(57)【要約】発明の目的は、監視された初期訓練のためのおよび多重ユーザー特定的プロフィールの特定的指示を取得し、それを訓練場所の外でも適用することのできる、導入部分で記されているタイプの方法およびデバイスを提供することにある。本発明によれば、この目的は、個々の訓練プロトコルの選択のためのユーザー特定的プロフィールがプロファイラ決定支援システムを伴う中央ユニットの中で準備され、付随するソフトウェアコンポーネントが構成され、通信ユニットの取付けられたモジュール式携帯ユニットへと転送され、ここでユーザーの活動訓練およびその後の信号解析方法を用いたバイオフィードバック戦略の客観的確認および初期状態および／または標準的集団に対する統計的比較が、中央ユニットおよび携帯ユニットの中で実施されることによって満たされる。
2004512152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの生体信号、特に自然発生的および誘発された脳の活動およびそれとその他の生理系との間の相互作用が決定され評価される、神経学的および神経心理学的状態を検出しこれに影響を及ぼすためのバイオフィードバック方法であって、個々の訓練プロトコルの選択のためのユーザー特定的プロフィールがプロファイラ決定支援システムを伴う中央ユニットの中で準備され、付随するソフトウェアコンポーネントが構成され、通信ユニットの取付けられたモジュール式携帯ユニットへと転送され、ここでユーザーの活動訓練およびその後の信号解析方法を用いたバイオフィードバック戦略の客観的確認および初期状態および／または標準的集団に対する統計的比較が、中央ユニットおよび携帯ユニットの中で実施されることを特徴とする、バイオフィードバック方法。
【請求項２】
個別化された多数のニューロフィードバックプロフィールが、融通性ある総合マルチチャネル中央システムによって決定され、訓練プロトコルを準備するための基準として取上げられることを特徴とする請求項１に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項３】
バイオフィードバックプロトコルの自由対話型配置が、数学的機能を定義づけすることによってトレーナーによって実施されることを特徴とする請求項１または２に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項４】
フィードバックチャネルまたは皮質位置特定が、検出された全てのチャネルの実際の信号およびフィードバックパラメータの同時監視によって選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項５】
異常な脳の活動が検出され、ユーザーがバイオフィードバック訓練の必要性についての通知を受けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項６】
個々のソフトウェアコンポーネントがプロトコルの選択により構成され、携帯システムに転送されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項７】
セッションの監視、制御、および評価ならびにバイオフィードバックプロトコルの再調整のための中央デバイスおよび携帯デバイスの結合が、インターネットを介した伝送によってまたは通信プロトコルを用いて実施されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項８】
ＥＥＧコンポーネント、ＥＲＰおよび／またはその他のポリグラフ信号が同時に検出されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項９】
その他の生理系との対話が考慮に入れられ、入念に強化するような形で訓練され、それらの影響および相関的且つ機能的関係が常時監視されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項１０】
誘発電位が検出されかつ／または視覚的、聴覚的および認知的刺激を利用して制御されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項１１】
異なる信号処理方法または同じチャネルまたは異なるチャネルのための異なるパラメータを伴う方法が同時に表示されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項１２】
デバイスが中央システムおよび携帯システムを含んでおり、中央システムが融通性のあるマルチチャネルシステムを収納し、中央システム内にプロファイラ決定強化デバイスが組込まれており、携帯システムがモジュール式で個別に調整可能な移動デバイスを収納していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を実施するためのデバイス。
【請求項１３】
中央システムおよび携帯システムがインターネットおよび／または通信プロトコルのためのインタフェースを収納していることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
同時に起こる複数のセッションの監視および制御が、ＮＦ監視を目的として同じ場所で、またはＮＦ遠隔監視を目的として離れた場所で中央システムにより同時に実現されることを特徴とする請求項１２または１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
中央システムおよび携帯システムが、視覚的、聴覚的および／または認知的刺激のためのデバイスと結合されていることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
フィードバック試行、刺激間の間隔および休止を組み合わせる持続時間および能力を可変的かつ個別に選択する手段を収納することを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
トレーナーまたはユーザーが、映画および／または楽曲および／または画像および／または振動を組込むことのできる手段を収納することを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１８】
映画の制御をフィードバックとして組込む手段を収納していることを特徴とする請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
モニターまたはビデオパネル、テレビ、ビデオグラスまたはヘッド装用ディスプレイがフィードバックのために選択されることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
中央システムが、２モニターシステム（ユーザーモニター、トレーナーモニター）として、２−ＰＣシステム（通信機関、ＲＳ２３２、ＴＣＰ／ＩＰ）または内部接続を用いた１−ＰＣシステム（ＤＤＥ、ＴＣＰ／ＩＰ）のいずれかとして構築されていることを特徴とする請求項１２〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２１】
携帯システムが、携帯式コンピュータ、装着式コンピュータ、パームトップコンピュータまたはプレイステーションを収納していることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれか１項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザーの生体信号が決定され評価される、神経生理学的および心理生理学的状態の検出および自己調節のためのバイオフィードバック方法、および該方法を実施するためのデバイスに関する。
【０００２】
特に、本発明は、自然発生的なおよび誘発された脳の活動のためのユーザー特定的バイオフィードバックシステムを実現すること、および生理系との対話を通して脳の活動に影響を与えること可能にし、中央ユニットおよび携帯ユニットに基づいて実現される。
【０００３】
【従来の技術】
バイオフィードバックの分野特にＥＥＧバイオフィードバックまたはニューロフィードバックの分野では、例えば以下に引用する特許の中で記載されているような臨床的実践において使用するための異なるシステム、デバイスおよびプロセスが存在する。
【０００４】
特許文献１は、例えばコンピュータで作業する、ゲームをするなどといった定義されたタスクを実施する間のＥＥＧバイオフィードバックのための方法および器具に関する。付随する器具は、ＥＥＧセンサーが取付けられるヘッドホンを含んで成る。検出されたＥＥＧ信号はこのときコンピュータを用いて評価され、人間の対象の集中力および覚醒がオーディオフィードバックおよびビジュアルフィードバックを用いて指示される。
【特許文献１】
米国特許第５，７４０，８１２号
【０００５】
特許文献２および特許文献３は、所望の精神状態を誘発できるような形で、視聴覚シーケンスが実際の場面をシミュレートする、オーディオフィードバックおよびビデオフィードバック用のデバイスについて記載している。所望の生理学的パラメータの活動の成果が上がる。このようにすることで、示されたシーケンス覚えることによってこれらのパラメータに対する制御が可能になっている。
【特許文献２】
米国特許第５，４６５，７２９号
【特許文献３】
米国特許第５，３４３，８７１号
【０００６】
特許文献４は、ＦＦＴにより決定された周波数帯域のフィードバックのためのバイオフィードバックデバイスを開示する。フィードバックは、音響信号または話し言葉の形で提示される。
【特許文献４】
米国特許第５，４０６，９５７号
【０００７】
特許文献５は、計算上のＥＥＧ周波数と所望の周波数に比べた差異が同時に提示される、オーディオフィードバックおよびビジュアルフィードバック用のデバイスを示している。
【特許文献５】
米国特許第５，０３６，８５８号
【０００８】
特許文献６は、ＥＥＧ周波数帯域の振幅が決定され、閾値と比較して表示される、オーディオフィードバックおよびビジュアルフィードバック用デバイスを開示している。
【特許文献６】
米国特許第５，０２４，２３５号
【０００９】
特許文献７は、検出された信号内で決定されるゼロ交差に対応するＤＣ信号が生成され、このＤＣ信号がオーディオ出力を変調させるために使用される、オーディオフィードバック用デバイスについて記載している。
【特許文献７】
米国特許第３，８９０，９５７号
【００１０】
特許文献８により知られているバイオフィードバックのための器具においては、規定の信号周波数は、複数のチャネル内で同時決定され、基準値に達した後、対応する音響信号が出力として生成される。
【特許文献８】
米国特許第３，８２１，９４９号
【００１１】
専門機器に関する最も一般的な解決法は、ＥＭＧ、体温、呼吸、皮膚伝導性およびＥＥＧといったような複数の生理学的信号をフィードバックする可能性を提供する。人間の脳の活動のフィードバックの分野においては、シータリズム、アルファリズムおよびベータリズムといったような異なるＥＥＧ成分、ＳＭＲリズムまたはこれらの脳活動の比率のフィードバックを達成するデバイスが存在する。既知のデバイスは、トレーナーに対し、所定の電極位置しか用いられない選択の余地が限られた規定のニューロフィードバックプロトコルしか提供しない。異なるさまざまな神経疾患のために非常に頻繁に用いられているバイオフィードバック方法は、例えばＳＭＲリズムに基づいている。しかしながら、これは通常、既存の技術が個別化された処置のための充分な余裕または融通性を提供しないことを理由に、きわめて非特異的な形で実施されている。
【００１２】
バイオフィードバック戦略で成功を収めるために必要な条件に付随する問題点は、市販のＥＥＧ技術に制限があることから増大している。すなわち、測定ハードウェアは通常、特定の信号成分を高い信頼性で検出することができず、供給されたソフトウェアは通常、日常的なＥＥＧ検査向けであり、従来の評価プロセスしか実現しない。ＥＥＧ学習プロセスにおけるフィードバック制御のためには、基本リズムの周波数および振幅の変化のオンライン能力をもつ連続的な監視が必要である。既知のＥＥＧフィードバック制御は、より長い時間ウィンドウまたは信号セグメント内部での評価に基づいている。従って、成功するリズム制御の肯定応答は、数秒の間隔でのみ可能である。特に、脳プロセスの動力学を、確率論的なＥＥＧの特徴を考慮に入れてオンラインで探究することのできるトポグラフィ方法および時間と周波数に関する高解像度方法が欠如している。従って、生理学的および病理学的脳事象の微妙な時間的微細構造を理解するための前提条件が全く存在しない。確認に適した特長およびさまざまな影響を及ぼす要因を適切に抽出し制御することができないことを理由として、ニューロフィードバック療法の特異性を検出するための方法も同様に、欠如している。
【００１３】
さらに、実践により、例えば、緩徐電位に基づくてんかん患者のユーザーの訓練において、バイオフィードバックセッションを数カ月の期間にわたり一週間に少なくとも２〜３回行なうべきであるということが示されている。このことは、働いているかまたは市外のユーザーの場合には達成し難く、このタイプの処置は往々にしてこの理由で放棄されている。問題点は同様に、器具不足に起因してユーザーがエクササイズの適正さを全く監視できないフォローアップ段階でも発生する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多数の個別化されたプロフィールの且つ監視された初期訓練のための特定的表示を検出でき、また訓練の実践以外でも応用できる、冒頭で言及したタイプの方法およびデバイスを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、請求項１に示された特長を含む方法および請求項１２に記された特長を含むデバイスによって満たされる。
【００１６】
有利な展開は、従属請求項に記されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、多数の個別化されたプロフィールを特定的に表示するためおよび監視された初期訓練のためのコンポーネントを含む融通性ある総合マルチチャネルシステムを実現することを可能にする。この中央システムに適合されたプロトコルに基づき、家庭用またはトレーナーによる実践以外の用途のためのモジュール式で個々に調整可能な移動式デバイスへの転送を、例えばフォローアップ段階中での使用のために実施できる。従って、同時に起こるものの必ずしも同じ場所で起こるわけではない複数のセッションの監視、制御および評価およびインターネットを介してのバイオフィードバックプロトコルまたは通信プロトコルの再調整を実現することもできる。
【００１８】
本発明は、特に以下の利点を特徴としている：
【００１９】
・本発明は、中央システムおよびこの中央システムに結合できる携帯式小型システムにより実現される：
・中央ユニット内に組込まれているプロファイラが、教示されるべき活動の選択および初期状態および標準グループと比較した信号解析プロセスおよび統計的試験を用いたバイオフィードバック戦略の客観的確認のための基準として使用されるユーザー特定的プロフィールを準備するための決定支援システムとして役立つ；
・数学的関数の形でのトレーナーによるバイオフィードバックプロトコルの自由対話型の配置が可能である、例えば、
（Ａａ（Ｏ１）＋Ａａ（Ｏｚ）＋Ａａ（Ｏ２））／Ａθ（Ｏｚ）
電極Ｏ１，Ｏｚ，Ｏ２の下のアルファ活動の振幅の合計を電極Ｏｚの下のシータ活動の振幅で除したもの
（Ｐ［１０−１２］（Ｏｚ））／Ｐ［８−１０］Ｏｚ））
８＜＝ｆ＜１０Ｈｚの周波数範囲内の活動に比べた周波数範囲１０＜＝ｆ＜＝１２Ｈｚ内の活動の瞬間的出力（電極Ｏｚ）の比率
Ｆ（Ｐ３）
電極Ｐ３下の活動の瞬間的周波数
ＡＳＭＲ（Ｃ３）
ＳＭＲ振幅−位置Ｃ３
ＳＣＰ（Ｃｚ）
Ｃｚ下の緩徐皮質電位
Ｃ（Ｃ４）
局所的コヒーレンス−位置Ｃ４；
・携帯システム用ソフトウェアの構成は、中央システム内でそのプロトコルを設定するときに個々のソフトウェアコンポーネントを接合させ、中央システムから携帯システムまで転送することによって実現される；
・セッションの監視、制御および評価、ならびにバイオフィードバックプロトコルの再調整は、インターネットを通して（例えば統合型ウェブチップを用いて）または通信プロトコルを用いて実施できる；
・同時に行なわれるものの必ずしも同じ場所になく携帯システムを用いて実施される複数のセッションの監視および制御は、診療室、病院および訓練室内部のバイオフィードバック監視デバイスを介して中央システムを用いてか、または例えば自宅で訓練しながらバイオフィードバック遠隔監視を用いて可能である；
・中央システムにおける全ての検出済みチャネルのフィードバックパラメータおよび実際の信号の同時監視と共に、フィードバックチャネルまたは皮質位置特定（例えば言語中枢、音楽中枢など）を自由に選択することができる。
・シータリズム、アルファリズムおよびベータリズムといったＥＥＧ成分といったようなＥＥＧコンポーネントおよび緩徐成分（ＳＣＰ）およびその他のポリグラフ信号の類似のＥＥＧリズムの同時検出が可能である；
・同様にして、強化する形で訓練できるプロセスをもつその他の生理学的システムとの対話を統合することが可能であり、それらの影響および一次フィードバックプロセスとの相関的かつ機能的関係が常時監視される（例：緩徐脳電位と呼吸の間の関係の監視およびフィードバック）；
・特にてんかん性グラフ要素およびバイオフィードバック訓練の必要性といった異常な脳活動を検出することが可能である；
・さらに、例えば、視覚的または聴覚的視野計またはその他の視覚的、聴覚的、体知覚的刺激ユニットとの結合を通して、中枢神経系における数多くの視覚的、聴覚的、認知的刺激を使用して誘発電位を検出およびフィードバックすることも可能である；
・中央システムにおけるフィードバック試行、刺激間間隔および休止を組み合わせる能力および持続時間を変動させることができる：
・同じチャネルまたは異なるチャネルのために異なる信号処理方法またはパラメータが選択され、中央システムにおけるフィードバックプロトコルを最適化するためのそれらが同時に表示される；
・フィードバックの連続的なオンライン制御のためのベースとして、適応−逐次推計が用いられる；
・音楽ファイル、映画ファイル、画像または振動を選択または移入することにより、場合に応じてトレーナーまたはユーザーにより個別に構成されうるマルチメディアフィードバックモジュールを収納している；フィードバックの感度も個別に設定できる；
・例えば映画の上映といったようなフィードバックとしての映画の制御は、対応する活性が所望の方向で制御されるまでだけ実施される；そうでなければ、再生は停止させられる；
・中央システムは、２−ＰＣシステム（ＲＳ２３２またはＴＣＰ／ＩＰなどを介した通信）または内部通信を使用した１−ＰＣシステム（例えばＤＤＥ、ＴＣＰ／ＩＰ）のいずれかとして、２モニター式システム（ユーザーモニターおよびトレーナーモニター）として実現されることが望ましい；
・現行のポリグラフおよびＥＥＣシステムとの適合性を可能にし、従って、市販の機器に基づく実施を可能にし、特殊なハードウェア解決法を全く必要としない；
・フィードバックのためにモニター、ビデオパネル、ビデオグラスまたはヘッド装用ディスプレイの中から選択することができる；
・携帯式コンピュータ、装着式コンピュータ、パームトップコンピュータまたはプレイステーションに基づいて、携帯小型システムを実施することができる。
【００２０】
高度な機能性および融通性および個別に最適化する可能性により、ニューロフィードバック訓練の効率が増大するのみならず、新しいバイオフィードバックプロトコルの設計により治療の新たな見通しも開かれる。特に、携帯式の解決法により、ユーザーには、予約に依存せず従って自由な計画設定を可能にする経済的な代替案が与えられる。さらに、複数の携帯システムと中央システムを組合わせることにより、ユーザーを監視するためのバイオフィードバック監視スペースをセットアップすることができ、所要人員は少なくてすむ。
【００２１】
【実施例】
本発明ついて、以下で実施例を基準にしてより詳細に記載する。
【００２２】
図１を見ればわかるように、長時間監視により導出されるＥＥＧ（ＱＥＥＧ）の数量化は、該方法の出発点を成している。このようにして、休止中かまたはアプリケーションに応じて異なる扇動方法の間に記録されたＥＥＧからユーザーの状態を描写する特徴的な数量を得ることができる。予め定義されたパラメータベクトルを用いて、ユーザー特定的プロフィールが作成される。数量化を通して発生する数量に加えて、自然発生的な感情の状態および環境についての情報、既応症、ＩＱ試験または心理学試験の結果といったユーザー特定的データも同様にこのプロフィール内で記録される。ユーザー特定的プロフィールは次に、神経療法またはバイオフィードバックにおける戦略を決定するために用いられる。初期セッションとして定義すべき最初のバイオフィードバックセッションの間に、実際の信号およびフィードバックパラメータの監視が、全ての検出済みチャネルを介して実施される。１つのチャネルまたは異なるチャネルのための異なる信号処理方法の選択も又可能である。ユーザーのための最適な方法を決定した後（すなわち、活動、皮質位置特定、計算方法、フィードバック開始の引外しおよび誘発の場合の刺激パラダイスの方法の選択）、決定された数量の訓練手順を中央システムまたは自宅システムのいずれかにおいて実施可能である（対応するモジュールを転送した後）。このとき長時間監視とそれに続く数量化を実施することができる。プロフィールは、新たに得られたパラメータによって絶えず拡張される。選択された統計的方法に基づき、かつ予め定義された基準に従って、状態ベクトル間で比較を行なうことができる。結果は、応用ニューロフィードバック療法の成功を査定するために使用される。評価の結果は、処理方法を適合させるのに役立つ。このことはすなわち、１つの活動がうまく制御されない場合に、将来の療法セッションにおいてこの制御の代りに、もう１つの活動の制御または異なるＥＥＧパラメータの制御の組合せを用いることができるということを意味することになる。
【００２３】
図２は、ニューロフィードバック訓練のシーケンスを示す。
【００２４】
図３を見ればわかるように、中央フィードバックシステムは、以下のコンポーネントを含む：測定および刺激の制御、信号検出、信号処理、信号提示、フィードバックおよび刺激（任意）。
【００２５】
ニューロフィードバック調査におけるマルチチャネル導出法の使用は、初期段階にとって不可欠である。この手順により、機能的および形態学的発見事実の相関関係の観察を顕著に改善することができる。病理学的ＥＥＧ信号のトポグラフィ特性を考慮に入れかつ効率の良いオンライン監視を用いて、ユーザー特定的かつより有効なニューロフィードバック療法を設計できるということが予想できる。さらに、同時にその他の生物学的信号も導出すべきである。このようにして、時間相関性の随伴現象またはその他の生理学的または病理学的プロセスについて、貴重な結論を下すことができ、これをバイオフィードバックにおいて考慮に入れることができる。
【００２６】
起こっている生理学的プロセスについての完全な情報提供の可能性を達成するために、例えば、ＥＥＧ、ＶＥＯＧ、ＩＩＥＯＧ、ＥＫＧおよび呼吸曲線を含むポリグラフィデータを記録することができる。確立されたＥＥＧ導出システムの位置が、ＥＥＧの導出のために用いられる。導出は、結合乳様突起に対し指示的に行なわれる。横断、縦断方向および時間的といったその他のモンタージュも可能である。過渡的インピーダンスは、３ｋΩ未満の値までもってこられる。フィルタは、主として緩徐電位（ＳＣＰ）の導出についてＤＣ（０Ｈｚ）が必要である場合に、０〜７０Ｈｚの範囲内で設定される。サンプリングレートは１００〜５００Ｈｚの間である。信号の残りの部分の導出は、双極的に行なわれる。ＥＥＧおよびＥＯＧは、オフセットおよびドリフト低減電極を用いて実施される。呼吸曲線は、呼吸ベルトを用いて記録される。初期検査およびフィードバックセッションに続くバイオフィードバック訓練は、活動の選択に左右される急に減少した数量の電極を用いて実施される。
【００２７】
ニューロフィードバックシステムの使用は、融通性をもつはずであり、そうして、トレーナーに実験的検査の可能性を提供するはずである。このような理由から、誘発された活動および自然発生的活動の両方を監視するための前提条件が作り上げられるべきである。第１のケースでは、神経学的ルーティーンで確立された扇動方法に加えて、数多くの刺激手順が必要とされる。その一例としては、Ｓ１−Ｓ２パラダイム、オドボールパラダイム、チェッカーボードまたは視野計を用いた視覚的刺激などがある。
【００２８】
融通性に対する需要は、より大量の自然発生的および誘発的脳活動成分を考慮に入れることを意味している。とりわけ、ニューロフィードバック手順の枠組内でのその実験的使用が肯定的な治療効果と結びつけられた信号が選択される。かかるＥＥＧリズムの例としては、シータリズム、アルファリズム、ベータリズム、ＳＭＲリズムまたはそれらの組合せが挙げられる。ＣＮＶ、ＣＰＶ、Ｐ３００，ＶＥＰその他は、ＥＲＰの分野に属する。両側性非対称、両側性および局所的コヒーレンスといったような異なる皮質位置特定間の付加的な関係も内含される。生物学および非生物学由来の複数のアーチファクトを伴う関連ＥＥＧ信号の重ね合わせのため、効率の良い前処理が不可欠となる。最適な信号の質を得るために、方法およびアルゴリズムの選択において妥協を行なわなくてはならない。
【００２９】
信号処理ルーティーンは、ニューロフィードバックシステムの核を成す。電位の評価の結果は、次の４つの異なる形で使用される：すなわち、
・アーチファクトの低減のため；
・結果の提示およびトレーナーまたは医療技師による監視のため；直接測定した値と計算上の値の組合せを調製し表示することができる；
・フィードバックを制御するため；
・ニューロフィードバックセッションのその後のオフライン評価のためおよび先行するセッションまたは既存の利点との統計的比較のため。
【００３０】
最初の３つのケースにおいては、オンライン能力ある方法または時代に基づいて評価が行なわれる方法（準オンライン）のみが使用できる。以下のグループの中の方法が、計算のタイプに応じて実現される；
− ウィンドウに基づく方法、例えばＦＦＴ基準線計算、平均化、相関、ＶＥＯＧ補正、ＨＥＯＧ補正；
− 適応−逐次型推定（ＡＲＥ）といった逐次型方法。
【００３１】
測定データから計算された制御特性数量を用いて制御することにより、ユーザーに関する規定の測定された生物学的状態についての瞬間的なフィードバック状態が得られる。実際のフィードバックは、マルチメディア提示を通してこの状態をユーザーが知覚でき（例えば聴覚、視覚または視聴覚により）訓練手順の枠組内でのこの状態の変化がまず最初にこの提示を用いて検出され、その後訓練されうる、ということから成る。フィードバックの配置は、過度に複雑でない単純なやり方で実施されるべきであり、又年令依存型でなくてはならない。本書で示すシステムにおいては、フィードバックは、ＲＳ２３２、ＤＤＥまたはＴＣＰ／ＩＰを介して制御可能な高品質アニメーション、映画、楽曲または振動の形で実施される。運動指向および成果指向型が実現される。（制御すべき信号の個別のパラメータ範囲内での）ユーザーの可能性に対してフィードバックの引外しを適合させることが可能である。制御メカニズムに必要とされるデータファイル（画像、音楽、映画）は、トレーナー又場合によってはユーザーにより望まれる通りの規定の書式で導入され得る。
【００３２】
中央システムのベースは、ポリグラフィＥＥＧデバイス（直流−交流増幅器）により形成される。これは、測定配置に融通性ある設計の可能性を提供する。考えられる構成としては、例えばＥＥＧに対する２８の単極チャネルそしてＶＥＯＧ、ＨＥＯＧ、ＥＫＧおよび呼吸のための４双極チャネルがある。
【００３３】
図４は、ニューロフィードバックシステムの機能チャートを示す。必要とされたフィードバックを生成するために、まず最初に増幅器から測定コンピュータまでデータストリームを転送しなければならない。その後、フィードバックを制御するために用いられる特徴的数量が粗データから計算される。
【００３４】
上述の３本の経路（ＲＳ３２３、ＤＤＥまたはＴＣＰ／ＩＰ）によるフィードバックの制御の設計により、２つのＰＣおよび２つのスクリーンを用いても又１つのＰＣと１つまたは２つのスクリーンを用いても中央システムを実施することができる。携帯ユニットは、携帯式コンピュータ、装着式コンピュータ、パームトップコンピュータまたはプレイステーションに基づいて実施される。現行のモニター、例えばＴＦＴディスプレイまたはヘッドホン内蔵型特殊ＬＣＤグラス例えばパーソナルＬＣＤモニターまたはヘッド装用ディスプレイのいずれかを、中央および携帯システム内で使用することができる。上述の可能性は、携帯式解決法のさらなる小型化および移動式利用を可能にする。この種の配置は、図５のチャートで示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったバイオフィードバック方法の方法ステップシーケンス。
【図２】ニューロフィードバック訓練の流れ図。
【図３】ニューロフィードバックシステムの概略図。
【図４】ニューロフィードバックシステムの機能チャート。
【図５】小型携帯ユニットについてのブロック配線図。
【符号の説明】
ＱＥＥＧ　　　　　数量化されたＥＥＧ
ＥＥＧ　　　　　　脳電図
ＥＫＧ　　　　　　心電図
ＢＦ　　　　　　　バイオフィードバック
ＮＴ　　　　　　　神経療法
ＮＦ　　　　　　　ニューロフィードバック
Ｓ１，Ｓ２　　　　刺激
ＩＳＩ　　　　　　刺激間間隔
ＳＣＰ　　　　　　緩徐皮質電位
ＤＳＶ　　　　　　デジタル信号処理
ＶＥＯＧ　　　　　垂直眼電図
ＨＥＯＧ　　　　　水平眼電図
ＤＤＥ　　　　　　動的データ交換
ＥＭＧ　　　　　　筋電図
ＦＦＴ　　　　　　高速フーリエ変換
ＶＥＰ　　　　　　視覚的誘発電位
ＥＲＰ　　　　　　事象関連電位
ＣＮＶ　　　　　　随伴陰性変動
ＣＰＶ　　　　　　随伴陽性変動
ＴＣＰ／ＩＰ　　　インターネットプロトコル上での伝送制御プロトコル
ＰＣ　　　　　　　パーソナルコンピュータ
ＥＯＧ　　　　　　眼電図
【図１】
2004512152.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004512152.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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2004512152.tif 000031
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【手続補正書】
【提出日】平成14年12月14日(2002.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々の訓練プロトコルの選択のためのユーザー特定的プロフィールがプロファイラ決定支援システムを伴う中央ユニットの中で準備され、付随するソフトウェアコンポーネントが構成され、ジュール式携帯ユニットへと転送されるような、ユーザーの生体信号を検出するための方法において、
神経学的および神経心理学的状態、およびそれとその他の生理系との間の相互作用が決定され、脳電図（ＥＥＧ）および誘発された脳の活動に基づき且つ垂直眼電図（ＶＥＯＧ）および／または水平眼電図（ＨＥＯＧ）、心電図（ＥＫＧ）および／または呼吸曲線によって評価され、ユーザー特定的プロフィールが決定され、該ユーザー特定的プロフィールに基づいて中央ユニットおよび携帯ユニットを構成するための訓練プロトコルが準備され、ユーザーの活動訓練がその後に中央ユニットか携帯ユニットのいずれかで実施され、次いで信号解析方法を用いた電位の評価の結果、および初期状態および／または標準的集団に対する統計的比較が、結果の提示と監視のためにトレーナーによって用いられることを特徴とする、バイオフィードバック方法。
【請求項２】
誘発電位が検出されおよび／または視覚的、聴覚的および認知的刺激を利用して制御されることを特徴とする請求項１に記載のバイオフィードバック方法。
【請求項３】
中央ユニットおよび通信ユニットの取付けられたモジュール式携帯システムを備えているような、請求項１または２に記載の方法を実施するためのデバイスにおいて、
中央ユニットがポリグラフデバイスを収納し且つフィードバック試行、刺激間の間隔（ＩＳＩ）および休止を組み合わせる持続時間および能力を可変的かつ個別に選択する手段を収納し、中央ユニット内にプロファイラ決定強化デバイスが組込まれており、携帯システムが増幅器、評価ユニットおよび通信ユニットを収納していること、
複数のセッションの監視および制御が同時に起こることが中央ユニットにより実現される手段を収納していること、
中央ユニットおよび携帯システムが、視覚的、聴覚的および／または認知的刺激のためのデバイスと結合されていること
を特徴とするデバイス。
【請求項４】
中央システムおよび携帯システムがインターネットおよび／または通信プロトコルのためのインタフェースを収納していることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
トレーナーまたはユーザーが、映画および／または楽曲および／または画像および／または振動を組込むことのできる手段を収納することを特徴とする請求項３または４に記載のデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
バイオフィードバック戦略で成功を収めるために必要な条件に付随する問題点は、市販のＥＥＧ技術に制限があることから増大している。すなわち、測定ハードウェアは通常、特定の信号成分を高い信頼性で検出することができず、供給されたソフトウェアは通常、日常的なＥＥＧ検査向けであり、従来の評価プロセスしか実現しない。ＥＥＧ学習プロセスにおけるフィードバック制御のためには、基本リズムの周波数および振幅の変化のオンライン能力をもつ連続的な監視が必要である。既知のＥＥＧフィードバック制御は、より長い時間ウィンドウまたは信号セグメント内部での評価に基づいている。従って、成功するリズム制御の肯定応答は、数秒の間隔でのみ可能である。特に、脳プロセスの動力学を、確率論的なＥＥＧの特徴を考慮に入れてオンラインで探究することのできるトポグラフィ方法および時間と周波数に関する高解像度方法が欠如している。従って、生理学的および病理学的脳事象の微妙な時間的微細構造を理解するための前提条件が全く存在しない。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図１を見ればわかるように、長時間監視により導出されるＥＥＧ（ＱＥＥＧ）の数量化は、該方法の出発点を成している。このようにして、休止中かまたはアプリケーションに応じて異なる扇動方法の間に記録されたＥＥＧからユーザーの状態を描写する特徴的な数量を得ることができる。予め定義されたパラメータベクトルを用いて、ユーザー特定的プロフィールが作成される。数量化を通して発生する数量に加えて、自然発生的な感情の状態および環境についての情報、既応症、ＩＱ試験または心理学試験の結果といったユーザー特定的データも同様にこのプロフィール内で記録される。ユーザー特定的プロフィールは次に、バイオフィードバックにおける戦略を決定するために用いられる。初期セッションとして定義すべき最初のバイオフィードバックセッションの間に、実際の信号およびフィードバックパラメータの監視が、全ての検出済みチャネルを介して実施される。１つのチャネルまたは異なるチャネルのための異なる信号処理方法の選択も又可能である。ユーザーのための最適な方法を決定した後（すなわち、活動、皮質位置特定、計算方法、フィードバック開始の引外しおよび誘発の場合の刺激パラダイスの方法の選択）、決定された数量の訓練手順を中央システムまたは自宅システムのいずれかにおいて実施可能である（対応するモジュールを転送した後）。このとき長時間監視とそれに続く数量化を実施することができる。プロフィールは、新たに得られたパラメータによって絶えず拡張される。選択された統計的方法に基づき、かつ予め定義された基準に従って、状態ベクトル間で比較を行なうことができる。結果は、応用ニューロフィードバック療法の成功を査定するために使用される。評価の結果は、処理方法を適合させるのに役立つ。このことはすなわち、１つの活動がうまく制御されない場合に、将来の療法セッションにおいてこの制御の代りに、もう１つの活動の制御または異なるＥＥＧパラメータの制御の組合せを用いることができるということを意味することになる。




【国際調査報告】
2004512152.tif 000033
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