JP2022552020A - 頭部ウェアラブル光療法デバイス - Google Patents
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Abstract
ポータブル頭部ウェアラブルデバイスを使用して、赤外線、近赤外線、および／または光の赤の波長を使用する経頭蓋照明が患者の脳の中に供給される、神経状態の治療のためのシステムおよび方法が説明される。患者の状態を治療するために、発光素子のアレイが同時に制御されて、セラピーセッションの間に選択された電力密度および分散を提供する。タッチスクリーンタブレットまたはラップトップコンピュータのような外部コントローラが、各患者に対して照明パラメータを選択するために使用され得る。自閉スペクトラム症（ＡＳＤ）を持つ子供たちのような子供に治療を提供するために、システムが使用され得る。
Description
（関連出願の相互参照）
本願は、２０２０年６月２日に出願された米国仮特許出願第６３／０３３，７５６号、２０１９年１１月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０，７８８号、および２０１９年１０月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／９１５，２２１号に対する優先権を主張し、上記の出願の各々のすべての内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。本願はまた、２０２０年３月１６日に出願された米国意匠出願第２９／７２８，１０９号に対する優先権を主張し、本願のすべての内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年６月２日に出願された米国仮特許出願第６３／０３３，７５６号、２０１９年１１月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０，７８８号、および２０１９年１０月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／９１５，２２１号に対する優先権を主張し、上記の出願の各々のすべての内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。本願はまた、２０２０年３月１６日に出願された米国意匠出願第２９／７２８，１０９号に対する優先権を主張し、本願のすべての内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
現在開示する主題は、概して神経状態のセラピー治療のための経頭蓋照明のための方法およびデバイスに関する。好ましい実施形態は、システム動作および患者データ分析を容易にするために、ウェブ対応の電話およびタブレットのようなモバイルデバイスと通信するウェアラブルデバイスを含み得る。これは、オプションとして、クロスモーダル脳刺激、診断モダリティを含み得、より具体的には、自閉症に悩む子供を治療するための、オプションとして聴覚刺激および光刺激を同時に利用し得る方法およびデバイスを提供し得る。
研究は、多くの神経の状態および精神的な状態を治療する際、治療の２つの別個のタイプの強力な組み合わせ効果があることを示している。例えば、うつ病および不安の治療において、薬と認知行動療法との両方の組み合わせ（または、弁証法的行動療法）は、独立してこれらの様式のいずれか１つの単独のものより強力な効果を発揮する。
さらに、音楽療法およびビデオゲームてんかん患者を治療するために使用されてきている。結果のいくつかは、薬物治療との組み合わせで特定の音楽コンテンツを聴くことは、てんかん性放電の周波数と発作の周波数との両方を低減したことを示す。同様に、ビデオゲームを薬物治療と組み合わせることはまた、脳神経可塑性を変調させ、年齢に関係する神経異常およびを改善することを示してきており、高齢者における認知機能を向上した。したがって、異なる治療の２つのタイプを一緒に追加することは、様々な対象領域にわたって神経の状態および精神的な状態の全体的な治療の結果を改善することが示されてきている。全体的に、精神的障害もしくは神経障害を治療するとき、様々なチャンネルを通じた脳刺激の組み合わせ効果は、単様式刺激よりもより強力になる可能性が高い。
自閉スペクトラム症（「ＡＳＤ」）と診断された子供にとって、彼らが直面する最も一般的な課題の１つは、言語を学習することである。研究は、ＡＳＤを持つ子供がシンタックスを獲得することに苦労することを示す。結果として、彼らは文を解析し、発語を理解し、および／または、新たな単語を獲得もしくは生成することができない。特に、５歳までに言語を学習すること（完全な文を話すことができること）は、神経定型コミュニティに溶け込むことを将来的に成功させることおよび独立して機能するためにクリティカルである。さらに、言語学習は、５歳～７歳の間に終わる、デリケートな期間（ＲＥＦＳ）にしか発生しない場合がある。子供がその期間の間に言語を十分に学習しない場合、その後の学習は非常に骨の折れるものとなり、流暢さを実現することは可能性が低い。さらに、言語を理解し生成することが可能であることは、かんしゃくを低減し、ＡＳＤを有する個人における挙動を改善する。したがって、発語発達における遅延は、緩和される必要がある最もクリティカルな症状の１つである。
ＡＳＤを持つ子供において緩和される必要がある別のクリティカルな症状は、不安である。全般不安は、しばしばＡＳＤの子供においてかなりの消耗を引き起こすものであり、とりわけ、子供の、学習能力および社会的に溶け込む能力に影響を及ぼす。ＡＳＤを持つ子供は、しばしば彼らの不安を低減するために薬を処方されるが、これらの薬は、しばしば意図しない副作用を有し、効果的でない場合がある。
米国では、現在ＡＳＤと診断された子供が１５０万人を越え、年間おおよそ８万人の新たな子供がＡＳＤと診断される。世界中で、年間おおよそ１５０万～２００万人の新たな子供が、ＡＳＤと診断されている。自閉症サービスは、アメリカ国民にとって毎年おおよそ２，５００億ドルのコストがかかっており、おれは、医療費（外来診療、在宅治療、および医薬品）と医療費以外のコスト（特殊教育サービス、居住サービス等）との両方を含む。明白なコストに加えて、感情的ストレス、ならびに治療法を考え出し連携させるために要求される時間のような隠れたコストがある。研究は、適切な早期の介入を用いれば、生涯治療コストが約３分の２低減され得ることを示す。
さらなる研究は、ＡＳＤはしばしば、ミトコンドリア機能不全と相関することを示す。自閉症の個人の脳細胞におけるミトコンドリアは、十分なアデノシン三リン酸（「ＡＴＰ」）を生成しない。ミトコンドリア機能不全の結果は、脳が人体で生成される全エネルギーの２０％を使用するので、脳内で特に顕著となる場合があり、これは、ＡＳＤのような神経発達障害につながる場合がある。励みとなる研究によると、赤外線および赤色光が子供のミトコンドリアをアクティブ化するので、ＡＴＰ生成を増加する可能性があることを示されてきている。
近赤外線および赤色光を用いた、脳の経頭蓋フォトバイオモジュレーション（「ｔＰＢＭ」）は、不安、脳卒中、および外傷性脳損傷のような様々な精神の状態および神経状態を治療するために有益であると示されてきている。著しく、自閉スペクトラム症は、近年何人かの科学者が障害をミトコンドリアの不均衡に関連付けているので、潜在的にセラピーとしてｔＰＢＭを用いて治療される可能性がある。そして、ｔＰＢＭは、ミトコンドリアにより多くのＡＴＰを生成させることによって、潜在的にそれに影響し得る。ｔＰＢＭを用いて治療された患者は、潜在的に炎症を低減し、脳への酸素の流れを増加し、ＡＴＰの生成を増加させ得る、近赤外線を吸収する。しかしながら、様々な神経状態のための追加の治療オプションを可能にするデバイスおよび方法が必要とされている。
言語獲得での１つの問題は、ＡＳＤを持つ多くの子供が、単語の統語特徴を抽出し、文を解析し、および／または発語の統語的手がかりおよび意味論的手がかりに注意を払うのに十分なほど言語に集中できないことである。したがって、彼らの単語学習が遅延する場合がある。
不安での問題は、ＡＳＤの子供が、しばしば非常にストレスを受けており、特定の学習または社会的な状況の前に自分自身をどのように落ち着かせるかを知らないことである。結果として、彼らは（プレイデートまたはクラスのような）通常のアクティビティに参加することができない。
したがって、神経障害の治療を専用に提供するため、子供の治療のためのセラピーを提供するための改善された方法およびデバイスが必要である。
好ましい実施形態は、頭部ウェアラブルデバイスが、セラピー期間の間に脳組織の領域によって吸収される十分なエネルギーを有する光の照明波長を供給するように作動される、対象者によって装着されるように構成されるデバイスおよび方法を提供する。照明光の経頭蓋供給は、好ましくは制御回路および処理回路をまた含み得る頭部ウェアラブルデバイスに取り付られた複数の発光デバイスを用いて実行され得る。したがって、（ｉ）例えば、脳内でのＡＴＰ生成によってのように脳の動作状態を改善するために赤外線、近赤外線、および赤色光と、（ｉｉ）シンタックスを学習ための追加の特定の言語入力を提供することとの１または複数、または組み合わせを有する脳刺激を提供することは、ＡＳＤの子供における言語獲得を改善する。したがって、（ｉ）不安を低減するための近赤外線および赤色光と、（ｉｉ）ＡＳＤの子供のために書かれた専用の瞑想との組み合わせを有する脳刺激を提供することは、不安を低減する。低減された不安は、改善された言語学習とよりよく社会的に溶け込むこととの両方につながる。ＡＳＤの子供のために専用に設計されたオーディオ言語プログラムを提供することは、子供の注意を言語に集中させ、子供に言語マーカについての情報を提供し、子供のコミュニケーションする能力を改善する可能性がある。これにより、疾患している個人のための生涯治療コストが低減される可能性が高い。
好ましい実施形態は、セラピー期間の間に治療線量を提供するために、患者の頭蓋を通じて十分な電力を放出するように構成された複数のレーザダイオードまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用し得る。この複数の発光デバイスは、頭部ウェアラブルデバイス上に位置付けられた回路基板に取り付けられ得る。子供の治療のために、頭部ウェアラブルデバイスに取り付けられた各アレイにおいて発光素子の間のスペースは、頭蓋を通して侵入深さを改善するために、選択され得る。子供の頭蓋が年齢と共に厚さが増加するにつれて、頭蓋に入り込むために使用される光のパラメータは、年齢の関数として変化する。照明光の減衰が年齢と共に増加するにつれて、光の周波数、電力密度、および各発光素子のスポットサイズは、年齢の関数として選択的に調節され得る。システムは、患者の年齢の関数として、照明条件を自動的に設定し得る。個々の患者の頭蓋の厚さはまた、Ｘ線走査によって定量的に測定され、要求される電力密度を脳の選択された領域に供給するために必要な所望の照明パラメータを設定するために、システムに入力され得る。頭蓋の密度はまた、年齢の関数として変化して得、頭蓋の異なる領域に適用される放射輝度のレベルを制御し調節するために使用され得るさらなるデータを生成するように、Ｘ線骨密度計によって定量的に測定され得る。
開示する技術の態様は、ＡＳＤの子供を治療するために使用されてもよい、クロスモーダル脳刺激のための方法およびデバイスを含み得る。開示する実施形態と一貫して、それらの使用のシステムおよび方法は、１または複数のプロセッサ、送受信機、マイク、ヘッドフォン、ＬＥＤライト（ダイオード）、または電力源（例えば、バッテリ）を含むウェアラブルデバイス（例えば、バンダナ）を含んでもよい。１つの例示的な方法は、患者（ＡＳＤの子供）の頭部にウェアラブルデバイスを配置することを含んでもよい。方法は、ウェアラブルデバイス（例えば、ＬＥＤライト）によって、予め定められた光（例えば、赤または近赤外線）の量を透過することをさらに含んでもよい。方法はまた、ウェアラブルデバイスのヘッドフォン、または患者によって聞き得または見られ得る他のデバイスによって、言語入力を、例えば、患者に同時に出力することを含んでもよい。言語入力は、例えば、どのように文を解析するかを学習することを容易にする明白な統語構造を含んでもよい。また、方法は、不安を和らげるのに役立つ場合があるので、ＡＳＤの子供が言語をより良く学習し、より容易に社会的に溶け込むすることを可能にする、ＡＳＤの子供のために書かれた特定の瞑想を出力することを含んでもよい。いくつかの例では、方法は、１または複数のプロセッサが反応の精度を決定するため、および／または任意のフォローアップの言語入力生成するために、分析してもよい言語入力への反応を患者から受信することをさらに含んでもよい。さらに、いくつかの例では、ウェアラブルデバイスによって出力される光の、周波数および／またはタイプは、患者から受信された反応に基づいて調節されてもよい。また、いくつかの例では、ウェアラブルデバイス、または患者によって聞かれおよび／または見られ得る聴覚的信号もしくは視覚信号／画像を生成し得る、スピーカのような１または複数のトランスデューサデバイスもしくはディスプレイデバイスを含む他のデバイスに、言語入力を決定し送信するユーザデバイス（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））に、ウェアラブルデハイスはペアリングされてもよい。
頭部ウェアラブルデバイスは、発光素子および回路素子が付けられる、剛性、半剛性、または柔軟な基板を備えてもよい。柔軟な基板は、患者の頭部の周りに延びるバンドに組み立てられた、織り込まれたファブリックもしくはポリマー糸、成形されたプラスチック、または機械でプリントされたコンポーネントを含んでもよい。電気コンポーネントおよび光学コンポーネントが取り付けられ相互接続された回路基板は、標準的な剛性形態であり得、またはそれらは、患者の頭部の湾曲部の周りに曲がることに対応するように柔軟であり得る。子供および大人は、頭部が異なるサイズの範囲にあるので、異なるサイズに調節し得る材料を有する得ことが有利である。より剛性である頭部ウェアラブルデバイスは、患者の頭部と接する快適な材料を提供するために、発泡材料を使用し得る。頭部ウェアラブルデバイスは、本明細書で説明するようにセラピーの光の使用のためのパラメータを選択するために使用され得る診断デバイスおよびシステムと併せて使用され得る。タブレットまたはラップトップコンピュータのようなコンピューティングデバイスは、セラピーセッションと併せて使用される頭部に着けるデバイスおよび他のデバイスの診断オペレーションおよびセラピーオペレーションを制御するために使用され得る。このようなコンピューティングデバイスは、患者データを格納し管理し得、格納およびさらなる使用のために電子健康記録または電子医療記録を生成し得る。コンピューティングデバイスは、診断サブモジュールおよびセラピーサブモジュールと電子医療記録モジュールとを含み得る患者データ入力モジュール、システム動作モジュールのようなソフトウェアモジュールを用いてプログラムされ得る。システムは、リモートデバイス、ウェブ／インターネット動作、およびセキュア通信リンクによるリモート監視およびリモート制御との通信を可能にするために、ネットワークサーバを含み得る。コンピューティングデバイスは、セラピーセッションの前、間、または後の脳の活動を監視して、患者に対する診断データを生成するために、脳電図（ＥＥＧ）電極に対する接続を含み得る。ＥＥＧ電極は、頭部ウェアラブルデバイスと統合され得、そこでプロセッサに直接接続されるか、または代替的に、タッチスクリーンで操作されるタブレットディスプレイデバイスのような外部コンピューティングデバイスに有線接続または無線接続によってのいずれかで通信し得る。患者の頭部に光学的に連結された光センサは、患者の頭蓋の中への光伝達を監視するために使用され得、および／または照明光を受け取る脳の領域から戻る光を測定し得る。近赤外線センサのアレイは、例えば、組織の状態を診断するために使用され得る、組織から戻る反射された光または他の光信号を検出し得るＬＥＤパネルまたは回路基板の上に取り付られ得る。システムセンサによって生成された診断データは、セラピー期間の間に患者を監視するために使用され得、オプションとして、頭蓋を通じて供給される光の強度を増加させることまたは低下させることによって、または期間、もしくはセラピーセッションの間に照明される脳の領域を調節することによってのように、セラピーセッションの間にシステムの動作パラメータを制御するために使用され得る。
開示する設計のさらなる特徴、およびそれにより提供される利点は、同様の要素が同様の参照指定子であるように示される添付図面に示した特定の実施形態を参照して以下でより詳細に説明する。
ここで、必ずしもスケールに沿って描かれておらず、本開示の一部に組み込まれ、本開示の一部を構成し、様々な実装形態および開示する技術の態様を示し、説明と共に開示する技術の原理を説明するために役立つ、添付図面の図面を参照する。
開示する技術のいくつかの実装形態は、添付図面を参照してより完全に説明される。しかしながら、この開示する技術は、多くの異なる形で具現化され得、本明細書で記載する実装に制限されるものとして解釈されるべきではない。開示する技術の様々な要素を形作るものとして以下で説明するコンポーネントは、例示することを意図しており、限定的であることを意図していない。本明細書で説明するコンポーネントと同じ機能または同様の機能を実行するであろう多くの好適なコンポーネントは、開示する電子デバイスおよび方法の範囲内として受け入れられることを意図している。本明細書で説明しないそのような他コンポーネントは、これらに限定されないが、例えば、開示する技術の開発の後に開発されるコンポーネントを含み得る。
１または複数の方法の段階の言及は、方法の段階が特定の順序で実行されなくてはならないことを暗示せず、または追加の方法の段階、もしくは明示的に特定された段階の間にある方法の段階の存在を除外するものではないことも理解されたい。
ここで、例が添付図面において示され、本明細書で開示されている、開示する技術の例示的な実施形態を詳細に参照する。都合が良い場合、同じ部分または同様の部分を指すために、同じ参照符号が図面を通じて使用される。
図１は、クロスモーダル脳刺激のための特定の方法を実装してもよい例示的なウェアラブルデバイス５０を示す。図１に示すように、いくつかの実装形態では、ウェアラブルデバイス５０は、とりわけ、１または複数のプロセッサ、送受信機、マイク、ヘッドフォン５２、ＬＥＤライト５４、および／またはバッテリを含んでもよい。ウェアラブルデバイス５０は、透過された光の周波数、光のタイプ（例えば、赤色光または赤外線）、瞑想、および／または言語入力を決定してもよい命令を提供してもよいユーザデバイス（例えば、スマートフォン、スマートウォッチ）とペアリングされてもよい。図２Ａ～図２Ｃは、経頭蓋照明を提供するための、後方回路基板５６、側面照明パネル５６、正面照明パネル６２と、また、患者にオーディオプログラミングを提供するためのイヤホン５２とを有する、患者の頭部に位置する頭部ウェアラブルデバイス５０の背面図および正面図を示す。システムは、患者のためのセラピーセッションと併せてユーザが聞き得、または見得るオーディオファイルまたはビデオファイルを格納し得る。
図３は、本明細書で説明する様々な実施形態に係る、脳刺激のためのシステム１００の図である。システム１００は、リモートコンピューティング装置１５０と通信するフォトバイオモジュレーションデバイス１１０を含む。例示的な実施形態では、コンピューティングデバイス１５０は、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１６０を表示し得る視覚ディスプレイデバイス１５２を含む。ＧＵＩ１６０は、情報表示領域１６２およびユーザが作動可能な制御１６４を含む。オプションとして、コンピューティングデバイス１５０はまた、外部ＥＥＧシステム１２０'と通信する。オプションとして、コンピューティングデバイス１５０はまた、外部光センサアレイ１２２'と通信する。操作するユーザは、コンピューティングデバイス１５０を操作して、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０の機能のアクティベーション、およびコンピューティングデバイス１５０とフォトバイオモジュレーションデバイス１１０との間の単方向または双方向のデータ転送を含む、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０の動作を制御し得る。
操作するユーザは、ＧＵＩ１６０のユーザが作動可能な制御１６４とインタラクトすることによって、コンピューティングデバイス１５０の運転モードの間で変化し得る。ユーザが作動可能な制御の例は、プログラム制御ツールにアクセスするための制御と、格納されたデータおよび／または格納されたデータ操作および視覚化ツールと、オーディオプログラムツールと、評価ツールと、当業者に知られる任意の他の好適な制御モードまたは制御ツールとを含む。プログラム制御モードのアクティベーションをすると、ＧＵＩ１６０は、情報表示領域１６２におけるプログラム制御情報を表示する。同様に、ユーザが作動可能な制御１６４を使用する他のモードのアクティベーションは、ＧＵＩ１６０に、情報表示領域１６２における関係するモード情報を表示させ得る。システムは、例えば、５分～３０分の間の可変の長さのセラピーセッションを実行するようにプログラムされ得る。セッションの間の患者による言語の使用は、頭部ウェアラブルデバイス上のマイクで記録され得、またはセッションの間に使用された言語の分析のために別々に使用されるか、もしくは後の分析のために格納され得る。
プログラム制御モードでは、ＧＵＩ１６０は、１または複数のプリセット１６５を含むプログラム制御を表示し得る。操作するユーザによるプリセットのアクティベーションによって、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０が、患者の特定のクラス、または特定の患者のための光療法に適切な特定の予め設定された変数を使用するように構成される。例えば、特定のプリセット１６５は、特定の年齢または特定の状態の患者のクラスに対応し得る。様々な実施形態では、プリセット１６５を通じて構成された予め設定された変数は、照明パターン（例えば、空間的パターン、時間的パターン、または空間的パターンと時間的パターンとの両方）、照明波長／周波数、または照明電力レベルを含み得る。
いくつかの実施形態では、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、コンピューティングデバイス１５０からのデータを送信および／または受信し得る。例えば、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、患者のためのセラピーセッションについての情報をログ付けするために、データを送信し得る。そのようなデータは、例えば、照明パターン、時間の全長、セラピープログラムの異なるフェーズにおいて費やされた時間、脳電図（ＥＥＧ）リーディング、および使用された電力レベルを含み得る。データは、セラピーセッションの、前、間、および後の送信してログ付けされ得る。同様のデータはまた、外部ＥＥＧシステム１２０'または外部光センサアレイ１２２'を利用する実施形態において、これらのコンポーネントからコンピューティングデバイス１５０で受信され得る。格納されたデータ操作および／または格納されたデータ視覚化モードでは、操作するユーザは、送信元からログ付けされコンピューティングデバイス１５０で受信されたデータをレビューし得る。いくつかの実施形態では、データは、セラピーセッションと併せて使用されたアクティビティに関する情報（すなわち、タスクアイデンティティおよびスコアリングのような、セラピーセッションの間に患者に提示されたタスクに関連する情報）を含み得る。例えば、アクティビティデータは、以下でより詳細に説明するように、評価モードスクリーン上で操作するユーザによって入力され得る。
オーディオシステムモードでは、ユーザは、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０のスピーカ１１６を通じて患者に供給されるオーディオ情報を制御し得る。オーディオ情報は、いくつかの実施形態では、患者への命令を含み得る。他の実施形態では、オーディオ情報は、異なるセラピーの用途のためのオーディオプログラミングを含み得る。
評価モードでは、ユーザは、タスクアイデンティティおよびスコアリングのような患者評価に関するデータを入力またはレビューし得る。例えば、図６は、ＧＵＩ１６０の情報表示領域１６２において表示された特定の評価テストを示す。この評価テスト、週次子供テストは、子供における自閉症の重症度の全体的な評価を目的としている様々な個々の測定項目についてのスコアリングを表す評定スケールを含む。
以下でより詳細に説明するように、コンピューティングデバイス１５０およびフォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、様々な方法を通じて通信し得る。いくつかの実施形態では、直接（すなわち、有線）接続１１７は、コンピューティングデバイス１５０とフォトバイオモジュレーションデバイス１１０との間で確立され得る。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１５０およびフォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、無線接続１１８を通じて、互いに直接に通信し得る。またさらなる実施形態では、コンピューティングデバイス１５０およびフォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、通信ネットワーク５０５を通じて通信し得る。
様々な実施形態では、通信ネットワーク５０５の１または複数の一部は、アドホックネットワーク、網目状ネットワーク、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、インターネットの一部、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）の一部、移動体電話ネットワーク、無線ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワーク、ＷｉＭＡＸ（登録商標）ネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）もしくは任意の他のプロトコルを使用して確立されたモノのインターネット（ＩｏＴ）ネットワーク、任意の他のタイプのネットワーク、または２以上のそのようなネットワークの組み合わせであり得る。
例示的な実施形態では、システム１００は、自閉症患者、特に若年の自閉症患者を治療するように構成される。したがって、若年の患者がセラピーセッションの長さの間静かに座っている可能性がより低いので、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０とコンピューティングデバイス１５０との間の無線接続を作成することが多くの実施形態において望ましい。無線接続、およびフォトバイオモジュレーションデバイス１１０に電力を供給するためのバッテリの使用によって、単一のセラピーセッションの長さ全体の間途切れない経頭蓋照明が可能になり、さらに、若年の患者が動き、セラピーと関連付けられてもよいか、または関連付けられていなくてもよいアクティビティに参加することが可能になる。
図４は、本開示の例示的な実施形態と共に使用するために好適なリモートコンピューティング装置１５０およびフォトバイオモジュレーションデバイス１１０のブロック図を示す。リモートコンピューティング装置１５０は、これらに限定されないが、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、デスクトップコンピュータ、サーバ、またはネットワーク機器であってもよい。リモートコンピューティング装置１５０は、例示的な実施形態を実装するための１または複数のコンピュータ実行可能命令またはソフトウェアを格納するための１または複数の非一時的コンピュータ可読媒体を含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、これらに限定されないが、１または複数のタイプのハードウェアメモリ、および非一時的有形媒体（例えば、１または複数の磁気記憶ディスク、１または複数の光ディスク、１または複数のフラッシュドライブ、１または複数のソリッドステートディスク）等を含んでもよい。例えば、リモートコンピューティング装置１５０に含まれるメモリ１５６は、リモートコンピューティング装置１５０の例示的な動作を実装するためのコンピュータ可読およびコンピュータ実行可能な、命令またはソフトウェアを格納してもよい。リモートコンピューティング装置１５０はまた、構成可能および／またはプログラマブルなプロセッサ１５５および関連付けられたコア４０４を含み、オプションとして、メモリ１５６に格納されたコンピュータ可読およびコンピュータ実行可能な命令またはソフトウェア、および本開示の例示的な実施形態を実装するための他のプログラムを実行するための、１または複数の追加の構成可能および／またはプログラマブルなプロセッサ４０２'および関連付けられたコア４０４'（例えば、複数のプロセッサ／コアを有するコンピュータシステムの事例において）を含む。プロセッサ１５５およびプロセッサ４０２'はそれぞれ、シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサ（４０４および４０４'）であってもよい。プロセッサ１５５およびプロセッサ４０２'のいずれかまたは両方は、リモートコンピューティング装置１５０と接続して記述された命令の１または複数を実行するように構成されてもよい。
リモートコンピューティング装置１５０におけるインフラストラクチャおよびリソースが動的に共有されてもよいように、仮想化がリモートコンピューティング装置１５０において採用されてもよい。プロセスが、複数のコンピューティングリソースではなく１つのコンピューティングリソースのみを使用しているように見せるように複数のプロセッサ上で動作するプロセスを処理するために、仮想マシン４１２が提供されてもよい。複数の仮想マシンはまた、１つのプロセッサを用いて使用されてもよい。
メモリ１５６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、およびＥＤＯ ＲＡＭ等のような、コンピュータシステムメモリまたはランダムアクセスメモリを含んでもよい。メモリ１５６は、メモリの他のタイプも含んでもよく、またはその組み合わせを含んでもよい。
ユーザは、１または複数のグラフィカルユーザインタフェース１６０を表示してもよい、コンピュータモニタのような、視覚ディスプレイデバイス１５２を通じてリモートコンピューティング装置１５０とインタラクトしてもよい。例示的な実施形態では、視覚ディスプレイデバイスは、操作するユーザからの触覚入力を受信し得るマルチポイントタッチインタフェース４２０（例えば、タッチスクリーン）を含む。操作するユーザは、マルチポイントタッチインタフェース４２０またはポインティングデバイス４１８を使用して、リモートコンピューティング装置１５０とインタラクトしてもよい。
リモートコンピューティング装置１５０はまた、本開示の例示的な実施形態（例えば、アプリケーション）を実装するデータおよびコンピュータ可読な命令および／またはソフトウェアを格納するための、ハードドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ、もしくは他のコンピュータ可読媒体のような、１または複数のコンピュータ記憶デバイスまたはデータベース４０１とインタラクトしてもよい。例えば、例示的な記憶デバイス４０１は、ＧＵＩ１６０もしくは制御プリセット、オーディオプログラム、アクティビティデータ、もしくは評価データの態様を実行するためのモジュールを含み得る。データベース４０１は、データベースにおける１または複数のデータ項目を追加、削除、および／または更新するために、任意の好適な時間に手動または自動的に更新されてもよい。リモートコンピューティング装置１５０は、例えば、患者データ、プログラムデータ、またはコンピュータ実行可能命令を含む、データベース４０１にデータを送信し得、またはデータベース４０１からデータを受信し得る。
リモートコンピューティング装置１５０は、１または複数のネットワークデバイスを介して１または複数のネットワーク、例えば、これらに限定されないが、標準的な電話回線、ＬＡＮもしくはＷＡＮリンク（例えば、８０２．１１、Ｔ１、Ｔ３、５６ｋｂ、Ｘ．２５）、ブロードバンド接続（例えば、ＩＳＤＮ、フレームリレー、ＡＴＭ）、無線接続（例えば、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、または上記の任意のものもしくはすべてのいくつかの組み合わせを含む様々な接続を通じて、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、またはインターネットのインタフェースとなるように構成された通信インタフェース１５４を含み得る。例示的な実施形態では、リモートコンピューティング装置１５０は、リモートコンピューティング装置１５０とネットワークとの間、および／またはリモートコンピューティング装置１５０とフォトバイオモジュレーションデバイス１００との間の無線通信を（例えば、ネットワークインタフェースを介して）容易にする、１または複数のアンテナを含み得る。通信インタフェース１５４は、ビルトインネットワークアダプタ、ネットワークインタフェースカード、ＰＣＭＣＩＡネットワークカード、カードバスネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、ＵＳＢネットワークアダプタ、モデム、またはリモートコンピューティング装置１５０を、本明細書で説明する動作を通信し実行することが可能である任意のタイプのネットワークにインタフェースするために好適な任意の他のデバイスを含んでもよい。
リモートコンピューティング装置１５０は、複数のバージョンのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム、異なるリリースのＵＮＩＸ（登録商標）およびＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステム、マッキントッシュ（登録商標）コンピュータのための複数のバージョンのＭａｃＯＳ（登録商標）、組み込みオペレーティングシステム、リアルタイムオペレーティングシステム、オープンソースオペレーティングシステム、プロプライエタリオペレーティングシステム、またはリモートコンピューティング装置１５０上で作動し、本明細書で説明する動作を実行することが可能な他のオペレーティングシステムのような、オペレーティングシステム４１０を動作させてもよい。例示的な実施形態では、オペレーティングシステム４１０は、ネイティブモードまたはエミュレートされたモードで動作してもよい。一例示的な実施形態では、オペレーティングシステム４１０は、１または複数のクラウドマシンインスタンス上で動作してもよい。
フォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、プロセッサ基板１１１、１または複数の発光パネル１１５ａ～１１５ｅ、１または複数のスピーカ１１６、および１または複数のバッテリ１１８を含み得る。フォトバイオモジュレーションデバイス１１０は、オプションとして、光センサアレイ１２２およびＥＥＧセンサシステム１２０を含み得る。５つの発光パネル１１５ａ～１１５ｅが本開示に関して説明されるが、当業者は、より多くの数またはより少ない数のパネルが使用されてもよいことを理解するだろう。一例示的な実施形態では、発光パネル１１５ａ～１１５ｅは、柔軟である。一例示的な実施形態では、発光パネル１１５ａ～１１５ｅは、ユーザの頭部の、正面、上面、背面、および両側面に位置している。フォトバイオモジュレーションデバイス１１０がユーザの頭部上での完全な覆いを有さない実施形態（すなわち、ヘッドバンドスタイルのデバイス）では、上面パネルは省略されてもよい。
図５は、本発明のフォトバイオモジュレーションデバイス１１０の概略的なレイアウトを示す。プロセッサ基板１１１は、例えば、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０の機能を制御するコンポーネントを含むプリント回路基板である。プロセッサ基板１１１は、いくつかの実施形態では、中央処理装置１１２および電力管理モジュール１１４を含み得る。
電力管理モジュール１１４は、セラピーセッションの間の特定の発光パネル１１５ａ～１１５ｅの使用を監視し制御し得る。いくつかの実施形態では、電力管理モジュール１１４は、特定のセラピーセッションの間に、制御するため、またはフィードバックを、発光パネル１１５ａ～１１５ｅは使用されないか否か、または部分的にのみ使用されるか否かに関する、患者ユーザ提供するための動作を取り得る。セッションの間に特定のパネルの使用を減らすことによって、より長い動作が実現され得る。さらに、異なるクラスの患者（例えば、異なる年齢の患者）は、異なる頭蓋厚さを有し得る。結果として、異なる透過電力（および、通過）は、患者年齢の関数として必要であってもよい。電力管理モジュール１１４は、バッテリ寿命をさらに延ばしながら照明のセラピーとして有益な線量を提供するために、発光パネルに出力される電力を制御し得る。図７に示すのは、図１２に示すメイン回路パネル２７０に配線するためのコネクタ２０８を有し得るプリント回路基板２００の第１の側面上に取り付られたＬＥＤ２０２である。ＬＥＤ２０２は、患者の頭蓋に入るので、固定されたスポットサイズ２０５を有し得る。代替的に、スポットサイズは、照明される脳組織の量を低減すること、または量を増加することのいずれかのために、選択された量分低減または増加され得る。図７に示すＬＥＤパネルは、頭蓋内の照明された組織からの光を検出するように構成されたＥＥＧ電極および／または光検出器のようなセンサコンポーネントを含み得る。回路パネル２７０は、本明細書で説明するようにタブレット内の外部コントローラからのデータを送信し受信するために、無線送受信機を含み得る。回路パネル２７０はまた、システムを外部電力源、およびシステムを制御するために使用されるタブレットに接続するために、有線のコネクタを含み得る。図１２に示すように、２つの手動スイッチ２７２、２７４は、システムの異なる電力レベルを作動させるために使用され得る。この特定の例では、第１のスイッチは、２つの異なるレベルの間で選択し、第２のスイッチは、４つの異なる設定または合計８つの異なる選択肢のためのサブレベルの間で選択する。これらのスイッチはまた、本明細書で説明するように、タブレットからリモートで制御され得る。ＬＥＤ２７６は、電源がオンであることをユーザに示すように使用される。さらなるスイッチ２８２は、本実装形態ではＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送受信機である、無線送受信器２８０の電源を入れ得る。ＬＥＤ２８４は、送信器のステータスをさらに示し得る。中央マイクロプロセッサ２７８は、回路基板２７０の動作を制御するようにプログラムされている。図１０および図１１に示す電力供給基板２５０およびコントローラ基板２６０は、１または複数のバッテリからコントローラ基板への電力を制御する。頭部に着けるデバイスのためのオン／オフ電力スイッチ２６２は、電力がバッテリから引かれる際にＬＥＤに供給される電圧が変動しないようにインダクタ２６４を含む基板２６０上に位置し得る。これらのコンポーネントは、患者がセラピーセッションの間に使用されるオーディオファイルを聞き得るように、メインコントローラ基板によって駆動される、イヤホン５２を有する頭部ウェアラブルデバイス１１０上に取り付けられる。代替的に、本明細書で示して説明する電子機器は、サイズ、重量、電力の要件を低減するために、統合された回路コンポーネントを使用して実装され得る。電子センサは、患者に供給される光電力の量を記録するように、１または複数のＬＥＤに適用される電圧を監視し得る。電子機器は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはシステムオンチップ（ＳＯＣ）設計として実装され得る。
自閉スペクトラム症（ＡＳＤ）は、低減した社会的機能、不注意、および言語障害によって特徴づけられる、神経発達障害である。自閉症は複数原因の障害である可能性が高いが、研究は、ＡＳＤを有する個人はしばしば、食用たんぱく質からのエネルギー生成の異常につながるミトコンドリア病を有することを示す。しかしながら、脳内のミトコンドリアは、光のような、異なる源からエネルギー分子を生成することが可能である場合がある。
ウェアラブルデバイス５０を使用して、本開示の特定の方法は、ＡＳＤを持つ子供を治療するために、（光を用いて脳を刺激する）フォトバイオモジュレーションおよび言語訓練を同時に実行してもよい。ウェアラブルデバイス５０は、脳の言語領域を刺激するために、いくつかの近赤外線光および／または赤色光含んでもよい。ウェアラブルデバイス５０に関連付けられたこれらの方法は、赤外線光および／または赤色光を出力するための、ウェアラブルデバイス５０を配置する頭部の領域（例えば、側頭葉、前頭前皮質、および／または後頭葉）を決定することを含んでもよい。脳組織によって吸収される光は、ＡＴＰの生成を増加する場合があり、これにより、互いにコミュニケーションを取り、脳の接続を増大させるために、ニューロンにより多くのエネルギーを提供する場合がある。ウェアラブルデバイス５０は、ウェアラブルデバイス５０のヘッドフォンを介してユーザに送信される、ユーザデバイスのアプリケーションからの言語入力を同時に受信してもよい。言語入力は、言語学習を容易にするために役立つ場合がある。したがって、例えば、ＡＳＤと診断された子供に、これらの組み合わせられたメカニズム（フォトバイオモジュレーションおよび言語入力）を提供することによって、生涯結果を非常に改善する可能性がある。さらに、ウェアラブルデバイス５０は、（ＡＳＤの子供のような）患者ユーザの不安を低減するのに役立つ場合がある瞑想を出力してもよく、これにより、ユーザが言語をより良く学習し、社会的に溶け込むことが可能になる可能性がある。
クロスモーダル脳刺激を提供するための方法は、光周波数、ＬＥＤライトの位置（例えば、ＡＴＰの増加が必要な脳の領域、光治療に反応する可能性が最も高い脳の領域、および／または言語と関連付けられた脳の領域（例えば、聴覚野、ブローカ野、ウェルニッケ野））、ＡＴＰ生成が増加したか否か、および治療の全体的な効果を決定することを有んでもよい。したがって、決定された脳への全体的な効果に基づいて、ウェアラブルデバイスは、ユーザ専用に動的に調節されてもよい。
ウェアラブルデバイス５０は、言語スキルを改善し、不安を緩和し、および／またはかんしゃくを低減するように、ＡＳＤを持つ子供のために専用に用意されてもよい。さらに、ウェアラブルデバイス５０は、家族の家での便宜上、特別に訓練されたセラピストの必要なしに、毎日使用されてもよい。さらに、ウェアラブルデバイス５０は、邪魔にならず、処方箋を必要とせず、および／または副作用がない場合がある。
本開示のデバイスを使用するための方法は、言語、理解、エネルギー生成、および／または自己調節（例えば、不安を低減させること）の役割を担う特定の脳領域を刺激するために使用されてもよい発光ダイオードの位置を決定することをさらに含んでもよい。方法はまた、総電力、電力密度、パルス、および／または周波数を決定することを含んでもよい。総電力は、４つのパネルの各々毎に１００ｍＷ～１５０ｍＷの、４００ｍＷ～６００ｍＷ（０．４Ｗ～０．６Ｗ）であってもよい。各パネルのための電力は、患者の年齢または状態次第で、５０ｍＷ～１００ｍＷの範囲に選択的に下げられるか、または１５０ｍＷ～２００ｍＷの範囲に上げられてもよい。これらの範囲の各々は、治療セッションの間に、またはセッション同士の間に、１０ｍＷの間隔でさらにインクリメントされてもよい。各ＬＥＤまたは各レーザによって生成される光のスポットサイズは、オプションとして、ＬＥＤの光放射孔同士の間のスペースを調節することによって、または例えば、ＭＥＭＳアクチュエータによって調整可能な位置の間で移動され得る各回路基板上の１または複数のＬＥＤのための可動レンズを使用することによって、制御され得る。
さらに、ウェアラブルデバイス５０は、予想される患者のための快適な材料で構成されてもよい。例えば、ウェアラブルデバイスは、プラスチック、および／またはファブリック（例えば、綿、ポリエーテル、レーヨン等）等で構成され得る。特にＡＳＤ患者は特にデリケートであるので、前述の材料は、ＡＳＤ患者が過敏になることなしに十分な長さの時間の間装着することが可能になるのに不可欠である場合がある。もちろん、ウェアラブルデバイス５０は、安全で快適の両方である必要があってもよい。電子コンポーネント（例えば、プロセッサ、マイク、ヘッドフォン等）は、ウェアラブルデバイス５０に縫い付けられてもよく、例えば、子供によって手が届くのが難しくてもよい。布またはファブリックの覆いは、ＬＥＤの頭蓋への光結合に支障をきたすことなしで可能な程度で、頭部に着けるフレームおよび光電子コンポーネントを含み得る。さらに、ウェアラブルデバイス１００の重量は、快適に装着されることが可能になるのに十分軽度であってもよい。さらに、ウェアラブルデバイス１００は、それがポータブルであることが可能になる電力源（例えば、１または複数の交換可能なバッテリ）が必要であってもよい。
言語入力に関して、患者ユーザデバイス（例えば、スマートフォンまたはタブレット）は、１）言語獲得を実行し（例えば、統語構造を明白にし、どのように文を解析するかを教えるように専用に設計された膨大な数の短いビネットを開発し記録する）、２）不安を緩和するように専用に設計された瞑想のシステムを伴い、３）ユーザ（子供）が関心を持ち参加させ続けるための音楽報酬のシステムを伴うアプリケーションを有んでもよい。
アプリケーションは、言語の統語構造の曖昧さを除去してもよい。現在の研究は、単語学習の急成長は、子供が基礎的なシンタックスを学習した後に発生する（そして、シンタックス－語彙インタフェースで発生する）ことを示唆している。さらに、シンタックスなしには、子供は１０個～１５個の単語を話すことの先に進まない可能性があり、これは、簡易的なラベル付けのためには使用される可能性があるが、彼らのニーズ、欲求、および感情を表現するためには使用される可能性がない。これは、最初にシンタックスを学習することなしには、適切なコミュニケーションのための能力がない可能性があることを意味する。さらに、シンタックスは、子供が聞く音波または音を、文および単語に解析するために必要である可能性がある。シンタックスはまた、特定の単語学習戦略（例えば、統語ブートストラッピング）のために必要である可能性がある。
統語ブートストラッピングは、統語的手がかりから動詞の意味を推論するために子供が使用するメカニズムである。例えば、子供が「マイケルはスープを飲む」と聞いたとき、この子供は「飲む」が他動詞であることを推論する。著名な心理言語学教授ライラ・グレイトマンが使用した古典的な例は、でっち上げた動詞「ダーク（Ｄｅｒｋ）」である。この動詞をいくつかの統語的な文脈に配置することによって、動詞の意味は、明白になる。「ダークしなさい！ダークアップしなさい！ここをダークしなさい！私にダークしなさい！自分がしたことをダークしなさい！」グレイトマン博士は、子供は、異なる統語的な文脈においてそれらを聞くことから動詞の意味を推論すると主張した。さらに、ピンカー博士は、子供はまた、単語の意味を推論するために、意味論的ブートストラッピング（文脈的手がかり）を使用すると主張した。したがって、言語を学習する間に典型的な子供にとって利用可能である（生得のものである可能性が最も高い）いくつかのメカニズムがある。全体的に、典型的な子供は、発語の統語的手がかりおよび意味論的手がかりに特に集中することによって、言語を学習するという科学的なコンセンサスがある。
しかしながら、研究は、自閉症スペクトル上にいる子供は、彼らが受け取る不完全な言語入力から統語構造および意味論的文脈を常に抽出することはできないことを示唆する。通常の言語入力は、彼らにとっては、乱雑すぎ、不十分で、ややこしい。人はしばしば、文のフラグメントで話し、トピック間を切り替え、正しくない単語を使用し、または正しくない形で単語を使用する。人間の発語は、乱雑すぎるので、このタイプの発語のみに基づいた簡易的な学習が可能にならない場合がある。神経定型児は、それでもなお、特定の統語的な手がかりに注意を払う（例えば、発語の文字列における名詞および動詞を探す）ような性質があることによって、この乱雑な入力から統語構造を抽出し得る。子供が言語の統語構造を把握したとき、彼らは文を解析することを学習するので、より多くの単語を獲得する。いくつかの研究は、大量の単語学習がこのシンタックス－語彙インタフェースで起きるというこの仮説を裏付け、その研究は、スペクトル上にある子供との研究を含む。
ＡＳＤで悩む多くの子供は、簡易的なラベル付けより先に進むことができないように思われ、完全な文で話すことができないので、効果的にコミュニケーションを取ることができない。この困難について多くの理由があり、それらの１つは、これらの子供が通常、発語およびコミュニケーションに十分な注意を払っていないので、彼らは統語的手がかりに十分な注意を払っておらず、個々の文を解析することができないことである。しかしながら、言語の統語構造を把握することなしには、簡易的なラベル付け以上の単語学習は不可能になり、具体的には、動詞の獲得は不可能になる可能性がある。将来に神経定型コミュニティに溶け込むこと（および、正常に機能すること）の最良の予測因子は５歳までに完全な文を話すことであることを研究が示すので、動詞の素早い獲得（彼らの周りの対象物にラベル付けをするための名詞だけではなく）は、ＡＳＤの子供にはクリティカルである可能性がある。したがって、具体的には、問題は、ＡＳＤを持つ子供が、単語の統語特徴を抽出し、文を解析し、および／または発語の統語的手がかりおよび意味論的手がかりに注意を払うのに十分なほど言語に集中できないことである。したがって、彼らの単語学習が遅延する。
したがって、前述のアプリケーションは、ＡＳＤの子供のために不完全な言語入力を校正するので、統語構造を可能な限り明白にし得る。例えば、子供に名詞「犬」が聞こえ、その後彼女には、「１匹の犬、２匹の犬、３匹の犬、４匹の犬、５匹の犬」が聞こえる。その後、彼女には、「私の犬は茶色です」、「私の茶色の犬はかわいいです」、「私の茶色の犬は小さいです」、「私には小さくて、かわいくて、茶色の犬がいる」、「私の犬が鳴く」、「犬は鳴く」、「犬は猫を追いかける」、「犬は肉を食べる」、および「私には犬がいる」等が聞こえる。何度も繰り返して同じ単語を異なる統語的文脈に置くことによって、子供を言語マーカ（文における統語役割、加算、名詞、および生物／無生物等）についての情報で溢れさせる。
したがって、本応用形態は言語学習を「目覚めさせ」（アクティブ化し）、子供に言語入力の統語的手がかりに注意を払わせ得る。さらに、本応用形態は、ユーザの挙動を観察し、それらの改善を記録することによって、改良され得る。治療４５０のための方法を、図１３の処理フロー図に関連して説明する。予め設定されたパラメータまたは手動で入力されたパラメータ４５２は、システムコントローラが照明シーケンスを作動させ得るように、タブレットタッチスクリーン上のタッチアクチュエーションによって入力され得る。これらのパラメータは、メモリに格納４５４される。システムのためのソフトウェアはその後、セラピー期間の間に経頭蓋照明４５６を提供するために、選択されたパラメータに基づいて、格納された命令を実行する。システムは、セラピーセッションと併せて、オプションのオーディオファイルまたはビデオファイル４５８を利用し得る。システムはその後、患者の電子医療記録に格納するためにセラピーセッションのための記録されたデータ４６０を通信する。データは、訓練データを提供するための機械学習プログラムのアプリケーションによってのようなさらなる分析に使用され得る。
以下で、図で示すＬＥＤケースの設計を示す側面図および背面図において、１つまたは２つの９ボルトバッテリがバッテリホルダの中に挿入される、本明細書で前述したようなバッテリ駆動システムの一例を説明する。
ＬＥＤがケースに入っていない場合、それが中心に位置し、位置に安全に保持され続けることを確実にするために、小さい管が使用され得る。この管は、適切な位置に対して発砲バンドにおける穴を通じて適合し得、外径が３／８インチ（９．５３センチメートル）である。ＰＣＢは、発泡上のサポートとしての役割を果たし、接続ケーブルのためのクリアランスを可能にする。同じタイプの構築が、電子機器が取り付けられた領域、バッテリ、およびスピーカに適用され得る。ＥＥＧ電極、光検出器、および／または温度センサのような、使用の間の患者の特性を測定するために使用されるセンサは、概して本明細書で説明するように、ＬＥＤまたはレーザダイオードを保持する回路基板に取り付けられ得る。センサからの検出された電気信号は、コントローラ基板にルーチングされ、ローカルのメモリに格納され得、また、ユーザまたは臨床医がセラピーセッションを監視し、使用の間にシステムの動作パラメータへの変更を制御し得るように、無線送信を介して外部タブレットデバイスに送信され得る。
電子機器は、頭部上の関連付けられた位置のための（６）の変形を有するＬＥＤのＰＣＢを有する３つ以上の別個のＰＣＢ構成を備え得る。各側面（正面および背面）上に２つのＬＥＤプリント基板があり得、少なくとも１つが各側面上で側頭葉を照明し、少なくとも１つの基板が前頭葉を照明するために中心にある。１つまたは２つの基板は、頭頂葉および後頭葉の１つまたは両方に適合し得る。
システムは、患者の頭部にはめ込まれ、例えば、４０Ｈｚで赤外線ＬＥＤを介してエネルギーを患者の頭部の中に放射する。赤外線ＬＥＤは、６つの基板に分割され、それぞれが１つの赤外線ＬＥＤを含む。好ましい実施形態のために利用されるＬＥＤは、ＳＳＴ－０５－ＩＲ－Ｂ４０－Ｋ８５０であり得る。
ＬＥＤ基板は、４０Ｈｚ信号のオンタイムの間に照明し得る。４０Ｈｚ信号のデューティサイクルは、電力設定に等しくなる。例えば、２５％の電力設定は、４０Ｈｚに対する２５％のデューティサイクルを要求する。
１または複数の９Ｖバッテリは、システムの電力の源であり得る。バックコンバータは、バッテリからの９ＶをＬＥＤのために２．５Ｖに低減する。異なる電圧の１または複数のバッテリは、特に異なるバッテリは、発光素子のために使用され得回路に電力を供給する場合に、採用され得る。
このセクションでは、それらが単一の９Ｖバッテリによって電力が供給されている唯一のコンポーネントであると仮定する、ＬＥＤの絶対最大光束出力の計算に留意されたい。
表１は、重要なコンポーネントの電流限界を示す。これらの電流限界は、コンポーネントへの恒久的な損害のリスクなしに破られ得ない。
エネルギー保存の法則は、バックコンバータによって調達される電流は、バッテリによって調達される電流と同じではないことを規定する。式１は、バッテリから引かれた電流（ＩＢＡＴＴ）を計算する。
ここで、ＶＬＥＤ＿ＰＷＲはＬＥＤ供給電圧（２．５Ｖ）であり、ＩＬＥＤ＿ＰＷＲはバックコンバータ出力電流であり、ηは効率（最小は０．８５）であり、ＶＢＡＴＴはバッテリ電圧である。
バックコンバータの効率は、出力電流範囲にわたって変化する。最小の効率は２．５Ａの最大電流で０．８５である。
バッテリ電圧がバッテリドローに対して反比例することを留意されたい。固定された負荷について、バッテリはバッテリ放電としてより多くの電流を引くようになる。したがって、最小バッテリ電圧は、特定されて、システムマイクロコントローラによって観察されて、バッテリの最大放電電流を超えることを回避しなくてはならない。表２は、バッテリが放電するにつれてどのようにバッテリ電流ドローが増加するかを示す。各バッテリドロー値は、以下の値と共に式１を用いて計算される。η＝０．８５、ＶＬＥＤ＿ＰＷＲ＝２．５Ｖ、ＩＬＥＤ＿ＰＷＲ＝２．５Ａ、およびＶＢＡＴＴに対するバッテリ電圧。
絶対最小バッテリ電圧、ＶＢ＿ＡＭを計算するために、式２を使用する。前述のものと同じ値を使用するが、ＩＢ＿ＭＡＸ＝１とする。バッテリ電圧７．３５Ｖまで放電するときバッテリ電流ドローは１．０Ａに到達するので、１．０ＡのＬ５２２バッテリ最大放電仕様を超えることを回避するために、ＬＥＤは電源を切られる必要がある。７．３５Ｖよりも下のバッテリ電圧で２．５Ｖで２．５Ａを供給するバックコンバータは、バッテリに対して恒久的な損害のリスクをおかす。
式２．絶対最小バッテリー電流ドロー
絶対最小バッテリ電圧はまた、バッテリ寿命に影響を与える。以下の第１のグラフは、（エナジャイジャーＬ５２２）バッテリについての放電曲線を示し、絶対最小バッテリ電圧が小さいほどバッテリ寿命を延ばすことを示す。７．３５Ｖ絶対最小バッテリ電圧では、ＬＥＤは、（バッテリが１．０Ａの代わりに５００ｍＡを引いていた場合）おおよそ２４分間安全に電力を供給され得る。したがって、より低い絶対最小バッテリ電圧は、有益である。
バックコンバータによって調達された２．５Ａは、６つの基板（ＬＥＤ）の間で共有されなくてはならない。したがって、ＬＥＤ毎にバックコンバータから２．５Ａ／６＝４１６ｍＡである。
以下の第２のグラフは、３５０ｍＡで標準化された光束の、製造業者のグラフを示す。製造業者データシートによると、３５０ｍＡでの光束は、２６５ｍＷ～２９５ｍＷの間の範囲である。４１６ｍＡで、光束は、３５０ｍＡでの光束のおおよそ１１０％である。最悪の場合の２６５ｍＡの流束出力を使用して、４１６ｍＡでの光束は、２６５ｍＷ×１．１＝２９１．５ｍＷまたはおおよそ２９２ｍＷである。
４０Ｈｚのデューティサイクルは、光束を減衰させる。式３は、単一パルスＬＥＤについての平均流束をどのように計算するかを示す。Ｅｅ＿ｐｕｌｓｅは、パルスの間の光束であり、Ｄ４０ＨＺは、４０Ｈｚデューティサイクルである。Ｄ４０ＨＺの範囲は、すべての数を含む０～１の間の数である。
式３．単一のＬＥＤに対する平均放射照度
一例として、表３は、各電力設定に対する光束を列挙する。
出力光束は温度と共に低下し、したがって定格を下げられなくてはならない。考慮するべき熱の源は、ＬＥＤ自己発熱および患者の頭部からの熱である。この分析を目的として、患者の頭部は体温である３７°Ｃであると仮定する。
上記表４は２つの熱係数を列挙する。ＬＥＤの熱抵抗は、１ワットがＬＥＤによって消費される場合毎に、その温度は９．２°Ｃ上昇するものとして理解され得る。以下の第３のグラフは、２Ｖで３５０ｍＡに対して相対的なＬＥＤの標準化されたＶ－Ｉ特性を示す（３５０ｍＡで、順方向電圧は１．２Ｖ～２．０Ｖの間の範囲となり、ここで、２．０Ｖの最悪の場合の値を使用し続ける）。
４１６ｍＡ（ＬＥＤ毎に利用可能な最大電流）で、下の第３のグラフは、順方向電圧はおおよそ２Ｖ＋０．０４Ｖ＝２．０４Ｖであることを示す。式４を使用して、自己発熱に起因する温度上昇は、１００％の４０Ｈｚデューティサイクルで７．８°Ｃである。
式４．自己発熱に起因する温度上昇
ＬＥＤは、ＴＬＥＤ＝３７°Ｃ＋７．８°Ｃ＝４４．８°Ｃの温度まで上昇し得る。光束対温度のグラフ（以下のさらなるグラフを参照）は２５°Ｃに標準化されている。表４および式５からの放射輝度電力の温度係数を使用して、温度に起因する放射輝度電力における変化は、－５．９４％である。したがって、上で得られた２９２ｍＷの最悪の場合の光束の定格を５．９４％下げることによって、おおよそ２７５ｍＷがもたらされる。
式５．温度に起因する出力流束における変化
システムはまた、順方向電圧のための温度係数を提供することを留意されたい。順方向電圧は、温度上昇と共に低下する。最悪の場合の分析については、温度に起因する順方向電圧における低下は、無視され得る。
２７５ｍＷの光束は、バッテリは電力をＬＥＤに供給のみすることを仮定しながら、バックコンバータおよびバッテリがそれらの限界に達している場合、実現され得る最小絶対最大である。
バッテリはまたマイクロコントローラ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール、または他の無線接続等を含むデジタルロジックに電力を提供するので、ＬＥＤは、バッテリから１．０Ａ最大を引き得ない。
以下のステップは、前述のようなアプローチを要約する取り組みである。
１．単一のＬＥＤのための目標電流を選択することによって開始
２．バックコンバータによって調達された電流は、ＩＬＥＤ＿ＰＷＲ＝６×Ｉｆである。ＩＬＥＤ＿ＰＷＲが２．５Ａを超えた場合、Ｉｆを低下させなくてはならない。
３．所望のバッテリ寿命および安全動作状態を確実にするために最小安全バッテリ電圧を計算するために、式２を使用。効率のために、０．８５の最悪の場合の値を使用するか、または表５からＩＬＥＤ＿ＰＷＲの値に対して最も近い効率を選択するかのいずれかを行う。
４．光束出力をＩｆに近似させるようにグラフを使用ａ．注意：グラフは、３５０ｍＡで２６５ｍＷの光束に標準化される。
５．順方向電圧をＩｆに近似させるグラフを使用
ａ．注意：グラフは、３５０ｍＡで２．０Ｖ順方向電圧に標準化される。
６．式４を使用して自己発熱温度上昇ＴΔ＿ＬＥＤを計算。最悪の場合の温度上昇として１００％４０Ｈｚデューティサイクルに対してＤ４０Ｈｚ＝１を使用
７．周囲温度を超えるＴΔ＿ＬＥＤ上昇に対して、光束の定格を下げる。周囲温度に対して３７°Ｃを使用。この定格を下げられた光束は、単一のＬＥＤに対する最大流束出力である。
１．単一のＬＥＤのための目標電流を選択することによって開始
２．バックコンバータによって調達された電流は、ＩＬＥＤ＿ＰＷＲ＝６×Ｉｆである。ＩＬＥＤ＿ＰＷＲが２．５Ａを超えた場合、Ｉｆを低下させなくてはならない。
３．所望のバッテリ寿命および安全動作状態を確実にするために最小安全バッテリ電圧を計算するために、式２を使用。効率のために、０．８５の最悪の場合の値を使用するか、または表５からＩＬＥＤ＿ＰＷＲの値に対して最も近い効率を選択するかのいずれかを行う。
５．順方向電圧をＩｆに近似させるグラフを使用
ａ．注意：グラフは、３５０ｍＡで２．０Ｖ順方向電圧に標準化される。
６．式４を使用して自己発熱温度上昇ＴΔ＿ＬＥＤを計算。最悪の場合の温度上昇として１００％４０Ｈｚデューティサイクルに対してＤ４０Ｈｚ＝１を使用
７．周囲温度を超えるＴΔ＿ＬＥＤ上昇に対して、光束の定格を下げる。周囲温度に対して３７°Ｃを使用。この定格を下げられた光束は、単一のＬＥＤに対する最大流束出力である。
表６は、目標ＬＥＤ電流および結果として得られたシステム仕様の例を示す。供給ロジックのためのバッテリドローについての１００ｍＡマージンを可能にする。表６において計算された値は、０．８５の最悪の場合の効率性を仮定する。
最大目標ＬＥＤ電流は、２２３ｍＷの温度が調節された流束出力が結果となる３３９ｍＡである。表７は、どのように４０ＨｚデューティサイクルがＬＥＤ出力流束を減衰させるかを示す。
ＥＥＧは、例えば、自閉症の症状を低減するためにｔＰＢＭの使用を強化するために使用され得、この手順は以下でさらなる詳細で説明する。
頭部ウェアラブルデバイスは、ＥＥＧデータをｔＰＢＭの有効性の測定値として、および継続的な適用へのガイドとして使用しながら、機能的脳結合を安定化するためにｔＰＢＭを適用することによって、自閉症の症状を低減する。頭部ウェアラブルデバイスは、本明細書で説明する発光素子プリント回路基板の１または複数の上に位置付けられるＥＥＧ電極を含み得る。１つ～６つの間のＥＥＧ電極が、照明の間に発生する脳波信号を検出するように発光素子同士の間に交互配置され、またはそれらを囲むように、発光パネルの１または複数の上に取り付けられ得る。
自閉症（ＡＳＤ）は、反復的な行動と、言語コミュニケーションおよび非言語コミュニケーションにおける欠陥とに特徴づけられる生涯にわたる障害である。近年の研究は、典型的な子供と比較したときの、ＡＳＤの、乳児、よちよち歩きの幼児、および子供のＥＥＧにおける異常を含む、自閉症の初期のバイオマーカを特定した。例えば、ＡＳＤと診断された子供は、非常により多くのてんかん様の発作を呈し（それらが発作にならないときでさえも）、何人かの研究者は、３０％もの多くのＡＳＤの子供がてんかん様の発作を呈する（例えば、Ｓｐｅｎｃｅ ａｎｄ Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ，Ｐｅｄｉａｔｒｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ６５，５９９～６０６（２００９））ことを報告している。近年の縦断的な研究（３ヶ月目～３６か月目）は、ＡＳＤの診断を有する子供を他の子供から区別することを可能にする、デルタ周波数およびガンマ周波数における異常な発達軌道を発見した（Ｇａｂａｒｄ－Ｄｕｒｎａｍ ｅｔ ａｌ ２０１９）。短距離ハイパーコネクティビティがまた、ＡＳＤの子供において報告されている。例えば、Ｏｒｅｋｈｏｖａ ｅｔ ａｌ（２０１４）は、１４ヶ月目での前頭野におけるアルファ範囲ハイパーコネクティビティ（および、それが３歳での反復的な行動と相関すること）を示した。Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ（２０１３）は、ＡＳＤを有する個人は様々な脳波の異常な分布を呈することを示してきている。具体的には、研究者は、ＡＳＤを有する個人は低周波数（デルタ、シータ）帯、および高周波数（ベータ、ガンマ）帯において表示される過度な電力を示し、前頭皮質、後頭皮質、頭頂葉皮質、および側頭皮質を含む多くの脳の領域にわたって、中域（アルファ）周波数において低減された相対電力および絶対電力を示すと主張する。このパターンは、中域周波数における電力が低減されながら、電力スペクトルの端が異常に増大した、ＡＳＤにおける電気生理学電力変化のＵ形状のプロファイルを示す。
Ｄｕｆｆｙ＆Ａｌｓ（２０１９）は、ＥＥＧデータに基づいて、ＡＳＤはスペクトルではなくむしろ「クラスタ」障害（彼らがＡＳＤ人口の２つの別個のクラスタを特定したので）と主張した。そして、Ｂｏｓｌ ｅｔ ａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ ８，６８２８（２０１８）は、生後３ヶ月目ほどの赤ん坊についての自閉症を予測するために、乳児ＥＥＧデータの非線形分析を使用した。Ｂｏｓｌの計算法の応用形態に関するさらなる詳細は、２０１１年８月１２日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４７５６１号からの、出願番号１３／８１６，６４５を有する２０１３年３月２５日に出願された米国特許出願２０１３／０１７８７３１号において見つけられ得、そのすべての内容は、参照により、本明細書に組み込まれる。本願は、本明細書で説明する方法およびデバイスを用いた使用のための機械学習システムを訓練するために使用し得る、多くの患者および状態について経時的に格納された訓練データの使用を含む機械学習および計算技術のアプリケーションを説明する。ニューラルネットワークは、例えば、自閉症のための治療を受けている特定の年齢範囲の子供の経頭蓋照明のために採用されたパラメータを調整するために使用され得る。３２個または６４個のＥＥＧチャンネルのアレイは、子供の頭蓋の周りで分散された電極と共に使用され得る。全体的には、コンセンサスは、ＡＳＤは、ＥＥＧシステムを通じて検出され得る電気生理学マーカを有する機能的未結合障害であることである。Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ（２０１７）は、グループレベル、ピークアルファ周波数が、ＴＤの子供と比較して、ＡＳＤにおいて低下したことを示した。
本明細書で説明するような経頭蓋フォトバイオモジュレーションは、多くの神経状態（ＴＢＩ、アルツハイマー、うつ病、不安）を治療するために使用され、機能的結合を増加し、かつ脳律動に影響するので（Ｚｏｍｂｏｒｄｉ，ｅｔ ａｌ，２０１９；Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ ２０１８）、自閉症に対して独自に有益である。具体的には、Ｚｏｍｏｒｒｏｄｉ ｅｔ ａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ ９（１） ６３０９（２０１９）は、ｔＰＢＭ（ＬＥＤベースのデバイス）をデフォルトモードネットワークに適用することが、デルタおよびシータの電力を（静止状態で）低減しながら、アルファ、ベータ、およびガンマの電力を増加することを示した。Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ （２０１８）はまた、アルファ帯およびベータ帯における著しい増加を示した。最後に、Ｐｒｕｉｔｔ ｅｔ ａｌｌ （２０１９）は、ｔＰＢＭが（ＡＴＰ生成を増加させて）人間の脳の脳代謝を増加させることを示した。
したがって、好ましい実施形態は、（親から報告されるにつれて）継続して集められたＥＥＧデータを観察可能な症状と相関させるシステムを使用し、ＬＥＤベースのｔＰＢＭの適用を導くためにＥＥＧを使用する。親によって提供された症状は、セラピーセッションのためのパラメータを規定するために使用され得る順位付けされたデータを提供し得る。
ＬＥＤベースのｔＰＢＭは、（中央正中野を回避しながら）デフォルトモードネットワークならびに後頭葉、およびブローカ野（左頭頂葉）ならびにウェルニッケ野（左側頭葉）に適用され得る。
ＤＭＮを刺激すること（および後頭葉と共に前頭葉を同時に刺激すること）は、長距離コヒーレンスを増加させる。言語生成領域（例えば、ＤＭＮを有する得、ブローカ野およびウェルニッケ野）を刺激することは、失語症の脳卒中患者において言語生成を容易にすることが示されてきている（Ｎａｅｓｅｒ，２０１４）。
デバイスは、以下を行う。
１．てんかん様の発作、長距離コヒーレンス、および半球優位のための最初のＥＥＧデータを分析。
２．ＥＥＧデータを観察された症状と相関させる。
３．観察された症状およびＥＥＧデータに基づいて、頭部ウェアラブルデバイスはｔＰＢＭを適用し得る。例えば、重度の反復的な行動と前頭前皮質における強いデルタ電力およびシータ電力とを有する子供のために、デバイスは、アルファ周波数帯およびベータ周波数帯内の電力を増加する（および、デルタ帯およびシータ帯の電力を低下させる）ために、前頭前皮質を刺激する。言語に苦労する子供に対しては、デバイスは、ＤＭＮと、ブローカ野およびウェルニッケ野とを刺激し得る。様々な症状および重度の症状を有する子供に対しては、デバイスは全ての特定された目標とされた領域（ＤＭＮ、ブローカ、ウェルニッケ、後頭葉）を刺激し得る。
４．デバイスは、電力を徐々に調節し、脳律動における最小変化が検出されるまで電力を増加し得る。この閾値化によって、発達する脳に対して多すぎる電力が適用されることが回避される。デバイスは、所望の律動を実現する最小の電力で動作する。
５．症状が改善し、測定されたＥＥＧ信号が安定するにつれて、デバイスの電力レベルは、徐々に低減され得る。このシステムは、各セラピーセッションを制御するために自動化され得る。
６．機械学習アルゴリズムは、ＥＥＧデータおよび行動データ、ガイダンスの形式でアルゴリズムによって親（およびセラピスト）に提供される電力変化を分析し、ならびに患者に与えられているセラピーにおいてさらなる改善点を示す。
７．症状が十分に改善するにつれて（予想される改善は、Ｌｅｉｓｍａｎ ｅｔ ａｌ ２０１８に基づくと８週間以内である）、デバイスはｔＰＢＭからの中断を制御し、可能性のある症状の後戻りを監視するために、ＥＥＧおよび行動症状のみを集める。
８．後戻りが少しでも検出された場合、デバイスは、ｔＰＢＭが徐々に再開されることを指示し得る。
デバイスは、ｔＰＢＭをＤＭＮ、後頭葉、ならびにブローカ野およびウェルニッケ野に適用し得る。デバイスは、（ＡＳＤの子供において観察される半球優位を監視するために、左右の）前頭前皮質、後頭皮質、側頭皮質からＥＥＧを集める。デバイスに接続されたプラットフォームは、（ＥＥＧデータと相関される）行動症状の最初の評価、ならびに（ＥＥＧとの継続的な相関を可能にする）症状の継続した収集を行い得る。したがって、プラットフォームは、ｔＰＢＭの有効性を継続して測定する。
図１４における処理フロー図は、脳の特性を測定して、治療を監視し、１または複数のセッションの間の反応を示す組織における変化を検出するために、１または複数のセンサの使用と組み合わせて経頭蓋照明を実行する方法５００を示す。好ましい実施形態は、手動パラメータまたは予め設定されたパラメータがセラピーセッションのために選択される５０２、脳電界状態を測定するために、頭部ウェアラブルデバイスを用いてＥＥＧセンサアレイを利用し得る。システムは、経頭蓋照明を実行５０４し、ＥＥＧセンサデータのようなデータが記録される。患者の測定データおよび状態次第で、システムは、動作パラメータを自動的に調節し得、またはそれらは臨床医によって手動で調節され得る５０６。データは、制御タブレットデバイスのようなコンピューティングデバイスに通信５０８され、患者の電子医療記録に格納され得る。これは、通信ネットワークによって、本明細書で説明する格納およびさらなる分析のために病院サーバまたはクリニックサーバに送信され得る。図１５に示されてるのは、システムによって採用され得る照明条件のための例示的な値を有する表である。これらのパラメータは通常、システムが使用し得る値であって、最小閾値と最大閾値との間に及ぶ値の範囲内に含まれる。これらの閾値は、子供の頭蓋の厚さおよび密度は年齢と共に増加するので、年齢によって異なり得る。そのことは、Ｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ，"Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｒａｎｉａｌ Ｂｏｎｅ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｆｒｏｍ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，"ＩＥＥＥ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｅｎｇ Ｍｅｄ Ｂｉｏｌ Ｓｏｃ２０１２：４４６２－４４６５（ＥＭＢＣ ２０１２）において説明される通りであり、そのすべての内容が参照により本明細書に組み込まれる。したがって、患者のために使用される照明パラメータを定義するために使用される年齢で異なる定量的ランク付けは、その各患者と関連付けられ得る。経時的に異なる比率で子供の異なる脳葉の厚さおよび／または密度が増加してもよいことに留意されたい。したがって、４歳で子供に供給される電力密度は、例えば、５歳または６歳のために使用されるものより少ない。
したがって、ソフトウェアの動作モジュールは、さらなる診断プログラムまたはセラピープログラムに影響する可能性がある薬を含む、子供の年齢、状態、病歴に関する患者情報、および親または臨床医の他の最初の観測を含み得る、患者データ入力モジュールからデータのフィールドまたはデータファイルを取得するようにプログラムされ得る。図１６は、手動選択手順および自動化された選択手順を含む、複数のセラピーセッションにわたってパラメータを選択し最適化するための方法６００の処理フロー図を示す。最初、（年齢または状態のような）子供患者または成人患者に関する患者データは、ユーザによってコンピューティングデバイスのメモリに入力され得る（ステップ６０２）。例えば、データは、（タブレットコンピューティングデバイスのような）リモートコンピューティング装置１５０のＧＵＩ１６０を通じてユーザによって入力され、図４に関連して前述したようにメモリ１５６に格納され得る。方法６００はその後、２つの手順のうちの１つをたどり得る。１つの実施形態では、ユーザは、患者データに基づいて、第１の治療線量レベルまたは線量シーケンスのための照明パラメータまたはセラピーセッションパラメータを手動で選択し得る（ステップ６０４）。例えば、ユーザは、リモートコンピューティング装置１５０のＧＵＩ１６０上のメニューまたは他の表示からパラメータを手動で選択し得る。その後、（自動的に決定されていようとまたはデフォルトで設定されていようと、ユーザが選択したパラメータおよび他のパラメータを含んでもよい）照明パラメータおよび／またはセラピーセッションパラメータは、コンピュータディスプレイ上に表示され得る（ステップ６０６）。例えば、パラメータは、視覚ディスプレイデバイス１５２上に表示され得る。デバイスはまた、セラピーセッションの間に聴覚的および／または視覚的メッセージを患者に通信する言語的メッセージセラピーモジュールおよび／または視覚的メッセージセラピーモジュールを動作させるようにプログラムされ得る。
代替的な実施形態では、パラメータは、アルゴリズムを用いてまたは自動化されて、設定され得る。コンピューティングデバイスのプロセッサは、第１の治療線量レベルまたは線量シーケンスを決定するために、（例えば、年齢および状態データを含む）患者データを処理し得る（ステップ６２０）。例えば、リモートコンピューティング装置１５０のプロセッサ１５５は、患者データを分析し処理し得る。その後、自動的に選択された照明パラメータおよびセラピーセッションパラメータ（ならびに、他のセッションパラメータ）は、コンピューティングデバイスと関連付けられたディスプレイ上に表示され得る（ステップ６２２）。オプションとして、自動的に選択されたパラメータの設定は、セラピーセッションの一部として使用されるオーディオファイルまたはビデオファイルのような追加の手動パラメータを用いてこのステップにおいて強化され得る。
パラメータの決定が自動的であっても手動であっても、頭部ウェアラブルデバイスはその後、患者（例えば、子供または大人）の頭部上に位置づけられ得、セラピーセッションは、セッションパラメータに基づいて作動され得る（ステップ６０８）。セッションの間の患者またはデバイスに関するデータは、監視され記録され得る。その後、患者データ（例えば、年齢または状態データ）は、将来の（すなわち、第２、第３、またはより多くの）セラピーセッションのために、セッションパラメータを最適化するように調節され得る（ステップ６１０）。
図１７は、本明細書で説明する様々な実施形態に係る、患者に対するセラピーセッションを施すための方法７００の処理フロー図を示す。オプションの第１のステップとして、患者データはコンピューティングデバイスにユーザによって入力され、コンピューティングデバイスまたはサーバデバイスに常駐する患者データ入力モジュールの中のデータフィールドに格納され得る（ステップ７０２）。このステップで入力された関係する患者データは、患者年齢、重量、体調または精神状態、薬歴または養生法、および患者の頭蓋上の位置の関数としての頭蓋の厚さまたは密度のデータ地図を含み得る。例えば、患者データ入力モジュールは、リモートコンピューティング装置１５０のメモリ１５６に常駐し得、患者データは、キーボード、マウス、またはマルチポイントタッチインタフェース４２０を使用することによってのように、ＧＵＩ１６０を使用して入力され得る。特定の患者についての患者データは既に患者データ入力モジュールの中で常駐している場合がある（例えば、データは前のセッションの間に入力される場合があるので再入力される必要がない）ので、このステップはオプションとして考えられてもよい。患者データはその後、ウェアラブルデバイス動作モジュールを使用して、患者データ入力モジュールの中のデータフィールドから取得される（ステップ７０４）。ウェアラブルデバイス動作モジュールは、セラピーセッションの間に最小セラピー効果を実現するために、患者データに基づいて、フォトバイオモジュレーションデバイス１１０のアレイにおける各照明ＬＥＤ１１５ａ～１１５ｅに対する時間の関数として電力レベルを決定し得る。電力レベルが決定されると、セラピーセッションは、患者に対して施され得る（ステップ７０６）。
セラピーセッションを終えた後、出力データは、医療記録モジュールを使用する標準的な医療記録と互換性があるフォーマットでエクスポートされ得る（ステップ７０８）。出力データは、各個々の照明ＬＥＤについての照明時間および／または電力、脳のどの領域が照明されたのデータ分布、供給された累積電力、または医療専門家のようなセッションを行うユーザからの注釈を含み得る。データは、セラピーセッション内でいつ観測または他のデータイベントが発生したかを記録するタイムスタンプを含む時間経過データであり得る。
図１８に示されているのは、本明細書で説明するようにデバイスの動作モードを手動で選択するように、オン／オフスイッチ８０２を有する第１の部分、および１または複数の制御ボタンまたはアクチュエータ８０４を有する第２の部分を有する回路ハウジングにケーブル８１２によって接続された患者の頭部の周囲の離間された位置で頭部ウェアラブルデバイス８００が発光デバイス８１０を有するさらなる実装形態である。ヘッドフォンスピーカおよび／またはマイク８１４は、頭部に着けるデバイス８００に取り付け得、またはスピーカ／マイクは、代替的に、セラピーセッションの間に患者によって使用され得る第１のタブレット８２０内にあり得る。第１のタブレットまたは携帯電話８２０は、ワイヤまたはケーブル８０６によってデバイス８００に接続され得、本明細書で説明するように患者の言語スキルを改善するための音または聴覚的信号を発し得る。第１のタブレット上のディスプレイはまた、セラピーセッションの間に画像またはビデオを患者に表示するために使用され得る。第２のタブレットまたは携帯電話８４０はまた、ケーブルまたは無線接続８０８によって、頭部に着けるデバイス８００および／または第１のタブレットと通信し得る。タブレット８４０は、セラピーセッションの前、間、または後に、頭部に着けるデバイス８００および第１のタブレット８２０のうちの一方または両方の動作を制御するために、操作するユーザによって使用され得る。例えば、ＥＥＧセンサがセラピーセッションの間に使用された場合、これは、最小レベル治療線量を確立するために、手順を監視する役割、または特定の患者に使用される電力レベルを校正する役割を果たし得、オプションとしてまた、セッションの間の照明の各期間に対する最大線量を設定する役割を果たし得、さらにオプションとしてセッションの間に患者の脳のどの領域が照明されるべきかを選択する役割を果たし得る。第１のタブレットは聴覚的コンポーネントおよび／または視覚的コンポーネントを患者に提供するようにのみプログラムされてもよいが、第２のタブレットは、別個のセッションにおいて１または複数の患者に提供されるセラピーを管理するためのオペレータまたは臨床医による使用のためにのみプログラムされ得る。
明細書および特許請求の範囲にわたって、以下の用語は、文脈が明確にそうでないことを規定しない限り、少なくとも本明細書で明示的に関連付けられた意味を持つ。「または（ｏｒ）」という用語は、包含的な「または（ｏｒ）」を意味することを意図している。さらに、"ａ"、"ａｎ"、および"ｔｈｅ"という用語は、特に明記しない限り、または単数形であるように指示されていることが文脈から明らかでない限り、１または複数を意味することを意図している。
本説明では、多くの特定の詳細が記載されてきた。しかしながら、開示した技術の実装形態は、これらの特定の詳細なしに実施され得ると理解されるべきである。他の例では、周知の方法、構造、および技術は、本説明の理解を不明瞭にしないために、詳細には示してきていない。「１つの実施形態」、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例示的な実施形態」、「様々な実施形態」、「１つの実装形態」、「一実装形態」、「例示的な実装形態」、「様々な実装形態」、「いくつかの実装形態」等への言及は、そのように説明した開示した技術の実装形態は、特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、すべての実装形態が、その特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含むわけではないことを示す。さらに、「１つの実装形態では」というフレーズの繰り返された使用は、同じ実装形態を指す可能性もあるが、必ずしも指さない。
本明細書で使用されるように、特に明記しない限り、共通の対象物を説明するための、序数形容詞「第１の」、「第２の」、「第３の」等の使用は、同様の対象物の異なる例が言及されていることを単に示し、そのように説明した対象物が、時間的、空間的、順位付け、またはいかなる他の方式のいずれかの所与の順番になくてはならないことを暗示することを意図していない。
開示した技術の特定の実装は、最も実用的であると現在考えられているものおよび様々な実装に関連して説明されてきたが、開示した技術は開示した実装形態に限定されず、逆に、添付の特許請求の範囲内に含まれる様々な変更および同等の構成を対象として含むことを意図していることが理解されるべきである。特定の用語が本明細書で採用されているが、これらは一般的で説明的な意味でのみ使用されており、限定の目的で使用されていない。
本明細書は、最良のモードを含む、開示した開示技術の特定の実装形態を開示するためと、また、任意のデバイスまたはシステムを作ることおよび使用することおよび任意の組み込まれた方法を実行することを含む、いずれの当業者でも開示した技術の特定の実装形態を実施することを可能にするためとに、例を使用する。開示した技術の特定の実装形態の特許を取れる範囲は、特許請求の範囲において定義され、当業者が思いつく他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構成要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と非実質的な違いと共に等価な構成要素を含む場合には、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図する。
例示的なフローチャートは、例示の目的のために本明細書で提供されており、方法の非限定的な例である。当業者は、例示的な方法が、例示的なフローチャートにおいて示したものよりも多くまたは少ないステップを含んでもよいこと、および例示的なフローチャートにおけるステップが、例示的なフローチャートに示した順序から異なる順序で実行されてもよいことを認識するであろう。
Claims (75)
- 患者の頭部に配置するためのサイズであるポータブルウェアラブルデバイスであって、前記ポータブルウェアラブルデバイスが、発光デバイス、プロセッサ、メモリ、および前記ポータブルウェアラブルデバイスに電力を提供するバッテリを有し、前記発光デバイスが、セラピー期間の間に電力量を供給するために近赤外線波長を含み、コントローラに応答して経頭蓋照明光の透過を前記患者の中に制御するために動作可能であり、前記プロセッサが、前記セラピー期間の間に前記発光デバイスによる光の放射を制御するために前記メモリに格納された命令を実行する、ポータブルウェアラブルデバイス
を備えるフォトバイオモジュレーション神経療法デバイスであって、
前記メモリが、前記セラピー期間の間に前記患者に供給された透過された前記光の前記電力を記録する、デバイス。 - 前記セラピー期間の間に聴覚的信号を前記患者に供給するトランスデューサデバイスをさらに備える請求項１に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記ポータブルウェアラブルデバイス上のヘッドフォンを有する前記患者に聴覚的信号の供給を制御する、請求項１または２に記載のデバイス。
- 無線制御信号を受信して、前記ポータブルウェアラブルデバイスの動作を制御するために、前記ポータブルウェアラブルデバイス上に送受信機をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記発光デバイスが、第１の波長で前記患者を照明する第１の発光デバイスと、第２の異なる波長で前記患者を照明する第２の発光デバイスとをさらに有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記発光デバイスが、複数の異なる角度から前記患者を照明する複数のパネルをさらに有し、各パネルが１または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記経頭蓋照明光に対する前記患者の生理的反応を測定するセンサをさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記センサからの測定された前記生理的反応に応答して、前記ポータブルウェアラブルデバイスの動作を制御する、請求項７に記載のデバイス。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスが、神経状態を治療するために、子供によって装着される、サイズ、形状、および重量を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、自閉症を含む前記神経状態を治療するようにプログラムされた、請求項９に記載のデバイス。
- 前記患者の前記頭部に付けられたＥＥＧ電極を用いて、前記患者のＥＥＧ信号を測定するＥＥＧセンサをさらに備える請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイス。
- 各パネルが、上に少なくとも１つの発光ダイオードが取り付けられたＬＥＤ回路基板を有し、各ＬＥＤ回路基板が、頭部ウェアラブルデバイス上に取り付られたプロセッサ回路基板に接続される、請求項６に記載のデバイス。
- 前記バッテリが前記プロセッサ回路基板に接続される、請求項１２に記載のデバイス。
- 頭部ウェアラブルデバイスが、ケーブル、無線送信、またはそれらの組み合わせによって、外部コンピューティングデバイスと通信する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記外部コンピューティングデバイスが、タッチスクリーンディスプレイの表面上でユーザが行う複数のタッチジェスチャーに応答して動作する前記タッチスクリーンディスプレイを含むタブレットディスプレイデバイスを有し、前記タブレットディスプレイデバイスが、前記タブレットディスプレイデバイスおよび前記頭部ウェアラブルデバイスの動作を制御するように１または複数のソフトウェアモジュールを用いてプログラムされたプロセッサを含む、請求項１４に記載のデバイス。
- 前記発光デバイスに対する電力分配を制御する前記バッテリに接続された電力管理回路をさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記発光デバイスに対する電力分配を制御する電力管理モジュールを有する、請求項１から１６のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが選択されたレベルの光を用いて前記患者の脳組織の異なる領域を照明する一連のステップを実行するように、前記電力管理モジュールが、プログラムされた命令を含む、請求項１７に記載のデバイス。
- ユーザが、時間長、照明される頭蓋の総面積、およびセラピーセッションの間に前記患者の前記総面積の頭蓋に供給される光の総量を含む少なくとも１つのプリセットを選択し得るように、前記選択されたレベルの光が複数のプリセットを含む、請求項１８に記載のデバイス。
- 前記選択されたレベルの光がユーザインタフェースを用いてユーザによって手動で選択される、請求項１８に記載のデバイス。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスと通信するコンピューティングデバイスをさらに備え、前記コンピューティングデバイスが、前記ポータブルウェアラブルデバイスの動作を制御するユーザインタフェースを有する、請求項１から２０のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスが、ケーブルを用いて前記コンピューティングデバイスに接続される、請求項２１に記載のデバイス。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスが、無線接続を用いて前記コンピューティングデバイスと通信する、請求項２１に記載のデバイス。
- 前記ユーザインタフェースが、前記コンピューティングデバイスのディスプレイ上で動作可能なグラフィカルユーザインタフェースを有する、請求項２１から２３のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記コンピューティングデバイスがタブレットディスプレイデバイスを有する、請求項２１から２４のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記タブレットディスプレイデバイスがタッチスクリーンディスプレイを有する、請求項２５に記載のデバイス。
- グラフィカルユーザインタフェースが、複数のタッチジェスチャーに応答する前記タッチスクリーンディスプレイ上で動作可能であり、それによりユーザが前記ポータブルウェアラブルデバイスの１または複数の動作パラメータを制御し得る、請求項２６に記載のデバイス。
- グラフィカルユーザインタフェースが、複数の異なるデータ管理を実行し、前記デバイスの機能を制御するために、ユーザによって選択可能な複数のウィンドウを含む、請求項２４から２７のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記タッチスクリーンディスプレイが、複数の静的ジェスチャまたは動くジェスチャに応答して動作し、前記複数の静的ジェスチャが、前記タッチスクリーンディスプレイ上に表示可能な複数のアイコンを含む、請求項２６または２７に記載のデバイス。
- 複数の前記ＥＥＧ電極が、シータ信号およびデルタ信号を測定するために、前頭前皮質上に１または複数の電極と、アルファ信号、ベータ信号、およびガンマ信号を測定するために、後頭葉上に１または複数の電極、および側頭葉上に１または複数の電極とを含む、請求項１１に記載のデバイス。
- 前記ＥＥＧセンサが、頭蓋を通るセラピーの光の透過を制御するために前記プロセッサによって受信されるＥＥＧ診断データを生成する、請求項１１または３０に記載のデバイス。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスからの照明光に応答して、前記患者の前記頭部からの光を測定するように配置された光センサをさらに備える、請求項１から３１のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記光センサが近赤外線センサを有する、請求項３２に記載のデバイス。
- 前記光センサが、前記患者の頭蓋または脳組織のうちの少なくとも１つからの光を測定するために、前記ポータブルウェアラブルデバイス上に取り付けられた光センサのアレイを有し、前記光センサのアレイが、オプションとして、前記頭蓋を通るセラピーの光の透過を制御するために処理される診断データを生成する、請求項３２または３３に記載のデバイス。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスからデータを受信し、前記ポータブルウェアラブルデバイスの１または複数の動作パラメータを調節するために動作可能である機械学習プログラムをさらに備える請求項１から３４のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記機械学習プログラムが、メモリに格納された複数の異なる患者データを処理する、請求項３５に記載のデバイス。
- 前記機械学習プログラムが、前記ポータブルウェアラブルデバイスの動作パラメータを調節するために定量値を生成する、請求項３５に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、セラピー期間の間に最大放射輝度値および最小閾値放射輝度値を有する光を放出するようにプログラムされており、総放射輝度が、前記患者の年齢および／または頭蓋厚さに基づいて、選択可能な値の範囲内の値を有するように選択される、請求項１から３７のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、ＥＥＧセンサデータを受信し、前記ＥＥＧセンサデータに基づき、修正された照明放射輝度値を選択し、前記ポータブルウェアラブルデバイスの少なくとも１つの発光デバイスを作動させて、修正された放射輝度値を有する光を前記患者の中に方向付ける、請求項１１に記載のデバイス。
- クロスモーダル脳刺激のためのデバイスであって、前記デバイスが、
患者の頭部に配置するためのサイズであるウェアラブルデバイスであって、前記ウェアラブルデバイスが、前記患者の頭蓋を通って光を透過するように配置された光源を有する、ウェアラブルデバイスと、
複数の動作パラメータを使用して、前記ウェアラブルデバイスの前記光源によって放出される光の選択された量を制御するようにプログラムされたプロセッサと、
セラピー期間の間に言語メッセージを通信するユーザ通信デバイスであって、前記患者に通信される前記言語メッセージと組み合わせて、前記光がある波長で前記ウェアラブルデバイスによって放出される、ユーザ通信デバイスと、
前記ウェアラブルデバイスの動作パラメータを含むデータを格納するためのメモリと
を備えるデバイス。 - 前記患者の脳内の電気信号を測定するために、ＥＥＧセンサをさらに備える請求項４０に記載のデバイス。
- 前記患者の前記頭蓋内に放出される光の前記選択された量を測定するために、センサをさらに備える請求項４０または４１に記載のデバイス。
- 前記ウェアラブルデバイスがバッテリを有する、請求項４０に記載のデバイス。
- 前記ユーザ通信デバイスが、タッチスクリーンディスプレイおよびデータプロセッサを含むタブレットを有する、請求項４０に記載のデバイス。
- 前記ユーザ通信デバイスが、患者データ入力モジュール、ウェアラブルデバイス動作モジュール、および医療記録モジュールを含む、複数のプログラムモジュールを動作させるように構成されており、各モジュールが、複数のデータフィールドを有する各患者についての記録を生成する、請求項４０から４４のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記ウェアラブルデバイス動作モジュールが、各患者に対して対応するセラピーセッションを実行するために、各患者に対して、前記患者データ入力モジュールからデータフィールドを取得する、請求項４５に記載のデバイス。
- 前記ウェアラブルデバイスが、前記患者の前記頭蓋の対応する複数の領域に対して相対的に配置された複数のパネルを有する、請求項４５に記載のデバイス。
- 各パネルが、前記ウェアラブルデバイス上に取り付けられたプリント回路基板に接続された１または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有し、前記プロセッサおよび前記メモリが、前記プリント回路基板上に取り付けられている、請求項４７に記載のデバイス。
- 前記言語メッセージが、自閉症を有する患者を治療するために、単語またはフレーズのうちの少なくとも１つを含む、請求項４０から４８のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記言語メッセージが、セラピーセッションの間に前記患者によって使用されている前記ユーザ通信デバイスを有する前記患者に通信される、請求項４０に記載のデバイス。
- 前記言語メッセージが前記ウェアラブルデバイスを有する前記患者に通信される、請求項４０に記載のデバイス。
- 前記ユーザ通信デバイスが、メモリに格納された言語メッセージプログラムを動作させるように構成されたプロセッサを有する、請求項４０に記載のデバイス。
- 前記言語メッセージが、無線リンクを介して前記ウェアラブルデバイスにストリームされる、請求項５２に記載のデバイス。
- クロスモーダル脳刺激のためのウェアラブルデバイスであって、前記ウェアラブルデバイスが、
送受信機と、
１または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
１または複数のヘッドフォンと、
１または複数のプロセッサと、
前記送受信機、前記１または複数のＬＥＤ、前記１または複数のヘッドフォン、および前記１または複数のプロセッサと通信しており、実行されると、前記ウェアラブルデバイスに、
前記１または複数のプロセッサによって、前記１または複数のＬＥＤによって放出される光の波長を決定させ、
前記送受信機によって、ユーザデバイスから言語入力を受信させ、
前記１または複数のＬＥＤおよび前記１または複数ヘッドフォンによって、光の前記波長および前記言語入力をそれぞれ放出させる
命令を格納するメモリと
を備えるデバイス。 - 複数の前記ＬＥＤが、複数の回路基板の各々上に取り付けられており、頭蓋を通って、および患者の脳組織の一部の中に光が透過されるように放出された光を前記患者の前記頭蓋に連結するために、各ＬＥＤがレンズを有し、前記波長および透過された前記光の強度が、自閉症を治療するために、光の治療線量のパラメータを含む、請求項５４に記載のデバイス。
- 前記ウェアラブルデバイスと通信するタッチスクリーンタブレットをさらに備え、前記タッチスクリーンタブレットが、データプロセッサおよびメモリを有し、前記データプロセッサが、発光モジュール、言語セラピーモジュール、患者データ入力モジュール、および電子医療記録モジュールを動作させるように構成されている、請求項５４または５５に記載のデバイス。
- 光刺激セラピーセッションの間に脳の活動を測定するために、患者に付けられるように構成されたＥＥＧセンサをさらに備える、請求項５４から５６のいずれか一項に記載のデバイス。
- ポータブルウェアラブルデバイスを患者の頭部に配置する段階であって、前記ポータブルウェアラブルデバイスが、発光デバイス、プロセッサ、メモリ、および前記発光デバイスに電力を提供するバッテリを有する、段階と、
セラピー期間の間に電力量を供給するために近赤外線波長を含み、前記患者の中に経頭蓋照明光を透過する段階であって、前記プロセッサが、前記セラピー期間の間に前記発光デバイスによる光の放射を制御するために前記メモリに格納された命令を実行する、段階と、
前記セラピー期間の間に前記患者に供給された透過された前記光の電力の記録を格納する段階と
を備えるフォトバイオモジュレーション神経療法のための方法。 - 前記セラピー期間の間に聴覚的信号を前記患者に供給する段階をさらに備える請求項５８に記載の方法。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイス上のヘッドフォンを有する前記患者に聴覚的信号の供給する段階をさらに備える請求項５８に記載の方法。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスの動作を制御するために前記ポータブルウェアラブルデバイス上の送受信機と通信する段階をさらに備える請求項５８に記載の方法。
- 複数の異なる波長で前記患者を照明する段階をさらに備える、請求項５８に記載の方法。
- 前記発光デバイスの複数のパネルから複数の異なる角度から前記患者を照明する段階をさらに備え、各パネルが、複数の発光ダイオードを有する、請求項５８に記載の方法。
- 前記経頭蓋照明光に対する前記患者の生理的反応を測定する段階をさらに備える、請求項５８に記載の方法。
- 測定された前記生理的反応に応答して、前記ポータブルウェアラブルデバイスの動作を制御する段階をさらに備える請求項６４に記載の方法。
- 前記ポータブルウェアラブルデバイスが、神経状態を治療するために、子供によって装着されるように構成されており、最小治療線量と最大閾値線量との間の光の総線量であるように放出された光の放射輝度が、前記子供の年齢に基づいて選択される、請求項５８に記載の方法。
- 前記神経状態が自閉症を含む、請求項６６に記載の方法。
- 前記患者の前記頭部に付けられたＥＥＧ電極を用いて、ＥＥＧ信号を測定する段階をさらに備える請求項５８から６７のいずれか一項に記載の方法。
- コンピューティングデバイスを用いて、セラピーセッションを行うための動作パラメータを前記ポータブルウェアラブルデバイスに通信する段階をさらに備え、前記動作パラメータが、オプションとして、前記患者の年齢および頭蓋厚さのうちの少なくとも１つに基づいて、複数のレベルの間から選択された放射輝度レベルを含む、請求項５８から６８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コンピューティングデバイスが、データプロセッサおよびメモリを有し、前記データプロセッサが、前記動作パラメータを通信する動作モジュール、患者データ入力モジュール、および電子医療記録モジュールを動作させるように構成されており、前記コンピューティングデバイスが、オプションとして、複数のタッチジェスチャーが前記動作モジュール、前記患者データ入力モジュールおよび前記電子医療記録モジュールの各々を動作させるように、グラフィカルユーザインタフェースを含むタッチスクリーンタブレットディスプレイデバイスを有し、請求項６９に記載の方法。
- クロスモーダル脳刺激のための方法であって、前記方法が、
ウェアラブルデバイスを患者の頭部に配置する段階と、
前記ウェアラブルデバイスによって放出される光の波長を決定する段階と、
ユーザデバイスから言語入力を受信する段階と、
前記ウェアラブルデバイスによって、光の前記波長、および前記言語入力に対応する言語メッセージを同時に放出する段階と、
メモリにデータを格納する段階と
を備える方法。 - 前記患者の脳内の電気信号を測定するために、ＥＥＧセンサを動作させる段階をさらに備える請求項７１に記載の方法。
- 前記患者の頭蓋を通って、前記光を透過する段階をさらに備える、請求項７１に記載の方法。
- 有線接続または無線接続を用いて、前記言語入力を前記ユーザデバイスから前記ウェアラブルデバイスに送信する段階をさらに備え、前記ユーザデバイスが、オプションとして、前記ウェアラブルデバイス、患者データ入力モジュール、および電子医療記録モジュールを制御するように、動作パラメータモジュールを動作させるように構成されたデータプロセッサおよびメモリを含むタッチスクリーンタブレットコンピュータを有する、請求項７１に記載の方法。
- 子供の自閉症を治療するためにセラピーセッションを行う段階をさらに備え、放出された前記光の放射輝度が、光の最小治療線量と光の最大線量との間の選択可能なレベルを有する、請求項７１から７４のいずれか一項に記載の方法。
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