(57)【要約】  臨床使用に適した失読症スクリーニングシステムは、被検者の耳の周りに電極（１６）を配置することによって、聴覚誘発反応（ＥＲＰ）試験を効率的に、且つ、好都合に実施する一体型ヘッドセット（１０）を含む。一体制御モジュール（１２）は、臨床医に対して単純化した制御及び指示を提供する試験を自動的に実施する。ヘッドセット内に記憶されている多数のスクリーニング試験は、請求書発行、遠隔解析、及び結果報告のために周期的にアップロードされる。被検者について実施される試験を特徴付けるパラダイムは、患者識別情報及び／又は患者人口統計と共に、類似であるが、必ずしも同じには構成されていないＥＲＰ試験に関して、後での統合及び解析のために、関連付けて記憶される。【選択図】図１
2008503261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号電極、基準電極、及び刺激生成器を有する被検者の頭部上に配置可能な試験デバイスと、
誘発反応試験を実行するための複数の制御管理パラメータを前記試験デバイスに伝達する試験制御部と
を備える誘発反応電位（ＥＲＰ）システム。
【請求項２】
前記刺激生成器は、視覚誘発反応試験を実行するための視覚刺激を生成する視覚ディスプレイデバイスを備える、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項３】
前記刺激生成器は、聴覚誘発反応試験を実行するための音刺激を生成する聴覚音生成器を備える、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項４】
前記複数の制御管理パラメータは、刺激開始時刻、刺激選択、刺激シーケンス、失敗判定、及びサンプルモードから成る群から選択される、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項５】
前記試験制御部はさらに、脳幹誘発反応試験の選択指示に応答する請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項６】
制御管理パラメータを前記試験制御部に送信し、該試験制御部からのＥＲＰ試験結果並びに関連する被検者識別情報及び試験パラダイムを記憶し、前記ＥＲＰ試験結果に関するＥＲＰ診断解析を実行する、遠隔格納処理部をさらに備える請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項７】
音響周波数、継続時間、刺激シーケンス、及び時間ワープから成る群から選択される構成特性に基づいて聴覚刺激ファイルを生成するＥＲＰ音合成器をさらに備え、前記時間ワープは、伸張された継続時間及び変化していないピッチ、又は、継続時間が変化していない状態で変化したピッチを有する選択された音刺激を示す、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項８】
音響周波数、継続時間、刺激シーケンス、及び時間ワープから成る群から選択される構成特性に基づいて聴覚刺激ファイルを生成するＥＲＰ音合成器をさらに備え、前記時間ワープは、伸張された継続時間及び変化していないピッチ、又は、継続時間が変化していない状態で変化したピッチを有する選択された音刺激を示す、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項９】
前記試験制御部は、
パラダイム論理ライブラリ、刺激ライブラリデータベース、及びプログラムを含むメモリと、
前記メモリにアクセスして、前記プログラムを実行する処理部と、をさらに備え、
前記処理部は、前記プログラムを介して、前記パラダイム論理ライブラリに含まれる選択された試験パラダイムにアクセスし、前記刺激ライブラリデータベースに含まれる前記選択された試験パラダイムによって指定される刺激にアクセスし、前記選択された試験パラダイムに従って、シーケンス及び選択された刺激間の刺激間遅延を計算し、試験ストリームを出力する、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１０】
前記処理部はさらに、ＥＲＰ試験結果を受信し、被検者識別情報及び選択された試験パラダイムに関連して前記ＥＲＰ試験結果を記憶する請求項９に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１１】
前記試験デバイスはさらに、検知された試験結果に含まれるアーチファクトを検出し、該アーチファクトに関連付けられる刺激のエポックをグループ分けし、該関連付けられるエポックのグループについて処理する請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１２】
前記試験デバイスは、該試験デバイスによって取得される検知された試験結果に関連付けられるヘッドセット登録を含む、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１３】
前記試験デバイスは、刺激に反応して実行される前記被検者からの手動入力に反応するユーザ入力をさらに備え、前記試験制御部は、前記手動入力に関連付けて試験結果を受信し、記憶する、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１４】
被検者識別情報及び選択された試験パラダイムに関連する試験結果にアクセスし、記憶されたデータ操作パラメータのテンプレートの表示を生成し、自動パラダイム特有グループ分けの表示を生成するデータシステム及びグラフィカルユーザインタフェースをさらに備える、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１５】
被検者識別情報及び選択された試験パラダイムに関連するＥＲＰ試験結果にアクセスし、選択されたデジタル信号処理パラメータにアクセスし、選択されたＥＲＰグルーピング基準にアクセスし、代数組み合わせ構成にアクセスし、前記ＥＲＰ試験結果の代数組み合わせを計算して、神経学的ＥＲＰモデルに対して前記組み合わされたＥＲＰ試験結果のパターンマッチングするデータシステム及びグラフィカルユーザインタフェースをさらに備える、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１６】
被検者識別情報に関連付けられる後続の神経学的診断を相互に関係付け、前記神経学的診断に関連付けられるＥＲＰ試験結果に関係付けるための、選択された神経学的ＥＲＰモデルを改良する、請求項１５に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１７】
前記試験制御部はさらに、選択されたワープを有する前記刺激生成器上で、刺激を与える処理を実行する請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【請求項１８】
前記試験制御部に対するアクセスを制御するユーザ権利管理システムをさらに備える、請求項１に記載のＥＲＰシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的に、脳波（ＥＥＧ）信号を取り込む方法及び装置に関する。より詳細には、本発明は、事前プログラムされた聴覚刺激又は視覚刺激を処理しながら、生成される脳波を取り込むことによって、失読症、及び、自閉症、統合失調症、アルツハイマー病等のような類似の神経学的疾患を診断するための方法を提供し、診断するためのシステムを述べる。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００４年６月１８日に出願された米国特許出願第６０／５８０，８５３号「AUDITORY EVOKED RESPONSE MAPPING SYSTEM FOR AUDITORY NEUROME」の利益を主張し、その開示は、参照によりその全体を援用される。
【０００３】
本出願は、同じ日付けで同時に出願された、K.C. Fadem他に対する同時係属のＰＣＴ国際特許出願ＷＯ      「WIRELESS ELECTRODE FOR BIOPOTENTIAL MEASUREMENT」に関連しており、その特許出願は、２００４年６月１８日に出願されたK.C. Fadem他に対する同じ名称の米国特許出願第６０／５８０，７７２号の利益を主張し、それらの開示は、参照によりその全体を援用される。
【０００４】
本出願はまた、２００５年３月２９日に出願され、また、２００４年３月２９日に出願された米国特許出願第６０／５５７，２３０号「ACTIVE, MULTIPLEXED DIGITAL NEURO ELECTRODES FOR EEG, ECG, EMG APPLICATIONS」に対する優先権を主張する同時係属のＰＣＴ国際特許出願公開第ＷＯ０５／０１０５１５号「DEVICE AMD METHOD FOR AN AUTOMATED E.E.G. SYSTEM FOR AUDITORY EVOKED RESPONSE」に関連し、それらの開示は、参照によりその全体を本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００５】
相互参照されるＰＣＴ出願に述べられるように、聴覚誘発反応（ＡＥＲ）又は視覚誘発反応（ＶＥＲ）からのＥＥＧ測定は、脳が、特定の刺激又は刺激シーケンスを処理するときの、脳からの電圧電位を検出する。こうして誘発されるＥＥＧ信号のパターンは、誘発反応電位（ＥＲＰ）と呼ばれる。既知の神経プロセスに基づいて識別可能なＥＥＧ反応を誘発する種々の刺激の、特定の組み合わせ、シーケンス、及びタイミングは、ＥＲＰパラダイムと呼ばれる。種々のＥＲＰパラダイムは、神経学的疾患に関係付けることができるＥＥＧ反応を誘発するのに使用される。失語症の子供からのＥＲＰは、異常に高いピーク電圧及び長い信号潜時を示すことが多い。これらの特性は、音と、ゆっくりした弁別(discrimination)と、音−シンボルマッピングとを処理するための通常より大きなエネルギー要求に関係付けられる場合があり、その外部への発現は、主に、読み取り、書き取ることの難しさとなるであろう。
【０００６】
これらのより広い適用に関して、Alexandra P. Fonaryova Key, Guy O. Dove及びMandy J. Maguire著「LINKING BRAINWAVES TO THE BRAIN: AN ERP PRIMER」において概観されるように、研究は、益々、脳波に関してより多くの見識を求めてきた。２０世紀後半にわたって、連続脳波図（ＥＥＧ）、及び、刺激関連電位、課題関連電位、又は事象関連電位等の脳電気活動の記録は、認知処理(cognitive processing)及び神経学的疾患における脳の役割を調査するのに頻繁に使用される最上のツールになった。電気生理学的記録技法は、一般に、無侵襲で、比較的費用がかからず、参加者が、運動反応又は音声応答を提供することを必要としない。さらに、一生を通じて実際上同じ手順を使用することができる。現行のＥＥＧは、種々の感覚機能及び認知機能に関連する広範囲の神経活動を反映するが、同時に、脳内で進行中の（たとえば、体温、心拍数、呼吸を維持する）無数の自己調節プロセスによっても影響を受ける。信号のこの混合は、観測されるＥＥＧに対する認知による寄与と生理的寄与を分離することを難しくする。対照的に、ＥＲＰ手法は、研究者が、刺激事象を記録された信号により直接に結びつけることを可能にする。ＥＲＰは、刺激（たとえば、聴覚刺激又は視覚刺激）呈示のまさにその開始(onset)（又は、場合によってはオフセット）に時間ロックされているＥＥＧの一部分である。解析は、一般に、刺激事象に即座に続く電気生理的信号の変化に的を絞り、研究者が、神経電気反応と刺激との関係を評価することを可能にする。頭皮において最終的に検出されるＥＲＰ信号は、誘発刺激、課題、又は被検者の状態に直接に関連する離散的な神経事象のみを反映する、正確で、且つ、完全に安定したパターンではない。他の生理的事象に対してＥＲＰのサイズが小さいことによって、関連信号を見つけることが難しくなる可能性がある。これらの要因に対処するために、研究者は、おそらくは関連しない事象（刺激に時間ロックされない信号）を平均して除去するために、誘発刺激の反復呈示を採用する。
【０００７】
ＥＲＰは、外部環境及び内部環境の事象に対する個人の反応の一般的な態様と特定の態様の両方を調査するのに首尾よく使用されてきた。種々の母集団における認知機能の神経心理学的研究はまた、ＥＲＰ成分が、全体としての、神経発達状態、及び、より具体的な能力の発達の有益なマーカとして役立つことができることを実証した。他の神経イメージング手順に比べてのＥＲＰ技法のさらなる利点は、（１）普通なら気づくことができない脳活性化のパターンのほんの一瞬の変化さえも明らかにする非常に精細な時間分解能（ミリ秒又はさらにミリ秒の数分の１の程度）、及び、（２）これらの認知機能に役立つ脳メカニズムの分布に関する理論付けの基礎を可能にする比較的大まかなレベルの空間分解能能力を含む。
【０００８】
ＥＲＰは、一般に、時間的近接性が密な状態で(in close temporal proximity)活性化された、かなり広範囲のニューロンのセットのシナプス後（樹状突起）電位を反映すると考えられている。しかし、頭皮において記録される情報は、生成される電気活動を全て取り込むことができない。脳内で発生する信号は、頭皮上の記録電極に達する前に、異なる密度及び抵抗の種々の組織（たとえば、ニューロン、繊維路、脳脊髄液、頭蓋）を通って移動しなければならない。信号を生成する皮質又は皮質下の領域からの頭皮への距離が、信号強度に対して大き過ぎる場合、信号を検出することが難しい場合がある。さらに、信号を生成する皮質柱の向きは、信号が頭皮に達するか否かに影響を及ぼす場合がある。皮質柱が頭皮に垂直であり、且つ、信号強度が十分である場合、電極が信号を検出する可能性が良好である。一方、細胞柱が、頭皮に対して平行に、又は、頭皮に対して、他のある角度で向く場合、信号は、頭皮の上の最も近い電極から離れたエリアに投影される場合があるか、又は、頭皮に全く投影されない場合がある。
【０００９】
ＥＲＰ波形は、陽性ピークと陰性ピーク（すなわち、波における陽性最大変位と陰性最大変位）によって記述されることが多い。一般的なレベルでは、ラベル付けは、ピークが起こり、同時に、その極性が指示されるシーケンスを指すことができる。たとえば、「Ｎ１」は、波形において最初の陰性に向かうピーク(negative going peak)を指し、一方、「Ｎ２」は、第２の陰性で起こるピークを指すであろう。同様に、「Ｐ１」は、ＥＲＰ波形の最初の陽性変位すなわちピークを指し、一方、「Ｐ２」は、第２の陽性ピークを指すであろう。ＥＲＰ成分についての名付け方式はまた、その潜時（通常、刺激開始からの時間として規定される）によって陽性ピークと陰性ピークとを識別することができる。この例における「Ｎ１００」は、刺激開始に続いて１００ｍｓに起こる陰性ピークを指す。「Ｐ３００」は、刺激開始後３００ｍｓに起こった陽性ピークを識別するであろう。
【００１０】
最近、脳内のメカニズムを生成するＥＥＧの包括的な評価が、大きな利点、特に、４つのＥＲＰ特性、すなわち、ピーク潜時、認知機能の意義(cognitive functional significance)、皮質分布、及び成分脳信号源(component brain source)を有することが認識されてきている。一貫性と明確さのために、ピークは、一般に、その極性（刺激モダリティ及び基準ロケーションに応じてそれ自体変わる可能性がある）によって、また、（潜時がピークの支配的な記述子でなければ）発生効果、環境効果、及び臨床効果によって、潜時が変動する可能性があるため、正確な潜時によってではなく成分のシーケンス内での場所によって識別される。
【００１１】
信号源位置特定(localization)について一般的に知られている技法は、矛盾する結果を生じる可能性がある異なる原理に依存するため、検出及び解析に対する包括的な手法についての課題が存在する。そのため、頭蓋内記録、機能的磁気共鳴影像法（ｆＭＲＩ）、脳磁図（ＭＥＧ）、脳電磁信号源解析（ＢＥＳＡ）、ポジトロンエミッショントモグラフィ（ＰＥＴ）、又は低解像度脳電磁トモグラフィ（ＬＯＲＥＴＡ）からの知見は、必ずしも一致しない。
【００１２】
さらに、ピーク振幅及び潜時作用を特徴とする、検出し解析すべきＥＲＰピーク、頭皮分布、及び神経基質が多数存在する。これらは、Ｐ１、Ｎ１、Ｐ２、Ｎ２、ミスマッチ陰性電位（ＭＭＮ）、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ、Ｎ４００、及びＰ６００を含む。このリストは、網羅的であるとは考えられない。随伴陰性変動、左前頭部陰性電位、後期陽性電位(Late Positive Potential)、陽性徐波(Positive Slow Wave)等の他のＥＲＰ成分は、信号源に関する情報の少なさ(sparcity)及び／又は大量の研究をカバーするのに利用可能な制限された空間のために、本再調査には含まれない。
【００１３】
Ｐ１ピークは、常に容易に識別されるわけではないが、存在するときは、聴覚刺激開始後約５０ｍｓ（Ｐ５０としても知られる）か、又は、視覚刺激の開始後約１００ｍｓで起こる。機能的には、この成分は、通常、感覚入力に対する特別な注意の神経生理学的指示子として解釈される。聴覚Ｐ１は、後頭頭皮電極部位上に時間的に早期に（短い潜時で）現れるが、前頭部領域及び／又は中心部領域上では振幅が大きい。Ｐ５０反応は、Ｃｚ電極上で最大であったと報告されている。分布は、左半球にわたって、より大きな振幅が認められる前側頭領域を除いて、２つの半球にわたって対称である。全体として、ピーク振幅及び潜時は、ピークが消える点まで年齢と共に減少すると考えられる。
【００１４】
聴覚Ｐ１は、比較的短い刺激間隔(interstimulus interval)で対のクリックが呈示される感覚ゲーティングパラダイムにおいて、しばしば、聴覚抑制(inhibition)と関連付けられてきた。２回目の対のクリックに対する平均ＥＲＰの振幅は、通常、最初のクリックに対する平均反応と比較して減少する。この抑制(suppression)の大きさは、一般に、感覚ゲーティングの神経生理学的指標として解釈される。統合失調症の患者について、抑制の減少が、しばしば、報告されている。しかし、躁病及び統合失調症を含む、ある神経精神医学的疾患では、対の刺激に対するピーク振幅は、ほぼ等しいことが報告されている。Ｐ１潜時は、しばしば、多発性硬化症及びパーキンソン病等の神経変性疾患を診断するのに臨床使用される。
【００１５】
Ｐ５０反応は、上行性網様体賦活系（ＲＡＳ）及びそのシナプス後視床標的に関連付けられることが提案されてきた。Ｐ５０の信号源は、その後、単独でＭＥＧ手法を使用して、上側頭回に位置特定された。一緒に登録された聴覚誘発電位（ＡＥＰ）及び聴覚誘発磁界（ＡＥＦ）は、各半球の聴覚皮質内の１つの信号源並びに半径方向に向いた内側前頭信号源から成るＡＥＰについての等価ダイポールモデルをもたらした。
【００１６】
視覚Ｐ１反応に関する情報は、誘発刺激、神経認知的メカニズム及び神経生理学的メカニズム、ピーク潜時、頭皮分布、及び神経信号源の点で、聴覚Ｐ１の文献情報(literature)と異なる。視覚Ｐ１は、通常、チェッカーボード反転課題パラダイム又は類似の光フラッシュパラダイムにおいて記録されるが、他の視覚刺激（たとえば、顔）についても存在する可能性があり、後頭領域上で最大である。陰性成分は、前頭領域及び中心領域上で同じ潜時で存在する場合がある。Ｐ１の振幅は、一般に、ポスナーの注意キューイングパラダイム(Posner's attention cueing paradigm)及び空間選択的注意実験(spatial selective attention experiment)において、注意の量と共に変わる。振幅が、注意を向けられていないロケーションについて減少し、注意が向けられた刺激について増加しなかったため、Ｐ１は、雑音の抑制を反映するということが提案されてきた。Ｐ１振幅はまた、反応速度が強調されたときに増加し、Ｐ１が、覚醒のレベルも反映する場合があることを示している。
【００１７】
考えられる信号源は、腹側後頭領域及び外側後頭領域において、ＰＥＴ法、ＢＥＳＡ法、及びＬＯＲＥＴＡ法を使用して識別され、線状又は外線状（後部紡錘状回）の信号源を示唆した。顔識別パラダイムは、類似する信号源並びに後部頭頂領域の信号源を報告し、背側神経成分及び腹側神経成分の関与を示唆した。
【００１８】
Ｎ１成分は、通常、刺激開始後約１００ｍｓで起こり、特定の解析手法を採用することなく、最も容易に識別される成分のうちの１つである。ＰＣＡ因子スコア、基線−ピーク振幅、及び基線−ピーク潜時の解析に基づく知見において、良好な集束が存在する。
【００１９】
一般に、Ｎ１は、基本刺激特性、後のパターン認識のための初期選択、及び意図的な弁別処理に対する選択的な注意を反映すると考えられる。ピークの潜時及び振幅は、刺激モダリティに依存する。聴覚刺激は、視覚刺激より潜時が短い、より大きなＮ１を誘発する。
【００２０】
聴覚刺激の場合、Ｎ１は、前頭中心エリア又は頭頂で最大振幅を有する。より最近の調査は、Ｎ１を、側頭エリア上（潜時７５ｍｓ及び１３０ｍｓ）と、頭頂上（潜時１００ｍｓ）で最大振幅を有する３つの異なる成分に鑑別した(differentiate)。Ｎ１の３つの成分の再調査に基づいて、早期の側頭成分及び頭頂成分は、刺激の感覚的特性及び物理的特性（たとえば、強度、ロケーション、他の刺激に対するタイミング）を反映し、一方、後期の側頭成分は、その反応がそれほど特有ではなく、一過性の覚醒を反映すると考えられるということが提案された。しかし、本文書において再検討された調査の大多数は、頭頂電極において最大振幅を有する、刺激開始後１００ｍｓで起こる単一成分としてＮ１を扱った。
【００２１】
聴覚Ｎ１の振幅は、刺激に対する注意を高めることによって、また、刺激間隔を増加させることによって増加する。後者は、前頭皮質エリアからの付加的な信号源の寄与によるものであると考えられた。Ｎ１は、側頭葉の一次聴覚野内の信号源によって生成される可能性が最も高いと考えられる。ＭＥＧ、ＢＥＳＡ、及び病巣調査は、一貫して、聴覚Ｎ１を上側頭平面に位置特定する。しかし、いくつかの調査は、側頭葉から活性化されることができる前頭葉内の付加的な信号源を提案した。
【００２２】
視覚Ｎ１成分は、通常、後頭領域上又は下側頭領域上で最も大きい（最大である）。Ｎ１振幅は、通常、弁別課題(discrimination task)では大きいが、刺激が、短期間に呈示されると減少する。反応速度に重点を置かなかった課題において、振幅が大きかったため、Ｎ１弁別効果は、注意を向けられたロケーションの処理の向上によるものであり、覚醒によるのではない。Ｎ１弁別効果はまた、Ｇｏ／Ｎｏ−Ｇｏ反応差の欠如によって示される抑制によって影響を受けない。さらに、聴覚Ｎ１と同様に、視覚Ｎ１もまた、中心正中部位上で１００ｍｓにて起こり、後頭部位上で１６５ｍｓにて起こる。運動反応を要求しないことによって、なくすことができるため、研究者は、前部Ｎ１を反応準備プロセスのみによると考えた。
【００２３】
技法（ＭＥＧ、ＥＲＰ、及びＭＲＩ）の組み合わせを使用して、視覚Ｎ１信号源は、下後頭葉及び後頭−側頭接合部に位置特定された。しかし、ＬＯＲＥＴＡ手法を使用して、視覚Ｎ１の付加的な信号源は、下側頭葉内で識別された。
【００２４】
Ｐ２は、Ｎ１及びＰ１と同様に、個人間の変動性が低く、複製可能性(replicability)が高いため、「必須の皮質電位(obligatory cortical potential)」であると長らく考えられてきた。Ｐ２成分は、選択的注意、刺激変化、特徴検出プロセス、及び短期間記憶を含む多くの異なる認知課題において識別されてきた。Ｐ２は、音量等の刺激の物理的パラメータに敏感である。読み取り能力等の参加者の差も、聴覚刺激に対するＰ２振幅を変える可能性がある。
【００２５】
聴覚モダリティでは、Ｐ２は、Ｎ１と共に起こることが多いが、２つのピークは、分離されることができる。Ｐ２の分布は、Ｎ１の分布に比べて位置特定されにくく、中心領域上で最大振幅を有する。同様に、Ｐ２の側頭ピークは、１５０〜２７５ｍｓの範囲の潜時を有する先行するピークよりも、より広い潜時範囲にわたって起こり、２重ピークを持つ可能性がある。Ｎ１と同様に、Ｐ２は、ＰＣＡ因子スコア解析手順、基線−ピーク振幅解析手順、及び基線−ピーク潜時解析手順によって、一貫して識別されてきた。
【００２６】
聴覚Ｐ２の発生源は、一次聴覚野及び二次聴覚野内に主に中心があると考えられている。ダイポール信号源解析を使用すると、聴覚刺激によって誘発されるＮ１及びＰ２は共に、２つのダイポール、すなわち、一次聴覚野用のダイポールと二次聴覚野用のダイポールによって表されることが多い。Ｎ１／Ｐ２成分についてダイポールロケーションを識別するために、ＢＥＳＡ及びＬＯＲＥＴＡを使用すると、上側頭領域内に１つのダイポールが、接線方向を持った状態で識別され、一方、第２のダイポールは、半径方向を持った状態で側頭葉内に位置特定された。これらのダイポールは、それぞれ、一次皮層及び二次皮層を反映した。しかし、ダイポール信号源解析は、やはり比較的旧式であり、近傍構造の個々の効果を分けることを難しくさせるため、ピーク特有のロケーションを鑑別することは難しい。
【００２７】
視覚領域では、Ｐ２の振幅は、刺激の複雑さと共に増加する。視覚的に誘発されたＰ２のトポグラフィ的分布は、刺激開始後の、約１５０〜２００ｍｓにおける前頭部位での陽性変位、及び、後頭部位における、刺激開始に続く約２００ｍｓにおける大きな陰性電位を特徴とする。ＢＥＳＡダイポール解析を使用して、下後頭（外線状）エリア内に位置特定された対称ダイポール対が報告された。知見が示唆したところでは、トポグラフィ分布及びダイポール位置は、視覚画像に対して注意が向けられている時と注意が向けられていない時とで、わずかに変わるということである。
【００２８】
「基本」Ｎ２ピークを調べた調査は非常に少なく、むしろ、「基本」Ｎ２ピークは、モダリティ及び刺激呈示パラメータ等の実験の特徴に基づいて異なる、一群の反応であると考えられる。これらの成分は、それらの機能解釈の一部をミスマッチ陰性電位（ＭＭＮ、以下を参照されたい）と共有する。それは、両者が、特定の刺激と被検者の期待との間の偏倚(deviation)の検出を示すと考えられるからである。しかし、ＭＭＮと違って、Ｎ２が存在するために、被検者は、刺激に対して注意を払わなければならない。ある調査では、参加者は、２つの刺激を観察した。最初の刺激は、それに続く画像に関する情報を与えることが期待された。それに続く画像が、期待したものに一致しなかったとき、期待が一致したときと比較して、前頭分布を有するより大きなＮ２が観測された。
【００２９】
Ｎ２成分は、定位反応(orienting response)、刺激弁別、及び標的選択を含む複数の心理学的解釈を有し、おそらく、課題要求を反映する。さらに、Ｎ２は、個人間の変動が高いことを特徴とする。知見もまた、Ｎ２が、短い刺激間隔について、振幅が小さく、潜時が短いことを示す。
【００３０】
Ｎ２のトポグラフィ分布は、刺激の感覚モダリティに依存する。具体的には、聴覚刺激は、頭頂において最大のＮ２振幅を誘発する。頭皮電流密度解析に基づいて、Ｎ２は、側頭上聴覚皮質内の２方向性(bilateral)信号源を有することが示唆されてきた。
【００３１】
Ｎ２振幅は、前後頭領域上で最大に達することが報告されている。前頭活動のトレースが報告されたが、この前頭活動は、視覚Ｎ２分布にそれほど寄与しなかった。さらに、視覚刺激に対するＮ２は、書かれた単語、物体の絵、又は人の顔等の刺激タイプに基づいて変わる。皮質上に直接設置された頭蓋内電極を使用して、認識可能な名詞の文字列が、後頭側頭溝の近くの第４後頭回においてＮ２成分を生成することが観測された。車及び蝶等の複雑な物体の絵は、内側の(medially)舌下回及び外側の(laterally)正中後頭回上でＮ２反応をもたらした。しかし、この効果は、寄せ集めの絵については存在しなかった。顔認識課題は、紡錘状回、及び、後頭−側頭溝又は下後頭溝のちょうど外側の下側頭回又は後頭回上にＮ２を誘発させる。人の顔の鑑別処理によって、多くの研究者が、人の顔の視覚処理を調べることになった（以下のＮ１７０を参照のこと）。これらの異なる分布は、Ｎ２ピークが、カテゴリ特有の処理を反映する場合があることを示す。
【００３２】
Ｎ２はまた、Ｇｏ／Ｎｏ−Ｇｏパラダイムに関連付けられ、そのパラダイムでは、参加者は、ある刺激（Ｇｏトライアル）に反応するが、別の種類の刺激（Ｎｏ−Ｇｏトライアル）に対する反応を抑制するように求められる。Ｎｏ−Ｇｏトライアルに関するＥＲＰは、刺激開始後１００〜３００ｍｓにおいて、Ｇｏトライアルと比較して大きな陰性ピークを特徴とする。この課題の性質が与えられたとすると、ＥＲＰは、反応抑制と関連付けられると考えられることが多い。しかし、この反応は、明白な(overt)反応と隠れた(covert)反応の両方に関して起こったことが示されており、Ｎ２Ｇｏ／Ｎｏ−Ｇｏ効果は、完全に運動反応によるものすることができないことを示す。代わりに、反応が妨げられなければならないときはいつでも、Ｎ２Ｇｏ／Ｎｏ−Ｇｏ効果が存在すると考えられる。
【００３３】
Ｎ２抑制反応の振幅及び極性は、課題の複雑さに応じて変わる可能性がある。ある例では、Ｇｏ／Ｎｏ−Ｇｏ反応は、陽性ピークとして報告された。このパターンは、難しい課題におけるＰ３００の大きな振幅によることが示唆されてきた。同様に、被検者が、反応する時間が少ないときに効果が大きい。
【００３４】
視覚課題及び聴覚課題についてのＮ２は、Ｇｏ反応が差し控えられるときに、前頭中心電極上で特に強い。この頭皮分布は、不正確な反応が行われた後の約１２５ｍｓに起こるエラー関連陰性電位（ＥＲＮ）の頭皮分布と異なる。Ｎ２反応は、ＥＲＮにおいて反映されるエラー監視プロセスと異なるプロセスを使用することが示されてきた。
【００３５】
ＥＲＰ及びｆＭＲＩの両方を使用して、正確に抑制された反応及び不正確に抑制された反応の両方において、尾側前部帯状皮質及び運動前部帯状皮質(anterior cingulated cortex)の関与が識別された。これらの信号源は、尾側前部帯状皮質及び吻側(rostral)前部帯状皮質に関連したＥＲＮ反応と異なり、Ｎ２が、エラー関連陰性電位と全く異なる抑制反応を反映するという理論に対するさらなる裏付けを与える。
【００３６】
Ｎ１７０ピークは、ピーク潜時が１５６〜１８９ｍｓの範囲にあり、人の顔の視覚処理に関連付けられる。よく知っている顔及び知らない顔についてのＮ１７０成分のトポグラフィ分布は、後頭−側頭領域上で最大である。その振幅は、他の自然物又は人工物を観察するときよりも、顔を観察するときの方がかなり大きい。さらに、相貌失認を患う患者は、顔に対してＮ１７０反応を示さない。Ｎ１７０は、人の顔に特有ではなく、専門家の物体認識に特有であることが議論されており、犬の専門家が、犬の絵に対してＮ１７０の増加を示したが、鳥には示さず、一方、鳥の専門家は、反対の結果を示したという知見がある。
【００３７】
誘発電位の頭蓋内記録及びｆＭＲＩの調査は全て、Ｎ１７０の考えられる神経解剖学的基質として紡錘状回を指摘する。しかし、ＢＥＳＡを使用したＮ１７０の信号源位置特定は、紡錘状回の外の外側後頭側頭領域内に可能性のある信号源を識別した。
【００３８】
ＭＭＮ波は、１００〜２５０ｍｓの典型的な潜時を有する陰性変位である。振幅は、前頭電極部位及び中心電極部位で最大である。ＭＭＮは、「オドボールパラダイム」を使用して誘発され、オドボールパラダイムでは、時折の異常な刺激(occasional deviant stimulus)が、より周波数の高い標準的な刺激の流れの中で呈示される。ＭＭＮパラダイムは、刺激に対する注意を必要としないため、発達研究及び睡眠調査において広く使用されてきた。
【００３９】
聴覚モダリティにおいて、ＭＭＮは、音調(tone)継続時間、周波数、強度、及び刺激間隔の変化等の、標準的な刺激からの任意の知覚可能な物理的逸脱によって誘発されることができる。ＭＭＮは、注意を向ける前の早期の感覚記憶、最も可能性のあるのは、エコーイック記憶の指標のみであると考えられている。ほとんどの場合、ＭＭＮは、言語刺激（たとえば、音声開始時間又は発音の場所が異なる語音）を弁別する被検者の能力を試験するのに使用される。頻繁に、標準的な刺激によって誘発された平均ＥＲＰを、異常刺激(deviant)についての平均ＥＲＰから減算することによって、データが解析される。この減算された成分は、一般に、５０ｍｓの長さの開始潜時及び１００〜２００ｍｓのピーク潜時を示す。
【００４０】
ＭＥＧを使用して、強度、周波数、及び継続時間が異なった異常刺激によって生成されたダイポール間で、有意の差が見出された。周波数及び継続時間異常刺激についてのダイポールは、強度異常刺激の信号源に比較して、かなり下に位置特定され、前後方向において互いから著しく異なった。全てのダイポールは、側頭葉内で位置特定された。ｆＭＲＩ及びＥＲＰのデータは、ＭＭＮ課題に対して同時に記録された。ＢＯＬＤ信号の増加が、右上側頭回及び右上側頭平面に見出された。
【００４１】
ＭＭＮは、試験−再試験のかなり高い信頼性に関連付けられるが、多くの特徴が、ＭＭＮの結果に影響を及ぼす可能性があることに留意することが重要である。ほとんどの研究者は、ＭＭＮに関連して陰性波を報告するが、ＭＭＮ反応に相当する約２００ｍｓの陽性波についての報告が存在した。この差についての的確な理由は、徹底的は調べられなかったが、フィルタリング設定の差による可能性がある。同様に、ある報告は、刺激に注意を向けていない被検者においてＭＭＮ反応の著しい減少を示す。同様に、異常刺激の確率は、効果の性質に影響を及ぼす可能性がある。データから雑音を除去するために、ＥＲＰ平均化が使用されるとすると、研究者は、低雑音の平均反応を得るのに十分な異常トライアルを呈示することと、被検者が、異常刺激に慣れないようにすることとの間で、均衡を維持しなければならず、したがって、効果が減じる。成人、子供、及びモルモットの慣れ(habituation)は、ＭＭＮパラダイムを使用して、複雑な刺激と単純な刺激についてマッピングされた。暴露の回数が増加するにつれて、ＭＭＮ反応のサイズが減少する（線形方式ではないが）こと、しかし、慣れるのにかかる時間は、刺激の複雑さに応じて変わることがわかった。
【００４２】
視覚刺激についてのＭＭＮは、得るのが難しかったが、ＭＭＮを、光学技法によって取り込むことができるという証拠が存在する。信号源位置特定技法は、一次視覚野及び／又は隣接エリアの関与を示唆する。
【００４３】
この時、Ｐ３は、最も広範囲に調べられたＥＲＰ成分である。顕著な陽性電位は、予期しない刺激タイプに反応して、刺激開始後の約３００ｍｓに起こる。現在、Ｐ３ｂとしても知られる、Ｐ３成分を誘発する最も典型的なパラダイムは、オドボールパラダイムであり、標的刺激は、より一般的な妨害刺激(distractor stimuli)の間でまれに呈示される。しかし、Ｐ３はまた、まれな刺激が、時間的にランダムに呈示される、単一の刺激パラダイムにおいて誘発されることができる。Ｐ３が誘発されるために、被検者は、（ＭＭＮパラダイムと違って）刺激に注意を払い、刺激に反応しなければならず、標的刺激と妨害刺激の比は、低くなければならない（標的が少なければ少ないほど、ピークが大きい）。Ｐ３振幅は、注意、刺激確率、及び刺激関連性(relevance)によって、並びに、単一課題対二重課題、選択の質、及び注意の割り当て等の、利用可能な処理資源の量によって影響を受ける。刺激間隔の長さもまた、刺激確率とは独立に、振幅に影響を及ぼすことができ、短い間隔は、大きなＰ３をもたらす。Ｐ３潜時は、刺激の複雑さ、選択の有効性、及び持続する注意によって変わることが報告された。
【００４４】
視覚Ｐ３は、聴覚Ｐ３と比べて、大きく、また、潜時が長い。３刺激オドボールパラダイムでは、大きなＰ３が、非標的聴覚刺激に対する標的聴覚刺激について報告されたが、視覚刺激は、聴覚刺激より大きなＰ３を誘発した。Ｐ３は、頭頂領域及び正中線上で最大であった。聴覚刺激は、頭頂領域上で短い潜時Ｐ３を、中心部位上で長い潜時を誘発した。
【００４５】
古典的なＰ３の機能解釈は、さまざまであり、ある人は、Ｐ３を、記憶更新の指示子として見るが、他の人は、より手の込んだ能動的な刺激弁別及び反応準備を含む、課題及び状況によって変わるプロセスの組み合わせを、Ｐ３が反映すると考える。Ｐ３潜時は、刺激評価の継続時間を反映すると考えられる。Ｐ３成分はまた、臨床調査において注意を引き付けた。Ｐ３振幅が、刺激に対して払った注意の量と共に変わるため、この成分は、注意欠陥(attention deficit)（たとえば、ＡＤＨＤ）を有する母集団において広く調査され、Ｐ３成分は、種々の注意機能に関する情報を反映すると解釈されている。さらに、Ｐ３潜時は、認知能力に関連すると報告されており、短い潜時は、よりよい性能に関連付けられる。
【００４６】
Ｐ３の信号源は、はっきりと識別されないが、少なくとも一部は、記憶に関連する海馬領域、海馬傍回、扁桃、又は視床を含む、内側側頭葉内にあると予想される。病巣データは、側頭−頭頂接合部を含む、複数の発生源が存在する場合があることを示唆する。可能性のある信号源が調べられ、１つの領域（たとえば、海馬又は視床）のみを選択することは、モデルの適合性を低くするが、異なるロケーションを組み合わせることにとって、よりよいモデルが生み出されることが報告された。これらの知見は、信号源をシルビアン裂の床（上側頭回）に位置特定すると共に、より深い信号源を視床及び／又は海馬に位置特定した、ＭＥＧ解析を使用した初期の観測と一貫性がある。
【００４７】
Ｐ３ａとして知られるＰ３の変種(variant)は、異なる頭皮分布を有すると考えられ、視覚モダリティ、聴覚モダリティ、及び体性感覚モダリティの刺激について、前頭で最大値及びわずかに短い潜時を有する。この前頭Ｐ３ａは、被検者が、標的に積極的に反応することを要求されないとき、又は、新規の刺激が、標準的な２刺激オドボールパラダイムに付加されるときに起こる。
【００４８】
前頭Ｐ３ａは、不随意の注意及び抑制を反映すると考えられる。Ｇｏ／Ｎｏ−Ｇｏパラダイムにおいて、Ｐ３ａは、Ｇｏ状態よりＮｏ−Ｇｏ状態において振幅が大きかった（Ｇｏについて、頭頂部位で最大）。その神経基質に関して、Ｐ３ａの信号源は、Ｇｏトライアルの場合、内側頭頂葉内（早期：３１７ｍｓ）及び左上前頭葉前部(prefrontal)皮質内（後期：６５１ｍｓ）で識別された。Ｎｏ−Ｇｏトライアルの場合（３６５ｍｓ）、信号源は、左外側眼せん前頭皮質内で発生した。前頭葉前部皮質結合(connection)を強調すると、Ｐ３ａは、前頭皮質に至る病巣によって減少する可能性がある。
【００４９】
Ｎ４００陰性成分は、刺激開始後の約４００ｍｓで起こり、通常、視覚と聴覚の両方の文理解課題における意味理解(semantic comprehension)に関連付けられる。この現象は、文の単語が、視覚的に、次々と一定間隔で直列に呈示された、パラダイムにおいて初めて識別された。文の最後の単語は、文の残りと適合した(congruous)（「彼は、冷水器から水を一口飲んだ。」）か、又は、適合しないが、統語的に適切であった（「彼は、送信機からシップを取った。」）。適合しない単語は、適合した単語より大きな振幅のＮ４００反応を誘発した。さらに、Ｎ４００の振幅は、最後の単語に対する、文の不適合性(incongruency)の程度と関係があった。Ｎ４００効果は、意味について有効であるだけであるが、予想される文末からの統語的な偏倚については有効でないことがわかった。証拠によって、聴取者が、特定の単語の適切さを解釈するときに、より広い会話から得られる情報を使用することが示される。Ｎ４００はまた、意味的単語対、意味的プライミング課題、及び意味的素材を視覚表示に合わせるときに誘発される。
【００５０】
視覚と聴覚の両方の表示において、Ｎ４００は、右半球の頭頂領域及び側頭領域上で、予想される文末より、アノマリーな(anomalous)文末についての方が大きい。課題のモダリティに基づいて、Ｎ４００の差が存在する。Ｎ４００のピークは、聴覚モダリティ（５２５ｍｓ）よりも視覚モダリティ（４７５ｍｓ）において早いが、側頭部位、前側頭部位、及び前頭部位上においてのみである。さらに、視覚モダリティの早期ピークは、頭頂部位及び側頭部位上であったが、聴覚モダリティでは、早期ピークは、頭頂部位及び後頭部位上であった。非対称性（左半球の活性化が、右半球の活性化より早く起こる）は、視覚モダリティにおいてだけ指摘された。話された単語及び絵は、この反応を誘発することができるため、Ｎ４００は、書かれた単語に特有であるとは考えられない。Ｎ４００反応はまた、数学の乗算問題に対する不適合な解によって誘発された。
【００５１】
Ｎ４００を生成するのに必要な注意の量及び関係する正確な認知プロセスは、不明確なままである。Ｎ４００は、注意が要求されるときにはよりロバストであるが、参加者が、刺激に注意を向けていないときでさえ起こる可能性があると報告されている。しかし、二分聴取課題では、Ｎ４００は、注意を向けていない耳に呈示された素材について存在しなかったと報告されている。必要とされる骨の折れる意味的処理の量もまた不明確である。意味的処理を必要としなかった課題においてさえも、Ｎ４００効果が報告されたが、注意が、刺激の意味に向けられなかったときにはＮ４００が見られなかった。１つの一貫性のある知見は、Ｎ４００は、聴覚呈示を含む、種々のモダリティで呈示される言語のアノマリーによって誘発することができることである。しかし、参加者が、言語に類似の構造を含むと考えられている音楽のアノマリーを呈示されたときには、Ｎ４００は起こらなかった。
【００５２】
Ｎ４００は、機能的に、且つ、空間的に分離された複数の発生源から生じる可能性がある。最近の研究は、この効果のための発生源として、海馬近傍前部紡錘状回を指摘している。ＭＥＧ調査は、Ｎ４００反応の起源として外側側頭領域を正確に示した。書かれた単語を使用した皮質内深部記録は、海馬及び扁桃に近い内側側頭構造を指摘している。
【００５３】
Ｐ６００成分は、２つの全く異なる機能解釈、すなわち、記憶プロセスに関連する解釈と言語に関連する別の解釈を有する。Ｐ６００の２つの変種は、ほぼ類似したトポグラフィを有するが、異なる脳信号源を有すると考えられる。
【００５４】
Ｐ６００成分、特に、言語プロセスに関連する変種は、Ｐ３の遅延した変種であり、その理由として、そのピークが、比較的類似した頭皮分布を有し、共に、確率操作に敏感であるためであることが示唆されてきた。この観点に対抗して、Ｐ３及びＰ６００が、十分に異なる頭皮分布を有し、刺激及び課題の操作に対する感度が異なり、共に誘発されるときには加法的な効果があるという証拠が報告された。
【００５５】
Ｐ６００の陽性変位は、通常、４００ｍｓで始まり、約４００〜６００ｍｓの間続き、左側頭−頭頂領域上で最大となる。このＰ６００の旧／新効果は、時間的に同時に起こることが多く、左前頭−中心エリア上に存在する前頭Ｎ４００効果は、刺激後３００〜５００ｍｓで始まり、１２００ｍｓ以上まで続く。自由再生課題の学習段階中に、大きなＮ４００振幅及びＰ６００振幅が、後で忘れ去られた項目によって引き出されたことが指摘された。しかし、２つの成分は、異なる機能解釈を有する。Ｐ６００は、刺激についての認識を反映すると考えられ、一方、前頭Ｎ４００は、刺激の熟知(familiarity)に関連付けられる。
【００５６】
認識記憶の多数の調査は、以前には経験しなかった「新しい」刺激と比較して、（被検者に前に呈示された）「古い」刺激に反応した大きなＰ６００を報告したが、逆のことが、前頭Ｎ４００について当てはまる。Ｐ６００旧／新効果はまた、間違って「新しい」と判断された項目について起こる。さらに、Ｐ６００は、誤って認識された、おとり(lure)よりも、正確に認識された単語について、大きいことが多く、処理の深さ、及び、想起されたエピソード情報の量によって影響を受ける可能性がある。さらに、Ｐ６００ピークの振幅は、良好な記憶性能と共に増加する。多数の実験が、Ｐ６００旧／新効果が、意図的な想起の無い状態でも起こることができることを実証した。しかし、意図的な想起によって、Ｐ６００旧／新効果が高まったことが一部で報告された。
【００５７】
Ｐ６００調査のほとんどは、視覚的に呈示された刺激を含むが、一部の研究は、聴覚刺激を採用した。たとえば、単語が、１つのモダリティで調査されたが、別のモダリティで試験されたときは、Ｐ６００のサイズに差が全く無いことが指摘されている。同様に、被検者を聴覚刺激に関して訓練し、試験した（その時、同じ刺激が、視覚的に呈示された）後のＰ６００旧／新効果が報告された。これらの知見は、成分が、モダリティに特有ではないことを示唆する。
【００５８】
種々の技法が、Ｐ６００旧／新効果について、いくつかの脳信号源を一貫して識別した。連続認識課題中に頭蓋内ＥＲＰ記録を使用して、Ｐ６００が、前頭葉前部領域及び前部側頭葉構造内で反応することが指摘された。さらに、大振幅のＰ６００が、前部帯状回内で反応することが報告された。類似の知見が、ＰＥＴ法及びＥＲＰ法を採用した調査で得られた。ＰＥＴデータは、左後海馬、左前頭皮質及び側頭皮質、並びに左前帯状部内のｒＣＢＦが、深く処理された（アルファベット判断に対する文生成）単語の認識中に大きいことを示した。事象関連ｆＭＲＩイメージングを利用して、わかったことは、調査期間中に、熟知判断(familiar judgement)に対してその後与えられ再生される単語は、後部左前頭葉前部領域内での活動の増加に関連付けられるということである。しかし、記憶課題中に再生された単語は、熟知判断に対して、前部左前頭葉前部領域、左頭頂領域、及び後部帯状領域内での反応の高まりに関連付けられた。
【００５９】
統語的なアノマリーは、Ｎ４００反応ではなく、小さな早期陰性電位及び小さな後期陽性電位を誘発することが報告された。１０年後、２つの独自の研究チームが、Ｐ６００又は統語陽性変位(Syntactic Positive Shift)とさまざまに呼ばれる特定の成分を識別した。単語開始後の約５００ｍｓに始まり、後部に最大値を持ち(with a posterior maxima)、頭皮にわたって広く分布するこの成分は、３００ｍｓまで続く、ゆっくりした陽性変位から成る。
【００６０】
統語的Ｐ６００は、通常、呼応、句構造、下位範疇化フレーム、及び下接の違反を含む、種々の統語的違反又は形態統語的(morphosyntactic)違反によって誘発される。統語的Ｐ６００はまた、統語的にあいまいな文によって誘発された。この統語的Ｐ６００は、英語、独語、及びイタリア語等の種々の言語を使用した調査において報告された。統語的Ｐ６００はまた、構文解析失敗に反応して実施される付加的な文法的処理を反映すると考えられている（Hagoort他, 1993、Osterhout, 1994、Friederici & Mecklinger, 1996）。Ｐ６００は、通常、視覚的に呈示される書かれた刺激によって誘発されるが、自然に生成された音声を使用して誘発することもできる（Friederici他, 1993、Hagoort & Brown, 2000）。
【００６１】
迅速呈示事象関連ｆＭＲＩ法を使用した、統語的Ｐ６００の神経解剖学的信号源の研究は、正常文と比較して、形態統語的違反に反応して、上頭頂皮質並びに内側表面上の楔前部及び後部帯状内での大きな活性化を識別した（Kuperberg他, 2003）。脳幹神経節又は側頭−頭頂エリア内に病巣を有する１４人の失語症患者についてのＥＲＰ調査は、脳幹神経節に病巣を有するグループのみが、統語違反を含む聴覚刺激に反応してＰ６００効果を示すことに失敗したことを指摘した（Frisch他, 2003）。しかし、両方のグループは、オドボールパラダイムに反応してＰ３ｂについて明瞭なＰ３００効果を示した。こうした結果は、脳幹神経節が、統語的Ｐ６００の調節に重要な役割を果たすことを示唆する。
【００６２】
再調査から、特定のピークが特定の認知プロセスを反映するという考えは、旧式な見解であることが明らかである。電気生理学的研究の初期には、機器の限界によって、２つ以上のピークを記録、且つ／又は、解析すること、あるいは、数個より多くの電極部位から記録することは、非常に難しいか、又は、不可能であった。このことによって、研究者が、測定された成分が、対象とする認知プロセスの唯一の指示子であると、結論付けることになったかもしれない。その一方で、数十年にわたる研究及び技術の進歩が、ＥＲＰ成分がそれぞれ、異なる認知プロセスを打診する複数の刺激及びパラダイムによって誘発されることができることを徐々に立証してきた。この見解は、脳の組織化についての一般的な理解と一致しており、同じ構造は、異なる時刻にさまざまな程度で異なるプロセスに関与する場合がある。
【００６３】
さらに、ピーク特性は、ＥＲＰを記録するのに使用した手順によって影響を受ける可能性があることが明らかである。トライアル数又はトライアル間隔の長さの差、刺激強度又はモダリティの変動は、一貫性のない結果の一因となる可能性がある。したがって、実験の反復が成功する可能性を増すために、研究者は、日常的に、こうした詳細を報告（また、再調査）しなければならない。
【００６４】
ＥＲＰ成分の頭皮分布を、特定の電極の下に位置する脳構造と直接に関係付ける、潜在的な解釈の問題が存在する。成分の脳信号源は、最大振幅を記録した電極のすぐ下でないところに位置することが多い。場合によっては、信号源は、同じ半球内にさえない。炭素電極及び脳信号源解析ソフトウェアの開発によって、今や、研究者が、ＥＲＰをｆＭＲＩ法と共に登録し、ＥＲＰ成分を脳構造上にマッピングし、複数の手順にわたって観測された活動の可能性のある信号源をモデル化することが可能である。
【００６５】
これまでのほとんどの科学的調査は、試験被検者間で種々の神経学的属性を弁別するための、特定のＥＲＰ試験の能力を評価するために、離散的な統計的方法を使用してきた。これは、関連するピークを識別すること、並びに、異なる試験被検者間で振幅及び潜時を比較することを含む。統計的分布が、計算され、クラスター解析が実施されて、ピーク振幅及び潜時値が、種々の神経学的属性、能力、及び／又は障害に何らかの点で関係するかどうかが確認される。上述した弁別解析は、ＥＲＰを使用して、ＩＱ、読解能力、言語技能、アルツハイマー病、注意欠陥多動性障害（ＡＤＨＤ）、及び多くの他の認知要因が評価された。
【００６６】
ＥＲＰ法の膨大な臨床的可能性が、十分に認識されてきたが、一定のシステム及び方法の限界のために、この可能性は、ほんのまれにしか実現されなかった。これらの問題は、一般に、４つのエリア、すなわち、（１）複雑で、使用するのが難しく、互換性の無いハードウェアシステム、（２）刺激、刺激シーケンス及び刺激タイミング、信号処理、試験環境を含む、標準化された試験プロトコルの欠如、（３）信号処理の限界、非アルゴリズム的なピーク検出法、及びピーク以外のＥＲＰの情報の軽視のために、統計的に強力な、又は、再現性のある結果を提供しない解析的方法、及び、（４）小さな神経学的変動を弁別するために、大きな母集団調査を実施する必要があること、に分かれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００６７】
これらの欠点及び研究で留意される他の欠点に加えて、ＥＲＰ試験を実施し、得られるデータを解析するための、臨床環境に適すると思われるシステムが開発されることが望まれる。機器の費用、これらの脳波調査を実施するのに必要とされる訓練のレベル、及び信頼性のない結果は、システムを、広い範囲でのスクリーニング及び診断使用にとって実用的でなくする。
【００６８】
その結果、広い範囲の臨床使用に適するＥＲＰ試験システム及び方法についてのかなりの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００６９】
［発明の概要］
本発明は、聴覚及び／又は視覚ＥＲＰ試験システムを提供することによって、従来技術の上述した欠点及び他の欠点の克服を目的とし、このシステムは一例として次の通りである。すなわち、このシステムは、構成および使用が容易であり、標準化されたプロトコル及び方法を使用可能にし、広範囲の神経学的属性及び障害の試験を容易にし、信頼性があり、且つ、再現性のある結果を生む。このシステムは、刺激を呈示し、ＥＲＰを記録する、一体型ソフトウェア制御式ヘッドセットを採用する。ヘッドセットは、ウェブ対応型ソフトウェア制御パネルを通してプログラムされる。試験プロトコル及び刺激は、オンラインプロトコルデータベースからダウンロードされる。得られる試験データは、ヘッドセットからオンラインデータベースへアップロードされる。種々の神経学的属性が、自動解析法を使用して分類される。そして、最後に、結果は、ウェブ対応型ソフトウェアアプリケーションを介してディスプレイ用に利用可能である。こうした解析は、試験パラダイム及び患者識別情報を試験結果に関連付けることによって容易になる。それにより、ある範囲の神経学的条件について、複数のタイプのＥＲＰ解析を実行できる。
【００７０】
本発明の一態様では、ＥＲＰシステムは、単一試験の管理を制御するパラメータのセットである構成を含む。これらのパラメータは、刺激がいつ呈示されるべきか、どんな刺激が使用されるべきか、刺激シーケンス、試験エラーパラメータ及び試験失敗パラメータ、並びにどのようにデータが取り込まれるべきか、を含む。異なる神経病理学についてスクリーニングするために、各構成、すなわち、聴覚欠陥用の脳幹誘発反応（ＢＳＥＲ）試験を実行する構成、又は、失読症スクリーニング用のミスマッチ陰性電位（ＭＭＮ）試験を実行する構成が使用されてもよい。
【００７１】
本発明のさらなる態様では、ＥＲＰシステムは、臨床ロケーションにおける経済的な試験についての必要性を満たし、なおかつ、遠隔地側で、標準化された大きな母集団の試験データリポジトリの利点を提供する、分散ネットワークアーキテクチャを有する。試験プロトコルは、ユーザ定義され、その後、後で使用するために、インターネット又は類似のネットワークを通じてアクセスする等で、遠隔要素及び／又は分散要素上で記憶されてもよい。同様に、試験プロトコル構成、刺激ファイル、及び結果は、遠隔データベース及び／又は分散データベースに記憶されてもよい。これは、データが取り込まれることをもたらす任意の試験で使用される全てのプロトコルが、データ完全性、経済的な処理、並びに大きな母集団の解析及び研究の妥当性検証のために、中央集中型データベースに永久的に記憶されることを含んでもよい。通常、中央集中型データベースに記憶された全ての結果は、特定の試験プロトコルに関連してもよく、結果が、試験プロトコルパラメータによって照会されることを可能にする。データが取り込まれることをもたらす、任意の試験プロトコルで使用される全ての刺激ファイルは、中央集中型データベースに永久的に記憶されてもよい。
【００７２】
本発明の別の態様では、音合成器は、周波数、継続時間、シーケンス、及び時間ワープを含んでもよい構成に基づいて刺激ファイルを生成する。時間ワープに関して、時間ワープ音刺激は、音調が変化しない、伸張された継続時間を有する刺激であってもよい。
【００７３】
本発明の以上の目的及び他の目的並びに利点は、添付の図面及び図面の説明から明らかにされる。
【００７４】
本明細書に組み込まれ、また、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施の形態を示し、上述の本発明の全体的な説明及び以下に示す実施の形態の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
以下、図中で同じ部材は、同じ参照符号が付される。図１において、一体型誘発反応電位（ＥＲＰ）ヘッドセット１０は、埋め込み式機構を含む。この埋め込み式機構により、臨床医は、広範囲にわたる訓練の必要性が無い状態でＥＲＰ試験を容易に実施可能となる。診断データ取得手段(taking)を持ち運び可能にすることによって、所望されるときに、いつでも、どこでも使用することが可能になる。診断データの集中処理によって経済的な使用が可能になるので、各場所で高価な波形処理機器を必要とすることなく、非常に多くのヘッドセット１０を使用することができる。スクリーニングされた多くの個人からデータを集めることによって、診断アルゴリズムを強化および改良することができる。さらに、ヘッドセット１０が有する機構により、人為的な失敗および広範囲の訓練の必要を回避しつつ、高速使用を実現する。
【００７６】
以上の目的のため、ＥＲＰヘッドセット１０は、制御モジュール１２を組み込むが、この制御モジュール１２により、ヘッドセット１０は、持ち運び可能となり、臨床状況で使用できるようになる。これは、制御モジュール１２によって管理され、プリロード又はダウンロード可能な試験プロトコルを含むことによって実現され、使用がより容易になる。ヘッドセット１０はさらに、制御モジュール１２を含む弾性の半剛性フレーム１４を含む。特に、フレーム１４は、６つの伝導性電極プラグ（「電極」）１６を、試験被検者２０の耳に関する特定位置に可撓性腕１８を介して自動的に位置決めする。この特定位置は、聴覚又は視覚処理する脳の部分に関連する。これらの可撓性腕１８は、電極１６に力を加えるように片持ちにするのが好ましく、それにより、被検者の皮膚との良好な電気接触を得られるようにしている。図示する実施形態では、額を横切るように向けられた内側に曲がったフレーム１４によって、この位置決めを補助する。あるいは、フレーム１４を反転させることにより、制御モジュール１２を頭部の後方に向けてもよい。一般的には手作業で各電極を頭皮上で中心点を基準にして位置決めすることが受け入れられてきたが、このように便利な位置決め方法により大幅に簡略化される。１つ又は複数の類似の基準電極プラグ１６'は、被検者のヘッドセット１０の位置に位置決めされるが、この位置は、聴覚処理位置に関して相対的に電気接地電位になるように、また、仰臥位になっている被検者から容易に届くように選択される。
【００７７】
各電極プラグ１６、１６'は、電極パッド２４、２４'を介して被検者の皮膚に接触する。電極パッド２４、２４'は、ＥＲＰの電圧信号を受ける電気接点を含む。フレーム１４及び可撓性腕１８は、それぞれの電極プラグ１６、１６'及び電極パッド２４、２４'に対してそれぞれ力を加えることにより、良好な電気接触を実現する。各電極パッド２４、２４'は、動作・殺菌を適切にしたいという要求に応え、個々に交換可能としてもよい。あるいは、ヘッドセット１０の多くの部分を、こうした理由で交換可能としてもよい。さらに他の例として、電極２４、２４'を、アルコールふき取り(wipe)等の殺菌剤に適合していてもよい。電極パッド２４、２４'は、電気接触を高めるために、生理食塩水等の導電性物質を保持するか、又は、組み込んでもよい。あるいは、又は、さらに、電極プラグ１６、１６'及び電極パッド２４、２４'は、被検者の皮膚を手で押し下げるときの空気圧シールを組み込んでもよく、又は、さらに、良好な接触を達成するために、能動的な空気圧吸引能力を含んでもよい。
【００７８】
例示的な電極２４、２４'は、ヘッドセット１０内への組み込み用の能動的なデジタル電極手法を採用してもよく、それにより、感度、信号対雑音性能の向上、及び経済性が求められていることに対処する。これは、前述のＰＣＴ特許出願公開第ＷＯ０５／０１０５１５号に詳細に記載される。
【００７９】
図１及び図３では、フレーム１４はまた、音プロジェクタ２８をそれぞれの被検者の耳の前に位置決めする耳カップ（イヤホン）２６を支持する。ヘッドセット１０は、制御モジュール１２からの電気信号に応答して聴覚信号を生成する、各耳用のスピーカ３０（図３）を含む。各スピーカ３０は、それぞれの耳カップ２６内にあってもよい。あるいは、各スピーカ３０は、圧電変換器等の制御モジュール１２の近くにあってもよい。この圧電変換器は、空気圧音チューブ（図示せず）を通して耳カップ２６内の音プロジェクタ２８へ送られる音を生成する。この後者の構成は、交換可能な耳カップアセンブリを有する上で好ましい場合がある。この構成では、能動部品は、再使用可能な部分に属するか、又は、能動部品は、受動的な、おそらく使い捨てのヘッドセットに外部で結合される。電極（図示せず）は、耳カップ２６内に含み、シルビウス裂の後端の方の位置を確保するのが好ましい。
【００８０】
流体充填袋（図示せず）は、被検者の頭部と一様な接触を提供するために、耳カップ２６及び電極１６の内部等の、ヘッドセット１０の部分内に組み込むのが好ましく、これにより不快感及びインピーダンス変動の可能性が減る。あるいは、弾性材料（たとえば、発泡体、ゲル）を、流体充填袋の代わりに使用してもよい。
【００８１】
図１では、視覚ディスプレイデバイス４５を、視覚刺激を被検者に呈示するために、ヘッドセット１０内に組み込むのが好ましい。視覚ディスプレイデバイス４５は、ＰＨＯＴＯＳＯＮＩＸ  ＨＥＭＩＳＩＭ光刺激眼鏡で使用されるデバイス等の別個の照明デバイスを組み込んでもよい。あるいは、視覚ディスプレイデバイス４５は、ＩＮＮＯＶＡＴＥＫ  Ｖ１９０等のビデオ眼鏡で使用されるディスプレイに似たビデオディスプレイ又はＤＩＳＰＬＡＹ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＩＳＣＡＰＥ  ＩＩＩＯ等の頭部搭載式ディスプレイを使用してもよい。
【００８２】
ヘッドセット１０が使用されるとき、簡素化した指示及びコントロール３２によって、臨床医は、ヘッドセット１０が使用できることを知らされる。たとえば、十分な電池電力が存在し、電子部品が、埋め込み式試験に合格した等という指示が示されてもよい。それにより、臨床医は、ＥＲＰ波形解析に対する特定の訓練がたとえ不足していても、被検者に関するデータ取得を容易に実施することができる。
【００８３】
ヘッドセット１０は、（たとえば、失読症）ＥＲＰ試験プロトコルを実施するのに必要とされる機能の全てを含んでもよいが、ヘッドセット１０は、追加機能を選択的に使用することができるように、インタフェース３６において外部電気コネクタ３４を受け入れるのが好ましい。たとえば、ヘッドセット１０内の充電式電池（図１には示さず）が充電されてもよい。インタフェース３６は、取得される診断データに関連付けられる被検者識別情報を受け入れてもよい。たとえば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、又はキーパッド４７が、被検者識別情報を入力するための手段としてヘッドセット１０にインタフェースされてもよい。例示的な入力デバイスを、制御ボックス４１上に提供されたプッシュボタン４０として示されるキーパッドによって作動し、患者識別バンド４２を読み取る。この例示的な入力デバイスは、制御ボックス４１内に一体化されるＯＰＴＩＣＯＮ  ＰＮ  ＭＳＨ−ＬＶＥ４１００バーコードスキャナモジュール等の、識別情報走査デバイス３８として示される。例示的な識別情報走査デバイス３８は、試験される被検者を誤って識別する可能性を最少にするために、ケーブル接続部４３を介した延びる距離が短いのが好ましい。識別情報走査デバイス３８は、バーコードの代替として、又は、バーコードに加えて、受動無線周波数アイデンティフィケーション（ＲＦＩＤ）（たとえば、ＰＨＩＬＩＰＳ  ＰＮ  ＨＴＲＭ４４０）、指紋走査、又は、制御ボックスに接続されるか、又は、取り付けられた入力デバイスを介した手動キーパッド入力等によって、識別情報の他の指示手段（indicium）を検知するのが好ましい。さらに、こうした制御ボックス機能は、ヘッドセットにつなぐのではなく、ヘッドセット内に一体化されてもよい。
【００８４】
キーパッド４７はまた、特定の試験プロトコルが、試験被検者２０から能動的な反応を要求するときに、試験被検者２０が使用する入力デバイスとして使用されてもよい。あるパラダイムは、被検者が、音声又は視覚の特定の刺激に能動的に反応するように要求する。すなわち、「動物を見るたびにボタンを押しなさい」などと反応する。刺激は、猫−犬−うさぎ−牛−花である。これは、「停止信号」パラダイムと呼ばれ、（とりわけ）抑制反応を評価する。
【００８５】
ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェース等の有線接続されたインタフェース３６を図示のように使用してもよく、又は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格又は他のタイプのリンク等を使用して、無線接続してもよい。このことは、本開示の恩恵を受ける当業者によって理解されるべきである。
【００８６】
さらに、バーコード識別子は、１次元バーコードであっても２次元バーコードであってもよい。同様に、識別情報は、埋め込み式無線周波数（ＲＦ）ターゲットの形態であってもよく、これにより、ＲＦ搬送波信号によって電力供給されるときに、固有応答を止める(put off)。本発明の態様に合致する他のタイプの識別情報を使用してもよい。
【００８７】
図２は、良好な電気伝導を達成するように、固有の弾性特性を示すように注釈をつけられた電極プラグ１６を支持する可撓性腕１８'を示す。電極プラグ１６を制御モジュール１２に電気的に接続させるために、可撓性腕１８に塗布されるか、又は、その内部に形成された伝導性インク又は配線が使用されてもよいことが、理解されるであろう。
【００８８】
あるいは、基準電極が、可撓性腕上に支持されてもよい（図示せず）ことが理解されるべきである。
【００８９】
図３では、１つ又は複数の活性(active)電極１６は、約２０，０００Ｈｚにおける脳波を取り込むように設定された高周波電極であってもよい。取り外した状態で示すように、使い捨て電極接触パッド２４は、インピーダンスを低くするために、電解ゲルで含浸されてもよい。このヘッドセット１０は、３つの異なるタイプの電極を含む。高周波電極１６、患者の頬にある基準電極１６'、及び低周波電極１６''である。先に述べたように、耳カップ２６に密着して結合した電極は、内側に曲がったフレーム１４から類似の内向きの力を受ける一方、いくつかの電極１６は、片持ち式可撓性腕１８によって良好な電気接触を達成するのが好ましい。スピーカ３０と共に、基準電極１'は、クラムシェルカバー４３内に捕捉される。
【００９０】
図４では、電極１６、１６'、１６''及び可撓性プリント回路５２上に一体化された他のヘッドセット電子部品を有するフレックス回路(flex-circuit)電子部品ハーネス５０が、経済的な作製手法として示される。電極電子部品５４は、制御電子部品５６、耳おおい電子部品５８、及び電極パッドコネクタ６０は、可撓性プリント回路５２に電気接続される。そのため、有利なフレックス回路電子部品ハーネス５０によって、それ自体が、被検者の頭蓋に合うように形作られ、また、被検者の皮膚と良好に電気接触するように外部で片持ちされるようになる。
【００９１】
図５は、電子回路５３として形成されたヘッドセット１０の例示的な制御モジュール１２を示す。電子回路５３は、特注の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として大量生産で生産するのが好ましく、ここでこれらの機能及び他の機能の全て、又は、多くが、単一シリコンウェハ内に組み込まれることが理解されるべきである。
【００９２】
例示的に示すバージョンでは、ＥＲＰデータの取得を実施するのに、多数の別個のデバイスが使用される。電極１６、１６'、１６''は、マルチプレクサ７２によって制御ボックス４１に選択的に送信される低電圧信号を生成する。少なくとも１つの電極１６は、有利には、高周波データ取り込み用（たとえば、２０，０００Ｈｚの典型的なサンプリングレート）に設計されてもよく、且つ／又は、少なくとも１つの電極１６''は、低周波データ取り込み用（たとえば、２５０Ｈｚの典型的なサンプリングレート）に設計されてもよい。そのため、信号特性の差に対処するために、利得、フィルタ、及びＡ／Ｄ変換の設定は、異なってもよい。特に、高周波電極（複数可）１６は、聴覚欠陥用の聴覚脳幹反応（ＡＢＲ）試験の場合と同様に、低振幅の高周波脳波を取り込むのに使用されてもよい。低周波電極（複数可）１６''は、中潜時反応（ＭＬＲ）及び長潜時反応（ＬＬＲ）のような、高振幅の低周波脳波を取り込むのに使用されてもよい。これらの波は、一般に、聴覚処理障害（ＡＰＤ）、注意欠陥障害（ＡＤＤ）、及び失読症を検出するのに使用される。
【００９３】
多重化された信号は、４８ＴＳＯＰ(Thin Small-Outline Package)  ＳＭＴ(Surface-Mount Technology、表面実装技術)パッケージ内のTOSHIBA製部品番号ＴＣ５８１２８ＡＦＴ、１２８ＭＢ３．３Ｖフラッシュメモリ等の集積化メモリ５４によって受信される。制御ボックス４１内のメモリ５４は、インタフェース（たとえば、ＵＳＢポート）３６を介してバーコードスキャナ３８等の外部デバイスから入力データを受信する。メモリ５４はまた、試験プロトコルをプリロードされるか、又は、アップロードされ、ヘッドセット１０が、結果をアップロードする前に繰り返して使用することができるように、多数の試験セッションデータレコードを記憶する。
【００９４】
処理は、ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ  ＰＩＣ１６Ｃ７６５−Ｉ／ＰＴ等のマイクロコントローラ５５によって実施され、ここで、マイクロコントローラ５５は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器及びＵＳＢ通信機能を含むのが好ましい。処理の一例は、所定のピッチ、音量、及び継続時間の所定数の音声信号、又は以前に記録されたデジタル化された音を送出すること、及び、得られるＥＲＰ波形を記録することを含む。あるいは、視覚信号が、聴覚信号の代わりか、又は、聴覚信号と組み合わされて使用されてもよい。特に、マイクロコントローラ５５は、どの電極１６、１６'、１６''がサンプリングされるかを制御するためにマルチプレクサ５６と通信してもよい。電極１６、１６''は、同じ初期刺激から誘発された早期高周波数波及び後期低周波数波を取り込むように、直列方式でオン／オフされることができる。以上により、最小ファイルサイズの最適化された信号検出を生じるであろう。
【００９５】
所望の音声信号は、音声信号をスピーカ３０上に生成する、WINBOND ELECTRONICS社製の、ＩＳＤ４００２−１５０Ｅ「単一チップ音声再生デバイス(Single-Chip Voice Playback Device)」等の、デジタル音カード５７によって生成される。所望のビデオ信号は、視覚刺激をビデオディスプレイ４５上に生成する、ＩＮＴＥＬ  ２７００Ｇ  ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ  ＡＣＣＥＬＥＲＡＴＯＲ等のビデオプロセッサチップ５８によって生成される。
【００９６】
電子回路５３は、ＵＬＴＲＡＬＩＦＥ  ＵＢＣ５０２０３０充電式２００ｍＡｈ電池等の電源５９によって電源供給される。
【００９７】
図６Ａ〜６Ｂでは、ヘッドセットフレーム１４は、ヘッドセット１０が、大きな頭部上に設置される必要が存在するときのように、ＡとＡ'との距離を増加させる力Ｆが加えられたときに、ヘッドセットフレーム１４の耳カップ２６の後ろの全体エリア６０における耳カップ２６の曲げ角度Ｂが、耳カップ２６の前方の全体エリア６１におけるヘッドセットフレーム１４の曲げ角度Ｃに等しいように、内側に曲がっている。これは、広い範囲の頭部サイズについて、左及び右の耳おおい２６の向きを、被検者の耳に対して、同じに保つであろう。
【００９８】
図７は、ＥＲＰ（たとえば、失読症）スクリーニングシステム６２を示し、スクリーニングシステム６２は、有利には、経済的な試験、請求書発行(billing)、解析の改善のための長期のデータ記憶及び解析、その後の治療対策、及び他の特徴を提供する。この結果、ヘッドセット１０及び制御ボックス４１は、失読症スクリーニング試験の遂行が、ヘッドセットファームウェア６４の制御下で行われるように、ケーブル又は無線リンクを介して病院システム６３と電気的につながっていてもよい。試験の施行は、制御パネルソフトウェアアプリケーション６５を通して制御される。電子医療記録（ＥＭＲ）ソフトウェアアプリケーション６６を通して、患者の健康記録について、また、請求書発行記録についてのさらなる情報が指示される。同様に、病院システム６３は、データリポジトリコンピュータ６８として示す遠隔処理設備に対して、インターネット６７等のネットワークを通じた通信を容易にすることができる。分類子ソフトウェアアプリケーション６９を使用した解析は、研究者コンピュータ７０又は解析コンピュータ７１上で遠隔で実施されてもよい。ＥＲＰスクリーニングシステム６２のユーザは、制御パネルソフトウェアアプリケーション６５によって試験プロトコルを作成するか、又は、ビュワーソフトウェアアプリケーション７２を使用して試験結果を視覚化するために、研究者コンピュータ７０を通してシステム６２にアクセスしてもよい。ＥＲＰスクリーニングシステム６２のユーザは、患者の試験を評価するために、医師（専門家）コンピュータ７３を通してシステム６３にアクセスしてもよい。ユーザはまた、自分自身のコンピュータ７０及び７３に接続されたデータベース７４上にデータを記憶してもよい。システム６２の管理者は、管理コンソールソフトウェアアプリケーション７５を通してデータリポジトリコンピュータ６８上のシステムデータベースに直接アクセスすることができる。
【００９９】
データリポジトリコンピュータ６８及び解析コンピュータ７１によって、最新の波形認識技法が、神経学的（たとえば、失読症）状況を診断するのに採用されることが可能になる。さらに、解析コンピュータ７１は、スクリーニング試験からの多数のデータを処理して、こうした解析をより費用効果的にすることができる。さらに、診断プロセスをさらに改善するために、以前に診断されていない状況を取り込むか、又は、そうでなければ、以前の試験結果を他の形態のデータに関係付けるように、認識技法が改良されるときに、履歴データが、マイニングされてもよい。解析コンピュータ７１によって実施される解析は、ニューラルネット処理をさらに含むことができ、ニューラルネットは、失読症又は他の状況の波形特性を認識するように訓練されることが、理解されるべきである。
【０１００】
陽性の、決定的でない(inconclusive)、且つ／又は、陰性のスクリーニング試験結果は、さらなる診断試験及び／又は治療対策のために、紹介医師７６等の適切な受取人に転送されてもよい。
【０１０１】
図８は、図７の試験システム６２によって実施されるＥＲＰ（たとえば、失読症）スクリーニングについての例示的な動作１００の手順又はシーケンスを示す。ブロック１０１にて、ヘッドセットが、コンピュータＵＳＢポートに取り付けられる。ヘッドセット制御パネルが、ヘッドセットを初期化する必要を示していると判定される場合（ブロック１０２）、ヘッドセットプログラムが、ダウンロードされ、インストールされ（ブロック１０３）、ヘッドセット識別番号及び初期化ステータスが登録される（ブロック１０４）。ブロック１０２にて初期化が必要とされない場合、又は、ブロック１０４で登録された後、ヘッドセット制御パネルが起動され（ブロック１０５）、自己診断テスト(self-test)が、ヘッドセットによって実施される（ブロック１０６）。ファームウェアが、不合格であったと判定される場合（ブロック１０７）、最新のファームウェアがダウンロードされることができる（ブロック１０８）。電池が、充電試験に不合格であったと判定される場合（ブロック１０９）、ヘッドセットは、完全に充電されるまで、ＵＳＢポートに接続されたままにされる（ブロック１１０）。電子部品自己診断テストが不合格であった場合（ブロック１１１）、ヘッドセット交換を命ずる指示が、ユーザに与えられるか、又は、ＵＳＢポートを介して電子的に返送される（ブロック１１２）。ユーザが、デフォルトプロトコルが使用されないと入力する場合（ブロック１１３）、ヘッドセットは、制御ボックスを通して、又は、ＰＣインタフェースから、おそらく入力された、ユーザからのプロトコル情報を受信する（ブロック１１４）。ブロック１１５にて、スクリーニング試験データの前のアップロード後、更新された試験プロトコルのダウンロード後、且つ／又は、ヘッドセット内の電池の充電後に、ヘッドセットは、病院コンピュータ又は他のデバイスから取り外される。ヘッドセットは、殺菌してあり、且つ、使用可能な電極を持つことを確保することによって、次の被検者のために用意される。一方法は、ブロック１１６に示すように、電極腕のそれぞれに未使用の電極パッドを取り付けることによる。
【０１０２】
ヘッドセットを準備状態にした状態で、ヘッドセットは、乳児の被検者の頭部上に設置される。ヘッドセットのフレームは、被検者の眉と位置合わせされる耳カップ及び額フレームを含むことによって設置を簡単にし、臨床医を直感的に誘導して適切な設置状態にする（ブロック１１７）。これは、基準電極を患者の頬に適切に位置決めすることを含むが、額等の他の所定の基準ロケーションが選択されてもよい。試験の単純化された開始は、取り付けられた制御ボックス上のスタートボタンを押下することによって提供される（ブロック１１８）。ヘッドセットは、このボタン押下を解釈し、被検者からのＥＥＧ信号の良好な受信を確認するための自己診断テスト（たとえば、インピーダンス試験）を始動させる（ブロック１１９）。自己診断テストは、ヘッドセットインジケータＬＥＤ光又は制御ボックス上に示される。不合格であった場合、臨床医は、ヘッドセットを乳児の頭部から取り外し、電極の導通をチェックする（ブロック１２０）。導通のチェックは、不合格の原因を評価するために、良好な電極の接触があるかについての目視でチェックすること、及び、ヘッドセットを病院デバイスに再接続することを必要とする場合がある。たとえば、ヘッドセットは、インタフェースを通じて不合格のより詳細な説明を提供してもよい。
【０１０３】
ブロック１０６にて、自己診断テストが合格と思われる場合、バーコード等の機械読み取り可能な患者識別情報（ＰＩＤ）が、利用可能であるかどうかについて判定が行われる（ブロック１２１）。利用可能である場合、臨床医は、ＰＩＤコードを被検者から走査するために走査デバイスを使用する（ブロック１２２）。そうでなければ、ＰＩＤは、手動でキー入力される（ブロック１２３）。臨床医が、ヘッドセットを乱さないままにするように、ヘッドセットは、進行中の試験の指示を与えることによって応答する（ブロック１２４）。その後、ヘッドセットは、種々の電極において安静時ＥＥＧをサンプリングする（ブロック１２５）。このサンプリングは、ＥＥＧ電圧が、安静時での刺激の無い状態を示す閾値より小さいかどうかの判定を行う（ブロック１２６）ことを含み、閾値より小さくない場合、閾値遅延が課され（ブロック１２７）、ブロック１２５にループバックする。そうではなく、適切な初期条件が、ブロック１２６で見出される場合、プロトコルによって定義されるプリセットされたトリガーを使用して、刺激が呈示される（ブロック１２８）。その後、ＥＥＧは、電極の適切な組み合わせで、且つ、関心周波数について適切なサンプリングレートでサンプリングされる（ブロック１２９）。
【０１０４】
結果の一貫性を高めることができる別の特徴は、検出された安静時の脳波の同じ傾斜（たとえば、立ち上がり傾斜、立ち下がり傾斜、頂点、最低点）上に初期開始点を画定することである。
【０１０５】
ヘッドセットは、サンプリングされたデータを種々の基準と比較する等によって、データ完全性チェックを実施して、雑音、又は、データサンプルを損なった外部刺激を示すアーチファクトを検出するのが好ましい（ブロック１３０）。検出された場合、ブロック１２８へループバックする前に、アーチファクト遅延が課される（ブロック１３１）。そうでなければ、データサンプルは、ヘッドセット内のメモリに書き込まれる（ブロック１３２）。これは、スクリーニング試験データにタグを付けるためのＰＩＤを記憶することを含む。通常、試験プロトコルは、一連の刺激及びサンプルを含む。そのため、もう一度、制御ループが実施されると判定される（ブロック１３３）。判定されると、安静時のＥＥＧに戻るように、適切な刺激間遅延が課され（ブロック１３４）、それに続いて、ブロック１２８へのループバックが起こる。しかし、さらなる制御ループが許可されるが、最大時間又は最高試行回数について、閾値を超えた場合、試験不合格の指示が与えられ（ブロック１３５）、手順は、ブロック１１７に戻り、臨床医は、再試験のために、ヘッドセットを再位置決めする。しかし、ブロック１３３にて、試験プロトコルを定義する内部ループ及び外部ループが、終了したと思われる場合、適切なＬＥＤ光を点灯する等によって、臨床医に、試験終了の指示が与えられる（ブロック１３６）。
【０１０６】
ブロック１３６にて、試験終了が判定される場合、ヘッドセットは、乳児の被検者の頭部から取り外され（ブロック１３７）、使用済み電極パッドが、ヘッドセットから取り外され、廃棄される（ブロック１３８）。スクリーニング試験データをアップロードする前に、別の被検者が試験される場合（ブロック１３９）、残りの充電量(charge)が十分であるかどうかを調べるために、電池充電チェックが行われる（ブロック１４０）。合格した場合、処理は、ブロック１１６にループバックして、次の被検者のためにヘッドセットが用意される。不合格であった場合、電池消耗(low battery)の指示が与えられる（ブロック１４１）。
【０１０７】
ブロック１３９にて、別の被検者がいないと判定される場合、又は、ブロック１４１にて、電池消耗が判定される場合、ヘッドセットを病院コンピュータのＵＳＢポートに再接続する時である（ブロック１４２）。このとき、病院コンピュータは、インターネット接続を作動させる機会も提供することにより、ヘッドセットを再充電し、データのアップロード及び新たな任意の試験プロトコルのダウンロードを始動する。特に、臨床医と対話するためのヘッドセット制御パネルが起動する（ブロック１４３）。電子医療記録（ＥＭＲ）インタフェースが、利用可能であると判定される場合（ブロック１４４）、ＥＭＲ転送が始動する（ブロック１４５）。ＥＭＲ転送が利用可能でない場合、又は、ＥＭＲ転送が始動した後、臨床医は、さらなる患者データを入力する機会が与えられる（ブロック１４６）。データは、解析及び処理のためにＥＲＰシステム（遠隔のユーザ）にアップロードされ（ブロック１４７）、ヘッドセットメモリは、次の使用のために消去される（ブロック１４８）。
【０１０８】
たとえば、遠隔のユーザは、受信したスクリーニング試験データに関して診断解析を実施して、ＥＲＰデータを、失読症を示すかどうか調べてもよい。結果が、失読症について陽性でないと判定される場合、親又は担当小児科医若しくは産科医等の適切な受取人に通知される。陽性である場合、試験結果は、児童心理学者等のネットワーク内の紹介医師に転送するのが好ましい。
【０１０９】
図９において、タイムチャートが、ＥＲＰ試験に関わる事象のシーケンスを示す。時刻「ＴＡ」にて、試験被検者のバーコードリストバンドが走査され、試験が始まる。同時に、ヘッドセットは、時刻「ＴＢ」にて、脳波を監視し始めて、安静時脳波の振幅が、時刻「ＴＣ」にて、プリセットされた安静時閾値より下がり、その値にプリセットされた継続時間の間留まる時が識別される。これによって、時刻「ＴＤ」に脳波の記録が始まる。この地点は、時刻「ＴＥ」における、シリーズの開始(beginning of series)（ＢＯＳ）と呼ばれる。次に、ヘッドセットは、時刻「ＴＦ」にて、それぞれの後続の脳波の傾斜を計算し、時刻「ＴＧ」にて、傾斜基準が満たされると、刺激をトリガーし、時刻「ＴＨ」にて、反応取り込み期間が始まる。刺激は、一般に、時刻「ＴＩ」にて、継続時間が短い。反応取り込み期間の終了時に、脳波記録は、時刻「ＴＪ」にて停止する。単一の刺激シリーズの場合、これは、時刻「ＴＫ」にて、シリーズの終了(end of series)（ＥＯＳ）と呼ばれる。時刻「ＴＥ」から時刻「ＴＫ」までの時間シーケンスは、第１のエポックを画定する。所定の刺激間遅延が、時刻「ＴＭ」にて、次のエポックが始まる前に、「ＴＬ」で経過する(pass)。次のエポック中に、チャートは、アーチファクトを示し、記録された脳波の振幅は、時刻「ＴＮ」にて、アーチファクト閾値を超える。このエポックの終了時に、ＥＥＧ記録は、時刻「ＴＯ」にて、停止し、アーチファクト閾値リセットフラグが、「１」にセットされる場合には、時刻「ＴＭ」のシリーズの開始まで、又は、フラグが、「０」にセットされる場合には、時刻「ＴＡ」の安静時閾値以前まで戻るように、シーケンスが、時刻「ＴＰ」にて再設定される(redirect)。アーチファクト閾値を超えていない場合、新しいエポックが、時刻「ＴＱ」にて、始まる。試験は、全てのエポックが終了するか、又は、時刻「ＴＲ」にて、総試験時間を超えたときに終了する。
【０１１０】
図１０において、７つの一般的なタイプの刺激を有し、脳波反応を誘発するのに使用するためにヘッドセットメモリ内にダウンロードすることができる聴覚刺激のタイプを示す、例示的な刺激ライブラリが示される。記録済みの又は合成済みのいかなる音声刺激を使用してもよく、このリストは例示に過ぎない。特に、ライブラリは、極端に継続時間が短く、周波数帯域が狭いクリック（すなわち、スパイク）を含んでもよい。バーストは、継続時間が短い広帯域信号である。ピップ／チャープは、半周期搬送波上の単一周波数である。定常状態音調は、単一周波数の一定振幅刺激である。マスターは、単一周波数の連続周期刺激である。音素(phoneme)は、単一音素の語音刺激である。単語は、単語刺激である。
【０１１１】
図１１において、脳波反応を誘発するのに使用するためにヘッドセットメモリ内にダウンロードすることができるシーケンスの種類を挙げる例示的な表が示される。特に、ライブラリは、単一刺激を繰り返す反復刺激を含んでもよい。定常状態は、継続時間の長い単一音調である。等確率のシーケンスは、同じ回数だけ、複数の刺激を繰り返す。マッチ−ミスマッチは、最小の刺激間遅延で呈示され、マッチするか、又は、マッチしない刺激対である。オドボールは、単一の標準的な刺激及び１つ又は複数の異常な刺激である。可変周波数は、周波数が変わる一定音量刺激(constant volume stimulus)である。可変音量は、音量が変わる一定周波数刺激である。可変時間ワープは、継続時間が変わる一定音調刺激である。ユーザ定義は、音量、音調、及び時間ワープのユーザ定義されたシーケンス呈示である。
【０１１２】
図１２において、試験能力に適合するように、ヘッドセット１０によって、アクセスされ、選択され、修正され、又は、その他の方法で利用されてもよい、データ取り込み設定を挙げる例示的な表が示される。たとえば、ある範囲のプリセットされた電極ロケーション、たとえば、電極ロケーションラベルによって識別される１０〜２０のロケーションが、構成可能である。たとえば、その最上の(its choice of)片持ち式腕と電極設置を有する、選択されたヘッドセット１０は、利用可能なロケーションのサブセットを使用してもよい。しかし、システムは、様々な場所で使用することができる。電極の選択は、どの電極ロケーションが、データ取り込み用に選択されるかを指定する。データ取り込み開始及び終了は、関心の脳波について、どれだけの潜時が予想されるかを決定する。データ取り込みレートは、データを取り込むために、システムが、電極を、どんなレートでサンプリングすべきかを設定する。信号利得は、特定の電極ロケーション、関心の脳波、及び、おそらくは、検出されるインピーダンス／安静時脳波パターンについて適切な増幅を設定する。さらに、アーチファクト検出パラメータを組み込み、特定のＥＲＰ試験が、乱されない結果を受信しなかったかどうかを判定するのが好ましい。このアーチファクト検出は、データサンプリング中に超えられるべきでない電圧閾値であってもよい。
【０１１３】
図１３において、ＥＲＰを検出するために、一体型ＥＲＰヘッドセット１０によって使用される種々のプロトコルパラダイムについての、刺激の順序、グループ化、及びグループ化階層を示す例示的な表が示される。聴力検査、オドボール、マッチ−ミスマッチ、及び等確率を含む、こうしたプロトコルパラダイムは、図８及び図９の手順１００の一部として実施されてもよい。
【０１１４】
３つのレベルの刺激階層が、図１３に記載される。第１のレベルは、図９に示すステップのシーケンス、すなわち、記録開始、刺激間遅延、刺激呈示、ＥＲＰ取り込み、及び記録停止を含む、ステップＥ〜Ｊを指すのに常に使用される「エポック」である。「エポックセット」と呼ぶ、パラダイム特有の、エポックの論理グループ化もまた記載される。最も高いグループ化レベルは、全てのエポックにわたるワープ（継続時間の変化がない状態でのピッチの変化）等の、刺激パラメータのみが変化することを除いて、正確に繰り返されるエポックセットのグループを一般に規定する「ステップ」である。
【０１１５】
聴力検査パラダイムでは、エポックセットは、周波数が一定に保たれ、且つ、音量が、プリセットされた範囲を通して増分されるか、又は、音量が一定に保たれ、且つ、周波数がプリセットされた範囲を通して増分される一連のエポックとして定義される。聴力検査ステップは、音量又は周波数の固定パラメータが変化する、以前のエポックセットの反復である。そのため、聴力検査の周波数／音量セット／ステップパラダイムは、あるプリセットされた範囲の周波数及び音量の組み合わせを通して増分し、それにより、種々の周波数での被検者の聴力感度が求められる。
【０１１６】
オドボールパラダイムでは、エポックは、大多数の時間にわたって呈示される刺激を含む、「標準」、又は、少数の時間にわたって呈示される異なる刺激を含む、「異常」として定義される。オドボールエポックセットは、単一異常エポックを伴ういくつかの標準エポックとして定義される。オドボールステップは、ワープ（継続時間が変化しない状態でのピッチの変化）等の単一の刺激パラメータが変化する、オドボールエポックセットのグループの反復である。
【０１１７】
マッチ−ミスマッチパラダイムでは、エポックセットは、各エポックの刺激が、同じで、且つ、マッチするか、又は、異なって、且つ、ミスマッチする、エポックの対として定義される。マッチ−ミスマッチステップは、ワープ（継続時間が変化しない状態でのピッチの変化）等の単一の刺激パラメータが変化する、マッチ−ミスマッチエポックセットのグループの反復である。
【０１１８】
等確率パラダイムでは、エポックセットは、それぞれが異なる刺激を有する所定数のエポックとして定義される。後続のエポックセットは、以前のエポックセットと同じ数のエポックを有することになり、この時、刺激は同じであるが、順序が異なる場合がある。等確率ステップは、ワープ（継続時間が変化しない状態でのピッチの変化）等の単一の刺激パラメータが変化する、等確率エポックセットのグループの反復である。
【０１１９】
図１４は、ヘッドセット１０によって使用される種々のＥＲＰパラダイムについての刺激のグループ化を示す例示的な図であり、それぞれの小文字「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」は、異なる刺激を表し、ダッシュ（「−」）で分離される、これらの小文字「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」は、ＥＲＰ試験で使用される刺激のシーケンスを表す。さらに、水平矢印（「←→」）で示される小文字「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」のグループ化は、エポックセットを示す。
【０１２０】
特に、オドボールパラダイムが示され、小文字「ａ」は、標準刺激を表し、小文字「ｂ」及び「ｃ」は、異常刺激を表す。この例示的な例では、第１のエポックセットは、刺激「ａ−ａ−ａ−ｂ」のシーケンスであり、第２のエポックセットは、「ａ−ａ−ａ−ｂ」であり、第３エポックセットは、「ａ−ａ−ａ−ａ−ｃ」である。
【０１２１】
さらに、マッチ−ミスマッチパラダイムが示され、２つの刺激「ａ」及び「ｂ」が呈示される。第１のエポックセット「ａ−ｂ」は、「ａ」ミスマッチを表し、第２のエポックセットは、「ａ」マッチを表し、第３エポックセット「ｂ−ａ」は、「ｂ」ミスマッチを表し、第４エポックセット「ｂ−ｂ」は、「ｂ」マッチを表す。
【０１２２】
さらに、等確率パラダイムが示され、４つの刺激は、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」を使用した４つの異なる刺激である。３つのシーケンス「ａ−ｂ−ｃ−ｄ」、「ｃ−ａ−ｄ−ｂ」、及び「ｂ−ｄ−ａ−ｃ」で示す３つのエポックセットが示される。この具体的な例では、４つの刺激「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」は、各エポックセット内でランダムに分布する。刺激のこの分布は、ブロックランダム分布と呼ばれる。
【０１２３】
図１５は、ＥＲＰヘッドセットをプログラムし、ＥＲＰ試験を実施し、試験データをアップロードし、試験データを閲覧し、解析及び分類を実施するシステムを示す。ヘッドセット（ブロック１０）は、患者識別手段を含む入力／出力デバイス（ブロック２０９）、システムステータスディスプレイ（ブロック３２）、音プロジェクタ（ブロック３０）、視覚刺激ディスプレイ（ブロック４５）、及び電極（ブロック１６）を含む。ヘッドセット（ブロック１０）は、搭載ファームウェア（ブロック２０１）を通して制御され、搭載ファームウェア（ブロック２０１）は、試験始動及び自己診断テスト（ブロック２１０）、プロトコル制御（ブロック２１１）、刺激前処理（ブロック２１２）、並びに信号処理及びＡ／Ｄ変換（ブロック２１３）等の機能を実施する。ヘッドセット（ブロック１０）は、ウェブ対応型ヘッドセット制御パネルアプリケーション（ブロック２０２）を通してプログラムされる。ヘッドセット制御パネル（ブロック２０２）は、ヘッドセットファームウェア（ブロック２０１）と通信して、システム診断を実施し（ブロック２１４）、ヘッドセット及び任意のユーザを登録し（ブロック２１５）、最新のファームウェアをダウンオードし（ブロック２１６）、所望の試験プロトコルを構成し（ブロック２１７）、これらのプロトコル及び刺激データをヘッドセットメモリ内にロードし（それぞれブロック２１８及びブロック２１９）、試験結果メモリ（ブロック２２１）から試験結果をアップロードし（ブロック２２０）、病院医療記録データベース（ブロック２２３）から医療記録情報を入力する（ブロック２２２）。ヘッドセット制御パネル（ブロック２０２）はまた、ＥＲＰ管理システム（ブロック２０６）と通信し、ＥＲＰ管理システム（ブロック２０６）は、アカウントデータベース（ブロック２２４）、プロトコル構成データベース（ブロック２２５）、及び被検者データベース（ブロック２２９）を含む。プロトコル構成データベース（ブロック２２５）は、刺激設定（ブロック２２６）、刺激シーケンス設定（ブロック２２７）、及びデータ取り込み設定（ブロック２２８）等のプロトコル情報を記憶する。被検者データベース（ブロック２２９）は、全てのＥＲＰ試験結果（ブロック２３０）、及び、試験される被検者に関する任意の医療データ又は行動データ（ブロック２３１）を記憶する。試験結果（ブロック２３０）は、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）を使用して、コンピュータ上で閲覧されてもよく、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）は、ＥＲＰ波を閲覧するための（ブロック２３２）、また、ＥＲＰ分類子アプリケーション（ブロック２３４）用の種々の設定を入力するための（ブロック２３３）２つのモジュールを含む。ＥＲＰ分類子アプリケーション（ブロック２３４）は、特定の試験プロトコル（ブロック２２５）から得られる被検者の試験結果（ブロック２３０）を、既知の分類テンプレートのデータベース（ブロック２３５）と比較し、分類報告（ブロック２３６）を生成する。
【０１２４】
図１６は、ヘッドセット制御パネル（ブロック２０２）のプロトコル構成モジュール（ブロック２１７）によって実施される論理プロセスを示す。プロトコル構成モジュール（ブロック２１７）が呼び出されると（ブロック３００）、ユーザは、プロトコル構成データベース（ブロック２２５）から特定のＥＲＰパラダイムを選択するようにプロンプト表示により指示される（ブロック３０１）。プロトコル構成データベース（ブロック２２５）内の情報は、刺激シーケンスを決定するのに使用されるパラダイム論理を記述する（ブロック３０２）。その後、ユーザは、パラダイム特有のパラメータを入力するようにプロンプト表示により指示される（ブロック３０３）。これらのパラメータは、「使用する刺激の数」、「ブロックグループ化方法」、又は「刺激間遅延」を含むことができる。その後、ユーザは、刺激ライブラリ（ブロック２２６）から所望の刺激を選択するように（ブロック３０５）、プロンプト表示により指示される（ブロック３０４）。その後、ユーザは、「音量」等の刺激特有のパラメータを入力するようにプロンプト表示により指示される（ブロック３０６）。全てのプロトコル構成パラメータが入力されると、刺激シーケンスが、各刺激呈示タイミングと共に生成される（ブロック３０７）。上述のプロトコル構成及び設定をセーブすることによって、刺激、シーケンス、及びタイミングから成るデータストリーム（ブロック３０８）が、ヘッドセット１０内にダウンロードされてもよい。
【０１２５】
図１７〜２３において、ＥＲＰヘッドセット１０を使用するために、臨床医が、どのようにＥＲＰスクリーニングシステムとインタフェースするかを示すために、一連のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の図が示される。
【０１２６】
使用時、ヘッドセット１０は、音プロジェクタ（イヤホン）２８と、患者の頭皮上に電極１６を容易に且つ正確に位置決めする可撓性電極腕１８、１８'とを一体にするのが好ましい。内側に曲がったヘッドセットフレーム１４は、耳カップ２６間の適切な角度を確保すると共に、仰臥位の被検者に関して被検者の額にヘッドセットを位置決めするための好都合な能力を提供する。フレックス回路は、経済的なアセンブリ内にネットワークで結ばれた電極を組み込む。ヘッドセット１０の接触点は、好ましくは、耳カップ２６から雑音を排除するための快適で良好なシール及び電極１６における一様なインピーダンスを提供する流体充填袋を含んでもよい。デジタル制御ボックス４１は、臨床状況において好都合に聴覚試験を実施するために、マイクロプロセッサ、電池、及び患者ＩＤシステム（たとえば、バーコード又はＲＦＩＤスキャナ）を含む。サンプルは、データ記憶ファイルサイズを低減するために、適切な周波数及び継続時間について、適切なデータレートで各電極１６、１６'、１６''から取得される。アーチファクトの自動検出は、影響を受けたエポックのやり直しを行わせて、試験の失敗が回避される。異なる音声試験（たとえば、聴力検査、ミスマッチ陰性電位、等確率）は、ヘッドセット上にロードするための試験プロトコル構成をダウンロードし／修正するための、ウェブベースのデータベースに接続するＰＣベースのプログラミングシステムによってサポートされる。特に好ましいプロトコルは、刺激シーケンスをランダム化することによってサポートされ、そのシーケンスは、それぞれが、ランダムな順序で等しい回数だけ繰り返される必要がある複数の刺激を呈示するときに使用される。データの完全性は、安静時脳波の傾斜に基づいて刺激を始動する前に、アーチファクト検出及び安静時閾値監視を実施することによって維持される。
【０１２７】
図２４において、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の図が示され、図８で述べたＥＲＰ試験からのＥＲＰデータを視覚化するために、臨床医又は研究者が、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）にどのようにインタフェースするかを示す。インタフェースは、ファイルを開く等の一般的に使用されるコマンドのリストを含む、メニューバー３５０を含む。ラインカラー等の、コンテキストに敏感で、一般に使用される設定のリストを含む設定パネル３５１もまた示される。ディスプレイウィンドウ３５２は、設定パネル３５１からの選択された設定に基づいて、図８で述べたＥＲＰ試験からのＥＰのグラフィック表現を表示する。
【０１２８】
図２５は、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）を使用した視覚化のために、図８で述べた試験からの未処理ＥＲＰを有利に選択し、処理するシステムを示す。図８に示したＥＲＰ試験が終了し、データがデータベースサーバ（ブロック９８）にアップロードされてしまうと、ユーザは、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）を起動し（ブロック３７０）、被検者試験結果データベース（ブロック２３１）内に記憶された特定被検者のＥＲＰ試験（ブロック３７２）からデータセット（ブロック３７１）を選択する。選択されたデータセット（ブロック３７１）は、プロトコル構成データベース（ブロック２２５）を参照することによってデータセット（ブロック３７１）を作成するのに使用されるパラダイム（ブロック３７３）に関連付けられる。パラダイム特有情報（ブロック３７３）は、実施される試験回数、各試験が実施された方法、等を含む種々のデータの態様（ブロック３７３）を記述するのに使用される。複数のデータを含んでもよい、データセット（ブロック３７１）が選択されると、ユーザは、どのデータが表示されるかを選択する（ブロック３７４）。例として、これは、オドボールパラダイムにおける異常刺激からのデータだけ（図１４）、又は、電極チャネルの総数のうちのサブセットからのデータだけ、等、種々のパラダイム特有（ブロック３７３）のデータの論理グループ化を含むことができる。所望のデータが選択された（ブロック３７４）後、ユーザは、バンドパスフィルタリング、振幅正規化、又は傾斜正規化等の、種々のデジタル信号処理機能を使用して（ブロック３７５）、データを操作してもよい。その後、個々のＥＲＰ波であるデータは、コンピュータスクリーン上に表示されてもよい（ブロック３７６）。その後のデータ解析に必要になることになるＥＲＰの信号対雑音比を高めるために、同じ方法で誘発され、ＥＲＰシーケンス内で等価論理ロケーションにおけるエポックから導出される、ＥＲＰの大きなグループの近似を作成することが望ましい。これは、プロトコル構成データベース（ブロック２２５）に対する記憶された関係から導出されるパラダイム特有の論理グループ化基準（ブロック３７８）に基づいてＥＲＰを選択する（ブロック３７７）ことを必要とする。その後、ユーザは、線形平均又は非線形アライメント平均等のＥＲＰ平均化方法を選択する（ブロック３７９）。その後、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）は、自動的に、平均化計算を実施し（ブロック３８０）、未処理ＥＲＰの近似を表示する（ブロック３８１）。ミスマッチ−マッチ陰性電位（ＭＭＮ）実験で使用される図１４のオドボールパラダイム等の、いくつかのＥＲＰパラダイムでは、平均されたＥＲＰは、ＥＲＰの代数結合を実施する等、さらなる操作を必要とする。ＭＭＮ実験において、異常エポックからの平均されたＥＲＰは、標準エポックからの平均されたＥＲＰから減算される。この処理の結果は、標準刺激と異常刺激についてのニューラル処理の差のＥＲＰ近似である。所望の平均されたＥＲＰ（ブロック３８０）が近似されＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）において、ユーザは、特定のパラダイムについて適切な方法のリストから代数計算方法（ブロック３８３）を選択してもよい（ブロック３８２）。その後、代数計算が実施され（ブロック３８４）、得られたＥＲＰが表示される（ブロック３８５）。
【０１２９】
図２６は、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）によって使用されるパラダイム特有の平均化論理を示す例示的な図であり、小文字「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」は、ＥＲＰシーケンスで使用される異なる刺激を表す。オドボールパラダイム、マッチ−ミスマッチパラダイム、又は等確率パラダイムにおいて、ＥＲＰを誘発するのに使用される刺激、及び、特定のＥＲＰが誘発されることになる刺激シーケンス内のロケーションに基づいてＥＲＰをグループ化することが、多くの場合に有利であり、且つ、望ましい。
【０１３０】
図示するオドボールの例では、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）は、任意選択で、「ｂ」又は「ｃ」等の異常刺激の直前の時間的ロケーションにある標準刺激「ａ」を含む全てのエポックをグループ化してもよい。異常刺激「ｂ」を含む全てのエポックもまたグループ化されてもよい。同様に、「ｃ」等の任意の他の異常刺激を含む全てのエポックがグループ化されてもよい。
【０１３１】
示すマッチ−ミスマッチの例では、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）は、任意選択で、マッチ−ミスマッチ刺激対内の第１の時間ロケーションにおいて同じ刺激「ａ」、「ｂ」、又はその他を有する全てのエポックをグループ化してもよい。「ｂ」ミスマッチ、「ｂ」マッチ、「ａ」マッチ、及び「ａ」ミスマッチグループ等の、マッチ−ミスマッチ刺激対内の第２の刺激に関連するエポックのさらなるグループ化もまた実施されてもよい。３つ以上の刺激が使用される場合、刺激対が、マッチするか、マッチしないかに応じたさらなるグループを実施することができる。
【０１３２】
図示する等確率の例では、ＥＲＰ視覚化システム（ブロック２０７）は、任意選択で、全ての「ａ」エポック、「ｂ」エポック、「ｃ」エポック、及び「ｄ」エポック等の、同じ刺激を含む全てのエポックをグループ化してもよい。
【０１３３】
図２７は、ＥＲＰ分類システム（ブロック２０８）を使用して予測診断を実施するために、パターン認識分類子を作成し、新しいＥＲＰを分類子と比較する論理を示す例示的な図である。
【０１３４】
新しいＥＲＰは、図７のＥＲＰシステムを使用して取り込まれる（ブロック４００）。被検者の試験結果データベースに対してＥＲＰが更新される（ブロック２３１）。特定の関心の表現型(phenotype)を記述することができる試験被検者（ブロック２３２）に関する医療データ又は行動データが存在する場合（ブロック４０１）、ＥＲＰ（ブロック２３１）は、ステップ（ブロック３７５〜３８４）を使用して、平均されるとともに結合される（ブロック２０４）。その後、平均されたＥＲＰは、表現型識別子と共に、関心の表現型を検出するように、パターン認識分類システム（ブロック２３４）を訓練するのに使用される（ブロック４０４）。その後、分類子は、後で使用するために、パターン認識分類子データベース（ブロック２３５）に記憶される。
【０１３５】
新しいＥＲＰ被検者の試験結果（ブロック４００）が、医療データ又は行動データを含まず、分類（ブロック２３４）を実施するのに使用される場合、ＥＲＰ（ブロック２３１）は、ステップ（ブロック３７５〜３８４）を使用して、平均されるとともに結合され（ブロック２０４）、その後、分類され（ブロック２３４）、分類報告（ブロック２３６）が作成される。
【０１３６】
しばらくして、特定の被検者の表現型に関係する可能性がある新しい医療データ又は行動データ（ブロック４０５）が生成される場合、被検者の元のＥＲＰ（ブロック４００）は、新しい分類子訓練ループ（ブロック２３１、４０１、４０２、４０４、及び２３５）を始めるのに使用することができる。このフィードバックループは、ＥＲＰ分類システム（ブロック２０８）の分類精度及び性能を絶えず改善するという利点を有する。
【０１３７】
図２８において、代替のヘッドセット１０'は、フレックス回路５０ａによって電気接続され、保持性を高めるために、顎ストラップ１７を有する弾性バンド１４ａによって柔軟に連結された耳カップ２６ａ及び電極１６ａを含む。
【０１３８】
本発明は、いくつかの実施形態の説明によって示され、また、例示的な実施形態がかなり詳細に述べられたが、添付の特許請求の範囲をこうした詳細に制限するか、又は、いかなる方法でも限定することは、本出願の意図ではない。さらなる利点及び変更が、当業者に容易に明らかになってもよい。
【０１３９】
たとえば、ヘッドセット１０は、本明細書では、乳児への使用について述べられているが、本発明に適合する応用形態は、年長の子供及び成人に関して使用されてもよいことが理解されるべきである。さらに、誘発反応試験は、多くの利点を有するが、聴覚刺激又は視覚刺激に応答してボタンを押下する等、被検者からの手作業による反応を組み込むことが望ましい場合がある。
【０１４０】
たとえば、いくつかの利点を有する、ヘッドセット１０及び分散失読症スクリーニングシステム７０が示されたが、機能は全て、ヘッドセット内に組み込まれてもよい。あるいは、能動部品のほとんど、及びそれに接続される処理を有する使い捨てヘッドセットが使用されてもよい。さらなる代替として、ヘッドセットが実際上、電極及びスピーカのみを含む状態で、汎用コンピュータが、試験プロトコル及び／又は波形解析を実施するように構成されてもよい。
【０１４１】
別の例として、乳児のスクリーニングが、有利に本明細書で強調されるが、年長の子供及び成人もまた、有利に試験することができる。
【０１４２】
さらなる例として、失読症は、本明細書で説明された状況であるが、他の神経学的状況が、所望の位置に電極を位置決めするフレーム及び構成を有する類似のヘッドセットによって、また、類似のＥＲＰパラダイム及びプロトコルを使用して、有利に試験されることができることが理解されるであろう。例は、自閉症、聴力損失、統合失調症、アルツハイマー病等を含む。
【０１４３】
たとえば、いくつかの利点を有するヘッドセット１０及び分散ＥＲＰスクリーニングシステム６２が示されたが、機能は全て、ヘッドセット内に組み込まれてもよい。あるいは、能動部品のほとんど、及びそれに接続される処理を有する使い捨てヘッドセットが使用されてもよい。さらなる代替として、ヘッドセットが実際上、電極及びスピーカのみを含む状態で、汎用コンピュータが、試験プロトコル及び／又は波形解析を実施するように構成されてもよい。
【０１４４】
別の例として、乳児のスクリーニングが、有利に本明細書で強調されるが、年長の子供及び成人もまた、有利に試験することができる。
【０１４５】
さらなる例として、失読症は、本明細書で説明された状況であるが、他の神経学的状況が、所望の位置に電極を位置決めするフレーム及び構成を有する類似のヘッドセットによって、また、類似のＥＲＰパラダイム及びプロトコルを使用して、有利に試験されることができることが理解されるであろう。例は、自閉症、聴力損失、統合失調症、アルツハイマー病等を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】神経学的障害（たとえば、失読症、自閉症等）の臨床スクリーニング用の一体型聴覚／視覚誘発反応電位（ＥＲＰ）ヘッドセットの斜視図である。
【図２】ヘッドセットの可撓性腕の１つに取り付けられた電極の拡大図である。
【図３】１つのクラムシェルカバーが取り外され、バイザが示されていない状態の、図１のＥＲＰヘッドセットの斜視図である。
【図４】図１のＥＲＰヘッドセット用のフレックス回路電子部品ハーネスの平面図である。
【図５】図１のＥＲＰヘッドセットの処理部の機能ブロック図である。
【図６Ａ】弛緩位置にあるのが示される図１のＥＲＰヘッドセットの内側に曲がったフレーム及び耳おおいの図式的平面図である。
【図６Ｂ】拡張位置にあるのが示される図６ＡのＥＲＰヘッドセットの内側に曲がったフレームと耳おおいの図式的平面図である。
【図７】ＥＲＰスクリーニングシステム及びネットワーク接続性(connectivity)のブロック図である。
【図８】刺激し、ＥＲＰを取り込み、ＥＲＰを解析するための、図１のＥＲＰヘッドセットによって実施される動作の手順又はシーケンスを記述するフローチャートである。
【図９】ＥＲＰ試験用の自動化されたスクリーニング制御スキーマを示す時間の関数としてのＥＲＰのグラフである。
【図１０】図７のＥＲＰスクリーニングシステム及び／又はＥＲＰヘッドセットによって維持され、利用される刺激ライブラリの表である。
【図１１】図７のＥＲＰスクリーニングシステム及び／又はＥＲＰヘッドセットによって維持され、利用される刺激シーケンスライブラリの表である。
【図１２】図７のＥＲＰスクリーニングシステム及び／又はＥＲＰヘッドセットによって維持され、利用されるデータ取り込み設定の表である。
【図１３】図７のＥＲＰスクリーニングシステムの一部として実施される、聴力検査、ＥＲＰオドボールパラダイム、ＥＲＰマッチ−ミスマッチパラダイム、及びＥＲＰ等確率パラダイムについての、ＥＲＰプロトコル階層を示す図である。
【図１４】種々のＥＲＰパラダイムの刺激シーケンス論理を示す図である。
【図１５】図７のＥＲＰスクリーニングシステム全体にわたるソフトウェアモジュール及び情報の流れの図である。
【図１６】刺激シーケンスを生成する図７のＥＲＰスクリーニングシステムのヘッドセット制御パネルのプロトコル構成モジュールによって実施される論理プロセスを示す図である。
【図１７】図７のＥＲＰスクリーニングシステムの制御パネルに対してログインするための、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の図である。
【図１８】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰヘッドセットのシステム登録についてのＧＵＩの図である。
【図１９】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰヘッドセット用のユーザセットアップについてのＧＵＩの図である。
【図２０】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰヘッドセット用のスクリーニングプロトコルセットアップについてのＧＵＩの図である。
【図２１】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰヘッドセット用の刺激シーケンス及び設定についてのＧＵＩの図である。
【図２２】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰヘッドセット用の構成セットアップについてのＧＵＩの図である。
【図２３】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰヘッドセット用のスクリーニングデータアップロードについてのＧＵＩの図である。
【図２４】図８のＥＲＰ試験の結果を閲覧するソフトウェアアプリケーションについてのＧＵＩの図である。
【図２５】図２４のＥＲＰ視覚化システムによって使用される論理を示す図である。
【図２６】図２４のＥＲＰ視覚化システムによって使用される平均化論理を示す図である。
【図２７】図７のＥＲＰスクリーニングシステムのＥＲＰ分類システムを使用して予測診断を実施するために、パターン認識分類子を作成し、新しいＥＲＰを分類子と比較する論理の図である。
【図２８】図７のＥＲＰスクリーニングシステム用の柔軟ストラップを有する代替のヘッドセットの斜視図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０  一体型誘発反応電位（ＥＲＰ）ヘッドセット
１２  制御モジュール
１４  フレーム
１６、１６'、１６''  電極
１８  可撓性腕
２０  試験被検者
２４、２４'  電極パッド
２６  耳カップ
２８  音プロジェクタ
３０  耳用のスピーカ
３４  外部電気コネクタ
３２  ステータスディスプレイ
３６  インタフェース
３８  識別情報操作デバイス
４０  キーパッド
４１  制御ボックス
４２  患者識別バンド
４５  視覚ディスプレイ
４７  キーパッド
【図１】
2008503261.tif 000003
【図２】
2008503261.tif 000004
【図３】
2008503261.tif 000005
【図４】
2008503261.tif 000006
【図５】
2008503261.tif 000007
【図６Ａ】
2008503261.tif 000008
【図６Ｂ】
2008503261.tif 000009
【図７】
2008503261.tif 000010
【図８】
2008503261.tif 000011
【図９】
2008503261.tif 000012
【図１０】
2008503261.tif 000013
【図１１】
2008503261.tif 000014
【図１２】
2008503261.tif 000015
【図１３】
2008503261.tif 000016
【図１４】
2008503261.tif 000017
【図１５】
2008503261.tif 000018
【図１６】
2008503261.tif 000019
【図１７】
2008503261.tif 000020
【図１８】
2008503261.tif 000021
【図１９】
2008503261.tif 000022
【図２０】
2008503261.tif 000023
【図２１】
2008503261.tif 000024
【図２２】
2008503261.tif 000025
【図２３】
2008503261.tif 000026
【図２４】
2008503261.tif 000027
【図２５】
2008503261.tif 000028
【図２６】
2008503261.tif 000029
【図２７】
2008503261.tif 000030
【図２８】
2008503261.tif 000031
【国際調査報告】
2008503261.tif 000032
2008503261.tif 000033
2008503261.tif 000034