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▶ ブレインステム バイオメトリクス インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-22
(45)【発行日】2022-03-03
(54)【発明の名称】眼センサ、システム、及び方法
(51)【国際特許分類】
A61B 3/10 20060101AFI20220224BHJP
A61B 3/113 20060101ALI20220224BHJP
A61B 5/11 20060101ALI20220224BHJP
【ＦＩ】
A61B3/10
A61B3/113
A61B5/11
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2018530685
(86)(22)【出願日】2016-12-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-02-14
(86)【国際出願番号】 US2016065679
(87)【国際公開番号】W WO2017100486
(87)【国際公開日】2017-06-15
【審査請求日】2019-12-09
(31)【優先権主張番号】14/963,177
(32)【優先日】2015-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】518201717
【氏名又は名称】ブレインステム バイオメトリクス インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(72)【発明者】
【氏名】バルテイ マイケル
(72)【発明者】
【氏名】ラスマッセン ブルース
(72)【発明者】
【氏名】シェハビ ヤヒヤ
(72)【発明者】
【氏名】ボルジャー キーラン
(72)【発明者】
【氏名】アクアドロ マーティン
(72)【発明者】
【氏名】フォスター クラーク
【審査官】▲高▼原 悠佑
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２００９／００１５５８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１５９４９８（ＷＯ，Ａ２）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１８０１６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】RYLE, James P. et al. ，Simultaneous drift, microsaccades, and ocular microtremor measurement from a single noncontact far-field optical sensor，Journal of Biomedical Optics，2015年02月，Vol.20, No.2，027004-1~027004-13，<DOI: 10.1117/1.JBO.20.2.027004>
【文献】MCCAMY, Michael B., et al.，Simultaneous recordings of ocular microtremor and microsaccades with a piezoelectric sensor and a video-oculography system，PeerJ，2013年02月12日，Vol.1, e14，pp.1-18，<DOI 10.7717/peerj.14>
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ３／００－３／１８
Ａ６１Ｂ ５／００
Ａ６１Ｂ ５／１１
Ａ６１Ｂ １０／００
ＰｕｂＭｅｄ
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
眼瞼の外面に設けられ、圧電素子を含むセンサが、眼瞼を通して眼球運動を感知し、前記眼球運動に応じた生体信号を生成する、工程と、前記センサからの生体信号を信号プロセッサが受信する工程と、
前記生体信号に基づいて周波数成分及び振幅成分を前記信号プロセッサが生成する工程であって、前記周波数成分が眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数を含み、前記振幅成分がマイクロサッカード（ＭＳ）振幅を含み、前記生体信号から前記ＯＭＴ周波数及び前記ＭＳ振幅が得られる、工程と、
前記周波数成分及び前記振幅成分から、組み合わされたデータセットを前記信号プロセッサが生成する工程であって、前記組み合わされたデータセットが、前記周波数成分、前記振幅成分、及び前記周波数成分と前記振幅成分との間の時間関係を含む、工程と
を含む、方法。
【請求項2】
前記振幅成分が、ＯＭＴ振幅をさらに含み、前記ＯＭＴ振幅が、前記生体信号から得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記組み合わされたデータセットを、少なくとも１つの既知の参照値と比較して、比較を得る工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記生体信号を生成する工程が、前記圧電素子によって、眼球運動に応じて電圧を生成すること、及び
電気接続部に沿って電流を伝達すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記生体信号を増幅して、増幅された生体信号をレンダリングする工程をさらに含み、
前記信号プロセッサにより前記周波数成分及び前記振幅成分を生成する工程が、前記増幅された生体信号を処理することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記周波数成分及び前記振幅成分を生成する工程が、前記信号プロセッサによって前記生体信号を処理することを含み、前記生体信号を処理することが、
ＯＭＴ及びＭＳに起因する眼球運動を分離すること、
前記ＯＭＴ周波数を判定すること、及び
組み合わされたＯＭＴ振幅及びＭＳ振幅、ＭＳパワー、ＭＳ反応性、またはそれらの組み合わせを判定すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
ディスプレイにより結果を表示する工程をさらに含み、前記結果を表示する工程が、
前記周波数成分及び前記振幅成分の表現、前記組み合わされたデータセット、ＭＳ振幅の反応性、またはそれらの組み合わせを提示すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記信号プロセッサにより前記周波数成分、前記振幅成分、前記組み合わされたデータセット、またはそれらの組み合わせを、既知の値、既知のパターン、または既知の値と既知のパターンの両方と比較する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
眼瞼の外面に設けられ、圧電素子を含むセンサが、眼瞼を通して眼球運動を感知し、前記眼球運動に応じた生体信号を生成する、工程と、前記センサからの生体信号を信号プロセッサが受信する工程と、
眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）成分及びマイクロサッカード（ＭＳ）成分を含むパラメータを前記信号プロセッサが導出する工程であって、前記生体信号から前記ＯＭＴ成分及び前記パラメータが得られる、工程と、
前記ＯＭＴ成分及び前記パラメータから、組み合わされたデータセットを前記信号プロセッサが生成する工程であって、前記ＯＭＴ成分が、ＯＭＴ周波数、ＯＭＴ振幅、ＯＭＴ速度、またはそれらの組み合わせから導出され、前記パラメータが、ＭＳ周波数、ＭＳ振幅、ＭＳ速度、またはそれらの組み合わせから導出され、前記組み合わされたデータセットが、前記ＯＭＴ成分、前記パラメータ、及び前記ＯＭＴ成分と前記パラメータとの間の時間関係を組み込む、工程と
を含む、方法。
【請求項10】
前記ＯＭＴ成分が、前記ＯＭＴ周波数から導出される、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記信号プロセッサにより、前記組み合わされたデータセットを、少なくとも１つの既知の参照値と比較して、比較を得る工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記生体信号を生成する工程が、圧電素子によって、眼球運動に応じて電圧を生成すること、及び
電気接続部に沿って電流を伝達すること
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記生体信号を増幅して、増幅された生体信号をレンダリングする工程をさらに含み、
前記信号プロセッサにより前記ＯＭＴ成分及び前記パラメータを導出する工程が、前記増幅された生体信号を処理することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
前記ＯＭＴ成分及び前記パラメータを導出する工程が、前記信号プロセッサによって前記生体信号を処理することを含み、前記生体信号を処理することが、
前記ＯＭＴ周波数に起因する眼球運動を分離すること
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
ディスプレイにより結果を表示する工程をさらに含み、前記結果を表示する工程が、
前記ＯＭＴ成分の表現、前記パラメータ、前記組み合わされたデータセット、反応性、またはそれらの組み合わせを提示すること
を含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の背景
発明の分野
本発明は、監視者（例えば、麻酔医、集中治療医、または臨床医）に、患者の鎮静、意識、及び応答性のレベルを含む患者の脳幹活動または改変された脳幹状態の指標を提供するために、患者の眼球（例えば、角膜／強膜）の１つ以上の固視微動のグラフ及び数値表現を表示する、眼センサ、システム、及び方法に関する。これは、例えば、手術中に患者が麻酔される場合のような、医療または臨床的処置の前、間、及び後に使用され得る。眼センサのセンサは薄く柔軟であり、患者の閉じられた眼瞼の形状に一致することができるか、または、患者の眼球の固視運動に応答する患者の開いた眼瞼の組織ひだ内に位置付けられることができる。
発明の分野
本発明は、監視者（例えば、麻酔医、集中治療医、または臨床医）に、患者の鎮静、意識、及び応答性のレベルを含む患者の脳幹活動または改変された脳幹状態の指標を提供するために、患者の眼球（例えば、角膜／強膜）の１つ以上の固視微動のグラフ及び数値表現を表示する、眼センサ、システム、及び方法に関する。これは、例えば、手術中に患者が麻酔される場合のような、医療または臨床的処置の前、間、及び後に使用され得る。眼センサのセンサは薄く柔軟であり、患者の閉じられた眼瞼の形状に一致することができるか、または、患者の眼球の固視運動に応答する患者の開いた眼瞼の組織ひだ内に位置付けられることができる。
【背景技術】
【0002】
多くの医療処置及び状態の実施及び治療中、麻酔は、患者が鎮静及び無意識にされるように投与される。いくつかの場合において、患者は手術の間ずっと過剰に鎮静され得て、これは患者の神経能力に永久的に影響を与え、場合によって、脳幹死を引き起こし得る。他の状況において、患者は、患者に痛みを供する意識レベルに対して、医療職員に警告する能力を有することなく、鎮静及び不動化下にあり得る。さらに他の場合において、患者の過剰な鎮静は、人工呼吸の持続時間を延ばし得て、鎮静下で患者に意図しない抜管を供することをもたらし得る。
【0003】
長時間にわたって、麻酔または鎮静の深さに関する臨床医が利用可能な情報の一次供給源は、身体的及び／または口頭刺激への患者の体性及び自立性応答に限定されていた。これらの応答は、神経筋遮断薬、自立神経系に影響する薬、及び刺激の非一貫性によって改変及び影響されやすいことが知られている。したがって、これらの応答の存在または不在は、意識のある認識と常に正確に相関せず、それゆえ、患者の無意識状態の深さの不良な指標であり得る。
【0004】
マイクロサッカード（ＭＳ）（それらのより大きな同等物、サッカード運動と混同されるべきではない）は、突発波及び非活動期間を伴う高活動期間によって不安定な単波作用から主に構成され、間隔間の時間、１秒あたり約一回の突発波を単位として典型的に測定される。それゆえ、マイクロサッカードの周波数は、有用であるとしてほとんど報告されず、方向、ピーク速度もしくは加速の存在または欠如及び振幅は、様々な現象の測定値としてより頻繁に報告される傾向がある。他方で眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）は、死亡及び他の稀な状態を除いて、常に継続的に揺れている。かかる小さな振幅を測定する場合、従来の測定技術が変動する傾向があるため、ＯＭＴは、周波数で測定される傾向があり、傾向分析と共に全体の活動レベル認識及び覚醒の指標として使用され、部分的には、約ゼロ～１００Ｈｚの範囲である。ＯＭＴ振幅範囲は、絶対的、及び特に相対的な観点の両方において、マイクロサッカード範囲よりもはるかに狭い。歴史的に有力な高周波数カウントは、反応パワーまたは刺激に対する反応を測定するためではなく傾向に乗っ取った連続的な測定値に使用される測定値の主要な単位である。
【0005】
ＭＳは、「フリック」と適切に名付けられた全ての眼球運動の最高加速及び速度を達成し、これらの運動は、指数関数的にすぐに迅速に上昇すること、同様に、測定レベル未満に等しく迅速に消失または急低下することが知られている。マイクロサッカードの測定値は、視覚実験のために不可欠な値で、対象範囲の外側にあり、典型的には、マイクロサッカード測定システムの検出レベル未満であるＯＭＴを考慮する。本開示まで、従来の知識は、マイクロサッカードイベントマイクロサッカードが、「存在」するか、または「存在」しないかのいずれかであることを教示し、再び、開いた眼の視覚刺激及び作用が検知され得る、覚醒している患者の状態に限定される意識鎮静患者の測定に使用することが提案される機会においてのみ、主要な視覚手段及び起源であることを教示した。
【0006】
センサは、試験を受ける個体のマイクロサッカード（ＭＳ）及び／または眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）に応答する先行技術において既知である。患者の閉じられた眼瞼にわたって接着剤で接着され、患者の眼球の大きな自主的な（例えば、２０度の総偏位）運動を感知するセンサも既知である。しかしながら、既知のセンサは、試験される個体の眼が完全に閉じられ、テープされて閉鎖される場合、手術の間に使用されるのに限定されるように、比較的大きい。小さな微小眼球運動が約５００ナノメートルの振幅を有するため、身体的力及び生物的アーチファクトと同様に外部電気及び電磁干渉によって、これらの運動のセンサは、マスクまたは改変されることに影響されやすい。それゆえ、ここで必要とされるものは、地震及び電気的の両方である望ましくないアーチファクトを低減することによって、及び、所望されない背景の雑音を増幅することもなしに生体信号の情報内容を増幅することによって、（例えば、０．１～４００マイクロメートルの眼球の弧長の偏位の振幅を有する）患者の眼球の固視運動（例えば、ＭＳ及びＯＭＴ）を正確に反映する混じりけのない生体信号を生成することができる改善されたセンサ及びセンサシステムである。
【0007】
眼センサは、固視運動として既知の全範囲の運動を捕捉するために適切な範囲及び感度を測定することができるべきである。このように、眼センサは、より低い限界における最小の記録されたＯＭＴ偏位及びより高い限界上の最大のマイクロサッカード偏位を表す０．１ミクロン～４００ミクロンの弧の動作の長さの眼球周辺の運動を測定することができるべきである。したがって、ＯＭＴの動作の報告された最も広い範囲は、０．１～２．５であり、より一般的には、約１マイクロメートルの弧長の報告された平均偏位を有する０．５～１．５である。したがって、ＭＳの動作の報告された最も広い範囲は、３～４０３であり、より一般的には、約４５ミクロンマイクロメートルの弧長の報告された平均偏位を有する１６～１５１である。周波数に関して、ＯＭＴ成分は、死亡に際してのゼロから、他の珍しい状態では最大２００ヘルツの高さの範囲であり、一般に、健康な覚醒している大人において約８４ヘルツの平均値を有する２０～９０の範囲である。ＭＳ成分は、１ヘルツ未満から最大２５ヘルツまでの範囲であり、一般に、自然共鳴及び追加の突発波期間を含まない１～１３ヘルツの範囲で報告される。報告されたＭＳ値は、主に覚醒している患者の記録から取られ、意識のない患者または抑制された脳幹状態下にある人におけるＭＳの特徴に関して利用可能である利用可能な情報は記録されていない。
【0008】
望ましくないアーチファクトはまた、センサからシステムの他の品目への接続によって導入され得る。測定される運動がとても小さいことを考慮して、センサの任意の運動は、検知されることができる。したがって、信号伝達手段によって伝達される運動からセンサを分離することには、相当の注意があるべきである。加えて、一旦センサが眼のいくつかの運動を検知し、信号を生成すると、信号（例えば、電気的）は、試験環境に存在する干渉から保護されていなければならず、信号の統合性を維持するために、大きな配慮が払われなければならない。
【0009】
いくつかの従来の眼球マイクロトレモアセンサを患者の眼瞼に取着することが、患者の眼球における抑制を創出する眼瞼に適用される集束された圧力をもたらし得ることが分かっている。集中された圧力を患者の眼球に適用する従来のセンサの時として侵襲的な性質は、経時的に患者の不快感を引き起こし得る。この及び他の場合において、患者の眼の動作に応答することができるように、その適切な位置配置を確実にするために、従来のセンサは追加の介入及び制御を必要とし得る。さらに重要なことに、患者は、患者の眼球に適用される圧力によって引き起こされる不快感を避けるために従来のセンサを着用することに抵抗することがある。
【0010】
さらに、その適用を最大化するために、患者が完全にまたは部分的に寝ているか、または覚醒している間、及び患者の眼瞼が完全に閉じられている、完全に開いている、または開いているのと閉じているのとの間に瞬きする間に、固視運動に応答する個体の閉じた眼瞼またはそれらの組織ひだに直接取り付けられることができるように、改善されたセンサは低コストで、汚染を避けることができ、コンパクトであるべきである。この同じ観点では、患者が実質的にその存在に気付かないほど快適に装着されるように、不快な集束された圧力を患者の眼に適用することを避け、便利な様式で容易に取り付けられるように、センサは十分に柔軟でなければならない。
【発明の概要】
【0011】
一般的には、監視者（例えば、麻酔医、集中治療医、臨床医など）に、患者の鎮静、応答性、及び意識のレベルを含む、患者の脳幹活動または変化した脳幹状態のレベルについての信頼できる指標を提供するための用途を有する眼センサ、システム、及び方法が開示される。手術中に患者に投与される麻酔の場合のように、医療処置または評価の前、間、及び後。０．１～４００マイクロメートルの眼球の弧長の偏位の振幅を有する患者の固視運動（例えば、角膜／強膜）に応答するように、眼センサは、例えば、患者の閉じられた眼瞼にわたって、または患者の開かれた眼瞼の組織ひだ内に直接取り付けられ得る検出器のセンサのような電気的に活性な感知要素を備える。眼センサは、また、検出器によって生成された交番電圧生体信号が遮蔽された眼球信号増幅器に供給される遮蔽された可撓性リボンアセンブリを備える。眼センサの眼球信号増幅器の増幅された出力は、まず、信号プロセッサに提供され、その後、生体信号のグラフ及び数値表現ならびに患者の脳幹活動及び意識レベルを提供する視覚ディスプレイに提供される。
【0012】
一連の研究及び実験を通して重要なことに、マイクロサッカードは脳幹反応の優れた測定値であり、特に、以前は研究されていなかった低レベルで、ＯＭＴ信号と共に組み合わされた場合、現在までは実施不可能だった脳幹状態及び患者の状態を診断する強力な新しい手段を提供することが分かっている。マイクロサッカードの特徴的な、及びＯＭＴのはっきりと特徴的ではない眼の動作が、深い麻酔からはっきりとした覚醒までの連続の全レベルで存在すること、平均では、その周波数（平均、サッカード間間隔、変化量、及び速度）及び突発波パターンが連続を通して比較的安定したままであることは、出願人には既知となった。マイクロサッカードの振幅、パワー、及びエネルギーは、劇的な様式で、恐らく対数的または指数関数的に変化するように見える。マイクロサッカードは、覚醒、刺激に対する反応、ならびに他の覚醒現象及びイベントの迅速な増加に際して、ほぼ正方形の波の様式で強く突発する傾向があることも発見されてきた。特に連続の低レベルでの、または軽度の刺激に対する軽い反応に際して、あるいは緩和された反応またはさらに有害な刺激に対する反応（例えば、薬によって、または睡眠のような他の脳幹機能衰退メカニズム）に際して、マイクロサッカードの強さ及びパワーは、脳幹の反応可能性に比例するように見える。逆に、刺激の停止時にマイクロサッカード眼球運動の振幅、パワー、またはエネルギーが劇的に減少することを観察する。マイクロサッカード運動のパワーはまた、睡眠や薬剤によって誘発された意識の喪失時にも降下する。しかしながら、この移行は、明らかに特有で、比較的急なものではあるが、覚醒の場合ほど急激には定義されない。覚醒のより高いレベルにおいて、マイクロサッカード反応は、刺激の強さ及び脳幹の衰退レベルに比例しているように見える。しかしながら、比例する変化は、はるかに劇的でないようである。出願人によって観察されるこの現象は、覚醒レベルでは、再び視覚刺激に応じる特に覚醒している対象者に臨床的に関連するのは、それらの存在または欠如、方向、集中の密度、単波の短期発射変化量ピーク速度であるという現行の教示を説明するのを助ける。
【0013】
マイクロサッカード反応または刺激に対する反応のもの及びそれらのＯＭＴパターンの安定した傾向パターンのようなそれらの固視運動パラメータの特定の組み合わせが、いずれかのパラメータ単独を測定することでは区別ができない様々な状態を診断及び区別するシグネチャとして認識され得ることが、さらに開示される。
【0014】
同時に２つ以上の種類の固視運動（例えば、ＭＳ及びＯＭＴ）を測定することが、患者の状態へのより良好な洞察を提供することが分かってきた。これらの２つ以上の種類の固視運動を監視することによって、特有のパターンが発見され、既定の値と比較され、状態に応じた行動を提案及び／または自動的に取り得る。２つ以上の固視運動の使用は、異なる基本状態が同様に存在し、本発明より前に使用可能な従来の器具、単独のパラメータ測定値、及び方法を使用して以前は区別ができなかった状況において、臨床医が患者の状態をよりよく診断することを可能にする。
【0015】
本発明は、ＭＳ及びＯＭＴ運動の観点から記載されるが、監視されるとき、ドリフト及び他の固視運動は、脳幹活動を表すデータを提供すると仮定される。発見されたことは、先行技術によって以前は独立した値のみであると考えられていた少なくとも２つの固視運動を監視することによって、実際には、個別のデータポイントよりも脳幹状態を良好に診断するということである。
【0016】
例えば、２つ以上の種類の固視運動の使用は、臨床医が、
刺激に対する応答をもたらす身体及び脳活動における一時的な増加対鎮静または麻酔のレベルにおける基本的な転換と、
睡眠状態の活動抑制対薬物誘発性の活動抑制と、
意識のある認識対薬によって麻痺され、通常の身体活動指標が不在である場合の意識のない認識の欠如と、
軽対中レベルの鎮静またはしばしば同様に存在する他の微細なグレードと、
「非応答性」のグラデーションまたは身体的に観察可能なカットオフポイント未満に存在する脳状態活動の連続とを区別するための有効な客観的データを提供する。これらの状態は、ＯＭＴ周波数測定値単独によって明確に区別されない。ＯＭＴ周波数はこれらの状態を示すことができるが、多くの場合、データの単独セットの大半の場合のように、同様のＯＭＴ周波数読み取り値が複数の状態で存在する。同様に、マイクロサッカード動作、反応性パターン、及び突発波は、応答の強度及び速度の優れた指標である一方で、一般的な傾向及び漸進的変化を評価する際に価値が少ない。脳幹に対する既知の同様の基本薬物用量及び効果の時間の所与の長さの間、複数の刺激に関連する一般的な強いマイクロサッカードイベントの期間及び即座に隣接する反対の期間を観察し得る。追加の情報がない場合、マイクロサッカード反応性の観察者は、間違った結論を導き得て、致死性薬物の不適当な投与をもたらす可能性がある。
刺激に対する応答をもたらす身体及び脳活動における一時的な増加対鎮静または麻酔のレベルにおける基本的な転換と、
睡眠状態の活動抑制対薬物誘発性の活動抑制と、
意識のある認識対薬によって麻痺され、通常の身体活動指標が不在である場合の意識のない認識の欠如と、
軽対中レベルの鎮静またはしばしば同様に存在する他の微細なグレードと、
「非応答性」のグラデーションまたは身体的に観察可能なカットオフポイント未満に存在する脳状態活動の連続とを区別するための有効な客観的データを提供する。これらの状態は、ＯＭＴ周波数測定値単独によって明確に区別されない。ＯＭＴ周波数はこれらの状態を示すことができるが、多くの場合、データの単独セットの大半の場合のように、同様のＯＭＴ周波数読み取り値が複数の状態で存在する。同様に、マイクロサッカード動作、反応性パターン、及び突発波は、応答の強度及び速度の優れた指標である一方で、一般的な傾向及び漸進的変化を評価する際に価値が少ない。脳幹に対する既知の同様の基本薬物用量及び効果の時間の所与の長さの間、複数の刺激に関連する一般的な強いマイクロサッカードイベントの期間及び即座に隣接する反対の期間を観察し得る。追加の情報がない場合、マイクロサッカード反応性の観察者は、間違った結論を導き得て、致死性薬物の不適当な投与をもたらす可能性がある。
【0017】
いくつかの実施形態は、ＭＳ及びＯＭＴ動作の両方の全範囲を両方取り込むように設計されたセンサシステムを備え、両方の信号を測定するために適切な感度及び雑音低減であり、開いているかまたは閉じられている眼の行動状態の全範囲下で、ならびに医療的昏睡状態下で完全に覚醒及び深く麻酔されていることに気付いている対象者の全範囲を通して、そうすることが可能である。
【0018】
いくつかの実施形態は、ＭＳ及びＯＭＴ運動を処理し、ＯＭＴの周波数及び組み合わされたデータを判定するためのシステムを含み、組み合わされたデータが組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含む。
【0019】
いくつかの実施形態では、眼センサのセンサが圧電素子を含む。一実施形態は、応力ならびに歪み及び感度を最大化するように、圧電層とほぼ等しい厚さの隣接する構造層と共に積層された１０～６０ｕｍの厚さの範囲で単一の厚い圧電層を組み込む。いくつかの実施形態では、圧電素子は、中間結合剤によって反対のバイモルフ様式によって互いに接合される、上部及び下部の薄いフィルム形成圧電層を含む。いくつかの実施形態では、運動によって創出される信号を収集するために、上部及び下部圧電層の各々の外側は、圧電層上に直接配設された導電面電極を有する。検出器のセンサは、それらの上部及び下部圧電層が患者の眼球の固視運動に応じて偏向されるとき、外側導電面の間の交番電圧生体信号を生成することができる。その感度を増加させ、追加の測定値を必要としない適切な変換を確実に可能にし、開いた及び閉じられた眼の状態の両方の間で使用を可能にし、着用者の不快感を低減するために、それらの形状に適合するようにセンサが患者の眼瞼に取り付けられる。さらに、感知要素は、内部に配設された導電性電極から絶縁されている導電性遮蔽の外側層で覆われる。
【0020】
本実施形態は一致する圧電センサ技術の使用を開示する一方で、任意の数の代替技術を使用することは、好適である（あり得る）。
【0021】
センサと増幅器との間に延在する可撓性リボンケーブルの実施形態は、非導電性フィルムストリップを含む。可撓性リボンアセンブリは、上部ストリップ表面の外側及び下部非導電性絶縁層の外側にある導電性遮蔽層によって外部電気的及び電磁的干渉から遮蔽されている。１つ以上の導電性トレースは、互いから及び導電性遮蔽コーティングから電気的に遮蔽されたリボンの内部に沿って長手方向に延びる。いくつかの実施形態では、圧電素子は、上部及び下部ストリップに沿って延びる導電性トレースの第１の端部で形成される電気端子と電気的に接触して感知要素の導電性外部表面があるように、可撓性リボンアセンブリの近位端で対向する上部と下部非導電性ストリップの間に挟まれる。可撓性回路基板は、いくつかの実施形態では、導電性トレースの反対の端部で形成される電気端子と電気的に接触してあるように、可撓性リボンアセンブリの端子端部で対向する上部及び下部非導電性ストリップの間に挟まれて位置付けられる。可撓性リボンアセンブリの端子端部で可撓性回路基板は、眼球信号増幅器の内部に配置される電気コネクタブロックに連結される。したがって、検出器の圧電素子によって生成される交番電圧生体信号は、可撓性リボンアセンブリの上部及び下部非導電性ストリップに沿って延びる導電性トレースを経由して眼球信号増幅器に供給される。
【0022】
交番電圧生体信号が検出器から供給される眼センサの増幅器及び遮蔽された可撓性リボンアセンブリは、外部電気的及び電磁的干渉から生体信号を遮蔽する導電性ハウジングを備える。いくつかの実施形態では、増幅器ハウジングは、患者の皮膚に導電性接着パッチによって取り付けられる。増幅器ハウジングの底部及び内部にあるプリント回路基板は、患者の皮膚に対して保持されるように、ハウジングを通って延在する接地電極に連結される。可撓性リボンアセンブリに沿って延び、感知要素から固視運動生体信号を運搬する導電性トレースは、眼球信号増幅器のハウジング内に配置される前述のコネクタブロックによって、増幅のためにプリント回路基板に連結される。第１及び第２の導電性メッシュピローは、リボンアセンブリの上部及び下部非導電性ストリップの外側にある導電性遮蔽のそれぞれのものに接触するように、増幅器ハウジングの内部にあり得る。メッシュピローは、リボンアセンブリの遮断コーティングが、増幅器ハウジングの底部を通る接地電極を経由して、互いに、及び患者の皮膚における電気的接地に接続される回路経路にある。眼球信号増幅器の出力は、増幅器ハウジングからの遮蔽ケーブルまたは増幅器ハウジング内に配置される無線送信器のいずれかを経由して、それらのプリント回路基板から信号プロセッサに供給され、信号プロセッサの遠隔トランシーバで通信する。
【0023】
本明細書に開示される多くの実施形態がある。これらの実施形態のうちのいくつかが下で言及される。
【0024】
方法は、眼球運動を示す出力信号を生成するように構成された眼センサから出力信号を得ることと、出力信号から周波数及び組み合わされたデータを導出することと、を含み、周波数はＯＭＴ周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたＭＳ振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含む。眼センサは、検出器を備えることができ、検出器は、センサを備え、センサは眼瞼上に配置される。眼センサは、検出器及び増幅器を備えることができ、検出器は、センサを備え、増幅器は皮膚に接地され、センサは眼瞼上に配置される。増幅された出力信号をレンダリングするために出力信号を増幅することがあり得て、周波数及び組み合わされたデータを導出することは、周波数及び組み合わされたデータを分離するため増幅された出力を処理することを含む。出力信号を得ることが、圧電素子によって眼の運動に応じて電圧を生成することを含み、電気接続部に沿って電流を伝達することであり得る。増幅された出力信号をレンダリングするために出力信号を増幅することがあり得て、出力信号を得ることは、圧電素子による眼球運動に応じて電圧を生成することを含み、眼センサは圧電素子を含み、電気接続部に沿って電流を伝達する。電気接続部は、遮蔽リボンを備え得る。眼センサは、組織ひだまたは開いた眼瞼内に配置されるセンサを備え得る。周波数及び組み合わされたデータを導出することは、プロセッサによって出力信号を処理することを含み得、出力信号を処理することは、ＯＭＴ及びＭＳに起因する眼球運動を分離することと、ＯＭＴの周波数を判定することと、ＯＭＴ及びＭＳの組み合わされた振幅、ＯＭＴ及びＭＳの組み合わされたパワー、反応性、またはそれらの組み合わせを判定することを含む。結果を表示することもあり得て、結果を表示することは、周波数ならびにＯＭＴ及びＭＳの組み合わされた振幅の表現、ＯＭＴ及びＭＳの組み合わされたパワー、反応性、またはそれらの組み合わせを提示することを含む。表現を提示することは、周波数の表現及び組み合わされたデータの表現を示すことを含み得、周波数の表現は組み合わされたデータの表現と実質的に同時に示される。参照番号として到達し、参照番号を表示するように周波数及び組み合わされたデータをコンパイルすることもあり得る。周波数、組み合わされたデータ、または周波数及び組み合わされたデータの両方を、既知の値、既知のパターン、または既知の値及び既定のパターンの両方と比較することもあり得る。比較することに基づいて、警告または提案される措置を表示することもあり得る。
【0025】
方法は、眼球運動を示す出力信号を生成するように構成された眼センサから出力信号を得ることと、出力信号を遮蔽することと、出力信号を増幅して増幅された出力信号を得ることと、増幅された出力信号を処理して周波数及び組み合わされたデータを判定することと、を含み得、周波数は眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含み、周波数及び組み合わされたデータを表示する。
【0026】
方法は、眼球運動を示す出力信号を生成するように構成された眼センサから出力信号を得ることと、出力信号を遮蔽することと、出力信号を増幅して増幅された出力信号を得ることと、増幅された出力信号を処理して周波数及び組み合わされたデータを判定することと、を含み得、周波数は眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含み、周波数、組み合わされたデータ、または周波数及び組み合わされたデータの両方を、既知の値、既知のパターン、または既知の値及び既定のパターンの両方と比較する。比較することに基づいて、警告または提案される措置もあり得る。
【0027】
方法は、意識のない哺乳動物の眼球運動を示す出力信号を生成するように構成された眼センサから出力信号を得ることと、出力信号を遮蔽することと、出力信号を増幅して増幅された出力信号を得ることと、増幅された出力信号を処理して周波数及び組み合わされたデータを判定することと、を含み得、周波数は眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含み、周波数、組み合わされたデータ、または周波数及び組み合わされたデータの両方を、既知の値、既知のパターン、または既知の値及び既定のパターンの両方と比較する。方法は、眼球運動を示す出力信号を生成するように構成された眼センサから出力信号を得ることと、出力信号を処理して周波数及び組み合わされたデータを判定することと、を含み得、周波数は眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含み、周波数、組み合わされたデータ、または周波数及び組み合わされたデータによるイベントを検知し、イベントを評価し、周波数、組み合わされたデータ、または周波数及び振幅の両方を、既知の値、既知のパターン、または既知の値及び既定のパターンの両方と比較する。イベントを評価することは、倍率変化を分析することを含み得る。
【0028】
装置は、第１の表面及び第２の表面を有する圧電要素と、第１の表面に電気的に連結された第１の導電面と、第２の表面に電気的に連結された第２の導電面とを備えるセンサ、及び配線と、導電性遮蔽と、電気絶縁器とを備える、センサに連結されたリボンを備える検出器を備えることができ、配線は第１の導電面と電気的に連結され、電気絶縁器は第１の導電面と導電性遮蔽との間に配置され、センサは眼の形状に適合するように構成され、センサは、０．１～４００マイクロメートルの眼球弧長偏位の振幅を有する眼球の微動を検知するように構成される。
【0029】
装置は、第１の表面及び第２の表面を有する圧電要素と、第１の表面に直接接触する第１の導電面と、第２の表面に直接接触する第２の導電面、及び導電性配線と、導電性遮蔽と、電気絶縁器とを備える柔軟なリボンアセンブリを備える感知要素を備えるセンサを備えることができ、導電性配線は第１の導電面と電気的に通信し、電気絶縁器は第１の導電面と導電性遮蔽との間に配置され、センサは眼の形状に適合するように構成され、柔軟なリボンアセンブリの曲げ剛性は、１０×１０－４ｌｂｓ－ｉｎ４未満またはこれに等しい。
【0030】
装置は、第１の表面及び第２の表面を有する圧電要素と、第１の表面に直接接触する第１の導電面と、第２の表面に直接接触する第２の導電面、及び導電性配線と、導電性遮蔽と、電気絶縁器とを備える柔軟なリボンアセンブリを備える感知要素を備えるセンサを備えることができ、導電性配線は第１の導電面と電気的に通信し、電気絶縁器は第１の導電面と導電性遮蔽との間に配置され、センサは眼の形状に適合するように構成され、リボンアセンブリの厚さは２５マイクロメートル未満またはこれに等しい。
【0031】
装置は、感知要素と、感知要素に当接する導電性上面と、感知要素に当接する導電性底面と、トレース及び導電性遮蔽を備えるリボンとを備えるセンサを備える検出器を備えることができ、リボンはセンサに連結され、トレースは導電性遮蔽から絶縁され、トレースは導電性上面または導電性底面のいずれかに連結される。
【0032】
装置は、感知要素と、感知要素に当接する導電性上面と、感知要素に当接する導電性底面と、配線及び導電性遮蔽を備えるリボンとを備えるセンサを備える検出器を備えることができ、リボンはセンサに連結され、配線は導電性遮蔽から絶縁され、配線は導電性上面または導電性底面のいずれかに連結される。
【0033】
装置は、感知要素と、感知要素に当接する導電性上面と、感知要素に当接する導電性底面と、配線及び導電性遮蔽を備えるリボンとを備えるセンサを備える検出器を備えることができ、リボンはセンサに連結され、配線は導電性遮蔽から絶縁され、配線は導電性上面または導電性底面のいずれかに連結され、センサは眼の形状に適合するように構成され、センサは、眼球弧長偏位の０．１～４００マイクロメートルの低い振幅を有する眼球の微動を検知するように構成される。
【0034】
装置は、感知要素と、感知要素に当接する導電性上面と、感知要素に当接する導電性底面と、配線及び導電性遮蔽を備えるリボンとを備えるセンサを備える検出器を備えることができ、リボンはセンサに連結され、配線は導電性遮蔽から絶縁され、配線は導電性上面または導電性底面のいずれかに連結され、センサは眼の形状に適合するように構成され、リボンアセンブリの曲げ剛性は、１０×１０－４ｌｂｓ－ｉｎ４未満またはこれに等しい。
【0035】
装置は、感知要素と、感知要素に当接する導電性上面と、感知要素に当接する導電性底面と、配線及び導電性遮蔽を備えるリボンとを備えるセンサを備える検出器を備えることを備えることができ、リボンはセンサに連結され、配線は導電性遮蔽から絶縁され、配線は導電性上面または導電性底面のいずれかに連結され、センサは眼の形状に適合するように構成され、リボンの厚さは２５マイクロメートル未満またはこれに等しい。
【0036】
方法は、本明細書に記載されるような眼センサを提供することと、患者の眼瞼にセンサを適用することと、患者を鎮静することと、ディスプレイからの出力を監視することと、患者に投与される麻酔薬を調整することを含む。
【0037】
装置は、リボンに電気的に連結されたセンサと、増幅器と、増幅器から受信された信号を処理して結果を得るように構成されたプロセッサと、結果を表示するように構成されたディスプレイとを備える検出器を備える眼センサを備え、眼センサは増幅器に電気的に連結され、増幅器はプロセッサと通信し、プロセッサはディスプレイと通信する。
【0038】
装置は、感知要素と、感知要素に当接する導電性上面と、感知要素に当接する導電性底面と、第１のトレース及び導電性遮蔽を備えるリボンであって、リボンはセンサに連結され、第１のトレースは導電性遮蔽から絶縁され、第１のトレースは導電性上面または導電性底面のいずれかに連結されるリボンを備えるセンサと、プリント回路基板を備えるリボンに電気的に連結される増幅器であって、プリント回路基板は信号を調整して増幅するように構成された増幅器と、増幅器から受信された信号を処理して１つ以上の結果を得るように構成されたプロセッサと、１つ以上の結果を提示するように構成されたディスプレイを備え、眼センサは増幅器と電気的に連結され、増幅器はプロセッサと通信し、プロセッサはディスプレイと通信する、眼センサを備える。感知要素は、圧電素子を含み得る。感知要素は、複数の圧電素子を含み得る。感知要素は、アームアクチュエータを備え得る。感知要素は、圧電素子を含み得、圧電素子は管状形状を画定し、導電性上面は圧電素子内に配置され、導電性底面は圧電素子外に配置される。導電性遮蔽は、上部遮蔽層及び底部遮蔽層を備え得る。リボンは、導電性遮蔽から絶縁される第２のトレースをさらに含み得、第２のトレースは、第１のトレースに連結されない導電性上面または導電性底面のいずれかに連結される。導電性上部トレースまたは導電底部トレースは、導電性遮蔽に電気的に連結され得る。導電性遮蔽は上部遮蔽層を備えることができ、上部遮蔽層はセンサを覆うように延在する。導電性遮蔽は、センサを覆うように延在し得る。リボンは端子端部をさらに備え得、端子端部は取り付け部及び端子を備え、取り付け部は取り付け部に電気的に連結され、端子は第１のトレースに電気的に連結される。リボンは端子端部を備え得、それは、増幅器に連結されるリボンの端子端部である。増幅器は、導電性遮蔽に電気的に連結されたハウジングをさらに備え得る。増幅器は、患者の皮膚と接触する場合に、増幅器を接地するように構成された電極を接地している増幅器を、さらに備え得る。増幅器は、導電性の接着パッチをさらに備え得る。増幅器は、プロセッサに電気的に連結され得る。増幅器は、無線送信器をさらに備えることができ、プロセッサは無線受信器を備える。結果は、周波数、組み合わされたデータを含み得、周波数は、眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わせたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ反応性及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含む。結果は、周波数及び組み合わされたデータを含み得、周波数は、眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わせたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせを含む。１つ以上の結果は、周波数及び組み合わされたデータを含み得、周波数は、眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わせたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせ、ならびに周波数及び組み合わされたデータによって画定されたイベントを含む。１つ以上の結果は、イベントの評価をさらに含み得る。１つ以上の結果は、周波数及び組み合わされたデータを含み得、周波数は、眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数であり、組み合わされたデータは、組み合わされたマイクロサッカード（ＭＳ）振幅及びＯＭＴ振幅、組み合わせたＭＳ及びＯＭＴパワー、組み合わされたＭＳ及びＯＭＴ反応性、またはそれらの組み合わせ、ならびに周波数、組み合わされたデータ、もしくは周波数及び組み合わされたデータの他の値との比較を含む。ディスプレイは、１つ以上の結果を１つ以上のスクリーン上で提示するように構成され得る。ディスプレイは、１つ以上の結果を１つ以上のモニター上で提示するように、さらに構成される。ディスプレイは、１つ以上の結果を同じスクリーン上で提示するように、さらに構成され得る。１つ以上の結果は、２つ以上の結果を含み得、２つ以上の結果は同時に互いに共にある。
【0039】
方法は、センサから出力信号を受信することであって、センサは眼球運動に応じて出力信号を生成する、センサから出力信号を受信することと、周波数成分及び振幅成分を生成することであって、周波数成分は眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）周波数を含み、振幅成分はマイクロサッカード（ＭＳ）振幅を含み、ＯＭＴ周波数及びＭＳ振幅は出力信号から得られる、周波数成分及び振幅成分を生成することと、周波数成分及び振幅成分から組み合わされたデータセットを生成することであって、組み合わされたデータセットは、周波数成分、振幅成分、及び周波数成分と振幅成分との間の時間関係を含む、周波数成分及び振幅成分から組み合わされたデータセットを生成することを含み得る。振幅成分が、ＯＭＴ振幅をさらに含み、ＯＭＴ振幅が、出力信号から得られる。方法は、組み合わされたデータセットを、少なくとも１つの既知の参照値と比較して、比較を得ることをさらに含み得る。方法は、参照値を生成することをさらに含み得、参照値が、組み合わされたデータセット、比較、または組み合わされたデータセットと比較との組み合わせに基づく。センサは、眼瞼を通して眼球運動を感知し得る。方法は、出力信号を生成することであって、出力信号を生成することが、圧電素子によって眼球運動に応じて電圧を生成し、電気接続部に沿って電流を伝達することを含む、出力信号を生成することを、さらに含み得る。方法は、出力信号を増幅し、増幅された出力信号をレンダリングすることをさらに含み、周波数成分及び振幅成分を生成することが、増幅された出力信号を処理することを含む。周波数成分及び振幅成分を生成することは、プロセッサによって出力信号を処理することを含み得、出力信号を処理することは、ＯＭＴ及びＭＳに起因する眼球運動を分離することと、ＯＭＴの周波数を判定することと、組み合わされたＯＭＴ ＭＳ振幅、ＭＳパワー、ＭＳ反応性、またはそれらの組み合わせを判定することを含む。方法は、結果を表示することであって、結果を表示することが、周波数成分及び振幅成分の表現、組み合わされたデータセット、ＭＳ振幅の反応性、またはそれらの組み合わせを提示することを含む、結果を表示することをさらに含み得る。方法は、周波数成分、振幅成分、組み合わされたデータセット、またはそれらの組み合わせを、既知の値、既知のパターン、または既知の値と既知のパターンの両方と比較することをさらに含み得る。方法は、比較することに基づいて、警告または提案される措置を表示することをさらに含み得る。方法は、イベント検出及びイベント評価をさらに含み、イベント評価が、イベントの反応性、長期比率及び短期比率、イベント前、中、及び後比較分析、周波数、またはそれらの組み合わせを判定することを含み得る。
【0040】
方法は、センサから出力信号を受信することであって、センサが眼球運動に応じて出力信号を生成する、センサから出力信号を受信することと、眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）成分及びマイクロサッカード（ＭＳ）成分を含むパラメータを導出することであって、ＯＭＴ成分及びパラメータは出力信号から得られる、眼球マイクロトレモア（ＯＭＴ）成分及びマイクロサッカード（ＭＳ）成分を含むパラメータを導出することと、ＯＭＴ成分及びパラメータから組み合わされたデータセットを生成することであって、ＯＭＴ成分はＯＭＴ周波数、ＯＭＴ振幅、ＯＭＴ速度、またはそれらの組み合わせから導出され、パラメータはＭＳ周波数、ＭＳ振幅、ＭＳ速度、またはそれらの組み合わせから導出され、組み合わされたデータセットは、ＯＭＴ成分、パラメータ、及びＯＭＴ成分とパラメータとの時間関係を組み込む、ＯＭＴ成分及びパラメータから組み合わされたデータセットを生成することを含み得る。ＯＭＴ成分は、ＯＭＴ周波数から導出され得る。方法は、組み合わされたデータセットを、少なくとも１つの既知の参照値と比較して、比較を得ることをさらに含み得る。方法は、参照値を生成することをさらに含み得、参照値が、組み合わされたデータセット、比較、またはそれらの組み合わせに基づく。方法は、センサに、眼瞼を通して眼球運動を感知させ得る。方法は、出力信号を生成することであって、出力信号を生成することが、圧電素子によって眼球運動に応じて電圧を生成し、電気接続部に沿って電流を伝達することを含む、出力信号を生成することを、さらに含み得る。方法は、出力信号を増幅し、増幅された出力信号をレンダリングすることをさらに含み得、ＯＭＴ成分及びパラメータを導出することが、増幅された出力信号を処理することを含み得る。ＯＭＴ成分及びパラメータを導出することは、プロセッサによって出力信号を処理することであって、出力信号を処理することが、ＯＭＴのＯＭＴ周波数に起因する眼球運動を分離することを含む、プロセッサによって出力信号を処理することを含み得る。方法は、結果を表示することであって、結果を表示することが、ＯＭＴ成分の表現、パラメータ、組み合わされたデータセット、反応性、またはそれらの組み合わせを提示することを含む、結果を表示することをさらに含み得る。
【0041】
個体の脳幹活動の指標を提供するための、０．１～４００マイクロメートルの眼球弧長偏位の振幅を有する個体の眼球の固視運動に応答する眼球マイクロトレモア（眼）センサ、この眼センサは、この固視運動を電気的生体信号に変換することができる電気的に活性な感知要素を含み得、眼瞼を経由して個体の眼球の固視運動を受信するために、この電気的に活性な感知要素は、この感知要素が個体の眼瞼の形状に一致するように、個体の皮膚に取り付けられ、この固視運動に応じて、この電気的生体信号を生成する。電気的に活性な感知要素は、上部表面及び下部表面、この上部表面上の第１の導電性材料、及びこの下部表面上の第２の導電性材料を有する少なくとも１つの可撓性圧電層を含み得、患者の眼瞼を経由してこの感知要素の可撓性圧電層に受容され、固体の眼球の固視運動によって偏向されるように、この電気的に活性な感知要素は、個体の眼瞼の形状に取り付けられて、一致し、それにより、この固視運動によって引き起こされたこの可撓性圧電層の偏向に応じて、この電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の上部及び下部表面上で、この電気的生体信号は、この第１及び第２の導電性材料の間に生成される。眼センサは、それによって生成された生体信号を受信するために、この電気的に活性な感知要素に電気的に接続された可撓性リボンアセンブリを含み得、この可撓性リボンアセンブリは、それに沿って延びる第１の導電性トレースを有する上部層及びそれに沿って延びる第２の導電性トレースを有する下部層を含み、この第１の導電性トレースは、この電気的に活性な感知要素のこの可撓性圧電層の上部表面上で、第１の導電性材料と電気的接触を作製し、この第２の導電性トレースは、この電気的に活性な感知要素のこの可撓性圧電層の下部表面上で、第２の導電性材料と電気的接触を作製する。眼センサは、この可撓性リボンアセンブリが個体の皮膚に接着される、この可撓性リボンアセンブリの下層に取り付けられた接着パッチを含み得る。この可撓性リボンアセンブリの上部及び下部層の各々は、非導電性材料から製造され得て、上部及び底部を有し、この第１の導電性トレースは、この上部非導電性層の底部に沿って延び、この第２の導電性トレースは、この下部非導電性層の上部に沿って延び、この上部非導電性層は、この下部非導電性層上に配置され、この第１及び第２の導電性トレースは、この上部及び下部非導電性層に沿って互いから電気的に絶縁される。この可撓性リボンアセンブリのこの上部非導電性層の上部及びこの下部非導電性層の底部の各々は、その上に配置された導電性電磁的遮蔽表面、この導電性遮蔽表面によって包囲されているこの可撓性リボンアセンブリの上部及び下部非導電性層のそれぞれのものに沿って延びる、この電気的に活性な感知要素ならびに第１及び第２の導電性トレースを有し得る。この可撓性リボンアセンブリのこの上部非導電性層の上部及びこの下部非導電性層の底部上に配置される導電性電磁的遮蔽表面は互いに接続され、個体の皮膚で接地され得る。可撓性リボンアセンブリは、この電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の上部表面上でこの第１の導電性トレースの第１の端部と第１の導電性材料との間に配置される第１の導電性パッド及びこの電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の下部表面上でこの第２の導電性トレースの第１の端部と第２の導電性材料との間に配置される第２の導電性パッドも備え得る。この電気的に活性な感知要素ならびにこの第１及び第２の導電性パッドは、この上部非導電性層の底部に沿って延びる第１の導電性トレースの第１の端部とこの下部非導電性層の上部に沿って延びる第２の導電性トレースの第１の端部との間に配置され、いくつかの実施形態では挟まれるように、この可撓性リボンアセンブリの上部及び下部非導電性層は他方の上に保たれ得る。この電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の上部及び下部表面のそれぞれのものの上にある第１及び第２の導電性材料が、この第１及び第２の導電性トレースを経由して、この可撓性リボンアセンブリの第１及び第２の出力端子のそれぞれのものに電気的に連結され、これにより、この電気的生体信号は、この電気的に活性な感知要素から、この第１及び第２の出力端子に供給されるように、可撓性リボンアセンブリは、この第１の導電性トレースの反対の端部とこの可撓性リボンアセンブリの第１の出力端子との間に配置される第３の導電性パッド、及びこの第２の導電性トレースの反対の端部とこの可撓性リボンアセンブリの第２の出力端子との間に配置される第４の導電性パッドも備える。第３の導電性パッドは、この第１の導電性トレースの反対の端部とこの可撓性リボンアセンブリ第１の出力端子との間に配置され、いくつかの実施形態では、挟まれ得、第４の導電性パッドは、この第２の導電性トレースの反対の端部とこの可撓性リボンアセンブリ第２の出力端子との間に配置され、いくつかの実施形態では、挟まれる。眼センサは、信号増幅電気回路及び個体の皮膚で電気的接地に接続される接地電極を有する眼球信号増幅器、この電気的に活性な感知要素によって生成される電気的生体信号を、それらの信号増幅電気回路によって増幅されるこの眼球信号増幅器に供給する、この電気的に活性な感知要素とこの眼球信号増幅器との間に接続されるこの可撓性リボンアセンブリも含み得る。眼球信号増幅器は、また、この信号増幅電気回路及びこのハウジングが個体の皮膚に接着されている導電性接着パッチを取り囲むためのハウジングを有し得る。この眼球信号増幅器のハウジングは、導電性電磁的遮蔽材料から製造され得て、この増幅器ハウジングは、この接地電極を経由して個体の皮膚で電気的接地に接続される。眼球信号増幅器はまた、供給され、この眼球信号増幅器の信号増幅電気回路によって増幅された電気的生体信号を、無線通信経路を介してこの眼球信号増幅器から離れた場所に送信するための、無線送信器を有し得る。この電気的に活性な感知要素によって生成された電気的生体信号を、増幅のためのこの電気回路に供給するように、この可撓性リボンアセンブリの上部及び下部非導電性層に沿って延びる第１及び第２の導電性トレースは、第１及び第２の導電性材料のそれぞれのものから、この電気的に活性な感知要素のこの可撓性圧電層の上部及び下部表面上で、この眼球信号増幅器の信号増幅電気回路に、電気的に接続され得る。眼球信号増幅器はまた、この可撓性リボンアセンブリのこの上部非導電性層の上部及びこの下部非導電性層の底部上に配置される導電性電磁的遮蔽表面のそれぞれのものと電気的に接触している第１及び第２の導電性クッションサポートを有し得て、この第１及び第２の導電性クッションサポートは、この眼球信号増幅器の接地電極を経由して、互いに、及び個体の皮膚で電気的接地に電気的に接続される。
【0042】
個体の脳幹活動を示す電気的生体信号を生成するためのシステムであって、このシステムは、個体の眼球の固視運動に応答する個体の眼瞼に取り付けられ、それによりこの電気的生体信号を生成する圧電性感知要素であって、この圧電性感知要素は、上部及び底部を有する少なくとも１つの可撓性圧電層、この圧電層の上部上に配置される第１の導電性材料、及びこの圧電層の底部上に配置される第２の導電性材料を有し、この生体信号が、この可撓性圧電層の上部及び底部に配置される第１及び第２の導電性材料の間で、それらの偏向に応じて生成されるように、この可撓性圧電層は、個体の眼球の固視運動によって偏向される、圧電性感知要素と、この圧電性感知要素の可撓性圧電層の偏向に応じて生成された電気的生体信号を受信及び増幅するための個体の皮膚上に配置される増幅器と、第１及び第２非導電性層を有するリボンアセンブリであって、それぞれの導電性トレースを有するこの第１及び第２非導電性層の各々はそれに沿って延び、導電性トレースはこの増幅器とこの圧電性感知要素の可撓性圧電層の上部上に配置される第１の導電性材料との間で接続されるこのリボンアセンブリの第１の非導電性層に沿って延び、導電性トレースは、この増幅器とこの圧電性感知要素の可撓性圧電層の底部上に配置される第２の導電性材料との間で接続されるこのリボンアセンブリの第２の非導電性層に沿って延びる、リボンアセンブリと、を備え得る。このリボンアセンブリの導電性トレースは、互いに及び個体の皮膚で電気的接地に接続されるこの第１及び第２非導電性層の反対側で、導電性電磁的遮蔽表面、導電性電磁的遮蔽表面によって覆われる、この第１及び第２非導電性層のそれぞれのものの片側、このリボンアセンブリの第１及び第２非導電性層の反対側の各々に沿って、延び得る。この圧電性感知要素の可撓性圧電層によって生成され、この増幅器によって増幅され得る、電気的生体信号は、時間をかけて周波数を有する交番電圧アナログ生体信号であり、このシステムは、アナログ生体信号をデジタル生体信号に変換するためのアナログ－デジタル変換器、既定の振幅を超える振幅を有するデジタル生体信号のいずれの部分も排除するためのフィルタ、及びデジタル生体信号の表現を示すためのディスプレイをさらに備える。
【0043】
個体の脳幹活動を示す電気的生体信号を生成するためのシステムであって、このシステムは、個体の眼球の固視運動に応答する個体の皮膚に取り付けられ、それによりこの固視運動に応じてこの電気的生体信号を生成する圧電性感知要素であって、この圧電性感知要素は、上部及び底部を有する少なくとも１つの可撓性圧電層、この可撓性圧電層の上部上に配置される第１の導電性材料、及びこの圧電層の底部上に配置される第２の導電性材料を有し、この電気的生体信号が、この可撓性圧電層の上部及び底部に配置される第１及び第２の導電性材料の間で、それらの偏向に応じて生成されるように、この可撓性圧電層は、個体の眼球の固視運動によって偏向される、圧電性感知要素と、この圧電性感知要素の可撓性圧電層の偏向の結果として生成された電気的生体信号を受信及び増幅するための個体の皮膚に取り付けられる増幅器と、を備え得る。この圧電性感知要素の可撓性圧電層は、受信し、眼瞼を経由して個体の眼球の固視運動によって偏向されるために、眼瞼の形状に一致するために個体の眼瞼に取り付けられる。この増幅器によって受信され、増幅される電気的生体信号は、アナログ電圧生体信号であり得て、このシステムは、アナログ電圧生体信号をデジタル生体信号に変換するためのアナログ－デジタル変換器、既定の振幅を超える振幅を有するデジタル電圧生体信号のいずれの部分も排除するためのフィルタ、及びデジタル生体信号の表現を示すためのディスプレイも備える。システムは、トランシーバをさらに備えることができ、この増幅器は増幅された生体信号を、無線通信経路を介してこのトランシーバに送信する無線送信器を備える。増幅器は、第１及び第２の非導電性層を有するリボンアセンブリによって、この圧電性感知要素の可撓性圧電層と通信し得て、このリボンアセンブリの第１及び第２の非導電性層の各々は、それに沿って延びるそれぞれの導電性トレースを有し、導電性トレースは、この増幅器とこの圧電性感知要素の可撓性圧電層の上部上に配置される第１の導電性材料との間で接続されるこのリボンアセンブリの第１の非導電性層に沿って延び、導電性トレースは、この増幅器とこの圧電性感知要素の可撓性圧電層の底面上に配置される第２の導電性材料との間で接続されるこのリボンアセンブリの第２の非導電性層に沿って延びる。
【0044】
０．１～４００マイクロメートルの眼球弧長偏位の振幅を有する個体の眼球の固視運動を電気的生体信号に変換することができる電気的に活性な感知要素によって個体の脳幹活動を示す電気的生体信号を生成するための方法であって、この方法は、個体の眼球の固視運動を眼瞼を通して受信するために、この感知要素が眼瞼の形状に一致するように、この電気的に活性な感知要素を個体の眼瞼に取り付ける工程を含み得る。方法は、この電気的に活性な感知要素により生成される電気的生体信号を増幅する追加の工程を含み得る。方法は、増幅器により電気的生体信号を増幅する追加の工程と、増幅器を個体の皮膚の上に位置付ける工程と、増幅された電気的生体信号を無線通信経路を介してこの増幅器から信号プロセッサに伝達する工程と、及び増幅された電気的生体信号を既知の参照番号と比較することと、を含み得る。電気的に活性な感知要素は、上部表面及び下部表面を有する少なくとも１つの可撓性圧電層、この上部表面上に配置される第１の導電性材料、及びこの下部表面上に配置される第２の導電材料を備え、この可撓性圧電層に受容され、個体の眼球の固視運動によって偏向されるように、この電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層は、個体の眼瞼の形状に取り付けられ、一致し得て、この方法は、この電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の上部及び下部表面上に配置される第１及び第２の導電性材料の間で電気的生体信号を生成する追加の工程と、個体の皮膚に取り付けられる増幅器により電気的生体信号を増幅する追加の工程と、電気的生体信号をこの電気的に活性な感知要素からこの増幅器に第１及び第２の非導電性層を有するリボンアセンブリを介して供給する追加の工程と、を含み、このリボンアセンブリの第１及び第２の非導電性層の各々は、それに沿って延びる導電性トレース、この増幅器とこの電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の上部表面上に配置される第１の導電性材料との間に接続されるこのリボンアセンブリの第１の非導電性層に沿って延びる導電性トレース、及びこの増幅器とこの電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の下部表面上に配置される第２の導電性材料との間で接続されるこのリボンアセンブリの第２の非導電性層に沿って延びる導電性トレースを有する。方法は、この第１の非導電性層に沿って延びる反対の導電性トレースを横たえる第１の電磁的遮蔽材料で、このリボンアセンブリの第１の非導電性層を覆う追加の工程と、この第２の非導電性層に沿って延びる反対の導電性トレースを横たえる第２の電磁的遮蔽材料で、このリボンアセンブリの第２の非導電性層を覆う追加の工程と、を含み得、この第１及び第２の電磁的遮蔽材料は、電気的に絶縁され、このリボンアセンブリの第１及び第２の非導電性層に沿って延びる導電性トレース及びこの電気的に活性な感知要素の可撓性圧電層の上部及び下部表面上に配置される第１及び第２の導電性材料を包囲するようにこのリボンアセンブリを取り囲む。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】眼センサを着用している間に手術を経る鎮静された患者の脳幹活動及び意識レベルを示す電気的生体信号のグラフ及び数値表現を見るためのディスプレイの一実施形態を観察する麻酔医を示す。
【図2】生体信号が、感知要素によって生成され、眼で搭載される眼球信号増幅器に供給されるように、患者の眼球の固視運動に応じる患者の閉じられた眼瞼に取り付けられる図１の検出器の複層圧電要素の一実施形態を示す。
【図13B】検出器の一実施形態の分解図である。
【図13C】リボンの一実施形態の断面図である。
【図13D】検出器の一実施形態の断面図である。
【図13E】増幅器の一実施形態の断面図である。
【図19】電気的生体信号がセンサの圧電要素によって生成され得るように、そこに伝達される患者の眼球の固視運動に応じて偏向される所である患者の眼瞼に取り付けられた機械的力伝達アームアクチュエータを備える検出器の一実施形態を示す。
【図20】電気的生体信号を生成するためにそこに伝達される患者の眼球の固視運動に応じて形状の歪みを経る所である患者の眼瞼のひだ内に配置される管状の表面装着型検出器を有する眼球マイクロトレモア（眼）センサの異なる実施形態を示す。
【図21】電気的生体信号を生成するためにそこに伝達される患者の眼球の固視運動に応じて形状の歪みを経る所である患者の眼瞼のひだ内に配置される管状の表面装着型検出器を有する眼球マイクロトレモア（眼）センサの異なる実施形態を示す。
【図22】電気的生体信号を生成するためにそこに伝達される患者の眼球の固視運動に応じて形状の歪みを経る所である患者の眼瞼のひだ内に配置される管状の表面装着型検出器を有する眼球マイクロトレモア（眼）センサの異なる実施形態を示す。
【図24】検出器の圧電性感知要素によって電気的生体信号を生成され得るように、そこに伝達される患者の眼球の固視運動に応じて形状の歪みを経る患者の眼瞼のひだ内に配置される円筒形の力伝達アクチュエータを有する眼球マイクロトレモア（眼）センサのためのさらに別の実施形態を示す。
【図25】２５マイクロメートル半径を有する円内の固視運動の表現を示す。
【図26】眼球運動データを処理するためのルーチンの一実施形態を示す。
【図27A】異なる脳幹活動ルーチンに関する１３の異なる試験対象からのデータの実施例を示す。
【図27B】異なる脳幹活動ルーチンに関する１３の異なる試験対象からのデータの実施例を示す。
【図27C】異なる脳幹活動ルーチンに関する１３の異なる試験対象からのデータの実施例を示す。
【図28】反応性とＯＭＴを独立して使用すること対反応性とＯＭＴの組み合わせの使用の有効性のデータの実施例を示す。
【図29】ＯＭＴ及び倍数変化反応性を示す試験の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0046】
詳細な説明
例示の簡略化及び明確化のために、適切な場合、参照番号及び／または名称が、対応するまたは類似の要素を示すために、異なる図面間で繰り返されていることが理解されるであろう。加えて、本明細書に記載の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に記載される実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることが当業者に理解されるであろう。他の事例において、記載されている関連する関連特徴を不明瞭にしないように、方法、手順、及び構成要素は詳細に記載されていない。図面は必ずしも縮尺通りではなく、特定の部分の割合は、詳細及び特徴をより良好に説明するために誇張されている場合がある。説明は、本明細書に記載の実施形態の範囲を制限すると考えられるものではない。本開示において「一」または「１つの」実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、そのような言及は少なくとも１つを意味することに留意されたい。
例示の簡略化及び明確化のために、適切な場合、参照番号及び／または名称が、対応するまたは類似の要素を示すために、異なる図面間で繰り返されていることが理解されるであろう。加えて、本明細書に記載の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に記載される実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることが当業者に理解されるであろう。他の事例において、記載されている関連する関連特徴を不明瞭にしないように、方法、手順、及び構成要素は詳細に記載されていない。図面は必ずしも縮尺通りではなく、特定の部分の割合は、詳細及び特徴をより良好に説明するために誇張されている場合がある。説明は、本明細書に記載の実施形態の範囲を制限すると考えられるものではない。本開示において「一」または「１つの」実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、そのような言及は少なくとも１つを意味することに留意されたい。
【0047】
本開示を通して適用するいくつかの定義が、ここで提示される。
【0048】
「連結された」という用語は、介在構成要素を直接または間接的に介するかどうかにかかわらず接続されるとして定義され、必ずしも物理的接続に限定されない。接続は、物体が恒久的に接続または解除可能に接続されるようにすることができる。「電気的に連結された」という用語は、それぞれの要素の間で電子の流れを可能にするために、介在構成要素を直接または間接的に介するかどうかにかかわらず、構造的電気的接触にあると定義される。接続は、物体が、また、「連結された」ようにすることができる。「外部」という用語は、物理物体の最外範囲を超える領域を指す。「内部」という用語は、領域の少なくとも一部が、物体によって形成された境界内に部分的に収容されることを示す。「実質的に」という用語は、構成要素が正確である必要がないように、実質的に改変する特定の寸法、形状、または他の言葉に本質的に一致するように定義される。例えば、実質的に円筒形であるとは、物体が円筒に似ていることを意味するが、１つ以上の真円筒からの逸脱は有し得る。「備える」という用語は、「含むが必ずしも限定されない」ということを意味するが、これは、具体的には、開口の含有またはそのような記載された組み合わせ、群、連における部材などを指す。
【0049】
図２５で見ることができるように、固視運動の表現である。縮尺を得るために、円の半径は、単に２５マイクロメートルであり、１つのヒト毛髪のおよそのサイズである。眼は、典型的には常に動き回っている。より大きな運動は、ドリフト及びＭＳである。ドリフトは非常にゆっくりした運動であり、一方、長く迅速かつ実質的に直線的な運動がＭＳである。ＯＭＴ及びドリフトは同時に生じる。眼球ドリフトは、よりスムーズで、よりゆっくりとした、眼のうろうろとした動作によって特徴付けられる固視運動である。眼球ドリフトの正確な運動は、その流体を含む原子と分子のその衝突の結果として流体中に懸濁される粒子のランダム動作である、ブラウン運動としばしば比較される。運動は、また、方向におけるランダムかつしばしば不安定な変化によって特徴付けられるランダムウォークと比較され得る。眼球ドリフトの周波数は、ＯＭＴの周波数よりも通常は低い（４０～１００Ｈｚと比較される２０～４０Ｈｚ）にも関わらず、３０～４０Ｈｚの範囲で眼球ドリフトと眼球マイクロトレモアを区別することが問題となる。サッカード間眼球運動の解明は、技術的に困難である。ＯＭＴは小さく、迅速で、４０～１００Ｈｚの範囲の周波数で発生する眼の同期された振動であるが、典型的には平均的な健康な個体において約９０Ｈｚで発生する。「フリック」としても知られるＭＳは、固定期間中に無意識に生成されるサッカードである。それらは、固視運動の最大で最速のものである。
【0050】
まず図面のうちの図１を参照すると、無意識及び鎮静された患者を監視している医療関係者、麻酔医、集中治療医、臨床医などのような監視者が示されている。監視者は眼球信号情報を取得し、それを事前にプログラムされたルーチンで処理し、複数のパラメータを同時に記憶及び表示することができる。監視者は、コンパクト、低コスト、かつかなり柔軟な眼センサ１によって、患者の脳幹活動及び改変された脳幹状態を判定し、患者の鎮静、意識、及び応答性レベルを測定することができる。（例えば、手術室または集中治療施設における）医療処置の間に監視者に患者の意識の指標を提供するために、患者の眼球の固視運動を確実に感知することが有利にできるように、患者の眼瞼２０に配置された眼センサ１が、図１に示される。固視運動は、眼が明らかに静止している時でさえ、（死亡及びいくつかの稀な状態を除いて）常に存在し、無意識に発生する。同様に、身体は、外界から外生的に、または、体内から内生的であるかどうかにかかわらず、ほぼ常に刺激を受けている。例えば、末梢に由来する低酸素刺激は、心肺の調節を容易にし、脳幹によって連続的に処理される。脳幹は絶えず刺激され、固視運動は常に存在するため、ほとんど全ての臨床及び行動状態において、生産的な本発明の使用によって、我々はマイクロサッカード及びＯＭＴならびにそれらの組み合わせを使用することができる。
【0051】
しかしながら、本明細書において開示される眼センサ１は、また、医療及び産業環境の両方における個体の警戒、認識、覚醒、怪我の診察、及び行動修正の指標を監視及び提供するために使用され得ることを理解されたい。眼センサ１はまた、既知の参照値に対して比較される個体の脳幹活動の測定値を得ることが望ましい任意の状態または状況を監視することも可能である。この目的のために、本発明の眼センサ１は、患者の閉じられた眼瞼上または患者の眼瞼に隣接した組織ひだ内に直接取り付けられることが有利にできる。眼センサ１は、監視者または同様の医療関係者のケアにおける患者によって使用するための特定の適用を有するとして本明細書で時として言及される一方で、眼センサ１は、また、産業または他の非医療環境において、運転、機械の操縦、複雑なタスクの実行などをしようとする人物の警戒を試験するために使用され得ることが、もう一度理解される。
【0052】
図１の眼センサ１は、検出器１１及び増幅器３を備える。検出器１１は、（図８～１０では１６と標記される）センサを備える。いくつかの実施形態では、（図８～１０では１６と標記される）センサ１６は、リボン５を経由して増幅器３と電気的に連結される複層圧電要素を備える。増幅器３の出力は、遮蔽ケーブル７によって信号プロセッサ９に供給される（図１７に最もよく示されている）。信号プロセッサ９は、今度は、視覚ディスプレイ１０に電気的に接続されている。センサ１６、リボン５、ならびに、センサ１６が連結されて眼センサ１を形成する増幅器３の詳細が、以下により詳細に記載される。
【0053】
図１は、眼センサ１によって生成された情報を表示するための（図１７の）信号プロセッサ９と通信する視覚ディスプレイ１０の一実施形態を示す。ディスプレイ１０は、予備ベースライン試験中及び／または患者が半意識または完全に意識、警告があり、鎮静されていない場合に、また、情報を提供し得る。実施例によってのみ、ディスプレイ１０は、患者の眼球の固視運動に応じて、眼センサ１によって生成される固視運動生体信号１２を示す。固視運動生体信号１２の形状及び振幅／パワー／反応性は、特定のサンプリング時間にわたって、患者の脳幹活動のグラフ表現及び患者の意識レベルを提供する。固視運動は、ＭＳ及びＯＭＴを含む。ＯＭＴ生体信号は、一般的に、患者の眼瞼によって眼センサ１が応答する患者の眼球のＯＭＴを反映する交番電圧波形である。組み合わされたＯＭＴ／ＭＳパワー反応性信号は、急上昇、ピーク、及び底の急速な開始によって中断される長く安定した落ち着いた期間を有し、不安定及び頻発する傾向がある。
【0054】
加えて、ディスプレイ１０は、また、監視者による容易な視覚的参照によって信号プロセッサ９によって算出される別個の参照番号１４を示す。実施例によって、患者の脳幹の活動の別の指標及び意識、鎮静、及び反応性の患者のレベルを提供するため、表示されている参照番号１４は、眼球の固視運動及び固視運動生体信号１２の波形の対応する周波数に依存する。
【0055】
ここで図面のうち図２～４を参照すると、手術室で手術を受けている間に深く鎮静された患者のような個体の閉じられた眼瞼に取り付けられた（図８～１０の）センサ１６の一実施形態が示される。しかしながら、以前に示されるように、センサ１６は、多くの状況（例えば、集中ケアユニット、産業及び他の非医療環境）において評価を受けている個体の眼瞼に、また、取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、患者の眼瞼２０は、センサ１６の取り付け前に閉じられて保持されている。図３Ａ及び１３に示される）両面圧力感受性接着パッチ１００は、眼球の固視運動に応答する患者の眼球上で患者の閉じられた眼瞼に対してセンサ１６を保持し、それによって増幅器３のリボン５を経由して（図１の）固視運動生体信号１２を提供するために使用され得る。増幅器３は、意識、鎮静、及び反応性の患者のレベルを含む患者の脳幹活動のグラフ及び数値表現の両方が、ディスプレイ１０上で監視者に視覚的に利用可能であるように、信号プロセッサ９に固視運動生体信号１２の増幅されたアナログ信号を提供する。
【0056】
しかしながら、患者の眼瞼が完全または部分的に開いている時に患者の脳幹活動及び意識の患者のレベルを測定及び示すために眼センサ１の使用が可能であることが望ましい場合に実例がある。この場合、図面の図５及び６を参照すると、眼センサ１は、患者の巻きあがった眼瞼に取り付けられて示される。例えば、眼センサ１は、予備ベースライン試験が実施されている間のような、患者が軽、中、または全く鎮静されておらず、患者の眼瞼は交互に開いたり閉じられたりする場合、または患者の眼瞼が完全に開いている場合のような時に、図５及び６で示される様式で使用されることが示される。
【0057】
前述のように、患者の脳幹活動及び意識レベルは、必要に応じて、監視者または他の医療関係者による介入を可能にするために連続的に監視され得る。（図８～１０の）センサ１６及びリボン５を含む眼センサ１は、薄くて柔軟なため、図５及び６に示されるように、センサ１６は、検出器１１のセンサ１６が患者の眼球の固視運動に応答する患者の開いた眼瞼の組織ひだの間で有利に取り付けられ得る。
【0058】
図１～６であって、増幅器３は、遮蔽されたケーブル７によって（図１７では９と標記される）信号プロセッサに接続されるものとして示されている。しかしながら、図面の図７に示されるように、増幅器３が無線眼球信号増幅器３－１によって置き換えられることは本発明の範囲内にある。この場合、（図５では７と標記される）遮蔽ケーブルは、ここで排除される。さらに、いくつかの実施形態では、無線眼球信号増幅器３－１は、（図１８では１１０と標記される）アナログ－デジタル変換器及び（図１８では１１６と標記される）従来の無線送信器と共に提供され、（図１８では９－１と標記される）信号プロセッサは、補足のトランシーバ１１８と共に提供される。このようにして、増幅された固視運動生体信号１２は、無線通信経路を介して増幅器３－１から離れた場所で信号プロセッサ９－１に伝達され得る。
【0059】
一実施形態の詳細において、図１～６で示されるセンサ１６は、図面のうち図８～１０を参照しながら、ここに開示される。以前に説明されたように、センサ１６は、０．１～４００マイクロメートルの眼球弧長偏位の振幅を有し、それにより（図１では３と標記される）すぐに説明される眼球信号増幅器に対応する交番電圧固視運動生体信号を提供する患者の眼球の固視運動に対応するように、（図８～１０では参照番号２０によって一般に表される）患者の開いたまたは閉じられた眼瞼の移動表面に対して保持される。
【0060】
いくつかの実施形態では、導電性（例えば、銅）上部表面２８は、感知要素３０の上部に適用されて、第１の出力端子を確立する。導電性（例えば、銅）底部表面３２は、感知要素３０の底部に適用されて、第２の出力端子を確立する。
【0061】
いくつかの実施形態では、センサ１６は、圧電性薄い平面状上層２２、薄い平面状底層２４、及びそれらの間に配置され、層状構造を形成する中間結合剤２６（例えば、エポキシ）を備える。第１の導電性（例えば、銅）上部表面２８は、センサ１６の上層２２から可撓性の第１の圧電（例えば、ＰＶＤＦ）フィルム３０の外側に適用され、第１の出力端子を確立する。導電性（例えば、銅）底部表面３２は、センサ１６の底層２４から可撓性の第２の圧電フィルム３４の外側に適用され、第２の出力端子を確立する。互いに面するセンサ１６の上層２２及び下層２４の第１の圧電フィルム３０及び第２の圧電フィルム３４の各々は、中間接合剤２６によって対向する整列に保持される。第１の圧電フィルム３０及び第２の圧電フィルム３４の長さ及び幅は、上部表面２８と底部表面３２との間の望ましくない電気通信を回避するように、上部表面２８及び底部表面３２のそれぞれの長さ及び幅よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、図８～１０に示されるセンサ１６の厚さは、２０～１５０ミクロンである。
【0062】
いくつかの実施形態では、センサ１６は、その上にセンサ１６が取り付けられる眼瞼２０を通して対応する動作を創出する患者の眼球の固視運動に応答して、感知要素が偏向される時に電圧を生成することができる。すなわち、センサ１６は、眼球の固視運動によって引き起こされる患者の眼瞼２０の運動によって変形及び偏向される。センサ１６が図８に示されるように静止している場合、電圧は、上部表面２８及び底部表面３２の第１及び第２の出力端子の間のセンサ１６によって生成されない。センサ１６が、図９に示されるように、同じ第１の方向における患者の眼瞼２０の運動によって第１の方向に偏向される場合、正の電圧は、上部表面２８及び底部表面３２の出力端子間のセンサ１６によって生成される。センサ１６が、図１０に示されるように、同じ反対の方向における患者の眼瞼２０の移動によって反対方向に偏向される場合、負の電圧は、上部表面２８及び底部表面３２の出力端子間のセンサ１６によって生成される。
【0063】
患者の眼球の固視運動は、典型的には、様々な強度を有して周波数の範囲にわたってナノメートル及びマイクロメートルレベルで生じるため、センサ１６は、生体信号を生成するように、同様の対応において前後に曲げられるように設計される。センサ１６が応答する固視運動の振幅、正または負の方向、及び周波数は、分離、処理、及び再統合され、かつ、様々なイベント及びパターンを例示するように時間同期様式でグラフ的かつ数値的に、図１のディスプレイ１０上でユーザに視覚的にアクセス可能な表示された１２のようなトレース及び１４のような要約参照値によって、反映される。
【0064】
図面において、センサ１６が一対の圧電素子（第１の圧電フィルム３０及び第２の圧電フィルム３４）を備えるとして示されるが、センサ１６は、１つ以上の圧電素子を備えることができ、その上部及び底部が、その上に置かれた導電性表面を有して、固視運動生体信号が間に生成される前述の第１及び第２の出力端子を確立するであろうことが開示されることが、明示的に理解される。いくつかの実施形態では、センサ１６は、単一の圧電素子を備え、他では、センサは、３以上の圧電素子を備える。
【0065】
図面のうちの特に図３及び３Ａを参照すると、図８～１０に示される検出器１１のセンサ１６が患者の完全に閉じられた眼瞼に対して保持される位置が記載される。いくつかの実施形態の重要な特徴として、（図８～１０を参照する場合に説明されるように）センサ１６は十分に薄く、感知要素が接着剤１００によってそこに取り付けられる場合、患者の眼瞼の形状に一致するために一般的な弓形（例えば、湾曲した）構成を帯びるために柔軟である。接着剤は、両面圧力感受性接着パッチであり得る。いくつかの実施形態では、センサ１６は、患者の閉じられた眼瞼のうちの少なくともいくつかを取り囲み、眼窩内に配置されるのにさらに小さい眼球の角度偏位を覆うように十分大きいようにサイズ決定される。
【0066】
これに関して、このセンサ１６は、眼瞼を通って伝達される患者の眼球の動作の完全な範囲に応答するように、眼瞼の相対的に大きい表面積を覆うようにサイズ決めされ得る。さらに、センサ１６によって眼瞼に適用される圧力は、いくつかの従来の集束された圧力感知要素よりも眼瞼の周りにより均一に分布される。したがって、いくつかの従来の集束された圧力感知要素よりも信頼性の高い応答を達成するために、センサ１６はより長い期間にわたって装着することがより快適であり、より費用が低く、眼瞼において正確な位置付けが容易である。それゆえ、眼センサ１は、それらのセンサ１６が気付かれにくいか、または拒まれにくいように、患者に快適に適合され得る。
【0067】
患者の眼瞼の形状に一致し、リボン５に連結されるセンサ１６は、図３Ａに示される。図１６～１８を参照した場合、より詳細に記載されるように、センサ１６はリボン５の上部ストリップ６２及び下部ストリップ６４によって取り囲まれる。上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２は、上部ストリップ６２及び下部ストリップ６４のそれぞれのものの外部表面上にあり、リボン５に遮蔽を提供する。遮蔽は、センサ１６によって生成され、リボン５を介して電気的及び電磁気的雑音ならびに他の干渉に伝達される生体信号を供することを回避する。
【0068】
増幅器３の一実施形態が、図１１及び１２を参照すると記載される。増幅器３の電気的構成要素を分離し、それによって眼生体信号によって含有される情報を変化することから環境的電気的及び電磁的干渉を防ぐため、増幅器３は取り外し可能な蓋４０を有する導電性増幅器ハウジング３８と共に提供される。センサ１６は、（図１３～１６に最もよく示される）リボン５によって増幅器３に電気的に接続される。
【0069】
使用中、患者の眼瞼への負荷または引っ張り力を適用し、それによってセンサ１６によって可能な意図しない反応を誘発することを回避するように、リボン５がセンサ１６と増幅器３との間に緩みが存在するような長さであり得る。
【0070】
いくつかの実施形態では、平坦な導電性基部４５を備える電極４４に接地する増幅器は、患者の皮膚周辺にある。いくつかの実施形態では、導電性接着パッチ４６（例えば、共通ＥＫＧ電極パッチ）が増幅器ハウジング３８の底部を患者に取り付ける。増幅器３は、リボンケーブルの全体領域を低減させるが、リボン５に対する引っ張り力の適用を回避するように緩んだ様式でセンサ１６の近くに配置され得る。増幅器ハウジング３８内の電気的レセプタクル５６は、増幅器接地電極４４に連結される。接着パッチ４６は、増幅器３を適所に、導電性基部を患者の皮膚に対して繋ぎ止める。取り付けは、監視中にリボン５に対する増幅器３のずれを防止することを補助する。他の従来の電気的及び機械的（例えば、ストラップ、糊、吸引）増幅器取り付け手段は、ただ増幅器が接地されるように、導電性接着パッチ４６に置換され得ることが認識されるべきである。
【0071】
増幅器３によって生成される増幅された交番電圧信号が環境によって変更されないことを確実にするために、導電性増幅器ハウジング３８、上部遮蔽層７０、及び底部遮蔽層７２は、電気的接地に電気的に連結され得る。リボン５の上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２ならびに増幅器３の増幅器ハウジング３８から、導電性接着パッチ４６によって適所で皮膚に対して保持される増幅器接地電極４４で、患者の皮膚に接地のため確立される。いくつかの実施形態では、導電性増幅器ハウジング３８、上部遮蔽層７０、及び底部遮蔽層７２は、患者に加えて接地アイテムに電気的に連結される。患者の皮膚で接地するこれらの電気経路の詳細を以下に説明する。
【0072】
図１２に示される実施形態では、リボン５は、それらの近位端で（図１３に最もよく示される）センサ１６に、及び遠位端５１で増幅器ハウジング３８の内部に位置する電気コネクタブロック４８に接続される。第１の導電性（例えば、メッシュ）ピロー５０が、増幅器ハウジング３８の取り外し可能な蓋４０と、リボン５の上部を覆って延びる上部遮蔽層７０との間にあるように、増幅器ハウジング３８内に位置付けられている。第２の導電性ピロー５２が、リボン５の底部を覆って延びる導電性遮蔽７２と、増幅器３の増幅器ハウジング３８の底部に位置付けられるプリント回路基板５４との間にあるように、増幅器ハウジング３８内に位置付けられる。前述の増幅器接地電極４４は、増幅器接地電極４４の平坦な導電性基部４５が、患者の皮膚に対して接地に接続されるように、増幅器ハウジング３８の底部を通して増幅器３に、かつ、電気的レセプタクル５６でプリント回路基板５４に、取り外し可能に接続されている。
【0073】
いくつかの実施形態では、増幅器３は、前述の導電性上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２のそれぞれのものと電気的に接触している第１及び第２の導電性ピロー５０及び５２を備える。したがって、リボン５の上部の上部遮蔽層７０は、第１の電気経路によって、第１の導電性ピロー５０、導電性増幅器ハウジング３８、増幅器ハウジング３８を電気的レセプタクル５６と連結する第１のジャンパーワイヤ６０、ならびに最終的に患者の皮膚に対してある増幅器接地電極４４及び基部４５を備える接地に接続される。リボン５の底部の底部遮蔽層７２は、また、第２の導電性ピロー５２及びピロー５２を電気的レセプタクル５６に接続する第２のジャンパーワイヤ６１を備える接地への第２の電気経路、ならびに、最終的に患者の皮膚に対する増幅器接地電極４４及びそれらの基部４５によって接地に接続される。この同じ観点では、リボン５の上部及び底部の上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２は、導電性ピロー５０及び５２ならびに導電性増幅器ハウジング３８によって、互いに電気的に接続されることが理解され得る。
【0074】
リボン５の上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２に重なる導電性（例えば、メッシュ）ピロー５０及び５２の弾性特性は、リボン５に供される曲げ力を収容及び吸収する。ピロー５０及び５２は、また、増幅器ハウジング３８内のリボン５を支持し、電気コネクタブロック４８と軸方向に整列するように、プリント回路基板５４の上でリボン５をつるす。リボン５の端子端部５１が接続される電気コネクタブロック４８は、直立コネクタポスト５８によってプリント回路基板５４に今度は電気的に接続されている。プリント回路基板５４は、従来の信号コンディショニング及び増幅器回路を含有し、固視運動生体信号が、いくつかの実施形態では少なくとも１０の要因によって増幅される、リボン５によって運ばれる交番電圧生体信号である。増幅されたアナログ固視運動生体信号は、プリント回路基板５４から延在する遮蔽されたケーブル７によって、図１２に示される増幅器３から図１７の信号プロセッサ９及びディスプレイ１０に供給される。しかしながら、以前に説明されたように、固視運動生体信号は、また、増幅器３から信号プロセッサ９に図１８に図示される無線通信経路にわたって伝達され得る。
【0075】
図面のうち図１３～１６を同時に参照すると、それらの近位端で（図８～１０を参照して以前記載された）センサ１６に、かつ、反対の端子端部５１で（図１２を参照して記載された）増幅器３に、電気的に接続されるリボン５の実施形態の詳細は、ここに提供される。リボン５は、取り囲む係合で配設され、センサ１６の上部表面２８と底部表面３２と内部及び図１２で示される増幅器３の遮蔽ハウジング３８の底部に保持されるプリント回路基板５４上でコネクタポスト５８によって保持される電気コネクタブロック４８との間で接続される。
【0076】
リボン５のいくつかの実施形態は、上下に取り付けられている、上部及び下部延材されたものならびに上部ストリップ６２及び下部ストリップ６４を備える。例として、上部ストリップ６２の底部及び下部ストリップ６４の上部は、（図１５では６５と標記される）接着剤の従来の薄い層によって互いに向き合って接着されてもよい。リボン５の上部及び下部ストリップ６２及び６４の各々は、電気絶縁ポリイミドまたは任意の他の好適な非導電性材料から製造され得る上部非導電性層６６及び底部非導電性層６８を備える。上部及び下部ストリップ６２及び６４の上部非導電性層６６及び底部非導電性層６８の各々の上部及び底部の両方は、導電性（例えば、アルミニウムまたは金）コーティングによってまず覆われる。
【0077】
図１５に示される実施形態に示されるように、リボン５の上部ストリップ６２の上部非導電性層６６の外向きに面する上部及び下部ストリップ６４の底部非導電性層６８の外向きに面する底部を覆う上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２は、遮蔽表面を創出するために、無傷のままである。上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２は、センサ１６によって生成され、リボン５によって増幅器３に供給される生体信号を中断または歪め得る電気的及び電磁的エネルギーに対してリボン５を遮蔽するために互い及び固体の皮膚で接地に接続されるとして図１２を参照して以前記載された。
【0078】
図１３に示される実施形態に示されるように、上部ストリップ６２の上部非導電性層６６の内向きに面する底部及び下部ストリップ６４の底部非導電性層６８の対向する内向きに面する上部を最初に覆うことができる遮断の一部は、上部及び下部ストリップ６２及び６４の上部非導電性層６６及び底部非導電性層６８に沿って延びる導電性トレース７４及び７６をそれぞれ長手方向に延在するままにするために、エッチングされ得る。前述のエッチングプロセスの間、比較的広い導電性上部端子７８、７９、及び導電性下部端子８０、８１の対は、導電性トレース７４及び７６の各々の第１及び反対の端部で形成される。（図１５の）中間接着層６５によって共に結合されたリボン５の上部及び下部ストリップ６２及び６４と共に、上部非導電性層６６及び底部非導電性層６８の底部及び上部上に形成される長手方向に延在する導電性トレース７４及び７６は、平行に並び、互いから電気的に遮蔽されている。前述のエッチングプロセスは、導電性トレース７４及び７６を形成するための技法の例である。しかしながら、することは理解されるべきである。他の従来の技術が、上部非導電性層６６及び底部非導電性層６８上にトレース７４及び７６を形成するために使用され得る。
【0079】
図１５に示される実施形態に示されるように、センサ１６は、複層圧電性要素であり得て、リボン５の近接端で上部及び下部ストリップ６２及び６４の第１の端の間に配置されるか、いくつかの実施形態では挟まれる。いくつかの実施形態では、導電性上部パッド８２は、上部ストリップ６２の底部上で上部トレース７４の第１の端に配置される上部端子７８とセンサ１６の上部上の上部表面２８との間に接着される。導電性下部パッド８３は、センサ１６の底部にある底部表面３２と、下部ストリップ６４の上部上の下部トレース７６の第１の端部に配置される下部端子８０との間に配置される。トレース７４及び７６の第１の端部における上部及び下部端子７８及び８０ならびにセンサ１６の上部及び底部上の上部パッド８２及び下部パッド８３は、リボン５の近位端において積み重なって互いに全て整列される。
【0080】
いくつかの実施形態において、導電性上部端子パッド８４は、上部ストリップ６２の底部にある上部トレース７４の反対の端部に形成された上部端子７９と、（図１３Ａの）可撓性遷移回路基板８８の上部上に形成された対向する上部端子８６との間に接着されている。回路基板８８は、端子端部５１で上部ストリップ６２の反対の端部と下部ストリップ６４との間に配置されるか、いくつかの実施形態において、挟まれる。導電性下部端子パッド８５は、下部ストリップ６４の上部上の下部トレース７６の反対の端部に配置される下部端子８１と、可撓性遷移回路基板８８の底部上に配置される対向する下部端子９０との間に配置される。上部トレース７４及び底部トレース７６の反対の端部における端子７９及び８１、回路基板８８の上及び下に配置される上側端子パッド８４、下部端子パッド８５、対向する上部端子８６、及び回路基板８８の回路基板下部端子９０は、リボン５の端子端部５１において積み重なって互いに全て整列される。
【0081】
遷移回路基板８８の上部端子８６（例えば、リボン５の第１の出力端子）は、（図１２の）導電性遮蔽増幅器ハウジング３８によって取り囲まれた電気コネクタブロック４８に、回路基板８８及び電気コネクタブロック４８の第１の電気的接触９４の上部上にある第１の導電性トレース９２によって電気的に接続される。遷移回路基板８８の回路基板下部端子９０（例えば、リボン５の第２の出力端子）は、電気コネクタブロック４８に、回路基板８８及び電気コネクタブロック４８の第２の電気的接触９８の底部上にある第２の導電性トレース９６によって電気的に接続される。図１２を参照して以前に説明されたように、電気コネクタブロック４８は、増幅器３の増幅器ハウジング３８の底部にあるプリント回路基板５４に電気的に接続される。それゆえ、センサ１６によって生成される交番電圧生体信号は、リボン５の近位端と端子端部５１との間で上部及び下部ストリップ６２及び６４に沿って延びる導電性トレース７４及び７６によって、センサ１６の上部及び底部において上部表面２８及び底部表面３２から増幅器３に伝達され得ることが理解され得る。
【0082】
上部非導電性層６６の底部に沿って延びる導電性上部トレース７４は、上部非導電性層６６の上部を覆う上部遮蔽層７０から電気的に絶縁され得ることを理解されたい。同様に、リボン５の下部ストリップ６４の底部非導電性層６８の上部に沿って延びる導電性下部トレース７６は、底部非導電性層６８の底部を覆う底部遮蔽層７２から電気的に絶縁され得る。さらに、外部電気的及び電磁的干渉によって引き起こされ得るような交番電圧生体信号の改変を回避するように、上部非導電性層６６の上部及び底部非導電性層６８の底部を覆う上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２は、ほぼ完全にリボン５を取り囲み、それらの間にあるセンサ１６に並んでそれらの導電性トレース７４及び７６を包囲する。
【0083】
接着剤１００は、それらの１つの側面において、下部ストリップ６４の外向きに面する底部に取り付けられ得る。接着剤１００の反対の側面は、剥ぎ取り解除フィルムストリップ４２によって覆われ得る。接着剤１００からフィルムストリップ４２が剥ぎ取られ、除去される場合、リボン５の近位端において上部ストリップ６２と下部ストリップ６４との間に配置され、いくつかの実施形態では挟まれるリボン５及びセンサ１６を含む眼センサ１は、患者の眼球の固視運動を感知、増幅、処置及び／または表示することを可能にする方法で、患者の眼瞼に接着され得る。
【0084】
本明細書において開示されるリボン５によって、センサ１６は、そうでなければそこに増幅器３から伝達され得る機械力から実質的に分離され得る。例として、筋肉作用、地震活動、及び他の機械動作及び振動は、センサ１６によって生成された交番電圧生体信号に望ましくないアーチファクト騒音を導入し得る。この目的のために、リボン５の寸法及び材料電気に応じて最小曲げ剛性は、リボン５を介してセンサ１６へのかかる機械力の伝達を回避するために好ましい。
【0085】
いくつかの実施形態では、リボン５の厚さは２５ミクロン以下であり、幅は約４～８ｍｍである。いくつかの実施形態では、リボン５の曲げ剛性は、１０×１０－４ｌｂｓ－４－ｉｎ４以下である。先に示されたように、リボン５は、センサ１６への力の適用を回避するために、緩みまたは張力緩和と共に提供されるべきである。すなわち、センサ１６と増幅器３との間の直線距離より長いリボン５の長さである。いくつかの実施形態では、長さは、直線距離よりも少なくとも５％長い。
【0086】
図１３Ｂにおいて、検出器１１の一実施形態が示される。検出器１１は、端子端部５１、リボン５、及びセンサ１６を備える。端子端部５１は、端子端部バッキング１８７、上部遮蔽パッド１８６、底部遮蔽パッド１８５、及び取り付け手段１９０を備える。センサ１６は、導電性である上部表面２８及び底部表面２３２、ならびに感知要素３０、及び底部導電性表面端子１８０を備える。底部導電性表面端子１８０は、端子７８に電気的に連結される。いくつかの実施形態では、底部導電性表面端子１８０及び上部端子７８は、導電性上部パッド８２を介して接続される。いくつかの実施形態では、センサ１６の全てではない場合、一部分は、リボン５によって覆われる。いくつかの実施形態では、センサ１６は、底部導電性表面２３２、底部導電性表面２３２を底部導電性表面端子１８０と連結する導電性ブリッジ１８１を備える。
【0087】
図Ｘに示されるように、リボン５の一実施形態は、上部遮蔽層７０、上部非伝導性層６６、導電性上部トレース７４、底部非伝導性層６８、及び底部遮蔽層７２を備える。
【0088】
図１３Ｃにおいて、センサ１６の一実施形態及びリボン５の一実施形態が示される。リボン５は、上部遮蔽７０、上部非導電性層６６、導電性上部トレース７４、底部非導電性層６８、導電性上部トレース７４、及び底部遮蔽７２を備える。センサ１６は、導電性上部パッド８２、非導電性層２６０、導電性上部パッド８２と電気的に連結された上部表面２８及び下部導電性表面端子１８０、感知要素３０に連結された底部導電性表面２３２を備える。導電性パッド８２は、上部表面２８及び底部導電性表面２３２に電気的に連結される一方で、上部表面２８を底部導電性表面２３２から絶縁し、ブリッジ１８１を介して上部表面２８及び底部導電性表面２３２を導電性上部トレース７４及び底部遮蔽層７２にそれぞれ連結する。いくつかの実施形態では、リボン５の上部遮蔽層７０及び上部非導電性層６６は、それが上部遮蔽層７０によって完全に覆われ、上部遮蔽層７０によって遮蔽されるように、センサ１６の上に延在している。
【0089】
開示されるセンサ１６の他の実施形態と比較した、図１３Ｃに示される実施形態の１つの差異は、リボン５の底部遮蔽層７２がリボン５のためのトレース及び電磁的遮蔽の両方として作用できることである。これは、１つ少ないトレースまたは電気経路が必要とされる他のリボン５に勝る利点であり得る。これは、より薄く、より可撓性のリボン５をもたらし得る。上述のように、リボン５によってセンサ１６に伝達される機械運動は、読み取り値を破壊するだろう。したがって、より薄い及び／またはより可撓性のリボン５は、より正確な読み取り値をもたらす。いくつかの実施形態では、底部遮蔽層７２は、増幅器３によって接地される。
【0090】
また、図１３Ｃで示される端子端部５１の一実施形態が示される。端子端部５１は、上部遮蔽層７０に連結された上部遮蔽パッド１８６、底部遮蔽層７２に連結された底部遮蔽パッド１８５、及び導電性上部トレース７４に連結された端子１９１を備える。いくつかの実施形態は、導電性である取り付け手段１９０をさらに備える。いくつかの実施形態では、取り付け手段１９０は、導電性磁石を備える。いくつかの実施形態は、端子端部バッキング１８７をさらに備える。
【0091】
図１３Ｄにおいて、端子端部の一実施形態及び増幅器３の一実施形態が示される。増幅器３は、外側ハウジング１９３、電気レセプタクル５６、及びプリント回路基板５４を備える。いくつかの実施形態は、ハウジング３８をさらに備える。増幅器３は、患者の皮膚に当接及び接地される接地電極４４に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、他の実施形態では、接地電極４４及び／または接着パッチ４６は別々に提供される一方で、増幅器３は、接地電極４４及び／または導電性接着パッチ４６を備える。前述の増幅器接地電極４４は、増幅器３に取り外し可能に接続される。接地電極４４は、増幅器接地電極４４が患者の皮膚に対して取り付けられた場合に接地として作用するように、電気レセプタクル５６を介してプリント回路基板５４に電気的に連結される。
【0092】
外側ハウジング１９３は、導電性接着パッチ４６を介して患者に接地される。これはリボン５の遮蔽及び効果的に底部表面２３２として示される感知要素３０の側面を効率的に接地する役目を果たす。しかしながら、感知要素３０のいずれの側面もリボン遮蔽によって接地され得ることが理解される。示されるように、リボン５の上部の上部遮蔽層７０は、第１の電気経路によって、患者の皮膚で、上部遮蔽パッド１８６、導電性外側ハウジング１９３、及び導電性接着パッチ４６を備える接地に接続される。リボン５の底部の底部遮蔽層７２は、また、部分的に共有された経路によって接地に接続される。リボン５の底部の底部遮蔽層７２は、底部遮蔽パッド１８５に連結され、底部遮蔽パッド１８５は、また、外部ハウジング１９３に連結される。他の実施形態は、上部遮蔽パッド１８６及び底部遮蔽パッド１８５の両方が取り付け手段に連結され、外部ハウジング１９３にも連結された取り付け手段１９０をさらに含む。この同じ観点では、上部遮蔽層７０及び底部遮蔽層７２が外側ハウジング１９３に電気的に連結されることが理解され得る。
【0093】
プリント回路基板は、取り付けられる場合、導電トレース及び端子１９１を介して感知要素３０に電気的に連結される。プリント回路基板５４は、従来の信号コンディショニング及び増幅器回路を含有し、固視運動生体信号が、いくつかの実施形態では少なくとも１０の要因によって増幅される、リボン５によって運ばれる交番電圧生体信号である。増幅されたアナログ固視運動生体信号は、プリント回路基板５４から、かつ外向きに増幅器ハウジング３８の側面を通って延在する遮蔽ケーブル７によって、増幅器３から信号プロセッサ９及び図１７のディスプレイ１０に供給される。しかしながら、以前に説明されたように、固視運動生体信号は、また、図１８に図示される無線通信経路にわたって増幅器３から信号プロセッサ９に伝達され得る。
【0094】
図面のうち図１７は、前述の信号プロセッサ９に接続された眼センサ１の一実施形態を示す。より具体的には、以前に開示されたように、センサ１６の（図８～１３に示される）圧電フィルム３０の偏向に応じて生成された交番電圧生体信号が、まず供給され、増幅器３によって増幅される。一実施形態では、増幅器３は、未加工の固視運動生体信号データをフィルタリングし、頭の運動及び大きな自主的な眼球運動によって引き起こされるような基本的なアーチファクトを排除することができる。信号プロセッサ９は、増幅された固視運動生体信号をクロックタイミング、バッファリング、ウィンドウイング、及びフィルタリングすることができ、かつ同じ及び他のアーチファクト（例えば、望ましくない眼球運動及び電気的または電磁的干渉によって引き起こされるもの）を排除することができるべきである。プロセッサ及びルーチン１１４は、異なる種類の固視運動の間の構文解析、個々の及び組み合わされた信号構成要素の分析、及びＯＭＴ構成要素の主要な高周波数のような、あるいはＭＳ及びＯＭＴ眼球運動の組み合わされた振幅及びパワー速度を算出することによって、様々なパラメータの算出ができる。さらなるプロセッサ及びルーチン１１４は、イベントを特定し、イベント及び傾向に関連する追加の値を算出するために振幅、パワー、及び周波数パラメータならびに他のものなどを使用してイベントを評価することができ、かかる算出は、しばしば固視運動データの複数の種類の使用を含む。いくつかの実施形態では、眼センサ１は、イベントの反応性エネルギー、長期比率、及び短期比率、イベント前－中－後比較分析、周波数のような数値を提供し、ディスプレイ１０で複数のパラメータ及び数値結果を表示する。同様に、患者の脳幹活動の最近の履歴及び意識レベルがディスプレイ１０上で視覚的に利用可能であるように、眼球信号波形のリアルタイムのグラフ表現（図１では１２と標記される）同様に、患者の脳幹活動の最近の履歴及び意識レベルがディスプレイ１０上で視覚的に利用可能であるように、眼球信号波形のリアルタイムのグラフ表現（図１では１２と標記される）もまた表示される。さらなるプロセッサ及びルーチン１１４は、様々な臨床診断に関する記憶された参照値を含む。プロセッサ及びルーチンは、薬の投与の増加、減少、または維持のような臨床的決定を支持するために、または臨床医に患者の脳幹の予想外の状態及び病態を警告するために、合同の複数のパラメータの組み合わせを導出する時間同期様式でのデータストリームを比較し、それらの算出された結果を記憶された既知の参照値に対して比較することができる。
【0095】
いくつかの実施形態では、ルーチン１１４は、信号プロセッサ９に接続された（図１の）ディスプレイ１０上のモニターに情報を提供するために使用される周波数及び振幅帯域通過フィルタを備える。一例として、信号プロセッサ９の振幅帯域通過フィルタは、センサ１６によって生成される入力波形を認識するように適合される。（マイクロサッカードによって引き起こされるような）既定の閾値よりも大きい振幅を有する任意の波形は、信頼性のある眼情報の代表ではないとしてフィルタリング及び排除される。
【0096】
従来の処理技法（例えば、高速フーリエ変換分析、線形予測モデリング、またはピーク計数）は、デジタル眼生体信号の周波数を算出するために使用される。ピーク計数アプローチにおいては、固視運動生体信号は、所定の時間間隔の間にサンプリングされる。信号ピークのカウントは維持され、サンプリング時間中に増分される。数値形態でのピーク周波数（図１では１４と標記される）が、ディスプレイ１０（図１で最もよく示される）上に表示される。全体的な眼球運動及びマイクロサッカードを示すと決定される、固視運動生体信号のいずれの部分も排除される。
【0097】
増幅された交番電圧固視運動生体信号は、増幅器３から、図１７の信号プロセッサ９のアナログ－デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０に、それらの間で接続される遮蔽ケーブル７によって供給され得る。Ａ／Ｄ変換器１１０は、処理を容易にするためにアナログ交番電圧生体信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１１０によって生成されたデジタル信号は、デジタルアイソレータ１１２に供給され、このデジタルアイソレータ１１２は、固視運動生体信号の情報内容を、信号処理を行うのに要求されるハードウェアを駆動するのに必要とされる電源によって生成される場合がある干渉から隔離する。デジタルアイソレータ１１２はまた、意図しない回路故障が生じた場合に、患者に面した部分をＡＣ主給電部分から電気的に絶縁する、電気的安全性の目的も果たす。
【0098】
いくつかの実施形態では、ルーチン１１４は、信号プロセッサ９に接続された（図１の）ディスプレイ１０上のモニターに情報を提供するために使用される周波数及び振幅帯域通過フィルタを備える。一例として、信号プロセッサ９の振幅帯域通過フィルタは、センサ１６によって生成される入力波形を認識するように適合される。（マイクロサッカードによって引き起こされるような）既定の閾値よりも大きい振幅を有する任意の波形は、信頼性のある眼情報の代表ではないとしてフィルタリング及び排除される。
【0099】
従来の処理技法（例えば、高速フーリエ変換分析、線形予測モデリング、またはピーク計数）を使用して、眼球のデジタル生体信号の周波数を計算する。ピーク計数アプローチにおいては、固視運動生体信号が所定の時間間隔の間にサンプリングされる。信号ピークのカウントは維持され、サンプリング時間中に増分される。数値形態でのピーク周波数（図１では１４と標記される）が、ディスプレイ１０（図１で最もよく示される）上に表示される。同様に、患者の脳幹活動の最近の履歴及び意識レベルがディスプレイ１０上で視覚的に利用可能であるように、眼球信号波形のリアルタイムのグラフ表現（図１では１２と標記される）もまた表示される。
【0100】
サンプリングされている固視運動生体信号の処理された周波数値は、スプリアス信号をフィルタリングし排除し得るように、有効性について試験される。例えば、固視運動生体信号の周波数を検査し、認識された生理学的状態に適合することが知られている既定の周波数範囲と比較することができる。その上、患者が麻酔を受ける前にベースライン試験に供される場合、固視運動生体信号は、ベースライン試験結果と比較することができる。全体的な眼球運動及びマイクロサッカードを示すと決定される、固視運動生体信号のいずれの部分も排除される。
【0101】
増幅された交流電圧での固視運動生体信号が、増幅器３から、図１７の信号プロセッサ９のアナログ－デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０に、それらの間に接続された遮蔽ケーブル７によって供給され得る。Ａ／Ｄ変換器１１０は、処理を容易にするためにアナログ交番電圧生体信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１１０によって生成されたデジタル信号は、デジタルアイソレータ１１２に供給され、このデジタルアイソレータ１１２は、固視運動生体信号の情報内容を、信号処理を行うのに要求されるハードウェアを駆動するのに必要とされる電源によって生成される場合がある干渉から隔離する。デジタルアイソレータ１１２はまた、意図しない回路故障が生じた場合に、患者に面した部分をＡＣ主給電部分から電気的に絶縁する、電気的安全性の目的も果たす。
【0102】
サンプリングされている固視運動生体信号の処理された値は、スプリアス信号をフィルタリングし排除し得るように、有効性について試験される。例えば、固視運動生体信号の周波数を検査し、認識された生理学的状態に適合することが知られている既定の周波数範囲と比較することができる。その上、患者が麻酔を受ける前にベースライン試験に供される場合、固視運動生体信号は、ベースライン試験結果と比較することができる。
図面のうちの図１８は、信号プロセッサ９－１と通信しているセンサ１６の実施形態を示し、この信号プロセッサ９－１は、増幅されたアナログ固視運動生体信号を増幅器３－１から、無線通信経路を介して受信することができる。増幅器３－１が無線通信経路を介して信号プロセッサ９－１と通信する実施形態では、前述のａ／ｄ変換器１１０は、プロセッサ９（図１７）から除去され、増幅器３－１に位置して、リボン５から固視運動生体信号を受信する。図１８の増幅器３－１のＡ／Ｄ変換器１１０は、電池、マイクロセル、または好適な電源、及びアンテナと共に同じく増幅器３－１に位置する無線送信器１１６に電気的に結合されている。この場合、遮蔽ケーブル（図７及び１７では７と標記される）は、排除されている。同様に、図１８の信号プロセッサ９－１には、増幅器３－１の無線送信器１１６と互換性であり、それと通信可能なトランシーバ１１８が設けられている。したがって、信号プロセッサ９－１は、眼センサ１から遠隔に位置してもよく（例えば、看護師ステーションに）、これにより、患者は、手術または他の処置から回復し、意識を取り戻す過程で監視され得る。
図面のうちの図１８は、信号プロセッサ９－１と通信しているセンサ１６の実施形態を示し、この信号プロセッサ９－１は、増幅されたアナログ固視運動生体信号を増幅器３－１から、無線通信経路を介して受信することができる。増幅器３－１が無線通信経路を介して信号プロセッサ９－１と通信する実施形態では、前述のａ／ｄ変換器１１０は、プロセッサ９（図１７）から除去され、増幅器３－１に位置して、リボン５から固視運動生体信号を受信する。図１８の増幅器３－１のＡ／Ｄ変換器１１０は、電池、マイクロセル、または好適な電源、及びアンテナと共に同じく増幅器３－１に位置する無線送信器１１６に電気的に結合されている。この場合、遮蔽ケーブル（図７及び１７では７と標記される）は、排除されている。同様に、図１８の信号プロセッサ９－１には、増幅器３－１の無線送信器１１６と互換性であり、それと通信可能なトランシーバ１１８が設けられている。したがって、信号プロセッサ９－１は、眼センサ１から遠隔に位置してもよく（例えば、看護師ステーションに）、これにより、患者は、手術または他の処置から回復し、意識を取り戻す過程で監視され得る。
【0103】
センサ１６が固体の眼球の固視運動によって偏向されて生体信号を発生させるように、センサ１６は、試験されている個体の眼瞼に取り付けられることが本明細書に開示された。しかしながら、固視運動を個体の眼球から直接センサ１６に適用させてその偏向を引き起こすのではなく、固視運動は、代わりに、中間の機械的アクチュエータに適用することができる。図面のうちの図１９は、力及び応力を比較的小さい感知要素１３４に集中させるように個体の眼瞼に取り付けられている機械的アームアクチュエータ１３２を備える、検出器１３０の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、固視運動は、眼球から、感知要素１３４に直接ではなく、機械的アームアクチュエータ１３２に適用される。
【0104】
図１９の機械的アームアクチュエータ１３２は、非導電性の医療グレードプラスチックから製造され得る。機械的アームアクチュエータ１３２は、眼瞼の形状に適合するように個体の閉鎖した眼瞼に取り付けられ、そこにおいて、個体の眼瞼の固視運動に応じて偏向される。図８～１０に示される感知要素３０と同一の構築であり得る、図１９の運動感知要素１３４は、機械的アームアクチュエータ１３２とリボン５との間に位置する。リボン５は、図１３を参照したときに先に開示されたものと同一であってもよい。しかしながら、ここでは、それは検出器１３０の機械的アームアクチュエータ１３２によって提供される、運動感知要素１３４を偏向させるレバーの利点であるため、運動感知要素１３４は、サイズ及び遮蔽と比較したときにより小さくされ、要求される遮蔽が低減され得る。さらに、電気的または電磁波干渉を受けない機械的アームアクチュエータ１３２は、遮蔽される必要がない。
【0105】
機械的アームアクチュエータ１３２の下にある個体の眼瞼を通した個体の眼球の固視運動に応じた機械的アームアクチュエータ１３２の偏向が、感知要素１３４に伝達される。運動感知要素１３４によって発生される生体信号は、前述のようにリボン５を経て増幅器３（図１１及び１２）に供給される。
【0106】
検出器１４０のある実施形態は、表面装着式圧電ケーブル素子を含み、センサ１４２については、図面のうちの図２０～２３を同時に参照しながら記載される。検出器１４０のセンサ１４２は、図８～１０に示されるセンサ１６の場合と同様の平面状素子ではなく、管状スリーブである。より具体的には、センサ１４２は、個体の眼球の固視運動に応答して生体信号を発生させるために、その元々の管状形状の歪みを受ける。図２１に示される実施形態に示されるように、センサ１４２は、第１の電気端子として機能する可撓性の導電性内部領域１４４を備える。アームセンサ１４２の導電性内部領域１４４は、圧縮及び変形されるように適合される可撓性の中間圧電材料１４６によって包囲されている。導電性外面１４８は、 中間圧電材料１４６を包囲する。第２の電気端子として機能するアームセンサ１４２の導電性外面１４８は、遮蔽材料（図示せず）によって包囲されてもよい。単なる例として、検出器１４０のセンサ１４２の導電性内部領域１４４及び外面１４８の各々（例えば、第１の端子及び第２端子）は、薄い導電性金属メッシュから製造することができる。
【0107】
検出器１４０の管状の表面装着型圧電センサ１４２は、個体の眼瞼のひだ内に位置し得、そこでそれは、圧縮及び変形を経ることによって対応する電圧を発生させるように、眼瞼を通して伝達される個体の眼球の固視運動に応答性となる。センサ１４２が最初に弛緩状態にあるとき、導電性内部領域１４４及び外面１４８、ならびにそれらの間に置かれる中間圧電材料１４６は全て、円筒状の構成を有する（図示せず）。しかしながら、管状センサ１４２が、個体の眼球の固視運動に応答した圧縮力を受信するとき、導電性内部領域１４４、外面１４８、及び中間圧電材料１４６の各々の形状は歪み、それによって、図２１及び２２に示される楕円形の構成を帯びる。
【0108】
中間圧電材料１４６の形状の歪み及び変化は、表面装着型圧電センサ１４２の第１の端子と第２の端子（例えば、導電性内部領域１４４と導電性外面１４８）との間で生体信号を生成する。検出器１４０のアームセンサ１４２によって発生された生体信号は、検出器１４０の（図２０の）管状－平面張力緩和アダプタ１５０を経て増幅器３に供給される。
【0109】
図２３に示される実施形態を具体的に参照すると、図２０の検出器１４０の管状－平面張力緩和アダプタ１５０の詳細が示され、それによると、センサ１４２の導電性内部領域１４４及び導電性外面１４８は、リボン５の代わりに増幅器３のプリント回路基板５４（図１２）に接続されている。張力緩和アダプタ１５０は、非導電性材料から製造された、弓形（例えば、湾曲した）構成を有する可撓性基板１５１を備える。湾曲した基板１５１は、それに加えられた機械力に応じて屈曲して、さもなければセンサ１４２にかけられ得る引っ張り力を吸収するように適合される。第１の導電性トレース１５２が、基板１５１に沿って導電性の第１の接触パッド１５４から増幅器３へと長手方向に延びている。導電性の第２のトレース１５６が、基板１５１に沿って導電性の第２の接触パッド１５８から増幅器３へと長手方向に延びている。第１及び第２の導電性トレース１５２及び１５６は、互いに電気的に絶縁されるように、張力緩和アダプタ１５０の基板１５１に沿って離間し並列に並んだ整列で配置されている。
【0110】
導電性内部領域１４４は、基板１５１上の取り付け部（例えば、第１の接触パッド１５４に形成された溝）で接続されている（例えば、係止係合するように押し込まれる）。第２の接触パッド１５８は、第１の接触パッド１５４の前に置かれ、かつそれと軸方向に整列するように、基板１５１を横断して横方向に延在する。したがって、センサ１４２の導電性内側領域１４４が第１の接触パッド１５４に接触すると同時に、管状センサ１４２の導電性外面（例えば、第２の端子）１４８は、第２の接触パッド１５８上に置かれ、かつそれに接触するように自動的に整列させられる。したがって、管状センサ１４２が個体の眼球の固視運動に応答して歪み及びその形状の変化を経るとき、その導電性内部領域１４４と導電性外面１４８との間のアームセンサ１４２によって発生される対応する生体信号は、増幅のために、基板１５１に沿って延びる張力緩和アダプタ１５０の第１及び第２の導電性トレース１５２及び１５６のそれぞれのものを経由して増幅３に伝達される。
【0111】
図２４は、機械的アクチュエータ及び圧電性感知要素を備える検出器１６０の実施形態を示す。図１９を参照しながら説明された検出器１３０と同様に、図２４の検出器１６０は、個体の眼球の固視運動に応答性である機械力伝達アクチュエータを備える。しかしながら、この場合、アームアクチュエータが個体の閉鎖した眼瞼に取り付けられるのではなく、円筒形の力伝達アクチュエータ１６２が、眼球に対して圧電性感知要素よりも近くに置かれるように眼瞼のひだ内に位置する。
【0112】
検出器１６０の円筒形の力伝達アクチュエータ１６２は、個体の眼瞼を通って伝達される個体の眼球の固視運動に応答して、圧縮され、変形を経るように適合されている。円筒形の力伝達アクチュエータ１６２は、医療グレードの気泡ゴム等のような圧縮可能な材料から製造することができる。第２の例として、円筒形の力伝達アクチュエータ１６２は、ゲル等のような圧縮可能な液体で充填される。円筒形の力伝達アクチュエータ１６２が液体で充填される場合、アクチュエータは、好ましくは、可撓性エンベロープ１６４（図２４において破線で示される）によって包囲されている。
【0113】
検出器１６０は、円筒形の力伝達アクチュエータ１６２を覆って接着剤で取り付けられ、かつその形状に適合するように略平面状である、センサ１６６を備える。圧電性感知要素であり得るセンサ１６６は、図８～１０を参照しながら先に説明されたセンサ１６と同一であってもよい。しかしながら、検出器１６０のサイズを低減するために、図２４に示されるセンサ１６６の実施形態は、第１の端子として機能する上部導電性面１６８、及び第２の電気端子として機能するより下部導電性面１７０を備える。中間圧電材料部分１７２は、上部及び下部の電気的上部導電性面１６８と下部導電面１７０との間に位置する。
【0114】
個体の眼球の固視運動が個体の眼瞼を通して適用され、円筒形の力伝達アクチュエータ１６２の変形及びその形状の変化をもたらす。円筒形の力伝達アクチュエータ１６２の変形は、力伝達アクチュエータ１６２を覆いかつそれに接して置かれているセンサ１６６に伝達される。したがって、センサ１６６の中間圧電材料１７２は、生体信号が、中間圧電材料１７２のそれぞれ反対側に置かれる第１の端子と第２の端子（例えば、上部及び下部導電面１６８及び１７０）との間で生成されるように、対応して偏向される。次いで、生体信号は、（図１３では５と標記されるもののような）可撓性部を経由して（図１１及び１２では３と標記されるもののような）増幅器に供給され得る。
【0115】
眼センサ１の電気的に活性な感知要素は、典型的に、感知要素が患者の眼球の固視運動によって偏向されることに応答して電圧を発生させるように構成されているセンサ１６であるものとして説明された。しかしながら、本明細書に開示されるセンサ（例えば、１６、１６６、１４２）のいずれ、及び本明細書に開示される感知要素（例えば、３０）のいずれも、その出力が、試験を受けている個体の眼球の固視運動を示しさえすれば、他の種類の電気的に活性なデバイス、例えば、可変抵抗要素（例えば、歪みゲージ）、可変コンデンサ、加速度計、または可変インダクタであってもよい。
【0116】
次に図２６を参照すると、プロセッサ及びルーチン１１４の実施形態が示される。固視運動データは、センサによって取得され、プロセッサ、ならびに、ある特定の成分を導出し、２つの別個のパラメータを生成するように設計された一対の第１及び第２のルーチンの使用を通して、有益な情報に変換される。第３のルーチンを使用して、データストリームを統合及び同期させ、これにより、合同の値が、患者の脳幹及び状態のより良い、より正確な見解を提供するように同時に考慮及び解析され得る。対合または合同の値は、個々の値または成分の値のうちのいずれかよりも優れた有益性を提供することが多い。第４及び第５のイベント検出及び評価ルーチンは、ある特定のイベント及びパターンに関する時間窓を確立することが可能であるように、第３の統合及び同期ルーチンと動的に相互作用する。例としては、外科的刺激、他の内因性または外因性刺激、値の傾向ベースの推移、処置上のイベント、いびきパターン、睡眠、及び薬物関連イベント等が挙げられる。これらのイベントの識別及び評価に関連しかつそれらを必要とする、イベントの反応性エネルギー、またはイベントの前及び後のパラメータの長期平均などのある特定の解析は、過去の、現在の、または予測される、患者の状態のかなり重要な指標であることが分かる。ある実施形態は、臨床医がデータを可視化及び解釈することができるように、パラメータの早期の表示を提供し得、個々の数値またはリアルタイムストリーミングパラメータを提示するように、処理ルーチンにおいてさらにデータを表示し得る。また、既定の設定点及びユーザ入力値が組み合わされて所望の結果を生成し得ることも明示的に理解される。
【0117】
いくつかの実施形態では、固視運動データは、ＯＭＴ及びＭＳを含む。固視運動データは、検出器を介して対象から連続的に得られ、第１段階で増幅され、アナログフィルタでフィルタリングされて５Ｈｚ未満の低周波雑音成分を除去し、次いで、さらに増幅されて２０００～２５００の範囲の利得で全体的な増幅を達成することが可能である。増幅されたアナログ信号を、１６ビットの低雑音変換器及び１０００ｃｐｓの取得速度を用いてデジタル信号に変換した後。固視運動データは、振幅パワー計算機（ＡＰＣ）及び周波数アナライザパーサー（ＦＡＰ）によって処理される。ＡＰＣ及びＦＡＰの両方が、様々な値に合わせて設定され得る一連のコンディショニング及びフィルタリングルーチンを用い、結果として生じる共通のまたは異なるフィルタリングデータストリームのいずれかを、ＡＰＣ及びＦＡＲの各々またはそのうちの一方もしくは他方に提示する。結果のデータストリームは、分離した眼球運動成分、または合同信号もしくは合同信号データとしての組み合わされた成分から構成され得る。導出及び生成された個々の成分、合同信号及びパラメータ、ならびに組み合わせは、脳幹活動についての最も正確かつ有益な視点を提供するように選択される。
【0118】
フィルタは、帯域通過フィルタ、ノッチ、及び振幅フィルタを用いて、合同でＯＭＴ及びＭＳについて知られている値を上回る及び下回る、さらにはそれらの値以内にある値を有する周波数成分及び振幅成分のデータをフィルタリングすることができる。ノッチフィルタは、ＡＣ主または他の既知の不要な干渉などの特定の既知のアーチファクトをフィルタリングするために使用され得る。さらに、ウェーブレットノイズ除去、周波数帯域グループ化等のような、様々な既知のフィルタリング及び信号処理技術が知られており、それらが用いられてもよい。
【0119】
雑音を消音する眼瞼組織、遮断、可撓性リボン機械的振動分離、接地、可撓性リボン機械的振動分離、接地等への適合する適用などの、眼センサの前述の特徴は、眼球運動信号のみが提示されることを確実にするようにコンディショニング及びフィルタリングルーチンと一緒に動作することができる。ある実施形態では、結果として生じる合同信号は、ＯＭＴ及びＭＳの２つの固視運動成分によって表されるデータ、ならびに眼によって発生され、センサによって受信された生体信号内に含まれるこの２つの運動によって表されるデータのみを含む。
【0120】
ＡＰＣは、既定のデータ窓を用い、その窓の電圧対時間データをバッファリングし、デジタルフィルタロールオフ及び共振を考慮するときに低周波ＭＳ及び高周波ＯＭＴの全範囲の固視運動データが提示されることを可能にする様態で、間の初期帯域通過周波数フィルタリングルーチンセットを行う。ＭＳの全体的な平均周波数は、１ヘルツ未満～５ヘルツの範囲内にあることが知られているが、出願人の観察によれば、眼球の共振と組み合わせたＭＳバーストは、有効に測定されたＭＳの周波数値を５～２５ヘルツ、しばしば１３～２２ヘルツの範囲に増加させる傾向がある。ＡＰＣは、ＯＭＴ成分及びＭＳ成分の両方を含む、周波数フィルタリング、コンディショニング済みの合同信号を使用して、２秒間の平均パワーまたは総計の眼球パワーを計算する。最初に、センサによって１０００ｃｐｓの速度で発生されたコンディショニング、フィルタリング済みの電圧値は、それらの絶対値に変換され、次いで２秒間などの時間窓設定した期間にわたって合計される。結果として生じるパワー値は、その時間枠にわたって眼により達成された作業量を表す。このパワー値は、ＯＭＴ及びＭＳ振幅から導出される固視運動のパワーの重要な部分を反映するものであり、刺激に対する脳幹反応の感受性測定値であることが発見されている。このパラメータは、患者が意図的または他の刺激に対して観察可能な生理学的応答または反応を何ら示さない、事実上「非応答性」であると評価される、抑制状態において特に有用である。しかしながら、可視的または観察により検出可能なレベルを実際には下回る、組み合わせた総計の眼球パワーパラメータが用いられる場合、脳幹応答が存在し、ディスプレイ上で図示され得ることが発見されている。加えて、データは、システムが「見えないものを見る」ことが可能であるだけでなく、結果として生じる信号または合同信号を使用して、応答の比例性または相対値を決定することも可能であることを示唆する。システムのさらなる特徴は、応答または反応性エネルギーの総エネルギーを算出するように、イベント検出及び評価器ルーチンを用いることを必要とする。この算出、比例性の特性の有益な利用のための算出された値の比較が後に説明される。
【0121】
では、ＦＡＰは、ＡＰＣと連携して稼働する。異なるレジームでは、ＦＡＰは、主に周波数レジームで動作するが、一方で、ＡＰＣは、主に振幅レジームにおいて動作し、ＦＡＰは、主に周波数レジームにおいて動作することが見て取れる。ＦＡＰは、ＡＰＣのそれに提供される概要の事前コンディショニング及びフィルタリングルーチンを含む。一実施形態では、初期周波数フィルタリングと一緒に作動する初期の眼センサシステムは、ＡＰＣにおいて提示され、上述されるのと同じフィルタリングデータストリームをもたらす。しかしながら、ＦＰＣは、信号のうちのＯＭＴ成分のみを分離するように追加のフィルタリング工程を実行する。二重の振幅フィルタが用いられる。１つ目は、電子回路と関連付けられる最低雑音成分をフィルタリングする。ＡＰＣ及び振幅レジームの場合には重要でないが、最低雑音は、周波数レジームにおいて干渉するため、除去されなければならない。２つ目は、ＯＭＴの優位高周波成分及び／またはピーク計数周波数を分離することが可能である、振幅フィルタである。
【0122】
増幅された生体信号を受信し、上述のプロセッサ機能を行うために増幅器３に接続するのに好適な１つの信号プロセッサ９が、２００６年３月１４日発行の米国特許第７，０１１，４１０号に示され、記載されており、その詳細は参照により本明細書に組み込まれる。したがって、信号プロセッサ９の簡単な説明のみが下記に提供される。
【0123】
従来の処理技法（例えば、高速フーリエ変換分析、線形予測モデリング、またはピーク計数）を使用して、眼球のデジタル生体信号の周波数を計算する。ピーク計数アプローチにおいては、固視運動生体信号が所定の時間間隔の間にサンプリングされる。信号ピークのカウントは維持され、サンプリング時間中に増分される。数値形態でのピーク周波数（図１では１４と標記される）が、ディスプレイ１０（図１で最もよく示される）によって表示される。この場合、全体的な眼球運動及びマイクロサッカードを示すと決定される、固視運動生体信号のいずれの部分も排除される。周波数パーサーは、この様態で、最高周波数ＯＭＴ成分によって表されることが知られているような、固視運動信号の優位高周波成分として知られるものを計算することが可能である。
【0124】
ＯＭＴ周波数は、脳幹活動の連続した電流レベルの優れた指標である。それは、プロポフォール投与または意識の喪失時に急速に降下する。Ｂｏｌｇｅｒによって記載される、様々な薬物の組み合わせ、睡眠状態、眠気、傷害等といった、脳幹活動を減衰させるいかなる手段もピーク計数を低下させるという意味で、それは非差別的である。逆に、薬物濃度の軽減、覚醒、及び刺激は、ＯＭＴ周波数値を上昇させる役目を果たす。したがって、ＯＭＴ周波数は患者の状態に関して固有の洞察を提供するが、分離されたＯＭＴピーク周波数が、ＡＰＣによって送達される総計の眼球パワーパラメータと併せてある特定のイベントについて時刻同期様態で考慮される場合、ある特定の臨床診断が改善されることが本明細書に開示される。ＦＰＣは、それによって、連続したデータストリームを送達する。
【0125】
いくつかの実施形態では、ディスプレイ１０は、ＡＰＲＣ、ＦＡＰ、イベント検出器（ＥＤ）、及び／またはイベント評価器（ＥＶ）の結果の各々を積分し得る同時データ積分器（ＳＤＩ）を含む。いくつかの実施形態では、ＡＰＲＣ、ＦＡＰ、イベント検出器、及び／または評価器の結果のうちの２つ以上が、複合結果へと組み合わされ得る。結果のうちの１つ以上の提示は、１つ以上が同じ画面、同じ表示ユニットの交互スクリーン、及び／または異なるスクリーン上で示され得る。提示は、追跡線、ＦＴＴ、スペクトル分析、定量数、複数追跡線及び／または複合追跡線の形態をとり得る。提示は、提示される全ての項目について時刻が同期されるように示され得る。周波数及び振幅の組み合わされたパラメータを計算及び表示する追加の方法が、有効に用いられてきた。例えば、スペクトログラムとして一般的に知られているものは、同期された時刻情報、周波数、及び振幅データを表す色調画像を表示する。外科手術の場合、コンディショニング、フィルタリング済みの眼球信号データを受信する、かかる技術は、患者の脳幹及び鎮静もしくは麻酔状態に対するイベント、傾向、及び変化を図示する有効な手段を提供する。
【0126】
いくつかの実施形態は、イベント検出器を含む。イベント検出器は、ＬＴＡ及び／またはＳＴＡを記録することができる。イベント検出器は、いくつかの実施形態では、イベントを記録するようにＳＴＡがＳＴＡを超過する既定値または倍数を含む。第三次臨床入力方法もまた使用され得る。
【0127】
いくつかの実施形態は、イベントを定量化するイベント評価器を含む。この定量化は、ローカルに、クラウド及びまたはインターネットに記憶され得る、以前に得られたデータに基づくことができる。イベント評価器は、イベントを定量化する際に、イベントの倍数変化、頻度、及び／またはイベント（複数可）のエネルギーを分析する能力を有する。
【0128】
いくつかの実施形態では、ＡＰＲＣ及びＦＡＰを使用して、表示結果をユーザに提示する。
【0129】
いくつかの実施形態では、比較器が、固視運動データ及び／または結果を既知のデータパターンと比較する。比較は、ディスプレイ上に提示され得る。比較器は、自動化されたシステムによって警報、命令を出力し、かつ／またはアクションを引き起こし得る。例えば、比較器は、現在のデータ点を既知のデータ点と比較してもよい。比較器が、負の状況が発生したことを決定するか、またはその前兆であり得る何かに気付く場合、それは、ディスプレイ１０に、警報及び／または提案される命令を提示するように命令することができる。他の実施形態では、比較器は、患者に供給されている薬物を自律的に変化させることができる。
【0130】
いくつかの実施形態は、固視運動、具体的には、眼球マイクロトレモアと一緒にマイクロサッカードの振幅を測定するための、眼センサ１と、ある特定の成分を分離し、データを操作及び再結合し、結果を提示するための事前にプログラムされたルーチンを有する、プロセッサ９とを含む。ＡＲＰＣはパワー計算機法を実施し、ＦＡＲは周波数アナライザ法を実行して、２つのデータストリームを同時に生成する。いくつかの実施形態では、データストリームは、固視運動の振幅及びＯＭＴの周波数成分である。２つのデータストリームの各々は、パワー及び周波数パラメータの各々の未加工の値または計算値を提供し得、データストリームは、別々であるが相互に関連した眼球運動信号のパラメータ、したがって、別々であるが相互に関連した脳幹活動のパラメータを表す。いくつかの実施形態では、比較器は、脳幹活動パターンを、最も近い既知の参照パターンと整合させることを含む方法を実施し、事前にプログラムされた規則に従って応答し得る。
【0131】
いくつかの実施形態では、ＳＤＩは、同時計算方法を実行する。データ積分器は、第５のルーチン、すなわち、イベント検出器からのイベントデータ及び分析窓を用いて、パワーデータを反応性データに変換し、合わせて脳幹活動パターンを表す反応性パラメータ及び周波数パラメータの積分され対合された組み合わせを提示する、イベント評価器と相互作用する。
【0132】
個々の及び２つの種類の固視運動の組み合わせた同時測定及び分析、ならびに組み合わせたパターンの解釈は、新たな有用な洞察を提供し、これまで識別不可能であった状態と新たな診断との間の解析を可能にする。多くの従事者がＭＳ固定運動を用いて、注意応答を測定し、状態を決定し、そして神経学的状態を診断している。この作業は、ＭＳが視覚的知覚及び視力において重要な役割を果たす状態に注力する。したがって、ＭＳの研究は、開眼した健常な覚醒している対象において、または視覚プロセスに接続する方法で用いられる測定システムに主に制限される。ＭＳはＯＭＴとは異なる特徴を有するため、各々がより好適であるタスクもあれば、あまり好適でないタスクもあることに留意することが重要である。例えば、覚醒している対象の眼球から直接測定されるＭＳ運動は、解像能がミクロン範囲に限定された汎用の機器及びその特定のサイズ範囲に調整された機器を用いて測定するのがより容易である。一方で、ＯＭＴは、ＭＳよりも振幅が約４０倍小さい、ナノメートルレベルの振幅であり、高感度のセンサ、高利得増幅器、及び、雑音アーチファクトを排除または低減する予防的要素を、一般的機器のそれよりもさらに必要とする。ＭＳは比較的大きいため、それらは、大きな波がフィルタリングまたは他の既知の手段を介して除去されない限り、ＯＭＴ測定を不正確にする。従来のＯＭＴセンサシステムは、ナノメートルから１ミクロンレベルの運動を測定するのに特化されたシステムに必要とされる運動範囲に調整されており、ＯＭＴの振幅ではなく、周波数に主に焦点を当てる。また、ＯＭＴが主として、ＭＳについて知られる値よりも高い値の周波数単位で測定されることを考慮して、先行技術は、ＯＭＴによるより高い計数に不正確にバイアスを与えることを回避するために、マイクロサッカードの低周波計数を含めることを回避するよう教示する。したがって、先行技術及びその目的によれば、ＭＳは、有用な情報を何ら提供せず、ＯＭＴの振幅を分離するためにフィルタリングされるべきである。
【0133】
図２７Ａ～２７Ｃは、固視運動及び関連パラメータの２つの組み合わせた使用により、この成分のどちらか単独の使用によりもたらし得るよりも優れた診断をもたらすことができる、使用中の実施形態の一例が集中治療室（ＩＣＵ）内の重症患者に対する鎮静剤の適切な投与を管理している様子を示す。多種多様な潜在的パラメータ及び固視運動の変化形のふるい分けによる大規模な実験的パイロット研究の結果、ならびに対照を置いた臨床研究の統計結果が、図２７Ａ～２７Ｃに図示される。この研究は、麻酔及び集中治療鎮静中の眼球マイクロトレモア「ＯＭＴ」の有効性及び信頼性を実証するように設計された。主要評価項目は、ＯＭＴデータと現在の標準治療、すなわち、鎮静スケール（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ Ａｇｉｔａｔｉｏｎ－Ｓｅｄａｔｉｏｎ Ｓｃａｌｅ、ＲＡＳＳ）と称される、有効で信頼性があることが証明されている客観的な生理学的評価手段との間の相関関係である。したがって、出願人は、ＯＭＴ値と、認可された研究プロトコルに従って制御された刺激形態として施与されたＲＡＳＳ標準との間の統計的に有意な相関関係を実証することを追及した。
【0134】
次に図２７Ｂを参照すると、従来のＯＭＴ信号周波数ピーク計数単独とＲＡＳＳ標準との間の第１の相関関係が報告される（Ｒ２値は２８％である）。この相関統計は有意であるが、スコア範囲が高い。
【0135】
出願者は、ＲＡＳＳが患者の反応性の尺度であるとの仮説を立て、固視運動のマイクロサッカード成分に基づいた、周波数に依存しない反応性の尺度を開発した。生体信号のＭＳ成分は、未加工の眼球運動データにおいて遍在していたが、先行技術は、強力な周波数及び振幅フィルタリングによってＭＳ成分を排除することを教示した。新たなパラメータは、刺激イベントの反応性エネルギーを計算するように、図２６に最もよく示されるプロセッサ及びルーチンを用いる。ＳＤＩは、ＡＰＣによる総計の眼球パワーデータを受信し、ＥＤ及びＥＶによるイベント情報を組み込み、正規化されたエネルギー値を計算する。イベントまでの総計の眼球パワーのＬＴＡを計算し、イベントに至るまでの指定の時間窓にわたって加算し、イベント前のエネルギーを得る。イベントに対応する眼球エネルギーは、イベント中の同じ指定の時間枠にわたってパワー値を合計することによって計算される。期間前及びかつ期間中からのエネルギーの変化は、期間中の値からの期間前の値を減算することによって決定して、イベントに起因するエネルギーの変化を得る。この変化は、患者の変動にわたって正規化するように、エネルギーまたは好適な値の入来ＬＴＡによって除算され得る。この正規化されたエネルギー変化のｌｏｇ１０は、有用で正確なイベント評価の例である。このパラメータ実施形態である、イベントの反応性エネルギーが、図２７Ａの左軸に示される。出願者は、新たな反応性の尺度を組み込んだ副次的分析を行った。再び、図２７Ａでは、相関統計が、Ｒ２値が有意であるとして知られる－、７０％であるが、広範囲のスコアが残っていることが、訓練を受けた眼により容易に見て取れる。最後に、両方の尺度が一緒に、２つのパラメータのうちのいずれかを個々に用いるよりも優れた結果を提供することが分かった。図２７Ｃは、両方のパラメータが一緒に使用されるときの相関統計を示す。この場合、パラメータが組み合されるとき、相関統計ｒ２値が８０％超まで１０％増加し、これは優秀な相関関係であることが決定され、新たな臨床実務の基盤となる。この場合、ＯＭＴ周波数をイベントパラメータの反応性エネルギーで乗算して、固視運動鎮静指数と名付けられる新たな無単位の指数を得、これが図２７Ｃのグラフの左軸に示される。これより、ＩＣＵにおける薬物投与の不適切な管理という長年存在した問題を解決するために、比較器の使用と共にこの技法を採用し得ることが分かる。患者の電流値は、本明細書に記載の方法及び装置を使用して計算され得、それらが、今ではデータベースの形態で既知の現在の相関参照値に対して比較され得る。比較により、薬物投与の指図を得ることができる。指標値が目標レベルを超える場合、薬物が増加される。逆に、測定された指標値が目標レベルを下回る場合、薬物速度は、患者が所望の状態に達するまで低下または完全に中止されるべきである。指標値が目標値と一致する場合、薬物レベルは、現状で維持される。
【0136】
その後、上述の相違の理由のうちの１つが、ＯＭＴピーク周波数の単独の使用では、睡眠により誘発される脳幹抑制の状態と、薬物抑制によって引き起こされるその抑制状態との区別が良好でないことであることが明らかとなった。薬物抑制は、睡眠により誘発される機構よりも脳幹抑制を維持する上でより強制的である。出願人は、自然に深い眠りについている対象についての患者ＯＭＴ値が、強力な薬物で高度に麻酔された患者の場合と同じ低周波数範囲にあると測定した。しかしながら、重要なことに、睡眠患者は、覚醒しないことは当然ながら、応答することさえもない麻酔患者に与えられた刺激よりも同じ近似強度の刺激により覚醒可能である。薬物は、自然の睡眠機構が脳幹を減衰させるよりも強制的にそれを減衰させる。同様の様態で、ＭＳ成分から導出される反応性エネルギー及びパワーは、より覚醒した帯域で識別性がより低い傾向があり、この帯域においては、ＭＳ振幅の相対的増加が、あたかもそれらがすでに「完全にオン」であるかのように、明白でないにしてもより少なく、このため、追加の挑発刺激が振幅を劇的にさらに増強することはない。ＯＭＴ周波数は、しかしながら、覚醒レベルでの活動に関する優れた尺度であり、そのレベルでの変化に完全に比例する。したがって、再び、信号パラメータの組み合わせが、個々の値のうちのいずれか単独よりも価値がより高く、新たな予想外の目的で使用される理由を説明する。この組み合わせの価値は、初めて複数の固視運動データが一緒に取得され、深い麻酔または昏睡において見られるような臨死状態から、完全に覚醒した及びさらには正常な状態を上回って興奮した状態まで、覚醒スケールの全範囲にわたって用いられるときに、特に明白になる。これが、ＯＭＴ値と共同で考慮される、ＭＳ成分から導出される反応性パラメータの追加が、全体的な統計的診断性能を増強する理由である。
【0137】
本発明の実施形態及び開示されるＩＣＵ鎮静実施例と一致して、ある実施形態は、比較器が深い、中程度、及び軽度の３つの鎮静状態のうちの１つを容易に特定することを可能にする、単純な決定マトリックスを含む。４３ヘルツ前後のある特定の閾値を下回るＯＭＴ周波数と、それに伴う１．５を下回る低反応性値は、一緒に、深い状態を示す。４３ヘルツを上回るＯＭＴ周波数と、それに伴う２．５を上回る反応性値は、軽度の状態を示す。周波数値が４３を下回るが、１．５～２．５の高い反応性を伴う場合が、軽度の状態と最も一致する。４３ヘルツを下回るＯＭＴ周波数と時間同期的様態で相まった、１．５～２．５の中間の反応性値は、中程度の状態と最も一致する、といった具合である。
【0138】
同様に本発明と一致して、概日リズム及び睡眠状態がＩＣＵ患者について図示され得、この睡眠状態は、適切な休息の蓄積を容易にする、または譫妄などの蔓延している併発病態のより早期の診断を可能にするように、薬物誘導鎮静状態から解析されてもよい。
【0139】
本発明の実施形態を使用した睡眠分析は、ＩＣＵ鎮静患者に限定されない。いくつかの実施形態では、本発明は、睡眠関連障害の診断に使用される、睡眠中の呼吸器関連イベントを特定することができる。なおもいくつかの実施形態では、増幅器３は、新生児後半未熟児のより小さな解剖学的構造に一致するようにサイズが縮小され、未熟児無呼吸を検出する、ならびにＮＩＣＵにいる間及び退院後に患者が完全に成熟した脳幹発達を達成するのに十分に長い期間にわたって脳幹発達の傾向をマッピングするために使用される。
【0140】
なおも別の例では、図２８で見て取れるように、反応性及びＯＭＴの組み合わせの使用対反応性及びＯＭＴを独立して使用することの有効性が、外来患者の大腸内視鏡検査による診断処置の事例において図示される。本発明の実施形態は、薬物投与を調整するためのより優れた手段を提供する。およそ１分間の時間枠が例示されており、このうち左軸が、ＦＡＰ及び方法の使用により導出及び生成されるＯＭＴピーク計数周波数を表し、右軸が、ＡＰＣ及び前述の方法の使用により導出及び生成される総計の眼球パワーを表す。ＥＤ及びＥＶを使用して、イベントＡ、続いてイベントＢと境界を画定された別個の後続の臨床イベントを特定した。イベントＡは、臨床医によって加えられる刺激に対する結果として生じる脳幹の反応であり、この刺激は、血圧を測定するために使用される圧力カフの適用であった。比較器を使用したイベントＡを同時に再検討すると、およそ２５秒間の期間にわたって、ＯＭＴ周波数値及び眼球パワー値の両方が比較的一定かつ低く、刺激に応答して急激に増加し、次いでそれらが以前にそうであったのと同じ値に戻って急速に下降したことが示される。この場合、時間において一緒に考慮したＯＭＴ成分及びＭＳ成分から導出された値を含む、比較され組み合わされたデータ値が、既知の参照値に対して比較されて、命令が決定される。この場合、両方の値が記載されるように調和して上昇し、下降する場合、外部の一過性刺激に関連し、結果として薬物レベルに対する変更は何ら必要とされないことが統計的に示される。値は上下し、そして同じ値に戻った。時間同期は重要であり、位相遅れ、位相進み、前後間の比例等、または任意の数のより複雑な時間ベースの関係を意味し得ることに留意されたい。複数の固視運動成分から導出される複数のデータパラメータが時間において既知の関係である限り、それは本発明と一貫している。
【0141】
次に、図２８に図示される第２のイベント、すなわちイベントＢと見ると、プロポフォールの血漿中レベルの真の軽度化または「消失化」が生じている。再び、眼センサプロセッサ及びルーチンを同様に使用することによって、同等の構成され組み合わされたデータセットが導出され生成及び比較される。しかしながら、この場合、イベントＳＤＩによって認識されるパターンは極めて異なる。第１に、ＯＭＴ周波数は、その以前のレベルには戻らず、むしろ顕著なことに、それは１０計数上昇する。第２に、ピークＯＭＴ値はそれほど高くなく、これは、イベントＡにおいて提示された顕著なピークよりもむしろ、脳幹減衰の変化に関連する周波数のより微細な変化を示唆する。パターンの第３の特徴は、達せられる眼球パワー値がイベントＡのそれよりも高く、より持続的であることである。換言すれば、イベントＢの総反応性エネルギーは、イベントＡのそれの数倍である。時間において比較した複数の固視運動成分の導出値を含むこの組み合わせたデータパターンを一緒にまとめると、イベントＡのパターン、及びいずれかのパラメータ単独の評価により示唆される結論とはかなり異なる結果が得られる。この場合、麻酔医は、イベントＢの直後にプロポフォールの追加のボーラスを投与し、信号パターンは目標レベルに戻った。これより、本発明が、訓練を受けた専門家がこの事例に立ち会うことによる予測的有用性よりも優れた予測的有用性、または少なくとも、同じく非常に有益である確認的有用性を有することが見て取れる。イベントＢの間に示される個々のトレースを再検討すると、総計の眼球パワー及びエネルギーによって測定される反応性情報は確実により大きいが、このイベントは、以前の値の数パーセント以内に大方戻るようである。したがって、臨床医またはオペレーティングシステムは、薬物投与を増加させるべきか否かを思案させられる。同様に、ＯＭＴ値は、イベント前のレベルを上回る新たな持続レベルを達成はするが、それは上昇し続けるのではなく平坦であり、ここでもまた、オペレータまたはシステムに、どの薬物投与戦略に従うべきかについて疑念を抱かせる。２つのパラメータを一緒にまとめると、結論の信頼性が増加する。この実証される結果は、複数の患者にわたって対照を置いた研究を実施した、大腸内視鏡検査実施例の統計分析において証明される。
【0142】
今しがた記載した大腸内視鏡検査事例で使用されるプロポフォールは、速効作用型かつ速効消失型の薬物として知られていることに留意されたい。これがその広範な使用の主因である。それはまた危険でもあり、即時の致命的結果につながり得る。多くの他の薬物が測定されており、本発明によって制御され得る。これらには、デクスメデトミジン（ｄｅｘｍｅｄｉｔｏｍｉｎｅ）、セボフルラン（ｓｅｖｏｆｌｕｏｒａｎｅ）、オピオイド、セバフルオン、オピオッド、神経筋遮断薬／麻痺薬、及び様々な他の薬剤が含まれ、これらのうちのいずれも哺乳動物の脳幹に影響を及ぼす。
【0143】
次に図２９を参照すると、本発明と一致するディスプレイの一実施形態が示され、このディスプレイは、眼センサプロセッサ９及びルーチン１１４から情報を受信し、この情報を表示し、このようにして臨床医が情報にアクセスできるようにする。ディスプレイ９は、固視運動成分から導出される１つ以上の組み合わされたパラメータのリアルタイムの連続ディスプレイを提供する。水平の目盛りは、時計時間または任意の他の時間尺度もしくは時間ベースの単位を表す。軸の各々は、通常の動作モードにおいてこれら２つの間の関係を維持するように、時間同期されている。水平スケールは典型的には、２０分間のデフォルトに設定され、連続的に表されたデータの直近の２０分間を表示する。継続期間スケールは、より短い期間もしくはより長い期間を示すように変更する、または特定のイベントもしくは時点にズームインすることができる。現在の時間枠及び記録され表示されている現在の値は、各グラフ領域の最も右側部分にあり、信号は、各２秒間の分析窓及び記録が経過すると共に左側に推移し、したがって、表示されるトレースは、画面を横断して右から左に移動しているように見える。最も左側のデータ点が次の現在の新たな値によって置き換えられるとき、最も古いデータ点は、画面の視野から消える。
【0144】
一実施形態では、上部チャート領域は、垂直左軸上にヘルツの単位でのＯＭＴ周波数を表示する。上部グラフ領域に近接して、１５～２０フィート距離から読み取ることができる大きなサイズで、記録されている現在の周波数値の数値表示が含まれている。周波数値は、表示される数字のリアルタイムの精度と安定性との間で最適化する柔軟なアプローチを可能にする、瞬間の値、２秒間の平均、またはより長い平均であり得る。上部チャート領域に近接した表示ボックス内の周波数値はまた、システムが事前設定された値の外側にあるデータ部分を検出するかまたはフィルタリング条件を超過する場合に点滅する、交替の色に変わる、またはユーザに別様に警告することもできる。
【0145】
下部チャートは、前述の実施形態を使用して算出された、連続的に算出された総計の眼球パワーを表示する。下部チャートの垂直軸は、図２８に記載されたのと同じ総計の眼球パワーの単位を図示し、ある実施形態ではワットに比例する単位で測定される。上部グラフ領域に近接して、１５～２０フィート距離から読み取ることができる大きなサイズで、記録されている現在の周波数値の数値表示が含まれている。周波数値は瞬間の値であり得る。上部グラフ領域に近接して、１５～２０フィート距離から読み取ることができる大きなサイズで、イベント検出器によって特定された直近のイベントのエネルギー変化の数値表示が含まれている。ある実施形態では、エネルギー変化値は、倍数変化の単位で算出及び表示され得る。倍数変化は、イベントの反応性エネルギーと同様であり、同じ様式で算出される。イベントの総エネルギーが計算され、そのイベントのエネルギーから直前のセグメントにおけるエネルギーを差し引いた差異が計算され、それを直前のセグメントのエネルギーで除算する。実質的に、ベースライン正規値と比較したイベントのエネルギーにおける複数倍数または数倍変化を提供することである。この値は、患者間のばらつき及び様々なレベルの鎮静等に関連する振幅のばらつきを考慮するために、ベースラインの非反応性期間で除算することによって正規化される。
【0146】
別の実施形態では、ディスプレイは、プロセッサ９及びルーチン１１４から受信した単一の連続的なライブパラメータを提示するが、ＯＭＴ成分及びマイクロサッカード成分から導出された、組み合わせ導出し計算した値である。固視運動鎮静指数は、本実施形態及び本発明と一致している。上述の近接した、見るために大きな数値表示ボックスは、直近のイベントに関連する現在の値を表示する。スクリーンは、部分の３つの略等しい部分に分割され、最上部分が軽度の鎮静に対応し、中央部分が中程度の鎮静、下部部分が深い鎮静に対応する。鎮静指数値が臨床的状況と共に推移すると同時に、スクリーンの対応する部分が、患者の全身状態を３つのゾーン、すなわち軽度、中程度、または深い、のうちの１つにおいて図示するような様態でアクティブ化され、移行が起きるとそれらの間で適宜推移する。
【0147】
現在の標準よりも優れた様態で、かつ従来の眼球運動検知技法の使用によるものよりも有効に診断または管理され得るいくつかの他の病態が、これより開示される。周波数、速度、振幅、パワーピーク速度、平均値、上昇時間、傾斜、適合曲線、比率、フーリエ、及びスペクトル分析、ならびに統計的に有意な結果を指示する同様の組み合わせから導出される、導出及び生成されたパターンが今では知られている。例えば、意識の喪失の決定的な印は、優位高周波ピーク計数の急速な降下、続いてその後の、ＭＳ成分の振幅のおよそ数秒間の急速な指数的または対数的減衰によって顕著となる。意識の回復は、ＯＭＴ周波数の先立つ強力な上昇に続いて、ＭＳ振幅の劇的な増加という、ミラー化した、しかしほぼ方形波様式のパターンに従う傾向がある。
【0148】
上記に示され記載される実施形態は例にすぎない。本技術の多数の特徴及び利点が、本開示の構造及び機能の詳細と一緒に前述の説明において記載されたが、本開示は例示的なものにすぎず、特許請求の範囲において使用される用語の広義の趣旨によって確立される全範囲までかつそれを含む本開示の原則内で、部品の形状、サイズ、及び配置の事柄を含めて、詳細部分に変更が行われてもよい。
【0149】
また、実施形態の要素は、特定の実施形態の説明を参照して記載され得るが、開示される実施形態の要素は、他の開示される実施形態の同じ名称及び／または数を有する実施形態の対応する要素と切り替えられ得ることが開示されることにも留意されたい。例えば、１６として特定される１６６として特定されるセンサ、及び１４２として特定されるセンサは、センサが開示されるいずれの実施形態においても互いに交換可能であることがこれにより開示される。
【0150】
実施形態に応じて、記載される方法のある特定の工程が除去されてもよく、他の工程が追加されてもよく、また工程の順序が交替されてもよい。また、方法に向けた説明及び請求項は、ある特定の工程を参照するいくつかの指示を含み得ることも理解されたい。しかしながら、使用される指示は、特定する目的のみで見られるものであり、それらの工程の順序に関する示唆と見なされるものではない。また、「上部」、「最上部」、「下部」、及び「底部」という用語の使用を伴う要素は、位置の指示として捉えられるものではなく、これらの用語は単に、説明を容易にするために要素の名称で用いられたものであることにも留意されたい。例えば、上部要素は下部要素よりも下に位置することが可能である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図3A】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図27C】
【図28】
【図29】