JPWO2022174312A5 - - Google Patents

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Claims (27)

ユーザの額に装着されるように構成されたヘッドセットであって、1. A headset configured to be worn on a user's forehead, comprising:
前記ヘッドセット上に配置され、前記ユーザの脳の所定の領域に刺激を提供するように構成された複数の電極と、a plurality of electrodes disposed on the headset and configured to provide stimulation to predetermined regions of the user's brain;
前記複数の電極のうちの１つの電極の第１の側に配置された第１の光学センサであって、該第１の光学センサは、第１の発光器と少なくとも２つの光検出器とを含み、前記第１の発光器は、前記１つの電極の第１の横端に近接して配置されており、前記第１の光学センサの第１の光検出器は、前記第１の発光器の内側の前記第１の横端に近接して配置されており、前記第１の光学センサの第２の光検出器は、前記第１の横端とは反対側の第２の横端に近接して配置されている、第１の光学センサと、a first optical sensor disposed on a first side of one of the plurality of electrodes, the first optical sensor including a first light emitter and at least two light detectors, the first light emitter being disposed proximate a first lateral edge of the one electrode, a first light detector of the first optical sensor being disposed proximate the first lateral edge inside the first light emitter, and a second light detector of the first optical sensor being disposed proximate a second lateral edge opposite the first lateral edge;
前記複数の電極のうちの前記１つの電極の第２の側に配置された第２の光学センサであって、該第２の光学センサは、第２の発光器と少なくとも２つの光検出器とを含み、前記第２の発光器は、前記１つの電極の前記第２の横端に近接して配置されており、前記第２の光学センサの第１の光検出器は、前記第２の発光器の内側の前記第２の横端に近接して配置されており、前記第２の光学センサの第２の光検出器は、前記第１の横端に近接して配置されている、第２の光学センサと、を含み、a second optical sensor disposed on a second side of the one of the plurality of electrodes, the second optical sensor including a second light emitter and at least two light detectors, the second light emitter being disposed proximate the second lateral edge of the one electrode, a first light detector of the second optical sensor being disposed proximate the second lateral edge inside the second light emitter, and a second light detector of the second optical sensor being disposed proximate the first lateral edge;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサは、活動尺度に対応する前記ユーザの脳血液酸素化を示す第１の信号を検出し、前記ユーザの頭皮血液酸素化を示す第２の信号を検出するように構成されている、ヘッドセットと、a headset, the first optical sensor and the second optical sensor configured to detect a first signal indicative of the user's cerebral blood oxygenation corresponding to an activity measure, and a second signal indicative of the user's scalp blood oxygenation;
前記第１の光学センサ、前記第２の光学センサ及び前記複数の電極に通信可能に結合されているコントローラであって、a controller communicatively coupled to the first optical sensor, the second optical sensor, and the plurality of electrodes,
前記第１の信号及び前記第２の信号を受信し、前記第１の信号に基づいて前記ユーザの血液酸素化レベルを決定し、前記第２の信号に基づいて前記ユーザの頭皮酸素化レベルを決定し、かつ、receiving the first signal and the second signal, determining a blood oxygenation level of the user based on the first signal, determining a scalp oxygenation level of the user based on the second signal; and
前記ユーザの脳の前記所定の領域を刺激するように、前記複数の電極のうちの１つ以上を選択的に起動するように構成されている、コントローラとa controller configured to selectively activate one or more of the plurality of electrodes to stimulate the predetermined region of the user's brain;
を含む、システム。Including, the system. 前記第１の光学センサの前記第２の光検出器は、前記第１の発光器よりも前記第１の光学センサの前記第１の光検出器の近くに配置されており、前記第２の光学センサの前記第２の光検出器は、前記第２の発光器よりも前記第２の光学センサの前記第１の光検出器の近くに配置されている、請求項１に記載のシステム。2. The system of claim 1, wherein the second photodetector of the first optical sensor is positioned closer to the first photodetector of the first optical sensor than the first light emitter, and the second photodetector of the second optical sensor is positioned closer to the first photodetector of the second optical sensor than the second light emitter. 前記ヘッドセットは、様々な頭のサイズに適応するように調節可能であり、the headset is adjustable to accommodate a variety of head sizes;
前記コントローラは、前記ユーザの脳の前記所定の領域に刺激を提供するように、前記ユーザのそれぞれの頭のサイズに基づいて前記複数の電極の一部を起動するように構成されている、請求項１に記載のシステム。2. The system of claim 1, wherein the controller is configured to activate a portion of the plurality of electrodes based on a size of the user's respective head to provide stimulation to the predetermined region of the user's brain. 前記ユーザの脳の前記所定の領域は、前記ユーザの前記頭のサイズとは無関係に、前記ユーザの左外側前頭前皮質、前記ユーザの内側前頭前皮質、又は、前記ユーザの内側前頭前皮質と左外側前頭前皮質との間の境界領域の少なくとも１つを含む、請求項３に記載のシステム。4. The system of claim 3, wherein the predetermined region of the user's brain includes at least one of the user's left lateral prefrontal cortex, the user's medial prefrontal cortex, or a border region between the user's medial prefrontal cortex and left lateral prefrontal cortex, regardless of the size of the user's head. 前記コントローラは、The controller:
前記複数の電極のうちの少なくとも１つに対して、刺激パラメータ値に基づいて前記ユーザへの経頭蓋刺激を生成させるように、前記複数の電極のうちの前記少なくとも１つへと刺激指示を送信し、transmitting stimulation instructions to at least one of the plurality of electrodes to cause the at least one of the plurality of electrodes to generate a transcranial stimulation to the user based on stimulation parameter values;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサの少なくとも１つから、前記第１の信号及び前記第２の信号を受信し、receiving the first signal and the second signal from at least one of the first optical sensor and the second optical sensor;
前記第１の信号に基づいて前記ユーザの前記脳血液酸素化レベルを決定すると共に、前記第２の信号に基づいて前記ユーザの前記頭皮血液酸素化レベルを決定し、determining the cerebral blood oxygenation level of the user based on the first signal and determining the scalp blood oxygenation level of the user based on the second signal;
前記血液酸素化レベルから前記頭皮血液酸素化レベルを減算し、それによって活動データを取得する、subtracting the scalp blood oxygenation level from the blood oxygenation level, thereby obtaining activity data.
ように構成されている、請求項１に記載のシステム。The system of claim 1 , configured to: 前記コントローラは、さらに、The controller further comprises:
前記活動データから進行尺度を決定し、前記進行尺度は、少なくとも１つの臨床的に関連する症状に対応する、determining a progression measure from the activity data, the progression measure corresponding to at least one clinically relevant symptom;
ように構成されている、請求項５に記載のシステム。The system of claim 5 , configured as follows: 前記コントローラは、さらに、The controller further comprises:
前記活動データから活動尺度を決定し、determining an activity measure from the activity data;
前記臨床的に関連する症状を治療するために、前記活動尺度に基づいて前記複数の電極のうちの少なくとも１つ以上を刺激するための１つ以上の更新された刺激パラメータ値を決定する、determining one or more updated stimulation parameter values for stimulating at least one or more of the plurality of electrodes based on the activity measure to treat the clinically relevant condition.
ように構成されている、請求項１に記載のシステム。The system of claim 1 , configured to: ユーザの額に装着されるように構成されたヘッドセットであって、1. A headset configured to be worn on a user's forehead, comprising:
第１の発光器と少なくとも２つの光検出器とを含む、第１の光学センサと、a first optical sensor including a first light emitter and at least two light detectors;
第２の発光器と少なくとも２つの光検出器とを含む、第２の光学センサと、を含み、a second optical sensor including a second light emitter and at least two light detectors;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサは、活動データに対応する前記ユーザの脳血液酸素化を示す第１の信号を検出し、前記ユーザの頭皮血液酸素化を示す第２の信号を検出するように構成されている、ヘッドセットと、a headset, the first optical sensor and the second optical sensor configured to detect a first signal indicative of the user's cerebral blood oxygenation corresponding to activity data, and a second signal indicative of the user's scalp blood oxygenation;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサに通信可能に結合されているコントローラであって、a controller communicatively coupled to the first optical sensor and the second optical sensor,
前記第１の信号及び前記第２の信号を受信し、前記第１の信号に基づいて前記ユーザの血液酸素化レベルを決定し、前記第２の信号に基づいて前記ユーザの頭皮酸素化レベルを決定し、receiving the first signal and the second signal, determining a blood oxygenation level of the user based on the first signal, and determining a scalp oxygenation level of the user based on the second signal;
１つ以上のそれぞれのタスクを行う際の前記ユーザのパフォーマンスに関連する１つ以上のスコアを含むタスクデータを決定し、determining task data including one or more scores related to the user's performance in performing one or more respective tasks;
前記血液酸素化レベルから前記頭皮酸素化レベルを減算し、それによって活動データを取得し、subtracting the scalp oxygenation level from the blood oxygenation level, thereby obtaining activity data;
前記活動データ及び前記タスクデータに基づいて症状重症度及び／又は進行尺度を決定するように構成されている、コントローラと、a controller configured to determine a symptom severity and/or progression measure based on the activity data and the task data;
を含む、システム。Including, the system. ユーザの額に装着されるように構成されたヘッドセットであって、1. A headset configured to be worn on a user's forehead, comprising:
第１の発光器と少なくとも２つの光検出器とを含む、第１の光学センサと、a first optical sensor including a first light emitter and at least two light detectors;
第２の発光器と少なくとも２つの光検出器とを含む、第２の光学センサと、を含み、a second optical sensor including a second light emitter and at least two light detectors;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサは、活動データに対応する前記ユーザの脳血液酸素化を示す第１の信号を検出し、前記ユーザの頭皮血液酸素化を示す第２の信号を検出するように構成されている、ヘッドセットと、a headset, the first optical sensor and the second optical sensor configured to detect a first signal indicative of the user's cerebral blood oxygenation corresponding to activity data, and a second signal indicative of the user's scalp blood oxygenation;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサに通信可能に結合されているコントローラであって、a controller communicatively coupled to the first optical sensor and the second optical sensor,
前記第１の信号及び前記第２の信号を受信し、前記第１の信号に基づいて前記ユーザの血液酸素化レベルを決定し、前記第２の信号に基づいて前記ユーザの頭皮酸素化レベルを決定し、receiving the first signal and the second signal, determining a blood oxygenation level of the user based on the first signal, and determining a scalp oxygenation level of the user based on the second signal;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサのそれぞれの前記発光器を点滅周波数で変調して、それによってロックインアンプ効果を作り出し、前記第１の光検出器又は前記第２の光検出器のうちの少なくとも一方によって検出されたそれぞれの反射光信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するように構成されている、コントローラと、a controller configured to modulate the light emitter of each of the first optical sensor and the second optical sensor at a blinking frequency to create a lock-in amplifier effect and improve a signal-to-noise ratio (SNR) of each reflected optical signal detected by at least one of the first optical detector or the second optical detector;
を含む、システム。Including, the system. ユーザの額に装着されるように構成されたヘッドセットであって、1. A headset configured to be worn on a user's forehead, comprising:
前記ヘッドセット上に配置され、前記ユーザの脳の所定の領域に刺激を提供するように構成された複数の電極と、a plurality of electrodes disposed on the headset and configured to provide stimulation to predetermined regions of the user's brain;
複数の光学センサであって、前記複数の光学センサにおける各光学センサは、前記複数の電極のうちの１つの電極に隣接して配置され、発光器、第１の光検出器及び第２の光検出器を含み、前記第１の光検出器は、前記ユーザの脳から反射された光の強度を測定するように構成され、前記第２の光検出器は、前記ユーザの頭皮から反射された光の強度を測定するように構成されている、複数の光学センサと、を含むヘッドセットと、a headset including a plurality of optical sensors, each optical sensor in the plurality of optical sensors disposed adjacent to an electrode of the plurality of electrodes and including a light emitter, a first optical detector, and a second optical detector, the first optical detector configured to measure an intensity of light reflected from the user's brain, and the second optical detector configured to measure an intensity of light reflected from the user's scalp;
前記複数の電極及び前記複数の光学センサに通信可能に結合されているコントローラであって、a controller communicatively coupled to the plurality of electrodes and the plurality of optical sensors,
前記複数の電極のうちの少なくとも１つに対して、刺激パラメータ値に基づいて前記ユーザへの経頭蓋刺激を生成させるように、前記複数の電極のうちの前記少なくとも１つへと刺激指示を送信し、transmitting stimulation instructions to at least one of the plurality of electrodes to cause the at least one of the plurality of electrodes to generate a transcranial stimulation to the user based on stimulation parameter values;
前記ユーザの脳から反射された光の強度を示す第１の信号、及び、前記ユーザの頭皮から反射された光の強度を示す第２の信号を受信し、receiving a first signal indicative of an intensity of light reflected from the user's brain and a second signal indicative of an intensity of light reflected from the user's scalp;
前記第１の信号に基づいて血液酸素化レベルを決定すると共に、前記第２の信号に基づいて頭皮酸素化レベルを決定し、determining a blood oxygenation level based on the first signal and determining a scalp oxygenation level based on the second signal;
前記血液酸素化レベルから前記頭皮酸素化レベルを減算し、それによって前記ユーザの前記脳の所定の領域に関連する活動データを取得するように構成されている、コントローラと、a controller configured to subtract the scalp oxygenation level from the blood oxygenation level, thereby obtaining activity data related to a predetermined region of the user's brain; and
を含む、神経感知及び刺激のためのシステム。A system for neural sensing and stimulation comprising: 前記コントローラは、さらに、The controller further comprises:
前記活動データから抽出された１つ以上の特性に基づいて活動尺度を決定し、前記活動尺度は、前記ユーザの脳の前記所定の領域における神経活動のレベルに対応し、determining an activity metric based on one or more features extracted from the activity data, the activity metric corresponding to a level of neural activity in the predetermined region of the user's brain;
前記活動尺度に基づいて前記複数の電極のうちの少なくとも１つ以上を刺激するための１つ以上の更新された刺激パラメータ値を決定する、determining one or more updated stimulation parameter values for stimulating at least one or more of the plurality of electrodes based on the activity measure;
ように構成されている、請求項１０に記載のシステム。The system of claim 10 configured to: 前記コントローラが、決定された前記活動尺度に基づいて前記１つ以上の更新された刺激パラメータ値を決定するように構成されていることは、The controller is configured to determine the one or more updated stimulation parameter values based on the determined activity measure,
前記活動尺度が閾値未満であるという決定に応答して、前記刺激パラメータ値を増加させ、増加された前記刺激パラメータ値で刺激を再印加することと、in response to determining that the activity measure is below a threshold, increasing the stimulation parameter value and re-applying stimulation at the increased stimulation parameter value;
前記活動尺度が閾値に到達したという決定に応答して、前記刺激パラメータ値をユーザ固有の較正された刺激パラメータとして決定することと、determining, in response to determining that the activity measure has reached a threshold, the stimulation parameter values as user-specific calibrated stimulation parameters;
を含む、請求項１１に記載のシステム。The system of claim 11 , comprising: 前記複数の電極は、前記ユーザの前記頭のサイズとは無関係に、前記ユーザの左外側前頭前皮質、前記ユーザの内側前頭前皮質、又は、前記ユーザの内側前頭前皮質と左外側前頭前皮質との間の境界領域の少なくとも１つを刺激するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。11. The system of claim 10, wherein the plurality of electrodes are configured to stimulate at least one of the user's left lateral prefrontal cortex, the user's medial prefrontal cortex, or a border area between the user's medial prefrontal cortex and left lateral prefrontal cortex, regardless of the size of the user's head. 前記複数の光学センサは、２つの区別可能な波長の光を測定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。The system of claim 10 , wherein the plurality of optical sensors are configured to measure light at two distinguishable wavelengths. 前記光学センサのそれぞれについて、前記第２の光検出器は、前記第１の光検出器よりも前記発光器の近くに配置されている、請求項１０に記載のシステム。The system of claim 10 , wherein for each of the optical sensors, the second photodetector is positioned closer to the light emitter than the first photodetector. 前記コントローラは、さらに、The controller further comprises:
１つ以上のそれぞれのタスクを行う際の前記ユーザのパフォーマンスに関連する１つ以上のスコアを含むタスクデータを決定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。The system of claim 10 , configured to determine task data comprising one or more scores related to the user's performance in performing one or more respective tasks. 前記コントローラは、さらに、The controller further comprises:
前記タスクデータ、又は、前記活動データから抽出された前記１つ以上の特性、のうちの少なくとも１つに基づいて症状重症度を決定し、前記症状重症度及び／又は進行尺度は、少なくとも１つの臨床的に関連する症状に対応する、determining a symptom severity based on at least one of the task data or the one or more features extracted from the activity data, the symptom severity and/or progression measure corresponding to at least one clinically relevant symptom;
ように構成されている、請求項１６に記載のシステム。The system of claim 16 configured to: 前記活動データから抽出された前記１つ以上の特性は、前記複数の光学センサのうちの１つ以上の光学センサの対の間の機能的接続性を含む、請求項１７に記載のシステム。The system of claim 17 , wherein the one or more characteristics extracted from the activity data include functional connectivity between pairs of one or more optical sensors of the plurality of optical sensors. 前記刺激パラメータは、送達される経頭蓋刺激の電圧、電流、周波数、継続時間又はオフセットの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載のシステム。20. The system of claim 18, wherein the stimulation parameters include at least one of a voltage, a current, a frequency, a duration, or an offset of the delivered transcranial stimulation. 前記症状重症度は、右外側前頭前皮質、左外側前頭前皮質、内側前頭前皮質、前記ユーザの内側前頭前皮質と左外側前頭前皮質との間の境界領域、又は、前記ユーザの内側前頭前皮質と右外側前頭前皮質との間の境界領域の少なくとも１つに対応する前記活動データに基づいている、請求項１８に記載のシステム。20. The system of claim 18, wherein the symptom severity is based on the activity data corresponding to at least one of the right lateral prefrontal cortex, the left lateral prefrontal cortex, the medial prefrontal cortex, a border region between the user's medial prefrontal cortex and left lateral prefrontal cortex, or a border region between the user's medial prefrontal cortex and right lateral prefrontal cortex. 前記コントローラは、前記光学センサのそれぞれの前記発光器を点滅周波数で変調して、それによってロックインアンプ効果を作り出し、前記第１の光検出器又は前記第２の光検出器のうちの少なくとも一方によって検出された反射光信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。11. The system of claim 10, wherein the controller is configured to modulate the light emitter of each of the optical sensors at a blinking frequency to create a lock-in amplifier effect and improve a signal-to-noise ratio (SNR) of a reflected optical signal detected by at least one of the first optical detector or the second optical detector. 前記ヘッドセットは、様々な頭のサイズに適応するように調節可能であり、the headset is adjustable to accommodate a variety of head sizes;
前記コントローラは、前記ユーザの脳の前記所定の領域に刺激を提供するように、前記ユーザのそれぞれの頭のサイズに基づいて前記複数の電極の一部を起動するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。11. The system of claim 10, wherein the controller is configured to activate a portion of the plurality of electrodes based on a size of the user's respective head to provide stimulation to the predetermined region of the user's brain. ユーザの額に装着されるように構成されたヘッドセットであって、1. A headset configured to be worn on a user's forehead, comprising:
前記ヘッドセット上に配置され、前記ユーザの脳の所定の領域に刺激を提供するように構成された第１の電極であって、前記第１の電極は、第１の側と、前記第１の側とは反対側の第２の側とを有する、第１の電極と、a first electrode disposed on the headset and configured to provide stimulation to a predetermined region of the user's brain, the first electrode having a first side and a second side opposite the first side;
前記ヘッドセット上に配置され、前記ユーザの脳の所定の領域に刺激を提供するように構成された第２の電極であって、前記第２の電極は、第１の側と、前記第１の側とは反対側の第２の側とを有し、前記第２の電極の前記第１の側は、前記第１の電極の前記第２の側に隣接している、第２の電極と、a second electrode disposed on the headset and configured to provide stimulation to a predetermined region of the user's brain, the second electrode having a first side and a second side opposite the first side, the first side of the second electrode adjacent to the second side of the first electrode;
前記第１の電極の前記第１の側に配置された第１の光学センサと、a first optical sensor disposed on the first side of the first electrode;
前記第１の電極の前記第２の側、かつ、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された第２の光学センサと、を含み、a second optical sensor disposed on the second side of the first electrode and between the first electrode and the second electrode;
前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサのそれぞれは、発光器及び２つの光検出器を含む、ヘッドセットと、a headset, wherein each of the first optical sensor and the second optical sensor includes a light emitter and two light detectors;
前記複数の電極、前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサに通信可能に結合されているコントローラであって、前記コントローラは、前記第１の光学センサ及び前記第２の光学センサから受信されたデータに基づいて、前記ユーザの血液酸素化レベル及び前記ユーザの頭皮酸素化レベルを決定するように構成されている、コントローラと、a controller communicatively coupled to the plurality of electrodes, the first optical sensor, and the second optical sensor, the controller configured to determine a blood oxygenation level of the user and a scalp oxygenation level of the user based on data received from the first optical sensor and the second optical sensor; and
を含む、神経感知及び刺激のためのシステム。A system for neural sensing and stimulation comprising: 前記第１の光学センサの前記２つの光検出器は、前記第１の光学センサの前記発光器から放出された光を検出するように構成されている、請求項２３に記載のシステム。24. The system of claim 23, wherein the two light detectors of the first optical sensor are configured to detect light emitted from the light emitter of the first optical sensor. 前記第１の光学センサの前記２つの光検出器は、前記第１の光学センサ又は前記第２の光学センサの前記発光器から放出された光を検出するように構成されている、請求項２３に記載のシステム。24. The system of claim 23, wherein the two light detectors of the first optical sensor are configured to detect light emitted from the light emitter of the first optical sensor or the second optical sensor. 前記コントローラは、前記第１の光学センサから受信されたデータに基づいて前記ユーザの前記血液酸素化レベルを決定し、前記第２の光学センサから受信されたデータに基づいて前記ユーザの前記頭皮酸素化レベルを決定するように構成されている、請求項２３に記載のシステム。24. The system of claim 23, wherein the controller is configured to determine the blood oxygenation level of the user based on data received from the first optical sensor and to determine the scalp oxygenation level of the user based on data received from the second optical sensor. 前記コントローラは、前記第１の光学センサから受信されたデータに基づいて前記ユーザの前記血液酸素化レベル及び前記ユーザの前記頭皮酸素化レベルを決定するように構成されている、請求項２６に記載のシステム。27. The system of claim 26, wherein the controller is configured to determine the blood oxygenation level of the user and the scalp oxygenation level of the user based on data received from the first optical sensor.
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