JP2017520358A - 生理学的信号検出および解析システムおよび装置 - Google Patents

生理学的信号検出および解析システムおよび装置 Download PDF

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Abstract

1つの態様では、感覚、運動および/または認知解析装置は、ユーザの額部に適合した接触側を含むように構成されるケーシングユニット、ユーザが装置と接触するときにユーザの電気生理学的信号を検出する1つまたは複数のセンサを含むように構成されるデータ取得ユニット、検出した電気生理学的信号をデータとして増幅およびデジタル化し、データを処理し、データを記憶し、そして遠隔コンピュータシステムにデータを送信する、ケーシングユニット内に入れられ、かつデータ取得ユニットと通信状態にあるデータ処理ユニット、ならびに電力を提供する、ケーシングユニット内に入れられる電源ユニットを含み、ここで装置は、認知または感覚評価と関連した定量的および/または定性的情報集合を決定するために使用されるユーザからの生理学的および/または行動信号データを取得するように動作可能である。

Description

関連出願の相互参照
本特許出願文書は、2014年5月29日に出願された、「PHYSIOLOGICAL SIGNAL DETECTION AND ANALYSIS SYSTEMS AND DEVICES」という名称の米国仮出願第62/004,667号、および2014年7月2日に出願された、「PHYSIOLOGICAL SIGNAL DETECTION AND ANALYSIS SYSTEMS AND DEVICES」という名称の米国仮出願第62/019,892号の優先権の利益を請求する。上述した特許出願の全内容が、すべての目的のためにそれらの全体として本特許文書の開示の一部として引用により援用される。
人の生理学的信号と関連した認知/心理状態との間の信頼できる相関を確定することは、とりわけ臨床および家電領域においてなど、様々な用途のための有益なかつ所望の応用を可能にしてよい。そのような相関は、基礎科学において広く探索されており、認知障害の評価および身体障害者が意思の疎通を図ることを可能にすることなどの特殊応用への様々な橋渡しの試みの焦点であった。
数個の要因が、被験者に関する感覚および/または認知情報を決定するために使用されてよい。たとえば、そのような要因は、検出および測定する生理学的信号および/または行動反応の種類、被験者の反応を誘発する刺激の種類、刺激の持続時間、刺激間間隔、刺激の各提示の繰返し数、刺激のレベル(たとえば、音、輝度またはコントラストレベルなど)、各刺激の提示の開始と関連したマーカなどの他、記録センサおよびシステムを含んでよい。また、使用する生理学的パラメータ(たとえば、電圧、電力、周波数など)、解析のための関連する時間窓、および解析構造が、脳信号記録および相関する認知評価に影響し得る。これらのパラメータのうちの1つまたは複数からの偏差または誤差が、有用な、またはアーチファクト駆動の無用な装置、システム、アプリケーションおよび/または方法間の差をもたらし得る。
感覚および/または認知解析に使用され得る生理学的信号の1つの例示的な種類は脳波記録(EEG)である。EEGは、被験者の頭に位置付けられる電極を用いた、脳によって示される電気的活動の記録であり、EEGデータセットを構成する神経信号発振のスペクトル成分を形成する。たとえば、EEG技法によって検出される脳の電気的活動は、脳のニューロン内のイオン電流フローから生じてよい電圧変動を含み得る。いくつかの文脈では、EEGは特定の期間にわたる脳の自然性電気的活動の記録を指す。EEGは、てんかん、昏睡、脳症、脳死、ならびに他の疾患および異常を含む臨床診断応用の他、睡眠および睡眠障害の研究に使用され得る。いくつかの事例では、EEGは、腫瘍、卒中および他の限局性脳障害の診断のために使用されてきた。
EEG技法の1つの例は事象関連電位(ERP)の記録を含み、それは、所与の事象(たとえば、単純な刺激作用および複雑な過程)と相関される、EEG記録される脳反応を指す。たとえば、ERPは、感覚、運動および/または認知処理に関連する電気的脳反応-脳波-を含む。ERPは、知覚(たとえば、視覚、聴覚など)および認知(たとえば、注意、言語、意思決定など)の脳測度と関連づけられ得る。典型的なERP波形は、成分と名づけられる正負の電圧振れの時間的発展を含む。たとえば、典型的な成分は、この成分の発生に対する文字(N/P:負/正)および数(刺激事象の開始からのミリ秒で潜伏期を示す)を用いて分類される。
WO 2014/052938 A2 WO 2014/059431 A2
本開示の態様によれば、感覚、運動および/または認知解析装置が提示される。装置は、ユーザの額部に適合した接触側を含むように構成されるケーシングユニットを含む。装置は、ユーザが装置と接触するときにユーザの電気生理学的信号を検出する1つまたは複数のセンサを含むように構成されるデータ取得ユニットも含む。装置は、ケーシングユニット内に画定され、かつデータ取得ユニットと通信状態にあるデータ処理ユニットも含む。データ処理ユニットは、検出された電気生理学的信号をデータとして増幅およびデジタル化する信号処理回路、データを処理するプロセッサ、データを記憶するメモリ、ならびに遠隔コンピュータシステムにデータを送信する送信器を含むように構成される。装置は、ケーシングユニット内に画定され、かつデータ処理ユニットに電気的に結合されて電力を提供する電源ユニットも含む。装置は、ユーザから生理学的および/または行動信号データを取得するように動作可能でよい。信号データは、認知および/または感覚評価と関連した定量的および/または定性的情報集合を決定するために使用されてよい。
本開示の態様によれば、感覚、運動および/または認知解析装置が提示される。装置は、ユーザの額からの接触を受ける部分を含むように構成されるハウジングを含む。装置は、ハウジングの部分に画定され、かつユーザが装置と接触するときにユーザの電気生理学的信号を検出する1つまたは複数のセンサを含むように構成されるデータ取得ユニットも含む。装置は、ハウジングに設けられ、かつデータ取得ユニットと電気通信状態にあるデータ処理ユニットも含む。データ処理ユニットは、検出された電気生理学的信号をデータとして増幅する信号処理回路、および遠隔コンピュータシステムにデータを送信する送信器を含むように構成される。装置はユーザから脳信号データを取得するように動作可能でよく、そして認知および/または感覚評価と関連した定量的および/または定性的情報集合が信号データに基づいてよい。
本開示の追加の特徴および利点は下記されることになる。本開示が、本開示の同じ目的を実施するための他の構造を変更または設計するための基礎として容易に使用されてよいことが当業者によって認識されるべきである。そのような同等の構成が添付の請求項に規定されるような本開示の教示から逸脱しないことも当業者によって了解されるべきである。本開示に特徴的であると考えられる、その動作の体系および方法両方に関する新しい特徴は、さらなる目的および利点とともに、添付の図と関連して考慮されると以下の説明からよりよく理解されるだろう。しかしながら、図の各々が例示および説明のみの目的で提供され、そして本開示の範囲の限定としては意図されないことが明白に理解されるはずである。
本開示の態様に係る個人および/またはグループユーザ定量的および/または定性的神経認知プロファイルの作成を可能にするための神経検査の様々な側面ならびに精神および神経過程の様々な可能な評価のための図例である。 本開示の態様に係る例示的な装置のブロック図である。 本開示の態様に係る例示的な装置のブロック図である。 本開示の態様に係る例示的なデータ処理ユニットのブロック図である。 本開示の態様に係る内蔵データ処理ユニットから脱着可能なデータ取得ユニットをもつ例示的な携帯装置の三次元概要図である。 本開示の態様に係る内蔵データ処理ユニットから脱着可能なデータ取得ユニットをもつ例示的な携帯装置の三次元概要図である。 本開示の態様に係る脱着可能なデータ取得ユニットへの電気的接続つなぎを受けるデータ処理ユニットのケーシング構造の格納式カバーを図示する図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の三次元概要図である。 本開示の態様に係る電力および/またはデータ転送のためのコネクタを受けるデータ処理ユニットのケーシング構造の格納式カバーを図示する図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の三次元概要図である。 本開示の態様に係る図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の例示的なデータ取得ユニットの分解三次元概要図である。 本開示の態様に係る図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の例示的なデータ処理ユニットおよびデータ取得ユニットの分解三次元概要図である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。 本開示の態様に係るソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面である。
本発明の例示的な実施形態が添付の図面を参照しつつ記載されることになる。添付の図面は本発明の実施形態のよりよい理解のためにのみ作製されており、そして本発明の範囲および趣旨を限定するものとは意図されない。
従来の生理学的データ取得および解析システム(たとえば、これらの信号の刺激作用、取得、記録および/または解析用)の動作と関連した特殊構造および精度のレベルのため、新しい技術システムおよび手法が、特定したタスクの1つまたは複数を改善するために構築されてよい。開示する技術は、生理学的信号、要因および/またはパラメータの刺激作用、取得、記録および/または解析のための統合ハードウェア、ファームウェアおよび/またはソフトウェアをもつ技法、システムおよび装置を含む。1つの例では、データを取得、処理および/または送信してユーザまたはユーザのグループの関連するかつ実施可能な認知および/または行動評価を提供するためのハードウェア(センサおよび装置)ならびにソフトウェア(ユーザインターフェース、ユーザ制御、コンピュータアプリケーションおよび解析など)両方を含む統合システムが開示される。このシステム-ハードウェアおよびソフトウェアの統合-はより広い方法論の技術的実施形態(以下詳述される)であり、そして素人またはプロ/専門のユーザ両方にとって、たとえば臨床、教育、安全、ゲーム、音楽、スポーツおよび産業用途を含むが、これらに限定されない各種の応用に使用され得る。
ハードウェアおよび/またはソフトウェアの統合を用いて被験者の感覚、運動、感情および/または認知情報を決定するための生理学的および/または行動信号取得および解析のための装置、システムおよび方法が開示される。開示する装置、システムおよび方法は、生理学的信号検出および処理を改善して、他の様々な他の種類の認知および/または感覚過程評価の中で、心理状態および/または行動嗜好などの様々なユーザ評価の他、脳-コンピュータインターフェース動作をもたらす、電源付き回路基板と並行する被験者の額まわりの特殊構成で位置付けられる電極センサのアレイを使用する。開示する技術の装置は、簡単かつユーザフレンドリな動作および使用の快適さを提供する携帯および非携帯設計形態両方に設計されており、かつ構成されてよい。開示する技術のシステムは、ユーザまたはオペレータがシステムの機能ユニットと容易にインターフェースするようにするよう、ファームウェアおよび/またはソフトウェアを用いて設計および実装されており、それらが生理学的および/または行動データの解釈を取得、送信、評価およびアクセスすることを含むが、これらに限定されず、複数の動作を行うようにする。開示する技術は、各種の健康、教育、娯楽、安全およびマーケティング応用に使用されてよい。
1つの態様では、感覚および認知解析装置などの装置は、ユーザの額部に適合した接触側を含むように構成されるケーシングユニットを含む。装置は、ユーザの電気生理学的信号を検出するセンサを含むように構成されるデータ取得ユニットも、ユーザが装置を使用するときにデータ取得ユニットが検出の間、額部と接触しているように含んでよい。さらには、装置は、ケーシングユニット内に画定され、かつデータ取得ユニットと通信状態にあるデータ処理ユニットを含んでよい。1つの例では、データ処理ユニットは、検出された電気生理学的信号をデータとして増幅およびデジタル化する信号処理回路、データを処理するプロセッサ、データを記憶するメモリ、ならびに/または遠隔コンピュータシステムにデータを送信する送信器を含むように構成されてよい。装置は、ケーシングユニット内に画定され、かつデータ処理ユニットに電気的に結合されて電力を提供する電源ユニットも含んでよい。付加的に、装置は、認知、運動および/または感覚機能と関連した定量的情報集合を決定するために使用されるユーザからの生理学的信号データを取得するように動作可能である。図1は、開示する技術を用いて行われて個人および/またはグループユーザ定量的および/または定性的神経認知プロファイルをもたらし得る神経検査の様々な側面ならびに精神および神経過程の様々な可能な評価を描く図例を図示する。図1に図示されるように、記載する技術を使用することは、学習および記憶などであるが、これらに限定されないユーザ過程の評価に至る、感覚統合および分類などであるが、これらに限定されない側面の生理学的検査を可能にし、個人および/またはグループ神経認知プロファイルの作成という結果になる。
別の構成では、感覚、運動および認知解析装置などの装置は、ユーザの額からの接触を受けてよい部分を含むように構成されるハウジングを含む。装置は、ハウジングの部分に画定され、かつユーザが装置と接触するときにユーザの電気生理学的信号を検出するセンサを含むように構成されるデータ取得ユニットも含んでよい。装置は、ハウジングに設けられ、かつデータ取得ユニットと電気通信状態にあるデータ処理ユニットも含んでよい。さらには、データ処理ユニットは、検出された電気生理学的信号をデータとして増幅する信号処理回路、および遠隔コンピュータシステムにデータを送信する送信器を含むように構成されてよい。付加的に、装置は、ユーザから生理学的信号データを取得するように動作可能でよい。最後に、認知、運動および/または感覚機能と関連した定量的情報集合が、取得したデータに基づいてよい。
開示する装置およびシステムが定量的情報集合を決定するために取得できる生理学的信号データは、感覚、運動および/または認知機能を示す電気生理学的データ(たとえば、EEGおよびEMG)および行動反応データ(たとえば、眼球運動、顔面運動および他の行動など)を含んでよい。たとえば、EEGの場合には、取得したEEGデータは、精神状態(たとえば集中、ストレス、リラックスなど)、認知能力(注意、記憶、意思決定など)の決定を支援するためにの他、神経障害または病状(たとえば、てんかん、昏睡、脳症、脳死ならびに他の疾患および異常など)に関する他、睡眠および睡眠障害に関する情報を提供する臨床診断応用のために、または腫瘍、卒中および他の限局性脳障害の診断のために使用され得る。
いくつかの実施形態において、装置は、ユーザが静止しているとき、およびユーザが動いているときを含む、各種の無制限の環境(たとえば、ユーザの自宅、仕事および遊びなどの活動の場、輸送機関などといった)において装置を着用しているユーザからデータを取得、処理および/または送信することが可能な独立したワイヤレス通信の携帯装置として構成され得る。携帯装置は、1つまたは複数の遠隔演算処理および記憶装置(たとえば、クラウドにおけるサーバ)を含む別のコンピュータシステムまたは通信ネットワーク(「クラウド」と称される)にデータ(たとえば、生または処理済みデータを含む)をワイヤレスで送信するように構成され得る。いくつかの実施形態において、装置は携帯可能でよく、そしてデータ取得ユニットは、データ処理ユニットに取付可能/脱着可能に結合する、たとえば埋込電子センサ付き粘着パッチなどの使い捨て電極センサアセンブリを含む脱着可能なユニットでよい。いくつかの実施形態において、データ取得ユニットは、データ処理ユニットのハウジングの外部ケーシングから突出する非脱着可能かつ移動可能なアセンブリを含んでよい。
いくつかの実施形態において、装置は、データ処理ユニットがコンピュータに通信可能に配線されて、取得した生理学的信号および/または行動反応データを処理し、かつ/または別のコンピュータシステムまたは通信ネットワーク(たとえば、クラウド)にそのようなデータを転送する有線の据付装置として構成されてよい。有線装置のいくつかの実施形態において、データ取得ユニットは、据付装置のデータ処理ユニットに取付可能/脱着可能に結合する、たとえば埋込電子センサ付き粘着パッチなどの使い捨て電極センサアセンブリを含む脱着可能なユニットである。有線装置のいくつかの実施形態において、データ取得ユニットは、据付装置のデータ処理ユニットのハウジングの外部ケーシングから突出する非脱着可能かつ移動可能なアセンブリを含む。たとえば、非脱着可能で移動可能なアセンブリは、データ処理ユニットのケーシングから突出し、かつそれに対して移動可能である移動可能な格納構造に収容される電極を含んでよい。
開示する装置およびシステムは、開示するハードウェアおよびソフトウェア技術の統合を用いて、個人の被験者の各種の感覚および認知側面の評価ならびに/またはグループを構成する複数の被験者の感覚および認知側面の評価を提供してよい。そのような評価によって提供され得る認知側面および生理学的/健康情報の例は、認知状態、知識、学習機構、行動嗜好、受攻性ならびに/または神経および神経精神病理の症状の評価を含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、たとえば、開示する装置およびシステムは、ユーザの髪の生え際を越えて重ならないような方式で生理学的信号監視のためにユーザの額と接触するように装置まわりの電極を構成することによって前頭EEG記録を取得するセンサを含む。いくつかの実装では、たとえば、センサは、小型であり、かつたとえば任意のユーザの額上の変化する曲率に適合する移動可能なセンサハウジング構造を介して装置の本体の外部ケーシングに結合されるように構成される。別の構成では、センサは、小型であり、かつ装置の本体に脱着可能に結合されてよい使い捨てユニットに含まれる(たとえば、それによって1人または限定数のユーザに対する装置の1回または有限の使用を許可する)ように構成される。センサは、特定応用に合わせられ得る各種の異なる材料(たとえば、金、銀または塩化銀を含むが、これに限定されない導電材料)で形成されてよい。材料は、ユーザによって利用されるときに装置が脱落しにくさを有してよいように選択されてよい。
開示する装置、システムおよび方法は、開示する技術的ハードウェアおよび/またはソフトウェアの統合を用いて、被験者の評価時の認知および/または感覚能力を示す認知パフォーマンスプロファイル、感覚パフォーマンスプロファイルならびに/または認知および感覚パフォーマンスプロファイルを提供するように実装されてよい。たとえば、開示するソフトウェアを用いて、認知および/または感覚プロファイルの種類は、たとえば知覚、注意、記憶、学習、嗜好、意識の状態および/またはリラックスの状態を含むが、これらに限定されない認知および/または感覚パフォーマンスの定量的レベルを含む情報104の集合を提供するように、ユーザ(たとえば、被験者またはシステムオペレータなど)によって選択されてよい。レベルは、感覚認知、感覚統合、パターン検出、注意調節、分類、概念表現、意味統合および/または静止状態活動の神経検査102に基づいてよい。検査の基準はしかしながらそのようには限定されない。神経検査はまた、懇談の他に他のことに基づいてよい。そのような定量的データは、認知および/または感覚パフォーマンスを示す数値の他、認知および/または感覚パフォーマンスの簡潔なテキストの説明ならびに/または認知および/または感覚パフォーマンスのグラフィック表現を含んでよい。いくつかの実装では、開示する装置およびシステムは、たとえば顕性行動反応が被験者から引き出されない被験者から取得した生理学的データのみを用いて認知および/または感覚プロファイル106を提供するように実装され得る。いくつかの実装では、開示する装置およびシステムは、被験者または他の被験者から以前に取得した生理学的データ(たとえば、グループデータ)を含む認知および/または感覚プロファイルを提供するように実装され得る。開示する装置およびシステムはそれによって、たとえばグループについての認知および/または感覚プロファイル106を提供するように実装され得る。
感覚および/または認知パフォーマンスの情報集合を決定する方法の例は、その全体として引用により援用される、「SYSTEMS AND METHODS FOR SENSORY AND COGNITIVE PROFILING」という名称のPCT公報WO 2014/052938 A2に記載される。1つの例では、装置は、取得した生理学的データおよび/または行動データを用いて認知および/または感覚プロファイルと関連した情報集合を生成するために使用されてよい。詳細には、感覚および/または認知パフォーマンスの情報集合を決定する方法は、開示する装置およびシステムに実装されてよい。装置は、データ処理ユニットを含んでよい。さらには、装置は、遠隔コンピュータシステム(たとえば、遠隔コンピュータ、スマートフォン、タブレットおよび/またはウェアラブル装置を含むユーザコンピュータ/通信装置、ならびにクラウドコンピュータシステムを含む)を含んでよい。方法はまた、開示する装置およびシステムを用いて以前に被験者から、または開示する装置およびシステムを用いて被験者を含むまたは含まない1つまたは複数の個人のグループから取得した生理学的および/または行動データを使用するステップを含んでよい。方法は、提示される刺激および選択されるプロファイルカテゴリに基づいて生理学的信号(および/または行動信号データ)と関連した時間間隔を特定する工程を含んでよい。たとえば、時間間隔は、隣接、不連続、連続、離散または単一時点を含んでよい。方法は、時間間隔に対応するデータ(たとえば、生理学的および/または行動)を1つまたは複数のグループ化データセットにグループ化する工程を含んでよい。別の例として、工程は、個々の刺激の予め割り当てたカテゴリおよび/または連続刺激の関連関係に基づいて生理学的データ(および/または行動データ)をグループ化することを含んでよい。方法は、選択されたプロファイルカテゴリのための1つまたは複数の定量値を生成するためにグループ化データセットにわたる、または内の関係の統計的測度を提供する工程を含んでよい。いくつかの実装では、たとえば、方法は、グループ化データセットにおける生理学的(および/または行動データ)の信号を強調する工程を含んでよい。
図2Aおよび図2Bは、開示する技術のある態様に係る例示的な感覚および認知解析装置のブロック図を図示する。図2Aの例示的な装置は、ユーザの額と接触するように構成されるデータ取得ユニットに通信可能に結合されるデータ処理ユニットを含む。データ処理ユニットはケーシング構造202またはハウジングに入れられる。いくつかの実施形態において、データ取得ユニットはケーシングに少なくとも部分的に入れられる一方、他の実施形態において、データ取得ユニットはケーシング204(たとえば、使い捨て、かつ脱着可能に取り付けられ得る)に取り付けられる。
図2Aに図示される感覚および認知解析装置の1つの例示的な実施形態において、装置は、ユーザの額部に適合した接触側を含むように構成されるケーシングユニット202、ユーザが装置と接触するときにユーザの電気生理学的信号を検出する1つまたは複数のセンサを含むように構成されるデータ取得ユニット、ケーシングユニット内に入れられ、かつデータ取得ユニットと通信状態にあるデータ処理ユニットであって、検出した電気生理学的信号をデータとして増幅およびデジタル化する信号処理回路(たとえば、増幅器およびアナログ-デジタルユニットを含む)、データを処理するプロセッサ、データを記憶するメモリ、ならびに遠隔コンピュータシステムにデータを送信する送信器を含むように構成されるデータ処理ユニット、ならびにケーシングユニット202内に入れられ、かつデータ処理ユニットに電気的に結合されて電力を提供する電源ユニットを含み、ここで装置はユーザから生理学的信号データを取得してよく、かつここで認知、運動および/または感覚機能と関連した定量的情報集合が信号データに基づいてよい。
例示的な装置の実装は以下の例示的な特徴の1つまたは複数を含み得る。たとえば、検出した電気生理学的信号はユーザの脳から測定されるEEG信号であり得る。そのような例では、データ処理ユニットは、ERPと関連した測定されたEEG信号に基づいて定量的情報集合を決定するように構成され得る。たとえば、電源ユニットは再充電バッテリを含み得、ここで装置は、バッテリに電気的に結合される電子インターフェースおよびケーシングユニットに取り付けられて電子インターフェースを露出させ、またカバーする格納式カバーを含むように構成されるインターフェースアセンブリをさらに含み得る。そのような例では、電子インターフェースは、たとえば送信ユニットが電子インターフェースに通信可能に結合されるようにUSB接続として構成され得る。
たとえば、装置は、携帯可能で、独立して動作可能で、かつ遠隔コンピュータシステム(たとえば、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットもしくはウェアラブル装置を含むモバイルコンピューティング装置、および/またはサーバ(たとえば、クラウドにあってよい)など)にワイヤレスで通信可能であるように構成され得る。そのような例では、装置は、たとえばユーザが静止しているとき、およびユーザが動いているときを含む、複数の無制限の環境において装置を着用しているユーザから電気生理学的信号(の他に行動信号)を検出し、そしてデータを処理するように動作可能であり得る。また、たとえば、電気生理学的信号はユーザの環境における環境刺激によってユーザから誘発され得る。たとえば、例示的な携帯可能な、独立して動作可能な、かつワイヤレス通信の装置において、データ取得ユニットはケーシングユニットの接触側に脱着可能に結合され得る。
そのような例では、データ取得ユニットは、フレキシブルかつ粘着性基板、基板に取り付けられる1つまたは複数の電極、および1つまたは複数のセンサをデータ処理ユニットの信号処理回路に電気的に結合する電気ケーブルを含む使い捨て電極センサアセンブリを含むように構成され得、たとえばここで使い捨て電極センサアセンブリはケーシングユニットに固着可能かつ脱着可能に結合され、そして電気ケーブルは使い捨て電極センサアセンブリから突出する。また、そのような例では、装置は、使い捨て電極センサアセンブリの電気ケーブルをデータ処理ユニットの信号処理回路に電気的に結合する接続ポートを含み得、ここで接続ポートは、ケーシングユニットに取り付けられて接続ポートを露出させ、またカバーする格納式カバーを含む。
たとえば、例示的な携帯可能な、独立して動作可能な、かつワイヤレス通信の装置において、データ取得ユニットはケーシングユニットの接触側に非脱着可能に結合される。そのような例では、データ取得ユニットは、外へ突出し、かつケーシングユニットから圧縮可能に後退するように構成される移動可能な電極格納アセンブリを含むように構成され得、ここで移動可能な電極格納アセンブリは、電線管によってデータ処理ユニットの信号処理回路に電気的に結合される1つまたは複数の電極を含む。いくつかの例では、検出した電気生理学的信号は、ユーザの瞬目または顔面表情と関連したユーザの頭筋から検知される筋電図記録(EMG)信号である。いくつかの実装では、たとえば、決定した定量的情報集合は、装置と対話する、またはそれを操作するアプリケーションのグラフィカルユーザインターフェースによって、ラップトップもしくはデスクトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットまたはウェアラブル装置の少なくとも1つを含むユーザ装置に提示される。
図2Bに図示される例示的な装置は、ユーザの額と接触するように構成されるデータ取得ユニットに通信可能に結合されるデータ処理ユニットを含む。データ処理ユニットはケーシング構造204またはハウジングに入れられ、そしてデータ取得ユニットはケーシングに少なくとも部分的に入れられる。いくつかの実施形態において、データ取得ユニットは、たとえばユーザがデータ取得ユニットと接触してデータ取得ユニットのセンサとのユーザの額の適切な接触を提供するときにケーシングに対して移動するように構成される。
図2Bに図示される感覚、運動および/または認知解析装置の1つの実施形態において、装置は、ユーザの額からの接触を受けてよい部分を含むように構成されるハウジング、ハウジングの部分に設けられ、かつユーザが装置と接触するときにユーザの電気生理学的信号を検出する1つまたは複数のセンサを含むように構成されるデータ取得ユニット、およびハウジングに設けられ、かつデータ取得ユニットと電気通信状態にあるデータ処理ユニットであって、検出した電気生理学的信号をデータとして増幅する信号処理回路、および遠隔コンピュータシステムにデータを送信する送信器を含むように構成されるデータ処理ユニットを含み、ここで装置はユーザから脳信号データを取得してよく、かつここで認知または感覚機能と関連した定量的情報集合が信号データに基づいてよい。
例示的な装置の実装は以下の例示的な特徴の1つまたは複数を含み得る。たとえば、データ処理ユニットの信号処理回路は、増幅信号をデジタル化するアナログ-デジタルユニットを含み得る。たとえば、データ処理ユニットは、データを処理するプロセッサおよびデータを記憶するメモリをさらに含み得る。たとえば、装置は、ケーシングユニット内に入れられ、かつデータ処理ユニットに電気的に結合されて電力を提供する電源ユニットをさらに含み得る。たとえば、装置は、ユーザの瞬目に対応するデータを受ける光学センサを含む視標追跡ユニットをさらに含み得る。たとえば、装置は、ハウジングの部分と接触しているときにユーザから離れた固定位置に設けられて、視標追跡ユニットの視標追跡アプリケーションを支援する表示画面をさらに含み得る。たとえば、決定した定量的情報集合は、装置と対話する、またはそれを操作するアプリケーションのグラフィカルユーザインターフェースによって、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットおよび/またはウェアラブル装置の少なくとも1つを含むユーザ装置に提示され得る。
最小限の電極センサを使用して所望の電気生理学的データを検出する例示的な前頭電極構成の例は、その全体として引用により本明細書に援用される、「CONFIGURATION AND SPATIAL PLACEMENT OF FRONTAL ELECTRODE SENSORS TO DETECT PHYSIOLOGICAL SIGNALS」という名称のPCT公報WO 2014/059431 A2に記載され、そして開示する技術を用いて実装されてよい。いくつかの例では、センサ構成は、ユーザの額まわりに線形に配置される記録用電極、接地電極および参照電極を含み得る。記録用電極は額まわりの第1の場所でユーザの電気生理学的信号を取得するように構成され得、参照電極は額まわりの第2場所で電気生理学的信号に対する基準信号としてユーザの第2の電気生理学的信号を取得するように構成される、そして外側電極は額まわりの第3の場所で接地信号としてユーザの第3の電気生理学的信号を取得するように構成される。たとえば、3つの電極の配置は、記録用電極(たとえば、第1の位置で)が外側電極に対して後方に位置付けられ、外側電極が参照電極に対して後方に位置付けられて、ユーザの頭の前頭部の矢状方向に沿った実質的に直線に整列され得る。
いくつかの実装では、たとえば、例示的な装置によって検出される電気生理学的信号は、ユーザの脳から検知される脳波記録(EEG)信号であり得る。たとえば、EEG信号は、たとえばユーザの頭の前頭部上に装置を着用しているユーザに提示される刺激に基づく、またはユーザの環境における環境刺激による事象関連電位と関連づけられ得る。いくつかの実装では、たとえば、例示的な装置によって検出される電気生理学的信号は、ユーザの骨格筋(たとえば、顔面筋を含む)から検知される筋電図記録(EMG)信号であり得る。たとえば、EMG信号はユーザの瞬目から結果として生じでもよく、ここで瞬目は、ユーザに表示画面によって提示される刺激に基づく、またはユーザの環境における環境刺激による事象関連電位に応答していてよい。
いくつかの実施形態において、たとえば、例示的な装置のデータ取得ユニットは、ユーザの額またはユーザの頭の他の部位のまわりにユーザの電気生理学的信号の複数のチャネルを取得するように構成される複数の記録用電極を含み得る。1つの例では、2つの(またはより多くの)追加の記録用電極が、矢状方向に配置される第1の記録用電極、外側電極および参照電極に対して線形に配置されてよい。別の例では、1つの(またはより多くの)追加の電極が第1の記録用電極の左側に位置付けられ得る一方、他の追加の記録用電極が第1の記録用電極の右側に位置付けられ得る。
図3は、開示する装置およびシステムの例示的なデータ処理ユニットのブロック図を図示する。図3に図示される例では、データ処理ユニット304は、ユーザから取得されるデータを処理するプロセッサ306(たとえば、マイクロコントローラまたはプログラマブルプロセッサなど)を含む。プロセッサは、データを記憶するメモリ308、データを送信および/または受信するデータ通信ユニット310(たとえばブルートゥース(登録商標)モジュール)、ならびにユーザから得られる取得した生理学的データを増幅、デジタル化および/または調整する信号処理回路312(たとえば生体電位増幅器)と通信状態にある。データは額電極302から受信されてよい。1つの構成では、データ通信ユニットは、たとえばブルートゥース(登録商標)モジュール(図示せず)などのワイヤレス送受信器(Tx/Rx)装置を含む。データ処理ユニットは、データ処理ユニットのユニットに電力を供給するバッテリ314(たとえば、電源)を含む。電源は再充電コネクタ316に接続されてよい。図3に図示される要素はデータ処理ユニット304の外側に画定されてもよい。
図4A、図4B、図5、図6、図7および図8は、データ処理ユニット402のケーシング、内蔵データ処理ユニットから脱着可能なデータ取得ユニット404、ならびにデータ取得およびデータ処理ユニット間の電気接続406を特徴とする開示する技術の携帯装置の例示的な実施形態の概要図を図示する。図4Aおよび図4Bは、内蔵データ処理ユニットから脱着可能なデータ取得ユニットを特徴とする開示する技術の例示的な携帯装置の三次元概要図を図示する。この図に図示されるように、例示的なユニットは2つの部分、電子部品を含む剛性または半剛性のケーシング402および脱着可能な湾曲したフレキシブル部品(適合ベース)404を備える。この新しい装置はユーザの額に対するエルゴノミックフィットを提供してよい。このユニットの材料および設計は、信号取得信頼性(たとえばセンサ接触品質(信号対雑音比)と関連した)、およびユーザ快適さ(軽量さ、適切な額フィット、など)を改善してよい。
図5は、データ処理ユニットのケーシング構造の格納式カバーを、脱着可能なデータ取得ユニットへの電気的接続つなぎを受けてよい開放502および閉鎖504構成で図示する、図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の三次元概要図を図示する。この例示的なユニットでは、センサ接続部は側面に設置され、ユーザのFOV(視界)の外であり、かつ接続部が最小限突出する他に、アクセス容易で、安全で、安定でかつユニットの美観を維持するように設計される格納式カバーによって保護された。他の可能な実施形態は、センサとデータ処理ユニットとの間の接続が視野から隠され、センサとユニットのフレキシブル部品との間に画定され、またはセンサが適合ベースを通して接触を確立する半永久的な取付具として処理ユニットに含まれることを含むが、これらに限定されない。
図6は、データ処理ユニットのケーシング構造の格納式カバーを、電力インターフェース602を介して電力および/またはデータ転送のためのコネクタを受けてよい開放604および閉鎖606構成で図示する、図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の三次元概要図を図示する。
図7は、図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の例示的なデータ処理ユニットの分解三次元概要図を図示する。この図は、前記した例示的な部分(たとえば処理ユニットケーシング702のベースおよび脱着可能なデータ取得ユニットの適合ベース704)の他、ユーザの額への装置の配置および固着に有益でよく、信号取得の間の適切な信号品質に貢献する必要な安定性および圧力を維持する一方でまた、この実施形態の設計のおかげで、不快および頭痛に至ることがある従来のヘッドバンド固着設計を回避しつつ、ユーザ快適さを上昇させる、取外し可能な粘着性固着部品706を図示する。
図8は、図4Aおよび図4Bの例示的な携帯装置の例示的なデータ処理ユニットおよびデータ取得ユニットの分解三次元概要図を図示し、データ処理ユニット402のケーシングキャップ、データ処理ユニットの電子部品802、データ処理ユニットのケーシングベース702、データ取得ユニットの脱着可能な適合ベース704、固着部品706(たとえば取外し可能な粘着性バンド)、およびデータ取得ユニットの脱着可能かつ使い捨て適合センサアセンブリ804を含む。
開示する例示的な実施形態の1つの特定の利点は、ユーザの額への粘着性の固着によって与えられる。これは、例示的な装置の適用および/または使用のための額を越えた構造的支持(たとえばストラップまたはバンド)の必要性を不要にする。開示する実施形態において、適合センサアセンブリは額に粘着して固着される。両面粘着剤がデータ取得ユニットの適合ベースにセンサアセンブリを固着する。例示的な装置が軽量であるので、感覚アセンブリ粘着剤は使用の間、額上のセンサアセンブリの位置を維持するのに十分である。さらには、両面粘着剤は、センサアセンブリとデータ取得ユニットとの間の接触を確実にかつ固着して維持するのに十分である。開示する例示的な実施形態のこれらの態様は、以前の設計と比較して改善された信号品質およびユーザ快適さを提供してよい。ユーザ快適さは、開示する例示的な実施形態の適合ベースからさらに恩恵を受ける。
先行の設計は、ユーザの額にセンサアセンブリを粘着して固着してよいが、しかし内蔵の軽量データ処理ユニットまたは適合ベースとの組合せではない。そのようなシステムの機能性はそれゆえ、追加の装置に依存してよい。代替的に、先行の設計は、データ処理およびセンサアセンブリを統合ユニットに組み合わせてよい、しかし開示する実施形態ができるように、粘着剤で適所に固着され得る軽量方式ではない。そのようなシステムは、ユーザに頭痛または他の不快を引き起こすことがあるストラップまたはバンドに依存してよい。
開示する技術の代替の実施形態において、センサアセンブリはデータ取得ユニットに組み込まれてよい。この代替の実施形態において、両面粘着剤は、データ取得ユニットと額との間の接触を確実にかつ固着して維持するために使用されてよい。
図9Aは、ユーザが新しいユーザプロファイルを作成するか、または現存のプロファイルを使用するかできる、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面902の図を図示する。ユーザプロファイル904は、取得されるデータをユーザ固有情報(名前または識別番号などであるが、これに限定されない)の他に人口統計情報(年齢、性、体重および/または民族性などであるが、これらに限定されない)と関連づけるために使用され得る。これは、繰返し検査と関連づけられ得る使いやすい詳細なユーザプロファイルを可能にする。図9Bは、開示する例示的な装置の装置適用命令が図示される、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースのスライド表示画面の図906を図示する。これらの命令は、素人またはプロ/専門のユーザによってユーザの額に装置を適用するために使用され得る。たとえば、図4A-図8に図示される例示的な装置の構造設計は、素人のユーザが自分の額に装置を適用し、そして装置を操作するようにする。例示的なインターフェース906は、ユーザが、たとえばプロまたは専門の技術員が装置を適用する必要なしで、自分の額に装置を整列させ、そして取り付けてデータ取得を可能にするための命令例を描く。インターフェースは、記載する装置および複数のテストと組み合わせられ、プロのチームを必要とせずに特殊環境の外で使用され得る「脳評価」ツールを可能にする。むしろ、ツールおよび/または装置は、自宅、学校および/またはコーヒーショップなどの任意の環境においてユーザによって使用されてよい。図9Cは、ユーザがソフトウェアアプリケーションを選択し、そして特定の携帯装置にワイヤレスで接続できる、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面908の例を図示する。図9Cに図示されるように、ユーザは、APPLE TVなどのソフトウェアアプリケーションまたは装置に接続してよい。他の装置は医療装置またはゲームユニットを含んでよい。図9Dは、ユーザが、時間の関数として電圧の視覚表現によって図示されるように取得および処理したEEG信号を閲覧できる、ソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面910の例を図示する。EEGシステムのリアルタイム表示は取得されているEEG信号品質の改善された視覚評価を可能にし、その結果品質向上のための任意の調節が必要に応じて適宜なされ得る。図9Dに図示されるように、ユーザは、試験データ、ADC設定および瞬目テストなどの様々な設定およびメニューを選択してよい。いくつかの実施形態において、表示画面はホームナビゲーション画面としても機能し得、ユーザインターフェースの他の表示画面がアクセスおよび閲覧されてよく、かつ/またはソフトウェアアプリケーションは携帯装置から切断され得る。図9Eは、ユーザがデータ取得および処理ユニットの動作および/または機能性に関連する特定の設定を閲覧および/または編集できる、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面912および914の図を図示する。図9Fは、ユーザが各種の検査評価から選択できる、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面916および918の図を図示する。このインターフェースは可能な神経-精神パフォーマンステストの増大するレパートリ内からの選択を可能にし、どのテストから選ぶべきかというユーザ制御を与える他に、可能性のアクセスおよび視覚表示を維持する。この例示的な実施形態に含まれるテストの「バッテリ」は各種の感覚、運動および/または認知過程の詳細評価を提供し、全体としてユーザの拡張神経認知プロファイルに寄与する。いくつかの実施形態において、特定の評価が、選べる複数の下位評価オプションを有してよい。図9Gは、ユーザが、後続の神経認知プロファイルパフォーマンス評価(たとえばBrainScore)付きでテストの結果を視覚化でき、ユーザの評価のリアルタイムおよび/または遅延フィードバック両方を提供する、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面920の図を図示する。定量的評価は、検査種類当たり検査試験ごとになされ、かつ/または複数のテストの組合せから生じ得る。図9Hは、ユーザがデータ転送/アップロード、処理、解析および/または記憶のための1つまたは複数の記録データセットを閲覧および選択できる、開示する技術のソフトウェアアプリケーションの例示的なユーザインターフェースの表示画面922の図を図示する。いくつかの実施形態において、認知、運動および/または感覚プロファイル結果はユーザに提示されても、またはされなくてもよい。
全体として、この例示的なシステムインターフェースは、専門の人員またはユーザの専門知識を必要とせずに特殊環境の外で、かつ任意の時間にユーザの感覚、運動、認知および/または感情状態評価を行う例示的なシステムの携帯および使用を改善する機能的かつ審美的設計を提供する。
開示する装置およびシステムのいくつかの例示的な特徴および実装利点は以下を含む。たとえば、開示する装置およびシステムは、臨床設定外で一般ユーザによって安全かつ正確に操作され得る。この能力は、開示する装置およびシステムの設計および機能性によって可能にされており、各種の状況および場所においてユーザに使用の自由を許容し、ユーザおよび被験者の拡張プールならびに新しい種類の生理学的および/または行動反応解析パラダイムを生み出す。付加的に、開示する装置およびシステムのそのような使用の自由は、脳監視システムのために使用するコストおよび仕様を低減できる。たとえば、開示する携帯装置および方法は未熟練者によって使用されて、被評価者の額上に例示的な携帯装置を設置して(または被験者が自分自身に例示的な携帯装置を設置するようにして)、生理学的および/または行動信号(たとえば、いくつかの実装において事象関連電位、または他の実装においてユーザの環境状況と関連づけられ得る)を取得し、そしてそれによって1人または複数の被験者の一意の認知、運動および/または感覚プロファイルを提供できる。たとえば、開示する装置およびシステムはそのような未熟練者による操作を可能にし、生理学的および/または行動データ取得を実装するために、または取得した生理学的および/または行動データの解析においてユーザに提供されるユーザの生成した認知および/または感覚プロファイル情報を解釈するためにオペレータが神経科学者、心理学者または専門の内科医であるべきであるともはや指定しない。たとえば、未熟練ユーザは、開示する装置およびシステムを実装して被評価者、たとえば自分自身または他人の意識および精神情報プロファイルを得ることができる。たとえば、そのような装置およびシステムの適用および操作は、装置またはシステムを適用または操作する技術的専門知識を必要とせずに、ユーザが命令に従うことによって行われ得る。付加的に、たとえば、開示する装置、システムおよび方法の実装は、脳-マシンインターフェースの文脈内でも使用され、そしてそれによってそのようなシステムの可能な適用を拡大できる。
本開示に記載される主題および機能的動作の実装は、様々なシステム、デジタル電子回路で、または本明細書に開示される構造およびそれらの構造的等価物を含む、コンピュータソフトウェア、ファームウェアもしくはハードウェアで、またはそれらの1つもしくは複数の組合せで実装されてよい。本明細書に記載される主題の実装は、1つまたは複数のコンピュータプログラム製品、すなわち有形のかつ非一時的なコンピュータ可読媒体上に、データ処理機器による実行のために、またはその動作を制御するためにエンコードされるコンピュータプログラム命令の1つまたは複数のモジュールとして実装され得る。コンピュータ可読媒体は、機械可読記憶装置、機械可読記憶基板、メモリ装置、機械可読伝搬信号を生じさせる合成物、またはそれらの1つもしくは複数の組合せであり得る。用語「データ処理機器」は、例としてプログラマブルプロセッサ、コンピュータまたは複数のプロセッサもしくはコンピュータを含め、データを処理するためのすべての機器、装置および機械を包含する。機器は、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムのための実行環境を構築するコード、たとえばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはそれらの1つもしくは複数の組合せを構成するコードを含み得る。
コンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプトまたはコードとしても知られている)は、コンパイラ型またはインタープリタ型言語を含め、任意の形態のプログラミング言語で書かれ得、そしてそれはスタンドアロンプログラムとして、またはコンピューティング環境での使用のために適切なモジュール、部品、サブルーチンもしくは他のユニットとしてを含め、任意の形態で展開され得る。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルシステムにおけるファイルに対応するわけではない。プログラムは、他のプログラムもしくはデータ(たとえば、マークアップ言語文書に記憶される1つもしくは複数のスクリプト)を保持するファイルの一部分に、当該プログラム専用の単一のファイルに、または複数の協調ファイル(たとえば、1つもしくは複数のモジュール、サブプログラムもしくはコードの一部分を記憶するファイル)に記憶され得る。コンピュータプログラムは、1つのコンピュータに、または1つのサイトに設けられる、もしくは複数のサイトにわたって分散され、かつ通信ネットワークによって相互接続される複数のコンピュータに展開されて実行され得る。
本明細書に記載されるプロセスおよび論理フローは、1つまたは複数のコンピュータプログラムを実行して、入力データを演算し、そして出力を生成することによって機能を行う1つまたは複数のプログラマブルプロセッサによって行われ得る。プロセスおよび論理フローは専用論理回路、たとえばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)またはASIC(特定用途向け集積回路)によっても行われ得、かつ機器もそれとして実装され得る。
コンピュータプログラムの実行のために適切なプロセッサは、例として汎用および専用マイクロプロセッサ両方、ならびに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の1つまたは複数のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、リードオンリメモリまたはランダムアクセスメモリまたは両方から命令およびデータを受けるだろう。コンピュータの必須要素は、命令を行うための1つまたは複数のプロセッサおよび命令およびデータを記憶するための1つまたは複数のメモリ装置を含む。一般に、コンピュータは、データを記憶するための1つまたは複数の大容量記憶装置、たとえば磁気、光磁気ディスクもしくは光ディスクも含む、またはそれからデータを受ける、もしくはそれにデータを転送する、もしくはその両方を行うように作動的に結合されるだろう。しかしながら、コンピュータはそのような装置を有する必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを記憶するために適切なコンピュータ可読媒体は、例として半導体メモリ装置、たとえばEPROM、EEPROMおよびフラッシュメモリ装置を含め、すべての形態の不揮発性メモリ、媒体およびメモリ装置を含む。プロセッサおよびメモリは専用論理回路によって補足されるか、またはそれに組み込まれ得る。
本特許文書は多くの詳細を含むが、これらは、任意の発明のまたは特許請求の範囲に記載されることになることの範囲の限定としではなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有でよい特徴の説明として解釈されるべきである。別々の実施形態の文脈において本特許文書に記載されるある特徴は、単一の実施形態に組み合わせても実装され得る。反対に、単一の実施形態の文脈において記載される様々な特徴は、別々に複数の実施形態に、または任意の適切な部分組合せに実装され得る。その上、特徴はある組合せにおいて作用するとして上述され、さらにはそのように特許請求の範囲に記載されるものだが、特許請求の範囲に記載された組合せからの1つまたは複数の特徴が場合によって組合せから削除され得、そして特許請求の範囲に記載された組合せは部分組合せまたは部分組合せの変形に向けられてよい。
同様に、動作は特定の順序で図面に描かれるが、これは、そのような動作が図示される特定の順序でもしくは順次に行われること、または所望の結果を達成するために、すべての例示した動作が行われることを必要とすると理解されるべきではない。その上、本特許文書に記載される実施形態における様々なシステム部品の分離は、すべての実施形態においてそのような分離を必要とすると理解されるべきではない。
ほんの少数の実装および例が記載され、そして他の実装、拡張および変形が、本特許文書に記載および例示されることに基づいてなされ得る。
102 神経検査
104 情報集合
106 認知および/または感覚プロファイル
202 ケーシングユニット
204 ケーシングユニット
302 額電極
304 データ処理ユニット
306 プロセッサ
308 メモリ
310 データ通信ユニット
312 信号処理回路
314 バッテリ
316 再充電コネクタ
402 データ処理ユニット
404 データ取得ユニット
406 電気接続
602 電力インターフェース
702 ケーシング
704 適合ベース
706 取外し可能な粘着性固着部品
802 電子部品
804 センサアセンブリ
902 ユーザインターフェース
904 ユーザインターフェース
906 ユーザインターフェース
908 ユーザインターフェース
910 ユーザインターフェース
912 ユーザインターフェース
914 ユーザインターフェース
916 ユーザインターフェース
918 ユーザインターフェース
920 ユーザインターフェース
922 ユーザインターフェース

Claims (22)

  1. 感覚、運動および/または認知解析装置であって、
    ユーザの額部に適合した接触側を有する携帯ケーシングユニットと、
    前記ユーザが前記装置と接触するときに前記ユーザの電気生理学的信号を検出するように構成される1つまたは複数のセンサを含むデータ取得ユニットと、
    前記ケーシングユニット内であり、かつ前記データ取得ユニットと通信状態にあるデータ処理ユニットであって、検出した電気生理学的信号をデータとして増幅およびデジタル化する信号処理回路と、前記データを処理するプロセッサと、前記データを記憶するメモリと、遠隔コンピュータシステムに前記データを送信する送信器とを含むデータ処理ユニットと、
    前記ケーシングユニット内であり、かつ前記データ処理ユニットに電気的に結合されて電力を提供する電源ユニットとを備え、
    前記装置が前記ユーザから生理学的および/または行動信号データを取得するように動作可能であり、かつ認知または感覚評価と関連した定量的および/または定性的情報集合が前記信号データに基づいている、感覚、運動および/または認知解析装置。
  2. 前記検出した電気生理学的信号が前記ユーザの脳から測定される脳波記録(EEG)信号である、請求項1に記載の装置。
  3. 前記データ処理ユニットが、事象関連電位(ERP)と関連した前記測定したEEG信号に基づいて前記定量的情報集合を決定するように構成されている、請求項2に記載の装置。
  4. 前記電源ユニットが再充電バッテリを含んでおり、前記装置が、前記バッテリに電気的に結合される電子インターフェースと、前記ケーシングユニットに取り付けられて前記電子インターフェースを露出させ、またカバーする格納式カバーとを含むインターフェースアセンブリをさらに備えている、請求項1に記載の装置。
  5. 前記電子インターフェースがUSB接続を備えており、前記送信ユニットが前記電子インターフェースに通信可能に結合されている、請求項4に記載の装置。
  6. 前記装置が携帯可能で、独立して動作可能で、かつ前記遠隔コンピュータシステムにワイヤレスで通信するように構成されている、請求項1に記載の装置。
  7. 前記装置が、前記ユーザが静止しているとき、および前記ユーザが動いているときを含む、複数の無制限の環境において前記装置を着用している前記ユーザから前記電気生理学的および/または行動信号を検出し、そして前記データを処理するように動作可能である、請求項6に記載の装置。
  8. 前記電気生理学的および/または行動信号が前記ユーザの環境における環境刺激によって前記ユーザから誘発されている、請求項7に記載の装置。
  9. 前記データ取得ユニットが前記ケーシングユニットの前記接触側に脱着可能に結合されている、請求項6に記載の装置。
  10. 前記データ取得ユニットが、フレキシブルかつ粘着性基板と、前記基板に取り付けられる1つまたは複数の電極と、前記1つまたは複数のセンサを前記データ処理ユニットの前記信号処理回路に電気的に結合する電気ケーブルとを含む使い捨て電極センサアセンブリを含むように構成されており、前記使い捨て電極センサアセンブリが前記ケーシングユニットに固着可能かつ脱着可能に結合されており、前記電気ケーブルが前記使い捨て電極センサアセンブリから突出している、請求項9に記載の装置。
  11. 前記装置が、前記使い捨て電極センサアセンブリの前記電気ケーブルを前記データ処理ユニットの前記信号処理回路に電気的に結合する接続ポートを含んでおり、前記接続ポートが、前記ケーシングユニットに取り付けられて前記接続ポートを露出させ、またカバーする格納式カバーを含んでいる、請求項9に記載の装置。
  12. 前記データ取得ユニットが前記ケーシングユニットの前記接触側に非脱着可能に結合されている、請求項6に記載の装置。
  13. 前記データ取得ユニットが、外へ突出し、かつ前記ケーシングユニットから圧縮可能に後退するように構成される移動可能な電極格納アセンブリを含むように構成されており、前記移動可能な電極格納アセンブリが、電線管によって前記データ処理ユニットの前記信号処理回路に電気的に結合される1つまたは複数の電極を含んでいる、請求項12に記載の装置。
  14. 前記検出した電気生理学的信号が、前記ユーザの瞬目または顔面表情と関連した前記ユーザの頭筋から検知される筋電図記録(EMG)信号である、請求項1に記載の装置。
  15. 前記決定した定量的および/または定性的情報集合が、前記装置と対話する、またはそれを操作するアプリケーションのグラフィカルユーザインターフェースによって、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットまたはウェアラブル装置の少なくとも1つを含むユーザ装置に提示されている、請求項1に記載の装置。
  16. 感覚、運動および/または認知解析装置であって、
    ユーザの額からの接触を受ける部分を含むように構成されるハウジングと、
    前記ハウジングの前記部分に設けられ、かつ前記ユーザが前記装置と接触するときに前記ユーザの電気生理学的信号を検出する1つまたは複数のセンサを含むように構成されるデータ取得ユニットと、
    前記ハウジングに設けられ、かつ前記データ取得ユニットと電気通信状態にあるデータ処理ユニットであって、前記検出した電気生理学的信号をデータとして増幅する信号処理回路と、遠隔コンピュータシステムに前記データを送信する送信器とを含むように構成されるデータ処理ユニットとを備え、
    前記装置が前記ユーザから脳信号データを取得するように動作可能であり、かつ認知または感覚評価と関連した定量的および/または定性的情報集合が前記信号データに基づいている、感覚、運動および/または認知解析装置。
  17. 前記データ処理ユニットが、前記データを処理するプロセッサと、前記データを記憶するメモリとをさらに含んでいる、請求項16に記載の装置。
  18. 前記ハウジング内に入れられ、かつ前記データ処理ユニットに電気的に結合されて電力を提供する電源ユニットをさらに備えている、請求項17に記載の装置。
  19. 前記ユーザの瞬目に対応するデータを受ける光学センサを含む視標追跡ユニットをさらに備えている、請求項16に記載の装置。
  20. 前記ハウジングの前記部分と接触しているときにユーザから離れた固定位置に設けられて、前記視標追跡ユニットの視標追跡アプリケーションを支援する表示画面をさらに備えている、請求項19に記載の装置。
  21. 前記決定した定量的情報集合が、前記装置と対話する、またはそれを操作するアプリケーションのグラフィカルユーザインターフェースによって、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットまたはウェアラブル装置の少なくとも1つを含むユーザ装置に提示されている、請求項16に記載の装置。
  22. 前記ユーザがヒトまたは非ヒト動物である、請求項16に記載の装置。
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