(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドセット装置であって、
対象の頭部の側部上の対象の耳に隣接するこめかみ領域に適合するように形状形成された部分を含むリテーナと、
第１の電極であって、前記リテーナが前記対象の前記頭部上に向けられた際に、前記第１の電極が前記対象のＭＣＡの前に配置され、側脳室の前角に略対向するように、第１の位置で前記部分に接続されている第１の電極と、
第２の電極であって、前記リテーナが前記対象の前記頭部上に向けられた際に、前記第２の電極が前記対象の前記耳の上で前記ＭＣＡの後ろに配置され、前記側脳室の後角に略対向するように、第２の位置で前記部分に接続されている第２の電極と、
少なくとも１つの電気伝導体であって、前記第１の電極が前記第１の位置にあり、前記第２の電極が、前記第２の位置にある時、前記リテーナ、前記第１の電極、および前記第２の電極が、前記側脳室を介して前記ＭＣＡの１つの側部上の前記第１および第２の電極の１つから、前記第１の側部と反対の前記ＭＣＡの第２の側部上の別の前記第１および第２の電極まで電流が流れることのできるように協同する回路を介して前記第１の電極および前記第２の電極が接続されるように、前記回路と前記第１および第２の電極を接続することを可能とする、少なくとも１つの電気伝導体と、
を含む、ヘッドセット装置。
【請求項２】
前記リテーナが、前記第１の電極と前記第２の電極との間に７０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔を維持する、請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項３】
前記リテーナが、感度マップに従って、前記第１および第２の電極を配置する、請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項４】
前記リテーナが、額上に露出している皮膚に貼付されるように前記第１の電極を配置し、耳の上の露出している皮膚に貼付されるように前記第２の電極を配置する、請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項５】
前記第１および第２の電極が直接外部血管または筋肉領域の真上に配置されないように、前記リテーナが前記第１および第２の電極を配置する、請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項６】
電流が前記側脳室を介して、前記第１の電極から前記第２の電極を通るように前記第１および第２の電極の向きが設定される、請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項７】
前記リテーナが、前記対象の前記頭部の反対側の側部上の前記対象の別の耳に隣接する別のこめかみ領域に適合するように形状形成された別の部分を含み、
前記リテーナは、前記リテーナが、前記対象の前記頭部上に向けられた際に、第３の電極が前記第１の電極の反対側に配置されるように、第３の位置の前記別の部分に接続した前記第３の電極をさらに含み、
前記リテーナは、前記リテーナが、前記対象の前記頭部上に向けられた際に、第４の電極が、前記第２の電極の反対側に配置されるように、第４の位置の前記別の部分に接続した前記第４の電極をさらに含み、
少なくとも１つの別の電気伝導体が、前記第３の電極および前記第４の電極が別の回路中に接続されることを可能にし、前記別の回路が、別の側脳室を介して前記第３の電極と前記第４の電極の間を別の電流が流れることを可能にする、
請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項８】
前記第１および第２の電極の１つから別の前記第１および第２の電極に流れる前記電流からの少なくとも１つの生体インピーダンス信号を測定するように構成される少なくとも１つのプロセッサをさらに含む、請求項１に記載のヘッドセット装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記第１および第２の電極が、前記少なくとも１つの生体インピーダンス信号に基づき配置される前記対象の前記頭部の側部上のＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する情報を出力するようさらに構成される、請求項８に記載のヘッドセット装置。
【請求項１０】
前記第１および第２の電極に関連した前記電流からの少なくとも１つの生体インピーダンス信号および前記第３および第４の電極に関連した前記別の電流からの別の少なくとも１つの生体インピーダンス信号を測定するよう構成される少なくとも１つのプロセッサをさらに含む、請求項７に記載のヘッドセット装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記第１および第２の電極が前記少なくとも１つの生体インピーダンス信号に基づき配置される前記対象の前記頭部の前記側部に関連したＭＣＡ領域の血液動態状態を予測し、前記第３および第４の電極が前記少なくとも１つの別の生体インピーダンス信号に基づき配置される前記対象の前記頭部の前記反対側の側部上の別のＭＣＡ領域に関連する別の血液動態状態を予測する情報を出力するようさらに構成される、請求項１０に記載のヘッドセット装置。
【請求項１２】
ＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する脳血液動態測定装置の作動方法であって、
対象の頭部にリテーナを配置すること、ただし、前記リテーナは、対象の頭部の側部上の対象の耳に隣接するこめかみ領域に適合するように形状形成された部分を含む、
第１の位置で前記部分に第１の電極を接続することであって、前記第１の電極が、前記対象のＭＣＡの前に配置され、側脳室の前角に略対向するように前記第１の電極を接続することと、
第２の位置で前記部分に第２の電極を接続することであって、前記第２の電極が、前記対象の前記耳の上で前記ＭＣＡの後ろに配置され、前記側脳室の後角に略対向するように前記第２の電極を接続することと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に流れる電流を流すことと、
前記流れる電流から得られる生体インピーダンス信号を測定することと、
前記生体インピーダンス信号に基づき前記頭部の前記側部上の前記ＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する情報を出力することと、
を含む、方法。
【請求項１３】
駆動の間、前記リテーナが、前記第１の電極と前記第２の電極との間で７０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔を維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記リテーナが、感度マップに基づいて、前記第１および第２の電極を配置することを維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の電極を配置することが、額上の露出している皮膚に前記第１の電極を貼付することをさらに含み、前記第２の電極を配置することが、前記耳の上の露出している皮膚に前記第２の電極を貼付することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および第２の位置が、外部血管または筋肉領域の真上にない、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１および第２の位置が、前記側脳室を介して前記第１の電極から前記第２の電極まで電流が通ることを可能にする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記リテーナが、前記対象の前記頭部の反対側の側部上の前記対象の別の耳に隣接する別のこめかみ領域に適合するように形状形成された別の部分を含み、
第３の電極が、前記第１の電極と反対の側に配置されるように、第３の位置で前記別の部分に前記第３の電極を接続することと、第４の電極が、前記第２の電極と反対側に配置されるように、第４の位置で前記別の部分に前記第４の電極を接続することと、前記第３の電極および前記第４の電極の間に別の流れる電流を流すことと、駆動する前記別の電流から得られる別の生体インピーダンス信号を測定することと、前記別の生体インピーダンス信号に基づき前記頭部の前記別の側部の別のＭＣＡ領域に関連する別の血液動態状態を予測する別の情報を出力することと、
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、米国仮出願第６１／４４１，２４８号（出願日：２０１１年２月９日）および米国仮出願第６１／４７４，７３９号（出願日：２０１１年４月１２日）の合衆国法典第  ３５  巻１１９条（ｅ）項の下の優先権の利益を主張する。本明細書中、これらの文献双方の全体を参考のため援用する。
（技術分野）
本開示の局面は、このような分析に基づいた頭蓋生体インピーダンス信号および脳血液動態状態の予測の測定、監視および／または分析に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の脳血液動態パラメータは、脳卒中、外傷、および脳血管系の機能に影響を与え得る他の状態の診断において臨床的に有用であり得る。これらのパラメータを挙げると、脳血液量、脳血流、脳灌流圧、平均通過時間、ピーク到達までの時間、頭蓋内圧などがある。これらのパラメータの検出または監視のための従来の方法を挙げると、脳脊髄液または動脈内へのプローブの物理的挿入、血管造影、ＣＴ血管造影（ＣＴＡ）、灌流コンピューター断層撮影（ＰＣＴ）、経頭蓋ドップラー超音波法（ＴＣＤ）、陽電子断層撮影法（ＰＥＴ）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）および血管造影（ＭＲＡ）がある。
【０００３】
脳血液動態パラメータの検出または監視のためのいくつかの非侵襲的方法の場合、例えば、ＣＴ、ＰＣＴ、ＰＥＴおよび／またはＭＲＩ行為を行うための機器が必要になり得る。場合によっては、これらの機器のコスト、可動度における制約および／または使用毎の高コストに起因して、脳血液動態状態の監視を定期的、連続的または頻繁に行うことが望ましい場合であってもその有用性が限定される場合がある。
【０００４】
上記の記載は、一般的な背景を述べるための単なる例示であり、上記および特許請求の範囲中に記載のシステム、方法、デバイスおよび特徴の多様な実施形態を限定しない。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の実施形態において、脳血管血液動態状態の測定および監視に用いることが可能なシステムおよび方法をいくつか記載する。いくつかの実施形態において、これらの方法およびシステムは、例えば連続的または頻繁な使用において有用であり得、例えば患者ヘッドセット装置および脳灌流モニタを用い得る。例えば患者ヘッドセット装置および脳灌流モニタは、脳血管血液動態状態を示す生体インピーダンス信号の測定に用いられる。この患者ヘッドセット装置および脳灌流モニタから、血液動態状態を予測するための情報を得ることができる。
【０００６】
１つの例示的な開示の実施形態は、ヘッドセット装置を含んでもよい。このヘッドセット装置は、リテーナ、第１の電極であって、このリテーナが対象の頭部上に方向付けられる場合、第１の電極が対象の中央脳動脈（ＭＣＡ）の前に配置され、側脳室の前角に対向するように第１の位置においてこのリテーナに接続する第１の電極を含んでもよい。同様に、このリテーナが対象の頭部上に方向付けられる場合、この第２の電極がＭＣＡの後に配置され、一般的に側脳室の後角に対向するように、第２の位置においてこのリテーナに接続する第２の電極をも含んでもよい。この第１の電極が第１の位置の中にあり、第２の電極が第２の位置の中にあり、第１および第２の電極が、電流を流す回路を介して接続する場合、側脳室を介してＭＣＡの１つの側部上の第１および第２の電極のうちの１つから第１の側部に対向するＭＣＡの第２の側部上の別の第１および第２の電極のうちの１つへと電流が流れることができるよう、リテーナ、第１の電極、および第２の電極が、接続されるように、少なくとも１つの電気伝導体が、第１および第２の回路が回路に接続できるヘッドセットに関連してもよい。
【０００７】
他の実施形態において、このリテーナは、第１の電極と第２の電極との間に、７０ｍｍ〜１００ｍｍ、または７５〜９５ｍｍの間隔を維持してもよい。
【０００８】
別の実施形態において、このリテーナにおいて、感度マップに従って第１の電極および第２の電極を配置してもよい。
【０００９】
さらに別の実施形態において、このリテーナにおいて、額の露出している皮膚に貼付されるように第１の電極を配置してもよく、耳の上の露出している皮膚に貼付されるように第２の電極を配置してもよい。
【００１０】
さらに別の実施形態において、第１および第２の電極が、血管外部および筋肉の領域の真上に配置されないように、リテーナに第１および第２の電極を配置してもよい。
【００１１】
さらなる実施形態において、この電極は、側脳室を介して、第１の電極から第２の電極に電流が通ることができるように適用されてもよい。
【００１２】
さらに別の実施形態において、リテーナが、対象の頭部に適用される場合、第３の電極が第１の電極の反対側の頭部に配置され、第４の電極が第２の電極と反対側の頭部に配置されるため、このヘッドセット装置は、第３の位置におけるリテーナと接続する第３の電極および第４の位置におけるリテーナと接続する第４の電極をさらに含んでもよく、この第３および第４の電極は、第１および第２の電極に関連する電流が第１の側脳質を介して流れることができ、第３および第４の電極に関連する電流が、第１の側脳質と反対の第２の側脳室を介して、流れることが可能となるように、第３および第４の電流が対をなす。
【００１３】
他の実施形態において、少なくとも１つのプロセッサが、第１および第２の電極の一方から第１および第２の電極のもう一方に流れる電流からの少なくとも１つの生体インピーダンス信号を測定するよう構成されてもよく、第３および第４の電極に関連する電流からの少なくとも１つの他の生体インピーダンス信号を測定するようさらに構成されてもよい。
【００１４】
追加の実施形態において、この少なくとも１つのプロセッサは、第１および第２の電極が、少なくとも１つの生体インピーダンス信号に基づき配置される対象の頭部のある側部のＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する情報を出力するよう構成されてもよく、第３および第４の電極が、少なくとも１つの他の生体インピーダンス信号に基づき配置される対象の頭部のある側部のＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する情報を出力するようさらに構成されてもよい。
【００１５】
さらなる別の実施形態において、この第１および第２の電極が、その間に電流を駆動し、その結果得られる電圧の測定を可能にするよう構成されてもよい。
【００１６】
さらなる実施形態において、この第１の電極は、第１の電流電極であってもよく、第２の電極は第２の電流電極であってもよく、このヘッドセット装置は、第１の電圧電極および第２の電圧電極をさらに含んでもよく、この第１および第２の電圧電極は、第１および第２の電流電極に隣接した位置におけるリテーナ上にそれぞれ配置される。
【００１７】
上記の概要、以下の図面の説明および以下の詳細な説明はひとえに本開示のいくつかの実施形態の例示および説明のためのみのものであり、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
添付の図面は、本明細書において採用されかつ本明細書の一部を構成し、以下の記載と共に、本明細書中に記載の実施形態の原理を説明する役割を担う。
【００１９】
【図１】本発明の例示的実施形態による例示的な脳血液動態測定装置の模式図である。
【００２０】
【図２】主幹脳動脈の模式図である。
【００２１】
【図３】本発明の例示的実施形態による、対象者の脳中の例示的な生体インピーダンス信号経路の模式図である。
【００２２】
【図４】本発明の例示的実施形態による脳血液動態測定装置から得られた例示的な生体インピーダンス信号の模式図である。
【００２３】
【図５】脳の例示的感度マップの模式図である。
【００２４】
【図６】脳の例示的コンダクタンスモデルの模式図である。
【００２５】
【図７】脳の別の例示的感度マップ示す模式図である。
【００２６】
【図８】ＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する例示的方法のステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
ここで、添付図面に関する例示的実施形態を詳細参照する。可能な場合は必ず、図面および以下の記載中、同一または類似の部分を示す場合、同一参照符号が用いられる。これらの実施形態について、当業者が本発明を実施できるように充分に詳細に説明する。他の実施形態も利用可能であり、本発明の範囲から逸脱することなく変更が可能であることが理解されるべきである。よって、以下の詳細な説明は、限定的な意味にとられるべきではない。
【００２８】
他に明記無き限り、本明細書中において用いられる技術用語および／または科学用語は全て、本発明の実施形態に関連する分野の当業者が理解する意味と同じ意味を有する。本発明の実施形態の実行または試験において本明細書中に記載のものと同様または相当する方法および材料を用いることが可能であるが、例示的な方法および／または材料について記載する。矛盾がある場合、特許明細書（定義を含む）が優先される。加えて、材料、方法および例はひとえに例示的なものであり、必ずしも限定的なものではない。
【００２９】
例示的な開示の実施形態は、生体インピーダンス信号の測定および監視のためのデバイスおよび方法を含み得る。より詳細には、信号を測定し、相関させ、分析し、血液動態状態を予測するための情報を出力する装置を含んでもよい。
【００３０】
本開示による実施形態は、ヘッドセット装置を含んでもよい。ヘッドセット装置は、（必須ではないが）例えば、リテーナ、ヘッドバンドまたは他の追加的な機能的要素を行うまたは収容するための他の構成要素を含んでもよい。電極、電気回路、プロセッサ、センサー、ワイヤ、送信器、レシーバおよび電極信号を獲得し、処理し、発信し、受信し、かつ分析するために適した他のデバイスのうちの１つ以上を含み得るさらなる構造が組み込まれてもよい。ヘッドセット装置は、締結具、接着剤および対象者の身体に容易に添付するための他の要素を追加的に含んでもよい。本明細書で使用されるように、ヘッドセット装置は、このような特徴を全て含む必要はない。
【００３１】
図１にて、例示的なヘッドセット装置１００を表す図を提供する。この例示的装置１００は、リテーナ１８０を介して対象者の頭部に固定された電極１１０を含んでもよい。電極１１０は、ワイヤを介した脳灌流モニタ１３０に接続されてもよい（または代わりに、ワイヤレス接続を含んでもよい）。
【００３２】
図１に図示されるように、リテーナ１８０は、ヘッドバンドデバイスであってもよい。例示的なリテーナ１８０は、電極１１０を患者頭部へ接続、包含および固定するための多様な手段を含み得る。例えば、リテーナ１８０は、２つ以上の別個の部分を含み得る。これら別個の部分を接続することにより、患者頭部を包囲する輪または帯を形成する。これらの局面のうちいずれか（例えば、帯、締結具、電極ホルダ、ワイヤリング、フックアンドループコネクタストリップ、バックル、ボタン、クラスプ）は、患者頭部に適合するように調節することが可能である。例示的なリテーナ１８０の一部は実質的に可撓性であり、例示的なリテーナ１８０の一部を実質的に非可撓性であり得る。例えば、他の物の間に患者頭部上の特定の解剖学的位置に電極１１０を実質的に固定するために、例示的なリテーナ１８０の電極を含む部分を実質的に非可撓性にすることができる。追加的にまたは代替的に、他の部分（例えば、例示的なリテーナ１８０を患者頭部に保持するための帯またはコネクタ）は、実質的に可撓性の弾性にしかつ／または固定部を形成し得る。
【００３３】
例示的なリテーナ１８０のうち任意の一部は、患者の生体構造の特定部分に適合するように、特異的に設計、形状形成または構築され得る。例えば、例示的なリテーナ１８０の部分は、患者耳部の近隣、周囲または隣接部分に構築され得る。例示的なリテーナ１８０の部分は、こめかみ、前額部に適合しかつ／または電極１１０を特定の解剖学的位置または他の位置に配置するように、特異的に設計、形状形成または構築され得る。例示的なリテーナ１８０の部分は、電極１１０（または他の設けられた測定デバイス）が患者の頭部または脳中の血流特性を検出するための特定の位置において発生するように、形状形成され得る。このような血流の例は、血管が脳中に存在するかまたは脳に血液供給しているかに関係無く、本明細書中に記載の血管のうち任意血管（特に、頭部および／または脳へ血液を提供する動脈および血管系）中において発生し得る。
【００３４】
例示的なリテーナ１８０は、患者の快適性および／または患者への密着性を向上させるための適切なフィーチャを含み得る。例えば、例示的なリテーナ１８０は、デバイス中の穴部を含み得る。これらの穴部により、患者皮膚における通気が可能になる。例示的なリテーナ１８０は、詰め物、クッション、スタビライザ、ファー、フォームフェルトまたは対象者快適性を向上させるための任意の他の材料をさらに含み得る。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、対象者の頭部を介して、第１および第２の電極の一方から第１および第２の電極のもう一方まで電流が流れることが可能となるように、リテーナと接続した第１および第２の電極、およびこのリテーナ、第１の電極および第２の電極が協同するように、ヘッドセット装置１００は、リテーナと接続した第１および第２の電極およびこの第１および第２の電極をある回路と接続させることができる少なくとも１つの電気伝導体を含んでもよい。本明細書で使用されるように、電極は、対象者の頭部からの電気信号を獲得し、または対象者の頭部に電気信号を送達するために適したいずれかのデバイスを含んでもよい。電極は、金属または他のいずれかの導電性もしくは半導電性材料から構成されてもよい。いくつかの実施形態において、電極は、皮膚表面と接触してもよい。電極と接触する皮膚表面は、例えば、心電図（ＥＣＧ）電極において使用される固体ゲル、湿潤ゲル、または導電性ゲルと組み合わされた銀／ハロゲン化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）の組み合わせから作製されてもよい。研磨、洗浄または当業者に知られた他の方法などの皮膚調製方法が、皮膚との接触を改善するために使用されてもよい。他の実施形態において、電極は、皮膚表面と接触することなく電気信号を獲得または送達してもよい。
【００３６】
第１および第２の電極がある回路に接続することを可能とする電気伝導体は、電流を導電することのできるいずれかの構造であってもよい。例えば、電気伝導体は、フレキシブルまたは非フレキシブル基板にプリントされた電極および／または回路に接続したいずれかの材料の電気的ワイヤを含んでもよい。電気伝導体は、電流／および電圧を生成するよう構成された追加的デバイスまたは回路に第１および第２の電極を接続するよう構成されてもよい。本開示に関連した電気伝導体を、同様に、リテーナに埋め込んでもよく、かつ／またはリテーナの表面に付着させてもよい。
【００３７】
いくつかの例示的実施形態において、図１に図示されるように、第１および第２の電極は、電極対１１０のそれぞれであってもよく、この一対の電極１１０は、電流出力電極および電圧入力電極を含む。例えば、第１の電極は、前電流電極１１１であり、かつ前電圧電極１１２と対であってもよい。第２の電極は、後電流電極１１４であり、かつ後電圧電極１１３と対であってもよい。前電流電極１１１および後電流電極１１４は、前電圧電極１１２および後電圧電極１１３とそれぞれ隣接する位置において配置されてもよい。本明細書において開示されるいくつかの実施形態が、第１および第２の電極を位置しまたは配置されてもよい。本明細書に開示されるいくつかの実施形態は、第１および第２の電極を位置しまたは配置する方法およびデバイスを含む。本開示は、第１および第２の電極を意味してもよいが、第１または第２の電極、例えば、前電流電極１１１を位置しまたは配置することが、同様に、第１および第２の電極に隣接する、一対の電極、例えば前電圧電極１１２を位置し配置することをも含むことが理解される。同様に、電極１１０は、例えば、円形、楕円形、または他の生体構造と一致する形状（ａｎａｔｏｍｙ−ｃｏｎｆｏｒｍｉｎｇ  ｓｈａｐｅ）などの異なる形状を取ってもよい。電極対１１０は、互いに隣接してもよく、かつ同様に、円形または楕円形の形状を有する対となる同心において内部または外側の電極として配置されてもよい。
【００３８】
電極１１１、１１２、１１３および１１４は、電気伝導体１９０を介して脳灌流モニタ１３０に接続されてもよく、この電極の一部は、リテーナ１８０中に埋め込まれていてもよい。電気伝導体１９０は、複合ワイヤを含んでもよく、脳灌流モニタ１３０により生成される出力電流を、前電流電極１１１および後電流電極１１４の間に流すことができてもよい。この出力電流は、一定の振幅および安定した周波数を有する交流（ＡＣ）信号を含み得る。この出力電流により頭部上に導入される結果として得られる電圧を、前電圧電極１１２および後電圧電極１１３の間で測定してもよい。その結果得られる電圧を、出力電流として同一の周波数において測定してもよい。この出力電流信号および得られる電圧信号の間の比較により、対象者の生体インピーダンスに関連する情報を得てもよい。より詳細には、この生体インピーダンスの振幅は、出力電流振幅信号に対する得られる電圧信号の振幅の割合として比較されてもよく、かつ生体インピーダンスの位相は、出力電流信号が入力電圧信号を導くことによる位相差として計算されてもよい。
【００３９】
例示的なリテーナ１８０上の電極は、生体インピーダンス信号の波形を得るために配置されてもよい。生体インピーダンスは、２つのセンサー部１５０によって測定され得る。これらのセンサー部１５０は、例えば脳の右脳半球および左脳半球に対応するように、頭部の右側部および左側部上に配置される。図１に１つのセンサー部１５０のみを示すが、対象者の頭部の反対側には、電流電極および電圧電極をそれぞれ含む第３および第４の電極を含む同様の電極配置を含んでもよい。各センサー部１５０は、一対の前電極、前電流電極１１１および前電圧電極１１２と、一対の後電極、後電流電極１１４および後電圧電極１１３とを含み得る。第１および第２の電極の位置は、後述でより詳細に論述するが、脳血液動態状態の特定の局面を測定できるように、対間の距離を調節してもよい。図１に示す電極構成は、適切な電極構成の一例に過ぎない。さらなる実施形態として、１つよりも多数または少数の電極１１０を追加的に含んでもよくまたは代替的に例示的なリテーナ１８０内の異なる領域に配置してもよい。他の実施形態を挙げると、対象者頭部の異なる領域、次いで例示的なリテーナ１８０に到達するように代替的に形成されたリテーナ上に構成された電極１１０がある。セクション１５０は、別個のセクション部であってもよく、かつ単一のリテーナ１８０と組み合わせてもよい。
【００４０】
本開示のいくつかの実施形態によれば、リテーナ１８０を額の露出している皮膚に固定するよう第１の電極を配置するよう構成され、かつ耳の上の露出している皮膚に固定されるよう第２の電極を配置するよう構成されてもよい。対象者の髪に配置された電極から得る同様の信号と比較した場合、接着剤を使用した皮膚への電極の固定は、得られた生体インピーダンス信号における動きアーチファクトを減少させてもよい。本明細書で使用される用語「接着剤」は、一般的に、液体の形状または粘着シートなどの粘着性のある表面を有する形状に組み込まれるといったすべての種類の接着剤を意味するものが使用される。生え際より下などの額の領域および耳たぶの後ろなどの耳より上である耳の周辺領域は、電極を固定するために皮膚をさらしてもよい。対象者の髪の電極配置による動きアーチファクトは、同様に、処理方法を介して扱われてもよい。同様に、第１および第２の電極が、血液外部または筋肉領域より上に直接存在しないように、リテーナ１８０において、第１および第２の電極を配置するよう構成されてもよい。このような血液外部および筋肉領域は、脳血液動態状態における変化を示さない生体インピーダンス信号アーチファクトを生成してもよい。目の周辺の筋肉を避けるために、額上であり、生え際より下である位置、および耳の前後の血液外部を避けるために、耳の上の位置が、この実施形態に適していてもよい。同様に、血液外部または筋肉領域により引き起こされる信号アーチファクトが、処理方法を介して調整されてもよい。
【００４１】
本開示によるいくつかの実施形態において、ヘッドセット装置は、アクションを行うように構成されたプロセッサを少なくとも１つ含み得る。本明細書中用いられる「プロセッサ」という用語は、入力（単数または複数）上に論理演算を行う電気回路を含み得る。例えば、このようなプロセッサは、１つ以上の集積回路、マイクロチップ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）の全体または一部、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、あるいは命令実行または論理演算実行に適した他の回路を含み得る。少なくとも１つのプロセッサは、アクションを行うように構成される（ただし、少なくとも１つのプロセッサがアクションを実行せよとの命令と共にプログラムされている場合、アクションを実行せよとの命令を含む場合、またはアクションを実行せよとの命令を実行可能なように構成されている場合）。少なくとも１つのプロセッサには、プロセッサ中に恒久的または一時的に保存された情報を通じてこのような命令が提供されるか、または、プロセッサへアクセスまたは提供される命令を通じて提供され得る。プロセッサへと提供された命令は、情報キャリア上にタンジブルに具現化された（例えば、機械可読保存デバイスまたは任意のタンジブルなコンピュータで読み出し可能な媒体中に具現化された）命令を含むコンピュータプログラムの形態で提供され得る。コンピュータプログラムは、任意の形態でプログラミング言語（例えば、コンパイラ型言語またはインタープリタ型言語）で書くことができ、任意の形態で展開することができる（例えば、スタンドアロンプログラムとしてまたは１つ以上のモジュール、コンポーネント、サブルーチンまたはコンピューティング環境において適切に用いられる他の単位）。少なくとも１つのプロセッサは、特殊ハードウエア、一般的ハードウエア、または関連命令を実行するためのこれらの組み合わせを含み得る。プロセッサはまた、統合通信インターフェースを含み得、あるいは、通信インターフェースをプロセッサと別個に設けてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、特定の機能を行うための命令が保存されたメモリ位置または保存デバイスへの接続を通じて、当該機能を行うように構成され得る。
【００４２】
いくつかの実施形態において、プロセッサは、信号を受信するように構成され得る。本明細書中用いられる「信号」とは、任意の時間または空間と共に変化する数量であり得る。信号を受信することは、伝導手段（例えば、ワイヤまたは回路）を通じた信号受信、無線送信された信号の受信、および／または前回記録された信号（例えば、メモリ中に保存された信号）の受信を含み得る。信号を受信することは、当該分野において公知の他の信号受信方法をさらに含み得る。
【００４３】
本開示のいくつかの実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、第１および第２の電極のうちの一方から、第１および第２の電極のうちのもう一方に流れる電流からの少なくとも１つの生体インピーダンス信号を測定するよう構成されてもよい。生体インピーダンス信号は、少なくとも１つの電圧信号、および／または少なくとも１つの電流信号を含み得る。例えば、生体インピーダンス信号は、２つ以上の電圧および／または電流信号を含み得、２つ以上の電圧信号および／または電流信号間の比較を示す信号を含み得る。生体インピーダンス信号は、少なくとも１つの測定電圧信号および／または少なくとも１つの測定電流信号に対する応答として測定することができる。生体インピーダンス信号において、対象者の身体の電気インピーダンスについての情報は、信号の振幅、周波数または位相角中に含まれ得る。また、対象者の身体の電気インピーダンスについての情報は、複数の信号の振幅、周波数または位相角間の比較において含まれ得る。
【００４４】
いくつかの実施形態において、第１および第２の電極の間に流れる電流からの生体インピーダンス信号を測定することは、第１および第２の電極に隣接する位置において結果として得た電圧を測定することを含んでもよい。代替的または追加的実施形態において、第１および第２の電極の間に流れる電流からの生体インピーダンス信号を測定することは、電極を備えた回路における公知のインピーダンスを使用することを含んでもよい。さらなる実施形態において、当業者に知られているいずれかの方法を使用して、第１および第２の電極の間に流れる電流からの生体インピーダンス信号を測定することを含んでもよい。
【００４５】
前電流電極１１１および後電流電極１１４の間を流れる電流は、ある駆動電圧を要求する。この要求される駆動電圧は、前電流電極１１１および後電流電極１１４の間の電流の流れ経路のインピーダンスに基づいてもよい。脳灌流モニタ１３０は、ある量の電流を駆動し、かつこの流れる電流を流すために要求される結果として得られる電圧を測定するよう構成されてもよい。上述のように、生体インピーダンス信号の振幅を結果として得られた電圧信号振幅と出力電流振幅信号との間の比として計算することができ、出力電流信号に起因して入力電圧信号を発生させる位相差として生体インピーダンスの位相を計算することができる。１つの代替的な実施形態において、脳灌流モニタ１３０は、一定のＡＣ電流振幅を維持し、効率的な電源を形成するよう構成されてもよい。電極１１２および１１３の間に導入される電圧は、インピーダンスの測定として扱われてもよく、かつ導入された電圧における変動は、インピーダンスの変動を反映してもよい。
【００４６】
生体インピーダンス信号は、例えば、対象者の脳の第１の脳半球および／または第２の脳半球内の血液動態状態を示し得る。第１の脳半球および第２の脳半球は、対象者の脳の右脳半球および左脳半球を任意の順序で指し得る。対象者の脳の特定の側部内の血液動態状態を示す信号は、対象者の頭部の同一側部から得ることもでき、電極などを介して得ることもでき、あるいは対象者の頭部の反対側の側部から得ることもできる。血液動態状態は、例えば、脳血液量、脳血流、脳灌流圧、頭蓋内圧および脳の状態を少なくとも部分的に反映し得る他のいずれかのパラメータを含んでもよい。対象者の脳の特定の側部内の血液動態特性を示す生体インピーダンス信号は、他の位置からも得ることができる（例えば、対象者の（例えば頚動脈が存在する）頚部）。
【００４７】
生体インピーダンス信号はまた、単一よりも多いＡＣ周波数において出力電流から測定され得る。出力電流は、全ての周波数または周波数範囲の一部における測定電圧を検出することにより、１組の事前規定された周波数および振幅を含み得る。生体インピーダンス信号は、単一のＡＣ周波数または複合周波数における電流に対応して得られてもよい。複合周波数は、１組の別々の所定の周波数またはチャープ周波数などの連続的周波数スイープであってもよい。同様に、複合周波数は、三角波または矩形波などの所定の波形を形成するために組み合わされてもよい。
【００４８】
図１に図示されるように、少なくとも１つのプロセッサ１６０は、生体インピーダンス信号を測定、監視かつ／または分析するよう構成され、例示的ヘッドセット装置１００の一部として脳灌流モニタ１３０中に含まれてもよい。プロセッサ１６０を、本明細書中に記載する信号分析方法のうち全体または一部を行うように構成してもよいし、またはこれらの機能のうちのいくつかは、それぞれのプロセッサにより実行してもよい。同様にプロセッサ１６０を、当業者に知られている任意の共通する信号処理タスク（例えば、フィルタリング、ノイズ除去）を行うように構成してもよい。さらに、プロセッサ１６０は、本明細書中に記載の信号分析技術に特有の前処理タスクを行うように構成することもできる。このような前処理タスクを非限定的に挙げると、信号アーチファクト（例えば、動きアーチファクトおよび呼吸アーチファクト）の除去がある。
【００４９】
例示的なリテーナ１８０は、追加的センサーまたはセンサー１４０などの生体インピーダンス測定の増大または生体インピーダンス測定に加えた測定を行うためのさらなるデバイスまたは要素を含み得る。一実施形態において、さらなるセンサー１４０は、例えば、生体インピーダンス信号測定に加えてまたは生体インピーダンス信号測定に代えて光プレチスモグラフィー（ＰＰＧ）測定を行う発光ダイオード１４１および光検出器１４２を含み得る。例示的なリテーナ１８０は、信号処理または他の用途のための多様な回路１７０をさらに含み得、脳灌流モニタ１３０または他の位置へとデータを無線送信する能力も含み得る。さらなる実施形態において、脳灌流モニタ１３０は、リテーナ１８０と統合され得る。図１の例中には図示していないが、さらなるセンサー１４０および回路１７０は省略してもよい。
【００５０】
上述したように、例示的なリテーナ１８０は、生体インピーダンス測定のための電気デバイスまたは電極含有デバイスに加えてまたは生体インピーダンス測定のための電気デバイスまたは電極含有デバイスの代替として、１つ以上のさらなるセンサー１４０を含み得る。例えば、さらなるセンサー１４０は、１つ以上のコンポーネントを含み得る。これらの１つ以上のコンポーネントは、患者領域からＰＰＧデータを得るように構成される。さらなるセンサー１４０は、他の任意の適切なデバイスを含むことができ、図１に示す単一のセンサーに限定されない。さらなるセンサー１４０の他の例を挙げると、局所的温度を測定するデバイス（例えば、熱電対、体温計）および／または他の生物測定を行うデバイスがある。
【００５１】
例示的なリテーナ１８０は、任意の適切な形態の通信機構または装置を含み得る。例えば、リテーナ１８０は、データ、命令、信号または他の情報を無線で別のデバイス、分析装置および／またはコンピュータへと通信または受信するように構成され得る。適切な無線通信方法を挙げると、無線周波数、マイクロ波および光通信があり、また、標準的プロトコルがある（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ）。これらの構成に加えてまたはこれらの構成の代替として、例示的なリテーナ１８０は、別のデバイス、分析装置および／またはコンピュータとのデータ、命令、信号または他の情報の通信または受信を行うように構成されたワイヤ、コネクタまたは他の導管をさらに含み得る。例示的なリテーナ１８０は、任意の適切な種類のコネクタまたは接続能力をさらに含み得る。他の適切な種類のコネクタまたは接続能力を挙げると、任意の標準的コンピュータ接続がある（例えば、ユニバーサルシリアルバス接続、ファオヤワイヤ接続、イーサネット（登録商標）またはデータ伝送を可能にする任意の他の接続）。このような適切な種類のコネクタまたは接続能力は、例示的な装置１００または他のデバイスおよび用途に合わせて構成された特殊ポートまたはコネクタを追加的または代替的に含み得る。
【００５２】
心臓周期において頭部（より詳細には脳）内外において血流が流れることにより、電極１１０によって測定された生体インピーダンス信号が周期的に変化し得る。生体インピーダンスの変化は、頭部および脳中の血液内容と相関し得る。一般的には、血液は頭部中の組織と比較してインピーダンスが相対的に低いため、インピーダンスが低いほど、血液内容が高くなる。また、脳組織中への血流に起因して、脳インピーダンスの周波数応答も変化する。異なる周波数における生体インピーダンス測定を比較することにより、血液動態状態を示すさらなる情報を得ることができる。
【００５３】
図２は、脳血管系２００の主要フィーチャの模式図である。図２中の脳血管系は、脳を下側から見た図であり、ページ上部は、対象者の前部を表す。脳２０１への血液供給は、頚部を横断する４本の大動脈から送られて来る。より大型の２本の血管として、頚部前部中の右内頚動脈および左内頚動脈（ＩＣＡ）２１０がある。椎骨動脈（ＶＡ）２２０は、頚部後部に存在し、合流して脳底動脈（ＢＡ）２３０を形成する。内頚動脈および脳底動脈は、後交通動脈（図示せず）および前交通動脈（図示せず）によって接続されて、ウィリス輪（ＣＯＷ）を形成する。理想的な患者の場合、ＣＯＷは、接続された動脈からなる網であり、栄養動脈のうち１つ以上が閉塞した場合でも、脳２０１への血液供給を可能にする。
【００５４】
脳２０１へ血液を供給する大動脈として、中央脳動脈（ＭＣＡ）２４０、前脳動脈（ＡＣＡ）２５０および後脳動脈（ＰＣＡ）２６０がある。ＭＣＡ２４０は、脳２０１への一部への血流低下を診断する際に用いられる一領域である。ＭＣＡ２４０は、最大の脳領域（すなわち、各脳半球のうちおよそ３分の２）への唯一の血液供給である。
【００５５】
虚血性脳卒中は、脳への血液供給が、供給する動脈の１本の閉塞により中断された場合に起こり得る。最も急性の脳卒中の場合、この閉塞の原因は、心臓近くで発達しかつ脳に向かう血流を漂う塞栓である。巨大な塞栓は、ＩＣＡ２１０の部分的または完全な阻害またはＭＣＡ２４０の全てまたは部分的な閉塞のどちらかによるＭＣＡ領域の血液供給の減少に関連する。ＭＣＡ領域、すなわち、ＭＣＡからの血液供給の大部分を受け取る脳の領域は巨大な領域を表すため、このような閉塞は、大部分の脳に影響を与え得る。したがって、ＭＣＡ２４０領域における血流を監視し、かつこの領域の血液動態状態の予測を提供することが有益であってもよい。
【００５６】
下記により詳細に例示されるように、信号経路が一定範囲までＭＣＡｓ２４０または他の動脈と合致、横断または交流するように、例示的なリテーナ１８０の電極を配置することができる。例えば、電極１１０をＭＣＡ２４０を跨ぐように配置することで、ＭＣＡ２４０が頭部を切断する一対の面間に延び、各電極を通じて延びるようにする。よって、信号特性（例えば、インピーダンス）の測定は、ＭＣＡ２４０または他の動脈中の血流を示しかつ／または関連し得る。患者のこめかみまたはその周囲に特定の構成のリテーナ１８０を用いて特定の電極１１０を配置することにより、例えば、特にＭＣＡ２４０中の血流に関連する情報を含む信号の生成が可能になる。
【００５７】
図３は、対象者の脳２０１中の例示的な生体インピーダンス信号経路３１０の模式図である。例示的な構成は、右脳半球および左脳半球それぞれを通じた複数の信号経路３１０を示す。複数の信号経路は、リテーナ１８０を介して対象者頭部に固定された電極１１０間において延びる。信号経路３１０のインピーダンスは、経路に沿った血液の存在または不在によって影響を受け得る。なぜならば、血液は、相対的に低いインピーダンスを有するからである。さらに、信号経路３１０の形状および方向は、信号経路３１０のインピーダンスにより影響を得てもよい。信号経路３１０のうち少なくとも一部は、脳血管系と合致し得る。そのため、血液動態状態（例えば、脳２０１の血管中の血液量）を示す信号特性を測定することができる。そのため、生体インピーダンスの変化は、脳２０１中の血流変化を示し得る。図３に示す信号経路３１０は、信号経路３１０に一般的領域内に存在し得る少数または限られた数の経路のみを示す。
【００５８】
図４は、例示的ヘッドセット１００から得られた例示的な生体インピーダンス信号４０１および４０２の模式図である。図示の生体インピーダンス信号４０１および４０２は、比較的健康な患者対象者の右脳半球および左脳半球それぞれのインピーダンス振幅を例示的ヘッドセット装置１００を用いて得られた上記インピーダンス振幅の周期的変化を示す。そのため、信号４０１および４０２は、対象者の脳と関連付けられた第１の信号および第２の信号の例であり、それぞれ、対象者の脳の血液動態特性を示す。
【００５９】
図４に示すように、生体インピーダンス振幅は、左脳半球および右脳半球双方について周期的サイクルを示す。このような振幅の周期的変化は、心臓周期とほぼ同じである。図４において、ｙスケールは、インピーダンス振幅と逆相関を有する。すなわち、高値のインピーダンス振幅は、図４に示すような信号中の低値によって反映される。より詳細には、各心臓周期は実際には、インピーダンス低下と共に開始する。インピーダンス低下は、血流の急激な低下に対応し、図４中の信号ピークとして現れる。図４中の各周期的サイクルの図示の最大値（すなわち、信号ピーク）は、心拍に応答する最大血流に対応するインピーダンス最小値を示す。
【００６０】
本開示のいくつかの実施形態によると、リテーナにおいて、感度マップに基づき第１の電極および第２の電極を配置してもよい。本明細書で使用される感度マップは、頭部の異なる領域の生理学的変化に対して測定された信号の感度を表す。例えば、測定された頭部の生体インピーダンス信号が、頭部のインピーダンスにおける変化により影響を受けてもよい。この頭部の異なる領域におけるインピーダンスの変化に対する測定された信号の感度が、感度マップ上に図示されてもよい。このような感度マップは、シグナル経路３１０の限られた数で表されてもよい。さらに、電極により測定された感度マップは、電極の位置に影響されてもよい。感度マップは、頭部の断面図を横切る感度を表示する２次元であってもよく、かつ、脳を介して感度を表示する３次元であってもよい。
【００６１】
例示的な２次元のインピーダンス感度マップは、図５に関連して図示されてもよい。図５に図示されるように、感度マップ５００は、脳の異なる領域のインピーダンスにおける変化に対して測定された電圧の相対変化を表す。図５において、この頭部の異なる領域の感度は、白から黒の濃淡により表示される。濃淡が淡くなるほど高感度領域であることを表す。領域５２０周辺の黒色の外形は、下記により詳細に論述される領域の要点であり、かつインピーダンス感度マップの感度の値を表すものではない。上述のように、脳におけるインピーダンスは、血流の特性により変化してもよい。脳におけるインピーダンスの測定は、対象者頭部に固定された電極間に電流を流すことおよびこの結果として得られる電圧の測定により行われてもよい。この結果として得られる電圧は、頭部のインピーダンスの変化により変化する。インピーダンス変化が、脳の相対的に高感度領域において変化する場合、この結果として得られる電圧の変化が相対的に高くてもよい。インピーダンス変化が、脳の相対的に高感度領域において変化する場合、この結果として得られる電圧変化は、相対的に低くてもよい。したがって、感度マップは、脳の領域を例示するものであってもよく、ある電極の位置により、インピーダンス変化は、信号測定に関する最も重要な影響を有する。
【００６２】
図５に示すような感度マップは、脳のコンダクタンスモデルを利用するコンピュータシュミレーション方法によって生成されてもよい。図６は、脳のコンダクタンス断面図６００を例示する。図６の画像は、ＣＴスキャンにより得られ、かつそれぞれの伝動領域に分割される。灰色で示した外部頭皮領域６１０および灰白質領域６３０の両方は、約０．３３ジーメンス／メートル（Ｓ／ｍ）の導電率を有する。黒で示す頭蓋領域６２０は、約０．００４２Ｓ／ｍの導電率を有する。最後に、白で示す脳脊髄液を含む内室６４０は、約２Ｓ／ｍの導電率を有する。同様に、脳脊髄液は、頭蓋領域６２０および灰白質領域６３０間の領域を、この２つの間の層が白で示されているように、満たす。同様に、頭蓋の側脳室の後角および前角から伸びる概略的なＭＣＡ領域６５０が図示される。図６において、脳のコンダクタンスモデルを例示するが、同様に、インピーダンスモデルが、図５に示されるようなインピーダンス感度マップを生成するコンピュータシュミレーション方法において使用されてもよい。コンダクタンスがインピーダンスと逆であるため、それぞれの測定が、インピーダンス感度マップを生成するために使用されてもよい。
【００６３】
図６に図示されるようなコンダクタンスモデルを利用して、多様な電極位置用の頭部の感度マップが、コンピュータシュミレーション方法を使用して計測されてもよい。コンピュータシュミレーション方法は、入力パラメータとしてのコンダクタンスモデルおよび電極位置を使用して、脳を介して電流の流れを管理する式を解くために使用されてもよい。その後、コンピュータシュミレーションは、脳の異なる領域のコンダクタンスの変化に対する測定した電圧の相対変化を示す感度マップを生成してもよい。
【００６４】
再び図５を参照すると、電極位置を決定するインピーダンス感度マップの使用が記載される。入力パラメータとしての電極位置５１０、５１１を使用して生成した図５に図示されるインピーダンス感度マップにおいて、ＭＣＡインピーダンス領域５２０は、脳の数センチメントールの深さに対して、正しいＭＣＡ領域６５０に関連した大部分の領域を覆う。ＭＣＡインピーダンス領域５２０は右室の２つの「角」５１２および５１４へ伸び、この電極が適切な脳室の拡大と反対に位置する場合、内部への拡大が好ましいことを示す。電極５１０は、ＭＣＡの前に位置してもよく、一般的に、右側脳室の後角５１４と対向してもよい。電極５１１は、ＭＣＡの前に位置してもよく、右側脳室の前角５１２と対向してもよい。
【００６５】
図５に図示されるように、ＭＣＡインピーダンス５２０のＭＣＡの感度は、より灰色の濃い周辺領域よりも約２倍濃い。頭蓋中で拍動する血流がないため、頭蓋に示す相対的に高い感度は、測定される生体インピーダンス信号の変化に対応するものではない。図５に示すように、ＭＣＡ領域６５０におけるインピーダンス変化に対する信号測定の感度を増加される電極の位置は、大きな脳卒中がＭＣＡ領域６５０に対して減少した血液供給にしばしば関連するため、有益であり得る。同様に、ＭＣＡ領域６５０におけるインピーダンス変化に対する生体インピーダンスシグナルの感度が増加する電極位置は、ＭＣＡ領域６５０の血流変化に対する生体インピーダンス測定感度を増加させる。本開示のいくつかの実施形態に関連して、電流が流れる回路を介して接続される場合、この第１および第２の電極が、側脳室を介してＭＣＡの１つの側部上の１つの電極から第１の側部と反対のＭＣＡの第２の側部上の他の電極まで電流が流れることを可能にするように、第１および第２の電極が電気伝導体により接続されてもよい。
【００６６】
頭部上で、電極位置５１１が、額の端の位置に対応し、かつ電極位置５１０が、耳より上であり、頭部の最も広い領域に近い位置に対応する。例示的なリテーナ１８０は、感度マップ５００による電極位置を維持するよう構成されてもよい。対象者の頭部の大きさにより、ＭＣＡ領域６５０の例示される範囲を得るための電極位置５１０および５１１の間隔は変動してもよい。頭部の大きさの平均によると、この間隔は８５ｍｍであってもよい。本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的なリテーナ１８０は、７０ｍｍ〜１００ｍｍならびに７５ｍｍ〜９５ｍｍで電極位置５１０および５１１間の間隔を維持してもよい。本開示の他の実施形態によると、リテーナが対象者の頭部に方向付けられる場合、この第１の電極は、対象者のＭＣＡより前に位置し、かつ側脳室の前角に略対向するように、第１の電極が、第１の位置においてリテーナと接続し、ならびにリテーナが対象者の頭部に方向付けられる場合、第２の電極が、ＭＣＡの後ろに位置しており、一般的に、側脳室の後角に対向するように、第２の電極が第２の位置においてリテーナと接続してもよい。
【００６７】
このように、脳の１つの脳半球におけるＭＣＡ領域６５０に関する実施形態が記述されてきた。追加的な実施形態により、リテーナが、対象者の頭部に方向付けられる場合、第３の電極が第１の電極と反対の頭部の側部に配置され、かつ第４の電極が、第２の電極と反対の頭部の側部に配置されるように、第３および第４の電極が、第３および第４の位置におけるリテーナに接続されてもよい。この第３および第４の電極は、第１および第２の電極に関連する電流が、第１の側脳室を介して流れることができ、かつ第３および第４の電極に関連する電流が、第１の側脳室と反対の第２の側脳室を介して流れることができるように、対をなす。この形式において、第３および第４の電極は、第１および第２の電極により行われるものと同様の測定を対象者の反対の側部上において行うことができてもよい。対象者の頭部の１つの側部に関連した本明細書に記述されるいずれかの構造および機能が、対象者の頭部の反対に対して、同様にまたは異なる時間で使用されてもよい。
【００６８】
感度マップ５００は、ＭＣＡ領域６５０の血流を変化させるための測定感度を増加させることを目的とする例示的インピーダンス感度マップを図示する。しかしながら、他の実施形態は、異なる感度マップに従って、他の脳領域の血流を変化させるための測定感度を増加させるための電極の位置を含んでもよい。図７において、ＭＣＡ領域６５０に対する感度マップ５００と同様に対応しない最大インピーダンス感度領域７２０を表示する感度マップ７００を図示する。したがって、電極位置７１０および７１１に基づき生成された感度マップ７００は、このことは、ＭＣＡ領域６５０における血流変動に対する感度がより低いことを示してもよい。ＭＣＡ領域６５０よりも脳の他の領域における血流をより示す生体インピーダンス測定を得ることが望ましい場合、有益であり得る。
【００６９】
本開示によれば、少なくとも１つのプロセッサが、第１および第２の電極が少なくとも１つの生体インピーダンス信号に基づき配置される対象者の頭部の側部上のＭＣＡ領域６５０に関連する血液動態状態を予測するための情報を出力するよう構成されてもよい。本明細書で使用されるように「ＭＣＡ領域に関連する血液動態状態を予測する情報」は、ＭＣＡ領域６５０に関連する血液動態状態を検出、診断、前診断、または予測する時に、外科医を支援し得るいずれかの種類の情報を含んでもよい。このような情報は、例えば、血液動態状態を直接示すことを含み、または血液動態状態の診断または予測の助けとなる情報を含んでもよい。血液動態状態を予測する情報は、この状態の位置および範囲についての特定の情報を含んでもよく、または状態変化を示す一般的な情報を含んでもよい。ＭＣＡ領域６５０に関連する血液動態状態は、ＭＣＡ領域６５０内の状態により、ＭＣＡ領域６５０上の外側で起こる血液動態状態と同様に、ＭＣＡ領域６５０内で起こるいずれかの血液動態状態を意味してもよい。
【００７０】
出力情報は、大幅な血液動態状態の存在を示す簡単な指標として医療専門家に対して用いることが可能である。代替的にまたは追加的に、出力情報を挙げると、例えば、生体インピーダンス信号の大きさ、生体インピーダンス信号の経時的変化の大きさ、および血液動態状態、血液動態状態の範囲または血液動態状態の範囲の変化を示し得る他の任意のデータを特徴付ける情報出力のうち１つ以上がある。
【００７１】
本開示による実施形態において、ＭＣＡ領域６５０に関連する血液動態状態を予測する方法が提供され得る。図８はＭＣＡ領域６５０に関連する血液動態状態を予測する例示的方法のステップを示すフローチャートである。ステップ８０１において、第１および第２の電極は、対象者の頭部上に配置されてもよい。第１の電極が対象者のＭＣＡより前に配置され、かつ一般的に、側脳室の前角に対向し、ならびに第２の電極がＭＣＡの後ろに配置され、かつ一般的に側脳室の後角に対向するように、この電極が配置されてもよい。この電極は、例示的なリテーナ１８０または接着剤などの対象者の頭部上の電極を配置するために適したいずれかの機構などの構造的デバイスの使用を介して配置されてもよい。
【００７２】
ステップ８０２において、電流は、第１および第２の電極の間で駆動してもよい。この電流は、例えば、脳灌流モニタ１３０または他のいずれかの好適な電流発生器により生成されてもよく、かつ第１および第２の電極から電気伝導体１９０を介して導電されてもよい。この駆動した電流は、一定の振幅および安定した周波数のＡＣ信号を含んでもよく、かつ／または振幅および周波数を変動させる信号を含んでも良い。
【００７３】
ステップ８０３において、上述に記述した方法およびデバイスにより、流れる電流から得られる生体インピーダンス信号が測定されてもよい。例えば、この電流は、脳灌流モニタ１３０に含まれるプロセッサ１６０による電圧電極１１０を介して測定されてもよい。
【００７４】
ステップ８０４において、情報は、測定された生体インピーダンス信号に基づき、第１および第２の電極が配置される頭部の側部上のＭＣＡ領域６５０に関連する血液動態状態を予測するために出力されてもよい。例えば、この情報はプロセッサ１６０により出力されてもよい。
【００７５】
脳卒中および閉塞の検出、診断および監視のための本発明の実施形態の利用の開示はひとえに例示的なものである。本発明は、その最大の範囲において、本明細書中に記載の原理を用いて検出することが可能な任意の脳血液動態状態の検出、診断および／または治療に関連して用いることが可能である。さらに、対象者のＭＣＡ領域６５０における血液動態状態を予測するための本明細書中に記載の方法および装置を一般化することにより、対象者の脳のいずれかの領域における脳血液動態状態（例えば、脳卒中、血管変性）を予測することが可能になることが理解される。本発明に関連する分野の当業者であれば、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、別の実施形態を想起する。よって、本発明の範囲は、前述の記載によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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