(57)【要約】  【解決手段】  タイミング周期に従って被検者に連続画像を表示する装置から生成される脳波記録（ＥＥＧ）信号または網膜電図（ＥＲＧ）を測定する装置、システム、およびコンピュータ可読記憶媒体。前記装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、電源装置（ＰＳＵ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、ハードドライブ（ＨＤＤ）とを有する。さらに、前記装置は、少なくとも１つの電極と、光を電流に変換するための光ダイオードなどの光検出器を含む。前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、ソフトウェアにより、視覚刺激によって誘発された脳波記録（ＥＥＧ）信号または網膜電図（ＥＲＧ）信号を変換してデータを提供し、脳波記録（ＥＥＧ）信号のステータスを読み出すように動作可能である。  【選択図】      図２
2021531114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定するシステムであって、
ａ．視覚刺激を被検者に表示する電子視覚表示装置と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から発生する電気信号を受け取る少なくとも１つの電極と、
ｃ．前記被検者から受け取った前記電気信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
ｄ．前記デジタルデータを記録するデジタルデータ記憶媒体と、
ｅ．プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置にタイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示させるコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、
ｆ．前記視覚表示装置からの前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々を、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号と同期させる同期装置と
を有し、
前記システムは、さらに、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像から受け取った前記電気信号の平均値に基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）に信号加算平均されたデジタル波形を計算させるプログラミングを有する、
システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
前記視覚表示装置によって前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像が表示されたことを感知するセンサーを有するものである、システム。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、
前記センサーは、前記視覚表示装置によって放射された光を感知する光検出器であり、
前記同期装置は、前記少なくとも２つ連続画像を表示するために、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号を、タイミング周期の開始時点に対応する前記光検出器からのデータと同期させるものである、
システム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、前記光検出器は光ダイオードである、システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のシステムにおいて、
前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の表示を制御する命令を実行するものであり、
前記同期装置は、前記視覚表示装置を制御するための命令を送信するタイミングを入力ラグ、表示タイムラグ、またはその組み合わせに合わせて調整することにより、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号を、前記視覚表示装置によって表示される、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々と同期させるものである、
システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記同期は、原子時計と直接的または間接的に通信するコンピュータのクロックに基づいて行われるものである、システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示することを可能とするものであり、さらに、
前記視覚表示装置に、各画像について２５０ｍｓ〜５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するプログラミングを有するものである、
システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも１０の連続画像として前記視覚刺激を表示することを可能とするものであり、さらに、
前記視覚表示装置に、各画像について２５０ｍｓ〜５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するプログラミングを有するものである、
システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記視覚刺激は光を有し、前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚刺激を少なくとも２回反転させるものである、システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記視覚刺激は、パターン形状、デザイン、または物体の画像を含み、前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚刺激を少なくとも４回反転させるものである、システム。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のシステムにおいて、前記視覚刺激は、方向の変更、光の変更、画像の交互の入れ替わり、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるシークエンスを有するものである、システム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１つに記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも２つ連続画像として、または好ましくは少なくとも１０の連続画像として前記視覚刺激を表示することを可能とするものであり、さらに、
前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置に、各画像について２５０ｍｓ〜５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するものである、
システム。
【請求項１３】
被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定する方法であって、
ａ．視覚表示装置により、タイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として視覚刺激を被検者に視覚的に表示する工程と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から誘発された電気信号を検出する工程と、
ｃ．前記視覚表示装置により前記少なくとも２つ連続画像の各々が表示された開始時点を検出する工程と、
ｄ．前記誘発された電気信号を前記少なくとも２つ連続画像の各々が前記被検者に表示された開始時点と同期させる工程と、
ｅ．前記少なくとも２つ連続画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、
ｆ．時間の関数として前記視覚刺激の信号加算平均されたデータを提供するために、前記少なくとも２つ連続画像のデジタルデータを信号加算平均する工程と
を有する、方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、前記少なくとも２つ連続画像を表示するタイミングは、光検出器によって前記視覚表示装置からの光の表示を感知することにより決定されるものである、方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の方法において、前記光検出器は光ダイオードである、方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の方法において、
網膜電図（ＥＲＧ）を前記視覚刺激と同期させる工程は、スイッチを作動させるタイミング、または前記視覚表示装置を制御するためのプログラミング命令を動作するタイミングに基づくものであり、
前記スイッチを作動させるタイミング、または前記視覚表示装置を制御するためのプログラミング命令を動作するタイミングは、入力ラグ、表示タイムラグ、またはその組み合わせに基づいて調整されるものである、
方法。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の方法において、前記同期させる工程は、原子時計と同期されたクロックに基づくものである、方法。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のいずれか１つに記載の方法において、前記視覚刺激である少なくとも２つ連続画像は、少なくとも２つの反転を有するものである、方法。
【請求項１９】
請求項１３〜１８のいずれか１つに記載の方法において、前記視覚刺激は、方向の変更、光の変更、画像の交互の入れ替わり、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるシークエンスを有するものである、方法。
【請求項２０】
請求項１３〜１９のいずれか１つに記載の方法において、前記視覚刺激は、方向の変更、光の変更、画像の交互の入れ替わり、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるシークエンスを有するものである、方法。
【請求項２１】
請求項１３〜２０のいずれか１つに記載の方法において、前記電気信号は、前記被検者の眼球上または眼球の近傍に配置される電極によって検出されるものである、方法。
【請求項２２】
請求項１３〜２１のいずれか１つに記載の方法において、前記電気信号は、頭皮に配置される電極によって検出されるものである、方法。
【請求項２３】
請求項１３〜２２のいずれか１つに記載の方法において、
前記視覚刺激は、少なくとも２つ連続画像として、または好ましくは少なくとも１０の連続画像として表示されるものであり、
前記視覚表示装置は、プログラミングに基づいて、各画像について２５０ｍｓ〜５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示する中央処理装置（ＣＰＵ）によって制御されるものである、
方法。
【請求項２４】
視覚検査システムのための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、１若しくはそれ以上のコンピュータ装置によって実行されると、当該１若しくはそれ以上のコンピュータ装置に、
ａ．視覚表示装置に、タイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として視覚刺激を被検者に表示するように命令する工程と、
ｂ．前記視覚刺激を表示した前記被検者から電気信号を受け取る工程であって、前記電気信号は、前記視覚刺激に暴露された結果、誘発されるものである、前記受け取る工程と、
ｃ．前記視覚表示装置により前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々が表示された開始時点を検出するセンサーからデータを受け取る工程と、
ｄ．前記誘発された電気信号を前記少なくとも２つ連続画像の各々が前記被検者に表示された開始時点と同期させる工程と、
ｅ．前記少なくとも２つ連続画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、
ｆ．時間の関数として前記視覚刺激の信号加算平均されたデータを提供するために、前記少なくとも２つ連続画像のデジタルデータを信号加算平均する工程と
を実行させる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２５】
請求項２４記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体において、前記センサーは、前記視覚表示装置上の前記少なくとも２つ連続画像の開始時点を検出する光検出器である、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２６】
請求項２４または２５記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体において、さらに、
前記視覚刺激である、少なくとも２つ連続画像、または好ましくは少なくとも１０の連続画像のデジタルデータを信号加算平均するための命令を有するものである、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２７】
被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定するシステムであって、
ａ．視覚刺激を被検者に表示する電子視覚表示装置と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から発生する電気信号を受け取る少なくとも１つの電極と、
ｃ．前記被検者から受け取った前記電気信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
ｄ．前記デジタルデータを記録するデジタルデータ記憶媒体と、
ｅ．プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置にタイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示させるコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、
ｆ．前記視覚表示装置から放射される光を感知する光検出器と、
ｇ．前記光検出器からの前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々を、当該画像を表示するためのタイミング周期の開始時点と対応するように同期させる同期装置と
を有し、
前記システムは、さらに、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像から受け取った前記電気信号の平均値に基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）に信号加算平均されたデジタル波形を計算させるプログラミングを有する、
システム。
【請求項２８】
請求項２７記載のシステムにおいて、さらに、
前記視覚表示装置によって前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像が表示されたことを感知するセンサーを有するものである、システム。
【請求項２９】
請求項２７または２８記載のシステムにおいて、
前記センサーは、前記視覚表示装置によって放射された光を感知する光検出器であり、
前記同期装置は、前記少なくとも２つ連続画像を表示するために、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号を、タイミング周期の開始時点に対応する前記光検出器からのデータと同期させるものである、
システム。
【請求項３０】
請求項２７〜２９のいずれか１つに記載のシステムにおいて、プログラミングに基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、
（ｉ）前記電気信号のステータスを読み出して時間の関数として、ｃｕｒＣｏｕｎｔおよびｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔを計算するものであり、ここでｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔは、時間／時間尺度であり、
（ｉｉ）ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔの最大値において、当該ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔおよびｃｕｒＣｏｕｎｔをＤａｔａ［ｘ］［ｙ］配列に格納するものであり、ここで、ｘはｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ、ｙは市松模様のボート当たりのサンプル数であり、
（ｉｉｉ）原子時計の正確なタイミングをクエリーし、
（ｉｖ）（Ｄａｔａ［ｘ］［ｙ］ａｒｒａｙｓ（複数のデータ［ｘ］［ｙ］配列））／（全ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ）に基づいて平均配列を決定し、
（ｖ）前記時間尺度を用いて平均配列をディスプレイに表示するものである、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経学的機能回復、神経学、眼科学、視力測定法の分野で利用される生体電気技術に関し、より具体的には、視覚刺激に応答して誘発された神経系の電気活動に対応するデータを抽出および処理するシステム、装置、方法、およびコンピュータ可読媒体に関する。本発明は、さらに、当該システム、装置、方法、およびコンピュータ可読媒体の局所および多局所への用途に関するとともに、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ：Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｅｖｏｋｅｄ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）およびパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ：Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｒｅｔｉｎａｌ−Ｇｒａｍ）を含む、視覚誘発電位（ＶＥＰ：Ｖｉｓｕａｌ  Ｅｖｏｋｅｄ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）および網膜電図（ＥＲＧ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｒｅｔｉｎａ−Ｇｒａｍ）への当該システム、装置、方法、およびコンピュータ可読媒体の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
神経学的機能回復、神経学、眼科学、および視力測定法の分野では、脳および眼がどのように視覚情報を処理するかを決定する上で正確なデータ測定および推定が求められている。このようなデータは、視力検査、眼障害、眼疾患、および認知機能障害の診断および治療において利用される。生体電気技術、特に脳波記録法（ＥＥＧ）は、観察者または患者に対して視覚刺激を与える一連の画像を表示することを含む、神経機能検査および／または視覚検査での決定に利用される。視覚刺激によって生じる電気信号を検出するために電極が所定の位置に配置され、このような電気信号は増幅および記録される。
【０００３】
脳波記録（ＥＥＧ）法は視覚誘発電位（ＶＥＰ）の測定に使用可能である。所定の位置に電極を配置して脳内の神経活動の結果生じる電気信号を検出することができるが、このような電極は通常、頭皮に配置される。
【０００４】
網膜電図（ＥＲＧ）の場合、眼に対して表示される視覚刺激に応答して誘発される眼の神経活動または電気活動を測定するために、電極は通常、眼球上または眼球の近傍に配置される。また、網膜電図（ＥＲＧ）の場合、眼から発する電気信号を検出するためにコンタクトレンズ型電極または瞼用電極が通常使用される。
【０００５】
脳波記録（ＥＥＧ）は通常、視覚刺激に応答して誘発される。視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）のデータは、被検者に視覚刺激を表示すると同時にデータを記録することによって生成される。この工程が数回繰り返されることでデータが平均化される。
【０００６】
視覚刺激に対する神経系活動を取得するために様々な脳波記録（ＥＥＧ）装置、視覚誘発電位（ＶＥＰ）用装置、および／または網膜電図（ＥＲＧ）用装置が提供されてきた。このような装置の既存の装置では通常、頭皮上または眼上、若しくは頭皮または眼の近傍に電極が配置される。次に、視覚刺激に応答して誘発された信号は通常、増幅されてアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器によってデジタル化される。大部分の場合、視覚刺激は、ビデオモニター、ビデオプロジェクター、光源などの映像表示装置によって被検者に対して表示される。反復データ点に対する視覚刺激を制御および管理するために、このような視覚刺激は、大部分の場合、中央処理装置（ＣＰＵ）とともに、被検者に表示される視覚刺激を高速に切替える、またはオン／オフするために用いられるビデオカード、ハードウェアスイッチ、またはソフトウェアスイッチを備えるコンピュータによって制御される。このような技法では、誘発された電気信号データと視覚刺激を同期させるために、特殊なビデオボード等のハードウェアが必要とされる。外部ハードウェア装置は、視覚刺激の変化を制御するための信号を送信し、そのような制御信号と誘発された電気信号データのタイミングを同期させる。データはアナログ／デジタル変換器によってデジタル化された後平均化され、これにより、時間を関数とする神経応答を表す平均波形が生成される。この工程では、データをまず収集した後、次にリアルタイムで当該データを処理する必要があるため、当該工程の間、誘発された電気信号データは通常、患者または被検者が視覚刺激を受けている時間のほんの一部（通常、半分の時間）の間しか処理されない。このような処理では、効率が損失し、より長期間の検査期間が必要となり、また時間の経過とともに被検者の注力が損なわれることに起因して、非同期生アーティファクトの事象が増加する結果となる。
【０００７】
視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）の精度を改善する試みがなされてきた。例えば、米国特許第９，７１７，４６５号明細書では、視覚誘発電位（ＶＥＰ）または網膜電図（ＥＲＧ）の分析において、視覚刺激の表示に対応しない非同期信号を補償する技法が開示されている。このような非同期信号は、被検者の眼のまばたきによって生じるアーティファクトを含む。しかしながら、非同期データを除外することで器機自体の感度または精度を改善することはできない。
【０００８】
結果として、既存の視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）によって生成されるデータ、および視覚的誘発による脳波記録（ＥＥＧ）法は、視覚情報処理に求められる精度よりも精度が低いものとなる。
【０００９】
よって、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）検査に有用な器機および方法の精度を改善する必要がある。また、データストリームの分析の際、効率の損失を防ぐために、連続的にデータストリームを処理する装置および方法が当該技術分野において必要とされている。さらに、改善された精度およびより高い信頼性をもって、所定期間の間データを同期させる装置および方法が当該技術分野において必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、連続データストリームを処理する方法、連続データストリームを処理するように動作可能なシステム、およびコンピュータ可読媒体を提供するとともに、刺激の表示と同時に収集されたデータセットを選択するための、ソフトウェアによる分析を提供する。関連器機のタイムラグの原因となる入出力ラグによってデータが損失する可能性がある。
【００１１】
視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）の分野では、上記ラグまたは時間ドリフトによりデータ損失が起こることが分かっている。また、（例えば、立上り時間および減衰時間による）時間ドリフトまたはタイムラグは、同期データの信号加算平均を制御するために使用されるハードウェアまたはスイッチ、および／または視覚表示装置の制御に関連していること、さらに、視覚表示装置（例えば、ビデオモニターなど）が信号を受信してから視覚刺激を表示するのに要する時間に起因する表示ラグに関連していることが分かっている。さらに、すべてのコンピュータの内部クロックは時間の経過とともにドリフトするため、各ＣＰＵ装置の入力タイミング信号が異なってしまい、その結果、臨床データが不正確なものとなる。このような時間ドリフトまたはタイムラグを排除することによって、改善された方法、システム、およびコンピュータ可読媒体を得ることができる。
【００１２】
さらに、効率性の向上および非同期生アーティファクトの低減のために、視覚誘発電気信号を連続的で中断されることのないストリームにおいて同期された態様で収集および処理することができる。本発明により、データのフラグメンテーションを回避することができ、その結果データ損失の防止および不正確な結果の回避が可能となる。正確性のために、原子時計を使用して、または原子時計に合わせて調整することで一定期間にわたって同期させることが可能である。
【００１３】
本発明は、被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定するシステムであって、
ａ．視覚刺激を被検者に表示する電子視覚表示装置と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から発生する電気信号を受け取る少なくとも１つの電極と、
ｃ．前記被検者から受け取った前記電気信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
ｄ．前記デジタルデータを記録するデジタルデータ記憶媒体と、
ｅ．プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置にタイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示させるコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、
ｆ．前記視覚表示装置から放射される光を感知する光検出器と、
ｇ．前記視覚表示装置からの前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々を、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号と同期させる同期装置と
を有し、
前記システムは、さらに、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像から受け取った前記電気信号の平均値に基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）に信号加算平均されたデジタル波形を計算させるプログラミングを有する、
システム、を提供する。
【００１４】
本発明は、さらに、被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定するシステムであって、
ａ．視覚刺激を被検者に表示する電子視覚表示装置と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から発生する電気信号を受け取る少なくとも１つの電極と、
ｃ．前記被検者から受け取った前記電気信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
ｄ．前記デジタルデータを記録するデジタルデータ記憶媒体と、
ｅ．プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置にタイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示させるコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、
ｆ．前記視覚表示装置から放射される光を感知する光検出器と、
ｇ．前記光検出器からの前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々を、当該画像を表示するためのタイミング周期の開始時点と対応するように同期させる同期装置と
を有し、
前記システムは、さらに、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像から受け取った前記電気信号の平均値に基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）に信号加算平均されたデジタル波形を計算させるプログラミングを有する、
システム、を提供する。
【００１５】
さらに、被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定する方法であって、
ａ．視覚表示装置により、タイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として視覚刺激を被検者に視覚的に表示する工程と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から誘発された電気信号を検出する工程と、
ｃ．前記視覚表示装置により前記少なくとも２つ連続画像の各々が表示された開始時点を検出する工程と、
ｄ．前記誘発された電気信号を前記少なくとも２つ連続画像の各々が前記被検者に表示された開始時点と同期させる工程と、
ｅ．前記少なくとも２つ連続画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、
ｆ．時間の関数として前記視覚刺激の信号加算平均されたデータを提供するために、前記少なくとも２つ連続画像のデジタルデータを信号加算平均する工程と
を有する、方法、を提供される。
【００１６】
本発明は、また、視覚検査システムのための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、１若しくはそれ以上のコンピュータ装置によって実行されると、当該１若しくはそれ以上のコンピュータ装置に、
ａ．視覚表示装置に、タイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として視覚刺激を被検者に表示するように命令する工程と、
ｂ．前記視覚刺激を表示した前記被検者から電気信号を受け取る工程であって、前記電気信号は、前記視覚刺激に暴露された結果、誘発されるものである、前記受け取る工程と、
ｃ．前記視覚表示装置により前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々が表示された開始時点を検出するセンサーからデータを受け取る工程と、
ｄ．前記誘発された電気信号を前記少なくとも２つ連続画像の各々が前記被検者に表示された開始時点と同期させる工程と、
ｅ．前記少なくとも２つ連続画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、
ｆ．時間の関数として前記視覚刺激の信号加算平均されたデータを提供するために、前記少なくとも２つ連続画像のデジタルデータを信号加算平均する工程と
を実行させる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、以下の発明の好適な実施形態の詳細な説明および添付の図面を参照することで十分に理解されるとともに、さらなる利点が明らかになると考えられる。
【図１】図１は、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセットとともに動作するディスプレイを有する、高解像度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））画面を備えたスマートフォン装置、またはＬＣＤディスプレイである本発明の１実施形態のアセンブリの平面図を示す。
【図２】図２は、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセットと連動するディスプレイを有するラップトップ上の本発明の１実施形態のアセンブリの平面図を示す。
【図３ａ】図３ａは、本システムおよび方法の１実施形態における工程１〜４のフロー図を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、本システムおよび方法の１実施形態における工程５〜６のフロー図を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、本システムおよび方法の１実施形態における工程７〜８のフロー図を示す。
【図４】図４は、視覚誘発電位（ＶＥＰ）を正確に測定および表示するための本発明の方法の工程を示す別のフロー図である。
【図５】図５は、本発明に従って動作可能なディスプレイを有する装置の代表的な構成要素を示すアーキテクチャ図である。
【図６】図６は、被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発された神経系の電気活動を測定するための方法の１実施形態を示すフロー図である。
【図７】図７は、本方法の１実施形態における工程を示すフロー図である。
【図８】記載なし。
【図９】記載なし。
【図１０】記載なし。
【図１１】記載なし。
【図１２】記載なし。
【図１３】記載なし。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ）およびパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ）を含む（但し、これらに限定されるものではない）、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）を測定および表示するための装置、システム、およびコンピュータ可読媒体について説明するとともに、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ）およびパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ）を含む（但し、これらに限定されるものではない）、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）の局所および多局所への適用について説明する。本発明の上位概念においては、正確な結果を表示するために、アルゴリズム、光ダイオードおよび原子時計を用いて生体データを測定、収集、および分析する手段が提供される。
【００１９】
視覚刺激は、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ）およびパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ）に関するデータを含む（但し、これらに限定されるものではない）。これらは、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）の局所および多局所への適用を含む、局所および多局所の双方に関するデータの抽出のために利用される。
【００２０】
本発明の目的は、データ精度の向上のために、眼または脳からの増幅電気信号を視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）装置によって生成される刺激表示と同期させるシステムまたは方法を提供することにある。同期は、デジタル式信号またはアナログ式信号、すなわち直接信号または間接信号に対して行うことができる。
【００２１】
さらに、本装置はインターネットに接続され、コンピュータのクロックを原子時計または他の時間基準と同期させて、使用される任意のコンピュータに参照基準を提供するソフトウェアを含むことができる。次に、標準化されたクロックを使用してコンピュータ装置により画像が生成され、この画像に時刻署名が刻印される。ディスプレイおよびビデオカードの種類によって立上り時間および減衰時間が異なるため、本実施形態ではディスプレイのオン設定およびオフ設定を読み込む光ダイオードが使用される。この情報は、増幅器およびＡ／Ｄ変換器によって生成されるデータストリームの後処理に使用される。電気生理学的データは後処理されるため、より短期間により多くのデータを収集することが可能となり、その結果、より正確な視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）が得られる。ソフトウェアの後処理で、ディスプレイが異なることによって生じる相違点が修正されるため、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）を携帯電話、タブレット、ラップトップ、および仮想現実ディスプレイで実行することが可能となる。タイムスタンプ付きデータは、ディスプレイに起因して生じた遅延に応じて補正される。次に、タイムスタンプ付きデータは、平均加算され、処理された後、グラフィック形式および数値形式の双方の機械可読形式で格納されたデジタル形式でユーザーに表示される。
【００２２】
本発明によれば、所定の時間周期で一連の視覚刺激を被検者に表示し、脳波記録（ＥＥＧ）信号および網膜電図（ＥＲＧ）信号を測定する装置が提供される。この装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、電源装置（ＰＳＵ）と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、ハードドライブ（ＨＤＤ）とを有することができる。さらに、この装置は、少なくとも１つの電極と、光を電流に変換するための光ダイオードなどの光検出器を含むことができる。中央処理装置（ＣＰＵ）はソフトウェアによって以下のように動作可能である。（ｉ）視覚刺激によって誘発された網膜電図（ＥＲＧ）信号を変換してデータを提供し、（ｉｉ）網膜電図（ＥＲＧ）信号のステータスを読み出して時間の関数としてｃｕｒＣｏｕｎｔおよびｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔを計算し（ここで、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ＝時間／時間尺度）、（ｉｉｉ）ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔの最大値で、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔおよびサンプル数をＤａｔａ［ｘ］［ｙ］  ａｒｒａｙ（データ［ｘ］［ｙ］配列）に格納し（ここで、ｘ＝ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ、ｙ＝画像当たりのサンプル数）、（ｉｖ）原子時計の正確なタイミングをクエリーし、（ｖ）（Ｄａｔａ［ｘ］［ｙ］ａｒｒａｙs（複数のデータ［ｘ］［ｙ］配列））／（全ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ）に基づいて平均配列を決定し、（ｖｉ）時間尺度を用いて平均配列をディスプレイに表示する。
【００２３】
画像は、パターン反転刺激に関するＩＳＣＥＶ（国際臨床視覚電気生理学会）の基準に基づいて、反転率＝２反転／秒（ｒｐｓ）または１Ｈｚ、および時間尺度５００ｍｓで表示することができる。上記反転率は通常視覚誘発電位（ＶＥＰ）を測定するために使用される反転率である。網膜電図（ＥＲＧ）の場合、反転率は通常、４反転／秒（ｒｐｓ）または２Ｈｚ、および時間尺度２５０ｍｓに設定される。しかしながら、器機の操作者により、および方法において好適と考えられる他の反転率を用いることもできる。装置は、即時使用可能な心拍数モニターのフロントエンドである増幅器（例えば、心電図（ＥＣＧ）を心拍数と相関させるために使用される市販の心電図（ＥＣＧ）器機におけるもの）を備えていてもよく、当該増幅器は、即時復元機能およびリードオフ検出機能と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器基板とを有する。ここで、当該基板では、脳波記録（ＥＥＧ）または網膜電図（ＥＲＧ）装置の１のアナログ出力がアナログ基板の１の入力に接続され、アナログ基板の１のアナログ入力が光検出器用基板または当該光検出器（例えば光ダイオードの基板）の出力に接続されている。アナログ入力の走査範囲を、±２Ｖ（入力中間値＝１．６５Ｖ）、サンプリングレート＝１９２０サンプル／秒（ＩＳＣＥＶの最低レートは１０００サンプル／秒）、サンプル合計＝１０秒の走査時間に対して１０ｘサンプリングレート（サンプル合計：１９２００）に設定するのが好ましい。ディスプレイは、ＬＥＤ  Ｂａｃｋｌｉｔ  ＩＰＳ  ＬＣＤ、リフレッシュレート６０Ｈｚ、および１９２０ｘ１０８０のＦＨＤ（フルハイビジョン）を備えるモニターであることが好ましく、ディスプレイは、リフレッシュレート６５Ｈｚ、および８００ｘ４８０のＦＨＤを備え、一定期間におけるｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔの最大値が市松模様のボード（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ）の数（視覚誘発電位（ＶＥＰ）の場合２０、網膜電図（ＥＲＧ）の場合４０）と等しいことがより好ましい。装置は、光ダイオードの応答時間が２μｓに設定されることが好ましく、それにより、ＣＰＵは、光ダイオードなどの感光素子の応答時間を比較してソフトウェアタイマーＴｉｃｋを生成し、それによりディスプレイの入力ラグおよび応答時間の遅延を決定する。データは、被検者による視覚情報処理の測定のために、頭皮から測定される視覚誘発電位（ＶＥＰ）および脳波記録（ＥＥＧ）、網膜電図（ＥＲＧ）（眼に配置された電極）、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ）および／またはパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ）、多局所網膜電図（ＥＲＧ）、および多局所視覚誘発電位（ＶＥＰ）として抽出されることが好ましい。
【００２４】
本発明は、眼および脳の視覚検査を実行するための装置および方法に関し、当該視覚検査には観察者または患者に表示される一連の視覚刺激画像が含まれる。この技術は、脳および眼が視覚情報をどのように処理について測定するものである。このような技術は、神経学的機能回復、神経学、眼科学、視力測定法の分野で有用であり、上述したように、視覚誘発電位（ＶＥＰ）または網膜電図（ＥＲＧ）から情報を抽出するシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体を有する。ラップトップ、タブレット、携帯電話、および仮想現実ゴーグルを含む任意のディスプレイ上に、正確かつ信頼性の高いデータが直接リアルタイムで表示される。
【００２５】
本発明は、データ断片の集合ではなく、連続データストリームを処理することができる。このような連続データストリームは、刺激の表示と同時に収集されたデータセットを選択するためにソフトウェアにより分析される。
【００２６】
本明細書において、「視覚刺激」は眼に対して表示され、神経応答または電気信号を誘発することができる任意のタイプの視覚刺激を意味し、この神経応答または電気信号を誘発によって被検者の身体の神経系を通して眼が直接的または間接的にこの視覚刺激を処理することができる。本発明で利用する視覚刺激は、所定のタイミング周期で被検者に表示される一連の２若しくはそれ以上の画像として表示することができる。タイミング周期のタイミングは一回の検査と通して一貫していることが好ましいが、代替的に変化させることもできる。視覚刺激の非限定的な例としては、パターン形状、非パターン形状、抽象デザイン、非抽象デザイン、場所、物体、顔、顔画像、人など（但し、これらに限定されるものではない）の物の画像が考えられる。視覚誘発電位（ＶＥＰ）検査用の視覚刺激に物体が含まれている場合、パターン反転視覚誘発電位（ＰＶＥＰ）と呼ばれることが多い。また、網膜電図（ＥＲＧ）検査用の視覚刺激に物体が含まれている場合、パターン反転網膜電図（Ｐ−ＥＲＧ）と呼ばれることが多い。
【００２７】
本明細書において、画像の「反転」、または画像若しくはその他の視覚刺激（以下、「画像」と総称する）を「反転させる」とは、画像表示を変化させることを意味する。ここで画像表示を変化とは、（１）回転（例えば、９０〜１８０度回転）、上下正向きから上下逆向き、および左右対称を含む（但し、これらに限定されるものではない）、方向の変更、（２）（例えば、白色部分が暗色に変化し、暗色部分が白色に変化するなどの）光の反転／光が反転した画像を含む（但し、これらに限定されるものではない）、画像における光の変更、（３）第１の画像の次に後続の異なる画像を連続表示することを含む（但し、これらに限定されるものではない）、画像の交互の入れ替わり、および（４）（特定の画像またはデザインを有する光、若しくは閃光などの（但し、これに限定されるものではない）特定の画像またはデザインを有さない光などの（但し、これらに限定されるものではない）視覚刺激を有する「オン」位相と、被検者に対して光が全く提供されない、またはほとんど提供されないことを特徴とする、若しくは灰色またはその他の色の画面などの低減された光の周期を特徴とする「オフ」位相との間で交互に入れ替わるオン−オフを含む。上記画像表示の任意の組み合わせ、またはそれらの反転を実行する、または反復することができる。光の変更、方向の変更、および画像の交互の入れ替わりの利点は、周期の双方の位相において光応答データ収集し、利用することができるため、同期間に２倍のデータを収集することが可能となる、若しくは同じ時間またはより少ない時間でより多くのデータを取得することが可能となる点にある。患者に対して次の画像反転、すなわち、方向の変更、光の変更、画像の交互表示、またはその組み合わせが表示されることが好ましく、また、方向の変更、光の変更、またはその組み合わせが表示されることがより好ましい。
【００２８】
オフ位相の間、輝度が低減されるオン−オフ周期を除いて画像輝度は本質的に一定に維持する必要がある。本質的に一定とは、各画像の平均輝度が、明暗の移行時における僅かな変動を除いて同一であり、大きな変化がないことを意味する。輝度に有意な変化があった場合でも、それは画像自体によって生じる誘発電位の変化を阻止することができる僅かな変化でなければならない。例えば、（２±０．２反転／秒（ｒｐｓ）、すなわち、２反転を含み、全周期、１．０±０．１Ｈｚに対応）を用いて）５０ｃｄ／ｍ２の平均明所視輝度である。パターンのオン／オフ設定に関しては、市松模様のボードは明暗の間で急激に交互に入れ替わる。各画像の平均輝度は、明暗の移行時における僅かな変動を除いて同一であり、大きな変化はない。
【００２９】
少なくとも２セットのデータ点の生成には少なくとも２つの画像を表示する必要があり、信号加算平均には少なくとも４セットのデータ点が好ましく、少なくとも８セットのデータ点がより好ましく、少なくとも１０セットのデータ点が最も好ましい。上限を変更することは可能だが、実用性と効率を考えると、１００または１００未満、５０または５０未満、２５または２５未満、１５または１５未満、１２または１２未満に制限してもよい。
【００３０】
異なる種類の映像表示装置では、立上り時間および減衰時間の点で画面間に著しい違いが生じる。一方、同一のディスプレイの画面では大きな変化はない。標準的な視覚誘発電位（ＶＥＰ）器機では、タイミング機構を完全に再設計しない限り改良された映像表示の利点を活用することはできない。本発明の光ダイオードを用いた、ソフトウェアによる同期および較正によって、ＣＰＵの内部クロックおよびビデオカードが異なっている場合でも、標準的な視覚誘発電位（ＶＥＰ）器機に任意のディスプレイを使用することが可能となる。これは、１つの器機においてＰ１００（陽性波）が９８ｍｓで生じるのに対し、他の器機では１００．２で生じることを意味する。
【００３１】
本発明において有用な映像表示装置は、電球、ＬＥＤビデオ画面、ＬＣＤビデオ画面、プラズマビデオ画面、および陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイを含み（但し、これらに限定されるものではない）、また、これらの技術を利用した直接表示およびビデオ投影を含む。
【００３２】
本発明においては、光検出器を使用して映像表示装置による各視覚刺激画像の表示を検出することができる。好適な光検出器は光ダイオードである。光検出器は、任意の反転を感知して信号を同期装置に伝送し、次に同期装置は、特定の視覚刺激画像の表示の開始部分と誘発神経応答データを同期させる。光電ダイオードを使用する場合は、ディスプレイ上に配置することができ、当該ダイオードはディスプレイを較正しタイミングソフトウェアを調整する同期装置またはコンピュータに接続されている。このような態様で光検出器を使用することにより、連続データストリームを収集および処理することが可能となるが、従来の視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）では、このような連続データストリームの収集および処理は実施されていなかった。これは、前画像が処理されている間、後続画像の誘発電気信号の処理を一時停止する必要があったためであると考えられる。視覚ディスプレイからの光検出器データを用いない従来のシステムでは、連続ストリームにおいて同時にデータを同期させ、処理することができなかった。
【００３３】
本発明では、視覚刺激によって誘発された電気信号と、光検出器から取得された、視覚刺激画像の表示に対応するタイミングデータ、または以下説明する、表示画像について決定されたラグ調整済みのタイミングとの間の同期は、同期アルゴリズムを使用して達成することができる。
【００３４】
好適な同期アルゴリズムは以下の工程を含むことが考えられる。同時サンプリングを行うアナログ／デジタル変換器（「ＡＤＣ」）を利用して、（通常、増幅器によって処理後の）脳波記録（ＥＥＧ）または網膜電図（ＥＲＧ）データおよび光検出器の双方をサンプリングする工程。本明細書でより詳細に説明する、オンタイミングでデータをサンプリングする工程。いずれにしても、視覚刺激画像のタイミング周期の１周期毎に２回若しくはそれ以上行われる。アナログ／デジタル変換器（「ＡＤＣ」）による同時サンプリングとは、全ての回線が同時にサンプリングされることを意味する。例えば、典型的な脳波記録（ＥＥＧ）システムは最小で単一回線、最大で２５６回線を有することができる。例えば、回線を同時にサンプリングする場合、脳波記録（ＥＥＧ）／網膜電図（ＥＲＧ）の増幅器は、光検出器のサンプル１と時間的整合性を持って直接対応し、脳波記録（ＥＥＧ）／網膜電図（ＥＲＧ）データのサンプル２は光検出器のサンプル２と対応する。このようなサンプリングは、被検者に対する特定の検査の間に取得されたデータ全体またはデータの一部（但し、全ての場合において少なくとも２つの画像に関するデータ）に対して行うことができる。
【００３５】
検査終了後、光検出器応答における最小電圧および最大電圧を求める工程。前記最小電圧および最大電圧の平均値を計算する工程。この平均値が「閾値」電圧である。画像が映像表示装置上で変化（例えば、周期におけるオン、または反転）時点に対応して閾値電圧を超える画像サンプル数を決定する工程。前記データを平均化して、時間の関数として電気信号強度の平均波形を提供する工程。
【００３６】
上記アルゴリズムは、当業者であれば、主にＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のオペレーティングシステム上に実装され、プラットフォームに依存しない、オブジェクト指向のプログラミング言語であるＣ＃（但し、これに限定されるものではない）などの市販のプログラミングプラットフォームを用いてプログラミングすることができる。．ＮＥＴフレームワークの一部であるＣ＃は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｌａｎｇｕａｇｅ  （ＭＳＩＬ）にコンパイルされる。しかしながら、Ｃ＋＋およびＪａｖａ（登録商標）などの他のプログラミング言語を使用することも可能である。
【００３７】
本発明の任意のまたは全ての用途において、サンプリングデータ全体を平均波形に使用することができる。代替的に、平均波形を決定する際、一部のデータを選択することができる。平均波形に使用するデータは、１５０ｍｓ、２００ｍｓ、２５０ｍｓ、または３００ｍｓ経過時点で収集されたデータに制限してもよく、また、閾値電圧を超えた各時点、若しくは各画像変更または画像反転の表示後、２００ｍｓ経過した時点が好ましい。
【００３８】
本発明により、検査結果の精度および信頼性を向上させることができることが分かった。これは、理論によって制限することを意図するわけではないが、タイムラグまたはドリフトを低減または排除し、検査時間を縮小する一方で同量のデータを取得する能力により、神経疲労、および非同期データの事象を低減することができる結果的であると考えられる。また、視覚刺激のタイミング周期を制御するために使用されるスイッチに関連する入力ラグ、および映像表示装置が画像表示に関する命令または信号を受信した時間に対して、当該装置が画像を表示するために必要な時間に関連する映像表示装置のラグなどのタイムラグを決定することにより、同期が実現できる。次に同期装置は、スイッチ、ビデオカード、または他の制御装置が、映像表示装置に画像を表示させるための信号を送信するタイミングに基づいて、神経応答データとＣＰＵによって使用されるクロックと同期させることで、複合遅延時間を調整する。器機の遅延時間の決定については、器機のウォームアップが完了し安定動作状態にあるときに行う必要がある。また、その後器機は、一般的に常時安定している必要があるが、器機の動作効率が変化した場合、または変化しつつある場合は、遅延時間を再計算または再決定する必要がある。
【００３９】
本発明においては、神経応答データを原子時計と同期させることで、データドリフトを最小限にして器機間の違いを排除する。
【００４０】
好適な実施形態において、コンピュータのクロックを原子時計に同期させるためにインターネット接続とソフトウェアが提供され、これにより標準化されたクロックが提供される。この標準化されたクロックにより使用する任意のコンピュータに参照基準が提供される。次に、前記標準化されたクロックを使ってコンピュータ装置により画像が生成され、この画像に時刻署名が刻印される。ディスプレイおよびビデオカードの種類が異なることによって生じる異なる立上り時間および減衰時間の問題に対処するために光ダイオードなどの光検出器が利用される。この光検出器により、ディスプレイのオン設定およびオフ設定が読み込まれる。この情報は、増幅器およびＡ／Ｄ変換器によって生成されるデータストリームの後処理に使用される。電気生理学的データは後処理されるため、より短期間により多くのデータを収集することが可能となり、その結果、より正確な視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）が得られる。ソフトウェアの後処理で、ディスプレイが異なることによって生じる相違点が修正されるため、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）を、非限定的な例として、携帯電話、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、テレビ、および／または仮想現実ディスプレイを含む、ディスプレイ画面を備える多様な装置上で実行することが可能となる。タイムスタンプ付きデータは、ディスプレイに起因して生じた遅延に応じて補正される。次に、タイムスタンプ付きデータは、平均加算され、処理された後、グラフィック形式および数値形式の双方の機械可読形式で格納されたデジタル形式でユーザーに表示される。
【００４１】
現在の国際臨床視覚電気生理学会（ＩＳＣＥＶ）のガイドラインは、視覚誘発電位（ＶＥＰ）の刺激パラメーターの測定および定義に関するガイダンスを提供している（ＶＥＰ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２０１６  ｄｒａｆｔ  ２０１６−０２−２４  ｊｖ０１２．ｄｏｃｘ０２−２４における「Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｖｉｓｉｏｎ  （ＩＳＣＥＶ）  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｖｉｓｕａｌｌｙ  ｅｖｏｋｅｄ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ  -  ２０１６  ｕｐｄａｔｅ」を参照）。刺激は通常、ディスプレイ画面の任意の物理的なサイズに合わせて適切な視野サイズに調整され、５０ｃｍ〜１５０ｃｍの視察距離を置いて画面上に生成される。２±０．２反転／秒（ｒｐｓ）の反転率を用いて、許容範囲内である５０ｃｄ／ｍ２の平均明所視輝度を得る。この反転率は、２反転を含む、全周期、１．０±０．１Ｈｚに対応する。
【００４２】
全視野臨床網膜電図検査におけるＩＳＣＥＶ基準（２０１５年度改訂）は、全視野臨床網膜電図検査（ｆｆＥＲＧまたはＥＲＧ）について更新および改訂されたＩＳＣＥＶ基準を提供する。ＩＳＣＥＶで定義された網膜電図（ＥＲＧ）の一連の基準には、刺激（ｃｄ  ｓ  ｍ−２での閃光強度）および順応状態に応じて言及される以下の６つのプロトコールが含まれる。１．暗順応０．０１ＥＲＧ（桿体系によって誘発される双極細胞の応答）、２．暗順応３ＥＲＧ（視細胞と双極細胞の桿体系および錐体系双方から発生する複合応答）、３．暗順応１０ＥＲＧ（視細胞機能を反映する、強化されたａ波を伴う複合応答）、４．暗順応律動様小波（主にアマクリン細胞からの応答）、５．明順応３ＥＲＧ（錐体系からの応答、錐体系視細胞およびオフ型双極細胞から発生するａ波、オン型・オフ型双極細胞から発生するｂ波）、６．明順応３０ＨｚフリッカーＥＲＧ（感光性錐体経路によって誘発される応答）。２０１５年度のＩＳＣＥＶガイドラインによると、患者の準備には以下が含まれる。（ｉ）瞳孔を最大限に開く。（ｉｉ）暗順応プロトコール開始前に２０分間暗順応させる。（ｉｉｉ）明暗順応プロトコール開始前に１０分間明順応させる。（ｉｖ）高照度の光による部分的な明順応を防ぐために、低強度の閃光をより高強度の閃光の前に表示する。（ｖ）暗順応期間の後、暗赤色光の下で角膜コンタクトレンズ電極を挿入する。明赤色光を避ける。（ｖｉ）コンタクトレンズ電極を挿入後、５分間の間追加の暗順応期間を与える。（ｖｉｉ）（眼底撮影法、蛍光眼底血管造影法、およびその他による）網膜撮像用に高照度の光を使用した後、通常の室内照明で少なくとも３０分間の回復時間を与える。（ｖｉｉｉ）患者に眼を動かさずに固視するように依頼する。眼球運動によって電極の位置が変化する可能性があり、それにより瞼または電極によって光が遮断され、電気的アーティファクトが生じる可能性がある。角膜、眼球結膜、または下瞼の皮膚と接触する電極は、正入力と接続して、ＩＳＣＥＶ基準に準拠した全視野網膜電図（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ  ＥＲＧ）を記録する活性電極として使用される。このような電極は、コンタクトレンズ電極、導電性繊維および導体箔、結膜用ワイヤーループ、角膜用ウィック電極、および皮膚電極を含む。ＩＳＣＥＶ基準では、被検者の視野全体に均一の輝度を提供するために、全視野（Ｇａｎｚｆｅｌｄ）を使用することが要求される。通常これは、ドームまたは積分球を用いて達成される。固視点が提供され、刺激装置が眼を観察することによって固視の監視が可能となるようにする必要がある。標準的な閃光および背景は、ＣＩＥ座標の近似値がｘ＝０．３１、ｙ＝０．３２の可視白色である。明所視輝度および暗所視輝度は各刺激について特定される。
【００４３】
暗所視（桿体）応答は、ＩＳＣＥＶ基準に基づいて、２０分間の暗順応により分離され、次に単一閃光または１０Ｈｚのフリッカーである短波長刺激が提供される。明所視（錐体）応答は、暗順応の前または後に取得することができる。桿体は２０Ｈｚを超えるフリッカー刺激を追従することができないため、少なくとも１０分間の明順応条件下で、単一閃光（６８０ｎｍを超える刺激波長）または３０Ｈｚのフリッカー刺激によって錐体視細胞の機能が主に測定される。明所視応答によって潜時が短い（３０〜３２ｍｓ）小さなｂ波の振幅が発生するが、暗所視条件下では、潜時がより長い（６０ｍｓ）、より大きなｂ波の振幅が発生する。要素は、最長系列（またはｍ系列）と呼ばれる明暗の疑似ランダム系列で刺激される。その結果生成される波形は全視野臨床網膜電図検査（ｆｆＥＲＧ）の波形に類似している。すなわち、第１の陰性波（Ｎ１またはａ波）の次に陽性波（Ｐ１またはｂ波）が続き、さらに第２の陰性波（Ｎ２またはｃ波）が続く。
【００４４】
視覚誘発電位（ＶＥＰ）の記録には、焼結銀塩化銀電極、標準銀塩化銀電極、またはゴールドカップ（ｇｏｌｄ  ｃｕｐ）電極などの皮膚電極が推奨されている。皮膚の準備は洗浄、および良好かつ安定した電気接続を確実にするために用いられる適切なペーストまたはゲルによって行われる。２０Ｈｚ〜４０Ｈｚで測定される場合、電極と皮膚の接触インピーダンスを５Ｋオームより低くする必要がある。電気的干渉を低減させるために、電極と皮膚の接触インピーダンスの電極間における違いは１Ｋオーム未満である必要がある。通常電極は、頭部のサイズに比例して目印となる骨に関連して頭皮に配置される。前頭部／後頭部の正中線の計測は、頭頂部に亘る、鼻根点（ｎａｓｉｏｎ）と外後頭隆起点（ｉｎｉｏｎ）との間の距離に基づいている。活性電極は視覚野Ｏｚ上の後頭部頭皮に配置され、参照電極はＦｚに配置される。また、別の電極が接地に取り付けおよび接続される。一般的に利用される接地電極配置位置は、前額部、頭頂部（Ｃｚ）、乳様突起、耳朶（ＡＩまたはＡ２）、または両耳朶連結（ｌｉｎｋｅｄ  ｅａｒｌｏｂｅ）を含む。「ＶＥＰ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２０１６  ｄｒａｆｔ（視覚誘発電位（ＶＥＰ）基準、２０１６年草稿）、２０１６−０２−２４  ｊｖ０１２．ｄｏｃｘ０２−２４  ｊｖ０１２．ｄｏｃｘ  （２０１６年２月）」における「Ｏｄｏｒｎ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＳＣＥＶ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｖｉｓｕａｌ  ｅｖｏｋｅｄ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ（オードンら、臨床視覚誘発電位に関するＩＳＣＥＶ基準（２０１６年改訂）」を参照。視覚誘発電位（ＶＥＰ）では、網膜電図（ＥＲＧ）応答を発生させる画像表示に応答して時限データが減算される。この信号は、繰り返し平均化された場合、脳の無作為の興奮によっては発生した信号ではなく、画像によって発生した信号と考えられる。
【００４５】
網膜電図（ＥＲＧ）で利用される電極は、瞼用電極およびコンタクトレンズ型電極を含む。網膜電図（ＥＲＧ）のタイミングシーケンスは通常、眼の明順応性とともに、刺激強度、空間特性、および色特性に関連する。本システムは、連続した少なくとも１０の画像として視覚刺激が表示することが好ましく、またＣＰＵは、視覚表示装置に、少なくとも１画像につき約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓ、または約１２５ｍｓ〜約２５０ｍｓの範囲の表示速度で視覚刺激を表示するように命令するプログラミングを有することが好ましい。市販の網膜電図（ＥＲＧ）用電極の非限定的な例としては、使い捨て用ＥＲＧ電極ＤＴＬ  ＰＬＵＳ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ（登録商標）の商品名で販売されている、銀およびナイロンでできた医療グレードの角膜用低インピーダンス繊維電極、および網膜に対する光刺激によって動作可能な網膜電図（ＥＲＧ）検査用コンタクトレンズを含む。このコンタクトレンズは、厚さ１オングストローム（１０-１０メートル）の金製環状体でできており、ＥＲＧ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ＥＲＧ−ＪＥＴ（登録商標）の商品名で販売されている粘性導電性液などの粘性導電性液を使用して角膜に接触するように配置することができる。記録用電極の種類としては、Ｂｕｒｒｉａｎ−Ａｌｌｅｎ電極、Ｄａｗｓｏｎ−Ｔｒｉｃｋ−Ｌｉｔｚｋｏｗ電極、ＥＲＧ−Ｊｅｔ電極、Ｍｙｌａｒ電極、皮膚電極、コットンウィック電極、およびＨａｗｌｉｎａ−Ｋｏｎｅｃ電極を含む。
【００４６】
本装置は通常、フィルターを備えるアナログ増幅器を含む。当該増幅器によって１００倍の利得、および演算増幅器セットによって１１倍の利得を得ることができ、これは全体として１１００ｖ／ｖの利得となる。このような構成により、本装置では、２．７ｍｖの信号を検出することが可能となる。このような増幅レベルを提供できる好適な増幅器は、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｉｎｃ．（アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ノーウッド、モデル：ＡＤ  ８２３２）から入手可能である。
【００４７】
また、本発明の目的のために、Ｄｉｏｐｓｙｓ  Ｉｎｃ．（アメリカ合衆国、ニュージャージー州、パイン  ブルック）の視覚誘発電位（ＶＥＰ）装置（ＤｉｏｐｓｙｓのＮＯＶＡ（登録商標）ＶＥＰ検査システムなど）、またはＫｏｎａｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  ＵＳＡ（アメリカ合衆国、カリフォルニア州、アーバイン）の視覚誘発電位（ＶＥＰ）装置（ＫｏｎａｎのＥｖｏｋｅＤｘ（登録商標）ＶＥＰ検査システムなど）を使用して視覚誘発電位（ＶＥＰ）データを生成することができる。他の供給元および製造業者の器機もまた使用可能である。本システムおよび方法は、眼または脳からの増幅電気信号を刺激表示と同期させる。本装置はインターネットに接続され、コンピュータのクロックを原子時計または他の時間基準と同期させて、使用される任意のコンピュータに参照基準を提供するソフトウェアを含むことができる。次に、標準化されたクロックを使用してコンピュータ装置により画像が生成され、この画像に時刻署名が刻印される。ディスプレイおよびビデオカードの種類によって立上り時間および減衰時間が異なるため、本実施形態ではディスプレイのオン設定およびオフ設定を読み込む光ダイオードが使用される。この情報は、増幅器およびＡ／Ｄ変換器によって生成されるデータストリームの後処理に使用される。電気生理学的データは後処理されるため、より短期間により多くのデータを収集することが可能となり、その結果、より正確な視覚誘発電位（ＶＥＰ）が得られる。ソフトウェアの後処理で、ディスプレイが異なることによって生じる相違点が修正されるため、視覚誘発電位（ＶＥＰ）を携帯電話、タブレット、ラップトップ、および仮想現実ディスプレイで実行することが可能となる。タイムスタンプ付きデータは、ディスプレイに起因して生じた遅延に応じて補正される。次に、タイムスタンプ付きデータは、平均加算され、処理された後、グラフィック形式および数値形式の双方の機械可読形式で格納されたデジタル形式でユーザーに表示される。
【００４８】
増幅器はプログラムで制御できるアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）に接続されている。好適なアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）は、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である（モデル：１６０８  ＦＳ  Ｐｌｕｓなど）。平均加算および分析はソフトウェアプラットフォームを使用して本システムおよび方法によって実施することができる。
【００４９】
本システムおよび方法は、連続サンプリングパターンＶＥＰコードおよび設計を提供する。臨床視覚誘発電位に関する国際臨床視覚電気生理学会（ＩＳＣＥＶ）基準（２０１６年）に準拠して、利用されるハードウェアは以下を含むことが好ましい。Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ社製ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ−ＯＥＭ基板のみ、１６ビット、８チャネル、１００ｋｓ／ｓ／ｃｈ、同時サンプリング方式ＤＡＱ装置、ｉｉ）Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ社製ＡＤ８２３２−ＥＶＡＬＺ基板、および即時復元機能およびリードオフ検出機能を備えた即時使用可能な心拍数モニターのフロントエンド。総利得１１００Ｖ／Ｖ、計装用増幅器利得＝１００、演算増幅器利得＝１１。計装用増幅器は、カットオフ７Ｈｚで利得および高域フィルタリングを適用（４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅのロールオフに対して２極）。演算増幅器は、カットオフ２５Ｈｚ、２極、Ｓａｌｌｅｎ−Ｋｅｙ（サレンキー）型構成で利得および低域フィルタリングを適用。停止時出力電圧＝中間電圧＝３．３Ｖ／２＝１．６５Ｖ。ゴールドカップ電極の入力に基づいた中間電圧１．６５Ｖを超える右足駆動（Ｒｉｇｈｔ  Ｌｅｇ  Ｄｒｉｖｅ）。マイクロチップ：ＭＣＰ６０３１、光ダイオード：ＰＩＣｔａｉｌ  Ｐｌｕｓ  Ｄｅｍｏ基板。ＸＰ  Ｐｏｗｅｒ  ＩＭＬ０２０５Ｓ３Ｖ３  ＤＣ−ＤＣ変換器：５Ｖ〜３．３Ｖ絶縁モジュール、最大出力６００ｍＡ、ＥＦＴ／サージフィルター設定付き、ＰＣ  ＵＳＢからの５Ｖを３．３Ｖに変換。モニター：ＬＥＤ  Ｂａｃｋｌｉｔ  ＩＰＳ  ＬＣＤ、リフレッシュレート６０Ｈｚ、１９２０  ｘ  １０８０  ＦＨＤ。Ｋｏｒａｍｚｉ  ＶＲ眼鏡実装。Ｄｕｅｔ  Ｄｉｓｐｌａｙアプリ搭載のＡｐｐｌｅ  ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）６により、監視、およびデスクトップとｉＰｈｏｎｅ（登録商標）との拡張ディスプレイが可能となる。ディスプレイはスダンドアローン型ＶＧＡまたはＨＤＭＩ（登録商標）であることが好ましいが、Ｓａｍｓｕｎｇのスマートフォンもまた使用可能である。
【００５０】
例えば、Ｃ#で書かれたコード：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｖｉｓｕａｌ  ＳｔｕｄｉｏおよびＤＡＱ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｌｉｂｒａｒｙ（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ社の厚意により掲載）を利用したＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｆｏｒｍｓ。アナログ入力の走査範囲：最大利得のために±２Ｖに設定（入力中間値：１．６５Ｖ）、精度を１．３１ｍＶに設定。サンプリングレート＝１９２０サンプル／秒（ＩＳＣＥＶの最低レート：１０００サンプル／秒）。サンプル合計＝１０秒の走査時間に対して少なくとも１０ｘサンプリングレート（サンプル合計：１９２００）。パターン刺激：市松模様のボード（１６ｘ１６、３２ｘ３２、６４ｘ６４、１２８ｘ１２８）、反転率＝２反転／秒（ｒｐｓ）または１Ｈｚ。換言すれば、各市松模様のボードは５００ｍｓの間表示される。ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ  ＯＥＭの１のアナログ入力は、ＡＤ８２３２−ＥＶＡＬＺの出力に接続される。ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ  ＯＥＭの１のアナログ入力は、ＭＣＰ６０３１光ダイオード基板の出力に接続される。
【００５１】
図１は、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセットと連動するディスプレイを有するスマートフォン装置である本発明の１実施形態のアセンブリ（１００として示す）の平面図を示す。ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセット１０１は、本方法のアルゴリズムに従って分析される生体視覚データを収集するために、１０２として示す患者の眼と一直線上に整列するように構成されている。ヘッドセット１０１は、（Ｔｚｕｍｉ  ＶＲ  Ｈｅａｄｓｅｔ  Ｎｏ．  ４５８６の商品名で販売されているヘッドセット用マウントなどの）ヘッドセット用マウント１０３を含む。（Ｓｔｅｐｐｅｒ  Ｍｏｔｏｒ  ０８Ｙ１０２Ｓ−ＬＷ４の商品名で販売されているモーターアセンブリなどの）モーターアセンブリ１０４は、ヘッドセット用マウント１０３内に一体化されている。ギヤハウジング１０５は、ギヤ／モーターアダプター１０６と、４８個の歯を有する駆動ギヤ１０７と、２つの従動ギヤ用アダプター１０８と、２つのレンズ延長管１０９と、９６個の歯を有する従動ギヤ１１０と、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセット１０１として組み立てられた際、当該ヘッドセットと面一で取付けられた取付プレート１１１とを含む。ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセット１０１は、本明細書で一般的にスマートフォンとして示す、ディスプレイを有する装置（１２０として示す）とインタラクションするように構成されており、さらに、生体視覚データを正確に測定し、前記装置のディスプレイ上に当該データを表示するためにソフトウェアをダウンロード可能なように実装されている。スマートフォン１２０および／またはヘッドセット１０１はインターネット機能を有し、１３０で示すように、通信業者のネットワークを介してインターネット接続およびインターネット上での通信が可能であり、これにより１３１として示す原子時計と通信して精確な時間データをダウンロードする。スマートフォン１２０は、少なくとも１つのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、おおびＷｉ−Ｆｉおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の機能を備える無線ネットワーク通信業者を含む。ヘッドセット１０１は、少なくとも１つのＵＳＢポートハードウェアおよび回路を含むことが好ましい。スマートフォン１２０は、ＵＳＢを通してヘッドセット１０１と接続されていてもよい。代替的に、ヘッドセット１０１は、ネットワーク通信業者への接続機能と、当該ヘッドセット１０１とスマートフォン１２０との無線接続のためのＷｉ−Ｆｉおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ハードウェアおよびソフトウェアとを含む。
【００５２】
スマートフォンを介して利用される連続サンプリングパターンＶＥＰコードおよび設計用のハードウェアは以下の通りである。Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ社製ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ−ＯＥＭ基板のみ、１６ビット、８チャネル、１００ｋｓ／ｓ／ｃｈ、同時サンプリング方式ＤＡＱ装置、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ社製ＡＤ８２３２−ＥＶＡＬＺ基板、および即時復元機能およびリードオフ検出機能を備えた即時使用可能な心拍数モニターのフロントエンド。総利得１１００Ｖ／Ｖ、計装用増幅器利得＝１００、演算増幅器利得＝１１。計装用増幅器は、カットオフ７Ｈｚで利得および高域フィルタリングを適用（４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅのロールオフに対して２極）。演算増幅器は、カットオフ２５Ｈｚ、２極、Ｓａｌｌｅｎ−Ｋｅｙ（サレンキー）型構成で利得および低域フィルタリングを適用。停止時出力電圧＝中間電圧＝３．３Ｖ／２＝１．６５Ｖ。ゴールドカップ電極の入力に基づいた中間電圧１．６５Ｖを超える右足駆動（Ｒｉｇｈｔ  Ｌｅｇ  Ｄｒｉｖｅ）。マイクロチップ：ＭＣＰ６０３１、光ダイオード：ＰＩＣｔａｉｌ  Ｐｌｕｓ  Ｄｅｍｏ基板。ＸＰ  Ｐｏｗｅｒ  ＩＭＬ０２０５Ｓ３Ｖ３  ＤＣ−ＤＣ変換器：５Ｖ〜３．３Ｖ絶縁モジュール、最大出力６００ｍＡ、ＥＦＴ／サージフィルター設定付き、ＰＣ  ＵＳＢからの５Ｖを３．３Ｖに変換。モニター：ＬＥＤ  Ｂａｃｋｌｉｔ  ＩＰＳ  ＬＣＤ、リフレッシュレート６０Ｈｚ、１９２０  ｘ  １０８０  ＦＨＤ。Ｋｏｒａｍｚｉ  ＶＲ眼鏡実装。ディスプレイはスダンドアローン型ＶＧＡまたはＨＤＭＩ（登録商標）であることが好ましいが、Ｓａｍｓｕｎｇのスマートフォンもまた使用可能である。
【００５３】
Ｃ#で書かれたコード：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｖｉｓｕａｌ  ＳｔｕｄｉｏおよびＤＡＱ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｌｉｂｒａｒｙ（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ社の厚意により掲載）を利用したＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｆｏｒｍｓ。アナログ入力の走査範囲：最大利得のために±２Ｖに設定（入力中間値：１．６５Ｖ）、精度を１．３１ｍＶに設定。サンプリングレート＝１９２０サンプル／秒（ＩＳＣＥＶの最低レート：１０００サンプル／秒）。サンプル合計＝１０秒の走査時間に対して少なくとも１０ｘサンプリングレート（サンプル合計：１９２００）。パターン刺激：市松模様のボード（１６ｘ１６、３２ｘ３２、６４ｘ６４、１２８ｘ１２８）、反転率＝４反転／秒（ｒｐｓ）または２Ｈｚ。換言すれば、各市松模様のボードは２５０ｍｓの間表示される。ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ  ＯＥＭの１のアナログ入力は、ＡＤ８２３２−ＥＶＡＬＺの出力に接続される。ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ  ＯＥＭの１のアナログ入力は、ＭＣＰ６０３１光ダイオード基板の出力に接続される。
【００５４】
図２は、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセットと連動するディスプレイを有するラップトップ上の本発明の１実施形態のアセンブリ（２００として示す）の平面図を示す。ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセット２０１は、本発明に従って局所および／または多局所生体視覚データを収集するために、患者の眼と一直線上に整列するように構成されおり、本発明のアルゴリズムに従って、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ）およびパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ）を含む視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）を分析する際に有用である。ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセット２０１は、ディスプレイを有する装置、ここでは２２０として示すラップトップとインタラクションするように構成されている。ラップトップ２２０は、少なくとも１つのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、およびＷｉ−Ｆｉおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の機能を備える無線ネットワーク通信業者を含む。また、ラップトップ２２０は、少なくとも１つのＵＳＢポートハードウェアおよび回路を含むことが好ましい。ラップトップ２２０および／またはヘッドセット１０１はインターネット機能を有し、２３０で示すように、通信業者のネットワークを介してインターネット接続およびインターネット上での通信が可能であり、これにより２３１として示す原子時計と通信して精確な時間データをダウンロードする。ラップトップ２２０は、ＵＳＢを通してヘッドセット２０１と接続されていてもよい。代替的に、ラップトップ２２０は、リアルタイムのデータ取得および分析のために、ネットワーク通信業者への接続機能と、当該ヘッドセット２０１とラップトップ２２０との無線接続のためのＷｉ−Ｆｉおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ハードウェアおよびソフトウェアとを含む。ラップトップコンピュータ（Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）１０）、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ社製ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳ−ＯＥＭ基板のみ、１６ビット、８チャネル、１００ｋｓ／ｓ／ｃｈ。同時サンプリング方式ＤＡＱ装置。ハードウェアおよびソフトウェアは本明細書で記載のように提供される。
【００５５】
図３ａ〜３ｃは、本システムおよび本装置によって実施される方法の１実施形態における工程を説明するフロー図（３００として示す）を示す。図３ａは工程１〜４を示し、図３ｂは工程５〜６を示し、図３ｃは工程７〜８を示す。図３ａを参照すると、３０１として示す工程１において、市松模様のボードの設定に関するクエリー／質問がメッセージボックスに表示される。有効な市松模様のボードの選択は、１６、３２、６４、および１２８であってもよい。このような選択は非限定的な例として提供されるものであり、例えば、異なるディスプレイ解像度を有するＨＤＭＩ（登録商標）ディスプレイを使用する場合は変更することができる。また他の画像タイプを使用してもよい。上記番号は、市松模様パターン表示で使用するために保存される。３０２として示す工程２において、検査対象の眼に関するクエリーがメッセージボックスに表示される。有効な選択は、Ｌ、ｌ、ｌｅｆｔ、Ｌｅｆｔ、Ｒ、ｒ、ｒｉｇｈｔ、Ｒｉｇｈｔであり、市松模様のボードは選択に従って画面の左側または右側に移動する。光ダイオードが市松模様のボード表示される場所の上下方向中央部に配置される。３０３として示す工程３において、装置の画面上に市松模様のボードを適切に表示するために、ｆｏｒｍ  ｌｏａｄを実行して表示装置の画面の有効寸法をロードする。例えば、装置がｉＰｈｏｎｅ（登録商標）の商品名で販売されているスマートフォンである場合、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）上で市松模様のボードを適切に表示するために、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）の表示画面の有効寸法に対応するようにｆｏｒｍ  ｌｏａｄが実行される。次に、３０３ａで示すように、タイマーが５００ｍｓ〜２５０ｍｓに設定され、タイマーの始動およびＵＳＢ−１６０８ＦＳ−Ｐｌｕｓからのデータ取得が開始される。プログラムのバックグラウンドで走査が実行され、データがオンボードメモリフィルとしてＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）データバッファに転送される。ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−Ｐｌｕｓはまた、入力（電圧）に適合するようにデータを自動的にスケール調整することができる。３０４として示す工程４において、５００ｍｓまたは２５０ｍｓのｔｉｍｅｒ  ｔｉｃｋ毎にｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔが増加し、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｌｉｂｒａｒｙによって提供されるＧｅｔＳｔａｔｕｓ法を用いてＵＳＢ−１６０８ＦＳ−Ｐｌｕｓのステータスが読み出される。１つの戻り値はｃｕｒＣｏｕｎｔであり、これはＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰｌｕｓとＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）データバッファとの間で転送されたサンプルの総数である。３０４ａで示すように、この数値は、Ｔｉｃｋ  Ｃｏｕｎｔ  ｖｓ．Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｏｕｎｔの配列に格納される。３０４ｂで示すように、Ｔｉｃｋ  Ｃｏｕｎｔ＝時間／２５０ｍｓである。例えば、時間＝０ｍｓでは、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ＝０／２５０ｍｓ＝０であり、時間＝２５０ｍｓでは、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ＝２５０ｍｓ／２５０ｍｓ＝１、時間＝５００ｍｓでは、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ＝５００ｍｓ／２５０ｍｓ＝２である。この結果、３０４ｃで示すように、ｃｕｒＣｏｕｎｔ値に基づいて、データストリームにおける各ｔｉｃｋの発生個所を決定することができる。３０４ｄにおいて、原子時計に対して正確なタイミングに関するクエリーが行われる。
【００５６】
３０５として示す工程５において、本方法によって、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔが４０に達したかどうかについて確認／クエリーが実行される（１０秒／０．２５０ｓ＝１０秒間で４０の市松模様のボード）［時間＝１０，０００ｍｓ（または１０ｓ）、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ＝１０，０００ｍｓ／２５０ｍｓ＝４０  ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔｓ］。はい、の場合、３０５ａで示すように、本方法によって、データ取得およびタイマーが停止される。いいえ、の場合（市松模様のボードの数が４０に達していない場合）、３０５ｂで示すように、本システムは、現在の市松模様のボードにおける左上のピクセルの色を確認する（デフォルトでは、最初に表示される市松模様のボードは白色）。白色である場合、３０５ｃで示すように、市松模様のボードは最初のピクセルを黒色として再描画／リセットされ、市松模様のボード全体の様相が変化する（白色は黒色に、黒色は白色に変化）。黒色である場合、３０５ｄで示すように、市松模様のボードは最初のピクセルを白色として再描画／リセットされ、市松模様のボード全体の様相が変化する（黒色は白色に、白色は黒色に変化）。
【００５７】
３０６として示す工程６において、ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔが最大値に達したとき、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）データバッファが所定の配列にロードされる。３０６ａにおいて、平均化が実行されて、Ｄａｔａ［ｘ］［ｙ］の新しい配列が生成される。ここで、ｘはｔｉｃｋの総数（市松模様のボードの数に直接対応）であり、ｙはサンプル数／市松模様のボードである。３０６ｂにおいて、データを断片に切断することにより、実行中のサンプル配列から新しいデータ配列にコピーする。例えば、Ｄａｔａ［０］［ｙ］は、第１の市松模様のボード表示中に収集されたデータの総数に対応する［ｘ＝０ｔｉｃｋ、ｙ＝サンプル数／第１の市松模様のボード］。Ｄａｔａ［１］［ｙ］は、第２の市松模様のボード表示中に収集されたデータの総数に対応し［ｘ＝１ｔｉｃｋｓ（時間＝２５０ｍｓ、ｙ＝サンプル数／第２の市松模様のボード］．．．Ｄａｔａ［１＋ｎ．．．］［ｙの市松模様のボード＝１＋ｎ．．．］である。３０６ｃにおいて、光ダイオードによる入力データ配列を走査することにより、各市松模様のパターンの開始および終了が決定／検出される。光ダイオードの応答時間は２μｓに設定するのが好ましい。また、アナログ入力のサンプリングが同時に実行される。（ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−ＰＬＵＳへの）アナログ入力のサンプリングと光ダイオードによる高速時間（２μｓ）での応答が同時に行われることにより、光ダイオードのデータ配列における２点の差分絶対値が所定の閾値よりも高い時点について単に走査して、検査に使用されている画面の明度を調整することが可能となる。黒色の市松模様の升目は低電圧に対応し（ＬＣＤがＬＥＤのバックライトを遮断）、一方、白色の市松模様の升目は高電圧に対応する（ＬＣＤがＬＥＤのバックライトを透過）。このように、視覚誘発電位（ＶＥＰ）データ、網膜電図（ＥＲＧ）データ、パターン反転視覚誘発電位（Ｐ−ＶＥＰ）データ、およびパターン反転網膜電図（ＰＥＲＧ）データなどの生体データはパターン表示と直接一致するようになる。３０６ｄで示すように、市松模様のパターンを表示するモニターまたはその他の装置の入力ラグおよび応答時間の遅延を決定するために、光ダイオードの応答をタイマーｔｉｃｋｓにおけるｃｕｒＣｏｕｎｔと比較することが好ましい。３０６ｅで示すように、タイミングの正確性を確実なものとするために、前記時間を原子時間のクエリーと比較することが好ましい。
【００５８】
工程７の３０７で示すように、市松模様のボード全体を平均化するｎｅｓｔｅｄ  ｆｏｒ  ｌｏｏｐ（入れ子になったｆｏｒループ）を実装することによりデータの平均化が実行される。平均データ点＝Ｄａｔａ［ｘ］［ｙ］／ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ総数である。したがって、データ点ｙ＝２の平均値は、加算：Ｄａｔａ［０］［２］＋Ｄａｔａ［１］［２］＋Ｄａｔａ［３］［２］＋．．．＋Ｄａｔａ［ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔの総数］［２］および当該加算による総計をｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔの総数で除算することによって得られる。次に、３０７ａで示すように、この平均値を他の配列に加算し、配列の総数で除算することによって配列全体の平均値が決定される。
【００５９】
最後に３０８で示す工程８のにおいて、配列の平均値が、適切な時間尺度（総時間＝５００ｍｓまたは２５０ｍｓ）で折れ線グラフとして画面に表示される。データ取得用基板によって電圧スケーリングが予め提供されていることが好ましいが、電圧を正確にするために、ＡＤ８２３２基板の中間電圧を減算する必要がある。
【００６０】
図４は、視覚誘発電位（ＶＥＰ）を正確に測定および表示するための本発明の方法の工程を示す別のフロー図（４００として示す）である。４１１として示す工程１において、４１２で例示的に示すように、信号の記録のために被検者の頭皮に電極が配置される。４１３として示す工程２において、本方法により、市松模様のボード数の設定に関するクエリーが実行される。有効な市松模様のボードの選択は、１６、３２、６４、および１２８である。上記番号は、市松模様パターン表示で使用するために保存される。４１４として示す工程３において、本方法により、検査対象の眼に関するクエリーが実行される。有効な選択は、Ｌ、ｌ、ｌｅｆｔ、Ｌｅｆｔ、Ｒ、ｒ、ｒｉｇｈｔ、Ｒｉｇｈｔであり、市松模様のボードは選択に従って画面の左側または右側に移動する。光ダイオードが市松模様のボードが表示される場所の左上隅に配置される。４１５として示す工程４において、装置の画面上に市松模様のボードを適切に表示するために、ｆｏｒｍ  ｌｏａｄを実行して表示装置の画面の有効寸法をロードする。例えば、装置がｉＰｈｏｎｅ（登録商標）の商品名で販売されているスマートフォンである場合、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）上で市松模様のボードを適切に表示するために、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）の表示画面の有効寸法に対応するようにｆｏｒｍ  ｌｏａｄが実行される。４１６として示す工程５において、図３ａ〜３ｃに関連して説明したように、本発明のアルゴリズムが採用される。３０３ａで示すように、タイマーが５００ｍｓ〜２５０ｍｓに設定され、タイマーの始動およびＵＳＢ−１６０８ＦＳ−Ｐｌｕｓからのデータ取得が開始される。プログラムのバックグラウンドで走査が実行され、データがオンボードメモリフィルとしてＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）データバッファに転送される。ＵＳＢ−１６０８ＦＳ−Ｐｌｕｓはまた、入力（電圧）に適合するようにデータを自動的にスケール調整することができる。ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ、時間、市松模様のボード、サンプル数、配列、およびｃｕｒＣｏｕｎｔが、図３ａ〜３ｃにおいて説明した本方法のアルゴリズムを実行することにより決定される。４１７として示す工程６において、視覚誘発電位（ＶＥＰ）データが装置のディスプレイに表示される。
【００６１】
図５は、本発明に従って動作可能なディスプレイを有する装置（５００として示す）の代表的な構成要素を示すアーキテクチャ図である。装置５０１は、本発明を実行する主要装置または器機として示されている。通常、装置５０１は、ＣＰＵ／プロセッサ５１０と、メモリー５２０と、記憶装置５３０と、入力／出力装置５４０とを含むモジュールを有するように構成されている。これらのコンポーネントの各コンポーネントは、例えば、システムバスによって相互接続されている。プロセッサ５１０は、本発明の方法、システム、およびハードウェア構成部内のコンピュータ可読媒体における命令を実行処理することができる。装置５０１は、ディスプレイ５０７と、サービスプロバイダーへのネットワーク接続５０６を含む。
【００６２】
図６は、６００として示す、被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発された神経系の電気活動を測定するための方法の１実施形態を示すフロー図である。本方法は、１）６１２において、タイミングシーケンスに従って、視覚表示装置により、少なくとも２つの連続画像としての視覚刺激を被検者に対して視覚的に表示する工程と、２）６１３において、視覚刺激に応答して誘発された電気信号を検出する工程と、３）６１４において、映像表示装置により、視覚刺激である少なくとも２つの連続画像各画像が表示される開始時点を検出する工程と、４）６１５において、前記誘発電気信号を各画像が被検者に表示される開始時点と同期させる工程と、５）６１６において、少なくとも２つの前記画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、６）６１７において、前記画像からのデジタルデータを信号加算平均して、時間の関数として前記視覚刺激について信号が加算平均されたデータ提供する工程と、を含む。
【００６３】
図７は、７００として示す、本方法の１実施形態における工程を示すフロー図である。同時サンプリングを行うアナログ／デジタル変換器（「ＡＤＣ」）を利用して、（通常、増幅器によって処理後の）脳波記録（ＥＥＧ）または網膜電図（ＥＲＧ）データがサンプリングされる。本明細書で詳細に説明したように、データのサンプリングはオンタイミングで実行する必要があるが、いずれにしても、視覚刺激画像が表示される周期毎に２若しくはそれ以上実行する必要がある。７１１において、検査終了後、光検出器応答における最小電圧および最大電圧を求める。７１３において、前記最小電圧および最大電圧の平均値を計算して、「閾値」電圧を決定する。次に、７１４において、画像が映像表示装置上で変化（例えば、周期におけるオン、または反転）時点に対応して閾値電圧を超える画像サンプル数を決定する。７１５において、前記データを平均化して、時間の関数として電気信号強度の平均波形を提供する。
【００６４】
以下の実施例を、本発明についてより完全な理解を提供するために提示する。本発明の原理および実施を説明する目的で本実施例に記載した特定の技法、条件、材料、割合、および報告データは例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【実施例１】
【００６５】
研究設計：反復測定設計が研究者らにより利用された。本設計により、研究者らは、本システムの従来器機（例えば、Ｄｉｏｐｓｙｓ  ＶＥＰ装置など）に対する信頼性に関する統計的推定を、少数の参加者のサンプル（ｎ＝１０）を利用して行うことができた。さらに、この設計によって、研究者らが、データ収集に必要なタスクを完了するための訓練を参加者に対して迅速に行うことが可能となった。最後に、本方法により、参加者の測定値における変動を監視することが可能となり、単一の測定値ではなく測定平均値を用いて視覚タイプを診断することができた。
【００６６】
患者の選択：最高矯正視力が２０／２５またはそれ以上である、正常視力の患者５人（「参加者」）が選択された。各被検者のいずれも眼疾患の病歴はなく、視力検査は正常であった。年齢は２６歳〜７６歳にわたり、平均年齢は４０．６歳であった。視神経萎縮症疾患を持つ患者５人が追加的に選択された。当該患者は、緑内障に続発した視神経萎縮症、または原発性視神経萎縮の診断を受けた。患者の診断は、ＯＣＴ、眼底撮影法、および視力検査によって確認された。
【００６７】
手順：患者をＤｉｏｐｓｙｓ  Ｎｏｖａ  ＶＥＰ／ＴＲと本システムおよび方法で検査した。本研究の目的のために、１被検者に対し１つの眼を検査した。所定の視角を市松模様の升目毎に３０分間生成するために、両方の装置を用いて３２ｘ３２の市松模様のボードを表示した。頭皮をＮｕｐｒｅｐ（ＴＮ）洗浄剤（Ｗｅａｖｅｒ  &  Ｃｏ．、アメリカ合衆国、コロラド州、オーロラ）で洗浄後、Ｔｅｎ２０（ＴＮ）導体ペースト（Ｗｅａｖｅｒ  &  Ｃｏ．、アメリカ合衆国、コロラド州、オーロラ）を使って脳波記録（ＥＥＧ）用ゴールドカップ電極を適用した。画像は光の反転による変更を利用して反転された。電極は、額の中央部において眉毛から２ｃｍ上方の位置、および後頭部の外後頭隆起点から２ｃｍ上方の位置、かつ頭頂部を中心に他の電極から等間隔で配置した。３０ＨｚでＰｒｅｐ−Ｃｈｅｃｋ  ＥＩＭ１０５（ＴＮ）（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ、アメリカ合衆国、ニュージャージー州、リッチフィールド）を用いて計測した電極インピーダンスは５ＫΩであった。右眼には眼帯を装着し、左眼を１０秒間検査した。上記手順を各装置について全体で３回繰り返した。Ｄｉｏｐｓｙｓ  Ｎｏｖａ  ＶＥＰ／ＴＲの設定は、ＯＳ、１０秒間、市松模様パターン  ３２ｘ３２、および視角の測定：３０分／市松模様の升目であった。平均輝度を６６．２５ｃｄ／ｍ２として明暗差は８５％に設定した。パターン反転速度は、１Ｈｚまたは２反転／秒に設定した。本装置で検査を行う前に電極インピーダンスを確認した。本装置の設定は、ＯＳ、１０秒間、市松模様パターン測定：３０分／市松模様の升目、明暗差：平均輝度を４６．９ｃｄ／ｍ２として８５％であった。パターン反転速度は、１Ｈｚまたは２反転／秒に設定した。
【００６８】
分析設計：研究者らは３段階の分析設計を用いた。第１段階において、研究者らは、参加者の視覚タイプを診断するために、参加者に対する反復測定に関する記述分析を用いて平均スコアを生成した。平均スコアが１００ミリ秒未満であった参加者は正常視覚タイプと診断され、０と記録された。これに対し、平均スコアが１００ミリ秒を超えた参加者は視覚異常タイプと診断され、１と記録された。第２段階において、研究者らは１標本ｔ検定を用いて、参加者が正常視力および視覚異常タイプの集団を均等に表しているかについての尤度を決定した。具体的には、全参加者の平均スコアが当業分野での１００ミリ秒における測定値と比較された。第３段階において、研究者らは、参加者の記録値についてカイ二乗検定における独立性検定を行い、本システムとＤｉｏｐｓｙｓ装置との間に、視覚タイプおよび参加者の既知の視覚タイプに関する診断に有意差があるかどうかを決定した。
【００６９】
結果
第１段階の分析
全参加者は両方の装置によって３回測定を完了した。３回の検査の平均測定値は、１０２．７８〜１０７．３６の範囲であった。３回の検査の標準偏差は、１８．６３〜２２．６１の範囲であった。最後に、全視覚タイプの平均測定値は、１０５．３９であり、この際標準偏差は、１９．６０であった。
【００７０】
第２段階の分析
参加者の平均測定値は、１０５．３９（標準偏差＝１９．６０、表１を参照）であった。１標本ｔ検定の結果では、参加者の平均測定と当業分野での１００ミリ秒のカットオフ測定値との間に有意差は示されなかった（ｔ（１９）＝１．２３、ｐ＝０．２３４）。
【００７１】
第１段階の分析および第２段階の分析の双方の結果は２つの前提を裏付けるものである。第１に、全参加者の測定データ分布は、３回の検査にわたって一貫した結果であることが分かった。したがって、装置の種類とは関係なく参加者の視覚タイプを診断することにについてデータの一貫性が想定できる。第２に、参加者の平均測定、および正常視力と視覚異常を区別する当業分野でのカットオフ点である１００ミリ秒基準は統計的に同じであった。第１段階および第２段階の分析の目的は、正常集団および異常集団が臨床的および統計的に異なることを実証することにある。これにより、第３段階に関連するカイ二乗検定において利用される２つのデータセットについて等しい人数の参加者（すなわち、正常視力および視覚異常の参加者）がいるという前提が裏付けられる。
【００７２】
第３段階の分析
視覚タイプ診断の総完了時間において、２つの装置の有効性が異なることが分かった。正常視力および視覚異常に関する双方の装置の交差分布（ｃｒｏｓｓ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、診断の正確性におけるＤｉｏｐｓｙｓ装置と本システムとの間の違いを明示している。例えば、Ｄｉｏｐｓｙｓ装置は正常視力の患者のうち４人の患者を異常であると誤診した。また、Ｄｉｏｐｓｙｓ装置は視覚異常の患者５人全員を異常であると診断した。これに対し、本システムは、正常視力の患者５人全員を正常であると正確に診断した。さらに、本システムは、視覚異常の患者うち５人を異常であると正確に診断した。視覚異常参加者のグループのうち残りの２人は、本システムによって「正常」と診断されたが、異常患者集団を精査したところ、当該被検者は正常視力（２０／２０および２０／２５）有することが分かった。本システムは、視神経の外観に反して、当該２人の被検者が正常視力を有することを正確に判断したものである。これは、臨床所見と一致した結果である（すなわち、緑内障性視神経萎縮症の患者は疾患の末期になるまで極めて良好な中心視力を有することが多い。）。
【００７３】
【表１】
2021531114.tif 000003
2021531114.tif 000004
【００７４】
【表２】
2021531114.tif 000005
2021531114.tif 000006
【００７５】
診断された視覚タイプと既知の視覚タイプは２つの装置において独立しているという仮説を検証するために、カイ二乗検定における独立性検定を２回行なった。上記と同様にこの２回の検査結果によって２つの装置の有効性が異なることが明らかになった。Ｄｉｏｐｓｙｓ装置では、診断された視覚タイプと既知の視覚タイプとの関係は有意ではなかった（Ｘ２（１，ｎ＝１０）＝１．１１，ｐ＞０．０５）。これは、Ｄｉｏｐｓｙｓ装置では、正常視力の患者と視覚異常の患者を効果的に区別することができないことを示す。これに対し、本装置では、診断された視覚タイプと既知の視覚タイプとの関係は有意であった（Ｘ２（１，ｎ＝１０）＝４．２９，ｐ＜０．０５）。これは、本システムによって正常視力の患者と視覚異常の患者が効果的に区別されたことを示す。
【００７６】
【表３】
2021531114.tif 000007
【００７７】
本発明を詳細に説明したが、そのような詳細に厳密に従う必要はなく、添付の特許の範囲で定義された本発明の範囲内で追加の修正および変更を当業者に対して示唆可能であることを理解されたい。
【図１】
2021531114.tif 000008
【図２】
2021531114.tif 000009
【図３ａ】
2021531114.tif 000010
【図３ｂ】
2021531114.tif 000011
【図３ｃ】
2021531114.tif 000012
【図４】
2021531114.tif 000013
【図５】
2021531114.tif 000014
【図６】
2021531114.tif 000015
【図７】
2021531114.tif 000016
【図８】
2021531114.tif 000017
【図９】
2021531114.tif 000018
【図１０】
2021531114.tif 000019
【図１１】
2021531114.tif 000020
【図１２】
2021531114.tif 000021
【図１３】
2021531114.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月25日(2021.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定するシステムであって、
ａ．視覚刺激を被検者に表示する電子視覚表示装置と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から発生する電気信号を受け取る少なくとも１つの電極と、
ｃ．前記被検者から受け取った前記電気信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
ｄ．前記デジタルデータを記録するデジタルデータ記憶媒体と、
ｅ．プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置にタイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示させるコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、
ｆ．前記視覚表示装置からの前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々を、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号と同期させる同期装置と
を有し、
前記システムは、さらに、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像から受け取った前記電気信号の平均値に基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）に信号加算平均されたデジタル波形を計算させるプログラミングを有する、
システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
前記視覚表示装置によって前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像が表示されたことを感知するセンサーを有するものである、システム。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、
前記センサーは、前記視覚表示装置によって放射された光を感知する光検出器であり、
前記同期装置は、前記少なくとも２つ連続画像を表示するために、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号を、タイミング周期の開始時点に対応する前記光検出器からのデータと同期させるものである、
システム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、前記光検出器は光ダイオードである、システム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の表示を制御する命令を実行するものであり、
前記同期装置は、前記視覚表示装置を制御するための命令を送信するタイミングを入力ラグ、表示タイムラグ、またはその組み合わせに合わせて調整することにより、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号を、前記視覚表示装置によって表示される、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々と同期させるものである、
システム。
【請求項６】
請求項１記載のシステムにおいて、前記同期は、原子時計と直接的または間接的に通信するコンピュータのクロックに基づいて行われるものである、システム。
【請求項７】
請求項１記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示することが可能であり、さらに、
前記視覚表示装置に、各画像について約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するプログラミングを有するものである、
システム。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも１０の連続画像として前記視覚刺激を表示することが可能であり、さらに、
前記視覚表示装置に、各画像について約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するプログラミングを有するものである、
システム。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、前記視覚刺激は光を有し、前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚刺激を少なくとも２回反転させるものである、システム。
【請求項１０】
請求項１記載のシステムにおいて、前記視覚刺激は、パターン形状、デザイン、または物体の画像を含み、前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚刺激を少なくとも４回反転させるものである、システム。
【請求項１１】
請求項９記載のシステムにおいて、前記視覚刺激は、方向の変更、光の変更、画像の交互の入れ替わり、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるシークエンスを有するものである、システム。
【請求項１２】
請求項９記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも２つの連続画像として前記視覚刺激を表示することが可能であり、さらに、
前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置に、各画像について約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するものである、
システム。
【請求項１３】
請求項９記載のシステムにおいて、
当該システムは、少なくとも１０の連続画像として前記視覚刺激を表示することが可能であり、さらに、
前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置に、各画像について約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように命令するものである、
システム。
【請求項１４】
被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定する方法であって、
ａ．視覚表示装置により、タイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として視覚刺激を被検者に視覚的に表示する工程と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から誘発された電気信号を検出する工程と、
ｃ．前記視覚表示装置により前記少なくとも２つ連続画像の各々が表示された開始時点を検出する工程と、
ｄ．前記誘発された電気信号を前記少なくとも２つ連続画像の各々が前記被検者に表示された開始時点と同期させる工程と、
ｅ．前記少なくとも２つ連続画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、
ｆ．時間の関数として前記視覚刺激の信号加算平均されたデータを提供するために、前記少なくとも２つ連続画像のデジタルデータを信号加算平均する工程と
を有する、方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、前記少なくとも２つ連続画像を表示するタイミングは、光検出器によって前記視覚表示装置からの光の表示を感知することにより決定されるものである、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記光検出器は光ダイオードである、方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の方法において、
網膜電図（ＥＲＧ）を前記視覚刺激と同期させる工程は、スイッチを作動させるタイミング、または前記視覚表示装置を制御するためのプログラミング命令を動作するタイミングに基づくものであり、
前記スイッチを作動させるタイミング、または前記視覚表示装置を制御するためのプログラミング命令を動作するタイミングは、入力ラグ、表示タイムラグ、またはその組み合わせに基づいて調整されるものである、
方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の方法において、前記同期させる工程は、原子時計と同期されたクロックに基づくものである、方法。
【請求項１９】
請求項１４記載の方法において、前記視覚刺激である少なくとも２つ連続画像は、少なくとも２つの反転を有するものである、方法。
【請求項２０】
請求項１４記載の方法において、前記視覚刺激は、方向の変更、光の変更、画像の交互の入れ替わり、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるシークエンスを有するものである、方法。
【請求項２１】
請求項１５記載の方法において、前記視覚刺激は、方向の変更、光の変更、画像の交互の入れ替わり、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されるシークエンスを有するものである、方法。
【請求項２２】
請求項１９記載の方法において、前記電気信号は、前記被検者の眼球上または眼球の近傍に配置される電極によって検出されるものである、方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法において、
前記視覚刺激は、少なくとも１０の連続画像としてを表示されるものであり、
前記視覚表示装置は、プログラミングに基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）により各画像について約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように制御されるものである、
方法。
【請求項２４】
請求項２０記載の方法において、前記電気信号は、頭皮に配置される電極によって検出されるものである、方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法において、
前記視覚刺激は、少なくとも１０の連続画像として表示されるものであり、
前記視覚表示装置は、プログラミングに基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）により各画像について約２５０ｍｓ〜約５００ｍｓの範囲の少なくとも１つの表示速度に対応する速度で視覚刺激画像を表示するように制御されるものである、
方法。
【請求項２６】
視覚検査システムのための非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、１若しくはそれ以上のコンピュータ装置によって実行されると、当該１若しくはそれ以上のコンピュータ装置に、
ａ．視覚表示装置に、タイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として視覚刺激を被検者に表示するように命令する工程と、
ｂ．前記視覚刺激を表示した前記被検者から電気信号を受け取る工程であって、前記電気信号は、前記視覚刺激に暴露された結果、誘発されるものである、前記受け取る工程と、
ｃ．前記視覚表示装置により前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々が表示された開始時点を検出するセンサーからデータを受け取る工程と、
ｄ．前記誘発された電気信号を前記少なくとも２つ連続画像の各々が前記被検者に表示された開始時点と同期させる工程と、
ｅ．前記少なくとも２つ連続画像について、前記電気信号をデジタルデータに変換する工程と、
ｆ．時間の関数として前記視覚刺激の信号加算平均されたデータを提供するために、前記少なくとも２つ連続画像のデジタルデータを信号加算平均する工程と
を実行させる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２７】
請求項２６記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体において、前記センサーは、前記視覚表示装置上の前記少なくとも２つ連続画像の開始時点を検出する光検出器である、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２８】
請求項２６記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体において、さらに、
前記視覚刺激である、少なくとも２つの連続画像のデジタルデータを信号加算平均するための命令を有するものである、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２９】
被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発される神経系の電気活動を測定するシステムであって、
ａ．視覚刺激を被検者に表示する電子視覚表示装置と、
ｂ．前記視覚刺激に応答して前記被検者から発生する電気信号を受け取る少なくとも１つの電極と、
ｃ．前記被検者から受け取った前記電気信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、
ｄ．前記デジタルデータを記録するデジタルデータ記憶媒体と、
ｅ．プログラミングに基づいて、前記視覚表示装置にタイミングシーケンスに従って少なくとも２つ連続画像として前記視覚刺激を表示させるコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、
ｆ．前記視覚表示装置から放射される光を感知する光検出器と、
ｇ．前記光検出器からの前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像の各々を、当該画像を表示するためのタイミング周期の開始時点と対応するように同期させる同期装置と
を有し、
前記システムは、さらに、前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像から受け取った前記電気信号の平均値に基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）に信号加算平均されたデジタル波形を計算させるプログラミングを有する、
システム。
【請求項３０】
請求項２９記載のシステムにおいて、さらに、
前記視覚表示装置によって前記視覚刺激である前記少なくとも２つ連続画像が表示されたことを感知するセンサーを有するものである、システム。
【請求項３１】
請求項３０記載のシステムにおいて、
前記センサーは、前記視覚表示装置によって放射された光を感知する光検出器であり、
前記同期装置は、前記少なくとも２つ連続画像を表示するために、前記少なくとも１つの電極が受け取った前記電気信号を、タイミング周期の開始時点に対応する前記光検出器からのデータと同期させるものである、
システム。
【請求項３２】
請求項２９記載のシステムにおいて、プログラミングに基づいて、前記中央処理装置（ＣＰＵ）は、
（ｉ）前記電気信号のステータスを読み出して時間の関数として、ｃｕｒＣｏｕｎｔおよびｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔを計算するものであり、ここでｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔは、時間／時間尺度であり、
（ｉｉ）ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔの最大値において、当該ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔおよびｃｕｒＣｏｕｎｔをＤａｔａ［ｘ］［ｙ］配列に格納するものであり、ここで、ｘはｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ、ｙは市松模様のボート当たりのサンプル数であり、
（ｉｉｉ）原子時計の正確なタイミングをクエリーし、
（ｉｖ）（Ｄａｔａ［ｘ］［ｙ］ａｒｒａｙｓ（複数のデータ［ｘ］［ｙ］配列））／（全ｔｉｃｋ  ｃｏｕｎｔ）に基づいて平均配列を決定し、
（ｖ）前記時間尺度を用いて平均配列をディスプレイに表示するものである、
システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
よって、視覚誘発電位（ＶＥＰ）および網膜電図（ＥＲＧ）検査に有用な器機および方法の精度を改善する必要がある。また、データストリームの分析の際、効率の損失を防ぐために、連続的にデータストリームを処理する装置および方法が当該技術分野において必要とされている。さらに、改善された精度およびより高い信頼性をもって、所定期間の間データを同期させる装置および方法が当該技術分野において必要とされている。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）  米国特許出願公開第２０１４／００２４９６４号明細書
（特許文献２）  米国特許出願公開第２０１４／０３１３４８８号明細書
（特許文献３）  米国特許出願公開第２０１６／０２３５３２３号明細書
（特許文献４）  米国特許出願公開第２０１０／００９１２４５号明細書
（特許文献５）  米国特許出願公開第２００９／００９１７０６号明細書
（特許文献６）  米国特許出願公開第２００４／０２６３７８０号明細書
（特許文献７）  米国特許第６，４７５，１６２号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、以下の発明の好適な実施形態の詳細な説明および添付の図面を参照することで十分に理解されるとともに、さらなる利点が明らかになると考えられる。
【図１】図１は、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセットとともに動作するディスプレイを有する、高解像度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））画面を備えたスマートフォン装置、またはＬＣＤディスプレイである本発明の１実施形態のアセンブリの平面図を示す。
【図２】図２は、ＲＳ社製光学素子を備えるヘッドセットと連動するディスプレイを有するラップトップ上の本発明の１実施形態のアセンブリの平面図を示す。
【図３ａ】図３ａは、本システムおよび方法の１実施形態における工程１〜４のフロー図を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、本システムおよび方法の１実施形態における工程５〜６のフロー図を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、本システムおよび方法の１実施形態における工程７〜８のフロー図を示す。
【図４】図４は、視覚誘発電位（ＶＥＰ）を正確に測定および表示するための本発明の方法の工程を示す別のフロー図である。
【図５】図５は、本発明に従って動作可能なディスプレイを有する装置の代表的な構成要素を示すアーキテクチャ図である。
【図６】図６は、被検者の眼に表示された視覚刺激によって誘発された神経系の電気活動を測定するための方法の１実施形態を示すフロー図である。
【図７】図７は、本方法の１実施形態における工程を示すフロー図である。
【図８】図８は、本システムおよび方法を使用した、５００ｍｓ間における視覚誘発電位（ＶＥＰ）応答の例を示すグラブである。
【図９】図９は、本システムおよび方法を使用した、２５０ｍｓ間における網膜電図（ＥＲＧ）応答の例を示すグラブである。
【図１０】図１０は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、１Ｈｚ（２反転／秒）、および起点８５％〜１５％での光応答を示す視覚誘発電位（ＶＥＰ）の例を示すグラブである。
【図１１】図１１は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、２Ｈｚ（４反転／秒）、および起点８５％〜１５％での光応答を示す網膜電図（ＥＲＧ）の例を示すグラブである。
【図１２】図１２は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、１Ｈｚ（２反転／秒）、および起点９０％〜１０％（画素反応時間を測定するための標準パーセント）での光応答を示す視覚誘発電位（ＶＥＰ）の例を示すグラブである。
【図１３】図１３は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、２Ｈｚ（４反転／秒）、および起点９０％〜１０％（画素反応時間を測定するための標準パーセント）での光応答を示す網膜電図（ＥＲＧ）の例を示すグラブである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図７は、７００として示す、本方法の１実施形態における工程を示すフロー図である。同時サンプリングを行うアナログ／デジタル変換器（「ＡＤＣ」）を利用して、（通常、増幅器によって処理後の）脳波記録（ＥＥＧ）または網膜電図（ＥＲＧ）データがサンプリングされる。本明細書で詳細に説明したように、データのサンプリングはオンタイミングで実行する必要があるが、いずれにしても、視覚刺激画像が表示される周期毎に２若しくはそれ以上実行する必要がある。７１１において、検査終了後、光検出器応答における最小電圧および最大電圧を求める。７１３において、前記最小電圧および最大電圧の平均値を計算して、「閾値」電圧を決定する。次に、７１４において、画像が映像表示装置上で変化（例えば、周期におけるオン、または反転）時点に対応して閾値電圧を超える画像サンプル数を決定する。７１５において、前記データを平均化して、時間の関数として電気信号強度の平均波形を提供する。図８は、本システムおよび方法を使用した、５００ｍｓ間における視覚誘発電位（ＶＥＰ）応答の例を示すグラブであり、８００として示す。グラフ中、点８０１は、約９８ｍｓ、０．００８ボルトにおいて、眼を介して一次的な後頭部信号が伝達されたことを示す。図９は、本システムおよび方法を使用した、２５０ｍｓ間における網膜電図（ＥＲＧ）応答の例を示すグラブであり、９００として示す。グラフ中、点９０１は、２５ｍｓ（偏差：＋／−２ｍｓ）、０．００３９ボルトにおいて、眼を介して一次的な後頭部信号が伝達されたことを示す。図１０は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、１Ｈｚ（２反転／秒）、および起点８５％〜１５％での光応答を示す視覚誘発電位（ＶＥＰ）の例を示すグラブであり、１０００として示す。図１１は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、２Ｈｚ（４反転／秒）、および起点８５％〜１５％での光応答を示す網膜電図（ＥＲＧ）の例を示すグラブであり、１１００として示す。図１２は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、１Ｈｚ（２反転／秒）、および起点９０％〜１０％（画素反応時間を測定するための標準パーセント）での光応答を示す視覚誘発電位（ＶＥＰ）の例を示すグラブであり、１２００として示す。図１３は、本システムおよび方法を使用した、１０秒間、２Ｈｚ（４反転／秒）、および起点９０％〜１０％（画素反応時間を測定するための標準パーセント）での光応答を示す網膜電図（ＥＲＧ）の例を示すグラブである。
【国際調査報告】
2021531114.tif 000023
2021531114.tif 000024