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

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 Download PDF

Info

Publication number
JP6445122B2
JP6445122B2 JP2017238725A JP2017238725A JP6445122B2 JP 6445122 B2 JP6445122 B2 JP 6445122B2 JP 2017238725 A JP2017238725 A JP 2017238725A JP 2017238725 A JP2017238725 A JP 2017238725A JP 6445122 B2 JP6445122 B2 JP 6445122B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
test signal
electrodes
signal
detection
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017238725A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018038889A (ja
Inventor
アール. ジルアード、マイケル
アール. ジルアード、マイケル
イー. ハレック、マイケル
イー. ハレック、マイケル
ディ. ハレック、マイケル
ディ. ハレック、マイケル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brain Sentinel Inc
Original Assignee
Brain Sentinel Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brain Sentinel Inc filed Critical Brain Sentinel Inc
Publication of JP2018038889A publication Critical patent/JP2018038889A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6445122B2 publication Critical patent/JP6445122B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/389Electromyography [EMG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4076Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
    • A61B5/4094Diagnosing or monitoring seizure diseases, e.g. epilepsy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6843Monitoring or controlling sensor contact pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6844Monitoring or controlling distance between sensor and tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/276Protection against electrode failure

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、緩い電極のモニタリングを含む発作の検出に関する。
発作は、脳の異常又は過度の同期活動として特徴付けられ得る。発作の開始時、脳内のニューロンは、特定の場所で発射を開始し得る。発作が進むにつれて、ニューロンのこの発射は脳に拡散し、幾つかの場合、脳の多くの部位がこの活動に巻き込まれ得る。脳内の発作活動は、脳に、末梢神経系を通して様々な筋に電気信号を送らせ、筋の活性化は、筋繊維内でのイオンの再分配を開始させ得る。筋電図検査(EMG:electromyography)では、電極が皮膚又は皮膚近傍に配置され、この筋活性化中にイオンの流れから生じる電位変化を測定するように構成され得る。
EMG検出は、侵襲性が最小であり、日常活動への妨害が最小であり、睡眠中に快適に使用できる装置での使用に特に適し得る。したがって、外来又は家庭設定でモニタする方法を含め、患者の発作活動をモニタする方法は、EMG検出の使用から恩恵を受け得る。EMG中に電気信号を測定するために、電極が皮膚に配置される。しかしながら、電極が緩くなるか、又は皮膚との接触完全性を失う場合、予測不可能なノイズをシステムに結合する恐れがある。皮膚と電極との界面の自動検出が可能なシステムが、そのようなイベントを患者又は医療従事者に通知するために使用され、患者をモニタするシステムに統合され得る。
本発明の目的は、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を提供することである。
幾つかの実施形態では、発作活動について患者をモニタし、かつEMGセンサの中に含まれる電極の接触完全性(contact integrity)をモニタするための方法は、既知の周期性のテスト信号を生成することと、信号をセンサシステム内の少なくとも1つの電極に印加することとを含み得る。例えば、センサ電極は、共通電極又は参照電極と、一対の検出電極とを含んでいてもよく、テスト信号は、センサの共通電極に印加され得る。センサ電極は、皮膚に適切に接触する場合、印加されたテスト信号が検出電極に存在し、検出電極内で収集されて、筋活性化に関連付けられた電気活動と共に検出され得るように更に取り付けられ、かつ位置決めされ得る。
幾つかの実施形態では、印加されたテスト信号及び筋肉電気活性化から収集される任意の信号は両方とも、共通信号経路を使用して増幅に続きモニタされ得る。例えば、印加されたテスト信号及び筋活性化からの電気活動は、少なくとも1つの共有増幅器を使用して処理され得る。幾つかの実施形態では、テスト信号は、筋活動を収集するように構成される回路とは別の1つ又は複数の経路に沿ってモニタされてもよい。幾つかの実施形態では、印加されたテスト信号の生成又は調整は、クロック又は発振器に基づいて印加テスト信号周波数を設定することを含んでいてもよく、幾つかの実施形態では、印加されたテスト信号の周期は、テスト信号の検出を促進するのに使用される分析窓(analysis window)を確立するのに使用することもできる。例えば、印加されたテスト信号の周期は、分析窓を定義し、テスト信号から他の信号成分を区別するのに使用してもよく、データは、テスト信号の周期性に一致する各特徴の存在について分析され得る。
本発明によれば、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が提供できた。
緩い(loose)電極モニタリング性能を含む検出システムの一実施形態を示す。 緩い電極モニタリング性能を含む検出システムの別の実施形態を示す。 時変テスト信号と、テスト信号の生成とテスト信号の検知との間のシステム遅延とを示す。 発作活動を検出し、接触完全性についてセンサ電極をモニタする方法を示す。
本明細書で使用される以下の用語は、示される意味を有するものと理解されるべきである。
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。
「〜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。
「検出電極」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る回路経路に沿って位置決めされる電極を意味する。
「〜を有する」という用語は、〜を含むが、〜に限定されないことを意味する。
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。
幾つかの実施形態では、センサは、一対の検出電極と、参照電極又は共通電極とを含んでいてもよく、収集された信号の双極検出を実行するように構成され得る。検出電極は、関心のある筋肉の近傍に配置されてもよく、検出電極によって収集された信号は、検出回路に接続され、発作活動について分析され得る。例えば、筋活動から発せられた信号は、収集され、差動信号増幅及びアナログ/デジタル信号処理に続いて検知され得る。時変テスト信号は、システムの共通電極に更に印加され、印加されたテスト信号は、筋活性化に関連付けられた任意の電気活動と共に検知され得る。幾つかの実施形態では、印加されたテスト信号及び筋肉電気活性化から収集される任意の信号が両方とも、共有信号経路を使用して、増幅に続いてモニタされ得る。例えば、印加されたテスト信号及び筋活性化からの電気活動は、少なくとも1つの共有増幅器を使用して処理され得る。他の実施形態では、テスト信号は、1組の双極電極の共通電極に注入することもできるが、テスト信号は、筋活性化に関連付けられた電気活動を収集するように構成される回路とは別個の1つ又は複数の経路に沿ってモニタされ得る。例えば、検出電極は、差動検出増幅器の反転入力及び非反転入力に接続されてもよく、筋活性化からの電気信号は、検出増幅器を使用した増幅に続けて検出され得るが、検出電極のうちの1つ又は複数から収集されるテスト信号は、検出増幅器を含まない回路経路を使用してモニタされてもよい。
緩い(loose)電極モニタリング性能を含む発作検出システムの一実施形態を図1に示す。検出システム10では、テスト信号は、共通電極20に注入され、共有検出増幅器を使用して筋活動と共に検知され得る。検出システム10は、テスト信号の生成に適する回路構成要素12を含み得る。例えば、正弦波テスト信号が、直流電圧源14(例えば、安定電圧源又は適宜参照される電池)及びデジタル/アナログ変換器16を使用して生成され得る。別々の時間間隔で、電圧源14の出力電圧の調整可能部分は、デジタル/アナログ変換器16によって選択的に渡され得る。したがって、電圧源14の出力は、テスト信号の望ましいプロファイルを導出するようにセグメント化され得る。増幅器18が更に使用されて、テスト信号の大きさを調節又は調整し得る。例えば、幾つかの実施形態では、増幅器18の利得は、印加されたテスト信号の強度又は検出テスト信号の振幅を制御するように調整され得る。テスト信号は、センサの参照電極又は共通電極20に印加され、センサ電極が患者の皮膚に適切に接触する場合、テスト信号の一部が存在し、検出電極24、26において収集され得る。検出電極24、26において収集された信号は、検出増幅器22の入力28、30に向けられてもよく、増幅器22の出力は、信号検出のために処理され得る。例えば、増幅器22は、デジタル処理のためにアナログ/デジタル変換器34に接続され、次に、分析及び/又は視覚化のためにマイクロプロセッサ(図示せず)に供給され得る。クロック又はトリガ要素19が、アナログ/デジタル変換器34又は内部で接続された関連するマイクロプロセッサのいずれかに接続され得る。クロック要素19は、テスト信号の生成において使用することもできる。例えば、図1に示されるように、クロック要素19は、デジタル/アナログ変換器16にリンクされてもよく、電圧源14のセグメント化の時間間隔は、クロック要素19を使用して設定又はトリガされ得る。したがって、以下に更に説明するように、テスト信号及び検出された信号の分析に使用される回路は、幾つかの実施形態では、同期して動作し得る。
テスト信号の生成及び検出の同期は、幾つかの実施形態では、テスト信号周期の既知の倍数である分析の周期に収集された信号を分割することを含み得る。分析周期は、既知であり、且つ/又は一定の数のテスト信号周期であり得る持続時間に設定され得るため、テスト信号の一定数又は期待される数の任意の反復特徴が、任意の所与の分析窓中に期待され得る。他の信号成分は一般に、分析窓と同期しない。したがって、他の信号成分は、様々な分析窓と、ランダムな、又は非一定の関係のみを維持し得る。したがって、テスト信号と他の信号成分との区別は、印加されたテスト信号の期待される周期性を維持する反復信号特徴を探すことによって強化され得る。テスト信号は、好都合なことに、所与の周期内で振幅の正弦波変動を辿り得るが、幾つかの実施形態では、他の周期的に変化するテスト信号プロファイルが使用されてもよい。非限定的な例として、テスト信号は、正弦波、鋸歯、三角形、正方形、又は他の周期的な形態又は形状に基づいて変化する振幅を有するものとして特徴付けられ得る。幾つかの実施形態では、上述した形状は、直流電圧源14及びデジタル/アナログ変換器16の組合せを使用して生成され得る。例えば、デジタル/アナログ変換器16は、渡される電圧を選択的に調整する時変フィルタとして機能して、電圧源14の一定振幅出力をセグメント化してもよく、例えば、適切なルックアップテーブルを使用して、個々のセグメントの振幅が選択される。幾つかの実施形態では、テスト信号は、16又は32ポイントルックアップテーブルを使用して可変振幅のセグメントで生成される3KHz正弦波であり得る。しかしながら、当業者によって理解されるように、時変信号を生成する他の適する方法が使用されてもよい。
幾つかの実施形態では、テスト信号は、EMGを用いる発作検出のために分析される周波数範囲外の周波数を有する時変信号であり得る。例えば、テスト信号は、約1KHz〜約5KHz又は約2.8KHz〜約3.2KHzの反復周波数を有する波形を含んでいてもよく、発作活動について分析される信号は、約20Hz〜約500Hzの範囲の周波数データを含み得る。幾つかの実施形態では、発作活動について分析される信号は、30Hz〜約240Hzの範囲の周波数データを含んでいてもよく、テスト信号は、約1KHz〜約5KHz又は約2.8KHz〜約3.2KHzの反復周波数を有する波形であり得る。
テスト信号は、参照電極又は共通電極20に印加され、参照電極又は共通電極20は、図1に示されるように、検出増幅器22の参照入力21に接続され得る。電極20は、患者の皮膚に取り付けられるように更に構成され得る。検出システム10は一対の検出電極24、26を含み得、これらも患者の皮膚に取り付けられるように構成され得る。検出電極24、26は、検出増幅器22の反転入力28及び非反転入力30に接続されていてもよく、入力28、20間の電位又は電圧の任意の差は、電極24、26近傍から発せられた筋活動からの局所電気信号の高感度検出を促進するように増幅され得る。テスト信号又はテスト信号の一部は更に、例えば、テスト信号振幅、電極20、24、26の相対位置決め、皮膚と1組の電極(20、24、及び26)間に配置される他の組織の相対インピーダンス、並びに電極20、24、及び26の入力インピーダンスに依存する強度で、電極24、26に存在し得る。幾つかの実施形態では、電極20、24、26の集まりは、別個に提供されてもよく、又は取り付けユニット(mounting unit)内で一緒に提供されてもよい。例えば、取り付けユニットはスロットを含んでいてもよく、スロット内に個々の電極が挿入され、且つ/又は集積組立体内に一緒に再現可能に位置決めされ得る。
幾つかの実施形態では、印加されたテスト信号の強度及び電極の位置決めは、印加されたテスト信号の少なくとも一部が1つ又は複数の検出電極に存在するように調整され得る。例えば、幾つかの実施形態では、約1mV〜約750mVのテスト信号が、一対の検出電極から一般に約0.5cm〜約3cmの箇所に配置され得る共通電極に印加され得る。テスト信号は、高調波歪みが低い正弦波を生成するのに十分に大きくしてもよく、幾つかの実施形態では、テスト信号は、適した強度であり、EMG検出に使用される帯域幅領域内のテスト信号から高調波信号の存在を最小にするのに十分に低い高調波歪みであり得る。
幾つかの実施形態では、検出電極24、26は、差動検出増幅器に接続され、環境に典型的であり得るか、又は検出領域から離れた所で生成され、検出が意図される筋活性化からの信号に関連しないノイズ成分等の電極間で共通する任意の信号は、拒絶され得る。例えば、当分野で理解されるように、検出増幅器22は、差動増幅器であってもよく、検出電極24、26のそれぞれに存在し得る信号成分の同相除去(common−mode rejection)性能を有するものとして特徴付けられ得る。テスト信号は、検出電極24、26のそれぞれで等しい振幅で存在し、したがって、低感度で検出される傾向があり得る。しかしながら、幾つかの実施形態では、システム10は、システムが適切に接続されている(且つセンサ電極が皮膚との適切な接触を維持する)場合、検出増幅器22の入力28、30間に不均衡電位32(imbalance potential)を維持するように構成されていてもよく、その不均衡電位は印加されたテスト信号に関連し得る。したがって、不均衡電位はテスト信号に関連し得るため、テスト信号は連続してモニタされ、高感度で検出され得る。例えば、幾つかの実施形態では、システム10は、電極が皮膚に適切に接触している場合、約0.1mV〜約10mV又は典型的には約0.5mV〜約2mVの不均衡電位32を維持するように構成され得る。
幾つかの実施形態では、電極の相対位置及び/又は電極24、26の相対インピーダンス値は、不均衡な電位又は電圧32の存在を促進するように調整され得る。例えば、電極24又は26の一方の相対インピーダンス値の低減は、インピーダンスが低減された電極で収集される任意の信号の電位降下の大きさを低減し、したがって、電極からの電位出力(又はインピーダンスが低減された電極に接続された増幅器入力での電位)は上がり得る。電極(20、24、及び26)のそれぞれが皮膚との接触完全性を維持する場合、電極接点及び電極間の隣接皮膚は、テスト信号を共通電極20から検出電極24、26のそれぞれに接続し得るが、検出電極24、26の出力における電位は、上述したインピーダンス不均衡により、わずかに異なり得る。したがって、幾つかの実施形態では、テスト信号が2つの検出電極24、26にわたり異なる電位降下を受け得るため、不均衡な電位又は電圧32が促進され得る。
幾つかの実施形態では、電極24、26は、約2KΩ〜約20KΩの入力抵抗値(又は約3KHzでの同様のインピーダンス)を有し得るが、電極24、26の一方は、他方の電極よりも約1%〜約10%大きさが低い入力抵抗を含み得る。幾つかの実施形態では、検出電極の1つ又は複数は、電極又は電極/素子組合せにわたる電位降下を調整するのに適する抵抗素子を含み得るか、又は同抵抗素子に接続されていてもよく、したがって、不均衡電位32を変更又は設定し得る。例えば、電極24、26のそれぞれは、約2KΩ〜約20KΩの入力抵抗値を有し得るが、電極の一方は、電極24、26の抵抗値の約1%〜約10%である抵抗に直列接続され得る。例えば、電極は、約2KΩの入力抵抗を有し得るが、電極の一方は、電極の抵抗値の約20Ω〜約200Ωである抵抗に直列接続され得る。さらなる例として、電極は約20KΩの入力抵抗を有し得るが、電極の一方は、電極の抵抗値の約200Ω〜約2KΩである抵抗に直列接続され得る。幾つかの実施形態では、検出電極24、26のうちの少なくとも一方は、電極及び/又は接続された素子及び電極の組合せにわたる電圧降下を変更するのに適するように、素子に接続され得る。
幾つかの実施形態では、回路要素は、検出電極24、26のうちの少なくとも一方に含まれ得るか、又は増幅器入力28、30のうちの少なくとも一方に繋がる回路経路に沿って追加されてもよく、要素は、高周波数値ではより大きく、低周波数値ではより低いインピーダンス値を有し得る。したがって、幾つか(しかしながら、全てではない実施形態)では、不均衡電位は周波数依存であり得る。例えば、検出電極の一方又は追加された回路要素は、テスト信号の周波数においてあるインピーダンスを有し得るが、そのインピーダンスは、テスト信号周波数よりも低い周波数の信号では低くなり得る。幾つかの実施形態では、検出電極24、26と増幅器入力28、30との間に繋がる回路経路のいずれか一方又は両方は、容量性要素(capacitive element)又は1つ又は複数の抵抗、キャパシタ、及び/又はインダクタの組合せを含み、インピーダンスを調整し、且つ/又はインピーダンスを周波数依存にし得る。例えば、上述した要素の1つ又は複数は、適するフィルタとして構成され得る。幾つかの実施形態では、ローパスフィルタが、検出電極24、26の一方と増幅器入力28、30との間に追加されてもよく、不均衡32は周波数依存であり得る。例えば、不均衡32は、システム10が適切に接続されている場合、約1KHzを超える周波数では第1の電位にて維持(例えば、約0.1mV〜約10mVの電位を維持)され得るが、はるかに低い値(例えば、約50マイクロボルト未満)では、インピーダンスの低周波成分(例えば、約500Hz未満の周波数)のみが存在し得る。
幾つかの実施形態では、不均衡は、約0.1mV〜約10mVの範囲又は典型的には約0.5mV〜約2mVの範囲に能動的又は受動的に制御され得る。それらの範囲内で、テスト信号の高感度検出を促進するために、適する不均衡電位が存在し得る。テスト信号は一般に、不均衡電位32の値が高いほど、より検出可能であり得るが、高すぎる不均衡電位32は一般に、増幅器22の同相除去比に影響を及ぼし得る。例えば、不均衡電位が高すぎる場合、不要なノイズ源が増幅器22に不注意で結合されて、筋肉関連信号が区別される背景信号が、高感度検出に望ましい場合よりも高くなり得る。システム10では、EMG検出回路も増幅器22を介して指向され、一般に、システム感度を改善するために、高い同相除去が望まれ得る。したがって、約0.1mV〜約10mVの不均衡電位32は、驚くことに、筋活性化からの信号及びテスト信号の両方が、システムノイズを超えるレベルで検出回路に存在し、それぞれが適切な回路を使用して検出可能な妥協値であり得る。さらに、システム10は、テスト信号及び筋活性化からの電気信号の両方を連続して検出するように構成されてもよい。例えば、システム10は、システムをテスト信号のモニタに適する状態と筋活性化から導出される電気信号のモニタに適する状態とで周期的に切り換えることなく、テスト信号及び筋活性化からの信号の両方を能動的にモニタし得る。さらに、歩行設定で患者をモニタするために、電池を最小化する要件が有益であり得る。システム10では、テスト信号及び筋活動からの信号の両方を増幅する共有増幅器22が使用され、複数の増幅器及び/又は信号経路に対する必要性(及び関連付けられた追加の回路要素に付随するエネルギー使用又は消失)が低減され得る。
上述したように、電位不均衡32の値は一般に、検出増幅器22の同相除去比及び全体的なシステムノイズに影響し得、幾つかの実施形態では、システム10は、システムが皮膚に適切に接続されている場合、有限な(finite)不均衡32で動作するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、システム10は、システム較正中の電位を直接測定することによって不均衡電位32をモニタするように構成され得る。幾つかの実施形態では、システム10は、較正中の検出テスト信号の強度をモニタするように構成され得る。例えば、システム10の1つ又は複数の要素は調整可能であり得、幾つかの実施形態では、システムが患者に適切に接続される場合、調整が使用されて、システムを較正し、有限な不均衡電位32又は検出可能なテスト信号を維持し得る。例えば、較正中の不均衡は、約0.1mV〜約10mV又は約0.5mV〜約2mVの値を有するように制御され得る。非限定的な例として、生成又は印加されるテスト信号の強度及び又は電極に接続された1つ若しくは複数の電極若しくは要素のインピーダンスは、較正中に不均衡32を設定するように調整され得る。例えば、検出電極に接続され得る上述した任意の抵抗又は抵抗素子は、例えば、可変抵抗であり得る。幾つかの実施形態では、不均衡32は、電極が患者の皮膚に取り付けられている場合、直接測定してもよく、不均衡32が期待される範囲内にない場合、システムは較正されていないと見なされ得る。幾つかの実施形態では、不均衡32は、テスト信号の検出可能レベルをノイズレベルよりも上に維持するのに適するレベルに設定又は調整され得る。例えば、検出の適する感度が、所定の閾値を超える不均衡でのみ達成される場合、システムは、仕様内にないことの警告を送出し得る。幾つかの実施形態では、不均衡32は、テスト信号の検出に適するレベルに設定又は調整され得るとともに、検出増幅器22の最小同相除去を維持するようにも設定又は調整され得る。例えば、テスト信号の検出に適する感度が、較正中に達成されるが、閾値同相除去比が満たされない場合、システムが較正されておらず、且つ/又は不適切に接続されていることの警告が示され得る。幾つかの実施形態では、検出されるテスト信号の強度は、較正中にモニタしてもよく、幾つかの実施形態では、検出されるテスト信号の強度が低い場合、印加されるテスト信号の強度は増大されてもよい。例えば、印加されるテスト信号は、幾つかの実施形態では、増幅器18の利得、電圧源14の大きさ、ルックアップテーブルの値、又はそれらの組合せを調整することによって増大されてもよい。
システム10では、テスト信号及びEMG信号のそれぞれは、処理のために検出増幅器22に接続され、検出増幅器22の出力は、両信号から導出される信号を含み得る。さらに、図1に示されるように、増幅器22は、アナログ/デジタル変換器34に接続され得る。アナログ/デジタル変換器34から提供されるデジタル出力は、分析及び/又は視覚化のためにマイクロプロセッサ(図示せず)に供給され得る。クロック又は発振要素19は、アナログ/デジタル変換器34又は内部で接続された関連付けられたマイクロプロセッサのいずれかに接続され、以下に更に説明するように、検知信号の生成及び分析を同期するのに使用され得る。
幾つかの実施形態では、バンドパス又はハイパスフィルタ(図示せず)が回路経路の検出増幅器22とアナログ/デジタル変換器34との間に追加されてもよく、テスト信号を検知する感度を改善するために、フィルタが選択され得る。例えば、注入されたテスト信号は、約1KHz〜約5KHz又は約2KHz〜約4KHzの周波数を有していてもよく、幾つかの実施形態では、適するバンドパスフィルタは、筋活動に関連付けられた成分を含む他の周波数成分からテスト信号周波数を分離するよう追加され得る。幾つかの実施形態では、検出システム10は、3KHzテスト信号を検知するとともに、約20Hz〜約500Hzの1つ又は複数の周波数帯を検知するようにも構成され得る。約20Hz〜約500Hzの周波数内で検知されたデータは、例えば、筋活性化に関連し、発作活動に相関し得る1つ又は複数の値を計算するのに使用され得る。幾つかの実施形態では、収集された信号が発作活動に対応するか否かの判断は、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み得る。例えば、幾つかの実施形態では、閾値は、T二乗統計値、複数のEMGデータバーストの検出、特徴的なGTC波形の検出、又はそれらの組合せの1つに関連付けられ得る。
図1では、テスト信号及び筋肉から発せられる電気活動は両方とも、好都合なことに、共通回路を使用してモニタされ、幾つかの実施形態では、信号は、単一の検出増幅器を使用してモニタされ得る。図2は、検出システム40の別の実施形態を示し、検出システム40は、電極接触完全性をモニタする能力も含み、テスト信号及び筋活動を検出する別個の回路経路を含む。明確にするために、検出システム10及び40の幾つかの実施形態において同様であり得るか、又は関連する機能を果たし得る要素は、同じ参照番号で記されている。検出システム40において、テスト信号が生成され、且つ/又は回路経路12に沿って調整され得、システム10のように、テスト信号は時変信号であり得る。検出電極24、26は、検出増幅器22に接続され、電極から収集された信号又は電極間の差動信号が増幅され得る。しかしながら、検出システム10の実施形態とは異なり、システム40では、検出電極24、26のいずれか一方又は両方も対応する回路経路42、44に接続され得る。信号経路42、44のそれぞれは、印加されたテスト信号の存在をモニタするのに適切な処理要素を含み得る。筋活動から導出される信号は、増幅器22に関連付けられた回路を使用して指向されるとともにモニタされ得るため、テスト信号周波数を通すことに高度に選択的であり得る高除去比バンドパス又はハイパスフィルタ等の高効率周波数依存回路要素が、発作特徴のモニタリングに有用な周波数内の信号を低下させる危険性なく、信号経路42、44に沿った任意のポイントに含められてもよい。
幾つかの実施形態では、信号経路42、44は、増幅器46、48及びアナログ/デジタル変換器50、52を含み得る。増幅器46、48は差動増幅器であり得るが、より単純且つ/又はエネルギー効率的な加算増幅器であってもよい。幾つかの実施形態では、バンドパス又はハイパスフィルタが含まれるか、又はテスト信号の検出を強化するのに適切な他の要素が追加されていてもよい。アナログ/デジタル変換器50、52から提供されるデジタル出力は、分析のために1つ又は複数のマイクロプロセッサ(図示せず)に供給され得る。さらに、システム40では、検出増幅器22からの出力は、アナログ/デジタル変換器34によって処理され得る。幾つかの実施形態では、ローパスフィルタは、例えば、増幅器22とアナログ/デジタル変換器34との間に追加されて、筋活性化からの信号を検出する感度を強化し得る。アナログ/デジタル変換器(34、50、及び52)のいずれか1つ又は関連付けられたマイクロプロセッサは、クロック又は発振要素19を使用して、本明細書において更に説明するようにトリガされ得る。
上述したように、検出システム10、40のそれぞれは、テスト信号を生成し(例えば、回路経路12を使用して)、テスト信号を1つの電極に注入し、収集及び処理に続けてテスト信号を検出するように構成され得る。例えば、印加されたテスト信号の検出は、1つ又は複数のマイクロプロセッサに供給され得る信号の分析を含み得る。信号は、一連の離散した分析時間窓(a series of discrete analysis time windows)にわたり信号を収集するか、又は分割することによって分析されてもよく、幾つかの実施形態では、分析時間窓は、生成されたテスト信号の時間変動に相関し得る。例えば、検知信号は、生成されたテスト信号周期の既知の倍数である持続時間の時間窓に分割され得る。したがって、幾つかの実施形態では、検知信号の分析に使用される時間窓は、印加されたテスト信号が発信する時間周期に関連し得る。更なる実施形態では、検知信号を分析する時間窓の持続時間は、印加されたテスト信号の周期に関連し得、時間窓と印加されたテスト信号との位相は一定に保持され得る。
印加されたテスト信号の周期と検知信号を分析する時間窓との相関は、非限定的な例として、アナログ/デジタル変換器(34、50、若しくは52)の少なくとも1つ又は関連付けられたマイクロプロセッサの集積回路及びテスト信号を作成するか、若しくは作り出すのに使用される1つ又は複数の要素(例えば、回路経路12に関連付けられた要素)の動作を同期することによって達成され得る。例えば、回路の分析側で使用される少なくとも1つの要素及びテスト信号の生成に使用される1つの要素が同期され得る。幾つかの実施形態では、分析窓及びテスト信号生成の相関は、共通クロック又は発振要素を使用して、分析窓及びテスト信号の生成に使用される1つの要素(例えば、デジタル/アナログ変換器16)をトリガすることによって達成され得る。例えば、検知信号の周波数変換の積分及び/又は実行の開始時間及びテスト信号の生成に使用される1つの要素のトリガは、同じクロック信号で設定され得るか、又は同じクロック信号に基づき得る。例えば、幾つかの実施形態では、アナログ/デジタル変換器(34、50、及び/又は52)の1つからのデータのサンプリングは、生成中、テスト信号のセグメント化と同期してトリガされ得る。例えば、デジタル/アナログ変換器16が、テスト信号をセグメント化するためにルックアップテーブルの値を使用する都度(又は整数の回数のそれぞれで)、アナログ/デジタル変換器(34、50、及び/又は52)は、分析のためにデータをマイクロプロセッサに送信し得る。したがって、所与の分析窓内で、検知データもテストパルスと同期してセグメント化され得る(検出側で)。さらに、データセグメント化のレートは、検知信号の検出側及びテストパルスの生成側の両方で既知であり得るため、分析窓は、生成されたテスト信号の周期(又は整数の周期)に一致するセグメント数を含むように定義され得る。さらに、この手法では、テストパルスの処理中、例えば、テスト信号のセグメント化と分析窓に使用されるデータのサンプリングとの間で生じ得る任意の位相遅延は、一定のままであり得る。したがって、分析窓(又は分析窓内の離散したデータ値)のタイミング及び長さ並びにテスト信号周期は、一定の位相関係を維持し得、再現可能に同期し得る。
テストパルスが回路の検出側で検知される場合、分析窓は、最大振幅及び/又は最小振幅の1つ又は複数の整数のピークを繰り返し含み得るため(及びテストパルスの検知は適切な電極接触に依存し得るため)、検知信号のピークツーピーク変動は、電極の接触完全性が維持される場合、最小化され得る。例えば、上述したように、生成及びサンプリングの同期は、未知数のピーク最大及び/又は最小値のランダムな変動を阻止し得る。したがって、幾つかの実施形態では、テスト信号の1つのみの周期がサンプリングされる場合(すなわち、テスト信号の1つの周期であるサンプル窓を用いる場合)であっても、テストパルスは高い信頼性で検出され得る。
例えば、図3では、デジタル/アナログ変換器16から出力される時変テスト信号が、アナログ/デジタル変換器34、50、52の1つから出力され得る等の信号を分析する窓と一緒に概略的に示されている。図3に示されるように、窓のサンプリング及びテスト信号の生成は両方とも、共通の発振器からトリガされるため、位相遅延は既知であるか、又は一定であり得、信頼性が高く整数の最大及び/又は最小値ピークが、任意の分析窓内で検出され得る。テスト信号から他の信号成分を区別するために、データは、テスト信号の周期性に一致する反復特徴の存在について分析され得る。例えば、幾つかの実施形態では、収集された時間窓についてのデータは、正及び/又は負の振幅ピークの数が期待値に一致する場合、振幅が適切に高い場合、又はシステム遅延が1つ若しくは複数の分析窓で再現可能に検出される場合、テスト信号を示し得る。幾つかの実施形態では、収集された時間窓についてのデータは、正及び/又は負振幅ピークの数が期待値に一致し、合計信号のピーク又は整流値が閾値レベルに達する場合、テスト信号の検知を示し得る。
筋電図検査法を使用して発作活動についてセンサシステムをモニタし、センサに含まれる少なくとも1つの電極の皮膚接触完全性をチェックする方法60を図4に示す。ステップ62において、電気活動がモニタされ得るとともに発作特徴に関連し得る患者の少なくとも1つの筋肉又はその近傍にセンサ電極が配置され得る。例えば、好ましい実施形態では、一対の検出電極が、関心のある筋肉(上腕二頭筋又は上腕三頭筋等)に配置され得、共通電極又は参照電極が、一対の検出電極から適切な距離に配置され得る。共通電極は、例えば、電気的に関連しない組織の領域又は関心のある電気信号が比較的存在しない組織の領域の近傍に配置され得る。
ステップ64において、既知の周期性のテスト信号が生成され、且つ/又はセンサシステムの中に含まれる電極に印加され得る。例えば、テスト信号は、双極検出構成で配置されるセンサ電極の共通電極に印加され得る。幾つかの実施形態では、テスト信号は、約1KHz〜約5KHz信号、2KHz〜約4KHz、又は約3KHzの周波数を有し得る。テスト信号データは、例えば、クロック又は発振器を使用して確立された周期性を有する一連のセグメントで生成され得る。印加されたテスト信号の強度及び電極の位置決めは、印加されたテスト信号の少なくとも一部が1つ又は複数の検出電極に存在するように調整され得る。例えば、幾つかの実施形態では、約1mV〜約750mVのテスト信号が、一対の検出電極から一般に約0.5cm〜約3cmに配置された共通電極に印加され得る。
ステップ66において、信号は、1つ又は複数の検出電極において収集され得る。例えば、信号は、テスト信号の一部及び筋活性化からの信号(存在する場合)を含み得る。幾つかの実施形態では、信号の収集は、一対の検出電極を使用して達成されてもよく、検出電極の入力インピーダンスは約2KΩ〜約20KΩである。幾つかの実施形態では、検出電極の入力インピーダンスは等しくてもよく、電極での概ね同じ入力電圧の印加は、平衡された出力信号を生成し得る。他の実施形態では、検出電極の入力インピーダンスは、非平衡であり得、検出電極に概ね同じ電圧が印加される場合、不均衡電位が存在し得る。
ステップ68において、収集された検出電極信号(EMG信号)は処理され得る。例えば、検出電極から収集された信号は、EMG信号及び印加されたテスト信号を含み得る。幾つかの実施形態では、収集された検出電極信号の処理は、非限定的な例として、信号を1つ又は複数の増幅器に向けること、1つ又は複数のフィルタ(テスト信号データ又は筋活性化から生じた信号のいずれかを分離するのに使用するフィルタ等)の適用、検知信号データのセグメント化、アナログデータのデジタル化、他の処理、及びそれらの任意の組合せを含み得る。
ステップ70において、収集された信号は発作活動の特徴について分析され得る。例えば、幾つかの実施形態では、収集された信号は、非限定的な例として、閾値T二乗統計値、振幅バーストの存在、特徴的GTC波形の検出、又はそれらの組合せを含む発作活動に関連する1つ又は複数の特徴又は閾値の存在について分析され得る。
ステップ72において、収集された信号は、検出されたテスト信号の存在について分析され得る。幾つかの実施形態では、テスト信号の存在について分析された信号は、テスト信号の生成中のセグメント化に相関するようにセグメント化され得る。例えば、分析された信号及び生成されたテスト信号は、持続時間及び/又は位相において同期され得る。
ステップ74において、検出されたテスト信号の存在に基づいて、1つ又は複数のセンサ電極が皮膚に適切に接触しているか否かが判断され、かつ適切なアクションが取られ得る。例えば、テスト信号が検出されないか、又は閾値レベルに満たないと判断される場合、警告が示され得る。
開示される方法及び装置並びのそれらの利点について詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明から逸脱せずに、様々な変更、置換、及び代替が本明細書において行われ得ることを理解されたい。さらに、本願の範囲は、本明細書に記載されるプロセス、機械、製造、組成又は物質、手段、方法、及びステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。例えば、「含む」という言葉の使用は、「備える」という言葉が解釈されるように、すなわち、オープンエンドとして解釈されるべきである。本開示から容易に理解されるように、本明細書において記載される対応する実施形態とほぼ同じ機能を実行するか、又はほぼ同じ結果を達成する、現在存在するか、又は後に開発されるプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、又はステップが利用可能である。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、又はステップを範囲内に包含することが意図される。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
[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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
JP2017238725A 2013-10-23 2017-12-13 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 Expired - Fee Related JP6445122B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361894793P 2013-10-23 2013-10-23
US61/894,793 2013-10-23

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016524597A Division JP6262340B2 (ja) 2013-10-23 2014-10-22 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018038889A JP2018038889A (ja) 2018-03-15
JP6445122B2 true JP6445122B2 (ja) 2018-12-26

Family

ID=52993508

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016524597A Expired - Fee Related JP6262340B2 (ja) 2013-10-23 2014-10-22 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
JP2017238725A Expired - Fee Related JP6445122B2 (ja) 2013-10-23 2017-12-13 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

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016524597A Expired - Fee Related JP6262340B2 (ja) 2013-10-23 2014-10-22 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

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10342451B2 (ja)
EP (1) EP3060114A4 (ja)
JP (2) JP6262340B2 (ja)
AU (1) AU2014340147B2 (ja)
CA (1) CA2926112A1 (ja)
MX (1) MX357089B (ja)
WO (1) WO2015061459A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10945653B2 (en) * 2015-06-12 2021-03-16 Koninklijke Philips N.V. Surface electromyography system, recorder and method
US10799180B2 (en) * 2015-11-14 2020-10-13 Zeto, Inc. System and method for testing contact quality of electrical-biosignal electrodes
US11020035B2 (en) 2016-02-01 2021-06-01 Epitel, Inc. Self-contained EEG recording system
JP6575642B1 (ja) * 2018-06-28 2019-09-18 Smk株式会社 筋評価システム
WO2020113024A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Brain Sentinel, Inc. Methods and systems for detecting loose electrodes
JP2022074177A (ja) * 2019-03-25 2022-05-18 シャープ株式会社 生体情報測定用ハーネスおよび生体情報処理システム
US11451366B2 (en) * 2020-01-16 2022-09-20 Mediatek Inc. Lead-on detection circuitry of biopotential acquisition system
US20210307672A1 (en) 2020-04-05 2021-10-07 Epitel, Inc. Eeg recording and analysis
GB2613144A (en) * 2021-10-22 2023-05-31 Emteq Ltd Method and apparatus for determining a measure of contact of EMG sensors
US12070318B2 (en) 2022-10-19 2024-08-27 Epitel, Inc. Systems and methods for electroencephalogram monitoring

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141351A (en) 1977-09-12 1979-02-27 Motorola, Inc. ECG electrode impedance checking system as for emergency medical service
US4577639A (en) 1984-11-08 1986-03-25 Spacelabs, Inc. Apparatus and method for automatic lead selection in electrocardiography
US5002064A (en) 1985-08-09 1991-03-26 Allain Joseph L Portable life detection monitor including lead fail detector and unique signal processing system
US4917099A (en) 1988-07-13 1990-04-17 Physio-Control Corporation Method and apparatus for differential lead impedance comparison
US5197479A (en) 1991-05-13 1993-03-30 Mortara Instrument Automatic electrode channel impedance measurement system for egg monitor
SE9601387D0 (sv) 1996-04-12 1996-04-12 Siemens Elema Ab Anordning för övervakning av för upptagning av fysiologiska mätsignaler avsedda mätelektroder samt deras tilledningar
US6270466B1 (en) * 1996-05-24 2001-08-07 Bruxcare, L.L.C. Bruxism biofeedback apparatus and method including acoustic transducer coupled closely to user's head bones
US6007532A (en) 1997-08-29 1999-12-28 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for detecting loss of contact of biomedical electrodes with patient skin
IL129508A (en) * 1999-04-19 2006-12-31 Medisense Technologies Interna A system for detecting smooth muscle activity and a method for it
US6487449B1 (en) 2000-05-23 2002-11-26 Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. Method and apparatus for reducing noise and detecting electrode faults in medical equipment
US6597942B1 (en) 2000-08-15 2003-07-22 Cardiac Pacemakers, Inc. Electrocardiograph leads-off indicator
US6882166B2 (en) 2001-07-06 2005-04-19 Aspect Medical Systems, Inc. System and method for measuring the validity of a bioelectric impedance measurement in the presence of interference
US6625487B2 (en) 2001-07-17 2003-09-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Bioelectrical impedance ECG measurement and defibrillator implementing same
CN1767873B (zh) * 2003-04-01 2012-03-28 麦道科技有限公司 监控肌肉活动的方法和用于监控肌肉活动的设备
JP2007508095A (ja) 2003-10-17 2007-04-05 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 個体との生体電気相互作用を実施するための装置及びオンデマンドリードオフ検出を行なうための方法
US8068905B2 (en) 2004-02-26 2011-11-29 Compumedics Limited Method and apparatus for continuous electrode impedance monitoring
US9820658B2 (en) * 2006-06-30 2017-11-21 Bao Q. Tran Systems and methods for providing interoperability among healthcare devices
US8315693B2 (en) * 2006-02-28 2012-11-20 Physio-Control, Inc. Electrocardiogram monitoring
US7818058B2 (en) 2006-08-25 2010-10-19 Ivy Biomedical Systems, Inc. Automated ECG lead impedance measurement integrated into ECG gating circuitry
CA2675438A1 (en) 2007-01-15 2008-07-24 Impedimed Limited Monitoring system
US8444559B2 (en) 2007-05-04 2013-05-21 Reproductive Research Technologies, Lp Skin impedance matching system and method for skin/electrode interface
US8089283B2 (en) 2007-08-10 2012-01-03 Consolidate Research, Inc. Apparatus and method for high-speed determination of bioelectric electrode impedances
CN101902960B (zh) * 2007-09-21 2013-11-06 太阳星瑞士有限公司 电极连接监测
WO2009146214A1 (en) * 2008-04-18 2009-12-03 Corventis, Inc. Method and apparatus to measure bioelectric impedance of patient tissue
TWI503101B (zh) * 2008-12-15 2015-10-11 Proteus Digital Health Inc 與身體有關的接收器及其方法
US8838226B2 (en) * 2009-12-01 2014-09-16 Neuro Wave Systems Inc Multi-channel brain or cortical activity monitoring and method
US8469981B2 (en) * 2010-02-11 2013-06-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Rotatable cutting implement arrangements for ultrasonic surgical instruments
US8909333B2 (en) 2010-02-24 2014-12-09 Stmicroelectronics S.R.L. Device for measuring impedance of biologic tissues
EP2561614B1 (en) * 2010-04-22 2019-01-02 Koninklijke Philips N.V. Skin contact detector
US9980662B2 (en) 2010-05-25 2018-05-29 Neurowave Systems Inc. Method and system for electrode impedance measurement
EP3387992A1 (en) * 2010-10-15 2018-10-17 Brain Sentinel, Inc. Method and apparatus for detecting seizures
JP6158799B2 (ja) 2011-07-05 2017-07-05 ブレイン センティネル インコーポレイテッドBrain Sentinel,Inc. 痙攣の検出装置および同装置を作動する方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016538022A (ja) 2016-12-08
AU2014340147B2 (en) 2017-02-02
JP6262340B2 (ja) 2018-01-17
CA2926112A1 (en) 2015-04-30
US20200037913A1 (en) 2020-02-06
MX357089B (es) 2018-06-26
EP3060114A4 (en) 2017-03-22
JP2018038889A (ja) 2018-03-15
MX2016004174A (es) 2016-06-24
EP3060114A1 (en) 2016-08-31
US20160242668A1 (en) 2016-08-25
US10342451B2 (en) 2019-07-09
WO2015061459A1 (en) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6445122B2 (ja) 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
AU2014340147A1 (en) Detecting seizures including loose electrode monitoring
JP4415215B2 (ja) 干渉の存在下での生体電気インピーダンス測定システムおよび方法
US8454505B2 (en) Method and electronic medical device for simultaneously measuring an impedance and a biopotential signal
JP6967556B2 (ja) 手術中に記録された生体信号のノイズ混入を防止するシステムと方法
EP3074778B1 (en) Ultra high impedance sensor with applications in neurosensing
US9554722B2 (en) Electrode connection monitoring
EP2717766B1 (en) Method and apparatus for selecting differential input leads
US20140378859A1 (en) Method of Multichannel Galvanic Skin Response Detection for Improving Measurement Accuracy and Noise/Artifact Rejection
US11596337B2 (en) Methods and systems for operating an intraoperative neurophysiological monitoring system in conjunction with electrocautery procedures
CN112401898B (zh) 一种高精度脑电信号采集方法及装置
KR102203987B1 (ko) 뇌파의 특정 대역 상세 분석을 위한 뇌파 측정 장치
TW201316949A (zh) 即時自主肌力與電刺激誘發肌力量測電路
Patel et al. Evaluating ECG capturing using sound-card of PC/laptop
Anas et al. On-line monitoring and analysis of bioelectrical signals
KR19990066565A (ko) 최적 근육 운동량 경보시스템 및 그 방법
FI20177042A1 (fi) Selektiivinen monikanavamittauksen menetelmä ja laitteisto elektromyografiatutkimuksessa
KR102203988B1 (ko) 피드백 알고리즘을 구비한 뇌파 측정 장치
WO2020113024A1 (en) Methods and systems for detecting loose electrodes
You et al. Adjustable shunt-current intensity circuit and system for current conduction treatment of epilepsy
Rieger et al. Integrated System for Improving Electrical Safety of Biochips
Aviña‐Cervantes et al. A Practical and Cheap Circuit for ECG Sensing and Heart Frequency Alarm
Worthing et al. Portable Blood Pressure Monitoring Using Pulse Transit Time

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180112

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181024

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6445122

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees