(57)【要約】  本発明は、とくには歯ぎしりに関する筋活動を測定し、測定された筋活動に応答して、個人の皮膚へと適用された電極を介して電気的刺激をもたらすための装置および方法であって、電極の皮膚への接続状態が監視され、前記質の測定にもとづいて電気的刺激の信号が変化させられる装置および方法に関する。
2010538775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人の皮膚へと適用されるように構成された電極を備え、電気信号を受信および監視するように構成され、前記電極のうちの少なくとも第１の電極および基準電極から信号を受信するためのそれぞれの入力部を備え、さらに前記個人へと電気的刺激をもたらすように構成されている装置であって、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するための手段と、
ある周波数を有する監視信号の供給源と、前記監視信号を前記少なくとも第１の電極へと印加するために使用される出力部と、
前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号を割り出すための手段と、
個人の筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、電気的刺激のフィードバック信号をもたらすための手段と
を備えており、
前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号が、電極と皮膚との間の電気的接続状態を監視するために測定され、電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される装置。
【請求項２】
前記受信信号を割り出すための手段が、前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出す、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記受信信号から周波数成分情報を抽出するためのフーリエ変換分析器を備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記フーリエ変換分析器がＦＦＴ分析器である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の電極、第２の電極、および前記基準電極から信号を受信するためのそれぞれの入力部を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記入力部および前記出力部へと接続されたそれぞれの電極をさらに備えている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記電極が、電極アセンブリに設けられており、前記電極アセンブリが、互いに固定された空間的関係で共通の基板上に取り付けられた３つの電極を備えている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記基準電極が前記第１および第２の電極からほぼ同じ距離に位置している、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記監視信号の周波数以外の少なくとも１つの選択された周波数について、受信信号における振幅を測定するための手段をさらに備えている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するための装置であって、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が、電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために測定される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＥＭＧ信号が筋活動を示している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記活動が歯ぎしりの事象である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記筋活動を示すＥＭＧ信号がそこで監視信号の周波数とは異なる１つ以上の選択された周波数の振幅を測定することによって特定される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
フィードバック信号が電気的接続の質が低下したときに減らされる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フードバック信号が減らされ、前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フィードバック信号の強度が下げられる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
フィードバック信号が半分だけ減らされる、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
フィードバック信号が遮断される、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の電極、前記第２の電極、および前記基準電極を備えており、前記監視信号が、前記第１の電極および前記第２の電極へと加えられ、前記基準電極における監視信号の周波数の振幅が、前記第１の電極と前記基準電極との間の皮膚を介する接続状態および前記第２の電極と前記基準電極との間の皮膚を介する接続状態を割り出すために測定される、請求項５〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記監視信号が、前記第１の電極と前記基準電極との間および前記第２の電極と前記基準電極との間に所定の電流を生じさせるための充分な電圧で印加される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
側頭筋および／または咬筋の活動、とくに歯および／または顎の噛みしめに起因する活動を監視するための方法であって、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するステップと、
ある周波数を有する監視信号を前記少なくとも第１の電極へと印加するステップと、
電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために、受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号を割り出すステップと、
個人の筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、電気的刺激のフィードバック信号をもたらすステップと
を含んでおり、
電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される方法。
【請求項２１】
受信信号が、受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出すことによって割り出される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記受信信号から周波数成分情報を抽出すること、およびフーリエ変換分析を実行することを含んでいる、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記フーリエ変換分析がＦＦＴ分析器である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の電極、第２の電極、および前記基準電極から信号を受信することを含んでいる、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
接続されたそれぞれの電極をさらに含んでいる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記電極が、電極アセンブリに設けられており、前記電極アセンブリが、互いに固定された空間的関係で共通の基板上に取り付けられた３つの電極を備えている、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記基準電極が、前記第１および第２の電極からほぼ同じ距離に位置している、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記監視信号の周波数以外の少なくとも１つの選択された周波数について、受信信号における振幅を測定することをさらに含んでいる、請求項２０〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記活動が歯ぎしりの事象である、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記筋活動を示す前記ＥＭＧ信号が、そこで監視信号の周波数とは異なる１つ以上の選択された周波数の振幅を測定することによって特定される、請求項２０〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
フィードバック信号が電気的接続の質が低下したときに減らされる、請求項２０〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フードバック信号が減らされ、受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フィードバック信号の強度が下げられる、請求項２０〜３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
フィードバック信号が半分だけ減らされる、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
フィードバック信号が遮断される、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記監視信号が、前記第１の電極と前記基準電極との間および前記第２の電極と前記基準電極との間に所定の電流を生じさせるための充分な電圧で印加される、請求項２０〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＭＧ信号の分析に使用するための装置および方法に関する。この装置は、通常は皮膚である前記信号の発生源へのＥＭＧ電極の接続状態の監視を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＭＧ信号の測定の実行においては、電極が皮膚へと、皮膚表面と電極そのものとの間に導電性のゲルの層を介して、配置され、あるいは貼り付けられる。受信される信号の質は、皮膚と電極との間に形成される接続状態に依存するが、その確認は、ユーザにとって容易ではない。接続状態が良好でない場合、特定の信号の検出に失敗する可能性があり、特定の状況を契機として行われるはずの行為が、行われない可能性がある。機能的電気刺激システムにおいては、筋肉の反応を生じさせ、あるいは感覚に関する入力をもたらすために、皮膚電極を介して加えられる電圧によって皮膚へと電流が加えられる。電極と皮膚との間の接続が良好でないと、過大な電圧を加えることになりかねず、あるいは所望の効果を生み出すことができない可能性がある。
【０００３】
例えば、ＷＯ２００４／０８７２５８において、歯ぎしりの発生が、ユーザの皮膚表面の電極から受信されるＥＭＧ信号を監視することによって検出されており、そのような出来事が検出された場合に、軽い電気ショックが、バイオフィードバック信号として電極を介して印加される。歯ぎしりの発生を検出し、さらにはバイオフィードバック信号を安全に印加するために、装置が正しく機能することができるよう、皮膚と電極との間に良好な接続が必要とされる。接続状態の点検を、試験対象とする１対の電極間に所定の電流を生じさせるように電圧を印加して、必要とされる電圧を測定することによって行うことができる旨が記載されており、さらには接続が弱まった場合に、電極を皮膚へと押し付けているストラップなどの装置を調節するようにユーザに通知が行われる旨が記載されている。
【０００４】
本出願において言及されており、あるいは本出願において言及されるすべての特許および非特許文献も、その全体がここでの言及によって本明細書に援用される。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、筋活動、とくに歯ぎしりに関する筋活動を測定し、測定された筋活動に応答して、個人の皮膚へと適用された電極を介して電気的刺激をもたらすための装置および方法であって、電極の皮膚への接続状態が監視され、前記接続状態の測定にもとづいて電気的刺激の信号が変化させられる装置および方法に関する。
【０００６】
したがって、第１の態様において、本発明は、個人の皮膚へと適用されるように構成された電極を備えており、電気信号を受信および監視するように構成されており、前記電極のうちの少なくとも第１の電極および基準電極から信号を受信するためのそれぞれの入力部を備えており、さらに前記個人へと電気的刺激をもたらすように構成されている装置であって、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するための手段と、
ある周波数を有する監視信号の供給源と、前記監視信号を前記少なくとも第１の電極へと印加するために使用される出力部と、
前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号を割り出すための手段と、
個人の筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、電気的刺激のフィードバック信号をもたらすための手段と
を備えており、
前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号が、電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために測定され、電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される装置に関する。
【０００７】
さらに、本発明は、電極の接続状態を監視するための方法であって、監視信号に関する入力信号が、フーリエ変換分析器によって分析される方法に関する。したがって、第２の態様において、本発明は、電気信号の受信および監視のための装置であって、少なくとも第１の電極および基準電極から信号を受信するためのそれぞれの入力部と、前記信号から周波数成分情報を抽出するためのフーリエ変換分析器と、特定の周波数を有する監視信号の供給源と、前記監視信号を前記電極へと印加するために使用される出力部と、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出すための手段と、を備える装置に関する。
【０００８】
さらに別の態様において、本発明は、前記個人の顔面の筋肉、好ましくは、咬筋または側頭筋の上方の皮膚へ、上述のとおりの電極を適用し、電極および皮膚の間の接続状態を監視しながら、歯ぎしりの事象が生じた場合に刺激信号を印加することによって、歯ぎしりを改善および／または治療するための方法に関する。したがって、本発明は、側頭筋および／または咬筋の活動、とくには歯および／または顎の噛みしめに起因する活動を監視するための方法であって、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するステップと、
ある周波数を有する監視信号を前記少なくとも第１の電極へと印加するステップと、
電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために、受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号を割り出すステップと、
個人の筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、電気的刺激のフィードバック信号をもたらすステップと
を含んでおり、
電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される方法に関する。
【０００９】
さらに、本発明は、電極の接続状態を、少なくとも第１の電極および基準電極からの電気信号を受信および監視し、前記信号から周波数成分情報を抽出し、フーリエ変換分析を実行し、前記監視信号を前記電極へと印加し、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出すことによって、監視するための方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＷＯ２００４／０８７２５８に記載の種類に属するが、本発明による電極接続状態の監視を取り入れるように変更されている歯ぎしり監視装置のブロック回路図を示している。
【図２】図１の装置の電極接続状態の監視に関係する構成要素を示すブロック回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述のように、本発明による装置は、とくには歯ぎしりに関する筋活動の尺度としてのＥＭＧを測定するために、個人の皮膚へと適用されるように構成された電極を有しており、測定された筋活動に応答して、電極を介して電気的刺激をもたらす。この装置は、個人が睡眠している夜間において歯ぎしりに関する筋活動を測定するのに、特に有用である。したがって、電極が、個人の就寝に先立って皮膚へと適用され、有効であるために次の朝まで睡眠の間中、皮膚にとどまらなければならない。電極の接続は、睡眠の開始時には良好な状態であるかもしれないが、例えば温度および圧力の変化ならびに個人の運動に起因して、接続状態が睡眠の最中に低下する可能性がある。したがって、本発明は、装置の使用の最中に接続状態を監視することができ、さらには少なくともある程度まで個人への害を減らすとともに装置の効率性を維持できるように、装置の接続状態の変化に起因して電気フィードバック刺激信号を変化させることができる装置を提供する。
【００１２】
電極の各々が、アセンブリにて導電ゲルのそれぞれのパッチが設けられた固体導電電極部材を備えることができ、その場合には、電極部材のサイズよりもむしろゲルの領域が電極の接触領域を定めることを、理解できるであろう。しかしながら、たとえゲルが使用される場合でも、電極および皮膚の間の接続状態は、上述したような種々の要因に依存して変化しうる。そのようなゲルパッチに接触する電極部材の領域は、電極の接触領域（すなわち、ゲルパッチの領域）の約５〜１００％になる可能性があり、場合によっては、２５％〜７５％、例えば５０％程度になる可能性がある。
【００１３】
電極接触領域は、電極接触領域の片側から反対側への線に沿い、あるいは該線上を、１〜１０ｍｍの距離だけ延びることができ、該線を横切る方向に、電極接触領域の片側から反対側へと１〜１０ｍｍの距離だけ延びることができ、第１の前記電極接触領域の縁から残りの２つの電極接触領域のうちの最も遠い方の反対側の縁までの前記線に沿った最大距離は、６０ｍｍ以下であり、より好ましくは５０ｍｍである。好ましくは、電極の接触領域は、電極接触領域の片側から反対側までの線に沿い、あるいは該線上を、３〜７ｍｍの距離だけ延びることができる。同様に、電極の接触領域は、前記線を横切る方向に、電極接触領域の片側から反対側へと３〜７ｍｍの距離だけ延びることができる。
【００１４】
したがって、例えば、電極接触領域は、円形であってよく、２〜２０ｍｍ、より好ましくは５〜１５ｍｍ、例えば約１０ｍｍの直径であってよく、電極部材も、約１〜１０ｍｍ、より好ましくは３〜７ｍｍ、例えば５ｍｍの直径を有する円形であってよい。電極接触領域および電極部材は、上述と同等の面積を有する他の形状であってもよい。
【００１５】
好ましくは、装置が、前記第１の電極、第２の電極、および前記基準電極から信号を受信するためのそれぞれの入力部を備えている。好ましくは、ちょうど３つの電極のための入力部が存在するが、より多く設けられてもよい。好ましくは、前記監視信号を第１の電極および第２の電極の各々へと加えるためのそれぞれの出力部が存在する。
【００１６】
装置は、好ましくは、前記入力部および前記出力部へと接続されたそれぞれの電極をさらに備えている。
【００１７】
好ましくは、装置が、前記第１の電極と前記基準電極との間に所定の監視信号電流をもたらすように構成された回路手段をさらに備えており、さらに任意的に、前記第２の電極と前記基準電極との間に所定の監視信号電流をもたらすように構成された回路手段を備えている。前記周波数の受信信号を割り出すための手段を、前記電極組の間に前記所定の電流レベルを達成するために必要とされる前記監視信号の電圧振幅を割り出して任意的に記録するために、設けることができる。このようにして、電極間の接続であって、電極が接続された材料を介する接続状態を、割り出すことができる。
【００１８】
前記電極は、好ましくは電極アセンブリに設けられ、前記電極アセンブリが、互いに固定された空間的関係で共通の基板上に取り付けられた２つ以上、好ましくは、３つの電極を備えている。前記電極アセンブリが、好ましくは、咬筋または側頭筋の上方の皮膚へと適用されるように構成され、すなわち治療対象のさまざまな個人において最も一般的に見られる顔の外形に従うように構成された形状である。
【００１９】
好ましくは、第１、第２、および基準電極が設けられる場合、前記基準電極が、前記第１および第２の電極からほぼ同じ距離に位置する。
【００２０】
本発明の装置は、前記監視信号の周波数以外の少なくとも１つの選択された周波数について、受信信号における振幅を測定するための手段を備えることができる。
【００２１】
本発明の実践の好ましい態様においては、前記装置が、電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するための装置であり、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が、電極および皮膚の間の電気的接続の質を監視するために測定される。
【００２２】
好ましくは、装置が、機能的電気刺激（ＦＥＳ）のための装置である。いくつかのＦＥＳ装置においては、電気刺激パルスが、筋肉の機能を活発にするために、皮膚に取り付けられた電極を介して印加される。そのような装置において、本発明による装置を使用することによって電極の皮膚への接続状態を監視できることが望ましい。しかしながら、本発明による装置は、好ましくは、ＥＭＧ信号を検出するための手段、および筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときにフィードバック信号をもたらすための手段をさらに備える。
【００２３】
とりわけ、前記活動は、歯ぎしりの事象であってよい。
【００２４】
刺激信号が、歯ぎしりの挙動に対して所望の効果を有しながら、ユーザを睡眠から目覚めさせることがなく、あるいはこれらの結果を達成すべく調節可能であるように、信号の形態と電極アセンブリの形態との間に調和が必要である。本明細書に記載の電極アセンブリの構造において使用するために、前記電気刺激信号は、ピーク・ツー・ピークで１０ボルトを超えない電極アセンブリへの印加電圧で始まり、５００Ｖ／秒を超えない速度で最大のピーク・トゥ・ピーク電圧へと高められる二相性の信号であることが好ましく、この信号は、２秒を超えない継続時間と、ピーク・ツー・ピークで１００ボルトを超えない前記最大電圧とを有する。
【００２５】
好ましくは、前記二相性の信号が、５０μｓｅｃから１０ｍｓｅｃ、より好ましくは５０〜５００μｓｅｃ、さらに好ましくは１００〜３００μｓｅｃ、例えば約１５０μｓｅｃのパルス幅を有する。
【００２６】
信号は、好ましくは、ピーク・ツー・ピークで５ボルトを超えない電極アセンブリへの印加電圧で開始される。信号の強度は、好ましくは、３５０Ｖ／秒を超えず、好ましくは２５０Ｖ／秒を超えず、例えば１００〜２５０Ｖ／秒の間であり、例えば約２００Ｖ／秒である速度で初期の値から高められる。
【００２７】
信号のデューティサイクルは、１〜９９％であってよいが、好ましくは３０〜７０％の範囲であり、適切には約５０％である。
【００２８】
筋活動の周波数が、通常は０〜約３５０Ｈｚの範囲にある一方で、筋活動に関係する歯ぎしりの周波数は、通常は２５０〜３５０Ｈｚ、より具体的には２６８〜３３２Ｈｚの範囲に見られる。監視信号の周波数は、好ましくは筋活動の周波数から相違し、より好ましくは、監視信号の周波数が、筋活動の周波数よりも高い。したがって、監視信号の周波数は、好ましくは３５０Ｈｚを上回り、より好ましくは４００Ｈｚを上回り、さらに好ましくは４５０Ｈｚを上回り、より好ましくは５００Ｈｚを上回り、さらにより好ましくは約６００Ｈｚである。
【００２９】
好ましくは、前記筋活動を示すＥＭＧ信号が、そこで監視信号の周波数とは異なる１つ以上の選択された周波数の振幅を測定することによって特定される。測定される周波数を、歯ぎしりの行為と混同の可能性がある、表情の変化による筋活動、例えば渋面などとの間の区別が最大になるように選択することができ、個々のユーザにおける歯ぎしりの検出に最も適するように選択することができる。本発明を適用することができる装置が、ＷＯ２００４／０８７２５８に記載されている。
【００３０】
電極および皮膚の間の接続状態が低下した場合、電気刺激信号を、前記質の測定にもとづいて変更することが好ましい。例えば、監視信号の前記周波数の受信信号の割り出しが、接続状態が良好でないことを暗示している場合、フィードバック刺激信号の強度を下げるなど、フィードバック刺激信号を減らすことが好ましい。好ましい実施の形態においては、フィードバック刺激信号が、ある電極から良好に接続されている電極へと通過する電流が大きくなりすぎることに起因する火傷または皮膚の炎症を避けるために、半分だけ減らされる。さらに別の実施の形態においては、フィードバック刺激信号を遮断してもよい。
【００３１】
したがって、一つの実施の形態においては、筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときにフィードバック信号をもたらすための手段について、前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が、接続状態が充分には良好でない旨を示している場合、例えば、所定のレベルの電流をもたらすために充分な電圧についての所定のしきいレベル以上である場合に、そのようなフィードバック信号をもたらさないように、インターロックを設けることができる。あるいは、例えば前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が、所定のレベルの電流をもたらすために充分な電圧についての所定のしきいレベル以上である場合など、充分に良好な接続状態が存在していない場合に、フィードバック信号の強度が下げられる。
【００３２】
このように、電極が皮膚へと配置され、フィードバック刺激信号が電極を介して印加される場合に、本発明による装置によれば、皮膚への接続状態が充分には良好でない場合に、フィードバック信号の供給を回避することができ、皮膚の炎症または火傷の危険を回避することができる。
【００３３】
好ましくは、装置が、前記第１の電極、前記第２の電極、および前記基準電極を備えており、前記監視信号が、前記第１の電極および前記第２の電極へと加えられ、前記基準電極における監視信号の周波数の振幅が、前記第１の電極と前記基準電極との間の皮膚を介する接続の質および前記第２の電極と前記基準電極との間の皮膚を介する接続の質を割り出すために測定される。
【００３４】
適切には、前記監視信号が、第１の電極と基準電極との間および第２の電極と基準電極との間に所定の電流を生じさせるための充分な電圧で印加される。
【００３５】
受信信号の分析によって検出される既知の周波数の監視信号を使用する利点は、監視を絶え間なく実行できる一方で、同時にＥＭＧ信号を検出および評価できる点にある。
【００３６】
ある時間期間にわたって監視された電極の接続状態を表わす指標を記録でき、使用期間の経過において接続状態がどのように良好であったかをユーザへと知らせるただ１つの数字を適切にもたらすことができる。指標となる数字を、例えば、定期的な間隔において接続状態を示す数値出力を生成し、前記数値出力の値を時間平均することによって、生み出すことができる。
【００３７】
一態様において、本発明は、個人の皮膚への電極の接続など、電極の接続状態を監視するための新規な手法を提供する。すなわち、本発明は、電気信号の受信および監視のための装置であって、少なくとも第１の電極および基準電極から信号を受信するためのそれぞれの入力部と、前記信号から周波数成分情報を抽出するためのフーリエ変換分析器と、ある周波数を有する監視信号の供給源と、前記監視信号を前記電極へと印加するために使用される出力部と、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出すための手段と、を備える装置を提供する。
【００３８】
フーリエ変換分析器は、好ましくはＦＦＴなどのＤＦＴアナライザである。これは、監視信号の周波数における信号の振幅を割り出すことができる受信信号のパワースペクトルをもたらすことができる。
【００３９】
さらに別の態様において、本発明は、前記個人の顔面の筋肉、好ましくは、咬筋または側頭筋の上方の皮膚へと上述のとおりの電極を適用し、歯ぎしりの事象が生じた場合に刺激信号を印加し、電極および皮膚の間の接続を監視することによって、望ましくない筋活動、とくには歯ぎしりを改善および／または治療するための方法に関する。すなわち、本発明は、さらなる態様において、側頭筋および／または咬筋の活動、とくには歯および／または顎の噛みしめに起因する活動を監視するための方法であって、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するステップと、
ある周波数を有する監視信号を前記少なくとも第１の電極へと印加するステップと、
電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために、受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号を割り出すステップと、
個人の筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、電気的刺激のフィードバック信号をもたらすステップと
を含んでおり、
電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される方法に関する。この態様の実施の形態は、装置に関連して上述されている。
【００４０】
さらに、本発明は、電極の接続状態を監視するための方法であって、監視信号に関する入力信号が、フーリエ変換分析器によって分析される方法を提供する。すなわち、別の態様において、本発明は、少なくとも第１の電極および基準電極からの電気信号を受信および監視し、前記信号から周波数成分情報を抽出するとともに、フーリエ変換分析を実行し、前記監視信号を前記電極へと印加し、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの受信信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出すことによって、電極の接続状態を監視するための方法を提供する。この態様の実施の形態は、装置に関連して上述されている。
【００４１】
次に、本発明を、添付の図面を参照することによって、さらに説明および例示する。
【００４２】
［図面の詳細な説明］
図１および２に示されている回路は、全体的にはＷＯ２００４／０８７２５８に詳しく説明されている種類の歯ぎしり監視装置の回路である。装置が、第１の電極１０と、第２の電極１４と、第１および第２の電極の間に配置された基準電極１２とを備える電極アセンブリを有している。３つの電極は、側頭筋（ｍｕｓｃｕｌｕｓ  ｔｅｍｐｏｒａｌｉｓ）または咬筋（ｍｕｓｃｕｌｕｓ  ｍａｓｓｅｔｅｒ）のいずれかの上方において、ユーザの皮膚へと貼り付けられる。電極１０および１４から受け取られるＥＭＧ信号が、後述のとおりに送信および受信機能の間の切り替えを行うアナログスイッチを介して、計装用増幅器へと送られ、次いで５０／６０Ｈｚの環境ノイズを除去するためのノッチフィルタへと送られる。デジタル増幅器による処理の後で、信号に、６１０Ｈｚに位置する監視信号の周波数成分のかなりの部分を通過させる５００Ｈｚの公称カットオフでの低域通過フィルタ処理が加えられる。得られたフィルタ処理後の信号に、それらの周波数成分を分析するためのＦＦＴ分析が、マイクロプロセッサにおいて加えられる。さらに、マイクロプロセッサは、受信状態と送信状態との間のアナログスイッチの切り替えも制御する。
【００４３】
受信されるＥＭＧ信号において、１つ以上の所定の周波数または１つ以上の所定の周波数帯域に充分な振幅が存在することが検出される場合、歯ぎしりの事象が生じていると判断され、「刺激装置」と標示されているユニットへと、刺激信号を生成するように指示が送信され、刺激信号が基準電極へと加えられる。これにより、ユーザに、睡眠中でも、起こすためには不充分であるように設計されている軽い電気ショックが与えられる。電流が、基準電極から第１および第２の電極の各々へと通過する。
【００４４】
さらに、マイクロプロセッサは、それぞれ第１および第２の監視信号発生器ＤＡＣ０およびＤＡＣ１へとつながっている第１の出力１６および第２の出力１８へとトリガ信号を出力し、第１および第２の監視信号発生器ＤＡＣ０およびＤＡＣ１が、デジタルのトリガ信号を６１０Ｈｚの正弦波監視信号へと変換する。これにより、監視信号が、所定の電流値を達成するための充分な電圧で、信号を減衰させ、ＤＣ成分を排除するためのフィルタ（図２）を介して、第１および第２の電極へと交互に加えられる。したがって、電圧は、該当の電極、すなわちＤＡＣ０の場合には、電極１０および基準１２であり、ＤＡＣ１の場合には、電極１４および基準１２である電極の間の抵抗に依存する。図２に示されるとおり、監視信号は、基準電極から採取され、アナログ−デジタル変換器へと送られ、第１および第２の電極から受信されるＥＭＧ信号のＦＦＴ分析の一部としてマイクロプロセッサにおいて分析される。
【００４５】
加えられる６１０Ｈｚの信号のうちの充分な量が、フィルタを通過し、ＥＭＧ信号に採取される。
【００４６】
所定の電流を達成するために電極１０または１４の一方へ加えられる監視信号の電圧の振幅が大きすぎる（他方の電極については、そのようでない）場合、電極間の接続状態が良好でないことが暗示されており、基準電極１２から第１および第２の電極１０、１４のうちの良好に接続されている方の電極へと通過する電流が大きくなりすぎることに起因する火傷または皮膚の炎症を避けるために、刺激信号の強度が、適切には半分だけ減らされる。電極１０、１４の両方から受信される監視信号の振幅が大きすぎる場合、刺激信号の印加は阻止される。これは、電極１０および１４の両方の接続状態が良好でないか、あるいは基準電極の接続状態が良好でないことに起因しうる。例えば、第１および第２の電極の一方または両方と基準電極との間の皮膚の全体に導電ゲルが広がった場合など、第１および第２の電極の一方または両方の基準電極への短絡が生じる可能性がある。その場合、６１０Ｈｚの監視信号の振幅が小さすぎることが検出されるであろう。
【００４７】
交信の最中に一方または両方の電極が適切に接続されていなかった旨をユーザに知らせる目的で、ログが装置内に書き込まれる。
【００４８】
装置の使用の設定段階において、監視信号が、電極アセンブリの初期の良好な接続がなされた旨（あるいは、そのようでない旨）をユーザに対して確認するための基礎として使用される。
【００４９】
本明細書において、とくにそのようでないと明示されない限り、用語「または」は、条件のうちの一方だけが満たされることを必要とする「排他的論理和」の演算子と対照的に、記載の条件の一方または両方が満たされた場合に真の値を返す演算子の意味で使用されている。用語「・・・を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「・・・からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」を意味するのではなく、「・・・を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という意味で使用されている。
【図１】
2010538775.tif 000003
【図２】
2010538775.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月25日(2010.5.25)
【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】
電気信号を受信および監視し、個人へと電気的刺激をもたらすように構成され、
３つの電極、すなわち第１、第２、および基準電極を、互いに固定された空間的関係にて共通の基板上に取り付けて備えている電極アセンブリを備えており、前記基準電極が、前記第１および第２の電極からほぼ等距離に位置しており、前記電極アセンブリが、個人の皮膚へと適用されるように構成されている装置であって、
前記電極から信号を受信するための入力部と、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するための手段と、
ある周波数を有する監視信号の供給源と、前記監視信号を前記第１および第２の電極へと交互に印加するために使用される出力部と、
前記基準電極の入力部における監視信号の周波数の振幅を割り出すための手段と、
個人の歯ぎしりに関する筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、基準電極へと電気的刺激のフィードバック信号をもたらすための手段と
を備えており、
前記監視信号が、第１の電極と基準電極との間および第２の電極と基準電極との間に所定の電流を生じさせるための充分な電圧で印加され、
前記基準電極における監視信号の周波数の振幅が、第１の電極と基準電極との間の皮膚を介する接続状態および第２の電極と基準電極との間の皮膚を介する接続状態を割り出すために測定され、
電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される装置。
【請求項２】
前記受信信号から周波数成分情報を抽出するためのフーリエ変換分析器を備え、該フーリエ変換分析器がＦＦＴ分析器である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記監視信号の周波数以外の少なくとも１つの選択された周波数について、受信信号における振幅を測定するための手段をさらに備えている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するための装置であって、前記フーリエ変換分析器によって割り出されるとおりの前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が、電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために測定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記筋活動を示すＥＭＧ信号がそこで監視信号の周波数とは異なる１つ以上の選択された周波数の振幅を測定することによって特定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
フィードバック信号が、電気的接続状態が低下したときに減らされる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フードバック信号が減らされ、前記入力部において受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フィードバック信号の強度が下げられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
フィードバック信号が半分だけ減らされるか、または遮断される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
側頭筋および／または咬筋の活動、とくには歯および／または顎の噛みしめに起因する活動を監視するための方法であって、
電極を備えている請求項１に記載の装置を用意するステップと、
電極が皮膚へと適用されたときに前記電極からのＥＭＧ信号を測定するステップと、
特定周波数を有する監視信号を前記少なくとも第１の電極へと印加するステップと、
電極および皮膚の間の電気的接続状態を監視するために、受信される信号中の監視信号の前記周波数の受信信号を割り出すステップと、
個人の筋活動を示すＥＭＧ信号が検出されたときに、電気的刺激のフィードバック信号をもたらすステップと
を含んでおり、
電極間の電気的接続状態が変化した場合に、フィードバック信号が変調される方法。
【請求項１０】
受信信号が、受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅を割り出すことによって割り出される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記受信信号から周波数成分情報を抽出すること、およびフーリエ変換分析を実行することを含んでいる、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の電極、第２の電極、および前記基準電極から信号を受信することを含んでいる、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
接続されたそれぞれの電極をさらに含んでいる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電極が、電極アセンブリに設けられており、前記電極アセンブリが、互いに固定された空間的関係で共通の基板上に取り付けられた３つの電極を備えている、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記基準電極が、前記第１および第２の電極からほぼ同じ距離に位置している、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記監視信号の周波数以外の少なくとも１つの選択された周波数について、受信信号における振幅を測定するステップをさらに含んでいる、請求項９〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記活動が歯ぎしりの事象である、請求項９〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記筋活動を示す前記ＥＭＧ信号が、そこで監視信号の周波数とは異なる１つ以上の選択された周波数の振幅を測定することによって特定される、請求項９〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
フィードバック信号が電気的接続状態が低下したときに減らされる、請求項９〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フードバック信号が減らされ、受信される信号中の監視信号の前記周波数の振幅が所定のしきい値レベル以上である場合に、フィードバック信号の強度が下げられる、請求項９〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
フィードバック信号が半分だけ減らされるか、遮断される請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記監視信号が、前記第１の電極と前記基準電極との間および前記第２の電極と前記基準電極との間に所定の電流を生じさせるための充分な電圧で印加される、請求項９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2010538775.tif 000005
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