(57)【要約】聴覚喪失の評価のための装置と方法が開示される。その装置と方法は、被験者が繰り返されるクリック刺激を聞き分けることができるかどうかを決定するために、聴覚脳幹応答（ＡＢＲ）を使用する。評価を最適化するために、本発明は、聴覚の応答を正確に重み付けするための標準データを使用する。そこで、ノイズ条件が異なっても、又はノイズ条件が変化しても、評価が可能になる。
2005508218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、
上記刺激に対して脳波（ＥＥＧ）応答を試聴するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定するための手段と、
標準データに対する上記ＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段と、
聴覚脳幹応答（ＡＢＲ）波形が存在するかどうかを決定するための手段とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための装置。
【請求項２】
ＥＥＧノイズ量を測定するための手段が、ＥＥＧ応答における複合信号ノイズ分散を測定し且つ計算するための手段を有している請求項１記載の装置。
【請求項３】
ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段が、ＥＥＧノイズ量と、標準データを使用して計算された所定のＥＥＧノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段が、該ＥＥＧ応答に対して０と１の間の数値を付与する請求項３記載の装置。
【請求項５】
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、
上記刺激に対してＥＥＧ応答を試聴するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴するための手段と、
標準データに対する上記音響ノイズ量の関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段と、
ＡＢＲ波形が存在するかどうかを決定するための手段とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための装置。
【請求項６】
音響ノイズ量を試聴するための手段が、音響ノイズを測定するための手段と、音響ノイズに伴われる複合信号エネルギーを計算するための手段とを有している請求項５記載の装置。
【請求項７】
複合信号エネルギーが、聴覚刺激が伝達される前及び聴覚刺激が伝達されるあいだ中、試聴された音響ノイズに関して計算される請求項６記載の装置。
【請求項８】
ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段が、音響ノイズ量と、標準データを使用して計算された所定の音響ノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項５又は７記載の装置。
【請求項９】
ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段が、該ＥＥＧ応答に対して０と１の間の数値を付与する請求項８記載の装置。
【請求項１０】
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、
上記刺激に対してＥＥＧ応答を試聴するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴するための手段と、
標準データに対する上記音響ノイズ量の連続的関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段と、
標準データに対する上記ＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいて上記ＥＥＧ応答にさらに重み付けをするための手段と、
ＡＢＲ波形が存在するかどうかを決定するための手段とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための装置。
【請求項１１】
ＥＥＧノイズ量を測定するための手段が、ＥＥＧ応答における複合信号ノイズ分散を測定し且つ計算するための手段を有している請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
音響ノイズ量を試聴するための手段が、音響ノイズを測定するための手段と、音響ノイズに伴われる複合信号エネルギーを計算するための手段とを有している請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいて該ＥＥＧ応答にさらに重み付けをするための手段が、ＥＥＧノイズ量と、標準データを使用して計算された所定のＥＥＧノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項１０、１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
標準データに対する音響ノイズ量の連続的な関係に基づいてＥＥＧ応答に重み付けをするための手段が、音響ノイズ量と、標準データを使用して計算された所定の音響ノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項１０、１１又は１２記載の装置。
【請求項１５】
標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいてＥＥＧ応答にさらに重み付けをするための手段が、該ＥＥＧ応答に対して０と１の間の数値を付与する請求項１０、１１または１２記載の装置。
【請求項１６】
標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいてＥＥＧ応答に重み付けをするための手段が、該ＥＥＧ応答に対して０と１の間の数値を付与する請求項１０、１１または１２記載の装置。
【請求項１７】
繰り返して聴覚刺激を伝達する工程と、
上記刺激に対してＥＥＧ応答を試聴する工程と、
上記ＥＥＧ応答に伴われるノイズ量を測定する工程と、
標準データに対する上記ノイズ量の連続的関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをする工程と、
ＡＢＲ波形が存在するかどうかを決定する工程とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための方法。
【請求項１８】
繰り返して聴覚刺激を伝達する工程と、
上記刺激に対してＥＥＧ応答を試聴する工程と、
上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴する工程と、
標準データに対する上記音響ノイズ量の関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをする工程と、
ＡＢＲ波形が存在するかどうかを決定する工程とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための方法。
【請求項１９】
繰り返して聴覚刺激を伝達する工程と、
上記刺激に対してＥＥＧ応答を試聴する工程と、
上記ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定する工程と、
上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴する工程と、
標準データに対する上記音響ノイズ量の関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをする工程と、
標準データに対する上記ＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいて上記ＥＥＧ応答にさらに重み付けをする工程と、
ＡＢＲ波形が存在するかどうかを決定する工程とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための方法。
【請求項２０】
聞き取り可能なクリック出力刺激を有する変換器と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を感知するために適した電極システムと、
上記ＥＥＧ応答を試聴するための手段と、試聴されたＥＥＧ応答を処理してノイズ成分を識別するための手段と、標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段と、重み付けされたＥＥＧ応答に基づいてＡＢＲが存在していることを決定するための手段とを有する、上記ＥＥＧ応答に応答するプロセッサ
とを備えた被験者の聴覚評価をするためのシステム。
【請求項２１】
聞き取り可能なクリック出力刺激を有する変換器と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を感知するために適した電極システムと、
上記ＥＥＧ応答を試聴するための手段と、上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴するための手段と、標準データに対する上記音響ノイズ量の関係に基づいて上記ＥＥＧ応答に重み付けをするための手段と、上記の重み付けされたＥＥＧ応答に基づいてＡＢＲが存在していることを決定するための手段とを有する、上記ＥＥＧ応答に応答するプロセッサ
とを備えた被験者の聴覚評価をするためのシステム。
【請求項２２】
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定するための手段であって、該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を試聴するための手段と、
上記ＥＥＧ応答を数値化するための手段と、
数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換するための手段と、
上記二進数を極性の合計列に変換するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定するための手段と、
上記ＥＥＧノイズ量に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段と、
ＡＢＲ波形の存在確率を決定するための手段とを有し、
上記の重み付けされた極性の合計列を使用して被験者の聴覚評価をするための装置。
【請求項２３】
重み付けをするための手段が、標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的な関係に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段を有している請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定するための手段が、該ＥＥＧ応答における複合信号ノイズ分散を測定し且つ計算するための手段を有している請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
極性の合計列に重み付けをするための手段が、ＥＥＧノイズ量と、標準データを使用して計算された所定のＥＥＧノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項２３または２４記載の装置。
【請求項２６】
極性の合計列に重み付けをするための手段が、該極性の合計列に対して０と１の間の重みを付与する請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定するための手段であって、該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を試聴するための手段と、
上記ＥＥＧ応答を数値化するための手段と、
数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換するための手段と、
上記二進数を極性の合計列に変換するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を測定するための手段と、
上記音響ノイズ量に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段と、
ＡＢＲ波形の存在確率を決定するための手段とを有し、
上記の重み付けされた極性の合計列を使用して被験者の聴覚評価をするための装置。
【請求項２８】
重み付けをするための手段が、標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段を有している請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
音響ノイズ量を測定するための手段が、音響ノイズを測定するための手段と、音響ノイズに伴われる複合信号エネルギーを計算するための手段とを有している請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
複合信号エネルギーが、聴覚刺激が伝達される前及び聴覚刺激が伝達されるあいだ中、試聴された音響ノイズに関して計算される請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
極性の合計列に重み付けをするための手段が、音響ノイズ量と、標準データを使用して計算された所定の音響ノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項２７または２９記載の装置。
【請求項３２】
極性の合計列に重み付けをするための手段が、該極性の合計列に対して０と１の間の重みを付与する請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定するための手段であって、該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を試聴するための手段と、
上記ＥＥＧ応答を数値化するための手段と、
数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換するための手段と、
上記二進数を極性の合計列に変換するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定するための手段と、
上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴するための手段と、
上記音響ノイズ量に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段と、
上記ＥＥＧノイズ量に基づいて極性の合計列にさらに重み付けをするための手段と、
ＡＢＲ波形の存在確率を決定するための手段とを有し、
上記の重み付けされた極性の合計列を使用して被験者の聴覚評価をするための装置。
【請求項３４】
音響ノイズ量に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段が、標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段を有し、
ＥＥＧノイズ量に基づいて極性の合計列にさらに重み付けをするための手段が、標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的な関係に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段を有している請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
ＥＥＧノイズ量を測定するための手段が、ＥＥＧ応答における複合信号ノイズ分散を測定し且つ計算するための手段を有している請求項３４記載の装置。
【請求項３６】
音響ノイズ量を試聴するための手段が、音響ノイズを測定するための手段と、音響ノイズに伴われる複合信号エネルギーを計算するための手段とを有している請求項３４記載の装置。
【請求項３７】
極性の合計列に重み付けをするための手段が、ＥＥＧノイズ量と、標準データを使用して計算された所定のＥＥＧノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項３４、３５または３６記載の装置。
【請求項３８】
極性の合計列に重み付けをするための手段が、音響ノイズ量と、標準データを使用して計算された所定の音響ノイズレベルとの間の比率を計算するための手段とを有している請求項３４、３５または３６記載の装置。
【請求項３９】
標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的な関係に基づいて極性の合計列にさらに重み付けをするための手段が、該極性の合計列に対して０と１の間の数値を付与する請求項３４、３５または３６記載の装置。
【請求項４０】
標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいて極性の合計列に重み付けをするための手段が、該極性の合計列に対して０と１の間の数値を付与する請求項３４、３５または３６記載の装置。
【請求項４１】
被験者に対して繰り返して聴覚刺激を伝達する工程と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定する工程であって、該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、
上記ＥＥＧ応答を数値化する工程と、
上記の数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換する工程と、
上記二進数を極性の合計列に変換する工程と、
上記数値化されたＥＥＧ応答に伴われるノイズ量を測定する工程と、
標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的な関係に基づいて極性の合計列に重み付けをする工程と、
ＡＢＲ波形の存在確率を決定する工程とを有し、
上記の重み付けされたＥＥＧ応答を使用して被験者の聴覚評価をするための方法。
【請求項４２】
被験者に対して繰り返して聴覚刺激を伝達する工程と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定する工程であって、該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、
上記ＥＥＧ応答を数値化する工程と、
上記の数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換する工程と、
上記二進数を極性の合計列に変換する工程と、
上記数値化されたＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴する工程と、
標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいて極性の合計列に重み付けをする工程と、
ＡＢＲ波形の存在確率を決定する工程とを有し、
上記の重み付けされた極性の合計列を使用して被験者の聴覚評価をするための方法。
【請求項４３】
被験者に対して繰り返して聴覚刺激を伝達する工程と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定する工程であって、該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、
上記ＥＥＧ応答を数値化する工程と、
上記の数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換する工程と、
上記二進数を極性の合計列に変換する工程と、
上記の数値化されたＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定する工程と、
上記の数値化されたＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴する工程と、
標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいて極性の合計列に重み付けをする工程と、
標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的な関係に基づいて極性の合計列にさらに重み付けをする工程と、
ＡＢＲ波形の存在確率を決定する工程とを有し、
上記の重み付けされた極性の合計列を使用して被験者の聴覚評価をするための方法。
【請求項４４】
聞き取り可能なクリック出力刺激を有する変換器と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を感知するために適した電極システムと、
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定するための手段であって該応答が測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、上記刺激に対するＥＥＧ応答を試聴するための手段と、上記ＥＥＧ応答を数値化するための手段と、上記の数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換するための手段と、上記二進数を極性の合計列に変換するための手段と、上記ＥＥＧ応答に伴われるＥＥＧノイズ量を測定するための手段と、標準データに対するＥＥＧノイズ量の連続的関係に基づいて上記極性の合計列に重み付けをするための手段と、ＡＢＲ波形の存在確率を決定するための手段とを有する、上記の重み付けされた極性の合計列に基づいて上記ＥＥＧ応答に応答するプロセッサ
とを備えた被験者の聴覚評価をするためのシステム。
【請求項４５】
聞き取り可能なクリック出力刺激を有する変換器と、
上記刺激に対するＥＥＧ応答を感知するために適した電極システムと、
繰り返して聴覚刺激を伝達するための手段と、上記刺激に対するＥＥＧ応答を測定するための手段であって該応答は測定時の各ポイントにおいて極性を有するものと、上記ＥＥＧ応答に伴われる音響ノイズ量を試聴するための手段と、上記ＥＥＧ応答を数値化するための手段と、上記の数値化されたＥＥＧ応答を該ＥＥＧ応答の極性に応じて一連の二進数に変換するための手段と、上記二進数を極性の合計列に変換するための手段と、標準データに対する音響ノイズ量の関係に基づいて上記極性の合計列に重み付けをするための手段と、ＡＢＲの存在確率を決定するための手段とを有する、上記の重み付けされた極性の合計列に基づいて上記ＥＥＧ応答に応答するプロセッサ
とを備えた被験者の聴覚評価をするためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の聴覚を評価するために聴覚刺激に対する脳波応答を使用し、標準データを伴う解析に基づいて聴覚刺激に対する応答を重み付けすることができる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去においては、赤ん坊や子供が音に対して正常に反応しないことが観察されるまで、赤ん坊や子供の聴覚障害に気づかないケースが多かった。不幸にも、両親がそのような障害に気づくのに、数ヶ月又は数年も要していた。その時まで、子供の言語および学習能力は向上せず、しばしば取り返しがつかないほど障害が進行した。実際、最近の研究によれば、聴覚の喪失を早いうちに気づけば、聴覚障害の子供の用語能力は著しく改善されることが分かっている。聴覚の喪失を評価するための最も望ましい時期は、生まれた直後である。というのは、早く発見できれば早く処置できるからであり、両親はできる限り早く幼児を正常の状態にしようとするからである。その結果、多くの国が聴覚喪失に対して新生児を評価するプログラムを実行した。
【０００３】
しかし、赤ん坊、特に新生児は、聴覚刺激を感知した被験者がその刺激を指し示すことが必要とされる伝統的な聴覚テストを受けることはできない。そこで、被験者が自らの意志をもって参加することを必要とせずに、客観的に聴覚喪失を評価するための装置と方法が開発された。そのような方法の一つは、聴覚刺激に応答して被験者から発せられる無意識の脳波（ＥＥＧ）信号を解析することを含んでいる。被験者が固有の特徴を有する音を感知すると、聴覚脳幹応答（ＡＢＲ）として知られている特別のＥＥＧ波形が生成される。このＡＢＲ応答信号は、一般的なＥＥＧ活性に対して一般的に小さい。それゆえ、実際にＡＢＲ応答が発せられたどうかの感知を助けるために、統計学的な信号処理技術が用いられ、所定の統計学的信頼レベルまでその技術水準は引き上げられた。ＡＢＲテストは、特に幼児の評価に適用できるが、いずれの被験者に対して適用することも可能である。
【０００４】
聴覚刺激に応答して発せられるＡＢＲは、頭皮または首に表面電極を取りつけることによって測定できる。実際のところ、その電極は、神経機能（ＡＢＲ以外の）、筋肉機能および非生理学的環境ノイズからのノイズ信号も感知する。
【０００５】
一般に、ノイズは発せられた聴覚応答をわかりにくくするので、ノイズが高レベルであれば、ＡＢＲテストはより難しくなり、時間がかかる。それゆえ、ＡＢＲテストを行うとき、ノイズを測定し、そのようなノイズの影響を制御することが重要である。本発明は、ノイズの影響を考慮してＡＢＲ聴覚テストを最適化するための改善された方法を提供する。標準データを使用する、その改善された方法は、テスト時間を短縮することができ、正確さを向上することができる。それによって、そのテストは両親および健康管理士などに、より魅力的なものになる。
【０００６】
聴覚刺激からのＥＥＧ応答における生理学的ノイズを最小限にするための技術が使用されている（人間の聴覚脳幹応答における残留バックグラウンドノイズの評価、M.DonおよびC.Elberling, J. Acoust. Soc. Am.96(5), Pt. 1:2746-2757(1994)）。その技術は、信号の平均化、重み付けされた平均化信号、信号のフィルタリング、人工物拒絶反応、刺激修正、ターゲット電極配置、および被験者をリラックスさせたり、落ち着かせるために考えられた各種の技術を含んでいる。
【０００７】
先行技術は、ＥＥＧ応答におけるノイズ量を評価し、他のＥＥＧ応答のノイズ量に関して重みを用いる重み付け技術を詳しく述べている（ベイズ推論による聴覚脳幹応答であるＡＢＲの評価、C.ElberlingおよびO.Wahlgreen, Scand. Audiol., 14:89-96,(1985); 重み付けされた平均化−電気応答聴力検査の理論と応用、M.Hoke, B.Ross, R.WickesbergおよびB.Lutkenhoner, 脳波・臨床・神経生理学会, 57, 484-489(1984); 重み付けされた平均化の可能性と限界、B.Lutkenhoner, M.Hoke およびC.Pantev, Biol, Cybernet.,52, 409-416,(1985))。しかし、これらの先行技術は、標準データに基づく絶対的な最小期待ＡＢＲ振幅に準拠した重み付けをもたらすものではない。さらに、それらの先行技術は、聴覚刺激のときに一つ以上の周囲の音響ノイズの特性に関するＥＥＧ応答の重み付けを記載していない。また、それらの先行技術は、ＡＢＲ応答の存在確率を決定するために、ＥＥＧ応答を一連の極性に変換する信号解析と共同してノイズの重み付けをすることを開示も示唆もしていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、被験者が聴覚喪失を患っているかどうかを決定するために、聴覚クリック刺激に応答して発せられたＥＥＧ信号を解析するときに使用するための装置および方法を提供する。本発明は、広くは、標準データを伴う解析に基づく聴覚刺激に対する応答を重み付けすることができる装置および方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態において、聴覚刺激によって発せられたＥＥＧ応答が集められ、掃引(sweeps)として整理される。各掃引は一つの聴覚刺激に対する応答信号を含んでいる。掃引は、複数のブロックからなるＣブロックとしてまとめられる。各ブロックｃは、多数の掃引ＮC を含んでいる。各ブロックｃのノイズ量が決定され、このノイズ量は、重みｗC が計算される絶対的な最小期待ＡＢＲ振幅が伴われる許容ノイズ量と比べられる。
【００１０】
各掃引に対する応答信号が数値化され、応答信号の振幅が測定時の各ポイントにおいて正であるか負であるかによって一連の二進数（０または１）に転換される。数値化された二進数波形は、ＡＢＲが存在するかどうかを決定するために規準ＡＢＲ波形と比べられる。この決定をするために、各測定ポイントのブロック内の応答信号の極性の合計を表す、極性の合計が計算される。各ブロックの極性の合計には重みが乗じられ、すべての重み付けされたブロックの極性の合計に組み込まれる。ＡＢＲが存在しない場合の極性合計の期待分布に基づいて、ＡＢＲが存在するかどうかを決定するために、統計学的技術が使用される。この期待分布は理論的に開発された。明確に定められた統計学上のテストに示されるように、観察された極性分布が、ＡＢＲが存在する可能性が所定の統計学上のしきい値を上回ることを示すならば、パスが誘発される。あるブロックの完了後、もし、パスがまだ誘発されなければ、評価は終了する。そのような状況のもとで、被験者は、聴覚喪失を患っているかどうかを決定するために、さらなるテストにゆだねられる。
【００１１】
本発明に従って、各ブロックに対する極性合計がそのノイズ量に基づいて重み付けされて、聴覚被験者に対する標準データと比べられる。これらの標準データは、非常に弱いＡＢＲ波形の聴覚被験者に対するテストが可能である最大許容ノイズ量を反映するものである。本発明は、異なるノイズ量又は変化するノイズ量を補償するための正確な方法を提供するゆえに、先行技術を改善する。それゆえ、評価の正確さを犠牲にすることなく、評価時間と手段を節約することができる。
【００１２】
ここに記載した実施形態は新生児の聴覚の評価に関するものではあるけれども、生成する電位を解析するものであれば、聴覚であろうとなかろうと、本発明はいかなる評価にも適用できると思われる。
【００１３】
後記するように、本発明は標準データを大量に使用する。これらの標準データは、臨床データの解析と異なるテスト条件を表すコンピュータシミュレーションから得られた。本発明の好ましい実施形態で用いられる標準データは、後記する段落に記載された図面に表されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のさらなる特徴、要素および利点は、参照番号が要素に対応して付されている添付図面に基づく本発明の好ましい実施形態の詳細な説明によって当業者には明らかである。
【００１５】
ここに開示された本発明は、ある音の刺激に対する被験者のＥＥＧ応答を感知し、処理し、解析する。クリック音響刺激は、変換器を通して被験者の耳に繰り返し加えられる。クリック刺激は、ある瞬間、いずれか一方の耳に加えられるか、又は両方の耳に同時に加えられる。好ましい実施形態においては、一方の耳への刺激は３７ヘルツである。
【００１６】
ＥＥＧ応答は表面電極で感知される。テストは、電極が適正に配置されたことと、ＥＥＧ応答信号を感知するための電極の機能を妨げるものがないということを保証するために行うことができる（患者連結評価機能を備えた聴覚評価装置という名称の米国特許出願No.09/479,559参照、この特許出願の内容はこの明細書に引用されている）。
【００１７】
好ましい実施形態において、電極は次のように被験者に配置される。正電極は額上に配置され、負電極は首筋に配置され、アース電極は乳様突起または肩上に配置される（図３）。これらの電極で感知されるＥＥＧ信号は、ＡＢＲに適用できない信号を排除するためにフィルターにかけられる。
【００１８】
ＥＥＧ応答の振幅は数値化され、二進数（０または１）が付与される。この二進数は、波形の振幅極性、すなわち、測定されたときに、ＥＥＧ振幅が正（１）であるか又は負（０）であるかどうかを表す。
【００１９】
刺激および応答は、掃引およびブロックに分離される。掃引は単一クリック刺激に対する応答波形である。ブロックは一連の掃引であり、好ましい実施形態において、受け入れられた１０のクリック刺激応答を示す。我々は、受け入れられたクリック刺激応答という表現を用いる。というのは、いくらかの掃引はテスト条件に伴う問題のために拒絶されるからである（ノイズ感知および評価機能を備えた聴覚評価装置という名称の米国特許出願No.09/479,548参照、この特許出願の内容はこの明細書に引用されている）。
【００２０】
受け入れられた掃引の一ブロックの完了次第、平均化信号がこのブロックから生成される複合波形を計算するために使用される。さらに、信号の分散がこのブロックのノイズ量を評価するために計算される。この分散は、絶対的な最小期待ＡＢＲ振幅のための最大許容分散と比べられる。この比率によって、複合波形が乗じられる重みが定められる。次ぎに、平均化信号が、すべてのブロックの平均重み付け複合波形を計算するために再び使用される。この平均重み付け複合波形は、ゼロ仮説（Ｈ0）を除くことができるかどうかを決定するために、内部のテンプレートと比べられる。ゼロ仮説はＡＢＲがないという仮説であり、ＡＢＲの存在確率がプリセットされた統計学上のしきい値を上回れば、除かれるであろう。好ましい実施形態において、ＡＢＲ波形が存在していることを９９．９６％の統計学上の信頼性で結論づけるための十分なデータが集められれば、ゼロ仮説は除かれ、評価は終わる。パスまたは他の同様のメッセージが生成される。
【００２１】
もし、平均重み付け複合波形がゼロ仮説を除くために不十分ならば、すべてのブロックの重みの合計がプリセットされたしきい値を超えるまで、評価は続行する。好ましい実施形態において、しきい値は１５０００の重みの掃引である。
【００２２】
聴覚喪失を評価するためにＡＢＲを使用するときの主たる問題は、隠されているノイズから（もしあれば）ＡＢＲ応答を感知することにおける困難さである。このノイズは、典型的には平均振幅がゼロで、分散が変化するガウス分布である。
【００２３】
上記したように、本発明は、ＮC＝１０掃引のブロックｃに繰り返しクリック刺激を加えることによってＡＢＲの存在を感知する。各クリック刺激は、主に５００〜４０００ヘルツの範囲の周波数で構成される短い音響パルスからなる。クリックの繰り返し速度は３７ヘルツである。クリック刺激の極性は、圧縮（正の二乗パルス）と希薄（負の二乗パルス）の刺激が連続的に交互にされる。典型的には、ノイズの平均値はゼロであって、刺激の繰り返し速度と同期する成分はないので、ＡＢＲを残して、増加する掃引とともに合計でゼロになる傾向がある。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態のもとで、各クリック刺激応答の振幅シーケンスは、極性のシーケンス（正または負）に転換される。次いで、その極性のシーケンスに対して、ブロックｃにおける他の応答極性シーケンスが付け加えられて、配列ＸC を形成する。例えば、クリック刺激応答の振幅は、この振幅が正であるならば（たとえ、どれくらい高くても）、１が付与され、この振幅が負であるならば（たとえ、どれくらい低くても）、０が付与される。もし、ＡＢＲが存在しないならば、極性の期待比率は０.５である。しかし、ＡＢＲが存在するならば、その比率はもっと高くなるであろう。ＡＢＲ波形に整合する応答の極性の比率は信号のノイズ量に関係している。
【００２５】
掃引のブロックの完了後、ブロックｃの信号の分散σ2Cは次式１のように計算される。
【００２６】
【数１】
2005508218.tif 000003
【００２７】
次いで、重みｗCは、信号の分散（σ2C）と、最小期待ＡＢＲ波形（第５百分位数）に対する最大許容分散との間の比率に基づいて、次式２のように求められる。
【００２８】
【数２】
2005508218.tif 000004
【００２９】
本発明の好ましい実施形態において、最大許容分散σ2minは、１.７×１０-11Volts2である。この数値は、平均して、ＡＢＲ波形が振幅に関して全ＡＢＲ波形の第５百分位数である、被験者に対する重み付けなしで聴覚テストが行われる分散レベルを表している。
【００３０】
付与された重みと分散の間の関係が、図４に示されている。その図に示すように、ほとんどノイズが存在していないかどうかに関わらず、重みは決して１を超えない。さらに、下限が使用できる。プリセットされたしきい値以下の重みを有する掃引には、０の重みが付与され、それゆえ、全く使用されない。
【００３１】
本発明は、分散と標準データの間の連続的な関係に基づいて重みを付与する。連続的な関係によって、重みのビンまたはカテゴリーが使用される関係とは対照的に、付与される無限の重み又は非常に大きい重みがあるという事実について言及したい。この特許の目的のために、連続的な関係は５０以上の重みを付与するシステムを指す。
【００３２】
いま、ブロックｃの合計極性シーケンスＸCには重みｗCが乗じられ、他の合計極性シーケンスとともに、次式３のように配列Ｘに付け加えられる。また、掃引Ｎの全重み数は、掃引に各ブロックの重みの二乗を乗じることによって得られる数の合計として次式３のように計算される。
【００３３】
【数３】
2005508218.tif 000005
【００３４】
ＥＥＧ信号ノイズ重み付けは、分散の他に、標準偏差、信号分布の高次モード、周波数、ゼロクロッシングまたは信号の他の記述のような他のパラメータで実行することができる。
【００３５】
ＥＥＧ信号ノイズに関して重み付けされた平均化に加えて、同様の技術を音響ノイズに対して適用することができる。ＥＥＧ応答を不明確にする以外に、音響ノイズはＡＢＲ波形を直接的に減衰する。というのは、音響ノイズは聴覚の刺激を覆い隠し、それによってＡＢＲ応答の形成を防止または阻害するからである。これらの影響を阻止するために、各掃引には、信号エネルギーＥの評価によって決定される、音響ノイズレベルに関する重み付けがされる（ノイズ感知および評価機能を備えた聴覚評価装置という名称の米国特許出願No.09/479,548参照 ）。それから、付加的な重みｗnは、音響ノイズレベルを伴うＡＢＲ波形の減衰に基づいて各掃引に対して次式４のように決定することができる。
【００３６】
【数４】
2005508218.tif 000006
【００３７】
Ｅmin値は、ＡＢＲの相当な減衰を起こす音響ノイズの最小レベルを表す。ＡＢＲ波形の目視検査を伴うクリック刺激とともに音響ノイズの制御レベルを提供することによって、Ｅmin 値を計算することができる。ＡＢＲ減衰を起こす音響ノイズの最小レベルは、Ｅminとして特定される。ＥＥＧノイズの重み付けの平均化とともに、ノイズ重み付けアルゴリズムは次式５のように展開することができる。
【００３８】
【数５】
2005508218.tif 000007
【００３９】
合計極性シーケンスＸは、標準データを使用してコンパイルされたテンプレート波形と比較される（図１）。異なる被験者集団と異なるハードウエア配置に対しては、異なるテンプレートＡＢＲ波形を使用することが必要である。テンプレート波形は、典型的なＡＢＲ波形に整合するように戦略的に配置された、Ｍの重み付けポイントを含む。Ｍポイントの各々において、テンプレート波形ｗmが付与される。そのテンプレート波形ｗmは、標準データから引き出されるとき、ＡＢＲの存在を確かめる上において任意の測定点の重要性と極性を反映する（図２）。各測定点の重要性は、その振幅の関数にある。任意の点ｍに対して、極性の合計はｘmとされる。テンプレートの重みの合計はゼロになる。
【００４０】
本発明は、ＡＢＲが存在するかどうかを決定する上において助けとなるテスト統計指標ｚを使用する。このテスト統計指標は次式６のように定義される。
【００４１】
【数６】
2005508218.tif 000008
【００４２】
ｐは正極性の確率であり、ｑは補完的な確率である。テスト統計指標ｚは、各テンプレートポイントｍにおける要素ｘmに対応する重みｗmを乗じ、これらの結果を単一の標準数に合計することによってランダム二進配列Ｘになる。ＡＢＲが存在しない場合、ｚの分布のピークはゼロになる。一方、ＡＢＲが存在する場合、テスト統計指標ｚは掃引の数が増すほど大きくなる。
【００４３】
被験者のＡＢＲ波形は潜在的に変化する。聴力を有する異なる被験者の各々は、それぞれクリック刺激の後の異なる時にＡＢＲ波形を示す。この変化を補償するために、テスト統計指標ｚは、多数回再計算することができる。これらの時間変化テスト統計指標ｚの中の最大のｚmaxは、保存されて、ＡＢＲの存在を決定するために使用することができる。本発明の好ましい実施形態において、ｚmaxがゼロから４標準偏差である数値に達すると、パスが指示される。
【００４４】
さらに、正常な聴力を有する赤ん坊のＡＢＲの振幅のピークからピークまでの間隔は、赤ん坊によって変化することが分かった。上記したように、本発明は、テストされている被験者のＡＢＲの振幅について慎重な仮定をすることによって、ＡＢＲの振幅におけるこの変化を説明する。それゆえ、上記したように、許容最大分散σ2minと許容最大信号エネルギーＥminは、標準データについての解析に基づく第５百分位数のＡＢＲ波形（σ2min＝１.７×１０-11Volts2）に関係する標準データを参照することによって計算される。
【００４５】
クリック刺激の生成、ＥＥＧ応答信号の感知、処理および解析、音響ノイズの感知、処理および解析、ならびにその結果の表示は、一般的な電子手段、例えば、デジタルマイクロプロセッサ制御装置によって実行される。そのような装置は、聴覚刺激を生成する変換器、ＥＥＧ応答信号を感知するための一般的な電極、および音響のノイズを感知するための一般的なマイクロホンを備えている。ＥＥＧ応答信号および音響ノイズ信号を解析するために、一般的なマイクロプロセッサおよびメモリーユニットのような処理ユニットが必要である。さらに、表示ユニット、ならびにマウス及び／又はキーボードのような入力装置がオペレータのインタフェースを構成する。
【００４６】
図３に示すように、刺激生成器１０がクリック刺激を生成し、ＥＥＧ変換器２０が刺激に対するＥＥＧ応答を感知する。次ぎに、ＥＥＧ信号調整３０およびＥＥＧ信号処理４０が行われ、解析のためのＥＥＧ応答を準備する。ＡＢＲの存在の統計学的解析５０が行われた後、本発明に従ってＥＥＧ信号の重みの解析６０が行われる。評価中、マイクロホン８０が音響ノイズを感知する。この音響信号には、信号調整９０と信号処理１００が施され、本発明に従って、音響ノイズの重みの解析１１０が行われる。標準データ７０はそれらの重み解析のために使用される。最後に、ユーザインタフェース付き制御装置１２０が結果を表示する。
【００４７】
好ましい実施形態ではないけれども、本発明は相対的な重み付け、すなわち、同じテストの他の応答におけるノイズの量との比較における、ＥＥＧ及び／又は音響ノイズの量に基づく極性シーケンスＸCまたはＸnに重み付けをすることもできる。
【００４８】
当業者であれば、本発明は好ましい実施形態以外にも適用できることは理解できる。実施形態は例示であって、本発明は実施形態に限定されない。例えば、振幅、時間、及び／又は周波数、又は異なる重み関数におけるノイズ特性の異なるパラメータを本発明に従って使用することができる。さらに、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、固有のパラメータ値は有用であり、代表的なパラメータ値及びこれらのパラメータに対する数値または数値範囲を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】代表的なＡＢＲ波形を示す。
【図２】重み付けされたＡＢＲテンプレートを示す。
【図３】本発明のテスト装置の構成成分のブロック図である。
【図４】第５百分位数のＡＢＲ波形に対するノイズ分散の関数としての重みを示す。
【図１】
2005508218.tif 000009
【図２】
2005508218.tif 000010
【図３】
2005508218.tif 000011
【図４】
2005508218.tif 000012
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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