JP2008510580A - 聴覚注意および覚醒度を査定するための方法 - Google Patents

Abstract

聴覚刺激に対する被験体の反応を点数化することにより被験体の注意状態を査定するための方法が提供される。本方法を用いて、注意欠陥障害または多動性障害のような、心理的障害および行動障害を診断することができる。

Description

本発明は覚醒度の査定のため、または注意欠陥障害についての個体の聴覚検査に関する。

連続遂行検査(continuous performance test)(CPT)が注意欠陥障害についての理学的検診の一部を構成するのが一般的な慣習となっている。連続遂行注意検査は1950年代の中頃より使用されており(Rosvold et al., J. of Consulting and Clinical Psychology 20: 343-350, 1956(非特許文献1))、コンピュータ化されたバージョンは1970年代に利用可能となった(Greenberg, Psychopharmacol. Bull. 23: 279-282, 1987(非特許文献2))。

一連の連続遂行検査を実施することにより心理的状態の診断査定を行うことができる。連続遂行検査においては、正確に識別された標的刺激の数、逃した標的刺激の数、非標的刺激への反応の数、正確に逃した非標的刺激の数、および最終的な刺激間の間隔を反映するよう情報が記録される(米国特許第5,940,801号(特許文献1))。この方法には、検査被験体の動きのパターンの分析を評価に組み入れることにより、小児における注意欠陥多動性障害(ADHD)を評価するために改良が加えられた(Teicher et al., J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry 35: 334-342, 1996(非特許文献3)を参照されたい)。そのような検査システム(OPTAx(商標)検査システム)のバージョンは現在市販されている。

聴覚検査は個体の覚醒度の査定にもまた用いられている。注意変数検査(Test of Variables of Attention)(TOVA)および視聴覚統合型(Integrated Visual and Auditory)(IVA)検査は、刺激が順次提示されかつ被験体が標的刺激に反応する、コンピュータ化された継続か中止かの(go/no-go)パラダイムである。TOVA検査(Forbes, J. Clin. Psychol. 54: 461-476, 1998(非特許文献4)を参照されたい)においては、被験体は1種類の音に対しそれが聞こえ次第キーを押すことにより反応し、他の音に対しては反応しないように指示される。IVA検査(Tinius, Arch. Clin. Neuropsychol. 18: 439-454, 2003(非特許文献5)を参照されたい)は視覚刺激および聴覚刺激の両方を使用する。

もう1つの例において、(Gopher and Kahneman, Perceptual and Motor Skills 33: 1335-1342, 1971(非特許文献6)を参照されたい)聴覚検査はそれぞれの耳に対して異なる刺激を同時に提示することを含む。一方の耳で聴覚合図を聞いた直後に、被験体は、数ではない単語およびもう一方の耳に提示される任意の刺激を無視して、その耳に提示されるその後の任意の数の単語を報告するよう求められる。この検査はパイロットおよび航空交通管制官に適用されている(Boer et al., Mil. Psychol. 9: 137-149, 1997(非特許文献7)を参照されたい)。

両耳分離聴検査を用いて言語処理における半球の差異もまた査定されている。1つの例(Springer et al., J. Nerv. Ment. Dis. 179: 459-467, 1991(非特許文献8))において、検査は右耳および左耳に提示される、正確に時間を合わせた対の単語からなっていた。単語は同じ継続時間および音を有していた。各提示の後に、被験体は検査員に、使用された刺激を列記するカードを指し示すことにより、被験体が聞いた単語を識別するよう求められた。不快気分および側頭葉癲癇を示唆する症状を有する脳損傷患者は、しばしば提示された単語の一方のみを認識することが見出された。前述した聴覚検査と同様に、被験体は刺激の発生について合図された。

米国特許第5,940,801号 Rosvold et al., J. of Consulting and Clinical Psychology 20: 343-350, 1956 Greenberg, Psychopharmacol. Bull. 23: 279-282, 1987 Teicher et al., J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry 35: 334-342, 1996 Forbes, J. Clin. Psychol. 54: 461-476, 1998 Tinius, Arch. Clin. Neuropsychol. 18: 439-454, 2003 Gopher and Kahneman, Perceptual and Motor Skills 33: 1335-1342, 1971 Boer et al., Mil. Psychol. 9: 137-149, 1997 Springer et al., J. Nerv. Ment. Dis. 179: 459-467, 1991

発明の概要
本発明は、一方の耳または両方の耳で標的聴覚刺激を認識、報告しないことにより示されるような、注意散漫になる被験体の傾向を測定する聴覚検査を特徴とする。

従って、本発明の第一の局面は、以下の段階を含む、被験体の注意状態を決定する方法を特徴とする：a)数の単語、数ではない単語、またはそれらの組み合わせからなる、標的聴覚刺激を規定する段階；b)聴覚刺激の対のアレイを形成する段階であって、該アレイが標的聴覚刺激および非標的刺激を含む、段階；c)該アレイを合図無しの音声流として該被験体に提示する段階であって、単語の対のそれぞれの両方の単語が同時に提示される、段階；d)該被験体により反応された標的刺激を点数化する段階；およびe)段階d)の点数化の評価に基づき、該被験体の注意状態を決定する段階。「単語」は、母音および子音を含む1つまたは複数の音節からなる任意の音を意味する。「同時に提示される」は2つの項目の任意の重複した提示を意味する。

1つの態様において、聴覚刺激は数ではない単語を含む。もう1つの態様において、方法は段階d)において被験体により反応された非標的刺激を点数化する段階をさらに含む。非標的刺激は音声学的に類似の単語および音声学的に非類似の単語を含み得、音声学的に類似の単語はそれぞれが標的刺激の1つのように聞こえ、かつ音声学的に非類似の単語はそれぞれが標的刺激のそれぞれとはっきり異なって聞こえる。1つの例において、段階d)の点数化は被験体により反応された音声学的に類似の単語を点数化する段階を含む。もう1つの例において、段階d)の点数化は被験体により反応された音声学的に類似の単語および音声学的に非類似の単語を点数化する段階を含む。「音声学的に類似の」2つの単語は、両方が同数の音節を有していなければならず、かつ各音節が類似の母音をそれぞれ含むか、または各音節の最初に類似の子音をそれぞれ含む。類似の母音を有する音声学的に類似の単語の例は、単語「carry」および「hairy」に見出される。類似の最初の子音を有する音声学的に類似の単語対の例は、単語「pick」および「pack」、または「pick」および「pat」に見出される。2つの単語が音声学的に類似でない場合、それらは音声学的に非類似である。非類似である2つの単語の例は「pick」および「stack」である。

もう1つの態様において、方法は被験体が標的刺激に反応するのに要した時間を測定する段階をさらに含み、段階e)の決定は反応するのに要した時間および段階d)の点数化の両方に基づく。

もう1つの態様において、方法は被験体の動きを追跡する段階をさらに含み、段階e)の決定は動きの評価および段階d)の点数化に基づく。好ましくは、動きは被験体の前に位置するカメラにより追跡される。最も好ましくは、動きは頭、脚、または足の動きである。

標的聴覚刺激は被験体の左耳および右耳に提示されることができる。刺激は、対の一方の単語が被験体の一方の耳にのみ提示され、かつ対のもう一方の単語が被験体のもう一方の耳にのみ提示されるように提示されることができる。本例において、それぞれの耳の聴力は単語提示の前に査定され、それに応じて提示が釣り合わされ得る。もう1つの例において、段階d)の点数化は以下の段階を含み：i)右耳に提示された標的刺激に対する被験体の反応を点数化する段階、およびii)左耳に提示された標的刺激に対する被験体の反応を点数化する段階；かつ段階e)の決定は段階i)の点数化を段階ii)の点数化と比較する段階を含む。

本発明の任意の方法は段階c)の聴覚刺激のそれぞれに対応する視覚表示を被験体に同時に提示する段階をさらに含むことができ、段階d)の点数化は視覚表示への被験体の反応に基づく。1つの例において、被験体はコンピュータに接続されたモニター上に提示された画像を選択することによって視覚表示に反応する。もう1つの例において、被験体はコンピュータに接続されたキーボード上に提示された画像を選択することによって視覚表示に反応する。視覚表示は語彙または図形であり得る。図形表示が使用される本発明の態様において、検査の適用の前に、被験体ために各記号または絵表示はそれが対応する聴覚刺激に関係づけられる。

本発明の任意の方法について、それぞれの反応はコンピュータに保存され得、かつ段階d)の点数化および段階e)の決定はコンピュータプログラムにより遂行され得る。もう1つの態様において、被験体はコンピュータネットワークを通して検査担当者と通信する。

本発明の方法を用いて心理的障害または行動障害を診断することができる。例にはうつ病、双極性障害、不安障害、聴覚処理障害、小発作、統合失調症、薬物中毒、摂食障害、注意欠陥障害、注意欠陥多動性障害、多動性障害、学習障害、アルツハイマー病、認知症、卒中、または外傷性脳損傷が含まれる。好ましい態様において、障害は注意欠陥多動性障害である。本発明の方法を用いて心理的障害または行動障害の薬理学的処置を調整することもできる。例えば被験体により得られた点数を、障害を有すると診断された被験体および/または障害を有すると診断されなかった被験体から得られた点数と比較することができる。

本発明の方法を睡眠不足であるか、感情的ストレスを感じているか、または身体的に影響が及んでいる被験体に適用することができ、検査結果を用いてそのような環境因子に対する被験体の反応を評価することができる。本発明の方法を用いて就学または次の学年もしくはレベルに進級するに当たっての被験体のレディネスを評価することもできる。もう1つの例において、本発明の方法を用いて、運転免許証を得るための被験体の適格性、または航空交通管制官、パイロット、緊急治療室の医師、外科医、警察官、陸軍士官、もしくは消防士としての職位に対する被験体の適性を決定することができる。例えば少なくとも12歳の被験体のような青年または後青年期の者に検査を適用してもよく、または12歳またはそれ未満の小児への適用へ向けて検査をデザインしてもよい。

関連した局面において、本発明は治療が被験体の注意状態に影響を及ぼすかどうかを決定する方法を特徴とする。本方法は本明細書において記載される方法を用いて治療を受ける前および後に被験体の注意状態を決定する段階を含む。治療による処置を受けていない場合の被験体の注意状態または治療による処置を受けていない場合の対照被験体の注意状態のいずれかと比較して変化した注意状態は、治療が被験体の注意状態に影響を及ぼしていることを示す。

詳細な説明
注意は重要な心理的能力であり、正確かつ迅速に課題を遂行する能力、感覚刺激を判別する能力、および情報を適切に取り入れる能力に関わる。注意の欠損は、ADHDおよび統合失調症を含むさまざまな精神神経障害において認められており、課題遂行不良、ならびに学問的活動およびモーター付きの乗り物を運転するなどの日常活動の両方で困難をもたらす。視覚刺激に注意を払う能力に関する複数の検査が存在するが、言語的な聴覚連続遂行検査は注意の誤りおよび選択的注意についての問題の検出能を有する。

本発明は、持続的な注意および課題に無関係な情報を無視しつつ特定の情報に注意を払う能力を要する課題からなる。1つの例において、被験体はコンピュータに接続された1対のヘッドフォンを装着し、そのそれぞれがコンピュータに繋がれているモニターおよびデータ入力装置(キーボードまたはマウスなど)を介してコンピュータと情報をやりとりする。 聴覚刺激はファイルまたは一連のファイルにデジタル化されたフォーマットで保存され、コンピュータ内のソフトウェアがファイルにアクセスして無作為にまたは疑似無作為に単語を組み合わせて同時単語対を作製する。被験体の右耳および左耳の聴覚は異なり得るため、1つの態様においてコンピュータのハードウェアもしくはソフトウェアのいずれかが聴覚を査定し、それに応じて提示音量を調節するか、または検査開始前に被験体が音量を調節するおよび/もしくは右と左のヘッドフォン間で釣り合わせることができるようにする。

検査の間、一群の標的刺激が被験体に提供され、その後被験体にヘッドフォンを介して同時単語対およびモニター画面上に聴覚刺激に対応する視覚刺激が提示される。一方の耳に入る音脈は数の単語からなり、もう一方の耳に入る音脈は数ではない単語からなる。検査の経過中に、数の単語および数ではない単語を耳間で切り替えてもよい。音脈は標的単語および非標的単語の両方を含む。いくつかの非標的単語は標的単語と音声学的に非類似でもよい。他の非標的単語は標的単語と音声学的に類似で標的単語のように聞こえるものでもよい。音声学的に類似の単語は誤反応(作為の誤り)の高感度なプローブとして用いることができる。

被験体はモニター画面上に彼女/彼が聴いている数および/または数ではない標的単語を見てとる。標的刺激はつづられた単語により表示され得るか、または写真画像もしくはアイコンにより表示され得、これにより単語を読めない個体を検査できる。被験体はこれらの標的刺激を聞き次第、モニター画面上に位置するそれらに対応する単語を選択することにより(例えば、単語の画面上の位置の上にカーソルを置きマウスをクリックすることによるなど)反応するよう指示される。または、被験体は聴覚標的の図形または語彙表示で印を付けられた特定のキーを押すかまたは特定のボタンを押すように指示される。

コンピュータは次いで被験体により反応された標的刺激を点数化する。1つの態様において、コンピュータは標的刺激への被験体の反応を点数化し、かつ刺激提示時間に関連付けながら反応潜時も査定する。もう1つの態様において、コンピュータは反応された標的刺激を点数化し、かつ反応された非標的刺激も点数化する。さらにもう1つの態様において、コンピュータは反応された音声学的に類似の非標的刺激と反応された音声学的に非類似の非標的刺激をさらに判別する。

コンピュータソフトウェアはそれぞれの標的刺激に対する被験体の反応、それぞれの標的刺激に対する反応の速さ、欠落の誤り(標的刺激へ反応しないこと)、音声学的に類似の単語に反応することについての作為の誤り、音声学的に非類似の単語に反応することについての作為の誤り、またはそれらの任意の組み合わせを記録できる。コンピュータは左耳に提示された刺激に対する被験体の反応および右耳に提示された刺激に対する反応も記録できる。

反応が一旦記録されると、それらは点数化される。点数化は正しいおよび/または誤った反応の直接的な作表を含み得るか、または多くの因子により(例えば、欠落の誤り、作為の誤り、左耳反応、右耳反応などにより)反応に重み付けすることを含み得る。加えて、コンピュータは検査の時間経過を追って反応を追跡でき、かつそれらが検査の間のいつ行われたかにしたがって反応を重み付けできる。次いで、被験体の注意状態が、用いられる点数化システムに基づいて決定される。

本発明は、言葉による刺激の連続流に埋め込まれた1つまたは複数の標的単語を聴いて検出する個体の能力を査定するタイプの唯一の検査である点で新規である。本検査は他の検査より認識的に困難であり、人が連続的に聴覚的注意を持続し覚醒を維持する能力についてのより有意義な査定を提供する。数および数ではない単語の標的を使用することにより、本検査は個体がこれらの異なるタイプの刺激を検出し注意を払う能力について相対的な情報を提供する。以前記述された聞き取り検査は通常、単語もしくは数に対する半球の優位点、または注意能に注目していたが、本発明の方法は両方を同時に測定できる。本発明の特定の課題態様は両耳分離聴検査について当技術分野において以前に記述されているものより、両方のチャネル(左耳および右耳)が場合によっては同時に標的刺激を含み得る点において要求が厳しい。そのような組み込まれた複雑性により、検査被験体が検査のパターンを認識しそれに応じて反応することによりシステムを「出し抜く」ことがより困難になっている。加えて、本発明は刺激の無作為な提示に合わせてデザインされており、検査を同じ個体に複数回再適用することが容易に可能となっている。

被験体の注意状態を決定するための本発明の方法は、被験体の体の動きを追跡する段階をさらに含み得る。このことは赤外線モーション検出(Teicher et al., J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry 35: 334-42, 1996を参照されたい)、挙動記録装置(Halperin et al., J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry 31: 190-196, 1992)、または特別に配線された座席クッションもしくは傾いた座席(Sprague and Sleator, Science 198: 1274-1276, 1997)の使用により達成可能である。体の動きの検出を含む方法は、活動過剰および不注意によりしばしば特徴付けられる障害である、ADHDの査定において特に役立つ。

本発明の使用のための1つのシナリオは、ADHD、または統合失調症もしくはアルツハイマー病のような他の精神神経障害の診断に向けた注意機能障害の客観的査定；あるいは走行中の乗り物を運転するなどの複雑な課題を遂行する個体の機能的能力の査定におけるものである。検査再検査データは、異なる時間枠の間での注意能力の変化のモニター、複数の異なる状況(例えば、睡眠不足であるおよび睡眠不足でない)における遂行能力の比較、または最大の有効性を得るための投薬の用量設定のために、ADHDまたは他の精神神経障害における投薬反応の客観的な証拠を提供するのに有用であり得る。さらに、被験体の言語に関連した聴覚注意の査定を被験体の体の動きの測定と組み合わせることにより、ADHDの主症状を検出し、かつ注意領域および行動領域の両方における投薬への反応をモニターするにあたっての検査の価値が著しく高まる。

その他の態様
これまでの記述から、本明細書において記載される発明に対し、それをさまざまな用法および状況に適合させるため、変更および改変を加えてもよいことは明らかであると考えられる。そのような態様もまた特許請求の範囲内である。

本明細書において言及されたすべての刊行物は、個々の刊行物がそれぞれ具体的にかつ個々に参照により組み入れられることを示されたのと同じ程度で参照により本明細書に組み入れられる。

Claims (35)

1. 以下の段階を含む、被験体の注意状態を決定する方法：
   a)数の単語、数ではない単語、またはそれらの組み合わせからなる、標的聴覚刺激を規定する段階；
   b)聴覚刺激の対のアレイを形成する段階であって、該アレイが標的刺激および非標的刺激を含む、段階；
   c)該アレイを合図無しの音声流として該被験体に提示する段階であって、該対のそれぞれの両方の単語が同時に提示される、段階；
   d)該被験体により反応された標的刺激を点数化する段階；および
   e)段階(d)における点数化に基づき、該被験体の注意状態を決定する段階。
2. 標的聴覚刺激が数ではない単語を含む、請求項1記載の方法。
3. 被験体が標的刺激に反応するのに要した時間を測定する段階をさらに含み、ここで段階e)の決定が該反応するのに要した時間および段階d)の点数化にさらに基づく、請求項1記載の方法。
4. 段階d)において被験体により反応された非標的刺激を点数化する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
5. 非標的刺激が複数の単語を含み、そのそれぞれが標的刺激の1つに音声学的に類似しており、かつ段階d)の点数化が被験体により反応された該類似の単語を点数化する段階をさらに含む、請求項4記載の方法。
6. 非標的刺激が複数の音声学的に非類似の単語を含み、ここで該非類似の単語のそれぞれが標的刺激のそれぞれに音声学的に非類似であり、かつ段階d)の点数化が被験体により反応された該非類似の単語を点数化する段階をさらに含む、請求項5記載の方法。
7. 被験体が標的刺激に反応するのに要した時間を測定する段階をさらに含み、ここで段階e)の決定が該測定および段階d)の点数化に基づく、請求項1記載の方法。
8. 被験体の動きを追跡する段階をさらに含み、ここで段階e)の決定が該動きの評価および段階d)の点数化にさらに基づく、請求項1記載の方法。
9. 動きが被験体の前に位置するカメラにより追跡される、請求項8記載の方法。
10. 動きが被験体の頭、脚、または足の動きである、請求項8記載の方法。
11. 標的聴覚刺激が被験体の右耳および左耳に提示される、請求項1記載の方法。
12. 段階c)において、対の一方の単語が被験体の右耳にのみ提示され、かつ該対のもう一方の単語が該被験体の左耳にのみ提示される、請求項1記載の方法。
13. それぞれの耳の聴力が段階c)の前に査定され、それに応じて提示が釣り合わされる、請求項12記載の方法。
14. 段階d)の点数化が以下の段階を含み：
    i)被験体により反応された右耳に提示された標的刺激を点数化する段階、および
    ii)該被験体により反応された左耳に提示された標的刺激を点数化する段階；かつ
    段階e)の決定が段階i)の該点数化を段階ii)の該点数化と比較する段階を含む、請求項12記載の方法。
15. 段階c)の標的聴覚刺激のそれぞれに対応する視覚表示を被験体に同時に提示する段階をさらに含み、ここで点数化が該視覚表示に反応する該被験体に基づく、請求項1〜14のいずれか一項記載の方法。
16. 被験体がコンピュータに接続されたモニター上に提示された画像を選択することによって視覚表示に反応する、請求項15記載の方法。
17. 視覚表示が図形である、請求項16記載の方法。
18. 視覚表示が語彙である、請求項16記載の方法。
19. 被験体がコンピュータに接続されたキーボード上に提示された画像を選択することによって視覚表示に反応する、請求項15記載の方法。
20. 視覚表示が図形である、請求項19記載の方法。
21. 視覚表示が語彙である、請求項19記載の方法。
22. それぞれの反応がコンピュータに保存され、段階d)の点数化および段階e)の決定がコンピュータプログラムにより遂行される、請求項1記載の方法。
23. 被験体がネットワークを通して検査担当者と通信する、請求項1記載の方法。
24. 心理的障害または行動障害を診断するために使用される、請求項1記載の方法。
25. 障害がうつ病、双極性障害、不安障害、聴覚処理障害、小発作、統合失調症、薬物中毒、摂食障害、注意欠陥障害、注意欠陥多動性障害、多動性障害、学習障害、アルツハイマー病、認知症、卒中、または外傷性脳損傷である、請求項24記載の方法。
26. 障害が注意欠陥多動性障害である、請求項25記載の方法。
27. 段階d)の点数化を障害と診断された他の被験体の点数と比較する段階をさらに含む、請求項24記載の方法。
28. 段階d)の点数化を障害と診断されなかった被験体の点数と比較する段階をさらに含む、請求項24記載の方法。
29. 被験体が治療を受けない場合に得られた段階d)の点数化を、該被験体が治療を受けた場合に得られた点数と比較する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
30. 被験体が睡眠不足であるか、感情的ストレスを感じているか、または身体的に影響が及んでいる、請求項1記載の方法。
31. 就学または次の学年もしくはレベルに進級するに当たっての被験体のレディネスを評価するために使用される、請求項1記載の方法。
32. 運転免許証を得るための被験体の適格性を決定するために使用される、請求項1記載の方法。
33. 航空交通管制官、パイロット、緊急治療室の医師、外科医、警察官、陸軍士官、もしくは消防士としての職位に対する被験体の適性を決定するために使用される、請求項1記載の方法。
34. 被験体が少なくとも12歳である、請求項1記載の方法。
35. 被験体が12歳またはそれ未満である、請求項1記載の方法。