in the illustrated example, the threshold is 80%). The advantage of additional extracted specific descriptors of the retinal signal (both in terms of position and statistical significance of the information) can be understood by comparing the descriptors with those presented in Figures 55, 56, and 57.

[254] Нетрудно понять, что не все упомянутые здесь технические результаты гарантированы в каждом варианте осуществления настоящего изобретения.[254] It is readily understood that not all technical results mentioned herein are guaranteed in every embodiment of the present invention.

[255] Специалисты в данной области техники могут предложить модификации и усовершенствования вышеописанных реализаций настоящего изобретения. Вышеприведенное описание служит для иллюстрации, а не для ограничения. Таким образом, объем настоящего изобретения подлежит ограничению только объемом нижеследующей формулы изобретения.[255] Those skilled in the art may suggest modifications and improvements to the above-described embodiments of the present invention. The above description serves for illustration and not limitation. Accordingly, the scope of the present invention is limited only by the scope of the following claims.

Claims (42)

1. Способ определения медицинских состояний на основе обработки данных сетчаточного сигнала, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит этапы, на которых:1. A method for determining medical conditions based on processing retinal signal data, wherein the method is executed by at least one processor of a computer system, wherein the method comprises the steps of: принимают данные сетчаточного сигнала, соответствующие пациенту, при этомreceive retinal signal data corresponding to the patient, while данные сетчаточного сигнала стимулируются путем подачи сигнала световой стимуляции на сетчатку пациента посредством светового стимулятора, который излучает свет, и собираются по меньшей мере одним электродом для обнаружения электрических сигналов, фотодатчиком для измерения интенсивности излучаемого света от светового стимулятора и спектрометром для измерения спектра излучаемого света от светового стимулятора,the retinal signal data is stimulated by applying a light stimulation signal to the retina of the patient via a light stimulator that emits light, and is collected by at least one electrode for detecting electrical signals, a photosensor for measuring the intensity of the emitted light from the light stimulator, and a spectrometer for measuring the spectrum of the emitted light from the light stimulator, при этом данные сетчаточного сигнала связаны со световой стимуляцией сетчатки пациента и включают в себя по меньшей мере один параметр, который является независимым от напряжения и/или независимым от времени, причем этот по меньшей мере один параметр содержит одно из интенсивности излучаемого света, спектра излучаемого света или импедансной компоненты приемной цепи;wherein the retinal signal data is related to light stimulation of the patient's retina and includes at least one parameter that is voltage independent and/or time independent, wherein the at least one parameter comprises one of the intensity of the emitted light, the spectrum of the emitted light, or the impedance component of the receiving circuit; определяют, на основе данных сетчаточного сигнала, одну или более особенностей сетчаточного сигнала;determining, based on the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; применяют одну или более особенностей сетчаточного сигнала к математической модели, причем математическая модель соответствует медицинскому состоянию, причем математическая модель содержит алгоритм машинного обучения, обученный с использованием массива данных для данных сетчаточного сигнала пациентов с медицинским состоянием, и причем массив данных содержит по меньшей мере один параметр, который является независимым от напряжения и/или независимым от времени;applying one or more features of the retinal signal to a mathematical model, wherein the mathematical model corresponds to a medical condition, wherein the mathematical model comprises a machine learning algorithm trained using a data set of retinal signal data of patients with the medical condition, and wherein the data set comprises at least one parameter that is voltage independent and/or time independent; выводят, посредством математической модели, предсказанную вероятность медицинского состояния пациента; иderive, by means of a mathematical model, a predicted probability of the patient's medical condition; and отображают интерфейс, содержащий предсказанную вероятность медицинского состояния пациента, при этом данные сетчаточного сигнала имеют частоту дискретизации от 4 до 24 кГц, а данные сетчаточного сигнала собирают в течение времени сбора сигналов не более 500 миллисекунд.displaying an interface containing a predicted probability of a patient's medical condition, wherein the retinal signal data has a sampling frequency of 4 to 24 kHz, and the retinal signal data is collected for a signal collection time of no more than 500 milliseconds. 2. Способ по п.1, в котором импедансная компонента регистрируется непрерывно во время захвата данных сетчаточного сигнала.2. The method according to claim 1, wherein the impedance component is recorded continuously during the acquisition of retinal signal data. 3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:3. The method according to claim 1, further comprising the steps of: получают кофакторы клинической информации, извлеченные из клинической информации, соответствующей пациенту; иobtain clinical information cofactors extracted from the clinical information relevant to the patient; and применяют кофакторы клинической информации к математической модели.apply cofactors of clinical information to the mathematical model. 4. Способ по п.1, в котором медицинское состояние является одним из: посттравматического стрессового расстройства, припадка, субстанциональной зависимости, обсессивно-компульсивного расстройства, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, рассеянного склероза, аутизма, шизофрении, биполярного расстройства, большого депрессивного расстройства, психоза или дефицитарного расстройства внимания.4. The method of claim 1, wherein the medical condition is one of: post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse disorder, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, psychosis, or attention deficit disorder. 5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых выбирают лекарство на основании предсказанной вероятности и вводят лекарство пациенту.5. The method of claim 1, further comprising the steps of selecting a drug based on the predicted probability and administering the drug to the patient. 6. Способ определения медицинского состояния пациента на основе биоподписи медицинского состояния пациента, причем способ исполняется по меньшей мере одним процессором компьютерной системы, причем способ содержит этапы, на которых:6. A method for determining the medical condition of a patient based on a biosignature of the medical condition of the patient, wherein the method is executed by at least one processor of a computer system, wherein the method comprises the steps of: принимают данные сетчаточного сигнала, соответствующие пациенту, причем данные сетчаточного сигнала стимулируются путем подачи сигнала световой стимуляции на сетчатку пациента посредством светового стимулятора, который излучает свет, и собираются по меньшей мере одним электродом для обнаружения электрических сигналов, фотодатчиком для измерения интенсивности излучаемого света от светового стимулятора и спектрометром для измерения спектра излучаемого света от светового стимулятора,receiving retinal signal data corresponding to a patient, wherein the retinal signal data is stimulated by applying a light stimulation signal to the retina of the patient via a light stimulator that emits light, and is collected by at least one electrode for detecting electrical signals, a photosensor for measuring the intensity of emitted light from the light stimulator, and a spectrometer for measuring the spectrum of emitted light from the light stimulator, при этом данные сетчаточного сигнала связаны со световой стимуляцией сетчатки пациента и включают в себя по меньшей мере один параметр, который является независимым от напряжения и/или независимым от времени, причем этот по меньшей мере один параметр содержит одно из интенсивности излучаемого света, спектра излучаемого света или импедансной компоненты приемной цепи;wherein the retinal signal data is related to light stimulation of the patient's retina and includes at least one parameter that is voltage independent and/or time independent, wherein the at least one parameter comprises one of the intensity of the emitted light, the spectrum of the emitted light, or the impedance component of the receiving circuit; определяют, на основе данных сетчаточного сигнала, одну или более особенностей сетчаточного сигнала;determining, based on the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; определяют расстояние между одним или более особенностями сетчаточного сигнала и биоподписью медицинского состояния,determine the distance between one or more features of the retinal signal and a biosignature of a medical condition, причем биоподпись определяется с использованием данных сетчаточного сигнала от пациентов с медицинским состоянием, причем данные сетчаточного сигнала содержат по меньшей мере один параметр, который является независимым от напряжения и/или независимым от времени; иwherein the biosignature is determined using retinal signal data from patients with a medical condition, wherein the retinal signal data comprises at least one parameter that is voltage independent and/or time independent; and отображают интерфейс, указывающий расстояние между одной или более особенностями сетчаточного сигнала и биоподписью медицинского состояния пациента, при этом данные сетчаточного сигнала имеют частоту дискретизации от 4 до 24 кГц, а данные сетчаточного сигнала собирают в течение времени сбора сигналов не более 500 миллисекунд.display an interface indicating the distance between one or more features of the retinal signal and a biosignature of a patient's medical condition, wherein the retinal signal data has a sampling frequency of 4 to 24 kHz, and the retinal signal data is collected for a signal collection time of no more than 500 milliseconds. 7. Способ по п.6, в котором импедансная компонента регистрируется непрерывно во время захвата данных сетчаточного сигнала.7. The method of claim 6, wherein the impedance component is recorded continuously during the acquisition of retinal signal data. 8. Способ по п.6, в котором медицинское состояние является одним из: посттравматического стрессового расстройства, припадка, субстанциональной зависимости, обсессивно-компульсивного расстройства, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, рассеянного склероза, аутизма, шизофрении, биполярного расстройства, большого депрессивного расстройства, психоза или дефицитарного расстройства внимания.8. The method of claim 6, wherein the medical condition is one of: post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse disorder, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, psychosis, or attention deficit disorder. 9. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором определяют на основе расстояния между одним или более сетчаточным сигналом и биоподписью медицинского состояния план лечения пациента.9. The method of claim 6, further comprising the step of determining, based on the distance between one or more retinal signals and the biosignature of the medical condition, a treatment plan for the patient. 10. Система определения медицинских состояний на основе обработки данных сетчаточного сигнала, причем система содержит: 10. A system for determining medical conditions based on processing retinal signal data, the system comprising: световой стимулятор, который излучает свет;a light stimulator that emits light; фотодатчик для измерения интенсивности излучаемого света от светового стимулятора;a photo sensor for measuring the intensity of light emitted from a light stimulator; спектрометр для измерения спектра излучаемого света от светового стимулятора; иa spectrometer for measuring the spectrum of light emitted from the light stimulator; and один или более электродов для сбора данных сетчаточного сигнала, соответствующих пациенту, и one or more electrodes for collecting retinal signal data corresponding to the patient, and компьютерную систему, содержащую по меньшей мере один процессор и память, где хранятся исполняемые инструкции, которые, при исполнении по меньшей мере одним процессором, предписывают компьютерной системе:a computer system comprising at least one processor and a memory storing executable instructions that, when executed by at least one processor, cause the computer system to: принимать данные сетчаточного сигнала, причем данные сетчаточного сигнала связаны со световой стимуляцией сетчатки пациента и включают в себя по меньшей мере один параметр, который является независимым от напряжения и/или независимым от времени, причем этот по меньшей мере один параметр содержит одно из: интенсивности излучаемого света, спектра излучаемого света или импедансной компоненты приемной цепи;receive retinal signal data, wherein the retinal signal data is related to light stimulation of the retina of the patient and includes at least one parameter that is voltage independent and/or time independent, wherein the at least one parameter comprises one of: an intensity of emitted light, a spectrum of emitted light, or an impedance component of the receiving circuit; определять, на основе данных сетчаточного сигнала, одну или более особенностей сетчаточного сигнала;determine, based on the retinal signal data, one or more features of the retinal signal; применять одну или более особенностей сетчаточного сигнала к математической модели, причем математическая модель соответствует медицинскому состоянию, причем математическая модель содержит алгоритм машинного обучения, обученный с использованием массива данных для данных сетчаточного сигнала пациентов с медицинским состоянием, и причем массив данных содержит по меньшей мере один параметр, который является независимым от напряжения и/или независимым от времени;apply one or more features of the retinal signal to a mathematical model, wherein the mathematical model corresponds to a medical condition, wherein the mathematical model comprises a machine learning algorithm trained using a data set of retinal signal data of patients with the medical condition, and wherein the data set comprises at least one parameter that is voltage independent and/or time independent; выводить, посредством математической модели, предсказанную вероятность медицинского состояния пациента; иderive, by means of a mathematical model, the predicted probability of the patient's medical condition; and отображать интерфейс, содержащий предсказанную вероятность медицинского состояния пациента, при этом данные сетчаточного сигнала имеют частоту дискретизации от 4 до 24 кГц, а данные сетчаточного сигнала собирают в течение времени сбора сигналов не более 500 миллисекунд.display an interface containing a predicted probability of a medical condition of a patient, wherein the retinal signal data has a sampling frequency of from 4 to 24 kHz, and the retinal signal data is collected for a signal collection time of no more than 500 milliseconds. 11. Система по п.10, при этом импедансная компонента регистрируется непрерывно во время захвата данных сетчаточного сигнала.11. The system of claim 10, wherein the impedance component is recorded continuously during the acquisition of retinal signal data. 12. Система по п.10, при этом инструкции дополнительно предписывают компьютерной системе:12. The system according to paragraph 10, wherein the instructions additionally prescribe the computer system to: получать кофакторы клинической информации, извлеченные из клинической информации, соответствующей пациенту; иobtain clinical information cofactors extracted from the clinical information relevant to the patient; and применять кофакторы клинической информации к математической модели.apply cofactors of clinical information to a mathematical model. 13. Система по п.10, при этом медицинское состояние является одним из: посттравматического стрессового расстройства, припадка, субстанциональной зависимости, обсессивно-компульсивного расстройства, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, рассеянного склероза, аутизма, шизофрении, биполярного расстройства, большого депрессивного расстройства, психоза или дефицитарного расстройства внимания.13. The system of claim 10, wherein the medical condition is one of: post-traumatic stress disorder, seizure, substance abuse disorder, obsessive-compulsive disorder, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, autism, schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder, psychosis, or attention deficit disorder. 14. Система по п.10, при этом инструкции дополнительно предписывают компьютерной системе:14. The system according to paragraph 10, wherein the instructions additionally prescribe the computer system to: выбирать лекарство на основании предсказанной вероятности и вводить лекарство пациенту.select a drug based on the predicted probability and administer the drug to the patient.
RU2022127632A 2020-03-26 2021-03-25 Systems and methods for processing retinal signal data and identifying conditions RU2840869C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/000,055 2020-03-26
US63/038,257 2020-06-12
US63/149,508 2021-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2840869C1 true RU2840869C1 (en) 2025-05-29

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gómez et al. Automatic seizure detection based on imaged-EEG signals through fully convolutional networks
US12115005B2 (en) Systems and methods for processing retinal signal data and identifying conditions
US20240415442A1 (en) Neuroanal ytic, neurodiagnostic, and therapeutic tools
Miller et al. Basis profile curve identification to understand electrical stimulation effects in human brain networks
AU2018285950A1 (en) Mental state indicator
Garcia-Ponsoda et al. Feature engineering of EEG applied to mental disorders: a systematic mapping study
Jibon et al. Parkinson's disease detection from EEG signal employing autoencoder and RBFNN-based hybrid deep learning framework utilizing power spectral density
Busia et al. Reducing false alarms in wearable seizure detection with EEGformer: A compact transformer model for MCUs
Sisodia et al. Handbook of research on advancements of artificial intelligence in healthcare engineering
Xia et al. Dynamic viewing pattern analysis: Towards large-scale screening of children with ASD in remote areas
Qananwah et al. Cardiac arrhythmias classification using photoplethysmography database
Jiang et al. Classification of depression using machine learning methods based on eye movement variance entropy
Abbas et al. Brain and Heart Rate Variability Patterns Recognition for Depression Classification of Mental Health Disorder.
Hosseini Brain-computer interface for analyzing epileptic big data
Ciravegna et al. Non-invasive AI-powered Diagnostics: The case of Voice-Disorder Detection-Vision paper
RU2840869C1 (en) Systems and methods for processing retinal signal data and identifying conditions
US20240021313A1 (en) System and a method for detecting and quantifying electroencephalographic biomarkers in alzheimer's disease
Nirmala Devi et al. EEG data based human attention recognition using various machine learning techniques: a review
Subudhi et al. Deen: deep ensemble framework for neuroatypicality classification
Luckett Nonlinear methods for detection and prediction of epileptic seizures
Takawale et al. Metaheuristic-assisted hybrid recognition model for brain activity detection
US20250364100A1 (en) Systems and methods of eeg-based biomarker discovery and commercialization for personalized diagnosis and treatment of brain disorders
Singhal et al. Exploring Human Brain Activity Classification: A Comprehensive Analysis Using Machine Learning and Deep Learning Techniques
Vij Exploring Human Brain Activity Classification: A Comprehensive Analysis Using Machine Learning and Deep Learning Techniques
Dey et al. U-Healthcare Monitoring Systems: Volume 1: Design and Applications