(57)【要約】【解決手段】  分析物濃度の非侵襲的測定に対する方法及び組成を提供する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者内の少なくとも１つの分析物の濃度を決定する方法であって、
ａ）刺激圧力信号を耳に加えることによって前記患者の耳において測定された圧力信号を誘発する工程と、
ｂ）前記測定された圧力信号の少なくとも１つの属性を測定する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）において測定された属性に対し、前記測定された圧力信号の属性と前記分析物の濃度とを相関させるアルゴリズムを適用し、前記患者内の少なくとも１つの分析物の濃度を決定する工程と
を有する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記分析物は病気または障害に関連するものである。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、前記分析物はグルコースである。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記測定された圧力信号は耳音響放射（ｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ：ＯＡＥ）である。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記測定された圧力信号は中耳筋反射の測定値を示すものである。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記刺激圧力信号は音響信号である。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記刺激圧力信号は、一定、段階的、傾斜的、周期的、トーン（ｔｏｎｅ）、チャープ（ｃｈｉｒｐ）、クリック（ｃｌｉｃｋ）、及び雑音（ｎｏｉｓｅ）からなる群から選択される少なくとも１つの波形からなるものである。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記測定された圧力信号は、一定、段階的、傾斜的、周期的、トーン（ｔｏｎｅ）、チャープ（ｃｈｉｒｐ）、クリック（ｃｌｉｃｋ）、及び雑音（ｎｏｉｓｅ）からなる群から選択される少なくとも１つの刺激圧力信号によってマスクされるものである。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、マスキング刺激圧力信号は対側、同側、又はそれら両方に提供されるものである。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、前記マスクされ測定された圧力信号は、内側オリーブ核蝸牛反射、外側オリーブ核蝸牛反射、及び中耳筋反射からなる群から選択される反射の少なくとも１つの測定値を示すものである。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、前記測定された圧力信号の属性は振幅、波形潜時、シグナル対ノイズ比、上昇時間、下降時間、周波数、相、及び持続時間からなる群から選択されるものである。
【請求項１２】
測定対象において少なくとも１つの分析物の濃度を決定するシステムであって、
ａ）少なくとも１つの圧力信号を生成及び記録する手段と、
ｂ）前記対象の耳に対する圧力刺激信号を生成させる手段であって、前記圧力刺激の適用により、前記対象の耳において測定された圧力信号を誘発するものである、前記圧力刺激を生成させる手段と、
ｃ）データ取得を実行するための少なくとも１つのコンピュータデバイスであって、前記コンピュータデバイスは、測定された圧力信号情報を前記測定対象の少なくとも１つの前記分析物の濃度の出力に変換するための手段を有するものである、前記コンピュータデバイスと
を有するシステム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムにおいて、このシステムは、ハンドヘルド装置又はヘッドホン内に含まれるものである。
【請求項１４】
請求項１２記載のシステムにおいて、前記測定された圧力信号を変換する手段は、前記測定された圧力信号の属性を前記分析物濃度に相関させるアルゴリスムを適用する工程を有するものである。
【請求項１５】
請求項１２記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、圧力刺激を増幅する手段を有するものである。
【請求項１６】
請求項１２記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、圧力刺激をフィルターにかける手段を有するものである。
【請求項１７】
請求項１２記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、少なくとも１つの分析物の濃度を表示する視覚的ディスプレイを有するものである。
【請求項１８】
請求項１２記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、少なくとも１つの分析物の濃度の物理的な印刷を提供する手段を有するものである。
【請求項１９】
請求項１２記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、少なくとも１つの分析物の濃度をコンピューターに伝達する手段を有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００６年４月１１日付出願の米国特許仮出願第６０／７９１，０５９号に対して合衆国法典第３５巻（３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１９（ｅ）条に基づき優先権を主張するものである。前記出願はこの参照により本願明細書に取り込まれる。
【０００２】
合衆国法典第３５巻（３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第２０２（ｃ）条に従って、一部においてｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｖｅ  Ａｕｄｉｔｏｒｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｇｒａｎｔ  Ｎｏ．ＶＡ  ＲＲ&Ｄ  Ｃ２６５９Ｃからの研究資金によって達成された本願明細書に記載の発明の特定の権利は、米国政府が有するものであることが認められる。
【０００３】
本発明は圧力信号に対する蝸牛及び中耳反応及び血液分析物の測定の分野に関連する。
【背景技術】
【０００４】
幾つかの出版物と特許文献は本発明が関連する従来技術を説明するために本明細書の中で参照されている。これらの引用の各々は参照によって完全に本願明細書に組み込まれる。
【０００５】
研究によれば、１型糖尿病の人は自分の血中グルコース濃度を積極的に自己管理することによって、前記疾病に関連する合併症のリスクを有意に減少させることができるということが示されている（Ｔｈｅ  Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｔｒｉａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｇｒｏｕｐ（１９９３）Ｎｅｗ  Ｅｎｇ．Ｊ．Ｍｅｄ．，３２９：９７７−９８６）。しかしながら、血中グルコース濃度を自己管理する現在の方法は、苦痛な指穿刺を伴うものである。多くの糖尿病患者は指の痛み、疼痛、不便さ及び針に対する恐怖のような初歩的な理由からグルコースを積極的に管理することに失敗してしまうということがあった。
【０００６】
複数の研究者らによって、長年、糖尿病患者の血中グルコースを非侵襲的に測定する方法が模索されていた（Ｓｉｅｇ  ｅｔ  ａｌ．（２００５）Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒａｐ．７：１７４−９７；Ｚｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ．（２０００）Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒａｐ．２：１７−２５）。このような研究は、グルコース濃度との関連が知られている光学的属性を非侵襲的に得る赤外線または近赤外線技術を使用するアプローチ、又は分析用間質液試料を採取するアプローチの２つのアプローチのうちのいずれかを取っている。しかしながら、これらのいずれのアプローチも精度の問題、皮膚刺激性、及びキャリブレーションの困難さを含む問題があった（Ｓｉｅｇ  ｅｔ  ａｌ．（２００５）Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒａｐ．７：１７４−９７；Ｚｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ．（２０００）Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒａｐ．２：１７−２５）。
【０００７】
通常、蝸牛は音を受け取るだけではない。蝸牛はまた音響刺激によって誘発される耳音響放射（ｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ：ＯＡＥｓ）と呼ばれる低強度音の生成も行う（Ｂｒｏｗｎｅｌｌ，Ｗ．Ｅ．（１９９０）Ｅａｒ  ａｎｄ  Ｈｅａｒｉｎｇ，２：８２−９２）。音響刺激に対する蝸牛機械的反応の非侵襲的試験がＯＡＥｓによって提供される。ＯＡＥテストは蝸牛機能及び遠心路システムを研究するため既に人間及び動物において広く使用されている（Ｂｅｒｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ．（２００２）"Ｈａｉｒ  Ｃｅｌｌ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ"Ｄｅｌｍａｒ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ，Ｔｈｏｍａｓｏｎ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ，Ｃｌｉｆｔｏｎ  Ｐａｒｋ，ＮＹ．）。
【０００８】
またＳｕｃｋｆｕｌｌらにより（Ａｃｔａ  Ｏｔｏ−Ｌａｎｒｙｎｇｏｌｏｇｉａ（１９９９）１１９：３１６−２１）、非マスキング状態のウサギにグルコースを注入するとＯＡＥの振幅が減少することが見い出されている。すなわち、Ｓｕｃｋｆｕｌｌらは、ウサギに４０％グルコースを有する血清を１０ｍｌ／ｋｇ／ｈで注入しつつ、ＯＡＥを誘発する単一周波数トーンバーストを使用してＯＡＥ振幅を記録することで、上昇したグルコース濃度に反応して誘発されたＯＡＥの振幅減少を観察した。一方、Ｓａｓｓｏらによれば（Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ（１９９９）４８：１３４６−１３５０）、１０人の糖尿病被験者及び１０人の非糖尿病被験者に対して高血糖の間におけるＯＡＥ振幅を調べたが、グルコース濃度との相関関係は見い出されなかった。注意すべきは、Ｓａｓｓｏらの実験はクリック音を使用してＯＡＥを誘発し、一方Ｓｕｃｋｆｕｌｌらは純音を使用してＯＡＥを誘発したことである。クリック音は本質的には音響スペクトル内の全周波数中の一部である。Ｓａｓｓｏら及びＳｕｃｋｆｕｌｌらのいずれの研究によっても、ＯＡＥと分析物又はＯＡＥとグルコース濃度との間の特定の関係は決定されず、対側性又は同側性マスキング中に測定されたＯＡＥにおけるグルコース又は分析物の効果は調べられなかった。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、非侵襲的分析物測定及び／又は病状評価に対する方法が提供される。特に本発明はＯＡＥ及び／又は中耳筋反射に関連した圧力信号測定を利用し、対象の血中分析物濃度を測定する。特定の実施形態において、マスクされた音によって誘発されたＯＡＥｓが分析物濃度を決定するために使用される。
【００１０】
望ましくは、測定された前記分析物は障害又は病気に関連する。より望ましくは、前記分析物はグルコースであり、前記病気は糖尿病のような異常なグルコースのレベルを伴う。
【００１１】
本発明の別の態様によると、非侵襲的に分析物を測定するためのシステムが提供される。前記システムはコンピューターデバイス（例えば、コンピューター、ハンドヘルドコンピューター、又はマイクロコントローラ）、入力及び出力能力を備えた圧力信号を生成し記録する手段（例えば、サウンドカード又はデジタルシグナルプロセッサー）、圧力刺激を生成する手段（例えば、オーディオトランスジューサー）、及び圧力刺激を増幅しフィルターにかける手段を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は全体的に少なくとも１つの分析物の非侵襲的測定に関連する。本発明はＯＡＥｓのような圧力信号の使用を通じて少なくとも１つの血中分析物測定方法を提供する。圧力信号は一般的に縦断的圧力エネルギー（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｅｎｅｒｇｙ）である。前記圧力信号は縦断的圧力波（例えば、聴覚又は不可聴音波）又は一定に加えられた圧力である。圧力信号はＯＡＥ及び／又は中耳反応を誘発するのに使用される。本発明は全体的にＯＡＥを用いるものとして以下に例示しているが、あらゆる圧力信号が使用できる。
【００１３】
上記で述べられたように、ＯＡＥは音響刺激に反応して蝸牛によって作られる音であり、望ましくは耳の中に密着する小型の感度の高いマイクロホンを使用することによって記録されることができる。ＯＡＥｓは蝸牛の機械的反応の非侵襲的試験を提供する。
【００１４】
ＯＡＥはマスキングされた状態又はマスキングされてない状態で誘発されうる。マスキングされていない状態下において、ＯＡＥｓは耳の内部に密着する小型スピーカーを使用し蝸牛に音響刺激（例えば、クリック、トーン、トーンバースト、または雑音信号）を与えることによって誘発される。マスキングされた状態ではマスキング音響刺激（例えば、クリック、トーン、トーンバースト、または雑音信号）が対側、同側、又はその両方に同時に与えられることを除外すれば同じようにＯＡＥが誘発される。対側はＯＡＥが記録される反対の耳を言う。同側はＯＡＥが記録される同じ耳を指す。
【００１５】
本発明の特定の実施形態において、ＯＡＥを誘発するのに使用される音響刺激はマスクされたトーン音である。特定の振幅及び周波数が下記のトーン音の実施例にて説明されるが、振幅、周波数、及びマスキングの状態の組み合わせは変化させても良い。実際にはそのような状態の差異があると、同じ状態下の"雑音のない"間に誘発されたＯＡＥとはもっとも異なるＯＡＥ反応を生み出す最適な状態の同定につながる。最適な状態は個人間により変化し、更に時間が経過した個人によって変化する可能性がある。したがって、前記状態の再キャリブレーションは分析物濃度読み出しの正確性を確かめるために周期的に行われてもよい。したがって、分析物を測定する従来法によって、本方法の正確性を確認してもよい。
【００１６】
線形回帰モデルは下記の実施例において説明されるが、分析物濃度とＯＡＥ測定が相関するあらゆるアルゴリズムを使用してもよい。例えば、線形及び非線形回帰モデル（例えば、脊椎又は神経ネットワーク）が前記分析物濃度を評価するために使用される場合がある（Ｂｈａｎｄａｒｅ  ｅｔ  ａｌ．（１９９１）Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １９９１  ＩＥＥＥ  Ｓｅｖｅｎｔｅｅｎｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ  Ｂｉｏｅｎｇｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２４９−２５０；Ｇｈｅｖｏｎｄｉａｎ  ｅｔ  ａｌ．（２００１）Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２３ｒｄ  Ａｎｎｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，２：１６５７−１６６０）。
【００１７】
振幅及び潜時などの多様な属性を線形的に組み合わせることにより、より正確にグルコースが予測されるかどうかを評価するために多重線形回帰（例えばリッジ回帰を含む）が使用された。多重線形回帰モデルは、ＯＡＥ測定を使用してグルコースを予測するには十分であるが、人工的神経ネットワーク（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｎｅｕｒａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ＡＮＮｓ）のような非線形モデルもまた使用可能である。実際に、ＡＮＮｓ及び適応学習アルゴリズムが赤外線イメージング技術からのスペクトルの属性を使用してグルコース濃度を評価するために適用されている（Ｌｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ．（１９９０）Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，６２：１７９１−１７９７；Ｓａｎｄｈａｍ  ｅｔ  ａｌ．（１９９８）Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２０ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，３：１４３８−１４４１）。ＡＮＮｓは耳音響放射を分析し感覚神経性聴力障害を評価するのに有効であることが示されている（ｄｅ  Ｗａａｌ  ｅｔ  ａｌ．（２００２）Ｓ．Ａｆｒ．Ｊ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｄｉｓｏｒｄ．，４９：２８−３９；Ｚｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ（２０００）Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒ．２：１７−２５）．同様の技術が抑圧及び非抑圧ＯＡＥｓからの時間的及びスペクトル的属性をもとにしてグルコース濃度を評価するために使用されてもよい。例えば、多層フィードフォアワード神経ネットワーク（Ｈａｙｋｉｎｓ，Ｓ．（１９９８）"Ｎｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ａ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ"Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ；２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ）は、その使いやすさ、並びに他の耳音響放射データ分析アプリケーションを含む多数の分野において成功が証明されているため使用されてもよい（ｄｅ  Ｗａａｌ  ｅｔ  ａｌ．（２００２）Ｓ．Ａｆｒ．Ｊ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｄｉｓｏｒｄ．，４９：２８−３９；Ｚｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ（２０００）Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒ．２：１７−２５）。ＡＮＮへの入力ベクターが、例えばＯＡＥ反応の時間的及びスペクトル的属性、並びにＯＡＥを誘発するために使用される刺激パラダイムを含んでもよい。年齢、性別、又は聴力検査の結果及び糖尿病の既往歴などの患者特異的な情報がモデルまたはＡＮＮへの入力として含まれてもよい。さらに患者特異的モデルは、各々の患者からのデータを使用して近似させるが、混合効果モデルを用いて他の患者モデルからの情報を組み込むことによって改善されてもよい（Ｌａｉｒｄ  ｅｔ  ａｌ．（１９８２）Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓ，３８：９６３−９７４）。混合効果モデルに由来する母集団を基にした前記モデルが、交差検証に必要な広範囲の個人対象者データなしに効果的な正則化を提供する可能性がある。
【００１８】
個人間の潜在的なばらつきのため、患者特異的及び患者個別モデルの両方が作成されうる。患者個別モデルは、全ての対象者データのうちの部分集合を使用し、更に標準Ｖ重交差検証技術のような標準技術を使いて前記モデルの残りのデータを試験するようにデザインすることが可能である。前記モデルはまた各々の試験対象者に個別に近似させた後、例えば、数日、数週、数か月後などの後の時点において得られる同じ試験対象者からのデータを使用して検証される。ＯＡＥｓと分析物濃度との間において決定された関係は、検量線と言われる。標準は検量線をつくるために使用される既知の濃度の試料または複数の試料のセットを指す。
【００１９】
本発明の特定の実施形態において、測定される分析物は病気や障害に関連する。分析物の例は、これに限定されるものではないが、アラニンアミノトランスフェラーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、アルブミン、アミラーゼ、鉄、ヘモグロブリン、アルカリフォスファターゼ、ビリルビン、コレステロール、高比重リポタンパク、クレアチンキナーゼ、アイソザイム、クレアチニン、グルコース、乳酸脱水素酵素、乳酸脱水素酵素アイソエンザイム、血液ガス（例えば、酸素及び二酸化炭素）、血液ｐＨ、カルシウム、塩素、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、尿素窒素、尿酸、トリグリセリド及び総タンパクを含む。より望ましい実施形態において、前記分析物はグルコースである。実際に、本発明のシステム及び方法は、糖尿病患者（１型及び２型両方）が自分の血中グルコース濃度を自己管理するために使用されるものであってもよい。
【００２０】
下記に提供されるデータは、対側及び／又は同側雑音マスキングの状態において誘発されるＯＡＥ振幅が、マスクされていない状態において誘発される時よりも、グルコース濃度とより有意に相関する可能性があることを証明する。ＯＡＥ振幅は、競合する音が対側耳、同側耳または両方に与えられる時、脳幹から蝸牛へ遠心性神経投射の活性化によって減少する（Ｈｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．（１９９７）ＡＲＯ  Ａｂｓｔｒａｃｔｓ，２０：１６７）。高グルコース血症の状態中、誘発反応及び軸索伝達潜時を含む聴覚処理及び聴覚神経路にグルコースが影響することが示されている（ＭｃＣｒｉｍｍｏｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９９７）Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉａ，３５：１５４７−１５５３；Ｒａｙｎｅｒ  ｅｔ  ａｌ．（１９９９）Ｄｉｇｅｓｔ．Ｄｉｓ．Ｓｃｉ．，４４：２７９−２８５；Ｒｕｓｓｏ  ｅｔ  ａｌ．（１９９８）Ｅｕｒ．Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｅｓｔ．，２９：５１２−５１８；Ｓｉｎｄｒｕｐ  ｅｔ  ａｌ．（１９９８）Ａｃｔａ  Ｎｅｕｒｏｌ．Ｓｃａｎｄ．，７８：１４１−５）。聴覚脳幹反応（Ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｂｒａｉｎｓｔｏｒｍ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＡＢＲ）の研究では、糖尿病対象者において中枢伝導時間遅延、及びインスリンに誘導された低血糖、及びグルコースクランプ誘導高血糖状態の間の変化を示している（Ｂａｙａｚｉｔ  ｅｔ  ａｌ．（２０００）Ａｕｒｉｓ  Ｎａｓｕｓ  Ｌａｒｙｎｘ  ２７：２１９−２２２；Ｂａｙａｚｉｔ  ｅｔ  ａｌ．（２０００）Ｊ．Ｎｅｕｒｏｌ．Ｓｃｉ．，１８１；２９−３２；Ｄｅｕｔｓｃｈ  ｅｔ  ａｌ．（１９８３）Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈ．Ｃｌｉｎ．Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓ．，５５：７１４−７１；Ｌｉｓｏｗｓｋａ  ｅｔ  ａｌ．（２００１）Ｏｔｏｌ．Ｎｅｕｒｏｔ．，２２：３１６−２０；Ｎａｋａｍｕｒａ  ｅｔ  ａｌ．（１９９１）Ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇ．Ｃｌｉｎ．Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓ．，３１：２４３−９；Ｓａｓｓｏ  ｅｔ  ａｌ．（１９９９）Ｍｅｔａｂｏｌ．，４８：１３４６−１３５０；Ｚｉｅｇｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．（１９９１）Ｄｉａｂｅｔ．Ｍｅｄ．，８：８０５−８１１）。ＡＢＲ波形潜時と血漿グルコースの間の反比例関係もまた証明されている（Ｄｅ  Ｆｅｏ  ｅｔ  ａｌ．（１９８８）Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｅｓｔ．，８２：４３６−４４４）。理論化はされていないが、対側又は同側雑音マスキング中に得られるＯＡＥｓは、マスキング工程によってＯＡＥ反応の神経性調節が誘導されるため、グルコースとより強い相関関係を提供する（Ｇｉｒａｕｄ  ｅｔ  ａｌ．（１９９５）Ｂｒａｉｎ  Ｒｅｓ．，７０５：１５−２３；Ｍａｉｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９９７）Ｉｎｔｌ．Ｊ．Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．，８８：２６１−７２；Ｓｃｈａｒｆ  ｅｔ  ａｌ．（１９９４）Ｈｅａｒｉｎｇ  Ｒｅｓ．，７５：１１−２６；Ｗｉｌｌｉａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．（１９９３）Ｓｃａｎｄ．Ａｕｄｉｏｌ．，２２：１９７−２０３）。
【００２１】
本発明の別の態様において、分析物を非侵襲的に測定するシステムが提供される。前記システムの概略図の例を図１において提供する。前記システムは、データ収集を扱う少なくとも１つの各コンピュータデバイス、入力及び出力能力（例えば、アナログ音響入力及び出力能力）を有する圧力信号（例えば、音）生成及び記録手段、圧力刺激を生成する手段、及び選択的に圧力刺激を増幅及びフィルターにかける手段を含む。前記システムはまたソフトウェアを含むか、或いは圧力信号情報を分析物濃度（例えば、グルコース濃度）の出力に変換する手段を含むものであっても良い。前記システムは、また、分析物濃度の視覚的表示を有し、及び／又は分析物濃度の物理的印刷を提供するものであってもよい。コンピュータデバイスの例は、これに制限されるものではないが、コンピューター、ハンドヘルドコンピューター、ＣＰＵ，プロセッサー、又はマイクロコントローラを含む。入力及び出力能力を有する圧力信号を生成し記録する手段の例は、これに制限されるものではないが、少なくとも１つのサウンドカード（例えば、ＣａｒｄＤｅｌｕｘｅＴＭ及びＬｙｎｘ２サウンドカード）又はデジタルシグナルプロセッサーを含む。前記システムはまたサウンドカードの出力を増幅する少なくとも１つの音響増幅器を含んでもよい。前記システムは挿入形イヤホン（例えば、Ｅｔｙｍｏｔｉｃ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＥＲ−２イヤホン）及びＯＡＥのような圧力信号を記録するマイクロホン（例えばＥＲ１０Ｂ＋プローブマイクロホン）を含んでもよい。特定の実施形態において、本システムは利便性のためにハンドヘルド装置内に含まれ、決定された分析物レベルの読み出しを提供する（例えば、視覚的表示、印刷、又はコンピューターへの伝達による）。別の実施形態において、前記システムはヘッドホンのセット内に含まれる。本発明のシステム及び方法は自宅又は医療用に使用されてもよい。
【００２２】
Ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｖｅ  Ａｕｄｉｔｏｒｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ＮＣＲＡＲ）は、研究試験対象者に音響刺激を与えると同時に前記対象者からの音響心理学的測定値を記録するＡｕｄｉｏＴｅｓｔと呼ばれるデスクトップソフトウェアアプリケーションを開発した。ＯＡＥｓを記録するために、音響刺激は、そのようなソフトウェアを通して作られ、サウンドカードによって生成され、プローブマイクロホンアセンブリと連結した挿入形イヤホンを通して伝達されてもよい。前記ＯＡＥはマイクロホンによって測定された後、サウンドカード上の入力のうちの１つに送られ、サウンドカードにてソフトウェアがＯＡＥ反応を収集し処理する。前記システムの洗練さに関わらず、全てのハードウェアのコンポーネントはすぐに入手可能であり、前記システムは消費者の使用のためにハンドヘルドシステムにすぐにカスタマイズされてもよい。
【００２３】
本発明の装置はグルコース濃度についての情報を受ける前にユーザーによってキャリブレーションされてもよい。キャリブレーションは、前記装置がＯＡＥ測定値を実際のグルコース濃度に正確に変換されるように、ＯＡＥグルコースモニタリング装置を使用している人による日中の特定の時間に１もしくはそれ以上の指穿刺を必要とする場合がある。必要とされるキャリブレーションポイントの数は、前記装置がグルコース予測における正確性の臨床的に受容できる濃度が得られるように決定される。前記キャリブレーションの正確性はより遅い時点で自己管理されてもよい。例えば、キャリブレーションは、例えば、日毎、週毎、２週毎，月毎など規則的な間隔でテストされてもよい。
【００２４】
上述したように、クリック、トーン、及びチャープ音を含む様々な種類の音響刺激がＯＡＥを誘発するのに使用されてもよい。クリックは蝸牛内の基底膜に沿って位置する大部分の有毛細胞の振動をもたらす広域刺激を提供する。トーン音は基底膜に沿って位置するより少数の有毛細胞の振動をもたらす狭域信号である。チャープ音刺激は１パルス内多周波数の掃引（ｓｗｅｅｐ）を示し、したがって基底膜の長さに沿って位置する有毛細胞の小部分が前記刺激に同時に反応する。チャープ音は、特に難聴を患っている人たちにおいてシグナル対ノイズ比を改善するのに効果的であることが示されている（Ｎｅｕｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９９４）Ｈｅａｒ  Ｒｅｓ．，７９：１７−２５）。
【００２５】
本発明はＯＡＥのような測定された圧力信号の属性の変化を測定することによって分析物濃度を決定する方法を含む。前記属性は信号のあらゆる測定可能な特徴であっても良い。属性は、これに限るものではないが、振幅、潜時、シグナル対ノイズ比、上昇時間、下降時間、周波数、相、及び持続時間を含む。
【００２６】
ＯＡＥを抑圧する多くの方法があり、雑音抑圧を様々な時間的パターン及びスペクトル帯域幅によって対側、同側、両耳に与えることを含む。マルチトーン刺激もまた内側オリーブ核蝸牛（ｍｅｄｉａｌ  ｏｌｉｖｏｃｏｃｈｌｅａｒ：ＭＯＣ）及び中耳筋（ｍｉｄｄｌｅ  ｅａｒ  ｍｕｓｃｌｅ：ＭＥＭ）反射のための抑圧を同定するために使用される。刺激パラメーターの例を表１に記載する。表１は包括的ではなく、使用可能な様々なパラメーターのサンプルを与えるのみである。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
以下の実施例は、本発明の様々な実施形態を説明するために提供される。それらはあらゆる意味において本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【００２９】
対側及び同側抑圧による実験
本研究はｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｖｅ  Ａｕｄｉｔｏｒｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ＮＣＲＡＲ）にて行われ、ＮＣＲＡＲは現在施設内に２台の完全装備されたＯＡＥ測定システムを有する。前記システムは対側及び／または同側マスキングと一緒に又はなしで、いずれの耳からのＯＡＥも正確に測定できる。
【００３０】
本研究の目的は、糖尿病及び非糖尿病対象者の遠心性フィードバック抑圧を示す信頼性があり尚且つ再現性のあるＯＡＥを誘発するためには、どのような音響刺激パラダイムを使用するとよいか決定することである。対側及び同側雑音刺激を用いたＯＡＥを抑圧する様々な方法を検討した。
【００３１】
患者のＯＡＥを測定するため、２重誘発（２Ｅ）測定技術を使用し非線形残留を測定した（Ｋｅｅｆｅ  ｅｔ  ａｌ．（１９９８）Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，１０３：３４９９−５０８）。この技術では周波数トーン音を一秒間隔で三回耳に与える。最初の一秒間に与える音響刺激は一般的にマスカーと呼ばれ、一方次の一秒間に与える音響刺激はプローブと呼ばれる。前記マスカーと前記プローブを前記３秒間３回刺激の３秒目に同時に与える。マスカーに対する蝸牛反応はＰ１と呼ばれる。プローブに対する反応はＰ２と呼ばれ、同時に再生されるマスカー及びプローブ両方に対する反応はＰ１２と呼ばれる。マスカーとプローブを同時に再生する時、マスカーとプローブを単独で再生する場合の反応の合計よりＯＡＥ反応は振幅がより小さい。振幅のこの減少は蝸牛反応の非線形歪成分と呼ばれる。音響刺激に対する蝸牛反応の非線形残留歪成分（Ｐｄ）は下記の公式１を使用して計算することが可能である。図３Ａ〜３Ｄはこのパラダイムから得られるＯＡＥ測定値の例を提供する。
【００３２】
Ｐｄ＝Ｐ１＋Ｐ２−Ｐ１２  〔１〕
１０人の糖尿病及び２人の非糖尿病対象者を次に試験した。ＯＡＥの対側雑音の影響を決定するため、上述した２重誘発測定技術を同側耳を刺激するために使用し、同時に一定の雑音信号を対側耳に与えた。対側抑圧効果は非糖尿病及び糖尿病対象者の両方において図４Ａ〜４Ｂに示されているように測定した。抑制されたＯＡＥ反応は幾つかのマスカー（Ｐ１）刺激レベル（例えば、５５，６０，６５、及び７０ｄＢＳＰＬ）に対して振幅がより低い。
【００３３】
この研究において異なる刺激パラメーターの試験を行い、ＯＡＥの再現性のある対側抑圧効果を与える刺激パラメーター値及び組み合わせを決定した。振幅、周波数、及びマスカーとプローブ信号の持続時間は対側雑音のレベル及びタイプによって変化した。プローブ周波数の周りに集まる白色雑音及び狭域幅雑音の両方を対側抑圧信号として試験を行った。この試験をもとに、二つの刺激パターンが再現性のある対側抑圧効果を誘発するのに望ましいと決定された。これらの二つの組み合わせは表２に示した。
【００３４】
【表２】
2009533180.tif 000004
【００３５】
上記のパラメーターの組み合わせ１及び２の両方を当該研究において使用し、ブドウ糖負荷試験中の血中グルコースと対側抑制の相関関係を試験した。
【００３６】
全ての糖尿病対象者が強い対側抑制効果を証明したわけではなかった。前記対象者の数人は、ＯＡＥ反応の低い抑圧シグナル対ノイズ比（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）を有しており、抑圧効果を測定するのが困難であった。抑圧ＳＮＲは非抑圧ＯＡＥ残留から差し引いた抑圧ＯＡＥ残留として規定される。もし抑圧がなければ抑圧ＳＮＲはゼロである。試験対象者の多くが中等度の聴力障害を有し（例えば、２０ｄＢＨＬ以上の閾値）、したがって比較的小さいＯＡＥｓを有していた。
【００３７】
対側抑制は正常聴力を有する人たちにおいては小さい（数デシベル）ことが予想される。聴力障害の患者においては対側抑制効果がなくなることもある。低い抑圧ＳＮＲの問題を乗り越えるため、同側抑圧刺激パラダイムの使用が検討され、抑圧ＯＡＥ反応の有意に高いＳＮＲを結果として得た。
【００３８】
同側抑圧刺激パラダイムにはわずかな違いがある２重誘発ＯＡＥ刺激方法を再び使用した。この刺激パラダイムにおいて、３秒３回刺激のうちプローブ信号（Ｐ２）のすぐ前にマスカー信号（Ｐ１）を与える。対側刺激パラダイムを思い起こすと、マスカーとプローブは１秒刺激間隔内で同時に再生される（例えば、図３に示される０．５秒時点）。マスカーがプローブの直前に与えられることによって、プローブに対する蝸牛反応は、プローブがそれに先立つマスカーなしに与えられる場合よりも振幅が小さくなる。この同側抑圧効果は神経由来であり、音響刺激に対するＯＡＥ反応を調節する基底膜への遠心性フィードバックの結果であるとの仮説が立てられている。プローブに先立つマスカーは蝸牛内基底膜有毛細胞の遠心性フィードバック調節を引き起こし、基底膜の有毛細胞を硬化させ、そのためプローブ信号に対するＯＡＥ反応を減少させると信じられている（Ｌｉｂｅｒｍａｎ  Ｍ．Ｃ．（１９９２）"Ａｆｆｅｒｅｎｔ  ａｎｄ  ｅｆｆｅｒｅｎｔ  ｉｎｎｅｒｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｃｈｌｅａ：ｓｔｉｍｕｌｕｓ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅｆｆｅｒｅｎｔ  ｆｅｅｄｂａｃｋ"．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｕｄｉｔｏｒｙ  ａｎｄ  Ｖｅｓｔｉｂｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＩＩ，Ｊｏｈｎｓ  Ｈｏｐｋｉｎｓ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ，ＭＤ，Ｄｅｃ．１−２，１９９２）。前記文献は順向性マスカーを使用する同側抑圧の効果は対側抑圧よりも数倍大きいことを示唆し（Ｂｅｒｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９９５）Ｈｅａｒ  Ｒｅｓ．，８７：９６−１０３）、ここに提示されるデータは糖尿病及び非糖尿病対象者の両方においてこれを確認した。順向性マスカーパラダイムを使用し同側抑圧に対する音響刺激パターンを明示する波形を図５Ａ〜５Ｄに示している。
【００３９】
同側順向性マスキング刺激周波数パラダイムを使用して作られたマスキング効果は次のように計算されてもよい：
Ｐｄ＝Ｐ１２−（Ｐ１＋Ｐ２）  ［２］
公式１において、前記マスキング効果は、マスカーとプローブが同時に与えられるＰ１２にて生じる。したがって、（Ｐ１＋Ｐ２）はＰ１２より大きいはずである。同側順向性マスキングを使用する公式２において、Ｐ１はＰ２の直前に先立つため、前記マスキングはＰ２において起こる。Ｐ１２において、プローブはＰ１に先立たない。したがって、Ｐ１２は（Ｐ１＋Ｐ２）よりも大きいはずである。直感的に順向性マスキング効果がなければ、ＯＡＥ抑圧量はゼロであると予想されるだろう。実際、同側抑圧測定を２ｃｃカプラ人口耳内において順向性マスカーを使用して取る時、Ｐｄ反応を観察されなかった。
【００４０】
信号振幅、周波数、持続時間の多数のプローブ／マスカーパラメーターの組み合わせは糖尿病及び非糖尿病対象者において試験を行い、再現性のある抑圧効果を誘発する刺激パターンを決定した。これらの試験に基づくと、次のようなパラメーターがＯＡＥにおける再現性のある同側抑圧効果を誘発するためには望ましい。これらのパラメーターはブドウ糖負荷試験中において刺激として下記にて使用した。これらのパラメーターは例であり、他の音響刺激を使用してもよい。
【００４１】
【表３】
2009533180.tif 000005
【００４２】
順向性マスカーを使用して同側抑圧を用いて行った予備実験では、対側抑圧を用いて観察された抑圧効果より数倍大きい抑圧効果が得られた。これは文献で見いだされたものと一致する。さらに両耳抑圧パラダイムではより大きい抑圧効果が得られると予想される（Ｂｅｒｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ．（１９９５）Ｈｅａｒ  Ｒｅｓ．，８７：９６−１０３）。
【実施例２】
【００４３】
ブドウ糖負荷試験（ＧＴＴ）中の対側マスキング
ＯＡＥの対側抑圧によって、グルコース負荷試験中の振幅及び潜時が変化するか否かを試験した。Ｇｉｌｌｉｇａｎら（Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｔｅｃｈ．Ｔｈｅｒ．（２００５）６：３７８−８６）は標準グルコース負荷試験プロトコールの例を提供する。正常聴覚を有し尚且つ糖尿病の既往歴のない対象者は、試験前夜から８時間絶食した。対側雑音あり及びなしの両方にてベースラインＯＡＥ測定値を記録した。プローブ、マスカー、対側音響刺激に対して使用される振幅、周波数、持続時間のパラメーターは上述した試験に基づいて選択し、表２に記載している。試験に使用した音圧力のレベルは、反復テスト中に患者の聴力を損傷するあらゆるレベルよりもずっと下である。グルコース読み出しの幾つかのベースラインをＴｈｅｒａＳｅｎｓｅ  Ｆｒｅｅｓｔｙｌｅ（登録商標）グルコース測定器を用いて記録した。前記対象者はタブレット形状の８０グラムのグルコースを摂取した。次の１．５時間にＯＡＥ測定値が取られ、患者の血中グルコース濃度を５〜１０分毎に記録し、患者のグルコース濃度は高くなりその後低くなった（図６Ａ）。ＯＡＥは対側雑音ありと雑音なしと交互に記録した。
【００４４】
ＯＡＥ振幅及び潜時が対側雑音状態下において血中グルコースと相関するか否かを決定するために、多重線形回帰を行った。試験を行ったマスカー／プローブ刺激パラメーターの両方の組み合わせに対する非線形ＯＡＥ残留振幅（Ｐｄ）の振幅に対して、正相関が存在した。図６Ａは、対象者の血中グルコース濃度が上昇すると、ＯＡＥの振幅も上昇したことを示している。図６Ｂは、抑圧ＯＡＥ振幅とグルコースの相関係数は０．７６６であることを示している。明らかに、これらの知見は反比例を観察したＳｕｃｋｆｕｌｌら（Ａｃｔａ  Ｏｔｏ−Ｌａｎｒｙｎｇｏｌｏｇｉａ（１９９９）１１９：３１６−２１）の知見と矛盾する。高いグルコース濃度は対側マスカーによる対側ＯＡＥ抑圧を妨げる可能性がある。抑圧ＯＡＥ振幅は、対側遠心性効果のため、同じ刺激状態下における非抑圧ＯＡＥより振幅が低くなる。高いグルコース濃度は抑圧効果を妨げるようであり、そのため図６Ａに示されるように高いグルコース状態下においてより大きなＯＡＥ振幅反応が得られる。振幅を使用した前記回帰の結果は、図６Ｂにおいてのみ示している。相関関係は潜時と血中グルコース濃度の間においても観察された。このような研究結果は、抑圧ＯＡＥ振幅が血中グルコース濃度と相関するという結論を支持するものである。図７に示すように、ＯＡＥを抑圧する対側雑音を使用しない静かな状態において、ＯＡＥ振幅と血中グルコースの間に同様の有意な相関関係が観察されなかった（Ｒ２＝０．０９０）ということは重要である。
【００４５】
静かな状態において測定された潜時は、低いＯＡＥ抑圧シグナル対ノイズ比のため測定することが困難である。雑音潜時を線形回帰から除いた場合、ＯＡＥ潜時と血中グルコース濃度との相関関係がいくらか見られた（第一刺激組み合わせに対してＲ２＝０．６２）。グルコースは軸索伝達速度において有意な効果を有し、これは遠心性フィードバック経路によるＯＡＥ抑圧の効果に形を変える可能性がある。改善した潜時測定値は、下記に説明した同側抑圧を用いて得た。
【実施例３】
【００４６】
ブドウ糖負荷試験（ＧＴＴ）中の順向性マスキングを使用した同側抑圧
非糖尿病及び糖尿病対象者の両方において、同側順向性マスキングパラダイムを用いて抑圧されたＯＡＥが血中グルコース濃度に相関するか否かを試験した。上述の研究のように、試験対象者は本研究前の少なくとも８時間絶食した。彼らには標準ＧＴＴを与え、一方、順向性にマスクされたＯＡＥを１．５時間以上記録した。順向性マスキング予備試験の結果は再度グルコース濃度とのマスキング効果のはっきりした相関を証明した。図８Ａはグルコース濃度に従うマスキング効果を示す。線形回帰を行い、マスキングと血中グルコース濃度の間に０．５７の相関関係を見た（図８Ｂ）。上記の対側抑圧実験において観察されたように、抑圧ＯＡＥ振幅は血中グルコース濃度が増加するにつれて、全体的に増加するようである。血中グルコースが減少すると、抑圧ＯＡＥ振幅も再び減少する。
【００４７】
上記の手順を糖尿病患者に繰り返した。結果は著しく、抑圧ＯＡＥ振幅と波形潜時の両方がブドウ糖負荷試験中に患者の血中グルコースとしっかりと相関することを観察した（図９Ａ−９Ｂ）。振幅と波形潜時の両方は強い相関を示し、波形潜時は特に強かった（Ｒ２＝０．８９）。多形線形回帰を使用して波形潜時とＯＡＥ振幅測定値を組み合わせた時、相関関係は非常に高かった（Ｒ２＝０．９５、図１０参照）。
【００４８】
明らかに、前記対象者のグルコースはベースラインに戻っていない。これは前記対象者がＧＴＴの間のどの時点においてもインシュリンを摂取していないためである。臨床において、糖尿病対象者は、自分たちのグルコース濃度が十分に高くなった後インシュリン注射を受け、そして後に続くグルコースの減少を自己管理するためにＯＡＥを使用することが可能である。これらの実験は糖尿病対象者の抑圧ＯＡＥの振幅と潜時測定値が血中グルコース濃度に相関するということを示唆している。
【実施例４】
【００４９】
順向性マスカーを使用した５人の２型糖尿病患者ＧＴＴ試験
５人の２型糖尿病患者を上記のように同様の順向性マスカー刺激パラダイムを使用して試験した。より具体的には、前記対象者はブドウ糖負荷試験（ＧＴＴ）を行い、一方、順向性にマスクされたＯＡＥを同側耳から誘発した。上記の試験と比較すると、ここで使用したＯＡＥ刺激間の３つの主要な差は、１）広域幅雑音をマスキング信号として使用したこと、２）プローブ信号は２つの周波数からなること（７４ｄＢ  ＳＰＬ  １５００Ｈｚ及び８９ｄＢ  ＳＰＬ  ２５０Ｈｚ純音）、及び３）リッジ回帰モデルをｌｅａｖｅ−ｏｎｅ−ｏｕｔ交差検証を用いグルコース値を予測するのに使用したことである。
【００５０】
広域雑音は潜在的に狭域雑音より強いマスキング効果を活性化する（Ｇｕｉｎａｎ，ＪＪ（２００６），Ｅａｒ&Ｈｅａｒｉｎｇ，２７：５８９−６０７）。さらに、遠心性反応は内側オリーブ核蝸牛（ｍｅｄｉａｌ  ｏｌｉｖｏｃｏｃｈｌｅａｒ：ＭＯＣ）反射又は中耳筋（ｍｉｄｄｌｅ  ｅａｒ  ｍｕｓｃｌｅ：ＭＥＭ）反射によるものであるかどうか決定するために、１つのトーンプローブよりはむしろ二つのトーンプローブを使用した。Ｇｏｏｄｍａｎ及びＫｅｅｆｅ（Ｊ．Ａｓｓｏｃ．Ｒｅｓ．Ｏｔｏｌａｒｙｎｇｏ（２００６）１０，７（２）：１２５−１３９）は、より高い振幅２５０Ｈｚのトーン音は、ＭＥＭ反射によって主に抑圧され、一方より低い振幅の１５００Ｈｚのトーン音はＭＯＣ反射によって主に抑圧されるということを示した。これらの二つの周波数にて抑圧ＯＡＥ反応を観察することによって、これらの反射のうちのいずれか一方は広域雑音マスカーによって活性化されるか否かを決定した。両方の反射は基底膜に対して遠心性フィードバック反応を生成するため、両方の抑制効果はグルコース濃度に相関することが予想された。
【００５１】
リッジ回帰アルゴリズムは、少数のデータポイントをモデル内において使用する際、線形回帰よりも良く一般化することが分かったため、本試験でグルコースを予想するために使用した（Ｔｉｋｈｏｎｏｖ，Ａ．Ｎ．（１９４３）Ｄｏｋｌ．Ａｋａｄ．Ｎａｕｋ  ＳＳＳＲ，３９：１９５−１９８）。ｌｅａｖｅ−ｏｎｅ−ｏｕｔ交差検証（ｌｅａｖｅ−ｏｎｅ−ｏｕｔ  ｃｒｏｓｓ−ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ：ＬＯＯＣＶ）は数学モデルを評価する標準的方法である。ＬＯＯＣＶにおいて、リッジ回帰モデル構成成分は、１つを除くサンプルの全てのデータポイントを使用して導き出した。前記モデルはその後残った1つのデータポイントのグルコース値を予想するために使用した。残ったデータポイントの実際及び予想グルコース値の間の誤差を評価した。この方法は、本研究中に得られた各データポイントのグルコースを推定するために使用した。
【００５２】
本試験の結果は、上述した結果を裏付けるものである。グルコースとＯＡＥメトリック（振幅、波形潜時、及びＳＮＲ）の間の相関関係を５人全ての患者において観察した。２５０Ｈｚ＋１５００Ｈｚプローブトーンを組み合わせて使用することにより、ＭＥＭ反射が大振幅雑音とプローブ信号によって活性化されていたという考えを確認した。個々のメトリックに対して観察された相関関係の量に患者間のばらつきがあるが、２５０Ｈｚと１５００Ｈｚの両方のフィルターをかけた抑圧ＯＡＥ反応が全てのメトリックにわたり血中グルコース濃度に相関関係を示した。患者のうちの１人の結果は、下記の図１１Ａ〜１１Ｃに示す。
【００５３】
振幅、潜時、ＳＮＲの３つの従属変数に基づくと、リッジ回帰予想アルゴリズムがグルコース濃度を予想する正当な選択肢であるということが証明された。グループ結果はＣｌａｒｋｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｇｒｉｄとして図１２Ａ〜１２Ｂに示した。図１２Ｂの表から予想グルコースデータの９４．６％がＡ及びＢ領域内に入り、一方いずれのデータも臨床的に受け入れられないＤ及びＥ領域内には入らないということは明らかである。
【００５４】
要約すると、上記の実験は、特に糖尿病対象者において血中グルコース濃度を予想するのために抑圧ＯＡＥを使用することの有効性を証明した。同側及び対側抑圧の両方が血中グルコース濃度と相関する抑圧効果を生むことを証明した。したがって抑圧ＯＡＥ反応を例えば糖尿病対象者において血中グルコース濃度を決定するのに使用してもよいことは明らかである。同側及び対側抑圧を使用してＯＡＥを誘発及び測定するために使用されるパラメーターは揃って有効であるが、他のパラメーターもまた血中のグルコース濃度と有用な相関関係が得られる可能性がある。
【００５５】
本発明の特定の望ましい実施形態を上記で説明し、更に具体的に例示したが、本発明はそのような実施形態に限られないものである。請求項に記載した本発明の要旨から逸脱することなく様々な変形がなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】図１ＡはＯＡＥを誘発及び記録するために使用される非侵襲的分析物測定システムの概略図である。
【図１Ｂ】図１ＢはＯＡＥ及びＭＥＭ反射反応の両方を誘発及び記録するために使用される非侵襲的分析システムの概略図である。
【図２】図２は音響入出力ポート及びマイクロホンを識別するＯＡＥ測定システムの図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｄは１９４０Ｈｚ音響刺激に対する反応（Ｓ１；図３Ａ）、２０００Ｈｚ音響刺激に対する反応（Ｓ２；図３Ｂ）、Ｓ１及びＳ２両方の音響刺激に対する反応（図３Ｃ）、及び非線形歪生成（図３Ｄ）のグラフである。ＤＰＯＡＥは歪成分耳音響放射（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）である。
【図４】図４Ａ及び４Ｂは非糖尿病対象者（図４Ａ）及び糖尿病患者（図４Ｂ）の対側抑圧結果のグラフである。
【図５】図５Ａ〜５Ｄは糖尿病患者の順向性マスキングＯＡＥ記録のグラフである。４００ｍｓ雑音マスキング音は最初の１秒間隔の間に再生され（Ｐ１；図５Ａ）、一方、図５Ｂに５０ｍｓ間プローブ音を示す（Ｐ２）。Ｐ１及びＰ２はいずれも三番目の１秒間隔中に与えられる（Ｐ１２；図５Ｃ）。マスキング効果の非線形歪は図５Ｄに示す（Ｐｄ）。
【図６Ａ】図６Ａはブドウ糖（グルコース）負荷試験の間に得られた対側雑音マスキングの間に誘発されたＯＡＥ振幅記録のグラフである。矢印は対象者が８０グラムのグルコースを摂取した時を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは表２に記載された刺激の組み合わせの対側雑音を与えている間のＯＡＥ振幅を使用した多重線形回帰を示すグラフである。
【図７】図７は抑圧なしの試験状態で誘発されたＯＡＥ振幅を使用している多重線形回帰のグラフを提供した図である。
【図８】図８Ａ及び８Ｂはブドウ糖負荷試験中に同側雑音抑圧を使用し非糖尿病対象者を試験した結果のグラフである。図８Ａはグルコース濃度の変化とともに観察されたＯＡＥ抑圧振幅のグラフである。図８ＢはＯＡＥ抑圧振幅を用いた線形回帰を使用したグルコース濃度の予想を表すグラフである。
【図９】図９Ａ〜９Ｂはブドウ糖負荷試験中に同側雑音抑圧を使用し糖尿病対象者を試験した結果のグラフである。図９Ａはグルコース濃度によって観察したＯＡＥ抑圧振幅を示すグラフである。図９Ｂはグルコース濃度によって観察したＯＡＥ抑圧潜時を表したグラフである。
【図１０】図１０は同側雑音抑圧を使用し糖尿病対象者を試験した結果を表すグラフである。多重線形回帰を用いて組み合わせた振幅及び波形潜時は血中グルコースとの高い相関関係が得られた（Ｒ２＝０．９５）。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｃは糖尿病患者の２５０Ｈｚプローブの抑圧における振幅（図１１Ａ）、潜時（図１１Ｂ）、シグナル対ノイズ比（図１１Ｃ）対グルコースのグラフである。３つのメトリックは全てグルコースと反比例的に相関している。
【図１２】図１２Ａは２型糖尿病試験対象者５人全てのＣｌａｒｋｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｇｒｉｄの結果の図である。推定グルコース値はｌｅａｖｅ  ｏｎｅ  ｏｕｔ  交差検証プロトコールに続いて、リッジ回帰アルゴリズムを使用して得た。全ての予想グルコース値はＡ、Ｂ、及びＣ領域内に含まれ、臨床的に認められないＤ及びＥの領域に入るものはなかった。図１２Ｂは図１２Ａに示したデータを要約した表である。
【図１Ａ】
2009533180.tif 000006
【図１Ｂ】
2009533180.tif 000007
【図２】
2009533180.tif 000008
【図３】
2009533180.tif 000009
【図４】
2009533180.tif 000010
【図５】
2009533180.tif 000011
【図６Ａ】
2009533180.tif 000012
【図６Ｂ】
2009533180.tif 000013
【図７】
2009533180.tif 000014
【図８】
2009533180.tif 000015
【図９】
2009533180.tif 000016
【図１０】
2009533180.tif 000017
【図１１】
2009533180.tif 000018
【図１２】
2009533180.tif 000019
【国際調査報告】
2009533180.tif 000020
2009533180.tif 000021
2009533180.tif 000022