JP2007515200A - 脳波を使用した神経障害の治療有効性の評価システムおよび評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】患者の体表からEEGシグナルを収集するための少なくとも2つの表面電極、EEGシグナルから患者の神経学的状態または精神状態を示す種々の特徴および指標を演算処理するためのプロセッサを使用する。これらのパラメータの変化を使用して、治療有効性を評価し、得られた患者の状態を最適化するために治療を修正することができる。
【選択図】図1
Description
本出願は、2003年5月6日提出の米国特許仮出願番号60/468,350号および2004年1月5日提出の米国特許仮出願番号60/534,247号の優先権を主張する。
好ましい実施形態では、任意の電力スペクトルアレイ、バイスペクトルアレイ、または高次スペクトルアレイ(トリスペクトルなど)として定義されたスペクトルアレイから指標の特徴を計算する。周波数領域(フーリエ変換)法および時間領域(自己回帰)法を使用して、電力スペクトルおよびバイスペクトルデータアレイを計算することができる。用語「電力スペクトルアレイ」または「電力スペクトル」には、任意または全ての電力スペクトル、クロススペクトル、およびコヒーレンスアレイが含まれる。用語「両側アレイ」または「バイスペクトル」には、オートおよびクロス公式化のための全てまたは任意の以下のアレイが含まれる:複素数三重積、実数三重積、バイスペクトル密度、2位相アレイ、およびバイコヒーレンスアレイ。バイスペクトルアレイ演算処理の中間ステップとして電力スペクトルアレイを計算し、それにより、指標中で特徴として使用すべきパラメータの導出に利用可能である。指標の計算に電力スペクトルアレイのみを使用する場合、必要なアレイの演算処理後に演算処理を終了させることができる。周波数法および時間領域法を本明細書中に例示し、当業者は、他の方法を同様に潜在的に導くことができることを認識する。本発明は、電力スペクトルアレイおよびバイスペクトルアレイを得るための全ての演算処理方法を組み込むことを意図する。
スペクトルアレイから計算した特徴ならびに他の周波数および時間領域法を使用して指標を構築することができる。好ましい実施形態では、このような指標を、神経刺激治療有効性に関するEEGの変化を定量するようにデザインする。このような指標の作成には、記録前および記録時の神経刺激状態ならびに治療状態および治療有効性の独立した測定と共に神経刺激装置で治療することが意図される特定の病的状態を有する個体由来のEEGデータのデータセットが必要である。
本発明の感度および特異性を、異なる試験方法の使用によって増加することができる。異なる試験方法は、2つまたはそれ以上の連続的評価を使用し、評価間の試験測定基準の値および各評価の実際の値の変化を分析する。一般に、睡眠などの異なる条件下または精神的作業などの有害因子の影響下で評価し、これらをベースライン評価と比較する。痴呆、鬱病、OCD、および他の神経障害を罹患した患者は、異なる試験方法において正常な被験体と異なるEEG反応を示す。この記載は、由来する指標のパフォーマンスを増加させるために使用することができるいくつかの異なる試験方法を記載する。好ましくは、試験測定基準は、EEGスペクトルアレイおよび他のパラメータから導出される指標であり、ここではINDEXとして示す。
神経刺激装置を無効にした場合の指標の計算によってEEG状態のベースライン測定を評価することができる。この値を、種々の神経刺激装置パラメータ(設定)で計算された指標と比較することができる。最も高い治療有効性およびそれによる最適な神経刺激装置のパラメータは、対応する指標の値とベースライン指標の値との間の相違を最大にしたものに対応する。指標の値は神経刺激装置の有効性の単変量基準であるので、制御シグナルをDCU30から神経刺激装置60に供給することができる。この制御シグナルを使用して、種々の神経刺激装置パラメータを制御することができる。神経刺激装置の設定の種々の組み合わせを、DCU30によって自動的に選択し、各設定についての指標値を計算することができる。最適な神経刺激装置のパラメータを、指標が指標のベースライン(神経刺激装置オフ)値と最も相違するパラメータであるように決定する。次いで、DCU30は、最適であるように決定されたパラメータを使用して神経刺激装置を設定するように指令する。
Claims (38)
- 身体からの電気生理学的シグナルを収集するための少なくとも2つの電極と、
前記電気生理学的シグナルから治療有効性に関する少なくとも1つの特徴を計算するためのプロセッサとを含む、神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。 - 前記治療が神経刺激であることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記神経刺激が脳深部刺激であるあることを特徴とする請求項2に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記神経刺激が迷走神経刺激であることを特徴とする請求項2に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記治療が薬物投与であることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記治療が電気痙攣療法であることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記治療が経頭蓋電気刺激であることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記プロセッサが少なくとも2つの特徴を計算し、前記少なくとも2つの特徴を指標と組み合わせることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記プロセッサがスペクトルアレイから少なくとも1つの特徴を計算することを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記プロセッサが電力スペクトルアレイから少なくとも1つの特徴を計算することを特徴とする請求項8に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記プロセッサがバイスペクトルアレイから少なくとも1つの特徴を計算することを特徴とする請求項8に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記少なくとも1つの特徴が時間領域の特徴であることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記少なくとも2つの電極を両側モンタージュに配置することを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記少なくとも2つの電極を片側モンタージュに配置することを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記特徴が各電気生理学的シグナルから計算した測定基準の脳半球間の相違であることを特徴とする請求項1に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記測定基準がスペクトルの特徴であることを特徴とする請求項15に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 前記測定基準が時間領域の特徴であることを特徴とする請求項15に記載の神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。
- 身体からの電気生理学的シグナルを収集するための少なくとも2つの電極と、
前記電極からベースライン条件を示す第1の電気生理学的シグナルおよびその後の条件を示す第2の電気生理学的シグナルを収集するためのデータ収集回路と、
前記データ収集回路から受信した前記電気生理学的シグナルから、
(a)ベースライン条件時の患者の状態に関する少なくとも1つの特徴と、
(b)その後の条件時の患者の状態に関する少なくとも1つの特徴と、
(c)前記ベースライン条件および前記その後の条件に関する特徴の相違を計算するためのプロセッサとを含み、前記相違が治療有効性に関する、神経障害の治療有効性を評価するためのシステム。 - 身体からの電気生理学的シグナルを収集するための少なくとも2つの電極と、
前記電気生理学的シグナルから治療有効性に関する少なくとも1つの特徴を計算するためのプロセッサと、
前記電極から前記電気生理学的シグナルを収集し、前記電気生理学的シグナルを前記プロセッサが使用可能な形式に変換するためのデータ収集回路と、
計算された治療有効性を最大にするための神経刺激装置の治療パラメータを変化させるためのプロセッサとを含む、神経障害の治療有効性を最適化するためのシステム。 - 身体に配置した電極を介して身体からの電気生理学的シグナルを収集する工程と、
前記電気生理学的シグナルから治療有効性に関する少なくとも1つの特徴を計算する工程とを含む、神経障害の治療有効性を評価する方法。 - 前記治療が神経刺激であることを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記神経刺激が脳深部刺激であることを特徴とする請求項21に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記神経刺激が迷走神経刺激であることを特徴とする請求項21に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記治療が薬物投与であることを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記治療が電気痙攣療法であることを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記治療が経頭蓋電気刺激であることを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記特徴を指標と組み合わせる工程をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記少なくとも1つの特徴をスペクトルアレイから計算することを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記少なくとも1つの特徴を電力スペクトルアレイから計算することを特徴とする請求項27に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記少なくとも1つの特徴をバイスペクトルアレイから計算することを特徴とする請求項27に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記少なくとも1つの特徴が時間領域の特徴であることを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記少なくとも2つの電極を両側モンタージュに配置することを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記少なくとも2つの電極を片側モンタージュに配置することを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記特徴が各電気生理学的シグナルから計算した測定基準の脳半球間の相違であることを特徴とする請求項20に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記測定基準がスペクトルの特徴であることを特徴とする請求項34に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 前記測定基準が時間領域の特徴であることを特徴とする請求項34に記載の神経障害の治療有効性を評価する方法。
- 治療を受ける身体に少なくとも2つの電極を位置づける工程と、
ベースライン条件で前記身体からの第1の電気生理学的シグナルを収集する工程と、
その後の条件時に身体から第2の電気生理学的シグナルを収集する工程と、
前記ベースライン条件時の患者の状態に関する少なくとも1つの特徴を計算する工程と、
前記その後の条件時の患者の状態に関する少なくとも1つの特徴を計算する工程と、
前記ベースライン条件時および前記その後の条件時に計算した特徴の相違を計算する工程と、前記相違が治療有効性に関することとを含む、神経障害の治療有効性を評価する方法。 - 治療を受ける身体に少なくとも2つの電極を位置づける工程と、
前記身体から電気生理学的シグナルを収集する工程と、
治療有効性に関する少なくとも1つの特徴を計算する工程と、
計算された治療有効性を最大にするために治療パラメータを変化させる工程とを含む、神経障害の治療有効性を最適化する方法。
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