JP5754054B2 - 意識深度（ａ＆ｃｄ）の監視装置 - Google Patents

Description

特許文書の本文及び特許請求の範囲に適用可能な定義
感覚、沈静、麻酔、及び／又は痛み（ＳＳＡＰ）：意識下、覚醒性、注意、目覚め、反応性、睡眠状態、覚性、覚醒、平静、興奮、不安緩解、疲労、脳機能、生理学状態、認知、心理学的、心理学的状態、及び／又は感覚的状態を含む患者の状態を指す。

ＳＳＡＰ監視：上記列挙したＳＳＡＰ状態のうちの１つ又は複数を監視可能な監視システムを指す。

本発明は、誘発された電気生理学的電位信号の監視の分野に関し、特に、個人の感覚状態を特定する手段として、且つ信号の生理学的、電気的、又は電磁気的な発生源を確認する手段として適用することができる。

被験者の感覚状態を監視するプロセスは、多くの生理学的パラメータを確実に追跡するため又は多くの監視システムを効率的に臨床展開するために必須の必要条件である。

さらに、生理学的信号の一般的な監視の状況では、信号の発生源を区別する必要性が極めて重要なステップであり得る。特に、生理学的監視システムの出力測定値は通常、出力測定値が主に、関心のある既知の発生源に基づくという仮定に頼る。例えば、麻酔中の大脳監視の場合、出力測定値インデックスは、麻酔の判断の基礎として頼られる−深度は、中枢神経系（ＣＮＳ）から発せられる関心のある真の神経信号、筋活動から発せられ、末梢制御系（ＰＣＳ）により生成される筋電計測信号、又は覚醒、体動、電気雑音、若しくは電磁雑音等の要因の結果として生成されるアーチファクトを組み込み得る。

感覚状態を監視する場合、外部刺激に対する個人の反応の特定は、意識状態の独自の側面を表し得る。特に、個人の環境への整合性又は外部刺激への覚性、この特定の場合では、外部刺激への反応は、安全又は手術の進歩の観点から個人の覚醒性に関する重要な情報を提供する。さらに、麻酔深度の文脈の中では、聴覚機能の判断、個人の感覚状態等の鎮静又はテスト手順が、投薬量指南又は聴覚機能の正確な解釈に関して極めて重要であり得る。

主クレームの原理
ＡＥＰ潜時間隔解析
ＡＥＰ潜時間隔解析は、麻酔深度の臨床的兆候とＡＥＰ潜時間隔パラメータとのかなりの一致を示した。特に、初期（０〜１５ｍｓ）及び広範囲（０〜１４０ｍｓ）の潜時麻酔監視候補の値が確立された。ＡＥＰ潜時間隔解析は、麻酔深度の臨床的兆候とＡＥＰ潜時間隔パラメータとのかなりの一致を示した。特に、初期（０〜１５ｍｓ）及び広範囲（０〜１４０ｍｓ）の潜時麻酔監視候補の値が確立された。

初期潜時領域（０〜１５ｍｓ）は、筋肉抑制のマーカーであり得、麻酔監視の有用なツールであり得る。特に、ＰＡＭＲ信号は、神経性（ＣＮＳ）信号とｅＰＡＭＲ（末梢）信号との正確な区別を提供し得る。従来の麻酔監視は主に、顔筋から発せられる筋電計測（ＥＭＧ）の前頭監視に頼るが、これらの信号はＥＥＧ信号に近いため、これらの別個に異なる信号群が非意図的に結合する恐れがある。しかし、初期潜時ｅＰＡＭＲ信号とＥＥＧ信号との結合は、誤った催眠指南に繋がる恐れがあるが、ｅＰＡＭＲ信号の独立した成分解析又は潜時間隔解析により、独自で潜在的に有価値な麻酔筋肉抑制追跡方法を可能にし得る。

長及び短誘発信号減算区別技法
長及び短（２５６、５１２、及び１０２４掃引）の移動時間平均（ＭＴＡ）の減算が、関心のある神経信号と不要なアーチファクトとの区別を向上可能なことが確立された。

ＡＢＲスペクトルクリック検出及び誘発電位信号の検証技法
ＦＦＴ処理された聴性脳幹反応（ＡＢＲ）が、刺激結合並びに厄介なスペクトル擾乱そのような電源及び電気外科干渉を追跡可能であることが確立された。

ＡＥＰ初期化保証及び補償
ＡＥＰ平均測定に頼る前に、適切なＡＥＰ平均初期化（開始時基準値）時間を保証する自動的な手段を可能にする必要性が確立された。特に、この研究で調査された２５６掃引ＡＥＰ ＭＴＡは、最初の完全なＡＥＰ値を計算できるようになるまでに３８秒を要した。監視の開始時の高度のアーチファクトに結び付けられたＭＴＡ初期化時間制約と、典型的な麻酔ボーラス注入開始に起因する高速での無意識開始とが、将来の研究のためにより高速のＡＥＰ平均化方法を検討する必要性を示した。

麻酔意識状態の非線形動的誘発電位予測子と従来の誘発電位予測子との組み合わせ
ＳＰＡ＆ＣＤを予測する手段としての、従来の誘発電位解析方法（微分／一次微分解析等であるが、これらに限定されない）と、非線形動的解析方法との最適な組み合わせの展開。

麻酔意識状態の処理済みａｒｘ ＭＴＡ、非線形動的誘発電位予測子
ＳＰＡ＆ＣＤを予測する手段としての、外部入力機能（ａｒｘ）と共に自己回帰モデリングを組み込んだより高速な（２．２．のオンライン遅延と２５６掃引での３８秒）移動時間平均と、従来の誘発電位解析方法（微分／一次微分解析等であるが、これらに限定されない）と、非線形動的解析方法との最適な組み合わせの展開。

オンライン麻酔固有事象の処理済みａｒｘ ＭＴＡ、低速ＭＴＡ、非線形動的誘発電位予測子の任意の組み合わせ
意識遷移及び侵害刺激事象等のＳＰＡ＆ＣＤ監視に関連するオンライン事象並びに信号擾乱と関連する生理学的信号とをより大きく区別する手段としての、高速ａｒｘ及び低速ＭＴＡと、従来の誘発電位解析方法（微分／一次微分解析等であるが、これらに限定されない）と、非線形動的解析方法との最適な組み合わせの展開。さらに、麻酔拮抗を予測する手段としての、体動、覚醒、及び他の生理学的信号擾乱の検出に０．５〜３秒の範囲のオプションの高速事象検出と、クラスタ解析との組み合わせ。

Ａ＆ＣＤ機能測定要件
機能測定要件は、電極インピーダンス及び信号品質状態を追跡する必要性、麻酔固有の事象及び症状発現を監視する必要性（以下に概説）、並びに特定及び相互に関連する麻酔の効果を追跡する必要性を含んだ。特定の麻酔の効果は、催眠、記憶消失、痛覚消失、不動性、及び不安緩解として定義されたが、相互に関連する効果は、麻酔剤により誘発される筋肉抑制又は高い不安緩解を伴う覚醒の症状発現として定義された。

麻酔固有の事象及び症状発現
覚醒（Ａｒ：全体）、皮質覚醒（ｃＡｒ）、微小覚醒（Ａｒｍ）、体動（ＢＭ）、及び運動時間（ＭＴ）を含む重要な麻酔固有のオンライン事象を識別した。潜在的に有価値のオンラインＡ＆ＣＤマーカーとして確立された麻酔固有の事象は、侵害刺激事象（Ｎｘ）、高速（０．２５〜３秒の持続時間）体動（ＢＭｑ）、及び高速覚醒（Ａｒｑ）を含んだ。侵害刺激は、体動（ＮｘＢＭ）型、皮質（ＮｘＣ）型、及び皮質下（ＮｘＳ）型に従ってさらに分類され、その一方で、高速覚醒は、高速皮質（ｃＡｒｑ）型及び高速皮質下（ｓＡｒｑ）型に従ってさらに分類された。さらに、一連のオンライン麻酔固有インデックスが、麻酔医が、麻酔拮抗に該当し、術中覚醒に関連する運動、覚醒、そして特に侵害刺激等の事象の深刻さ及び重要度を追跡できるようにする手段として確立した。

アーチファクト処理要件が確立され、この要件は、関心のある神経相関の過度のフィルタリング又は拒絶を回避するために、ＥＯＧ信号、眼球運動、５０／６０サイクル又は関連の干渉、電気外科擾乱、ＥＥＧ信号のＥＭＧ信号バースト又はＥＭＧ変調を含んだ。

意識状態のマーカーとしての高い不安緩解若しくは筋肉麻痺が伴う術中覚醒、等電位皮質脳波平坦化又は略平坦化の開始若しくは発生、略突発又は突発の抑制期間、目覚め擾乱期間、及び高いガンマパワーの症状発現は、麻酔監視中に追跡すべき関連の変化として確立された。要件及び設計原理は、末梢、中枢、及び不安緩解の生理学的パラメータ間の麻酔により誘発される相互作用を表す統合的なバイタルサイン測定を捕捉するように開発された。この情報が、有用な麻酔平衡測定に関して麻酔医にいかに伝達されるかの例を図６及び図７に示す（患者の移動リスクを表す意識深度変化に対応するＣＮＳ活動と末梢活動の変化との関係）。

筋肉抑制のｅＰＡＭＲ弁別器
独立したＥＭＧ（咬筋及び／又はＰＡＭＲ）信号を使用してＥＥＧ及びＥＭＧ測定技法の改良された分離を確立した。ＰＡＭＲ及び咬筋信号測定は、麻酔筋肉抑制の潜在的に有価値なマーカーとして導入された。特に、ＰＡＭＲ領域にわたる誘発初期潜時信号は、実質的な麻酔意識状態弁別器であり、ＥＥＧ信号とＥＭＧ信号とを線引きする潜在性を有することが分かった。ＥＥＧ信号とＥＭＧ信号との分離の向上は、意識状態のより正確な予測に繋がることができ、潜在的に、術中覚醒の開始又は発生の検出に役立ち得る。結果として、刺激の振幅変化に対応するＰＡＭＲ変化の検出は、麻酔筋肉抑制を表すことができる。

不安緩解と術中想起リスクとのリンク
高い不安緩解は、血管の収縮、心臓のドキドキ、及び血圧の上昇を特徴とする。これらの要因に基づいて、高い不安緩解と術中覚醒想起リスクとのリンクを確立した。その結果、Ａ＆ＣＤの統合機能としてのバイタルサイン監視要件が確立された。

ＡＥＰ雑音結合の影響及び対策
意識状態値の増大及び意識遷移に対応する典型的なＡＥＰ麻酔深度インジケータのスイッチのような遷移を生じさせる、ＡＥＰ信号と背景アーチファクト信号との結合の影響がある。特に、いくつかの信号擾乱が、高速意識遷移及び深麻酔電気外科期間を含む麻酔の重大な局面中に発生することが分かった。

ＢＩＳ（商標）データ平滑化特徴は、侵害刺激事象等の潜在的に有価値な麻酔固有のインジケータを隠し、場合によっては、麻酔拮抗に繋がる重要な事象を隠す。逆に、ＡＥＰ値は、麻酔固有の体動及び侵害刺激事象の高感度検出を示すことが分かった。ＡＥＰ非線形動的解析技法（ＡＥＰエントロピー）も、異なる覚醒事象、アーチファクト事象、及び運動事象の潜在的に有用な弁別器であることが示された。本発明は、非線形動的技法を使用して、深い催眠に関係する基本的な非線形神経信号と、より複雑で決定論性がより低い性質の覚醒期間信号とを線引きする。より広く大きな規模の研究を受けて、第一世代のエントロピーＡＥＰアルゴリズムのさらなる改良は、特に、末梢事象及び神経麻酔固有事象の説明並びに不要な信号擾乱、生理学的アーチファクト、及び神経信号の分離に関する場合、前途有望なＡ＆ＣＤ測定候補であり得る。Ａ＆ＣＤのＡＥＰ神経マーカーと残留雑音との区別を強化するために、好ましくは、ＳＮＲとＡＥＰ平均掃引数（ｎ）との既知の関係（ＳＮＲ α√ｎ掃引）に基づいて、複数のＭＴＡ（１５掃引、２５６、５１２、１０２５）減算技法が使用される。

混成Ａ＆ＣＤ多変量入力
高速（２．２秒）及び低速のＭＴＡ微分及び非線形動的（エントロピー）ＡＥＰ値に結合されたより低速の傾向を有するＥＥＧパラメータの最適な組み合わせに基づく麻酔インジケータが、ＰＡＭＲ領域に現れる初期潜時（０〜２８ｍｓ）信号及び後期潜時ＡＥＰ測定（８０〜１４０ｍｓ）を含む広帯の異なる潜時間隔にわたって計算。これらの潜時間隔測定の組み合わせは、意識遷移のより高速の検出、オンライン事象に対するより高い応答性、及び末梢と中枢との生理学的信号の優れた区別を可能にする潜在性を示した。

新しい標準Ａ＆ＣＤ測定方法論
標準Ａ＆ＣＤ測定方法論が、より一貫し且つより正確な麻酔深度インジケータ性能結果での幅広い臨床研究に取り組む手段として確立された。特に、ＡＲＯＣ性能テストを展開して、Ａ＆ＣＤインジケータ予測精度を説明し、高速に傾く意識遷移にわたる２サンプルｔテストにより、反応性意識遷移を検出することができ、標準偏差及び平均意識状態値を、意識期間の分離手段として展開させた。単変量、多変量、及び２変量ロジスティック統計を、意識状態とＢＩＳ（商標）及びＡＥＰ麻酔深度インジケータ値との関連性を説明する手段として計算した。さらに、覚醒（Ａｒｑ）及び体動（ＢＭｑ）を含む高速（０．５〜３秒）事象の測定が、潜在的に有用なオンライン麻酔固有マーカーとして識別された。侵害刺激（Ｎｘ）症状発現を、体動関連（ＢＭＮｘ）事象及び皮質覚醒関連（ＡｒＮｘ）事象に従って分類した。従来の覚醒（Ａｒ）事象、微小覚醒（Ａｒｍ）事象、体動（ＢＭ）事象、運動時間（ＭＴ）、及びアーチファクト（Ａｆ）事象を用いてのこれらの麻酔固有事象の増加は、痛み、覚醒、可動性、又は高い不安緩解の開始又は発生等の極めて重大な麻酔期間の文脈の中で重要な意味合いを有し得る。

これらの発見は、改良されたＡ＆ＣＤ要件仕様の背景及びより幅広い臨床研究を行うことができる基礎を確立した。

統合センサ取り付け（ＩＳＡ）システム
これらの要件は、統合酸素計測法と、体積変動記録波形、パルス遷移時間（ＰＴＴ）、パルス動脈緊張（ＰＡＴ）、心拍数変動（ＨＲＶ）、心拍数ＨＲ、皮質下（自律）覚醒（ｓＡｒ）を関連する血圧導出物と共に含む関連する出力結果とを含んだ。統合ＩＳＡ機能としての空気流の監視の提供は、オンライン呼吸測定を可能にする手段として考案された。咬筋及びＰＡＭＲ（ＥＭＧ）の活動、ＥＥＧ及びＡＥＰ神経生理学的パラメータ、並びにこれらの信号から導出されるＥＣＧ信号と結び付けてこれらのパラメータを監視することは、Ａ＆ＣＤ監視に関連する本質的な測定に適応する手段として説明された。さらに、ＩＳＡシステム要件は、オンボード信号品質インジケータ、電極接続の再ゲル化及び再摩耗化が可能な埋め込み圧力起動セルと、「蛇腹式」のサイズ調整機能とを含んだ。特別な要件は、局所的なセンサ品質状況を示すことが可能である直観的な発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータを含んだ。サイズ変更要素は、統合センサ取り付け装置の一部をなす各センサを、前記センサの最適な位置に従うと共に、異なる年齢、民族性、及び他の母分散にわたって明らかな顔又は頭蓋の様々な構造に従って、患者の頭部に再び位置決め（位置合わせ）できるようにする他の退避可能であり、且つ／又は拡張可能な要素をさらに利用することができる。そのような退避可能且つ拡張可能な実施形態は、「ｚ」セクション「スパイラル」又は任意の他の互いに噛み合う形状を含むことができる（しかし、それに限定されない）。特に、絡み合いを最小にする形状構造及び最も流線形であり嵩張らない形式を提供可能な形状構造が好ましい。例えば、拡大可能且つ退避可能なサイズ変更要素は、被験者の顔及び及び／又は頭部の近傍に配置され、医療処置中のぶつかり、変位、又は外れを回避すべきである。同様に、サイズ変更可能で退避可能な要素は、医療処置中に被験者の頭部又は顔が隠れるのを最小にする必要がある。

患者インタフェース
患者インタフェース要件が確立され、患者インタフェース要件は、連続したオンライン信号品質及びインピーダンス測定の必要性を含んだ。要件は、接続されたＩＳＡ装置の形式及び信号品質状態によって決まるオンライン及び自動モード構成（混成又はＥＥＧベース）、感度及びフィルタリング調整、並びに表示構成に関して確立された。

信号処理要件
信号擾乱に対処するために確立された信号処理要件は、研究の初期化、電気外科介入の発生、並びに監視期間の開始及び終了等の厄介な監視発生に対処するための必要性を含んだ。さらに、適合性のある入力事前フィルタリング及び変化する監視状況に従って自動的に調整可能なデジタルオンラインフィルタに関する要件が確立された。

誘発電位階層刺激生成要件
誘発電位階層刺激生成要件が、サーボ制御される刺激最適化中のＡＥＰ反応の同時追跡を可能にするために、確立された。刺激最適化は、速度、強度、標準／異常比率、刺激形状、及び刺激スペクトルパラメータの調整を含んだ。他の要件及び設計原理としては、特定の麻酔段階に基づいて異なる刺激形式を生成する必要性及びこれらの異なる段階に適用可能な対応する麻酔測定要件が含まれた。刺激形式は、標準／異常刺激シーケンス、クリック、震音、チャープ、トーン、スピーチ、及び専用音声シーケンスを含んだ。所望の誘発反応要件は、抹消活動、ＡＢＲ信号品質、及び刺激接続状態のマーカーとしての誘発初期潜時反応（ＰＡＭＲ等）から、術中覚醒の早期警告マーカーを捕捉するように設計される標準／異常ＭＭＮ刺激テストパラダイムの麻酔認知の特定シーケンスを範囲とした。

ＡＥＰ階層解析
ＡＥＰ階層解析は、複合ＡＥＰ信号を麻酔固有の反応効果に関連する別個の情報チャネルに分解するために確立された。階層解析要件は、Ｎ１効果と長期手術中の記憶の固定中に関係する高次脳ＭＭＮ脳機能変化の影響とを線引きすることにより（例えば）、ＡＢＲの必須の感覚反応の検証、誘発抹消測定（ＰＡＭＲ）の区別、及び高位ＡＥＰ処理随伴性電位（ＰＣＰ）測定値の捕捉を含んだ。

オンライン監視要件
１）筋肉抑制の改良された測定として、必須の誘発ＰＡＭＲ（ｅＰＡＭＲ）反応を追跡可能な技法を含むオンライン監視要件が確立された。これらの技法は、筋肉抑制のより正確な測定を可能にする潜在性を有し、筋肉抑制のより正確な測定は、別個の不動性と催眠麻酔効果との線引きに貢献し得る。これらの２つの状況を効率的に区別できないと、麻酔誘発による筋肉抑制中に覚醒が生じる恐れがある。顔筋による前頭部ＥＭＧ活動生成を追跡する傾向を有する従来の大脳モニタとは対照的に、ＰＡＭＲ及び咬筋ＥＭＧ測定の展開は、これらの明らかに別個の中枢信号源と末梢信号源とのより大きな分離を提供し、２）バイタルサインから導出される不安緩解レベル（ストレス又は不安）と、神経相関から導出される覚醒（意識レベル）との関係に基づく術中想起係数（ＩＲｆ）、３）高い不安緩解又は麻酔誘発性麻痺を伴う覚醒を含む相互に関連する影響と共に、催眠、記憶消失、不動性、痛覚欠如、及び不安緩解で構成される麻酔の主な効果、４）麻酔固有の事象を用いて従来のアーチファクト及び覚醒検出の正確性及び確実性を向上させる必要性、５）わずかな投薬量変化を含むより遅い傾向情報を捕捉可能な測定と共に、意識遷移を表す同時オンライン高速（２．２秒応答）測定、６）変化する監視状況に従ってＡ＆ＣＤの測定を最適化する手段としての多変量解析の連続オンライン適合（調停）。

一連の新しいオンラインＡ＆ＣＤ表示インデックス
一連の新しいオンラインＡ＆ＣＤ表示インデックス（ｉ）は、全体麻酔平衡（ＡＢｉ）、術中想起係数（ＩＲｆ）、脳波（ＥＥＧｉ）の最適に結合された測定、聴性誘発処理随伴電位（ＡＰＣＰｉ）の最適な結合、バースト抑制（ＢＳｉ）、筋肉抑制（ＭＳｉ）、及び不安緩解（ＡＮＸｉ）を含むいくつかの重要な麻酔固有の事象を追跡する手段として確立された。ＡＣＰｉ特定の要件は、上述した階層解析を使用して漸進的な測定を明らかにすることが可能な刺激シーケンスを使用して認知測定をオンラインで捕捉することで構成された。オンラインでの事象検出は、重要なオンライン監視Ａ＆ＣＤ設計考慮事項であることが分かった。

背景知的財産が確立され、背景知的財産は、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ」という名称の初期Ａ＆ＣＤ特許出願、世界国際所有権機関により国際公開第２００６／１２２３４９号パンフレットとして公開された「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ Ｄｕｒｉｎｇ Ａｎａｅｓｔｈｅｓｉａ」という名称の第２の特許出願［５，６］、及び現在処理中の第３の特許出願を含む３つの鍵となる文献で構成された。全体で１つの特許が認められ、２つは受理され、７つは初期欧州出願［５］に関連するため係属中である。設計及び革新的な概念のアウトプットは、設計要件、システムフロー設計、及び現在開発中の新世代Ａ＆ＣＤシステムの基礎をなす特許の形態で確立されている。

ＰＡＭＲ、ＡＢＲ、及びＭＬＡＥＰの同時監視
重要な将来の研究要件は、覚醒から無意識への遷移を受け持つメカニズムを調査することである。このテーマは、ＰＡＭＲ、ＡＢＲ、及びＭＬＡＥＰ測定の同時導出が、日常業務の臨床麻酔中に実現可能であることを確立したが、これらの測定が本質的に、ＢＩＳ（商標）により生成されるより漸進的な測定と二進的に挙動することも分かった。したがって、麻酔中に監視されるＡＥＰが、末梢聴覚機能の鎮静に関連する麻酔筋肉抑制「神経ブロック」効果により、このスイッチのように挙動するか、それともこの遷移が麻酔中の基本的な催眠効果の正確な予測子であるか否かについて、将来の研究への疑問が生じる。

ＳＰＡ＆ＣＤの自動臨床マーカー
より具体的なＡ＆ＣＤ相関、より効率的な臨床観察スケール、より高感度の認知ＡＥＰ測定、及び麻酔固有の事象を受け持つメカニズムのよりよい理解の識別が、将来の研究の検討事項である。既存の制限を解消可能な改良された臨床命令刺激及び対応するテスト技法の調査は、依然として将来の研究の重要な分野である。麻酔監視システムの臨床評価及び麻酔の臨床スケールは、曖昧な臨床反応テストに頼り、患者との連携、過度のテスト間隔、及び調査者の解釈に頼る。意識遷移は、新しい高速ＡＥＰ方法を使用して数秒で正確に検出することができるが、従来の命令刺激テストは、１０秒以上の連続した間隔で臨床反応テストを手動で行うことに基づく。広く普及したＲａｍｓａｙ、ＯＡＡ／Ｓ、及び他の普及した臨床スケールにも拘わらず、これらのツールは、術中想起中に関係する極めて重要な短期記憶機能と長期記憶機能とを区別することができない。したがって、高速ＡＥＰ測定を展開して、従来の麻酔スケールのタイミング及び患者連携の制限を解消すべきか否かについての疑問は、依然として将来の調査の重要な主題である。

神経源推定（ＮＳＥ）
Ａ＆ＣＤ監視システムは、１つ又は複数の誘発又は連続神経信号の神経源推定（ＮＳＥ）と、
・ＥＥＧ前方化のオンライン又は「準リアルタイム」監視、
・認知解離のオンライン又は「準リアルタイム」監視、
・ＥＥＧ左右分化／半球変化のオンライン又は「準リアルタイム」監視、
・３つという少数の電極を使用してのこれらの要因のオンライン又は「準リアルタイム」監視、
・一実施形態は、前中央（Ｆｐｚ又はナジオン）、左（Ｆｐ１）、及び右（Ｆｐ２）半球の位置合わせ等の３つの電極を、追加の後部（襟首／イニオン／Ｉｚ）電極を使用する前方化と共に含むことができる（が、そのように限定されない）。
・非線形動的ＥＥＧ時系列、視聴覚処理中に関係する時空間力学、音源定位の手がかりの処理及び／又は統合に対応する時空間脳力学の任意の組み合わせを含むＮＳＥのオンライン又は「準オンライン」監視、
・非線形力学（複雑性及びエントロピー型変換を含む）、スペクトル、電力、又は他の振幅関係、並びに／或いは位相又はバイスペクトル及び関連結果の任意の組み合わせと組み合わせた、麻酔中の左右分化又は前方化の変化のオンライン又は「準リアルタイム」監視
を含むステップ又は手段の任意の組み合わせを組み込んでいる。

投薬量制御方法及びシステム
このテーマで記載される麻酔の特定の効果及び相互に関連する効果を追跡可能なより高度な投薬量制御の調査は、将来の研究の重要な主題である。麻酔の主な生理学的及び心理学的効果に対してより正確な麻酔固有の制御を可能にしながら、投薬量過剰等の回避可能な出来事を最小にする閉ループ投薬システムの能力は、将来の研究の主題である。低周波超音波経皮灌流及びナノ製薬等の新興の投薬投与技術に関連する恩恵及び危険の調査も、価値ある考慮事項である。

ＳＰＡ＆ＣＤ薬剤開発方法及びシステム
新しい実験技法及び技術手法に基づく薬剤の開発は、依然として将来の研究の極めて重要な要件である。特に、直接的又は間接的な麻酔固有の効果を反映するより特定的なバイオマーカーの調査は、依然として将来の研究の重要な主題である。より高感度で特定的な麻酔野開発は、依然として将来の研究の重要な主題である。従来の麻酔は、経験的な研究の結果（所望の効果の解析）に基づいて系統立てられているが、生物学的マーカー（バイオマーカー）を使用するより効果的な技法が進化し続けている。バイオマーカーは、現在では、麻酔の効果に対応する生理学的、認知的、神経化学的、及び細胞のメカニズムにわたって検出される変化に従って識別することができる。より最近の薬剤開発技法は、特定の麻酔効果に反応可能な正確な神経群又は筋肉細胞に関連するため、麻酔固有の活動をテストすることが可能である。遺伝子組み換え（動物及び昆虫モデル）の生体内での細胞監視並びに麻酔の細胞活動を体外で監視可能なより最近の技法は、鎮静又は麻酔の改良を追求することの有望性を示している。これらの新しい技術及び実験的技法は、術中想起中に関係する記憶機能を受け持つ特定の神経受容体の挙動特徴付けを可能にすることができる。これらの麻酔固有のメカニズムの活性化又は感度抑圧に対応する直接的で特定的なバイオマーカー測定を利用したより安全な薬剤化合物の設計は、将来の優れた麻酔に繋がり得る。改良された麻酔が、心臓機能又は呼吸機能を不注意に抑制せずに、麻酔中に長期記憶を不活性化し得るか否かについての疑問が生じる。さらに、より高感度で安全な麻酔の開発により、現在は麻酔から除外されている高リスク群（トラウマ患者等）への麻酔の使用が可能になり得る。

統合ＳＰＡ＆ＣＤ監視システム認知マーカーデータベース及び規範評価システム
麻酔により誘発される回復可能又は永久的な認知機能障害の調査は、依然として将来の研究の重要なトピックである。患者は、酸素欠乏、過度の麻酔（致死率にリンクする）、不十分な麻酔（術中覚醒及びＰＴＳＤに繋がり得る）、又は呼吸機能の循環制限（認知機能障害に繋がり得る）を含め、麻酔中に認知に一時的又は永久的に影響し得る不都合な様々な出来事を受けやすい。短期及び長期記憶機能、認知反応性、及び潜在的な麻酔関連の認知機能障害を識別可能な他のテストの効果の認知的な評価は、予見的研究及び追跡研究の両方を受けるべきである。研究により、深い鎮静と患者の致死率とのリンクが報告されているが、大規模認知追跡研究は、依然として将来の研究の重要な議題である。麻酔固有の標準化された一式の認知テストを確立し検証するように設計された研究を考慮すべきである。標準化された自動方法論の確立は潜在的に、より大規模で多角的な臨床研究の請負を能率化することができる。個人の患者の認知評価結果は、認知機能障害、回復、又は向上の基準としてのより大きな規範データベース又は患者自身の認知性能と比較することができる。適切な評価と、検証されたテストに基づく判断サポート及び統計に基づく方法論との組み合わせは、より個人の患者に固有の麻酔化合物及び投与技法の開発に貢献することができる。

オンライン監視
進歩は、ＣＮＳ及び脳領域に隣接する末梢活動を表すＰＡＭＲ追跡の確立を含む。術中覚醒のオンライン予測は、高い心理学的又は生理学的ストレス（不安緩解）の期間をＡ＆ＣＤ神経生理学的測定値に相関付けることにより達成することができる。これらの術中覚醒期間−ストレス係数（ＩＲｆ）は、意識が伴う筋肉抑制誘発麻痺を示し得る。オンライン機能は、線形パラメータ、非線形パラメータ、及び潜時間隔パラメータの最適な組み合わせ（臨床研究の結果による）に基づく侵害刺激の検出及び雑音区別監視方法を含む。さらに、より高速のオンライン意識検出（２．２秒応答遅延）及びより認知的に高感度なＡ＆ＣＤ監視技法は、これらの最適なＡＥＰ解析組み合わせに基づいて確立された。さらに、ＥＥＧ半球活動及び前方化の変化の追跡に基づいて推定される神経源推定が、Ａ＆ＣＤ監視の潜在的に有価値な相関として識別された。

オンライン監視／処理及び操作者インタフェースに関して
表示指示が確立され、重要なＡ＆ＣＤ監視属性、特定のＡ＆ＣＤ監視要件、特別なＡ＆ＣＤ要件、及び将来の要件で構成される４つのカテゴリに編成された。

第１に、重要なＡ＆ＣＤ監視属性は、要求の厳しい手術室臨床用途に適したシステムの並外れた確実性及びロバスト性、一貫した最小のオンライン測定応答遅延、電気外科及び他の信号擾乱に対する高い耐性、安全で信頼できる薬理学的追跡、並びにＡ＆ＣＤ神経信号、抹消信号、侵害刺激信号、及び背景雑音信号の高度の区別に対する必要性を含む。第２に、特定のＡ＆ＣＤ監視指示は、全体的なＡ＆ＣＤ統合インデックス、意識遷移の高速検出、漸進的なＡ＆ＣＤ測定、術中覚醒の高い期間及び想起リスク（高い不安緩解が伴う無意識等）の追跡、バイタルサイン及び対応する不安緩解状態の追跡、麻酔平衡の追跡、並びに重要な事象及び期間の検出を含む。重要な事象は、覚醒、侵害刺激、ＥＭＧバースト、体動、信号欠落、覚醒、眼球運動、電気外科干渉、及び電源干渉を含む。重要な期間又は信号の追跡は、ＥＥＧバースト抑制及び皮質脳波平坦化、ＥＭＧパワー、ガンマパワー、不安緩解レベル、不安緩解と催眠深度との統合的な測定、信号品質、及びセンサ接続状況との統合測定を含む。第３に、特別なＡ＆ＣＤ要件としては、臨床的観察の統合、重要なＡ＆ＣＤ信号期間及び事象のスペクトル表示、環境的又は背景の生理学的信号擾乱の増大を含む変化するオンライン監視状況へのシステム適合、及び刺激検出（ＡＥＰ監視中）が含まれる。将来の要件としては、階層ＡＥＰ認知追跡、連続ＡＥＰテスト及び測定サーボ最適化、統合されたより効率的な臨床麻酔／鎮静スケール、特別な場合のＮＭＤＡ／オピオイド麻酔の投与中の一貫した動作、並びに子供、高齢者、又は精神分裂病を含む神経疾患を有する患者等の患者サブグループの監視が含まれる（操作者インタフェース設計要件も参照のこと）。

不安緩解と術中想起リスクとのリンク
高い不安緩解は、血管の収縮、心臓のドキドキ、及び血圧の上昇を特徴とした。これらの要因に基づいて、高い不安緩解と術中覚醒想起とのリンクが確立された。結果として、Ａ＆ＣＤの統合機能としてバイタルサインを監視する要件が確立された。

認知信号を含め、生理学的信号を監視する単一基板患者適用部を組み込む統合センサ取り付け装置であって、装置は、バイタルサイン監視センサ、耳介後部（ＰＡＭ）監視センサ、咬筋センサ、統合反射性オキシメータセンサ、統合されるか又は取り付けられる耳に配置されるオキシメータ監視センサのうちの少なくとも１つで構成される、統合センサ取り付け装置。

被験者の痛み、及び／又は鎮静、及び／又は麻酔深度を監視するさらなる装置及び方法であって、装置は、ＰＡＭＲ及びバイタルサイン監視信号チャネルと、前記被験者の催眠、記憶消失、痛覚欠如、不動性、不安緩解、痛み、鎮静、又は覚醒測定の状態のうちの少なくとも１つの出力インジケータを計算するマイクロプロセッサと、ＰＡＭＲ又は咬筋ＥＭＧの測定を計算するマイクロプロセッサと、咬筋ＥＭＧを計算するマイクロプロセッサと、咬筋及び／又はＰＡＭＲのＥＭＧと中枢神経系（ＣＮＳ）信号との区別を計算するマイクロプロセッサとを備える、装置及び方法。

生理学的、心理学的、認知的、又は細胞の状況に関して生物から、又は体外試料から生理学的データを取得するさらなる装置及び方法であって、少なくとも１つの刺激誘発生体信号反応を取得する手段と、少なくとも１つの取得された誘発生体信号から少なくとも１つの測定値を計算する手段であって、計算は、前記生体信号内の変化を表す少なくとも１つの誘発反応生体信号からの非線形動的（ＮＬＤ）変換の計算を組み込む、計算する手段とを備える、装置及び方法。

監視環境内の不要な雑音を監視又は検知し、次に、この検知信号を処理することにより、不要な環境雑音又は外部システム雑音を最小にすることができるようにする部分を組み込み、それにより、必要な信号内の不要な雑音を相殺可能な入力検知及び／又は入力監視部分と、最適な雑音相殺信号を生成するように、検知又は監視された雑音の１つ又は複数のチャネルの雑音特徴を調整可能な部分と、結果として生成される信号結果が関心のある信号で構成され、不要な信号が減るか又はなくなるように、雑音相殺信号を関心のある監視信号と結合することが可能部分とを備えた雑音相殺システムを可能にする、生物学的監視装置。

不要な雑音及び歪みの特徴を特定して監視する装置であって、方法は、環境、背景の生理学的及び／又は他の不要な雑音及び歪みを常時追跡するようにプログラムされたマイクロプロセッサ装置と、少なくとも１つのマイクロプロセッサ装置と、事前定義された周波数スペクトルの雑音及び歪み特徴と、監視システムの周波数スペクトル特徴との関連性を常時計算するようにプログラムされたマイクロプロセッサ装置とを備える、装置。

自動、手動、又はコンピュータ支援のデータ取得サンプルにより、不要な環境的又は外部システムの雑音を最小にする手段、調整可能な入力信号サンプル・ホールド取得窓を組み込むと共に、雑音又は干渉信号が強調され得るピーク又は高レベルの雑音スパイクではなく、そのような干渉が関心のある信号に最小の影響を及ぼす時点での入力信号のサンプリング及びホールドを可能にする調整可能なサンプル・ホールド開口窓を備えたサンプル・ホールド適合、
−外部機器タイミング参照と同期可能又は検知（外部環境雑音センサを介する等）可能であり、データ取得開口を関心のある入力信号内の最も顕著な雑音ピーク間に挟み、不要な外部周期性雑音の影響を最小にすることができるサンプル・ホールド開口窓タイミング制御装置、
−不要な外部周期性雑音に直接関連するタイミング参照を特定して解消することが可能な装置、
−取得されるデータ点が不要な周期性信号ピーク間で挟まれるように、外部接続された（有線及び／又は無線、ワイヤ、光学、磁気、容量性等）タイミング信号又は雑音追跡センサから、最適な取得サンプリングレート及び開口窓を導出可能な装置であって、挟まれない場合には、不要な周期性信号ピークが関心のある取得信号内で強調されてしまう、装置、
−不要な外部信号干渉を最小にするように、開口窓を遅延させることができるサンプル・窓タイミング装置、
−不要な外部信号干渉を最小にするように、開口窓遅延及び幅を制御することができるサンプル・窓タイミング装置
を組み込んだ生物学的監視装置。

催眠、記憶消失、痛覚欠如、不動性、不安緩解、バイタルサイン、又はオンライン事象のうちの任意で構成される被験者の監視状態に対応する投与薬剤化合物の最適な組み合わせを決定する装置。

主クレーム群の番号を有するＡ＆ＣＤシステムクレーム構造全体マップ。 Ａ＆ＣＤシステムの最上位の全体図。 典型的な鎮静／痛み／麻酔及び意識深度（ＳＰＡ＆ＣＤ）ＮＬＤ監視実施形態、並びに主クレーム群を組み込んだ流れ図システム。 信号品質インジケータを有する統合センサ取り付け（ＩＳＡ）システム。 （ＬＨＳパネル）両耳刺激「Ｙ」アダプタ音響結合器回路、電極組立体接続状況、電池表示インジケータ、信号品質状況、及びユーザプロンプトインジケータを組み込んだＵＥＭモジュールの概念的な全体図［７、８］。 メインシステム診断モードグラフィックユーザインタフェース。 周波数ヒストグラムを有するＡ＆ＣＤ表示（Ａ＆ＣＤＤ）システムの機能として提示される神経スペクトル表示（ＮＤＳ）。 研究時間（秒）をｘ軸に示し、ＡＥＰ ＮＬＤ麻酔深度インジケータ値をｙ軸に示す、麻酔された手術患者データ記録からプロットされた５２６掃引ＡＥＰ平均。 研究時間（秒）をｘ軸に示し、ＡＥＰ ＮＬＤ麻酔深度インジケータ値をｙ軸に示す、麻酔された手術患者データ記録からプロットされた１５掃引ａｒｘ ＡＥＰ平均。 患者１３の「ａ」〜「ｄ」と示されたデータピークのＡＥＰｉＤＡＳ潜時依存検出。 潜時間隔依存（ＬＩＤ）解析及びオンライン事象区別属性。 ＣＮＳ、ＰＮＳ、ＭＴ、ＢＭ、Ａｒ、ＡｒＮｘ、眼球運動、ＥＭＧ侵入、又はバースト事象の区別及び分類の任意の組み合わせのオンライン事象区分及び線引き。 外部雑音の検知及び相殺。 効率的に鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）を監視する構造化された手法−従来の手法。 効率的に鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）を監視する構造化された手法−現手法。 効率的に鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）を監視する構造化された手法−現手法。 効率的に鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）を監視する構造化された手法。

表１−直接及び相互作用的な麻酔の効果に適用可能な主なＡ＆ＣＤ機能測定要件のマッピング。

表２−従来の事象及び麻酔固有の事象の概要。

図１
図１はシステムを７つのサブシステムに分解し、各サブシステムはいくつかの構成要素にさらに分解される。これらの各サブシステム及び関連の構成要素をシステム要件の形態で説明する。緑色のブロックはシステムの発明を表す。

図２
図２は、典型的なＡ＆ＣＤシステム実施形態の高レベル全体図を提示する。セクションＡは、通常、患者の前頭領域及び顔領域に取り付けられる患者適用センサ又はいわゆる統合センサ取り付け装置を介して監視される患者を示す。刺激信号が生成され、さらに処理するために、患者に与えられて、所望の患者反応を誘発した。患者センサ監視信号は、信号調整されてから、セクションＥ及びセクションＥに入力され、セクションＥにおいて、誘発電位監視機能が誘発信号に適用され、セクションＥにおいて、常時監視される信号がさらに処理される。セクションＣは、特別な非線形動的処理変換を誘発反応信号に適用し、その一方で、セクションＦは、非線形動的処理変換を連続生理学的信号に適用する。ある範囲の誘発電位解析変換結果が、次に、セクションＤに入力され、セクションＤは、誘発電位組み合わせ解析を実行し、それにより、セクションＨは、関連の対応するシステム出力測定値を表示することができる。

ある範囲の連続信号解析変換結果は、次に、セクションＧに入力され、セクションＧは、連続信号組み合わせ解析を計算し、それにより、セクションＨは関連の対応するシステム出力測定値を表示することができる。

図３
図３は、典型的なＡ＆ＣＤシステム全体図のより詳細な全体図を提示する。誘発電位（ＥＰ、セクションＢ）監視及び連続脳波（ＣＥ、セクションＥ）監視の両方を受けている図３の個人、セクションＡ）から監視される生理学的パラメータは、オンライン（リアルタイム）又はオフラインで解析され（セクションＣ）、臨床業務又は日常業務中に痛み／沈静／麻酔及び意識深度（ＳＰＡ＆ＣＤ）の一連のＥＰ及びＣＥ導出の非線形動的（ＮＬＤ）測定値を計算する。これらのＮＬＤパラメータは、一連の多変量ＣＥ又は処理済みパラメータを計算する手段として、他の従来又は線形解析結果（しかし、これに限定されない）と結合することができ（セクションＤ、ブロック１２）；結合されたＣＥ及びＥＰパラメータ（セクションＤ、ブロック１３）及び／又はＣＥ多変量出力測定値（セクションＨ）。出力測定値は、臨床聴力学、麻酔、ＩＣＵ、感覚、又は認知状態の監視中に独立したＳＰＡ＆ＣＤインジケータとして展開することができる。

セクションＢは、ＥＰ刺激生成機能（セクションＢ、ブロック２）及び信号前置増幅、フィルタリング、サンプル・ホールド、及び取得（セクションＢ、ブロック３）を含むＥＰ機能及び一般的な解析要件を示す。別個の文献のどこかに記載されている同期して取得し、雑音を低減する（セクションＢ、ブロック４）ための外部雑音サンプリング及びクロック入力提供は一般に、信号サンプリングがピーク干渉期間の間に「挟ま」れるように、サンプリング及びホールド機能を同期させる手段として、ＳＰＡ＆ＣＤ監視システムが外部機器クロック信号及び／又は外部雑音源を検知し、取得できるようにする。サンプリング−挟むは、外部機器及び／又は専用の環境雑音監視センサを使用して監視された雑音のピーク間の最適な同期により達成することができる。高速中潜時聴覚誘発電位（ＭＬＡＥＰ）の移動時間平均（ＭＴＡ）の微分が、微分（ブロック７）及びＮＬＤ（ブロック８）高速ＭＴＡ結果を計算する手段として導出される（ブロック６）。同様に、低速ＭＬＡＥＰ移動時間平均（ＭＴＡ）の微分も、微分（ブロック１０）及びＮＬＤ（ブロック１１）低速ＭＴＡ結果を計算する手段として導出される（ブロック９）。微分及びＮＬＤ高速ＭＴＡ値が計算され、ＳＰＡ＆ＣＤ ＥＰオンライン組み合わせ解析（ブロック１２）に入力され、ＳＰＡ＆ＣＤ ＥＰオンライン組み合わせ解析は、一連の異なる結合出力測定値を計算する役割を果たし、結合出力測定値は、表示インジケータ（セクションＨ）出力として出力されると共に、ＣＥ多変量と組み合わせられて（ブロック３３）、一連の結合ＥＰ及びＣＥ ＳＰＡ＆ＣＤ測定値を生成する（ブロック１３）。

調停解析の特別な考慮事項：多変量出力値は特別な調停解析と組み合わせることができ、特別な調停解析は、別個の文献（調停解析を扱う現存の特許出願参照）に記載される別個の値に従って各入力変数の影響を加重するように設計される。一般に、調停解析は、例えば、ＮＬＤパラメータ等である（しかし、これに限定されない）第３のパラメータに従ってＥＰ情報入力とＣＥ情報入力との加重を調整することができ（しかし、これに限定されない）、それにより、ＮＬＤパラメータ（ＥＰ及び又はＣＥ）は、任意の時点でのＭＬＡＥＰ加重の確からしい関連性を説明する麻酔深度フェーズ（意識あり、軽い麻酔、深い麻酔）を広く示し得る。特に、ＣＥ ＮＬＤ解析（異なる形態のスペクトルエントロピー、形態的エントロピー、又は複雑性解析型を含む）の展開は、ＥＰ信号源及びＣＥ信号源から導出される多変量入力変数の調停に関して、従来のＭＬＡＥＰ ＳＮＲ解析技法よりも深麻酔信号不安定性の影響を受けにくい独立した計算プロセスを提供することができる。例えば、深麻酔等の状況では、ＭＬＡＥＰ ＳＮＲがＣＥ信号を悪化させることが分かっている場合、ＳＰＡ＆ＣＤインジケータ値の計算への依存に関して、より支配的である可能性が高い。この種のシステムは、深麻酔中のＭＬＡＥＰ信号の不安定性を考えて、ＭＬＡＥＰ ＳＮＲの計算が誤った結果を生成する可能性が高い期間であっても、ＭＬＡＥＰ ＳＮＲの結果への依存を最小にするのに役立つ［２２、２３］。

聴覚脳幹反応（ＡＢＲ）ＭＴＡ（ブロック２０）及び関連する解析（ブロック２１）は、鎮静及び麻酔中のＡＢＲ信号変化の追跡を可能にするように設計される。これらの出力測定値（ブロック２２）は、麻酔又は沈静の段階が深いほどＭＬＡＥＰよりも安定することができ、したがって、刺激の存在及びＡＥＰ信号の有効性を示す優れたマーカーを提供することができる。ＡＢＲ機能は、別個の文献に概説されている。

誘発電位耳介後部筋肉（ｅＰＡＭＲ）解析（ブロック２３）は、鎮静剤又は麻酔剤により誘発される筋肉抑制の高感度誘発測定値として、ＰＡＭＲ活動を表す早期潜時期間（通常、０〜２８ｍｓ）にわたる信号活動を計算する。この解析は、信号振幅特定（ブロック２５）、多変量解析（ブロック１２及び１３）、並びにブロック２５に提示される出力測定が後続するスペクトル及び潜時フィルタリングの形態をとることができる（しかし、これに限定されない）。ＣＥ ｅＰＡＭＲ解析（ブロック２４）と多変量解析（ブロック３３）との相互接続は、従来の顔前頭信号間の重要な組み合わせ解析を強調し、特別な咬筋ＣＥ ＥＭＧ微分とｅＰＡＭＲ ＥＭＧ信号の特定（ブロック２３及び２４）は、沈静又は麻酔中の変化のスペクトル及び形態的な潜時／振幅追跡を計算するように設計される。

ミスマッチの陰性リアルタイム（ＭＭＮｒｔ）ＭＴＡ（ブロック２６）、関連の階層解析機能（ブロック２７）、及び出力測定（ブロック２８）は一般に、複合ＡＥＰ信号を、低レベルＡＢＲ感覚反応、蝸牛及び聴覚神経を通って大脳皮質への刺激の到達を表すＮ１マーカー（Ｎ１の存在等）、求心性神経反応（Ｎ１効果等）、不応性期間（刺激間隔：ＩＳＩ）の増大に対応する高いＮ１−Ｐ２振幅、深い覚醒に伴うＭＬＡＥＰ振幅−潜時変化、術中想起中に関係する長期記憶の固定を示す高次覚醒状態を示す処理随伴電位（ＰＣＰ）までを表す異なる機能情報チャネルに分解する手段を提供する。これらの階層解析機能機能は、別個の文献で概説されている。

ブロック３６の入力バイタルサイン、連続バイタルサイン、並びに中枢神経系（ＣＮＳ）ＳＰＡ＆ＣＤストレス関連リスク解析（ブロック３１）及び関連の出力測定（ブロック３５）は通常、特別な統合センサ取り付け(ＩＳＡ）システムから信号入力情報を導出する。ＳＰＡ＆ＣＤシステムは、統合オンライン監視機能としてバイタルサインパラメータ（脈拍数、呼吸速度、体温、及び血圧）を組み込む。一般に、バイタルサインの監視（上記ＶＳＭを通しての）は、麻酔に関する患者のバイタルサイン（脈拍数、呼吸速度、体温、及び血圧）、血流力学的機能（ＰＴＴ皮質下覚醒等の循環測定）、及び自律測定（ＨＲＶ等の末梢神経系ホメオスタシス機能）を追跡することができる。さらに、ＶＳＭ機能は、統合センサ取り付け（ＩＳＡとも呼ばれる）、統合反射体積変動記録−波形酸素測定（ＩＲＰＯとも呼ばれる）の監視機能基づいて、様々なバイタルサイン測定値の導出提供を含み、これらの測定値は、術中想起係数（ＩＲｆとも呼ばれる）の導出をサポートする。バイタルサイン機能は、様々な統合形態で提示されるように、個々に表示することができる。ＩＳＡシステム及びＩＲｆシステムは、別個の文献に詳述されている。

咬筋導出（ブロック３７）は通常、特別なＩＡＳシステムから導出される。咬筋解析（ブロック（３８）及び関連する出力測定（ブロック３９）は、上述したようにｅＰＡＭＲ解析を強化することができ、これらの測定と同様に、患者のＥＭＧ活動の高感度で正確な連続追跡を可能にする。ＳＰＡ＆ＣＤ監視中のＥＭＧレベルの咬筋導出は、別個の文献に詳述されている。

ブロック４０は、ＥＰ（ブロック６）、高速ＭＴＡ（ブロック６）、及び低速ＭＴＡ（ブロック９）の入力を処理して、ＳＰＡ＆ＣＤ又は拮抗に関連し得る体動（ＢＭ）、運動時間（ＭＴ）、覚醒、侵害刺激（ＡｒＮｘ）等の麻酔固有の覚醒、眼球運動、ＥＭＧバースト、又はＥＭＧ侵入全般等の背景の生理学的事象、アーチファクト、及び他の信号変動等の重要なオンライン事象を検出し線引きする。さらに、特徴的な中枢神経系信号源と末梢神経信号源とが識別される。ブロック４１は、これらのオンライン事象及び信号源を分類し、その一方で、ブロック４２は、異なる生理学的信号源とオンライン事象との区別を強化する手段として、ＥＰ ＮＬＤ解析処理を適用する。ブロック４３は、麻酔の離散した目標（催眠、痛覚欠如、記憶消失、不動性、不安緩解等）及び麻酔平衡の組み合わせられた測定値の両方を、図１４〜図１７並びに表１及び表２にさらに概説されるように、任意の時点での最適な投薬量指南及び患者状態情報を臨床医に提供するのに適した形態で提供する。

図４のブロック４４は、様々な埋め込みセンサを組み込んで、末梢信号、中枢信号、及びバイタルサイン信号を監視する表１及び表２にさらに概説されるような統合センサ取り付け（ＩＳＡ）システムを提示する確立された。これらの要件は、体積変動記録波形、パルス遷移時間（ＰＴＴ）、パルス動脈緊張（ＰＡＴ）、心拍数変動（ＨＲＶ）、心拍数ＨＲ、皮質下（自律）覚醒（ｓＡｒ）を、関連する血圧導出と共に含む統合酸素測定及び関連する出力結果を含んだ。統合ＩＳＡ機能としての空気流監視の提供は、オンライン呼吸測定を可能にする手段として考案された。咬筋及びＰＡＭＲ（ＥＭＧ）活動、ＥＥＧ及びＡＥＰ神経生理学的パラメータ、及びこれらの信号から導出されるＥＣＧ信号と組み合わせたこれらのパラメータの監視は、Ａ＆ＣＤ監視に関連する本質的な測定に適合する手段として説明された。さらに、ＩＳＡシステム要件としては、オンボード信号品質インジケータ、電極接続の再ゲル化及び再摩耗が可能な埋め込み圧力起動セル、及び「蛇腹式」サイズ調整機能が含まれた。特別な要件としては、局所的なセンサ品質状態指示が可能な直観的な発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータが含まれた。

図４
図４は、統合反射オキシメータ（８）を強調表示するマーカーと、再水和及び摩耗圧力パッド機能（１〜６）を有する埋め込み電気生理学的電極と、刺激（７）及び統合オキシメータ（８）と、ＬＥＤ品質状態インジケータとを有する、信号品質インジケータを有する統合センサ取り付け（ＩＳＡ）システムを提示する。ＩＳＡシステムは、ここに概説されるように、麻酔固有の適宜配置されたＥＥＧ／ＡＥＰセンサ、ＥＭＧセンサ、及びバイタルサインセンサを含む低コストで使い捨ての患者適用部、統合信号品質管理システム、及び空気流監視の提供で構成される。

構築の観点から、ＩＳＡは、皮膚接触インピーダンス又は接続状態に対して極めて重要な電極を劣化させ得る歪み及びギャップを回避するために、広範囲の異なる顔の外形に適合可能な単一基板の可撓性膜を組み込む。一連の品質制御ＬＥＤ（後述のように機能する）は、一連の埋め込み電極ゲル圧力パッドセル（後述のように機能する）と共に、各監視センサの近傍に配置する必要がある。ＩＳＡインタフェースコネクタの設計は、極めて重要であり、確実性の高いユーザフレンドリーな相互接続性を可能にする。これらの使い捨て装置のガイドライン及び規格は、特に、使い捨て材料及びリサイクル要件を規制する環境規格の文脈の中で重要な考慮事項である。

特別な「蛇腹式」又は他の種類の退避可能又は拡大可能なサイズ調整要素が、限られた範囲のＩＳＡサイズをより広い人口の需要に合わせて構成可能にする。

ＩＳＡ電極の配置は、極めて重要であり、に概説される電極位置合わせに関係する監視要件に適合する。

特に、標準の範囲のＩＳＡセンサは、混成（ＥＥＧ／ＡＥＰ）構成及びＥＥＧに基づく構成の両方に適合する。Ｉｚ（後部ＥＥＧ）等の追加の電極を組み込んだ高度な混成構成（図４及び図５参照）は、ＥＥＧ神経源推定（ＮＳＥ：後述）（２４）等の特別な解析機能に役立つ。

ＩＳＡシステムは、信号品質推定（ＳＱＥ）により計算される信号状態を示すＬＥＤインジケータと、対応するインジケータ及び制御システム（ＳＱＩ＆Ｃ：要件は後述）とを組み込む。ＩＳＡ ＬＥＤインジケータは、センサ信号品質及び接続状態についてセンサのユーザに直観的に警告し、それにより、緑色ＬＥＤ照明が、許容可能な品質を示し、オレンジが限界を示し、赤が故障又は切断状態を示すことができる（例えば）。ＩＳＡシステムは以下に図４において提示され、その一方で、統合信号品質ＬＥＤを有するＵＥＭの図が図５に提示される。

統合反射体積変動記録−波形酸素測定法（ＩＲＰＯ）システム（後述）の提供により、統合ＩＳＡ機能としてのバイタルサイン監視が可能である。

より特殊化され、且つより進んだＩＳＡバージョンには、サーモカプラ、サーミスタ、又はＰＶＤＦ材料等（であるが、これらに限定されない）の感熱性材料を使用するオプションの空気流センサの提供。

使い捨てＩＳＡシステムの一実施形態はバックアップ電池を含み、バックアップ電池は、頑丈で封止されたＩＳＡパッケージが開かれた場合に起動するように設計される。この特徴により、関連する背景の知的財産広報（５）で紹介されるように、パッケージの使用期限情報に基づいて、電池の寿命をある程度予測することが可能である。

統合センサ取り付け（ＩＳＡ）システムは、関連する背景のＩＰ広報（５、６）の一部に端を発した。

ＡＥＰ刺激は、電子インタフェースモジュール（ＵＩＭ、ＷＥＭ）の一部として含まれ、ＩＳＡ基板の一部として小型スピーカードライバとして組み込まれ、又は代替として、無線イヤーピース若しくはヘッドホンシステムとして含まれることができる。無線イヤーピースオプションの場合、最高で２つのイヤーピースを提供することができる。各イヤーピースは、再使用可能な要素及び使い捨て要素からなる２つの別個の部分で構成することができる。使い捨て要素は、再使用された場合に交差感染リスクがある患者適用部分を含むことができる。さらに、一実施形態では、電池は、使い捨て又は充電式の部分であることができ、監視の開始時に使い捨て部分及び再使用可能部分を取り付け、そして、監視の終了時に使い捨て部分を廃棄することによって操作が簡易化されるように、使い捨てイヤーピース部に相互接続することができる。例えば、低コストのシリコンイヤーピースを小型の電子無線刺激モジュールに取り付けて、取り付けが素早く、押し付けが最小であるが、確実な動作を可能にすることができる。

［主クレームに含まれる］
ＵＥＭ、ＷＥＭ、及びＣＥＭは、命名が示唆するケーブルか無線かのインタフェース接続オプションを除き、同様の機能を組み込む。ＵＥＭという用語は、相互接続性及び電力機能に特別な参照が適用される場合を除き、以下の文章においてＷＥＭ又はＣＥＭと置き換えることができる。ＵＥＭの機能は、ここに概説される信号の前置増幅及びフィルタリング、データ取得、デジタルフィルタリング、信号品質管理機能、刺激生成、並びに電池及び無線管理機能を含む。

高速接続及び解放システムは、ＩＳＡ及びＵＥＭとの確実でユーザフレンドリーな相互接続を可能にする。

ＩＳＡは低コストの使い捨て装置として設計されるが、患者インタフェース電子モジュールは、再使用可能なシステムとして設計され、より高価な電子回路を含む。

ケーブル接続は、監視を邪魔せずに随時展開することができ、電池の充電又は無線干渉が問題である状況において、好都合で依存性の高い監視バックアップを提供することが可能である。

ＵＥＭは、図５に示される「Ｙ字路」インタフェースアダプタを使用してステレオ又はモノラルの刺激動作を可能にする。ＵＥＭ音響結合機能は、使い捨てイヤーピース及び相互接続チューブの提供と組み合わせて、患者の交差感染リスクを低減することができる。

以下の図５は、刺激音響結合器、ＩＡＳ接続状態インジケータ、電池表示インジケータ、信号品質状態、及びユーザプロンプトインジケータを組み込んだＵＥＭモジュールの概念的な全体図を提示する。

図６
図６及び図７は、図７が監視システムのより包括的な診断モードを提供し、それにより、主表示エリアを、主画面表示エリアの下の表示選択行により示される多くの追加の解析機能の表示に割り当てることができることを除き、同様の要素を共有する。

図７
図７は、神経スペクトル表示（ＮＳＤ）と呼ばれる拡張表示モードを提示し、より詳細な監視に関係する様々な事象、特別な場合の監視期間、及び他の表示ビューを調べるように設計されたいくつかの特別な表示ツールを提供する。

ＮＳＡ及びＡ＆ＣＤＤは、ここに概説する麻酔監視を調べる有用なツールとして機能する。
・Ａ＆ＣＤシステムは、図７の下のパネルに提示される選択肢に示されるように、周波数／ＦＦＴ振幅及び電力、バイスペクトル及び関連する出力結果、並びに非線形動的解析（エントロピー）を含む様々な解析ヒストグラム結果の計算、記録、及び表示を可能にするように構成される。
・オンラインヒストグラム指示は、対応するリポートと共に、情報をグラフ形式又は表形式で提示する。
・重要な表示モードの一例は、スペクトル表示、それにより、ＤＣ〜８Ｈｚのスペクトル帯（警戒中（１６）、目覚めの活動中、及びオピオイド使用中（１８）に増大））、アルファ帯及びベータ帯（目覚め中に増大）、ガンマ（麻酔中に増大）等の関連の麻酔固有のパラメータの必要性である。
・５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、及び１８０Ｈｚの電源周期周波数を区別するＡＥＰ（ＡＢＲを含む）及びＥＥＧスペクトル表示が提示される。
・ＮＳＡ表示形式が、出力雑音制御及び刺激音声チャネルを含むすべての物理的又は導出されるチャネルに提供される。
・ＮＳＡスペクトル表示は、ＤＣ〜８Ｈｚデルタ、覚醒性（１６）を表すと信じられているシータ帯領域、又は覚醒及び眼球運動（１８）等のアーチファクト領域、麻酔深度（１８）及び睡眠状態（１１）のマーカーであると信じられている８〜１２Ｈｚアルファ及び１６〜３２ベータ帯領域、ガンマ（８、２１）のマーカーであると信じられている３０〜４７Ｈｚ領域、７０Ｈｚ〜１１０Ｈｚ ＥＭＧスペクトル（２）、１１〜２１０Ｈｚ、並びに認知機能及び／又は容量（１６）のマーカーとしての２０１〜５００Ｈｚを含む。
・図７に提示されるＮＡＳシステムは、配電ヒストグラムを表示する。Ａ＆ＣＤの特定に関連する各スペクトル帯の合計電力（１００％）の割合が、それぞれ連続して、又は１秒重複する８秒毎に表示される。スペクトル帯は、表示パネルの左側部分に提示される目盛りに概説されるように、ＤＣ（白）から５００Ｈｚ（赤）の範囲の周波数に分解される。図の右上部分は、麻酔深度の概要を表す全体的な統合されたＡ＆ＣＤｉを表示し、下の棒グラフ及び対応するメーターは、ＥＭＧ筋肉抑制インデックス（ＭＳｉ）、ＥＥＧバースト抑制インデックス（ＥＥＧ ＢＳｉ）、術中想起リスク係数（ＩＲｆ）、信号品質係数（ＳＱｆ）、及び皮質脳波平坦係数（ＣＳｆ）を含む他の関連する係数の代表を表示する（パネルの上から下）。
・高速意識遷移検出状態を、極めて重要なアーチファクト信号欠落及びバースト抑制期間と共に、図７に示される背景色変更及び対応する警告により、より遅く動くヒストグラム棒グラフの変化と同時に表示することができ、意識遷移（ＣＯｔｘ）及びバースト抑制期間は明確に示される。
・ここで提示される図７の下のパネルは、オンラインＮＳＡ及びＡ＆ＣＤＤ調査モードに利用可能な生理学的変数のサンプル範囲及び解析パラメータ選択を表す一連の画面ボタンを示す。

図８
図８は、研究時間（秒）をｘ軸に示し、ＡＥＰ ＮＬＤ麻酔深度インジケータ値をｙ軸に示す麻酔された手術患者データ記録からプロットされた２５６掃引ＡＥＰ平均を提示する。この例のデータプロットは、非線形動的解析プロセスを誘発反応信号に適用し、これらのプロセスを独自の潜時間隔解析プロセスと組み合わせることの価値を示す。さらに、サンプルプロットは、この場合、非線形動的聴覚誘発電位（ＡＥＰ）及びＡＥＰ時間間隔依存プロセスと併用される異なる振幅解析技法の使用を示す。非線形動的プロセスは、エントロピー、スペクトルエントロピー、時系列複雑性解析、時系列スペクトル複雑性解析、又は非線形動的変換の他の変形を含むことができる。さらに、この解析方法と併せて使用可能なその他のプロセスとしては、積分、累乗、平方根、又は直接ＡＥＰ振幅計算が挙げられる。

図１０及び図１１の説明
図１０及び図１１は、研究時間（秒）をｘ軸に示し、ＡＥＰ ＮＬＤ麻酔深度インジケータ値をｙ軸に示す麻酔手術患者データ記録からプロットされた１５掃引ａｒｘ ＡＥＰ平均を提示する。

図１０
図１０は、「ａ」〜「ｄ」で示されるデータピークのサンプル患者のＡＥＰｉＤＡＳ潜時依存検出を提示すると共に、独自のＡＥＰ潜時間隔プロセスを使用する重要な監視データの独自の計算を示す。

図１０及び図１１の説明
図１０は、同じ監視事象が潜時パラメータに従って強調又は非強調化されて見えることを示す。例えば、「ａ」で示されるデータピークの振幅は、３（１５〜８０ｍｓ）及び４（２０〜８０ｍｓ）を除くすべてのグラフで「ｂ」よりも大きいが、グラフ４は、グラフ３よりも事象「ｂ」に対する感度が高い検出器であるように見える。

一般に、これらの結果は、商業的に展開されるＢＩＳ（登録商標）監視システムと比較して、２５６掃引ＡＥＰｉＤＡＳ平均のすべての潜時間隔版に対して高い検出感度を示す。さらに、データピーク（ａ〜ｄ）の調査により、ＡＥＰ潜時間隔がＡＥＰ検出感度の感度に影響したことが示された。グラフ「３」（例えば）のより高い「ｄ」と「ｃ」との関係に基づいて、これらのデータピークの逆の関係グラフ「１」において明らかであり、未処理データ「ｃ」擾乱信号に関連付けられた信号アーチファクトの低周波数特徴と、「ｄ」アーチファクト信号のアーチファクト信号「ｄ」の高周波数未処理データ性（波形例（図１１）による。潜時間隔パラメータは、独自のアーチファクト検出能力を示すように見える。特に、これらの発見に基づいて、低周波数データピーク（グラフ１の「ｃ」による）は、高周波数「ｄ」のアーチファクトと比較して、低潜時間隔パラメータ（０〜１５ｍｓ）で非強調化されて見え、その一方で、グラフ４の高い潜時間隔パラメータ（１５〜８０ｍｓ）は逆に、高周波数アーチファクト（ｄ）を強調し、低周波数「ｃ」アーチファクトを非強調化するように見える。これらの係数は、麻酔監視に関連するオンライン事象を識別する状況において価値を有する。

ＡＥＰインジケータ変動
ＡＥＰ侵害刺激事象は、痛み又は痛みの開始の有価値なマーカーを表すことができ、覚醒に対する最後の防衛線の１つを麻酔医に提供することができる。特に、術中覚醒には、麻酔誘発筋肉抑制が伴い、意識状態中であってさえも、患者からの意図的な反応が妨げられる恐れがある。さらに、報告書には、連続ＥＥＧと比較して、ＡＥＰパラメータを使用した侵害刺激の優れた検出性が記されているが、この調査により、信号擾乱と、侵害刺激に関連するような麻酔固有の事象とを区別することの難しさが強調された。

非線形動的事象検出及び従来の振幅固有の事象検出の値をここに示した（図１２）。麻酔監視中の事象検出感度を調べる手段として、患者１３の２５６掃引ＡＥＰ平均波形（図１２のグラフ４及び１１）並びにａｒｘ １５掃引平均散布図（図１２のグラフ６及び１４）に対応するデータピークを調べた。オンライン事象への反応を調べる手段として、以下の患者１３において識別された事象（図１１の例の形式による）に対応する２つのインジケータデータピーク（ＩＰ）の比較比率を計算した。先のデータピークはＩＰ１で示され、後のデータピークはＩＰ２で示される。ＩＰ１（図１１の形式による）及びＩＰ２（図１１の例の形式による）の事象の高速体動（ＢＭｑ）分類及び未処理データ特徴の観察に基づいて、以下の項に概説されるように、ＩＰ１及びＩＰ２は、ＩＰ２がかなり低い周波数基準値シフトを含むように見え、これが、この時間の前後に見られる麻酔注入の開始に関連する運動アーチファクトに関連し得ることを除き、同様に見える。

図１２
図１２は、ＣＮＳ、ＰＮＳ、ＭＴ、ＢＭ、Ａｒ、ＡｒＮｘ、眼球運動、ＥＭＧ侵入、又はバースト事象の区別及び分類の任意の組み合わせの間のオンライン事象区別及び線引きを提示する。特に、このデータプロットは、非線形動的ＡＥＰ解析変換を展開して、監視中に関連する様々なオンライン覚醒、体動、生理学的雑音アーチファクト擾乱、及び背景雑音アーチファクト擾乱を検出し分類する独自の装置及び関連するプロセスを示す。

非線形動的プロセスは、エントロピー、スペクトルエントロピー、時系列複雑性解析、時系列スペクトル複雑性解析、又は非線形動的変換の他の変形を含むことができる。さらに、この解析方法と併せて使用可能なその他のプロセスとしては、ＡＥＰ時間間隔依存変換、積分、累乗、平方根、又は直接ＡＥＰ振幅計算が挙げられる。

ＡＥＰ侵害刺激事象は、痛み又は痛みの開始の有価値なマーカーを表すことができ、覚醒に対する最後の防衛線の１つを麻酔医に提供することができる。特に、術中覚醒には、麻酔誘発筋肉抑制が伴い、意識状態中であってさえも、患者からの意図的な反応が妨げられる恐れがある。さらに、報告書には、連続ＥＥＧと比較して、ＡＥＰパラメータを使用しての侵害刺激の優れた検出性が記されているが、この調査により、信号擾乱と、侵害刺激に関連するような麻酔固有の事象とを区別することの難しさが強調された。

ＩＰ１及びＩＰ２インジケータ検出感度は、ここでは、最高感度の２５６掃引のＡＥＰ平均（図１２の上のグラフ）及び１５掃引（下のグラフ）のＡＥＰ平均について計算されるこれら２つの事象データピーク間の配給に関して説明される。

ＩＰ２：ＩＰ１ ２５６掃引ＡＥＰ平均解析型
２５６掃引ＡＥＰ ＭＴＡ（３８秒反応）ＡＥＰ解析型に基づいて、最も有意なＩＰ２：ＩＰ１比率は、ＡＥＰｉ_{ＤＡＳ［ａｖｅ２５６；２０〜８０ｍｓ］}（グラフ４）から生じる１．２（１３．１／１１．１）であり、次が、Ｅｎｔｒｏｐｙ１ＡＥＰｉＤＡＳ_{［ａｖｅ２５６；１５〜８０ｍｓ］}（１１型）値（図１２の左上のグラフ）から生じる１．１であることが分かった。

ＩＰ１：ＩＰ２ ２５６掃引ＡＥＰ平均解析型
２５６掃引ＡＥＰ ＭＴＡ（３８秒反応）ＡＥＰ解析型に基づいて、最も有意なＩＰ１：ＩＰ２比率は、Ｅｎｔｒｏｐｙ１ＡＥＰｉ_{ＤＡ［ａｖｅ２５６；８０〜１４０ｍｓ］}（１５型）及びＥｎｔｒｏｐｙ１ＡＥＰｉ_{ＤＡ［ａｖｅ２５６；８０〜１００ｍｓ］}（１４型）値（図１２の右上のグラフ）の両方から生じる１．７であることが分かった。

ＩＰ２：ＩＰ１ ａｒｘ １５掃引ＡＥＰ解析型
ａｒｘ １５掃引ＡＥＰ ＭＴＡ（２．２秒反応）ＡＥＰ解析方法に基づいて、最も有意なＩＰ２：ＩＰ１比率は、ＡＥＰｉＤＡＳ_{［ａｒｘ；８０〜１００ｍｓ］}（グラフ６）及びＥｎｔｒｏｐｙ１ＡＥＰｉＤＡ_{［ａｒｘ１５；８０〜１００ｍｓ］}（グラフ１４）値（図１２の左下のグラフ）の両方から生じる１．１であることが分かった。

ＩＰ１：ＩＰ２ ａｒｘ １５掃引ＡＥＰ解析型
ａｒｘ １５掃引ＡＥＰ ＭＴＡ（２．２秒反応）ＡＥＰ解析方法に基づいて、最も有意なＩＰ１：ＩＰ２比率は、ＡＥＰｉ_{ＤＡＳ［ａｒｘ１５；２０〜８０ｍｓ］}（グラフ４）値及びＥｎｔｒｏｐｙ１ＡＥＰｉ_{ＤＡＳ［ａｒｘ１５；１５〜８０ｍｓ］}（グラフ３）値（図１２の右下のグラフ）の両方から生じる１．６であることが分かった。

図１３
図１３は、外部雑音検知及び相殺システムを提示する。

雑音相殺システムは、雑音又はアーチファクトをなくすか又は最小にすることが可能な回路及びアルゴリズムを組み込む。

アーチファクトルーチンは、アーチファクトの特定の深刻度レベル、間隔、及び分類を識別することができる。ＥＭＧ信号侵入、まばたき、ＥＯＧ侵入、覚醒（様々な神経カテゴリ及び自律カテゴリを含む）体動、運動時間、及び不要なＰＡＭＲ信号侵入を含む不要な背景の生理学的アーチファクトの影響の低減又は除去を実施することができる。

この雑音相殺システムの展開に基づいて、結果として得られる生物学的監視システムは、特に、手術室に典型的な電気外科擾乱及び様々な運動アーチファクトに関連する場合、高レベルの電気干渉、ＥＭＦ干渉、及び他の環境干渉に耐えることができる。

オープンエンドの「雑音サンプリングチャネル」のＡ＆ＣＤへの組み込みは、図１３に示される不要な信号を相殺する手段として見なすことができる。図１３に概説されるように、一番上のブロック［１］は、「外部雑音擾乱の抽出」を表し、「入力信号チャネル」及び／又は「オープンエンド又は外部雑音センサ」入力で構成される。「オープンエンド又は外部雑音センサ」入力及び対応する段階［１］は、電源周波数、ＭＲＩエコー計画段階から生じるＲＦ、電気外科機器擾乱、又は他の周期性かつ多くの場合には予測可能な雑音特徴等の周期性雑音を抽出するように設計される。特定の不要な雑音信号をより広い入力信号から抽出することにより、これを相殺段階［２］に入力することができ、相殺段階［２］において、残りの抽出雑音信号の位相及び振幅を、ブロック［４］への電気生理学的入力信号」入力からの最も効率的な雑音相殺を可能にするように調整することができる（外部雑音擾乱の抽出）。ブロック［３］は、「残りの出力の追跡」を示し、続くブロック［２］が、残っているあらゆる不要周期性雑音信号を追跡できるようにし、結果として、ブロック［２］内の雑音相殺を、いつでも雑音相殺を最大にするように常に微調整することができる。

雑音相殺
本発明は、１つ又は複数の外部撮像又は監視システムのタイミング基準信号、取得の挟む（サンプリング及びホールドのタイミングを含む）の同期を可能にし、それにより、データは、所定の様式又は動的に計算される様式でサンプリングされ、それにより、前記挟む又は前記取得のタイミングを調整して（しかし、これに限定されない）、不要な信号を最小にすることができるときに、不要な信号擾乱が取得される最適な時間に入力信号を捕捉できるようにする。

低雑音高サンプリングレートデータ取得中の挟む及び同期
１つ又は複数の外部撮像又は監視システムのタイミング基準信号、取得の挟む（サンプリング及びホールドのタイミングを含む）の同期、それにより、データは、所定の様式又は動的に計算される様式でサンプリングされ、それにより、前記挟む又は前記取得のタイミングを調整して（しかし、これに限定されない）、不要な信号を最小にすることができるときに、不要な信号擾乱が取得される最適な時間に入力信号を捕捉できるようにする。既存のシステムは、低サンプリングレートでサンプリングし、続けてより低い低域通過周波数帯域特徴（５Ｋｈｚ低域通過等）を有し、既存のシステムは、高サンプリングレート（１０Ｋｈｚ又は２０Ｋｈｚ等）でサンプリングし、いくつかのシステムは、取得サンプリング（サンプリング及びホールド／取得）時間と外部機器信号とのタイミング関係を同期させる手段も可能であるが、本発明の核心は生体信号を監視又は解析する装置（又は方法）であり、この装置（又は方法）は、装置の取得の相対的なタイミングと任意の外部タイミングシステム又は検知された雑音源のタイミングとの同期を調整／最適化する手段又はステップを提供する手段（又は方法）、外部システム又は雑音源のタイミングと最適な雑音低減トラフ又はタイミングサイクルとのタイミングの挟むを調整／最適化する手段又はステップを提供する手段（又は方法）、或いは最高で毎秒２０Ｋｈｚサンプリング又はこれを超えるサンプリングという高い装置サンプリング周波数の使用を調整／最適化する手段又はステップを提供する手段（又は方法）の任意の組み合わせで構成される。

図１４
図１４は、従来の手法に基づく鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）監視の構造化された手法の最上位の全体図を提示する。

図１５
図１５ 本発明の現手法に基づく、離散測定及び相互に関連する測定の両方に関連する対応する基本的な測定マーカーと共に、重要な結果（目標）、因果メカニズムを示す効率的な鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）監視（現手法）の構造化された手法。

図１６
図１６は、本発明の現手法に基づく、離散測定及び相互に関連する測定の両方に関連する対応する基本的な測定マーカーと共に、重要な結果（目標）、因果メカニズムを示す鎮静、痛み、及び麻酔（ＳＰＡ）監視の構造化された手法の最上位の流れ図を提示し、監視された信号は解読されて、本質的に重要な監視目標及び終点を最終的に追跡する。

図１７
図１７は、鎮静剤、鎮痛剤、及び麻酔薬の投与又は患者監視中に展開される従来の試行錯誤手法の最上位の流れ図を提示し、本発明の現手法に基づいて、独立した影響及び相互に関連する影響を、関連する認知的／心理学的メカニズム及び測定値と共に得ることが可能なより特定的なバイオマーカー評価手法で強化又は置換される可能性が高い。

表１
表１は、直接及び相互作用による麻酔の効果に適用可能な主なＡ＆ＣＤ機能測定要件のマッピングされた全体図を提示する。

一連の多変量解析は、本質的なオンラインＡ＆ＣＤ機能測定及びインジケータ基準（以下の要件の項に概説される）適用可能な適用可能なパラメータ（図１４−図１７参照）を組み合わせるように設計される。

一般に、組み合わせ解析は、Ａ＆ＣＤ監視の目標及び本質的な測定に関係する中枢（ＡＥＰ、ＥＥＧ）情報、抹消（ＥＭＧ）情報、及び血流力学情報を捕捉することが可能であり、監視される少なくとも第１の連続神経変数及び第２の誘発神経変数並びに監視された信号を切り離して離散した基本情報成分にし、次に、情報要素の選択的な強調及び非強調化を行った後に再び組み立てるように処理されるパラメータ。１つ又は複数の信号の再構成は、交換プロセスであるが、調停（加重プロセス）を組み込む交換方法に限定されない結合方法を使用してさらに強調することができる（以下のＳＤＡも参照のこと）（５、６）。元の各信号情報要素の寄与は、関心があるか又は測定中の特定の生理学的機能に従って調停することができる。

Ａ＆ＣＤの本質的なオンライン機能測定基準
Ａ＆ＣＤ機能測定は、本明細書において概説したように、直接的又は相互に関連する麻酔の生理学的効果、事象、極めて重要又は特徴的な麻酔期間、信号品質、全体的な統合インデックスの提供、及び統合されたバイタルサインの監視を監視することができる。

直接的な麻酔の効果
Ａ＆ＣＤ監視の主な測定機能は、直接的な麻酔の効果に概説されるように、麻酔の影響、相互に関連する麻酔の影響、覚醒及び運動、アーチファクト、並びに特別なＡ＆ＣＤ特徴で構成される５つのカテゴリにアレンジすることができ、直接的な麻酔の効果は、催眠、記憶消失、痛覚欠如、不動性、不安緩解（１０、１５）を含み、その一方で、重要な相互に関連する影響は、不安緩解、催眠、不動性、及び催眠を含む。

相互に関連する麻酔の影響
麻酔による筋肉抑制又は高い不安緩解を伴う術中覚醒を含む相互に関連する麻酔の影響。麻酔により誘発される筋肉の麻痺又は高いストレス／不安緩解のいずれかを伴う術中覚醒期間中、患者は、長期記憶の固定に非常に敏感になり、心的外傷後ストレス障害等の健康に悪い後遺症に繋がる恐れがある。これらの機能は、中枢−末梢−バイタルサイン平衡（ＣＰＶＢ）及び術中想起リスク係数（ＩＲｆ）要件の下で他のどこかに記載されている（図６も参照のこと）。

離散した咬筋ＥＭＧ測定及びＰＡＭＲ測定と組み合わせられた従来の顔のＥＭＧパワーの計算は、図６の右下のパネルに示されるＥＭＧパワー／筋肉抑圧インデックス（ＭＳｉ）として計算し登録することができる）。

覚醒、体動、運動時間、及びアーチファクトを含むＡ＆ＣＤの重要な事象
・覚醒及び運動の検出は、覚醒（全群）、皮質覚醒、微小覚醒、侵害刺激覚醒（麻酔固有）、体動、運動時間を含む。
・アーチファクトの検出及びインジケータは、ＥＯＧ信号汚染、眼球運動、５０／６０サイクル又は関連の干渉、電気外科擾乱、及びＥＭＧバースト（ＥＭＧｉ）（１２、１９）に対してイネーブルすることができる。すべての信号欠落期間を示すことができる。

極めて重要な麻酔期間及び重要な測定特徴
特別なＡ＆ＣＤ特徴識別及び指示は、薬力学的追跡、信号品質推定測定、等電位皮質脳波平坦化又は平坦に近い期間、バースト抑制期間、目覚め擾乱期間、意識状態の測定値としてのガンマパワー、Ａ＆ＣＤ前方化の測定値としての神経源推定を含む（２５）。
・最も重要な覚醒、アーチファクト、及び特別な特徴の発生（麻酔の術中覚醒または痛み／侵害刺激のマーカー等）は、追跡され、両方とも事象として示すことができるが、インデックス値として示すこともできる。インデックス値は、３０秒又は１分等の適切な時間単位に基づいてそのような事象に関連するレートを示すことができる。これらのイベントは、一般にアーチファクトを含み、特に、ＥＯＧ、眼球運動、５０／６０Ｈｚサイクル又は関連の干渉、電気外科擾乱、及びＥＭＧバースト又は目覚め期間（ＥＭＧｉ）を含む（１２、１９）。事象検出及び全体的な覚醒インデックスの一例が、図６の傾向セクションの下の部分に提示される）。

信号品質測定
・信号品質に関して、全体的な測定を（図６の最上部を通して）、図６の右下の部分に提示される個々の入力チャネル信号接続及び品質状態と共に随時表示することができる。

Ａ＆ＣＤｉ統合インデックス
・Ａ＆ＣＤｉは、統合された意識遷移マーカーを、直観的なカラー表示システムと共に表示することができる（Ａ＆ＣＤｉ：図６による）。表示は、１００の棒グラフ段に分割することができ、目覚め（Ａ＆ＣＤｉ＝１００）から平坦線ＥＥＧ（Ａ＆ＣＤｉ＝０）までの範囲の５つの患者状態がある。０から１００までの範囲のＡ＆ＣＤｉ値は、１０のセグメントに分けることができる。最高値は、患者が通常の声に反応する目覚め状態に対応し、次のレベル、すなわち、次の２０の棒グラフセグメントは、患者が大きな声、軽く押すこと、又は揺さぶりに反応する中催眠状態に対応し、次の２０の棒グラフセグメントは、患者が音声での刺激に反応せず、明らかに覚醒する可能性が低く、深い催眠状態が続く一般的な麻酔状態期間を反映する。

同時の低速傾向及び高速検出
・表示は、漸進的な投薬量指南として長いデータ平滑化要件に基づいて低速の傾向（１０秒−２０秒）を示すことができると共に（図６のメインの棒グラフ表示）、高速意識遷移及び侵害刺激等の他の変動の捕捉に適した高速検出及びインジケータ要件を示すこともできる（図６のＡＥＰ ＣＯｔｘ参照）。

ユーザプロンプト及び事象ログの表示
・表示は、信号品質推定（ＳＱＥ）、アーチファクト補償及び拒絶（ＡＣ＆Ｒ）、信号／センサ品質インジケータ及び制御（ＳＱＩ＆Ｃ）、自動識別及びチャネル特徴化（ＡＩＣＣ）、及びＡＥＰサーボ刺激制御（ＡＳＣ）の状態等の特別又は関連の信号状態警告に関してユーザに促すことができる。特別な警告要件は、画面インジケータの部分として表示することができ、適切な場合、図６の上に提示される例によりユーザプロンプト通知の部分として表示することもできる。
・表示は、感圧電極の起動（ＰＳＥＡ：電極の再水和及び再摩耗要件）、無線／電池／安全オーバーライド（ＷＢＳＯ）、及び自動モード決定（ＡＭＤ）等の特別なユーザ介入が必要であり得る状況を操作者に警告することができる。これらのユーザプロンプトは、例えば、図６及び図７の最上部のパネルに提示する等の指示によりユーザに警告することができる。
・ユーザインタフェース画面は、本明細書の上の画面セクション図６に示されるように、シームレスな事象入力能力を可能にすることができる（ＯＥＭ要件も参照のこと）。

バイタルサイン
・体積変動記録波形酸素測定法（ＩＲＰＯも参照）が一体化され、オプションの空気流検知が提供さたＩＳＡ）は、様々なバイタルサイン変数の連続監視及び表示を可能にし得る（図６、右）。これらの変数は、酸素飽和度、心拍数、及び体積変動記録波形から導出される変動を含む。
・ＥＣＧ信号は、必要な場合、既存のＩＳＡ表面電極信号又は補足的なＥＣＧ専用ＥＣＧ電極から導出することができる。
・パルス動脈緊張（ＰＡＴ）は、パルス波形、パルス遷移時間（ＰＴＴ）から導出することができ、ＰＴＴ導出自律覚醒を、オキシメータ及びＥＣＧパラメータの組み合わせを使用して可能にし得る。
・空気流センサがＩＳＡ装置内に組み込まれている場合、呼吸速度を監視することができる。
・血圧変動は、事前定義された移動平均基準値からの血圧変化の測定値として、他の体積変動記録オキシメータの出力結果と共に、処理されたＥＣＧ及びＰＴＴパラメータから導出することができる。

他のＡ＆ＣＤオンライン監視考慮事項
・確実性及び一貫性：測定の有効性及び一貫性は、９５％を超える患者に当てはまり、手術及び麻酔薬とは無関係であり得る（７）。高い患者間及び患者内一貫性、確実性、及び精度が、大きく広く層をなす人口集団及び多種多様な麻酔の種類及び混合にわたって明らかであり得る。

侵害刺激への反応及び他の重要なスプリアス信号
侵害刺激に反応する高速で正確な測定が要求される。

信号擾乱への高い耐性
電気外科（ＥＳ）の介入に対応する信号干渉に対する高い耐性があるべきであり、ＥＳ中の連続監視及びインデックス測定を可能にすべきである。ＥＳ介入及び他の深刻な信号干渉期間からの高速回復が明らかでなければならず、信号喪失期間をなくすか、又は最小にすることができる。侵害刺激の存在等の重要な事象の検出と不要な信号擾乱との区別は、極めて重要な設計の考慮事項である。

アーチファクト状態及びオンライン応答遅延係数の連続表示
信号擾乱に対処するために、Ａ＆ＣＤデータ平滑化時間を延ばさなければならない極限的な監視状況下では、適切な表示指示が、このような表示指示がなければ重要な事象を見逃し、監視状況の変化が分からない可能性がある操作者に警告することができる。

一貫した高速オンライン応答
応答遅延の明確な常時表示と共に、一貫した高速（＜１５秒）のオンライン応答遅延及びデータ平滑化特徴。

操作者乱雑及び過負荷係数
一般に、乱雑又は過度に「繁雑」な表示でシステム操作者に過負荷を掛けるか、又は混乱させることはできず、むしろ、必要な場合に明確に警告しなければならない。図６は、研究者インタフェース又は診断表示モードの状況であると見なすことができるが、包括的なユーザフィードバックに従うことができ、簡素化された適した日常業務臨床版が展開される。

ＡＥＰクリック検出（ＡＥＰ監視に関係する）
混成監視構成の場合、有効なＡＥＰ反応の正確で確実な確認及び刺激接続の対応する検出。

覚醒を反映する階層解析（ＡＥＰ監視に関係する）
不可避的なＡＢＲ感覚と覚醒状態を表すＮ１効果（求心性、バルター（Ｂｕｌｔｅｒ）効果）変化及びより高いレベルのＰＣＰ変化との応答性が高く正確な区別が、階層ＡＥＰ処理の極めて重要な側面である。

診断モードグラフィックユーザインタフェース
・Ａ＆ＣＤグラフィックユーザインタフェースは、ここで図６に示される測定値を提示することができる。
・パネル表示の右上は、全体的な統合インデックス表示（Ａ＆ＣＤｉ）を示すことができる。表示の左上の部分は、ここでも図６のように、様々な有用な事前構成された麻酔固有の操作者複雑性レベル（ＯＩＣＬ）を可能にする「表示モード」機能を起動することができる。より簡素化され簡易化されたＡ＆ＣＤ表示形式を臨床の日常業務のために提供することができるが、これらの形式は、臨床医及び研究者のフィードバックを含む幅広い研究の対象となる。

表２
従来のオンライン事象及び麻酔固有のオンライン事象の分類
すべての患者（患者数＝１６）にわたる麻酔インジケータのＡＥＰ軌跡の調査に基づいて、ａｒｘ １５掃引インジケータ値及び低速２５６掃引ＡＥＰ ＭＴＡインジケータ値の両方が、覚醒、体動、及びアーチファクトの変動を適切に表し、その一方で、バイスペクトルインデックスＥＥＧに基づく測定が、これらの高速変化を打ち消す傾向を有することが示された。特に、麻酔固有の事象は、高速体動（ＢＭｑ）、高速覚醒（Ａｒｑ）、及び侵害刺激（Ｎｘ）覚醒に基づいて確立された。侵害刺激事象に関して、体動（ＮｘＢＭ）型及び皮質（ＮｘＣ）型の両方が観察され、これは、臨床スタッフによる患者の介入及び続く運動事象により生成される信号擾乱とは対照的に、Ａ＆ＣＤ拮抗効果を表すＣＮＳ生成マーカーの検出の点で関わりを有する。これらの事象の分類は、麻酔固有の痛み又は麻酔拮抗及びその結果生じる術中覚醒のマーカーを捕捉する点で重要な関わりを有する。これらの結果は、麻酔固有のオンライン監視の重要性を含意するが、これらの新しいオンライン事象検出方法が、本当に正しい予測結果を向上させるのみならず、検出漏れ及び誤検出を最小にもすることが可能なことも明らかである。

表２は、確立された（従来の）分類方法及び麻酔固有の（提案される）分類方法に基づく従来及び麻酔固有の覚醒事象、アーチファクト事象、及び運動事象をまとめたものである。表の下部は、一連の提案される麻酔固有のオンラインインデックスを提示する。

Ａ＆ＣＤ ２０１０年８月１４日付けの暫定的なクレーム群要約/概説
先の世代の麻酔監視は、血圧、心拍数、呼吸速度、及び呼吸量を含む生理学的終点の直接測定により補強される、瞳孔の反応、呼吸パターン、脈の質、及び運動等の臨床的な兆候を組み込んでいた。さらなる開発がパルス酸素測定及びカプノグラフィの展開に繋がり、患者が麻酔中に換気系の精密な評価が可能になった。さらに、呼気終末剤解析の使用及び末梢神経の刺激により、麻酔医が薬剤の濃度及び効果を測定することが可能になった。より最近では、麻酔中、肺動脈カテーテル及び経食道心エコーを使用して心臓機能を評価することができ、それにより、連続した血圧及び心拍出量の監視が可能である。さらに、最新の開発により、中枢神経系の神経生理学的監視が提供され、麻酔及び鎮静中の脳状態の直接測定が可能であると共に、さらに細かい術中の投薬量制御が可能である。しかし、従来の監視と組み合わせた脳の影響のより正確な監視が、麻酔剤、鎮静剤、及び鎮痛剤を最適に調整するより完全な手法を提供可能なことが認識されているが、現在、公開されている研究では、いくつかの特定の生理学的次元を相関付けて組み合わせ、より特定的に麻酔の効果及び事象を追跡することの利点を示す最も初期の証拠のうちのいくつかが明確に示されている。このＰＣＴに含まれるＩＳＡ装置並びに続く処理装置及びアルゴリズムは、一連のこれらの新しい開発を、特許請求の範囲の項で詳述されるいくつかの新しい特許クレームの形態で概説している。

クレームシリーズ１：統合センサ取り付け装置
特許請求の範囲の項による続く診断装置クレームの第１のシリーズは、麻酔状態、鎮静状態、又は瞑想状態、又は非瞑想状態中に個人の心理学的及び／又は生理学的状態を評価する、患者に適用される統合センサ取り付け（ＩＳＡ）装置であって、単一の可撓性基板に統合されたセンサを備える統合センサ取り付け装置に関し、センサは、催眠、記憶消失、痛覚欠如、不動性、不安緩解、及びバイタルサインの変化に当てはまる２つ以上２つ以上の生理学的パラメータ群を追跡する手段として、少なくとも１つの電気生理学的誘発又は連続脳波（ＥＥＧ）監視センサと、咬筋及び／又は耳介後部領域に配置される電極センサ位置合わせを含む、ＥＥＧ信号領域から分離された少なくとも１つの筋電計測（ＥＭＧ）監視センサと、統合バイタルサイン監視センサの提供とを含む。

クレームシリーズ２：統合センサ取り付け方法
特許請求の範囲の項による続く診断プロセスの第２のシリーズは、麻酔状態、鎮静状態、又は瞑想状態、又は非瞑想状態中に個人の心理学的及び／又は生理学的状態を評価する、患者に適用される統合センサ取り付け（ＩＳＡ）であって、単一の可撓性基板に統合されたセンサを備える統合センサ取り付けに関し、センサは、催眠、記憶消失、痛覚欠如、不動性、不安緩解、及びバイタルサインの変化に当てはまる２つ以上２つ以上の生理学的パラメータ群を追跡する手段として、少なくとも１つの電気生理学的誘発又は連続脳波（ＥＥＧ）監視プロセスと、咬筋プロセス及び／又は耳介後部プロセスを含む、ＥＥＧ信号プロセスから分離された少なくとも１つの筋電計測（ＥＭＧ）監視プロセスと、統合バイタルサイン監視プロセスの提供とを含む。

クレームシリーズ３：前置増幅器装置
特許請求の範囲の項に列挙される診断装置クレームの第３のシリーズは、多次元的な（パラメータは２つ以上の催眠機能、記憶消失機能、痛覚欠如機能、不動機能、不安緩解機能を含む）処理、測定を可能にする前記「患者に適用される」ＩＳＡ装置と、関連するシステム表示機能との相互接続を提供するように設計された小型の患者インタフェース装置（モジュール）に関する。（すなわち、ＩＳＡと処理ユニットとの電子インタフェースモジュールの装置クレーム）。

クレームシリーズ４：前置増幅器方法
特許請求の範囲の項に列挙される診断方法クレームの第４のシリーズは、適応可能な入力電気外科フィルタリングプロセスと、電極接続、信号品質、及びシステムのユーザが電極取り付け、又はセンサ取り付け、又は患者上部への取り付けシステム等に注意する必要性（圧力再ゲル化及び／又は再摩耗圧力パッドの起動、最適な信号監視のための電極の直接移動及び／又は電極への圧力等であるが、これらに限定されない）を直観的に通知する近接ＬＥＤ又は他の表示インジケータのオンライン検出の相互リンクを可能にするプロセスとを含む患者前置増幅器信号処理方法に関する（適応可能な入力電気外科入力フィルタ等の特別な前置増幅器方法を含む）。

クレームシリーズ５：ＥＲ階層／多次元心理学的及び生理学的監視装置
特許請求の範囲の項に列挙される診断装置クレームの第５のシリーズは、複合ＡＥＰ信号を、低レベルＡＢＲ感覚反応、蝸牛及び聴覚神経を通って大脳皮質への刺激の到達を表すＮ１マーカー（Ｎ１の存在等）、求心性神経反応（Ｎ１効果等）、不応性期間（刺激間隔：ＩＳＩ）の増大に対応する高いＮ１−Ｐ２振幅、深い覚醒に伴うＭＬＡＥＰ振幅−潜時変化、術中想起中に関係する長期記憶の固定を示す高次覚醒状態を示す処理随伴電位（ＰＣＰ）までを表す異なる機能情報チャネルに分解するように設計された部分を含む階層誘発反応解析システムに関する。

麻酔中に誘発される神経生理学的反応及び／又は意識深度、沈静、又は他の活動は、基本的な非線形シナプスの活動から生成される１組の信号から生じる。しかし、結果として生成されるこれらの神経生理学的反応はまとめられ、そして、心理学的及び生理学的な発生源に従って分離されるが、主に全体的又は鈍く対処されてきた。

例えば、術中覚醒及び関連する心的外傷後ストレス障害想起等の麻酔の有害な後遺症は、トラウマの場合に小さな安全マージンでの展開が危険すぎる場合、心臓機能又は呼吸機能が既にストレスを受けている場合に麻酔を投与できないことと共に、主要なリスクであり続けている。

したがって、本発明は、ユーザが、安全な医療処置及び精神的又は生理学的に安定させる治療の展開に適用可能な感覚、中枢神経、及び他の末梢及びバイタルサイン系内の変化に関連する本質的な事象及び状況を追跡できるように、個人の生理学的及び心理学的パラメータを監視することにより、そのような制限を解消するように設計される。特に、Ａ＆ＣＤの従来の離散し統合されない測定は、Ａ＆ＣＤの監視に適用可能な、独立するが、同時に相関が統合されたより特定的なマーカー及び測定を用いて向上した。

特許請求の範囲の項に列挙される診断装置クレームのシリーズは、複合ＡＥＰ信号を、低レベルＡＢＲ感覚反応、蝸牛及び聴覚神経を通って大脳皮質への刺激の到達を表すＮ１マーカー（Ｎ１の存在等）、求心性神経反応（Ｎ１効果等）、不応性期間（刺激間隔：ＩＳＩ）の増大に対応する高いＮ１−Ｐ２振幅、深い覚醒に伴うＭＬＡＥＰ振幅−潜時変化、術中想起中に関係する長期記憶の固定を示す高次覚醒状態を示す処理随伴電位（ＰＣＰ）までを表す異なる機能情報チャネルに分解するように設計された部分を含む階層誘発反応解析システムに関する。

麻酔中に誘発される神経生理学的反応及び／又は意識深度、沈静、又は他の活動は、基本的な非線形シナプスの活動から生成される１組の信号から生じる。しかし、結果として生成されるこれらの神経生理学的反応はまとめられ、そして、心理学的及び生理学的な発生源に従って分離されるが、主に全体的又は鈍く対処されてきた。

例えば、術中覚醒及び関連する心的外傷後ストレス障害想起等の麻酔の有害な後遺症は、トラウマの場合に小さな安全マージンでの展開が危険すぎる場合、心臓機能又は呼吸機能が既にストレスを受けている場合に麻酔を投与できないことと共に、主要なリスクであり続けている。

したがって、本発明は、ユーザが、安全な医療処置及び精神的又は生理学的に安定させる治療の展開に適用可能な感覚、中枢神経、及び他の末梢及びバイタルサイン系内の変化に関連する本質的な事象及び状況を追跡できるように、個人の生理学的及び心理学的パラメータを監視することにより、そのような制限を解消するように設計される。特に、Ａ＆ＣＤの従来の離散し統合されない測定は、Ａ＆ＣＤの監視に適用可能な、独立するが、同時に相関が統合されたより特定的なマーカー及び測定を用いて向上した。

特許請求の範囲に列挙される診断方法クレームの第１１のシリーズは、複合ＡＥＰ信号を、低レベルＡＢＲ感覚反応、蝸牛及び聴覚神経を通って大脳皮質への刺激の到達を表すＮ１マーカー（Ｎ１の存在等）、求心性神経反応（Ｎ１効果等）、不応性期間（刺激間隔：ＩＳＩ）の増大に対応する高いＮ１−Ｐ２振幅、深い覚醒に伴うＭＬＡＥＰ振幅−潜時変化、術中想起中に関係する長期記憶の固定を示す高次覚醒状態を示す処理随伴電位（ＰＣＰ）までを表す異なる機能情報チャネルに分解するように設計された階層誘発反応解析プロセス（上記装置クレームシリーズの文脈の中で読まれる）に関する。

クレームシリーズ６：ＥＲ階層／多次元心理学的及び生理学的監視方法
特許請求の範囲の項に列挙される診断方法クレームの第６のシリーズは、複合ＡＥＰ信号を、低レベルＡＢＲ感覚反応、蝸牛及び聴覚神経を通って大脳皮質への刺激の到達を表すＮ１マーカー（Ｎ１の存在等）、求心性神経反応（Ｎ１効果等）、不応性期間（刺激間隔：ＩＳＩ）の増大に対応する高いＮ１−Ｐ２振幅、深い覚醒に伴うＭＬＡＥＰ振幅−潜時変化、術中想起中に関係する長期記憶の固定を示す高次覚醒状態を示す処理随伴電位（ＰＣＰ）までを表す異なる機能情報チャネルに分解するように設計された階層誘発反応解析プロセス（上記装置クレームシリーズの文脈の中で読まれる）に関する。

クレームシリーズ７：環境雑音検知及び相殺（ＥＮＳ＆Ｃ）の生物学的監視装置
タイトル：環境雑音検知及び相殺（ＥＮＳ＆Ｃ）システム
本明細書に列挙されるクレームの第６のシリーズは、雑音検知入力及び／又は他の信号入力を組み込んだ環境雑音検知及び相殺（ＥＮＳ＆Ｃ）システムに関し、それにより、生物学的監視環境内の不要な雑音を検知又は監視し、そして、不要な雑音を関心のある信号から相殺するように処理することができる。

クレームシリーズ８：環境雑音検知及び相殺（ＥＮＳ＆Ｃ）の生物学的監視システム方法
要約：
クレームシリーズ９：スペクトル刺激検証システム装置
クレームシリーズ１０：スペクトル刺激検証方法
クレームシリーズ１１：スペクトル雑音及び歪み追跡及び動的リンク信号処理装置
クレームシリーズ１２：スペクトル雑音及び歪み追跡及び動的リンク信号処理方法

クレームシリーズ１３：適応可能な開口取得システム装置
タイトル：適応可能な取得開口（ＡＡＡ）システム
クレームの第１３のシリーズは、自動、手動、又はコンピュータ支援のデータ取得サンプリング及びホールド開口調整により、不要な環境雑音又は外部システム雑音を最小にすることが可能な適応可能な取得開口（ＡＡＡ）生物学的監視装置を取り扱う。特に、サンプリング及びホールド開口窓は、入力信号を周期性雑音ピーク間でサンプリングしホールドするように同期され位置決めされた連続する時点で入力信号が捕捉されるように調整することができる。その結果、ＡＡＡシステムは、開口窓を不要な周期性外部雑音ピークの間に挟み、関心のある信号内の対応する干渉の影響を最小にすることができる。

クレームシリーズ１４：適応可能な開口取得方法
クレームシリーズ１５：先版のＩＳＡ特許クレーム群：Ａ＆ＣＤ生物学的覚醒監視システム装置
クレームシリーズ１６：先版のＩＳＡ特許クレーム群：Ａ＆ＣＤ生物学的覚醒監視システム装置
先のクレーム版の特許クレーム群３：術中想起の受けにくさの測定。本クレームは、ＥＲ階層/多次元心理学的及び生理学的監視装置クレーム群を含む。

クレームシリーズ１７：生物学的監視システム組み合わせ解析方法
特許請求の範囲の項に列挙される診断方法クレームの第１７のシリーズは、多次元（パラメータは２つ以上の催眠機能、記憶消失機能、痛覚欠如機能、不動機能、不安緩解機能を含む）処理（計算アルゴリズム）機能及び表示（未処理データ及び導出される様々なインデックス）機能に対応する個々の測定値及び組み合わせられた測定値を抽出する手段の処理組み込みに関連する方法に関する。

クレームシリーズ１８：先版（Ａ＆ＯＣ＆ＯＤ監視システム組み合わせ解析）
クレームシリーズ１９：先版（Ａ＆ＯＣ＆ＯＤ監視及び薬剤投与装置）
特許請求の範囲の項に列挙される薬剤投与装置クレームの第１９のシリーズは、診断監視機能、処理（計算アルゴリズム）機能、及び表示（未処理データ及び導出される様々なインデックス）機能を含む前記「装置」クレーム、「診断方法」クレーム、及び「診断設計」クレームから導出される多次元（パラメータは２つ以上の催眠機能、記憶消失機能、痛覚欠如機能、不動機能、不安緩解機能を含む）パラメータに対応する投与薬剤化合物の最適な組み合わせをオンラインで決定することに関連する装置に関する。（すなわち、麻酔化合物（催眠機能、記憶消失機能、痛覚欠如機能、不動機能、不安緩解機能を含むＡ＆ＣＤ効果に関与する麻酔化合物）の混合及び投与速度に寄与する手段としての、記載されるＩＳＡ装置、ＩＳＡ設計、患者インタフェース装置、患者インタフェース方法、及び／又はＡ＆ＣＤ監視方法のうちの任意の展開に対応する薬剤投与バイオフィードバックシステムの装置クレーム）。

クレームシリーズ２０：先版（Ａ＆ＯＣ＆ＯＤ監視及び薬剤投与方法）
特許請求の範囲の項に列挙される薬剤投与方法クレームの第２０のシリーズは、診断監視機能、処理（計算アルゴリズム）機能、及び表示（未処理データ及び導出される様々なインデックス）機能を含む前記「装置」クレーム、「診断方法」クレーム、及び「診断設計」クレームから導出される多次元（パラメータは２つ以上の催眠機能、記憶消失機能、痛覚欠如機能、不動機能、不安緩解機能を含む）パラメータに対応する投与薬剤化合物の最適な組み合わせをオンラインで決定することに関連する方法に関する。（すなわち、麻酔化合物（催眠機能、記憶消失機能、痛覚欠如機能、不動機能、不安緩解機能を含むＡ＆ＣＤ効果に関与する麻酔化合物）の混合及び投与速度に寄与する手段としての、記載されるＩＳＡ装置、ＩＳＡ設計、患者インタフェース装置、患者インタフェース方法、及び／又はＡ＆ＣＤ監視方法のうちの任意の展開に対応する薬剤投与バイオフィードバックシステムの装置クレーム）。

クレームシリーズ２１：前方化若しくは前頭葉の活動と後頭葉の活動との差及び／又は脳活動の対応する変化若しくはシフトのための神経源推定（ＮＳＥ）Ａ＆ＣＤ監視装置
−前葉及び後葉
麻酔及び認知症
認知症等の神経疾患は、特に、高齢者の人口並びにこれらの疾患の対応する罹患率及び深刻さが増大するにつれて、麻酔医の間でますます大きくなりつつある問題を呈している。そのような疾患の副次的な悪影響としては、認知解離、（１４）、又は神経の凝集低減、及び前方化（２６、２６）等の影響が挙げられる。そして、そのような変化は、ＥＥＧスペクトル組成の神経局所、時間順のシフト、及びより一般的な変化を生じさせる。

ＰＳＩの計算は、左右領域間の整合性と併せて、脳の前方と後方との関係から、ＥＥＧパワー情報、周波数情報、及び位相情報を組み込む。

Ｐａが、側頭上部の聴覚皮質での活動に相関することが示されたが（神経磁気記録）、その一方で、前方−後方面はＰａ波形形態の変化に寄与する。
・別の研究では、左右半球のＥＥＧ監視の位置合わせが、２台のＣＳＭシステムを使用して記録された。麻酔中の前方化の報告にも拘わらず、強いＥＥＧ相関が左右の脳半球で見られた。他の報告書では、切開に対する自律的又は体の反応の不良なＣＳＩ予測が示された。

認知、睡眠、及び目覚め中に発生することが分かっているＥＥＧ大脳左右分化の変化が、２５人の手術で麻酔された患者を通してＡｎｄｅｒｓｏｎ及びＪａｋｏｂｓｓｏｎにより調べられた（２００６）（ｎ＝５８４）。研究者は、２台のＣＳＩモニタを使用して脳波を記録し、各モニタは、左側及び右側のＥＥＧ電極位置合わせを同時に同時に記録するように構成された。睡眠中の脳左右分化の報告書（４、１３、１７、２０）とは対照的に、研究者は、左右の半球の位置合わせされたＥＥＧペア（１）の間で非常に高い相関を発見した。

特許請求の範囲の項による議事項に列挙される薬剤投与装置の第２１のシリーズは、麻酔又は鎮静の投薬なし又は投薬ありの状態に対応する心理学的及び生理学的状態に対応する被験者の遷移的（二相性又はスイッチのような）若しくは漸進的な変化、特に、神経源位置特定の変化又は差（半球的／左右分化、又は前頭領域若しくは後頭領域間の変化、これらの領域に関連する活動の方向的シフトに適用可能な変化を特定し、且つ／又は監視する装置又は方法に関する。特に、ＮＳＥ装置又は方法は、半球／後方分化の差又は脳活動のシフトを２つという少数のＥＥＧ電極（２つの前前葉監視電極等）を使用して、又は前頭から後頭への差（この逆も同様）又は方向シフト脳活動を１つという少数の追加の電極（例えば、２つの左右の前頭電極を含めて合計で３つの電極を使用して可能にする。このＮＳＥシステムは、この性質の脳変化の監視を他の情報と組み合わせて、麻酔、鎮静、又は投薬なしの挙動評価中に患者の感覚状態を特定するのに役立つ日常的な外来又は臨床的な用途に適用することができる。

クレームシリーズ２２：前方化又は前葉活動と後葉活動の差及び脳活動の対応する変化又はシフトを監視する神経源推定（ＮＳＥ）Ａ＆ＣＤ監視方法
クレームシリーズ３５：基本的な生理学的及び認知／心理学的メカニズムに従って、鎮静、痛み、及び／又は麻酔の監視に適用可能な独立及び特別な場合の相互に関連する１組の信号を本質的なバイオマーカー情報チャネルに分離可能な構造化された階層システム
それにより、ＳＰＡの目標は、
１．催眠、
２．記憶消失、
３．痛覚欠如、
４．不動性、
５．鎮静、及び
６．安全で安定した生理学的機能及び認知機能
を含む（しかし、これらに限定されない）。

それにより、基本的なＳＰＡ生理学的及び認知的／心理学的メカニズムは、
１．催眠：中枢神経系（ＣＮＳ）、認知機能、心理学的機能、
２．記憶消失：自律神経系、中枢統合（主に学習、記憶、及び脳機能の生じ得る左右差）、内分泌制御メカニズム、副腎（エピネフリン／別名アドレナリン等のホルモンは、ストレス及び関連する記憶の固定中に関係するホルモン及び神経伝達物質である）を含む他の生理学的制御系。
３．痛覚欠如：中枢神経系（ＣＮＳ）、末梢神経系、
４．不動性：末梢神経系、運動系、筋肉系、
５．鎮静：感覚系、
６．安全で安定した生理学的機能及び認知機能：統合臓器機能（大半のＳＰＡ監視）は、筋肉、心臓、循環、呼吸、肺循環、ガス交換、及び呼吸の制御、体温の調整を含む、
を含む（しかし、これらに限定されない）。

それにより、ＳＰＡ監視バイオマーカーは、
１．催眠：誘発電位（ＥＰ）信号及び連続ＥＥＧ信号、
２．記憶消失：高いバイタルサイン測定値及び術中想起記憶固定のリスクを特徴とする、ホルモン及び神経伝達物質の放出を示すバイタルサイン信号と併せた誘発及び連続ＥＥＧ信号、
３．痛覚欠如：中枢神経系（脊椎又は脳）に達する神経インパルスに起因するＥＰ及び／又は連続ＥＥＧの漸次的又は瞬時的な変化を特徴とすることができ、
４．不動性：筋肉の緊張又は活動の変化に起因するＰＡＭＲ及び／又は連続ＥＭＧの漸次的又は瞬時的な変化を特徴とすることができ、
５．鎮静：基準値からのバイタルサイン及び他の生理学的測定値の漸進的又は瞬時的な上昇を特徴とすることができ、
６．安全で安定した生理学的機能及び認知機能：バイタルサイン、生理学的認知測定値の安全な動作モードを特徴とすることができる、
を含む（しかし、これらに限定されない）。

それにより、特別な場合のＳＰＡ監視バイオマーカーの相互関連は、
１．高いバイタルサイン及び／又は他の生理学的測定値が付随する催眠：これは、術中覚醒が付随する薬剤により誘発される筋肉麻痺中の誤った催眠解釈の場合であり得、
２．高い可動性の測定値が付随する催眠：これは、術中覚醒中の誤った催眠解釈の場合であり得、
３．バイタルサインの漸進的若しくは瞬時的な変化又は神経インパルスが脊髄又は脳に到達し、神経細胞によるそれ以上の痛覚信号の放出を回避するホルモン及び神経伝達物質（別名アドレナリン又はエピネフリン）の対応する放出を表すが、術中想起に関係するバイタルサインの変化（心拍数の増大、血管の収縮、気道の拡張、及び交感神経系への術中覚醒の闘争・逃走動因の他の症状等）及び永久的な記憶（記憶の固定）の焼き付きにも寄与する他の生理学的変化が付随する皮質又は皮質下覚醒、
４．電気外科プロセス、縫合、及び他の外科刺激に関連する痛覚（侵害刺激をコード化し処理する神経プロセス）を表す漸進的又は瞬時的な脳信号覚醒又は他の変更の監視、
５．これらの刺激事象と、評価中の個人の結果として生じる生理学的又は認知的状態の変化との時間的整合の関連付けによる、電気外科プロセス、縫合、及び他の外科刺激に関連する痛覚（侵害刺激をコード化し処理する神経プロセス）を表す漸進的又は瞬時的な脳信号覚醒又は他の変更の監視、
６．ＥＥＧ信号の変化を、痛み反応を表すＥＭＧの漸進的又は瞬時的な変化に関連付けることによる、電気外科プロセス、縫合、及び他の外科刺激に関連する痛覚（侵害刺激のコード化し処理する神経プロセス）を表す漸進的又は瞬時的な脳信号覚醒又は他の変更の監視、
を含む（しかし、これらに限定されない）。

Claims (15)

1. 患者の生理学的信号の監視装置であって、
   前記患者の皮膚に適用する基板と、
   前記患者の１つ又は複数の生理学的信号を監視する１つ又は複数のセンサと、
   前記センサの近傍に発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他のインジケータと、
   を備え、
   各ＬＥＤ又はインジケータは、電極接続のセルの起動を介し、前記患者の皮膚を再ゲル化且つ／又は再摩耗して、前記患者の皮膚への前記センサの最適な接続を保証する
   ことを特徴とする上記の監視装置。
2. 前記セルへの圧力の適用による患者の皮膚センサの再水和、及び／又は再摩耗、及び／又は捻り動作の適用に適した化合物を含む統合セルをさらに備える、請求項１に記載の監視装置。
3. 前記化合物はゲル又は流体であり、前記セルは、前記化合物を前記センサに注入して、電気接続性を向上させるように構成される、請求項２に記載の監視装置。
4. ユーザに前記セルを押下するように警告する統合インジケータをさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の監視装置。
5. 前記基板は可撓性であり、前記センサの位置を調整し、前記患者の体に位置合わせするようにサイズを拡張可能且つ／又は退避可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の監視装置。
6. ＡＥＰ信号、及び／又は自動臨床命令刺激プロンプト（「目を開ける」又は「手を握る」等）、及び／又は自動臨床マーカー、及び／又は必須の監視感覚反応を刺激する手段をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の監視装置。
7. 前記ＡＥＰ信号を刺激する手段は音声生成要素である、請求項６に記載の監視装置。
8. 前記センサのうちの１つは前頭部ＥＥＧ監視センサである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の監視装置。
9. 前記センサのうちの１つは、連続又は誘発耳介後部反応監視センサのオプションを含むＥＭＧ監視電極である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の監視装置。
10. 不要な雑音を相殺して、前記センサの信号対雑音比を向上させるように構成された、基準入力及び基準駆動出力手段を含む統合監視装置をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の監視装置。
11. 監視される前記信号をバッファリング又は増幅し、且つ／又は前記センサの出力インピーダンスを低減して、前記センサの信号対雑音比を向上させるように構成された能動電子部品を組み込んだ統合監視装置をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の監視装置。
12. 少なくとも１つのセンサはバイタルサインセンサであり、前記バイタルサインセンサから、以下の患者の機能又は状況：心臓機能、呼吸機能、温度、及び血圧のうちの１つ又は複数を監視可能又は測定可能である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の監視装置。
13. 前記患者の酸素飽和度を評価する統合反射体積変動記録−波形酸素測定センサをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の監視装置。
14. 空気流センサをさらに備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の監視装置。
15. 前記ＬＥＤ又はインジケータは、センサ信号品質、センサ接続状態、患者接続インピーダンス、信号対称性、信号オフセット、又はＲＭＳ値、期待される信号と実際のスペクトル範囲、及び過度の電気外科干渉のうちの１つ又は複数の指示を提供するように構成される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の監視装置。

Images