(57)【要約】【課題】被験者の四肢で人工的に誘発された神経筋応答を検出するための検知デバイスを提供すること。【解決手段】検知デバイスは、複数の機械的センサと、無線通信回路構成要素と、並びに、複数の機械的センサ及び無線通信回路構成要素のそれぞれと電気通信しているプロセッサを含む。各センサは、四肢の異なる筋群の機械的応答を監視し、かつ、監視した動きに対応する筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように動作する。プロセッサは、各ＭＭＧ出力信号の一部を受信してバッファリングし、複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、センサのうちの１つ以上からの出力信号が人工的に誘発された神経筋応答を表すことが判定された場合にのみ、バッファリングされたＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上をホストシステムに転送する。【選択図】図１
2020058807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の四肢で人工的に誘発された神経筋応答を検出するための検知デバイスであって、
それぞれが、前記四肢の異なる筋群における機械的応答を監視し、監視された前記機械的応答に対応する筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように動作する、複数の機械的センサと、
高周波（ＲＦ）通信を介して、ホストシステムにデジタル情報を転送するように動作する無線通信回路構成要素と、
前記複数の機械的センサのそれぞれと、及び前記無線通信回路構成要素と電気通信しているプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、
各ＭＭＧ出力信号の一部を受信してバッファリングし、
前記複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、
前記複数の機械的センサのうちの１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すことが判定された場合にのみ、前記無線通信回路構成要素を介して、バッファリングされた前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上を前記ホストシステムに転送するように構成されている、検知デバイス。
【請求項２】
前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号は第１の解像度及び第１のサンプリング速度を有し、
前記プロセッサは、前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号のそれぞれの低品質表示を生成するように更に構成されており、前記低品質表示は第２の解像度及び第２のサンプリング速度を、
前記第２の解像度が前記第１の解像度未満、又は、
前記第２のサンプリング速度が前記第１のサンプリング速度未満、の少なくとも１つとなるようにして、有し、
前記プロセッサは、前記ＭＭＧ出力信号が人工的に誘発された神経筋応答を表さない場合に、前記無線通信回路構成要素を介して前記低品質表示のそれぞれを前記ホストシステムに転送するように構成されている、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項３】
前記デジタル情報は、規則的、周期的な間隔で転送される接続診断パケットを含み、
前記ホストシステムは、前記接続診断パケットを利用して、転送されバッファリングされたＭＭＧ出力信号の欠落が、人工的に誘発された神経筋応答の欠落を示すか否か、又は、前記ホストシステムと前記検知デバイスとの無線接続が損なわれたことを示すか否かを判定することができる、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項４】
前記無線通信回路構成要素は、前記ホストシステムから規則的、周期的な間隔で接続診断パケットを受信するように動作し、
前記プロセッサは、前記接続診断パケットが前記周期的な間隔で受信されていない場合にアラートを提供するように構成されている、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項５】
前記プロセッサが、
刺激が前記被験者に提供されたという指標を受信し、
前記指標の受信後にのみ、各ＭＭＧ出力信号の一部をバッファリングするように動作する、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項６】
前記四肢と電気通信して配置され、かつ前記四肢の電気的パラメータを監視するように動作する一対の電極を更に備え、
前記プロセッサは、
前記被験者に加えられた電気的刺激を示す、前記四肢の前記電気的パラメータの変化を検出し、
前記電気的パラメータの前記変化を検出した後にのみ、各ＭＭＧ出力信号の一部をバッファリングするように動作する、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項７】
前記プロセッサは、
各ＭＭＧ出力信号を個別に分析して、前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すか否かを判定すること、及び、
複数の前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号をまとめて分析し、前記複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すか否かを判定すること、により、
前記複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定するように構成されている、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項８】
前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すことが判定された場合に、前記複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が前記プロセッサによって分析されるのみである、請求項７に記載の検知デバイス。
【請求項９】
各ＭＭＧ出力信号を個別に分析することが、
前記ＭＭＧ出力信号のアナログ、時間領域パラメータを閾値と比較すること、
前記ＭＭＧ出力信号の基本周波数又は調波を測定すること、又は、
教師付き学習アルゴリズムを使用して、前記ＭＭＧ出力信号の１つ以上の特徴を調査すること、
のうち少なくとも１つを含む、請求項７に記載の検知デバイス。
【請求項１０】
１つ以上のＭＭＧ出力信号が個別に、人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すこと、及び、
前記複数の前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号がまとめて、人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すこと、の両方が判定された場合、
前記プロセッサは、前記複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すことを判定するように構成されている、請求項７に記載の検知デバイス。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記ＭＭＧ出力信号のそれぞれをフィルタリングし、前記四肢の全体の移動又は全体の回転に起因する前記ＭＭＧ出力信号の一部を減衰させるように更に構成されており、
前記フィルタリングは、各ＭＭＧ出力信号を個別に分析する前に生じる、請求項７に記載の検知デバイス。
【請求項１２】
前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示す場合に第１のアラートを提供し、
前記複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示す場合に第２のアラートを提供する、ように構成されたアラートシステムを更に備える、請求項７に記載の検知デバイス。
【請求項１３】
前記第１のアラートは、前記第２のアラートとは音調又は色のうち少なくとも１つが異なる、請求項１２に記載の検知デバイス。
【請求項１４】
前記アラートシステムは、各機械的センサ及びスピーカーが備えられた光源を含み、
前記第１のアラートは、前記人工的に誘発された神経筋応答を示す前記ＭＭＧ出力信号を生成した前記機械的センサが備えられた第１の光源から照明される第１の色、及び前記スピーカーを介して再生される第１のアラート音調を含み、
前記第２のアラートが、
前記第１の光源から照明される第２の色、及び前記スピーカーを介して再生される第２のアラート音調、又は、
前記人工的に誘発された神経筋応答を示す前記ＭＭＧ出力信号を生成した前記機械的センサから離して設けられた第２の光源から照明される第３の色、及び前記スピーカーを介して再生される第２のアラート音調、のうち少なくとも１つを含み、
前記第１の色は前記第２の色とは異なっており、前記第１の音調は前記第２の音調とは異なっており、前記第３の色は前記第１の色と同一であるか又は異なっている、請求項１２に記載の検知デバイス。
【請求項１５】
前記被験者の前記四肢の一部の周りに固定されるように作用する支持材料を更に含み、前記複数の機械的センサのそれぞれは前記支持材料に固定されている、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項１６】
前記支持材料はスリーブであり、
前記無線通信回路構成要素は、前記スリーブの遠位端部分に設けられたＲＦアンテナを含む、請求項１５に記載の検知デバイス。
【請求項１７】
前記ＲＦ通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５、又はブルートゥースプロトコルのうち少なくとも１つに従った通信を含む、請求項１に記載の検知デバイス。
【請求項１８】
被験者の体内治療領域内に神経が存在することを検出するためのシステムであって、
ディスプレイを含むホストシステムと、
第１の検知デバイスであって、
それぞれが、前記被験者の第１の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成されている第１の複数の機械的センサ、及び
前記第１の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、前記第１の複数の機械的センサから、生成された前記ＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第１のプロセッサ、を備える第１の検知デバイスと、
第２の検知デバイスであって、
それぞれが、前記被験者の第２の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した動きに対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成された、第２の複数の機械的センサ、及び、
前記第２の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、前記第１の複数の機械的センサから前記生成されたＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第２のプロセッサ、を備える第２の検知デバイスと、を含み、
前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサのそれぞれは、前記ホストシステムと無線デジタル通信しており、それぞれ、１つ以上のＭＭＧ出力信号の少なくとも一部を、前記ディスプレイを介した出力のために前記ホストシステムに無線転送するように動作する、システム。
【請求項１９】
前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサのそれぞれは、対応する接続診断データパケットを、反復する周期的間隔にて前記ホストシステムに転送するように動作し、
前記ホストシステムは、前記接続診断データパケットが前記反復する周期的間隔にて前記第１のプロセッサ又はは前記第２のプロセッサの一方又は両方から受信されていない場合に、アラートを提供するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のプロセッサは、前記第１の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、前記第１の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すと判定された場合にのみ、前記１つ以上のＭＭＧ出力信号の一部を転送するように動作し、
前記第２のプロセッサは、前記第２の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、前記第２の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すと判定された場合にのみ、前記１つ以上のＭＭＧ出力信号の一部を転送するように動作する、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、人工的に誘発された神経筋活性を検出するための無線検知デバイスを用いる、外科診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の外科的慣行は、神経の位置を認識又は検証して、神経の損傷を回避することを重要視している。近年の手術手技の進歩には、かつてないほど小さい切開を用いる技術、例えば低侵襲性外科的処置の発達、及びかつてないほど複雑な医療デバイスの挿入が挙げられる。手術手技におけるこれらの進歩に伴い、神経を検出する、及び／又は回避する方法の改善が対応して必要とされている。
【０００３】
多くの外科的処置において、被験者の四肢又は他の生体構造周辺に備えられた、付属監視デバイス又は治療デバイスを含めることは、共通である場合がある。各デバイスは、患者と接触する構成要素と、個別の監視／制御ステーションとの間に延びるワイヤ又はチューブを含む場合がある。これらのワイヤ／チューブは、患者を直に取り巻く混雑した領域を生み出す場合があり、これは潜在的に、手術チームが手術室内を自由に移動するのを邪魔する場合がある。
【０００４】
それ故、神経を検出／監視する必要性が存在する一方で、単にワイヤ接続された実装から延びることができる、対応する配線は、既に混雑した手術室を更に混雑させる恐れがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
被験者の四肢で人工的に誘発された神経筋応答を検出するための検知デバイスは、複数の機械的センサ、無線通信回路構成要素、並びに、複数の機械的センサ及び無線通信回路構成要素のそれぞれと電気通信しているプロセッサを含む。各センサは、四肢の異なる筋群の機械的応答を監視し、かつ、監視した動きに対応する筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように動作する。プロセッサは、各ＭＭＧ出力信号の一部を受信してバッファリングし、複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、センサのうちの１つ以上からの出力信号が人工的に誘発された神経筋応答を表すことが判定された場合にのみ、バッファリングされたＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上をホストシステムに転送する。
【０００６】
被験者の体内治療領域に神経が存在することを検出するためのシステムは、ホストシステムと、第１の検知デバイスと、第２の検知デバイスとを含む。ホストシステムは、データを出力し、かつ／又は手術チームにアラートを出すためのディスプレイを含むことができる。
【０００７】
第１の検知デバイスは、それぞれが、被験者の第１の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した動きに対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成されている、第１の複数の機械的センサを含むことができる。第１のデバイスは、第１の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、第１の複数の機械的センサから、生成されたＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第１のプロセッサを更に含む。
【０００８】
第２の検知デバイスは、それぞれが、被験者の第２の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した動きに対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成された、第２の複数の機械的センサを含むことができる。第２のデバイスは、第２の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、第１の複数の機械的センサから、生成されたＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第２のプロセッサを更に含む。
【０００９】
ワイヤが外科的処置と干渉する可能性を最小限にするため、第１のプロセッサ及び第２のプロセッサのそれぞれは、ホストシステムと無線デジタル通信しており、それぞれ、無線により１つ以上のＭＭＧ出力信号の少なくとも一部を、ディスプレイを介した出力のためにホストシステムに転送するように操作可能である。
【００１０】
本技術の特徴及び利点、並びに他の特徴及び利点は、添付図面と共に確認した場合、以下の詳細の説明から容易に明らかとなる。
【００１１】
「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」、及び「１つ以上」は、項目のうちの少なくとも１つが存在することを示すために互換的に使用される。そのような項目は、別途明瞭に記載のない限り、複数存在してもよい。添付の特許請求の範囲を含む、本明細書におけるパラメータの全数値（例えば、数量又は条件）は、実際に数値の前に「約」があるか否かに関わらず、全ての例において、「約」という用語によって修飾されているものとして理解されるべきである。「約」とは、述べられた数値が、（その値の正確さにある程度近づきながら）ややわずかな不正確性を許容すること（約、又はその値に合理的に近い、ほぼ）を示す。「約」によって提供される不正確さが本技術分野において異なる意味で理解されない場合、本明細書で使用されるときの「約」は、そのようなパラメータを測定及び使用する通常の方法から生じ得る変動を少なくとも示す。更に、範囲の開示は、全ての値及び全範囲内で更に分割された範囲の開示を含む。これにより、範囲内の各値及び範囲の端点は全て、別個の実施形態として開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】人工的に誘発された機械的筋肉反応を検出するための神経監視システムの概略図である。
【図２】被験者の脚に設けられた検知デバイスの拡大概略前面図である。
【図３】被験者の第１の脚に設けられた第１の検知デバイス、被験者の第２の脚に設けられた第２の検知デバイス、並びに、第１の検知デバイス及び第２の検知デバイスと通信するホストシステムの概略前面図である。
【図４】複数のＭＭＧ出力信号を局所的に処理して、全体のデータ伝送スループットを低減するための概略フローチャートである。
【図５】誘発された応答、又は誘発された応答ではないもののいずれかとして、検知した筋肉の動きを分類するための、教師付き学習アルゴリズムを含む、信号処理アルゴリズムの概要図である。
【図６】無線バイポーラ刺激装置プローブの概略側面図である。
【図７】脚の電気的パラメータを監視するための一対の電極を有する、被験者の脚に備えられた検知デバイスの概略前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、被験者の人工的に誘発された神経筋応答を検出するための無線検知デバイスを提供する。デバイスは、デバイスにて局所的に監視され、無線高周波（ＲＦ）通信回路構成要素を介して個別のホストシステムと集合的にネットワーク化された、神経筋センサのアレイを含んでもよい。
【００１４】
本発明のデバイスのセンサアレイは、被験者の複数の異なる筋群を監視するよう適合させることができる。アレイ内の各神経筋センサを、監視された各筋群に直接隣接した被験者の皮膚と接触して保持することができる。大部分の実施形態において、アレイ内の各センサは、操作により隣接した筋群の機械的動きを監視し、その検知された動きに対応する出力信号を生成するように動作する機械的センサを含む。システムは次いで、様々な処理技術を使用して、検知した機械的動きが人工的に誘発された筋応答を表すものであるか否かを識別することが可能である。
【００１５】
個別の出力信号及び信号データは、誘発された筋応答を識別し、神経が侵襲性刺激装置に接近していることを判定するのに有用である場合があるものの、非制限かつ連続した無線データ伝送では、組み込み済みの電源ストア／バッテリーをすぐさま枯渇させ得る、著しい電力の引き出しが生じる。そのため、特定の実施形態において、検知デバイスは、監視した応答にて少なくとも予備分析を実施した後、誘発された神経筋応答を表す可能性が高いセンサデータのみを転送することが可能な局所プロセッサを含むことができる。あるいは、局所プロセッサは、転送の前に、誘発された神経筋応答を示さないあらゆるセンサデータをダウンサンプリングする、かつ／又はその解像度を低減することができる。誘発された応答は散発性であり、かつある程度低頻度である傾向にあるため、このフィルタリング技術により、転送されなければならないデータの量及び頻度、並びに、組み込み済みの通信回路構成要素における、対応する消費電力が大いに低下する。これにより、必要なバッテリーのサイズの低下が可能となり得る、かつ／又は、一度の充電でのデバイスの使用持続時間が増加し得る。
【００１６】
本発明の「フィルタリング」技術は、誘発された筋応答が存在する可能性が高い場合に、完全な解像度のデータのみを転送することにより、無線データ伝送の量及び／又は頻度を低下させるように機能する。プロセッサが何かを検出した場合にのみデータ伝送が発生する実施形態において、データ伝送の期間は、誘発された応答を示すものとして解釈することができ、転送のない期間は、誘発された応答が欠如することを示すものとして解釈することができる（これもまた、外科医にとっては大変有益なものである）。残念ながら、このような実施形態では、応答の欠如は、無線接続が切れることによっても引き起こされる場合があり、この場合、たとえ応答が存在していたとしても、通信はされない。この懸念に取り組むために、いくつかの実施形態では、接続診断データパケットを、検知デバイスとホストシステムとの間で周期的に通信させて、無線通信リンクの忠実度の指標を提供することができる。いくつかの実施形態では、接続診断パケットは、転送されたメッセージの終了時に、検知デバイスに送り戻されるチェックサム、又は他の診断パケットであることができる。診断パケットにより判定可能であるように、通信リンクの忠実度が低下する、又は完全に切れる場合、システムはまた、消極的推理（即ち、転送無し＝誘発された応答無し、という消極的推理）を信用すべきでないことを示すアラートを提供することもできる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、局所プロセッサは、センサ信号を個別に、及び／又はまとめて分析することにより、誘発された筋応答の可能性を検出することができる。この分析を実施するために、各信号を、回転期間にわたってプロセッサにより局所的にバッファリングすることができ、その後、バッファリングされた信号を分析して、誘発された応答を示す信号の特質を判定することができる。使用可能な処理技術には、予想される応答窓の外にあるノイズ、大まかな動き、及び／又は信号内容を積極的にフィルタアウトする一方で、また、誘発された応答を示す属性又はパターン用のセンサから、１つ又は複数の信号を調査する技術が伴う。
【００１８】
エラーの可能性を減らしながら、操作前の設定を最小限にするため、センサデバイスは、（血圧カフと同じように）四肢の周りに固定することにより、又は、抗塞栓ストッキングなどを用いて被験者に引きつけておくことにより、被験者に固定可能な一体化ユニットとして提供することができる。こうすることにより、支持材料はアレイを、各センサを個別に配置する場合よりも素早く被験者の周りに配置することができる。
【００１９】
図面を参照すると、同様の参照番号は、様々な視点における同様又は同一の構成要素を識別するために使用され、図１は、外科的処置の間などに、被験者１４の体内治療領域１２内における１つ以上の神経の存在を同定するために使用可能な、神経監視システム１０を概略的に示す。以下にて更に詳細に記載するように、システム１０は、刺激により誘発された神経の脱分極（即ち、人工的に誘発された神経筋応答）を示す、神経筋応答について被験者１４の１つ以上の筋肉を監視することができる。刺激に対する筋肉の応答が処置中に検出された場合、システム１０は外科医にアラート又は指標を提供し得、これにより外科医は適切な行動を、そのような行動が是認された場合に取ることができ得る。
【００２０】
本明細書で使用する場合、「人工的に誘発された神経筋応答」とは、筋肉を支配している神経に加えられる脱分極刺激に対する筋肉の応答である。概して、例えば、中間の検知手段により受信される刺激（例えば視覚、音、味、匂い、及び接触）ではなく刺激により、神経は直接脱分極されるため、応答は「人工的に誘発された」ものである。「人工的に誘発された」筋反応を引き起こし得る刺激の例としては、神経又は神経を直接囲む体内組織若しくは流体に直接印加される電流を挙げることができる。このような例では、印加された電流が十分に強い及び／又は神経に十分に近い場合、神経を人工的に脱分極させる（その結果、その神経により支配される、対応する１つ又は複数の筋肉を収縮させる）ことができる。このような「人工的刺激」の他の例は、機械的に誘発された脱分極（例えば、組織レトラクタなどを用いて神経を物理的に伸張又は圧縮させる）、熱により誘発された脱分極（例えば、超音波焼灼を通じて）、又は化学的に誘発された脱分極（例えば、神経を囲む組織への化学薬品の適用を通じて）を含むことができる。
【００２１】
人工的に誘発された神経筋応答の間、人工的に脱分極された神経により支配される筋肉は、物理的に収縮又は弛緩することができ（即ち、機械的応答）、かつ／又は筋肉全体の電位は変化させることができる。機械的応答は、主に筋肉の長手方向（即ち、筋肉の構成繊維と並んだ方向）に沿って生じ得るが、横方向（ほとんどの骨格筋の場合、皮膚に対して実質的に垂直であり得る）の筋肉の膨張／弛緩をそれぞれ更にもたらすこともある。人工的に誘発された機械的筋応答の間における、筋肉のこの局所移動は、非刺激状態の際の筋肉の位置に対して測定することができる。
【００２２】
神経監視システム１０は概して、協働して、刺激装置７０によりもたらされる刺激７２に対する筋肉の神経筋応答を検出可能な、ホストシステム２０及び検知デバイス３０を含むことができる。図１に概略的に示すように、ホストシステム２０は、外科医からの情報を受信するように動作する１つ以上の入力デバイス２２、アラートを通信する、又は外科医からの情報フィードバックを提供するように動作する１つ以上の出力デバイス２４、検知デバイス３０と通信するように動作する通信回路構成要素２６、並びに、入力デバイス２２、出力デバイス２４、及び通信回路構成要素２６の間で情報フローを少なくとも管理するように動作するプロセッサ２８を含むことができる。
【００２３】
概して、１つ以上の入力デバイス２２は、キーボード、マウス、及び／又はタッチスクリーンディスプレイを備えたディジタイザを含むことができる。これらのデバイスは、操作前のケース情報を受信することができる、又は、外科医が様々な術中パラメータ、アラーム限度、若しくは処置前あるいは処置中の他のケース情報を変更することを可能にする。いくつかの実施形態では、刺激装置７０及び／又はフットペダル７４が、ホストシステム２０に追加の入力をもたらすことができる。この入力は、刺激の送達及び／又は規模を示すアナログ又はデジタル信号の形態であることができる。出力デバイス２４としては、例えば、ＬＥＤ／ＬＣＤディスプレイなどの視覚的ディスプレイ、１つ以上の表示照明、又は、外科医に可聴式アラートを提供可能なスピーカーを挙げることができる。
【００２４】
検知デバイス３０は、被験者１４と直接接触し、最低でも被験者１４の神経筋応答の検知／検出を担う、システム１０の一部である。検知デバイス３０は、被験者１４に固定するように作用する支持材料３２、及び、それぞれ被験者１４の異なる筋群の神経筋応答を監視するよう動作する、複数の神経筋センサ３４（即ち、センサアレイ）を含むことができる。
【００２５】
検知デバイス３０の観点から、支持材料の主な目的は、神経筋センサ３４を被験者の皮膚と、比較的安定して接触したまま保持することである。本発明の技術は、筋電図（ＥＭＧ）を用いて（即ち、落下の大きなリスク無しに、筋肉の相対位置において、針状電極をしっかり固定することにより）、有益に使用されるものの、デバイス３０の完全な機能性及び正確性は、複数の神経筋センサ３４が様々な筋肉の機械的応答を監視するように構成されたときに、最も実現される。そのため、一実施形態において、少なくとも複数の神経筋センサ３４は、例えばひずみゲージ、圧力／力変換器、位置エンコーダ、加速度計、圧電材料、又は、物理的動きを可変性電気信号に変換可能な、任意の他の変換器若しくは変換器の組み合わせなどの、機械的センサ３６を含む。
【００２６】
デバイスレベルにおいては、複数の神経筋センサ３４のそれぞれは、検知されたレベルの神経筋活性に対応する、又はこれを表す出力信号３８を提供することができる。いくつかの実施形態では、各センサ３４は、出力信号の局所デバイスプロセッサ４２への転送を促進するための、通信回路構成要素４０を含むことができる（通信回路構成要素４０は機械的センサ３６と一体であってもよい、又は、アレイのアーキテクチャに応じては必要ない場合があることに注意されたい）。実際には、有線センサを局所プロセッサ４２にこのように集めることにより、プロセッサ４２により、又はプロセッサ４２と共に操作される二次的構成要素により管理可能な、デバイスレベルのシリアルネットワークを形成することができる。
【００２７】
図２に概略的に示すように、検知デバイス３０は、ホストシステム２０の通信回路構成要素２６、アンテナ４６、電源４８、及びこれらのそれぞれと連通した局所プロセッサ４２とデジタル通信するように動作する無線通信回路構成要素４４を含むことができる。概して、本発明のシステム１０と共に使用されるプロセッサ（例えば、プロセッサ２８、４２）はそれぞれ、１つ又は複数のデジタルコンピュータ、データ処理デバイス、及び／又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として具体化されることができ、これらは、１つ以上のマイクロコントローラ若しくは中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電子的に消去及びプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、高速クロック、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）回路構成要素、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）回路構成要素、入力・出力（Ｉ／Ｏ）回路構成要素、及び／又は信号コンディショニング及びバッファリング電子装置を有することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、電源４８は、交流線間電圧などの、有線電源を含んでよい。しかし、このような設計は、検知デバイス３０から延びるワイヤが依然として必要とされるため、無線通信及びデバイスの無線性質の利点のいくつかを打ち消してしまう。本開示の目的は、検知デバイス３０から延びるワイヤの必要性を低減する、又は取り除くことであるため、より好ましい実施形態においては、電源４８は、検知デバイス３０により局所的に備えられたバッテリーである。バッテリーは、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）組成物、又はリチウムイオン（Ｌｉイオン）組成物を含むがこれらに限定されない、任意の好適な構造／組成物を有することができる。物理的には、バッテリーは、プロセッサ４２及び／又は無線通信回路構成要素４４と一体化したパッケージの一部として提供することができるが、このパッケージング構成は厳格に必要であるわけではない。いくつかの実施形態では、完全な１つのデバイスを提供するため、バッテリー、及び／又は任意の一体化パッケージングは、支持材料３２に直接固定してよい。こうすることにより、電源は検知デバイス３０に局所的なものとなり、検知デバイス３０と結合し、デバイス３０への有線接続の必要性を低減する。
【００２９】
無線通信回路構成要素４４は、結合されたアンテナ４６を介して、物理的に別個のデバイスとデジタル通信するために必要とされ得る、信号プロセッサ、電力増幅器、信号フィルタ、トランシーバーなどの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、アンテナ４６は、支持材料３２と／支持材料３２上にて一体化された、１つ以上の導電性繊維又はフィルムを含むことができる。別の実施形態において、アンテナ４６は通信回路構成要素４４の内部に存在することができる。図２に更に示されるように、いくつかの実施形態では、アンテナ４６は検知デバイス３０の遠位端部分に位置することができ、被験者の四肢の遠位端部分を取り囲む、又はこれと当接することができる。アンテナ４６をこのように配置することにより、アンテナ４６が、転送信号を減衰及び／又は変形させる可能性がある、被験者の胴体などの、大きな流体的に高密度な体から離れて配置されることができる。
【００３０】
アンテナ４６と、ホストシステム２０の通信回路構成要素２６との通信は、一方向性又は二方向性であってよく、１つ以上の確立された、又は後で開発された高周波（ＲＦ）プロトコルに従い実施してよい。好適なＲＦプロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５、ブルートゥース規格、ＺｉｇＢｅｅ規格、近距離無線通信（ＮＦＣ）規格、ＲＦｉＤなどに従ったものを挙げることができる。
【００３１】
無線通信回路構成要素４４は概して、プロセッサ４２の方向にて、及び／又はプロセッサ４２により供給されるデジタル情報に基づき操作することができる。いくつかの実施形態では、無線通信回路構成要素４４は、検知デバイス３０に／検知デバイス３０からデジタル通信する、唯一の手段であり得る。本開示の目的に関して、「デジタル通信」とは、デバイス３０から手術チームに直接伝えることが可能な、視覚性又は可聴性アラートを包含することは意図しないことに留意しなければならない。
【００３２】
図３に示すように、複数のセンサデバイス３０を同時に使用する場合、各センサデバイス３０は、デバイスに固有の無線通信回路構成要素４４を介して、ホストシステム２０と無線通信も行いながら、その局所センサレベルネットワークを維持することができる。このようなシナリオの例としては、システム１０が神経筋活性に関して、被験者の脚の両方を監視する必要があるか否かの場合があり得る。ネットワークレベルにおいては、各デバイスが、事象データをホストシステム２０に同時に転送するために、システム１０は、１対１のペアリング関係に依存するものとは対照的に、ネットワーク上の複数の異なるソースからデータフローを管理する能力を有する、無線通信プロトコルを利用することができる。
【００３３】
図３に示す実施形態において、第１のセンサデバイス５０は第１の四肢５２に設けられ、第２のセンサデバイス５４は第２の四肢５６に設けられる。各デバイス５０、５４は、隣接するホストステーション２０と無線デジタル通信可能な、個別の無線通信回路構成要素４４を含むことができる。必要な場合、典型的なネットワーク基盤（例えば、スイッチ又はルーター）を備えて、様々なデバイス間での通信を調節することができる。示すように、第１のセンサデバイス５０は、神経筋センサ３４の第１のアレイ５８を管理することができ、第２のセンサデバイス５４は、神経筋センサ３４の第２のアレイ６０を監視することができる。上述のように、好ましい実施形態において、複数の神経筋センサ３４のいくつか又は全ては、機械的動きを検知し、その後、検知した動きを表す電気出力信号（即ち、筋音図信号）を生成可能なセンサを含むことができる。
【００３４】
支持材料３２を利用して、被験者に対してセンサアレイを配置する実施形態において、支持材料３２の具体的な性質は、手術部位の位置、及び外科的処置の性質に基づき様々であってよい。多くの場合、支持材料３２は、被験者の四肢の周りで固定されるカフ又はスリーブに似ている場合がある。このような設計は、例えば、手術部位中に存在する神経が腕又は脚の抹消筋肉を支配することが知られている、脊髄処置を伴う場合に好適であり得る。
【００３５】
被験者の脚において、スリーブを適切に位置合わせする医療スタッフを支援するために、支持材料３２は、相対的な配置を速やかに識別することが可能な、１つ以上の位置合わせのしるし６２を含むことができる。これらのしるし６２は、解剖用マーカー、例えば、膝蓋骨又は距骨用の指標又は穴、他の装置と揃えるための標識、解剖基準面と揃えるための標識などを含むことができる。一実施形態では、しるし６２は、図３に示すように、ストッキング／スリーブの長さの大部分に沿って、かつ／又は四肢の長さに沿った特定の解剖学的中間地点にて延びる線を含むことができる。本実施形態において、線は、スリーブの全体的な相対的配置を判定するための、素早い視覚的参照をもたらすことができる一方で、あらゆる局所的なねじれに注意を向けることができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、支持材料３２は、既に手術用途で一般的である、個別の治療用又は診断用デバイスであってもよい。例えば、Ｌ２−Ｓ１椎骨の１つ以上に関係する脊髄処置において、脚の筋肉を支配する神経根は、手術領域内にある可能性があることが知られている。しかし、このような処置の間、圧縮型の抗塞栓ストッキング（血栓塞栓障害「ＴＥＤ」ホース）が典型的には、被験者の脚及び足の周りに備えられ、血栓の形成を防止する。従って、一実施形態において、支持材料３２は、着用時に被験者の脚に圧縮力を印加することによって、個別のＴＥＤホースの必要性を取り除くように構成された、弾性スリーブ／ストッキングであることができる。被験者に対してこのように圧縮を行うことは、それ自体が、支持材料そのものにおいて弾性張力／ひずみとして示される場合がある（「張力フィット」と呼ばれることもある）。より上の脊椎にて実施される外科的処置において、支持材料３２は例えば、被験者の腕の周りで着用される血圧カフを含むことができる（又は、他のものが、標準的な血圧カフの機能性と同様の機能性を含むことができる）。これらの例においては、支持材料３２は、専用の神経筋検知デバイスの支持材料にはない機能を有し、それ故、場合により締め付けられている四肢に監視アクセスを可能にしながらも、術前の準備及び計画において効率を提供する。
【００３７】
上記のとおり、システム１０は、被験者１４の体内治療領域１２内に刺激７２を選択的にもたらすことが可能な、１つ以上の細長い医療機器７０（即ち、刺激装置７０）を更に含むことができる。例えば、ある構成において、細長い医療機器７０は、遠位端部分に電極７８が配置された、プローブ７６（例えば、ボールチッププローブ、ｋワイヤ、又は針）を含むことができる。電極７８は、ユーザ／医師の要求、又はプロセッサ２８のコマンドのいずれかに応じて、選択的に電気を通し、電気的刺激７２を被験者の体内組織にもたらすことができる。他の構成において、細長い医療機器７０は、拡張器、レトラクタ、クリップ、焼灼プローブ、椎弓根スクリュー、又は侵襲性医療処置で使用され得る任意の他の医療機器を備えることができる。機器に関係なく、意図された人工刺激が電流である場合、機器７０は、処置中に体内治療領域１２内の組織に接触することを意図した機器の一部に配設された、選択的に通電可能な電極７８を備えてよい。
【００３８】
外科的処置中、ユーザ／外科医は、治療領域１２内の体内組織に刺激を選択的に加えて、１つ以上の神経束又は繊維の存在を特定することができる。電気的刺激７２に関して、ユーザ／外科医は、例えば、ホストシステム２０と通信するボタン又はフットペダル７４を押す際に、刺激を加えることができる。電気的刺激７２は例えば、約１０Ｈｚ未満、又は約１Ｈｚ〜約５Ｈｚにて提供され、好ましくは約２Ｈｚ〜約４Ｈｚの間である周波数において提供される、複数の連続した個々のパルス（例えば、階段状パルス）を含む周期性刺激であることができる。各パルスは、約５０μｓ〜約４００μｓの範囲内のパルス幅を有することができる。他の実施例では、離散的パルスは、約５０μｓ〜約２００μｓの範囲内、又は約７５μｓ〜約１２５μｓの範囲内のパルス幅を有してもよい。更に、いくつかの実施形態では、各パルスの電流振幅は独立して制御可能であり得る。
【００３９】
神経が電極７８の所定の距離内に延びている場合、電気刺激７２が神経を脱分極させることで、神経に支配されている筋肉の機械的攣縮（即ち、人工的に誘発された機械的筋肉反応）をもたらすことができる。一般に、応答／攣縮の規模は、電極と神経の距離、電気的刺激と接地パッチとのインピーダンス、及び、刺激電流の規模と直接相関し得る。一構成において、参照表又は他の好適な機能を用いて、既知の刺激規模と、測定した機械的筋応答を考慮して、電極と神経との間のおおよその距離を提供することができる。
【００４０】
検知デバイスが被験者１４に適切に配置されると、システム１０は概して、刺激装置７０を介して被験者１４の体内治療領域１２に刺激７２を適用し、次いで得られた神経筋活性を監視することにより動作し、人工的に誘発された筋応答の存在を判定、及びこの量を測定することができる。いくつかの実施形態では、検知デバイス３０からの入力に基づき、ホストシステム２０は、外科医に、検出された誘発された筋応答をアラートする、刺激装置と神経との間の測定距離を示す、検知した筋応答を表す１つ以上の信号トレースを表示する、後の確認及び分析のために事象情報を記録する、かつ／又は他の付属的な機能性を実施するように構成されることができる。
【００４１】
表示、分析、及び／又は記録目的のために、ホストシステム２０にデータを転送することは重要であるものの、連続かつ完全な解像度のセンサデータを非制限的に転送することにより、機載電源４８を速やかに枯渇させ得る、かなりの電力引き出しが引き起こされる場合がある。そのため、いくつかの実施形態では、機載デバイスプロセッサ４２は、センサデバイス３０からホストシステム２０にストリームされる必要がある情報量を最小限にするように、そのままのセンサ出力を事前にプロセッシングする、フィルタリングする、かつ／又はダウンサンプリングするように動作し得る。一実施形態では、この機載プロセッシングは、事象を予め検出し、誘発された神経筋応答を示す可能性が高いセンサデータのみを転送することを伴う場合がある。別の実施形態では、この機載プロセッシングは、第１の解像度にて、及び／又はサンプリング速度にて、誘発された神経筋応答を表すセンサデータを転送すること、並びに、第２の、比較的遅い、若しくは低い解像度にて、及び／又はサンプリング速度にて全ての他のセンサデータを転送することを伴う場合がある。
【００４２】
図４は、複数のＭＭＧ出力信号３８を局所的に処理し、無線通信回路構成要素４４からの全データ転送スループットを低下させる方法９０を概略的に示す。方法９０は、デバイスプロセッサ４２により実施され、複数の神経筋センサ３４により（９２にて）生成される各ＭＭＧ出力信号を受信し、各信号の一部を更に分析するために、プロセッサ４２と関連した、電気的に消去可能なメモリに（９４にて）記憶する（即ち、バッファリングする）プロセッサ４２により、開始される。９４にて記録される各信号の一部は、新しいデータを受信したときに、先入先出スキームに続く回転期間、又は、いくつかの事象（例えば刺激）の発生時、若しくは直後に開始する誘発期間のいずれかであることができる。別の実施形態では、回転期間は、受信時に続けてバッファリングされ、その後、誘発された筋応答を表さない可能性が高い信号部分をフィルタリングにより除去することができ、かつ、誘発期間は次いで、このフィルタリングされた回転ウィンドウから、更なる分析のためにバッファリングされることができる。
【００４３】
一実施形態では、誘発期間は、刺激装置７０により刺激７２を加えたとき、又はその直後に開始することができる。このような方策は、誘発された筋応答は刺激を加えた後に生じており、刺激がもたらされていない場合、検知されたあらゆる動きが誘発された応答を表す可能性は低いという発想を前提にしている。同様に、刺激がもたらされ、刺激の後の、時間の予想ウィンドウ内で筋応答が検出されない場合、刺激が弱すぎるか、又は神経から遠すぎて、神経の脱分極を行えなかった可能性が高い。
【００４４】
各信号のバッファリングされた部分の長さ／期間は、被験者１４及び／又は信号そのものの１つ以上の属性に従い、固定されるか、又は可変性であることができるかのいずれかであり得る。応答ウィンドウの期間に影響を及ぼし得る、関係する患者の属性としては、被験者のボディマスインデックス（ＢＭＩ）、又は、糖尿病、ニューロパシー、変性神経状態、筋疲労、若しくは、神経伝導速度及び／又は筋応答に影響を及ぼすことが知られている他のこのような因子の存在が挙げられる。同様に、ウィンドウの期間を変化させるために使用可能な信号の、関係する１つの属性としては、例えば、移動が最初に検出された際の、加速プロファイルの初期勾配が挙げられる。後で処理されなければならない情報量を制限するために、バッファリングされるデータの長さは、約７５ｍｓ〜約３００ｍｓ、又は更に、より狭く約１００ｍｓ〜約２００ｍｓでなければならない。
【００４５】
あらゆる分析の前に、ＭＭＧ出力信号を（９６にて）フィルタリングして、人工的に誘発された筋応答を表す可能性が低い信号内容を除外することが有益であり得る。このフィルタリングとしては、例えば、高域フィルタ・低域フィルタの適用、複数の刺激を加えても持続的であり、影響を受けないように思われる信号内容、又は別様において、四肢全体の移動若しくは回転に起因する信号内容の除去を挙げることができる。
【００４６】
一実施形態では、プロセッサ４２は、支持材料３２により、四肢の周囲の様々な位置で保持される複数の機械的センサ３６を有することにより、全体の移動又は回転を検出することができる。より具体的には、複数のセンサ３６のそれぞれが、全体的に見たときに、協調的な移動又は回転（即ち、局所の動きではなく全体の動き）を示唆するそれぞれの信号３８を出力する場合、その全体の動きに特異的なあらゆる信号内容は、デジタル的に除去することができる。この動きの検出を達成するために、（例えば、受信時のタイムスタンプ、クロック同期、又は他のバッファリング若しくは信号処理技術を使用することにより）受信信号を、確実に時間で連携させることにより局所プロセッサ４２が始動することができる。プロセッサ４２は次に、ＭＭＧ出力信号の集まりを調査して、センサ間で共通する、又は別様においては四肢の全体の移動若しくは回転を示すあらゆる動きを同定することができる。このようなあらゆる動きが同定されたら、これを、あらゆる更なる分析を実施するシステムの前に、それぞれの各出力信号３８からフィルタリングする、減衰させる、又は別様においては除去することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、プロセッサ４２は、各センサの読み取りを、四肢の３次元（仮想）ソリッドモデルにマッピングすることによりこの全体の動きの排除を行うことができる。このマッピングは、デバイス３０におけるセンサの数及び相対的配置を理解することにより、かつ、四肢の仮想ソリッドモデル上で、実際に検知した動きを対応する点にマッピングすることにより、完了することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ４２は、被験者の解剖指標（例えば、ボディマスインデックス（ＢＭＩ）、四肢の周囲、又は体脂肪率）を受信して、仮想ソリッドモデルのサイズ及び推定弾性率を増減させることができる。次に、全体の動きを、例えば、四肢のモデル又は剛体図／表示の重心などの動きを調査することにより、モデルから抽出することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、仮想四肢モデルを用いることにより、モデルそのものの動きを調査することで全体の動きの検出が可能になり得るだけでなく、仮想センサ点をモデルに落とすこともまた可能になり得、これにより、四肢がどのように応答する／動くかを、より完全／高解像度に示す写真を提供することができる。四肢の動きをこのようにより良く理解することで、人工的な神経筋応答の発生及び規模を検出した際に、正確性がより高くなることが可能となり得、かつまた、システムの全体のノイズフロアを低下させる役割も果たす。
【００４９】
引き続き図４を参照すると、（９６での）あらゆるフィルタリングに続いて、プロセッサ４２は、（９８にて）複数のセンサ３４のうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号３８が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定することができる。出力信号３８が誘発された応答を表すとプロセッサ４２が結論づけると、プロセッサ４２は、バッファリングされたＭＭＧ出力信号３８のうちの１つ以上を、（１００にて）無線通信回路構成要素４４を介してホストシステム２０に転送してよい。この判定が肯定的になされない場合、一実施形態では、プロセッサ４２は、ホストシステム２０に何も転送しないまま、連続方式でバッファリングと分析を継続することができる（即ち、複数の機械的センサのうちの１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すものであると判定された場合にのみ、プロセッサ４２は１つ以上のバッファリングされたＭＭＧ出力信号を転送する）。上述のとおり、（破線により示される）別の実施形態において、プロセッサ４２は、事象が検出されなくても引き続き、（１０２にて）信号データをホストシステム２０に転送することができる。このような実施形態において、プロセッサ４２は、転送前に誘発された筋応答を表すと考えられていないあらゆる信号データの、サンプリング頻度及び／又はデジタル解像度を低下させることができる。逆に、誘発された応答が検出された場合、プロセッサ４２は比較的質の高い（即ち、サンプリング速度が速い、かつ／又はより大きな解像度の）データを、表示、更なる分析、及び／又は記録のために、ホストシステム２０に転送することができる。
【００５０】
ＭＭＧ出力信号が（９８にて）人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定するために、いくつかの実施形態において、プロセッサ４２は、出力信号３８により検知され具現化される機械的動きが、人工的に誘発された機械的筋応答を表すか否か、又は、それが単に、被験者が意図した筋肉の動き及び／若しくは環境的に引き起こされた動きなのかを判定するための１つ以上の信号処理アルゴリズム又は方法を自動的に実施するように構成することができる。これらの処理アルゴリズムは、ソフトウェア又はファームウェアとして具現化することができ、プロセッサ４２に局所的に記憶されるか、又はプロセッサ４２により速やかにアクセス可能であるかのいずれかであることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、誘発された応答を認識するために使用する信号処理アルゴリズムには、例えば米国特許第８，３４３，０６５号（２０１３年１月１日発行、‘０６５特許、その全体が参照により組み込まれている）に記載されているような、１つ以上のアナログ検出技術、又は、米国特許出願公開第２０１５／００５１５０６号（２０１３年８月１３日出願、‘５０６出願、その全体が参照により組み込まれている）に記載されているような、１つ以上のデジタル検出技術、及び／又は、上述したような、そして米国特許出願第１５／９９５，８７９号（２０１８年６月１日出願、その全体が参照により組み込まれている）に記載されている、１つ以上の誘発技術を伴うことができる。アナログ技術では、プロセッサは、アナログ／時間領域において、ＭＭＧ出力信号３８の１つ以上の態様を調査し、検知された応答が、刺激に対する筋肉の人工的に誘発された応答であるか否かを判定することができる。これらのアナログ態様としては、例えば、加速度の時間導関数、又は初期応答の最大振幅を挙げることができる。特定の一実施形態において、プロセッサ４２は、出力信号の時間導関数加速度（即ち、主な筋収縮の初期立ち上がり勾配）が、所定の閾値を超える場合、検知された動きが、誘発された筋応答を表すものである可能性があることを示すことができる。
【００５２】
‘５０３出願で記載したものなどのデジタルの文脈において、プロセッサは、ＭＭＧ出力信号の周波数構成要素（即ち、周波数領域に変換された信号を使用して）を、加えられた刺激の周波数と比較して、検知した動き、及び／又は候補となる事象が、加えられた刺激により誘発されたか否かを判定することができる。このような技術は、誘発された応答が生じる可能性が高い刺激の後の期間内に生じる事象又は筋肉活動のみを考慮することにより、かつ／又は、信号処理アルゴリズムを適用する前に、予想される期間の外にある信号を積極的にフィルタリングする／減衰させる、若しくは無視することにより、より頑強とすることができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、信号処理アルゴリズムは、検知したあらゆる動きを少なくとも、その動きが、筋肉の人工的に誘発された機械的応答を表すか否かを含む、複数の分類のうちの１つに分類するように動作する、１つ以上の教師付き学習アルゴリズムを含むことができる。両方の分類により、処置の間に手術を行う外科医に、貴重な情報を提供することができる。応答を肯定的に検出することにより外科医には、神経が刺激装置／道具に近接しており、注意して進めるように知らされる。逆に、特に刺激がもたらされた場合に、誘発された応答が生じていないことを判定することにより、外科医には、神経が存在せず、通常の方法で進めることができることが知らされる。
【００５４】
一般的な意味では、教師付き学習アルゴリズムは、以前のサンプル及びそれらの既知の分類についてなされた観察を用いて、現在のサンプルを分類しようとするアルゴリズムである。より具体的には、アルゴリズムは、訓練入力と訓練出力の関係又はパターンを認識可能なモデルを構築、かつ／又は最適化しようとし、次いで、アルゴリズムはそのモデルを用いて、新しいサンプルを考慮して出力分類を予測する。使用可能な教師付き学習アルゴリズムの例としては、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、ロジスティック回帰、単純ベイズ分類器、デシジョンツリー、ランダムフォレスト、又は、このような他の技術、若しくは技術の集合が挙げられる。
【００５５】
図５は、ＭＭＧ出力信号３８の１つ以上の、バッファリングされた期間を二元分類（即ち、人工的に誘発された筋応答１１２、又は人工的に誘発されていない応答１１４）に分類するために使用可能な、教師付き学習アルゴリズム１１０の一実施形態を概略的に示す。教師付き学習アルゴリズム１１０は必ず、（いずれか１つのセンサチャネルからの出力を分類することを補助し得る）センサ毎に適用される一方、一実施形態では、アルゴリズム１１０は、集合的に（例えば、上述した分析バッファの中で）、複数のセンサ３４からのＭＭＧ出力信号３８考慮することができる。このような方策は、四肢の第１の側における筋応答が、波の伝播により、及び／又は四肢自体の力学により、その筋肉から離れて位置する１つ以上のセンサでの検出可能な応答を引き起こすことができることを認識することができる。更に、神経根及び神経束は多くの場合、それぞれ程度は異なるものの、複数の筋群を支配するように機能する。従って、誘発された神経の脱分極を検出する１つの方法は、刺激された神経が支配する全ての筋肉の、連携された応答を調査することである。このような複数チャネル分析は一般に、教師付き学習アルゴリズムに十分に適している。
【００５６】
引き続き図５を参照すると、プロセッサ４２はまず、１つ以上のアナログ特徴１１８、周波数特徴１２０、及び／又は時系列／画像特徴１２２に従い、１つ以上のＭＭＧ出力信号３８／バッファリングされたサンプル、及び／又はあらゆる認識された筋肉の動きを特徴付けることができる。プロセッサは次に、複数の、予め分類された訓練サンプル１２６に基づき構築及び／又は最適化されたモデル１２４を使用して、確立された誤差機能を最小限にする、又は正確な予測の確率を最大限にする、インフォームド分類を作成することができる。
【００５７】
一実施形態では、１つ以上のアナログ特徴１１８としては例えば、最大／最小加速振幅、最大／最小速度振幅、加速度の時間導関数、信号立ち上がり時間、又は曲線あてはめ係数を挙げることができる。同様に、１つ以上の周波数特徴１２０としては例えば、ＦＦＴ係数、ピーク周波数、ピーク周波数規模、調和周波数、又は周波数の減衰を挙げることができる。最終的に、時系列／画像特徴１２２としては、時間の経過による、ＭＭＧ出力３８のグラフの瞬間撮影を挙げることができる。概して、‘０６５特許、及び‘５０６出願にて論じられているように、人工的に誘発された筋応答は、誘発されていない応答が有していない、特定のアナログ及び周波数特徴を有する。そのため、教師付き学習アルゴリズム１１０は、これらの特徴１１８、１２０をまとめてモデリングし、より正確に筋肉事象の性質を予測することができる。更に、いくつかの状況においては、誘発された応答の視覚的属性が、任意の１つのパラメータ、又はパラメータの集合が行えるよりも、より完全な物語を伝えることができる。そのため、一実施形態において、教師付き学習アルゴリズム１１０は、以前に同定した他の誘発された応答との視覚的類似性に基づいて、筋応答を分類しようとし得る、画像ベースの分類子を含むことができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、教師付き学習アルゴリズム１１０は、集合アプローチを用いて出力分類を生成することができる。このようなアプローチにおいて、モデル１２４は、加重／コスト計算式に従い組み合わせられ得る、複数の異なるモデル／アプローチを含み、改善された冗長性／投票をもたらすことができる。別の実施形態では、集合アプローチは、別のモデルの入力として、１つ以上のアプローチ／モデルの出力を用いることができる。例えば、‘０６５特許及び／又は‘５０６出願で論じられているアナログ及び／又は周波数に基づいた検出技術は、問題の事象が誘発された応答を表す確率又は可能性を出力することができる。これらの推定を次に、例えば、別の入力として教師付き学習アルゴリズムに入れることができる（即ち、教師付き学習アルゴリズムが、予め定められたアルゴリズムが信頼できるとき、又はできないときの状況を理解し得る場合において）。別の実施形態では、任意の教師付き学習アルゴリズムを含む各モデルを、様々なモデルの結果に基づき、二元応答又は確率を出力可能な個別のアルゴリズムに入れることができる。本アプローチは、投票アルゴリズム、確率の組み合わせ、及び／又は個別の教師付き学習アルゴリズムを用いて、各構成要素モデルの予測に基づく出力を提供することができる。
【００５９】
一構成において、プロセッサ４２は、受信した各出力信号３８を個別に調査して、任意の対応する出力信号が、誘発された筋応答の産物である可能性が高い形質を示すか否かを確認することができる。プロセッサ４２はまた、受信した全ての出力信号３８をまとめて調査して、四肢の様々な部分の動き／応答が合わさって、誘発された筋応答の発生を示唆しているか否かを判定してもよい。一構成において、プロセッサ４２はまず、各出力信号を個別にスクリーニングし、いずれか１つ以上の出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答の発生を示しているか否かを判定することができる。この最初のスクリーニングは、リアルタイムで出力信号を調査することにより、又は、１つ以上のフィルタリング／ノイズ低減技術の適用を次に続けることにより生じることができる。出力信号のうちのいずれか１つ以上が、誘発された筋応答を表すようであれば、４２のプロセスは次いで、バッファリングされた複数の出力信号をまとめて分析し、連携された応答がまた、誘発された筋応答を示すか否かを判定してよい。信号が個別に、及び集合的に、誘発された筋応答を示す場合、プロセッサ４２は次いで、バッファリングされた信号を（図４の１００にて）ホストシステム２０に転送することができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、検知デバイス３０は、１つ以上の視覚的、及び／又は可聴性アラートを外科医又は手術チームに提供するように動作する、常在型アラートシステムを含むことができる。アラートシステムは、照明する及び／又は可聴性信号を放送するように構成されたハードウェアと組み合わせてプロセッサ４２により実行される、ソフトウェア／ファームウェアの組み合わせとして具現化することができる。例えば、図２は、プロセッサ４２、又はセンサ３４そのものと関係した他の監視回路構成要素の方向に照明可能な、複数の照明要素１３０、例えば発光ダイオードを示す。
【００６１】
一構成において、アラートシステムは、ＭＭＧ出力信号３８のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の発生を示す場合に、第１のアラート１３２を提供し、複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号がまとめて人工的に誘発された神経筋応答の発生を示す場合に、第２のアラート１３４を提供するように構成されることができる。第１のアラート１３２は例えば、誘発された応答を検知した特定のセンサ３４に照射される光であることができる。同様に、第２のアラート１３４は例えば、センサ３４の全てにわたって、複数の光を照明することができる（即ち、まとめての検出を示す）。
【００６２】
一構成において、第１のアラート１３２は、第２のアラート１３４とは音調又は色のうち少なくとも１つが異なり、違いに注意を引くことができる。同様に、一構成において、アラートシステムは、各センサが備えられた光源、及びデバイス３０が備えられたスピーカーの両方を含むことができる。第１のアラート１３２は、人工的に誘発された神経筋応答を示すＭＭＧ出力信号を生成したセンサ３４に備えられる第１の光源から照明される第１の色を含むことができ、更に、スピーカーを介して再生される第１のアラート音調を含むことができる。第２のアラート１３４は次いで、第１の光源から照明される第２の色、及びスピーカーを介して再生される第２のアラート音調、は、人工的に誘発された神経筋応答を示すＭＭＧ出力信号を生成したセンサ３４から離して設けられた第２の光源から照明される第３の色、及びスピーカーを介して再生される第２のアラート音調のうち少なくとも１つを含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の色は第２の色とは異なっており、第１の音調は第２の音調とは異なっており、第３の色は第１の色と同一であるか、又は異なっている。
【００６３】
誘発された応答が検出されない場合に、データ伝送が中断される（即ち、単にダウンサンプリングされるのとは対照的に）実施形態において、保護されない限り、誘発された応答が生じデバイス３０により積極的に検出されている場合であっても、無線信号の質の低下又は転送の失敗が、誘発された応答の欠如を表すものとして解釈されることが可能であり得る。このようなシナリオにおいて、外科医は、神経が本人の手術器具に極めて接近しているかに無意識のまま、処置を続ける可能性がある。このように意識が欠落することには、部分的には、検知デバイス３０そのものに上述のアラートシステムを含めることで対処することができる。このような実施形態において、デバイス３０を介したアラートの通信は、デバイス３０とホストシステム２０との無線接続の存在又は質に付随するものではなく、外科医の注意は、どのデバイスがアラートを発しているかと、ホストシステム２０が何を表示し得るかの不一致とに向けられる可能性がある。
【００６４】
いくつかの実施形態では、無線接続の質及び／又は存在は、デバイス３０とホストシステム２０との間で接続診断データパケットを周期的に転送することにより、評価することができる。このデータパケットは、接続が依然として有効であるか否か、及び／又は、接続の忠実度が、ホストシステム２０にデータを迅速に運ぶのに十分であるか否かを評価するために単に実施される、容量が小さい見かけの転送である場合がある。いくつかの実施形態では、診断データパケットは、以前に転送されたデータ、タイムスタンプ、又は同様のわずかな転送を有効化することができるチェックサムであることができる。
【００６５】
一実施形態では、検知デバイス３０は、規則的、周期的な間隔で接続診断パケットを転送することができる。ホストシステム２０は、受信した接続診断パケットの存在及び／又は内容を利用して接続を評価し、応答／アラートの欠如が、誘発された筋応答の欠如の結果であると推測することは適切でない場合があることを、外科医にアラートする。代わりに、応答の欠如は、ホストシステムと検知デバイスとの無線接続が損なわれた結果である場合がある。無線接続が破壊されたことをホストシステム２０が検出した場合、又は手術チームへのアラートが損なわれるような低い質である場合、ホストシステム２０はプロアクティブに、視覚的及び／又は可聴性アラートを手術チームに提供することで、接続が修復される場合がある、又は他の予防が取られ得る。別の実施形態では、ホストシステム２０は、接続診断パケットを検知デバイス３０に規則的、周期的な間隔で転送するように動作し得る。このような実施形態において、予想されるときに、無線通信回路構成要素４４及び／又はプロセッサ４２がこのパケットを受信しない場合、プロセッサ４２は、上述したアラートシステムを介して視覚的、及び／又は可聴性アラートを提供することができる。
【００６６】
図６に概略的に示すように、一実施形態では、無線検知デバイス３０に加えて、システム１０は無線刺激装置１５０を備えることができる。一構成において、無線刺激装置１５０は、刺激装置１５０の遠位端部分１６２に備えられた２つの電極１５８、１６０間に、二極性で電気的刺激１５６を加えるように動作する電源１５２、及び制御回路構成要素１５４を備えることができる。
【００６７】
一構成において、無線刺激装置１５０は、ホストシステム２０及び／又はセンサデバイス３０と無線通信を可能にする、通信回路構成要素１６４を備えることができる。このような実施形態において、刺激１５６の規模及び／又は周波数を、通信回路構成要素１６４を介して受信した１つ以上の制御信号に従い、調整することができる。更に、いくつかの実施形態では、通信回路構成要素１６４は、刺激が電極１５８、１６０を介して加えられたという指標を転送することができる。提供されるこの指標は例えば、ホストシステム２０により受信される、及び／又は検知デバイス３０に通信されることができ、これにより、検知デバイス３０が、受信したＭＭＧ出力信号３８を更なる分析のためにバッファリングすることを開始することができる。
【００６８】
ホストシステム２０、及び／又は刺激装置７０、１５０が、刺激が加えられたという指標を検知デバイス３０に提供しない実施形態において、検知デバイス３０は依然として、被験者の１つ以上の電気的パラメータにおける変化を監視することにより、刺激の発生を認識することが可能であり得る。より具体的には、電気的刺激が体に加えられたとき、体内における全ての組織の電位が、瞬間的に変化し得る。筋電図の文脈で監視した場合、このような突入は一般に、刺激アーチファクトと呼ばれる。刺激アーチファクトは一般に、質が悪いものとして見られる（即ち、刺激アーチファクトは筋電図測定を複雑にし、潜在的に、筋肉の活動電位の変化を不明瞭にする可能性がある）ものの、ＭＭＧと共に用いた場合、刺激アーチファクトは、刺激が加えられたという、ほぼリアルタイムの指標をもたらし得る。
【００６９】
従って、図７に示すものなどの一実施形態において、検知デバイス３０は、被験者１４の、１つ以上の電気的パラメータを監視する目的でプロセッサ４２と通信する、一対の電極１７０を含むことができる。これらの電極１７０を用いて、プロセッサ４２は、監視したパラメータのうちの１つ以上（即ち、刺激アーチファクトの証拠）における瞬間的な変化を認識することにより、デバイス３０から離れてもたらされる電気的刺激７２、１５６の発生を同定するように構成されることができる。これらの電極１７０は、皮膚適用の経皮電極、及び侵襲性針状電極の任意の組み合わせを含むことができる。例えば、一実施形態では、一対の電極１７０は、被験者１４の皮膚と接触して保持される、２つの離間した経皮電極を含むことができる。別の実施形態では、一対の電極１７０は、皮膚を通して延びる１つの針状電極、及び１つの経皮電極を含むことができる。最終的に、一実施形態において、一対の電極１７０は２つの離間した針状電極を含むことができる。上述のとおり、一構成において、プロセッサ４２は複数のＭＭＧ出力信号３８のバッファリングを開始し、続いて電気妨害、及び／又は刺激アーチファクトの同定を行うことができる。
【００７０】
本技術を実施するための最良の態様を詳細に説明したが、本技術が関連する分野に精通した当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で本発明を実施するための様々な代替的な設計及び実施形態を認識するであろう。上記の説明に含まれる、又は添付の図面に示される全ての事項は、単に例示であり限定的ではないと解釈されるべきであると意図される。
【００７１】
本開示の様々な利点及び特徴を更に、以下の項目に説明する、
第１項：被験者の四肢で人工的に誘発された神経筋応答を検出するための検知デバイスであって、それぞれが、四肢の異なる筋群における機械的応答を監視し、監視された動きに対応する筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように動作する、複数の機械的センサと、高周波（ＲＦ）通信を介して、ホストシステムにデジタル情報を転送するように動作する無線通信回路構成要素と、複数の機械的センサのそれぞれと、及び無線通信回路構成要素と電気通信しているプロセッサと、を備え、プロセッサは、各ＭＭＧ出力信号の一部を受信してバッファリングし、複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、複数の機械的センサのうちの１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すことが判定された場合にのみ、無線通信回路構成要素を介して、バッファリングされたＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上をホストシステムに転送するように構成されている、検知デバイス。
【００７２】
第２項：バッファリングされたＭＭＧ出力信号は第１の解像度及び第１のサンプリング速度を有し、プロセッサは、バッファリングされたＭＭＧ出力信号のそれぞれの低品質表示を生成するように更に構成されており、低品質表示は第２の解像度及び第２のサンプリング速度を、第２の解像度が第１の解像度未満、又は第２のサンプリング速度が第１のサンプリング速度未満、の少なくとも１つとなるようにして、有し、プロセッサは、ＭＭＧ出力信号が人工的に誘発された神経筋応答を表さない場合に、無線通信回路構成要素を介して低品質表示のそれぞれをホストシステムに転送するように構成されている、第１項に記載の検知デバイス。
【００７３】
第３項：デジタル情報は、規則的、周期的な間隔で転送される接続診断パケットを含み、ホストシステムは、接続診断パケットを利用して、転送されバッファリングされたＭＭＧ出力信号の欠落が、人工的に誘発された神経筋応答の欠落を示すか否か、又は、ホストシステムと検知デバイスとの無線接続が損なわれたことを示すか否かを判定することができる、第１項又は第２項のいずれかに記載の検知デバイス。
【００７４】
第４項：無線通信回路構成要素は、ホストシステムから規則的、周期的な間隔で接続診断パケットを受信するように動作し、プロセッサは、接続診断パケットが周期的な間隔で受信されていない場合にアラートを提供するように構成されている、第１項〜第３項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００７５】
第５項：プロセッサが、刺激が被験者に提供されたという指標を受信し、指標の受信後にのみ、各ＭＭＧ出力信号の一部をバッファリングするように動作する、第１項〜第４項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００７６】
第６項：四肢と電気通信して配置され、かつ四肢の電気的パラメータを監視するように動作する一対の電極を更に備え、プロセッサは、被験者に加えられた電気的刺激を示す、四肢の電気的パラメータの変化を検出し、電気的パラメータの変化を検出した後にのみ、各ＭＭＧ出力信号の一部をバッファリングするように動作する、第１項〜第５項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００７７】
第７項：プロセッサは、各ＭＭＧ出力信号を個別に分析して、ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すか否かを判定すること、及び、複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号をまとめて分析し、複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すか否かを判定することにより、複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定するように構成されている、第１項〜第６項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００７８】
第８項：ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が、人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すことが判定された場合に、複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号がプロセッサに分析されるのみである、第７項に記載の検知デバイス。
【００７９】
第９項：各ＭＭＧ出力信号を個別に分析することが、ＭＭＧ出力信号のアナログ、時間領域パラメータを閾値と比較すること、ＭＭＧ出力信号の基本周波数又は調波を測定すること、又は、教師付き学習アルゴリズムを使用して、ＭＭＧ出力信号の１つ以上の特徴を調査すること、の少なくとも１つを含む、第７項又は第８項のいずれかに記載の検知デバイス。
【００８０】
第１０項：１つ以上のＭＭＧ出力信号が個別に、人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すこと、及び、複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号がまとめて、人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すこと、の両方が判定された場合、プロセッサは、複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すことを判定するように構成されている、第７項〜第９項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００８１】
第１１項：プロセッサは、ＭＭＧ出力信号のそれぞれをフィルタリングし、四肢の全体の移動又は回転に起因するＭＭＧ出力信号の一部を減衰させるように更に構成されており、フィルタリングは、各ＭＭＧ出力信号を個別に分析する前に生じる、第７項〜第１０項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００８２】
第１２項：ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の発生を示す場合に第１のアラートを提供し、複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が人工的に誘発された神経筋応答の発生を示す場合に第２のアラートを提供する、ように構成されたアラートシステムを更に備える、第７項〜第１１項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００８３】
第１３項：第１のアラートは、第２のアラートとは音調又は色のうち少なくとも１つが異なる、第１２項に記載の検知デバイス。
【００８４】
第１４項：アラートシステムは、各機械的センサ及びスピーカーが備えられた光源を含み、第１のアラートは、人工的に誘発された神経筋応答を示すＭＭＧ出力信号を生成した機械的センサが備えられた第１の光源から照明される第１の色、及びスピーカーを介して再生される第１のアラート音調を含み、第２のアラートが、第１の光源から照明される第２の色、及びスピーカーを介して再生される第２のアラート音調、又は、人工的に誘発された神経筋応答を示すＭＭＧ出力信号を生成した機械的センサから離して設けられた第２の光源から照明される第３の色、及びスピーカーを介して再生される第２のアラート音調、のうち少なくとも１つを含み、第１の色は第２の色とは異なっており、第１の音調は第２の音調とは異なっており、第３の色は第１の色と同一であるか又は異なっている、第１２項又は第１３項のいずれかに記載の検知デバイス。
【００８５】
第１５項：被験者の四肢の一部の周りに固定されるように作用する支持材料を更に含み、複数の機械的センサのそれぞれは支持材料に固定されている、第１項〜第１４項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００８６】
第１６項：支持材料はスリーブであり、無線通信回路構成要素は、スリーブの遠位端部分に設けられたＲＦアンテナを含む、第１５項に記載の検知デバイス。
【００８７】
第１７項：ＲＦ通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５、又はブルートゥースプロトコルのうち少なくとも１つに従った通信を含む、第１項〜第１６項のいずれか１つに記載の検知デバイス。
【００８８】
第１８項：被験者の体内治療領域に神経が存在することを検出するためのシステムであって、ディスプレイを含むホストシステムと、第１の検知デバイスであって、それぞれが、被験者の第１の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した動きに対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成されている第１の複数の機械的センサ、及び第１の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、第１の複数の機械的センサから、生成されたＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている、第１のプロセッサ、を備える第１の検知デバイスと、第２の検知デバイスであって、それぞれが、被験者の第２の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した動きに対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成された、第２の複数の機械的センサ、及び、第２の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、第１の複数の機械的センサからの生成されたＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第２のプロセッサ、を備える第２の検知デバイスと、を含み、第１のプロセッサ及び第２のプロセッサのそれぞれは、ホストシステムと無線デジタル通信しており、それぞれ、１つ以上のＭＭＧ出力信号の少なくとも一部を、ディスプレイを介した出力のためにホストシステムに無線転送するように動作する、システム。
【００８９】
第１９項：第１のプロセッサ及び第２のプロセッサのそれぞれは、対応する接続診断データパケットを、反復する周期的間隔にてホストシステムに転送するように動作し、ホストシステムは、接続診断データパケットが反復する周期的間隔にて第１のプロセッサ、又は第２のプロセッサの一方又は両方から受信されていない場合に、アラートを提供するように構成されている、第１８項に記載のシステム。
【００９０】
第２０項：第１のプロセッサは、第１の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、第１の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すと判定された場合にのみ、１つ以上のＭＭＧ出力信号の一部を転送するように動作し、第２のプロセッサは、第２の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、第２の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からのＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すと判定された場合にのみ、１つ以上のＭＭＧ出力信号の一部を転送するように動作する、第１８項又は第１９項に記載のシステム。
【００９１】
第２１項：第１の検知デバイスは第１項〜第１７項のいずれか１つに記載の検知デバイスである、第１８項〜第２０項のいずれか１つに記載のシステム。
【００９２】
第２２項：第２の送信デバイスは、第１項〜第１７項のいずれか１つに記載の検知デバイスである、第１８項〜第２１項のいずれか１つに記載のシステム。
【００９３】
〔実施の態様〕
（１）  被験者の四肢で人工的に誘発された神経筋応答を検出するための検知デバイスであって、
それぞれが、前記四肢の異なる筋群における機械的応答を監視し、監視された前記機械的応答に対応する筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように動作する、複数の機械的センサと、
高周波（ＲＦ）通信を介して、ホストシステムにデジタル情報を転送するように動作する無線通信回路構成要素と、
前記複数の機械的センサのそれぞれと、及び前記無線通信回路構成要素と電気通信しているプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、
各ＭＭＧ出力信号の一部を受信してバッファリングし、
前記複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、
前記複数の機械的センサのうちの１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すことが判定された場合にのみ、前記無線通信回路構成要素を介して、バッファリングされた前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上を前記ホストシステムに転送するように構成されている、検知デバイス。
（２）  前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号は第１の解像度及び第１のサンプリング速度を有し、
前記プロセッサは、前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号のそれぞれの低品質表示を生成するように更に構成されており、前記低品質表示は第２の解像度及び第２のサンプリング速度を、
前記第２の解像度が前記第１の解像度未満、又は、
前記第２のサンプリング速度が前記第１のサンプリング速度未満、の少なくとも１つとなるようにして、有し、
前記プロセッサは、前記ＭＭＧ出力信号が人工的に誘発された神経筋応答を表さない場合に、前記無線通信回路構成要素を介して前記低品質表示のそれぞれを前記ホストシステムに転送するように構成されている、実施態様１に記載の検知デバイス。
（３）  前記デジタル情報は、規則的、周期的な間隔で転送される接続診断パケットを含み、
前記ホストシステムは、前記接続診断パケットを利用して、転送されバッファリングされたＭＭＧ出力信号の欠落が、人工的に誘発された神経筋応答の欠落を示すか否か、又は、前記ホストシステムと前記検知デバイスとの無線接続が損なわれたことを示すか否かを判定することができる、実施態様１に記載の検知デバイス。
（４）  前記無線通信回路構成要素は、前記ホストシステムから規則的、周期的な間隔で接続診断パケットを受信するように動作し、
前記プロセッサは、前記接続診断パケットが前記周期的な間隔で受信されていない場合にアラートを提供するように構成されている、実施態様１に記載の検知デバイス。
（５）  前記プロセッサが、
刺激が前記被験者に提供されたという指標を受信し、
前記指標の受信後にのみ、各ＭＭＧ出力信号の一部をバッファリングするように動作する、実施態様１に記載の検知デバイス。
【００９４】
（６）  前記四肢と電気通信して配置され、かつ前記四肢の電気的パラメータを監視するように動作する一対の電極を更に備え、
前記プロセッサは、
前記被験者に加えられた電気的刺激を示す、前記四肢の前記電気的パラメータの変化を検出し、
前記電気的パラメータの前記変化を検出した後にのみ、各ＭＭＧ出力信号の一部をバッファリングするように動作する、実施態様１に記載の検知デバイス。
（７）  前記プロセッサは、
各ＭＭＧ出力信号を個別に分析して、前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の発生を示すか否かを判定すること、及び、
複数の前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号をまとめて分析し、前記複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すか否かを判定すること、により、
前記複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定するように構成されている、実施態様１に記載の検知デバイス。
（８）  前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すことが判定された場合に、前記複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が前記プロセッサによって分析されるのみである、実施態様７に記載の検知デバイス。
（９）  各ＭＭＧ出力信号を個別に分析することが、
前記ＭＭＧ出力信号のアナログ、時間領域パラメータを閾値と比較すること、
前記ＭＭＧ出力信号の基本周波数又は調波を測定すること、又は、
教師付き学習アルゴリズムを使用して、前記ＭＭＧ出力信号の１つ以上の特徴を調査すること、
のうち少なくとも１つを含む、実施態様７に記載の検知デバイス。
（１０）  １つ以上のＭＭＧ出力信号が個別に、人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すこと、及び、
前記複数の前記バッファリングされたＭＭＧ出力信号がまとめて、人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示すこと、の両方が判定された場合、
前記プロセッサは、前記複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すことを判定するように構成されている、実施態様７に記載の検知デバイス。
【００９５】
（１１）  前記プロセッサは、前記ＭＭＧ出力信号のそれぞれをフィルタリングし、前記四肢の全体の移動又は全体の回転に起因する前記ＭＭＧ出力信号の一部を減衰させるように更に構成されており、
前記フィルタリングは、各ＭＭＧ出力信号を個別に分析する前に生じる、実施態様７に記載の検知デバイス。
（１２）  前記ＭＭＧ出力信号のうちの１つ以上が人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示す場合に第１のアラートを提供し、
前記複数のバッファリングされたＭＭＧ出力信号が人工的に誘発された神経筋応答の前記発生を示す場合に第２のアラートを提供する、ように構成されたアラートシステムを更に備える、実施態様７に記載の検知デバイス。
（１３）  前記第１のアラートは、前記第２のアラートとは音調又は色のうち少なくとも１つが異なる、実施態様１２に記載の検知デバイス。
（１４）  前記アラートシステムは、各機械的センサ及びスピーカーが備えられた光源を含み、
前記第１のアラートは、前記人工的に誘発された神経筋応答を示す前記ＭＭＧ出力信号を生成した前記機械的センサが備えられた第１の光源から照明される第１の色、及び前記スピーカーを介して再生される第１のアラート音調を含み、
前記第２のアラートが、
前記第１の光源から照明される第２の色、及び前記スピーカーを介して再生される第２のアラート音調、又は、
前記人工的に誘発された神経筋応答を示す前記ＭＭＧ出力信号を生成した前記機械的センサから離して設けられた第２の光源から照明される第３の色、及び前記スピーカーを介して再生される第２のアラート音調、のうち少なくとも１つを含み、
前記第１の色は前記第２の色とは異なっており、前記第１の音調は前記第２の音調とは異なっており、前記第３の色は前記第１の色と同一であるか又は異なっている、実施態様１２に記載の検知デバイス。
（１５）  前記被験者の前記四肢の一部の周りに固定されるように作用する支持材料を更に含み、前記複数の機械的センサのそれぞれは前記支持材料に固定されている、実施態様１に記載の検知デバイス。
【００９６】
（１６）  前記支持材料はスリーブであり、
前記無線通信回路構成要素は、前記スリーブの遠位端部分に設けられたＲＦアンテナを含む、実施態様１５に記載の検知デバイス。
（１７）  前記ＲＦ通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５、又はブルートゥースプロトコルのうち少なくとも１つに従った通信を含む、実施態様１に記載の検知デバイス。
（１８）  被験者の体内治療領域内に神経が存在することを検出するためのシステムであって、
ディスプレイを含むホストシステムと、
第１の検知デバイスであって、
それぞれが、前記被験者の第１の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成されている第１の複数の機械的センサ、及び
前記第１の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、前記第１の複数の機械的センサから、生成された前記ＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第１のプロセッサ、を備える第１の検知デバイスと、
第２の検知デバイスであって、
それぞれが、前記被験者の第２の部分における異なる筋群の機械的応答を監視するように動作し、それぞれが、監視した動きに対応するそれぞれの筋音図（ＭＭＧ）出力信号を生成するように構成された、第２の複数の機械的センサ、及び、
前記第２の複数の機械的センサの各機械的センサと通信し、前記第１の複数の機械的センサから前記生成されたＭＭＧ出力信号のそれぞれを受信するように構成されている第２のプロセッサ、を備える第２の検知デバイスと、を含み、
前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサのそれぞれは、前記ホストシステムと無線デジタル通信しており、それぞれ、１つ以上のＭＭＧ出力信号の少なくとも一部を、前記ディスプレイを介した出力のために前記ホストシステムに無線転送するように動作する、システム。
（１９）  前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサのそれぞれは、対応する接続診断データパケットを、反復する周期的間隔にて前記ホストシステムに転送するように動作し、
前記ホストシステムは、前記接続診断データパケットが前記反復する周期的間隔にて前記第１のプロセッサ又はは前記第２のプロセッサの一方又は両方から受信されていない場合に、アラートを提供するように構成されている、実施態様１８に記載のシステム。
（２０）  前記第１のプロセッサは、前記第１の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、前記第１の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すと判定された場合にのみ、前記１つ以上のＭＭＧ出力信号の一部を転送するように動作し、
前記第２のプロセッサは、前記第２の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すか否かを判定し、前記第２の複数の機械的センサのうちのいずれか１つ以上からの前記ＭＭＧ出力信号が、人工的に誘発された神経筋応答を表すと判定された場合にのみ、前記１つ以上のＭＭＧ出力信号の一部を転送するように動作する、実施態様１８に記載のシステム。
【図１】
2020058807.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020058807.tif 000008
【図７】
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【外国語明細書】
2020058807000001.pdf