JP6445122B2 - 緩い電極のモニタリングを含む発作を検出するセンサシステムおよびその作動方法 - Google Patents
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Description
物品が「a」又は「an」で紹介される場合、1つ又は複数のその物品を意味するものと理解されるべきである。
「〜を備えている」という用語は、〜を含むが、〜に限定されないことを意味する。
「検出増幅器」という用語は、筋活動及び発作活動の存在について患者をモニタするのに使用される電気信号を収集し処理するように構成された回路経路に沿って位置決めされた増幅器又は増幅器の組合せを意味する。
本明細書に記載される装置及び方法は、1つ又は複数のセンサを使用して発作を検出し、発作関連イベントを介護者に適時に警告するのに使用され得る。センサは、患者又は患者の衣服に取り付けられる電極を含んでいてもよく、筋電図検査法(EMG)を使用して筋肉電気活動を測定するように構成され得る。EMG電極を使用しての発作の検出については、本出願人の米国特許出願第13/275,309号明細書及び同第13/542,596号明細書に更に記載されており、これらのそれぞれの開示は参照により本明細書に完全に援用される。本明細書に記載されるように、テスト信号は、センサ電極群の中に含まれる少なくとも1つの電極に印加され、テスト信号の検出は、センサの状態をモニタするために使用され得る。テスト信号は、例えば、センサの参照電極に印加され、1つ又は複数の他のセンサ電極における検出のために収集され得る。収集された信号は処理されて、電極と皮膚との界面の完全性の変化を検出し得る。電極が緩くなるか、又は皮膚との接触完全性を失う場合、障害(fault)又は警告状況が示され得る。
[付記1]
筋電図センサを用いてデータを収集することによって発作活動について患者をモニタし、前記センサの中に含まれる電極の接触完全性をチェックするための方法であって、前記方法は、
1つ又は複数の検出電極と共通電極とを患者の皮膚の少なくとも1つの筋肉又はその近傍に位置決めするステップと、
テスト信号を前記共通電極に印加するステップと、
前記検出電極のうちの少なくとも1つから信号を収集するステップであって、接触完全性が前記皮膚と位置決めされた電極との間で維持される場合、印加されたテスト信号が前記収集される信号の中に含まれるように、位置決めされた電極が構成される、収集するステップと、
発作活動の特徴について収集された信号を評価するステップと、
前記テスト信号の検出について収集された信号を分析するステップと、
前記テスト信号の前記検出に基づいて、前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持されているか否かを判断するステップと
を含む、方法。
[付記2]
前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持されるか否かの前記判断するステップは、前記テスト信号の検出の閾値レベルが満たされるか否かを確立することを含む、付記1に記載の方法。
[付記3]
前記位置決めされた電極は、前記皮膚と前記位置決めされた電極との接触完全性が低下する場合、前記検出されるテスト信号の振幅が低減するように構成される、付記1に記載の方法。
[付記4]
前記1つ又は複数の検出電極は、差動増幅器の入力に接続された一対の検出電極を含む、付記1に記載の方法。
[付記5]
前記接触完全性が維持される場合、増幅器の入力において不均衡電位を維持するように、前記筋電図センサを構成することと、
前記収集された信号の増幅と
を更に含み、
前記不均衡電位は、前記収集される信号の前記増幅を増強する、付記1に記載の方法。
[付記6]
前記検出電極の少なくとも1つが抵抗素子に接続されるため、前記不均衡電位は維持される、付記5に記載の方法。
[付記7]
前記抵抗素子は、約20Ω〜約200Ωの抵抗である、付記6に記載の方法。
[付記8]
前記不均衡は、前記検出電極の少なくとも1つがローパスフィルタに接続されるため、確立される、付記5に記載の方法。
[付記9]
前記1つ又は複数の検出電極は一対の検出電極を含み、
前記一対の検出電極は、異なるインピーダンス値を有し、前記インピーダンスの差は、前記接触完全性が前記患者の皮膚と前記位置決めされた電極との間で維持される場合、増幅器の前記入力において不均衡電位を維持するのに適する、付記1に記載の方法。
[付記10]
前記一対の検出電極の中の第1の検出電極は、約2KΩ〜約20KΩの入力インピーダンスを有し、
前記一対の検出電極のうちの他方は、前記第1の検出電極よりも大きさが約1%〜約10%低い入力インピーダンスを有する、付記9に記載の方法。
[付記11]
前記一対の検出電極の中の前記検出電極の1つの前記インピーダンス値の少なくとも1つは、周波数依存である、付記9に記載の方法。
[付記12]
前記一対の検出電極の中の前記検出電極の前記インピーダンス値の少なくとも1つは、約20Hz〜約500Hzの範囲内の印加周波数の場合よりも、約1KHzを超える印加周波数の場合に大きい、付記9に記載の方法。
[付記13]
前記収集された信号を増幅器に向けることと、
前記増幅器による前記収集された信号の増幅と
を更に含み、
電極の前記位置決めは、前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持される場合、前記増幅器の前記入力において不均衡電位を生み出すのに十分であり、
前記不均衡電位は、前記収集される信号の前記増幅を増強する、付記1に記載の方法。
[付記14]
前記1つ又は複数の検出電極は、増幅器の入力に接続される一対の検出電極を含み、かつ
前記一対の検出電極を前記増幅器に接続することによる、前記収集される信号の増幅、を更に含み、
前記一対の検出電極は異なるインピーダンス値を有し、前記インピーダンスの差は、前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持される場合、前記テスト信号の前記検出を強化するのに十分である大きさで、前記増幅器の前記入力においてインピーダンス電位を維持するのに適する、付記1に記載の方法。
[付記15]
前記1つ又は複数の検出電極は、増幅器の入力に接続される一対の検出電極を含み、かつ
前記増幅器による前記収集された信号の増幅、を更に含み、
前記一対の検出電極のうちの少なくとも1つは、前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持される場合、前記増幅器の前記入力において不均衡電位を生み出すのに十分なインピーダンスで素子に接続され、
前記不均衡電位は、前記テスト信号の前記検出を強化する、付記1に記載の方法。
[付記16]
前記素子は約20Ω〜約200Ωの抵抗である、付記15に記載の方法。
[付記17]
前記テスト信号は、約1KHz〜約5KHzの周波数範囲内の時変テスト信号であり、
発作活動について分析された前記収集された信号を評価することは、約20Hz〜約500Hzの周波数範囲の筋肉電気活動について前記収集された信号を評価することを含む、付記1に記載の方法。
[付記18]
発作活動について分析された前記収集された信号を評価することは、前記収集された信号が筋肉電気活動に関連する特徴の閾値を満たすか否かを判断することを含む、付記1に記載の方法。
[付記19]
前記閾値は、EMG電力スペクトルから計算されるT二乗統計値である、付記18に記載の方法。
[付記20]
前記閾値は、複数のEMGデータバーストの検出を含む、付記18に記載の方法。
[付記21]
前記閾値は、特徴的GTC波形の検出を含む、付記18に記載の方法。
[付記22]
前記テスト信号は、制御された周期を有する時変テスト信号である、付記1に記載の方法。
[付記23]
前記テスト信号の検出について前記収集された信号を分析することは、
前記収集された信号を分析窓に分割することであって、前記分析窓は、前記テスト信号の周期の整数の倍数である、前記分割することと、
前記分析窓が、前記テスト信号の周期性に一致する1つ又は複数の反復特徴を含むか否かを判断することと
を含む、付記22に記載の方法。
[付記24]
前記分析窓と前記印加されたテスト信号との間の位相遅延は一定である、付記23に記載の方法。
[付記25]
前記分析窓は、クロック又は発振器の発振の何らかの整数倍であり、
前記テスト信号の周期は、前記クロック又は前記発振器を使用して決定される、付記23に記載の方法。
[付記26]
前記反復特徴は、位相遅延、信号の振幅、正振幅ピーク数、又は負振幅ピーク数を含む特徴群から選択される、付記23に記載の方法。
[付記27]
前記テスト信号の前記検出について前記収集された信号を分析することは、
前記収集された信号を分析窓に分割することであって、前記分析窓は、前記テスト信号の周期の整数の倍数である、前記分割することと、
前記収集された信号の前記振幅が、前記テスト信号を検知する閾値検出レベルを満たすか否かを判断することと
を含む、付記23に記載の方法。
[付記28]
前記テスト信号の前記検出について前記収集された信号を分析することは、
前記収集された信号を分析窓に分割することであって、前記分析窓は、前記テスト信号の周期の整数の倍数である、前記分割することと、
正の振幅ピーク及び負の振幅ピークのうちの少なくとも一方の数を特定することと、
前記正の振幅ピーク及び負の振幅ピークのうちの少なくとも一方の数が期待値に一致するか否かを判断することと
を含む、付記22に記載の方法。
[付記29]
前記1つ又は複数の検出電極は一対の検出電極を含み、
前記一対の検出電極を増幅器に接続することによる前記収集された信号の増幅と、
発作活動の前記特徴及び前記テスト信号の前記検出の両方について、前記増幅器の出力を評価することと
を更に含む、付記1に記載の方法。
[付記30]
前記1つ又は複数の検出電極は一対の検出電極を含み、
前記一対の検出電極を検出増幅器に接続し、前記一対の検出電極の中の少なくとも1つの検出電極を第2の増幅器に接続することによる、前記収集された信号の増幅と、
発作活動の前記特徴について前記検出増幅器の前記出力を評価することと、
前記テスト信号の前記検出について前記第2の増幅器の前記出力を評価することと
を更に含む、付記1に記載の方法。
[付記31]
筋電図検査法を使用して発作活動について患者をモニタし、センサの中に含まれる電極の接触完全性をチェックするためのセンサシステムであって、前記センサシステムは、
一対の検出電極と共通電極とを含むセンサ電極と、
制御された周期を有する時変テスト信号を生成するための回路経路であって、前記テスト信号を前記共通電極に印加するように構成されている、回路経路と、
トリガ信号を前記回路経路に送信するように構成されているクロック要素であって、前記トリガ信号は前記周期の確立に使用されるものである、クロック要素と、
前記センサ電極は、前記センサ電極が患者の筋肉近傍の皮膚に位置決めされ、接触完全性が前記皮膚と前記センサ電極との間に維持される場合、印加されたテスト信号が、筋活性化からの電気信号と共に収集できるように構成されていることと、
収集されたテスト信号及び筋活性化からの前記電気信号を処理し検出するように構成される検出回路と、
前記検出回路は、前記トリガ信号に応答して動作し、かつ前記収集されたテスト信号の分析について時間窓を確立するように構成される少なくとも1つの要素を含むことと、
を備えるセンサシステム。
[付記32]
前記検出回路は、前記収集されたテスト信号及び筋活性化からの前記電気信号の両方の分析に使用される少なくとも1つの増幅器を含む、付記31に記載のシステム。
[付記33]
前記テスト信号を生成するための前記回路経路は、デジタル/アナログ変換器に接続されている電圧源を備える、付記31に記載のシステム。
[付記34]
前記デジタル/アナログ変換器は、ルックアップテーブルを使用して、様々な振幅のセグメントで前記テスト信号を構築するように構成されている、付記31に記載のシステム。
[付記35]
前記セグメントの間の時間周期は、前記トリガ信号を使用して設定されている、付記34に記載のシステム。
[付記36]
前記時間窓も前記トリガ信号を使用して設定されている、付記35に記載のシステム。
[付記37]
前記検出回路は、前記収集されたテスト信号及び筋活性化からの前記信号の両方の分析に使用される少なくとも1つの増幅器を含み、
前記センサシステムは、前記接触完全性が前記皮膚と前記センサ電極との間に維持される場合、前記増幅器の前記入力において不均衡電位を生み出すように構成されており、
前記不均衡電位は、前記テスト信号を検出する前記検出回路の感度を強化する、付記31に記載のシステム。
[付記38]
筋電図検査法を使用して発作活動について患者をモニタし、センサの中に含まれる電極の接触完全性をチェックするためのセンサシステムであって、前記センサシステムは、
一対の検出電極と共通電極とを含むセンサ電極と、
制御された周期を有する時変テスト信号を生成するための回路経路であって、前記テスト信号を前記共通電極に印加するように構成されている、回路経路と、
トリガ信号を前記回路経路に送信するように構成されているクロック要素であって、前記トリガ信号は前記周期の確立に使用されるものである、クロック要素と、
前記電極は、筋肉近傍で前記皮膚に適切に接触する場合、印加されたテスト信号の少なくとも一部が、前記一対の検出電極を使用して筋活性化からの電気信号と共に収集できるように構成されていることと、
筋活性化から収集された電気信号を処理し検出するように構成される検出回路と、
収集されたテスト信号を処理し検出するように構成されている第2の回路であって前記一対の検出電極の中の少なくとも1つの検出電極に接続されている第2の回路と、
前記第2の回路は、前記トリガ信号に応答して動作し、かつ前記収集されたテスト信号を分析するための時間窓を確立するように構成されている少なくとも1つの要素を含むことと、
を備えるセンサシステム。
[付記39]
前記テスト信号を生成する前記回路経路は、デジタル/アナログ変換器に接続されている電圧源を備える、付記38に記載のシステム。
[付記40]
前記デジタル/アナログ変換器は、ルックアップテーブルを使用して、様々な振幅のセグメントで前記テスト信号を構築するように構成されている、付記39に記載のシステム。
[付記41]
前記セグメント間の時間周期は、前記トリガ信号を使用して設定されている、付記40に記載のシステム。
[付記42]
前記時間周期は、前記トリガ信号を使用しても設定されている、付記40に記載のシステム。
[付記43]
EMG電極−皮膚界面の完全性を特定するための方法であって、前記方法は、
1つ又は複数のEMG電極と共通電極とを患者の皮膚の少なくとも1つの筋肉又はその近傍に位置決めするステップと、
テスト信号を前記共通電極に印加するステップと、
前記EMG電極の少なくとも1つから信号を収集するステップと、
発作活動の特徴について収集された信号を評価するステップと、
前記テスト信号について前記収集された信号を分析するステップと、
前記テスト信号に基づいて、前記1つ又は複数のEMG電極が前記患者の皮膚に適切に接触しているか否かを判断するステップと
を含む、方法。
[付記44]
前記1つ又は複数のEMG電極が前記患者の皮膚に適切に接触しているか否かの前記判断するステップは、前記テスト信号の検出の閾値レベルが満たされているか否かを確立することを含む、付記43に記載の方法。
[付記45]
前記1つ又は複数のEMG電極は、前記1つ又は複数のEMG電極が前記患者の皮膚に適切に接触している場合、増幅器の入力において不均衡電位を維持するように位置決めされており、
前記収集された信号の増幅、を更に含み、
前記不均衡電位は、前記収集された信号の前記増幅を増強する、付記43に記載の方法。
Claims (11)
- 筋電図センサを用いて患者をモニタし、前記センサに含まれる電極の接触完全性をチェックするためのセンサシステムの作動方法であって、前記作動方法は、
一対の検出電極と共通電極とを患者の皮膚の少なくとも1つの筋肉又はその近傍に位置決めするステップと、
テスト信号を前記共通電極に印加するステップであって、前記テスト信号は時変テスト信号であるとともにテスト信号周期を有する、前記印加するステップと、
前記一対の検出電極から信号を収集するステップであって、接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間で維持される場合、収集された信号が前記テスト信号を含むように、前記位置決めされた電極が構成される、前記収集するステップと、
前記収集された信号を分析窓に分割するステップであって、前記分析窓は前記テスト信号の周期の倍数である、前記分割するステップと、
前記収集された信号が前記テスト信号を含むかどうかを検出するステップであって、検出は、前記テスト信号の周期および前記分析窓に含まれる前記テスト信号の周期の倍数に基づく期待される特徴の数に一致する1つまたは複数の反復特徴を前記分析窓が含むか否かに基づく、前記検出するステップと、
前記テスト信号の前記検出に基づいて、前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持されているか否かを判断するステップとを含む、作動方法。 - 前記分析窓と前記印加されたテスト信号との間の位相遅延は一定である、請求項1に記載の作動方法。
- 前記分析窓は、クロック又は発振器の何らかの整数倍の発振を含み、
前記テスト信号の周期は、前記クロック又は前記発振器を使用して決定される、請求項1に記載の作動方法。 - 前記1つまたは複数の反復特徴は、位相遅延、信号の振幅、正振幅ピーク数および負振幅ピーク数のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の作動方法。
- 筋電図センサを用いてデータを収集することによって発作活動について患者をモニタし、センサシステムに含まれる電極の接触完全性をチェックするためのセンサシステムの作動方法であって、前記作動方法は、
一対の検出電極と共通電極とを患者の皮膚の少なくとも1つの筋肉又はその近傍に位置決めするステップと、
テスト信号を前記共通電極に印加するステップであって、前記テスト信号はテスト信号周期を有する時変テスト信号である、前記印加するステップと、
前記一対の検出電極から信号を収集するステップであって、接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間で維持される場合、収集された信号が前記テスト信号を含むように、前記位置決めされた電極が構成される、前記収集するステップと、
前記収集された信号を分析窓に分割するステップであって、前記分析窓は前記テスト信号の周期の倍数である、前記分割するステップと、
前記分析窓が1つまたは複数の正の振幅ピークおよび負の振幅ピークのうちの少なくとも一方を含むかどうかを特定するステップと、
前記1つまたは複数の正の振幅ピーク及び1つまたは複数の負の振幅ピークのうちの少なくとも一方の数を期待値と比較することによって前記テスト信号を検出するステップと、
前記テスト信号の前記検出に基づいて、前記接触完全性が前記皮膚と前記位置決めされた電極との間に維持されているか否かを判断するステップとを含む、作動方法。 - 前記分析窓と前記印加されたテスト信号との間の位相遅延は一定である、請求項5に記載の作動方法。
- 前記分析窓は、クロック又は発振器の何らかの整数倍の発振を含み、
前記テスト信号の周期は、前記クロック又は前記発振器を使用して決定される、請求項5に記載の作動方法。 - 筋電図検査法を使用して発作活動について患者をモニタし、センサシステムの中に含まれる電極の接触完全性をチェックするためのセンサシステムであって、前記センサシステムは、
一対の検出電極と共通電極とを含むセンサ電極であって筋活性化からの信号を収集するように構成されているセンサ電極と、
テスト信号を前記共通電極に印加するように構成されているテスト信号発生装置と、
前記センサ電極は、前記センサ電極が患者の筋肉近傍の皮膚に位置決めされ、接触完全性が前記皮膚と前記センサ電極との間に維持される場合、収集された信号が前記印加されたテスト信号を含むように構成されていることと、
収集された信号内のテスト信号を検出するように構成される検出回路であって増幅器を含む検出回路と、
前記一対の検出電極は異なるインピーダンス値を有し、インピーダンスの差は、前記接触完全性が前記患者の皮膚と前記位置決めされた電極との間で維持される場合、前記増幅器の入力において不均衡電位を維持するのに適することと、を備えるセンサシステム。 - 前記一対の検出電極の中の第1の検出電極は、2KΩ〜20KΩの範囲の入力インピーダンスを有し、
前記一対の検出電極のうちの他方は、前記第1の検出電極よりも大きさが1%〜10%低い入力インピーダンスを有する、請求項8に記載のセンサシステム。 - 筋電図検査法を使用して発作活動について患者をモニタし、センサシステムの中に含まれる電極の接触完全性をチェックするためのセンサシステムであって、前記センサシステムは、
一対の検出電極と共通電極とを含むセンサ電極であって筋活性化からの信号を収集するように構成されているセンサ電極と、
テスト信号発生装置であって、テスト信号を前記共通電極に印加するように構成されているテスト信号発生装置と、
前記センサ電極は、前記センサ電極が患者の筋肉近傍の皮膚に位置決めされ、接触完全性が前記皮膚と前記センサ電極との間に維持される場合、前記印加されたテスト信号が筋活性化からの電気信号とともに収集されるように構成されていることと、
収集された信号内の収集されたテスト信号を検出するように構成される検出回路であって増幅器を含む検出回路と、
前記一対の検出電極のうちの少なくとも1つは、前記接触完全性が前記患者の皮膚と前記位置決めされた電極との間で維持される場合、増幅器の入力において不均衡電位を生み出すのに十分なインピーダンスで抵抗素子に接続されていることと、を備えるセンサシステム。 - 前記抵抗素子は、20Ω〜200Ωの抵抗である、請求項10に記載のセンサシステム。
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