【手続補正書】
【提出日】平成18年6月8日(2006.6.8)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
制御ユニット（４），刺激器（１）及び脳活動（２）検出する少なくとも１つの手段から構成され、この手段は制御ユニット（４）に接続している、生理的な及び／又は異常なニューロンの律動活動を必要に応じて制御して変調する装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
バイオフィードバック・トレーニングは、患者が改善すべき身体機能を故意に適切にコントロールでき、そしてそうしようとすることを前提とする。このことは、大多数の感覚系統で及び多くの脳機能で不可能であるか又は十分でない。さらに、大脳の病気を患っている患者、例えば脳梗塞後のネグレクト患者は病気による注意障害を有しうることを困難にする。これらの注意障害は、それ自体簡単な身体機能の故意のコントロールを困難にするか又は全く不可能にする。すなわち、ネグレクト患者の身体の一部をそのネグレクト患者の身体に属すると感じないそのネグレクト患者は、これらの放置された身体の一部を動かすトレーニングをほとんどすることができない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の課題は、脳の生理学的な又は異常なニューロンの律動活動を必要に応じて変調する装置を提供することにある。この装置は、脳の機能障害を診断的に確認しなければならずかつ総体的症状を緩和するか又は除去するのに適している。この装置は、感覚的な情報処理に関連している脳活動を診断と治療の目的で検査し診断することを可能にしなければならない。さらにこの装置は、病気によって少なくとも１つの身体機能をもはや意図的にコントロールできない人の患者の場合にその該当する身体機能の監視が改善されるか又は回復されるように作動しなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
脳の生理学的な又は異常なニューロン活動を必要に応じて変調することが、本発明の装置によって可能である。その結果、この生理学的な又は異常なニューロン活動は、通常の機能に近づくか又は通常の機能に等しい。この装置は、脳の機能障害を診断的に検査すること、総体的症状を緩和すること又は除去することに適している。この装置は、新しい診断方法を可能にする。この診断方法の場合、−患者の脳の律動活動に適合させて−律動活動の適切な診断が異なる周波数帯域内で実施される。こうして、ニューロンの情報処理が、診断と治療の目的で検査され変調され得る。さらに本発明の装置は、人の患者が人の身体機能を意図的にコントロールできないと言う問題が克服されるように作動する。
【手続補正５】
【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】
図３ａ中では、横座標が任意のユニット内の時間軸であり、縦座標が任意のユニット内の刺激の強度を示す。期間Ｔ1 ，Ｔ2 及びＴ4 ，Ｔ5 は、図２の波形に一致する。期間Ｔ3 内では、周期的な刺激列が適用される。この刺激列の周波数は、脱同調すべきニューロン群の共振周波数と大きく異なる。期間Ｔ1 ，Ｔ2 及びＴ4 ，Ｔ5 中はそれぞれ、図２中に示された脱同調刺激が実施される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図４ａ中では、横座標は任意のユニット内の時間軸であり、縦座標は任意のユニット内の刺激の強度を示す。図４ａは、周波数走査のために使用される刺激を概略的に示す。この場合、周期的な刺激列が使用される。この周期的な刺激列の周波数が緩やかに変化する、ここでは例えば緩やかに増大する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
刺激器１は、信号を生成する刺激送信器である。これらの信号は、患者によって意識して又は無意識に知覚され得る。この場合基本的には、患者によって感覚的に処理可能な全ての信号が生成される。例えば、視覚刺激，音響刺激若しくは触覚を刺激する刺激又は−ほとんどあり得ない−痛覚を刺激する刺激が列挙され得る。視覚刺激は、画像やパターンでもよい。視覚刺激は、例えば特殊な画面１ａ又はシャッターメガネ１ｂによって出力され得る。画面は、特に投影画面である。この投影画面は、シャッターを介してプロジェクターに接続されている。このプロジェクターは、時間連続画像を生成する。シャッターメガネ及びプロジェクター用のシャッターは、特にＬＣＤ法又はＦＬＣ（強誘電性液晶）法にしたがって作動する。視覚刺激の実施に使用される画像及びパターンは、当業者に公知である。これらは、例えばカニッツア図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
音響刺激としては、全ての音又は時間遅延した広帯域の雑音の反復若しくは可聴周波数帯域内で使用されるような複雑な雑音でもよい。これらの音又は雑音は、ラウドスピーカ１ｃ又はヘッドフォン１ｄによって出力される。触覚又は痛覚を刺激する刺激送信器は、例えば身体知覚的な刺激発生器１ｅ又は時間変調レーザー１ｆでもよい。それ故に本発明の刺激送信器は、視覚的な、音響的な又はその他の知覚的な信号又は刺激を生成するための手段である。刺激器１は、これらの信号を時間パターン内で律動的に又は不整的に出力する。このことは、視覚画像又はパターンが特に１〜100Hz 若しくは１〜70Hzの時間列で及び／又は周期的でない複雑な時間列で生成され得ることを意味する。しかしながらこれらの応用は、これらの周波数に限定されていない。さらに信号の強度又は振幅も変更できる。視覚刺激の場合、輝度のほかにコントラストも変更され得る。同様に音が、特に１〜100Hz の周期的な時間列で及び／又は周期的でない複雑な時間列で使用され得る。この場合、音の強さが変更され得る。同様にその他の知覚刺激を生成する手段に対しても成立する。これらの知覚刺激の場合、圧力及び周波数が変更され得る。個々の知覚刺激の周期的でない複雑な時間列は、−以下で説明するように−例えば１つの周期的な刺激列を後続する性質の異なる個々の刺激と組合わせることからでもよい。健康な場合、律動的な活動が、一般に特定の周波数帯域内に存在する。この律動的な活動は、好ましくは特定の脳領域内で起こる。例えば、いわゆるαリズム（約10Hz）が、好ましくは大脳皮質の視覚野の領域内で観察される。患者の場合、一方ではこれらの生理学上のリズムが低下して発生しうるか又は他方では異常なリズムが存在しうる。これらのリズムは、一般的でない周波数内ですなわち非生理学的な周波数帯域内で発生しうる。異常なリズムは、正常な周波数成分を含むものの一般的でない解剖学的な部位によって明らかになりうる。異常なリズムは、唯一の脳領域だけに限定される必要はなくて、その他の解剖学的に関係する脳領域の機能をも病的な律動活動の供給によって妨害する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
制御ユニット４は、センサ２によってさらに出力される信号を処理する。この制御ユニット４は、本出願中で説明されている方法ステップを実施するための手段を自由に処理できる。これらの手段は、特にコンピュータ又は電子回路及びコンピュータプログラム又は例えばＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・アレイ）のようなプログラミング可能なプロセッサである。さらにこれらの手段は、信号検出及び評価の本発明のステップを実施すること並びに刺激器１を本発明の方法で制御することができる。この方法を適切なプロセッサ上で実行することが特に好ましい。この場合、概念であるプロセッサは、限定して解釈してならない。この場合のプロセッサは、計算の実行に適した任意のユニットである。プロセッサを多数の個別プロセッサから構成することが可能である。これらの個別プロセッサは、特に１つの適切なプロセッサユニットに統合されている。本発明の目的では、計算の実行に適した各回路がさらに使用され得る。この回路は、好ましくはコンピュータ又は論理素子内に組み込まれている。本発明の方法ステップを実施する説明した手段は、コンピュータ，電子回路，コンピュータプログラム又はプロセッサから構成されたグループから成る少なくとも１つの要素を有する制御ユニット４の構成要素である。異なる方法ステップを制御するためのこの手段は、必ずしも唯一の機器内に組み込む必要はない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
１．) 又は２．) の下で説明した感覚刺激の間に、例えばカニッツア図のような特定の刺激が患者に提供される。その患者は、これらの刺激中の特定の特徴を探すように予め指示される。この場合、キーボード５を通じて実施される患者の返答によって、生理学的なリズムの刺激によって提供された感覚刺激の認知が改善されたか又は可能になったかどうかが特に監視される。患者の反応が少なくとも１回、例えば３回停止した場合、適切な信号が、刺激６を検査する手段及び診察者に対して転送される。この信号は、患者が所定の課題にしたがって感覚刺激を処理する意思がないか又は処理できないことを診察者に知らせるために使用される。
Ｂ  必要に応じて制御される脱同調
必要に応じて制御される脱同調の目的は、非常に強く発生する１つ又は多数の異常なリズムを有する患者の場合に感覚刺激の処理の間にこれらの異常なリズムを減衰すること又は抑制することである。これによって、非常に強く発生するニューロンリズムによって妨害されている刺激処理が、改善されるか又は可能になる。この課題は、本発明の装置及び特に制御ユニット４又はこの装置の上述した手段及び以下で説明するこの装置の機能によって解決される。この目的のため、センサ２が、減衰すべき脳領域のニューロン活動を記録する。このセンサ２によって測定された信号は、特に絶縁増幅器３を経由して制御ユニット４に対して転送される。制御ユニット４は、本発明により以下の原理にしたがって作動する：
刺激が、一方では適正な強度及び期間を有し、他方ではニューロン群の集団振動の臨界位相内で、いわゆる易損性の位相内で適用される場合、律動的に活動するニューロン群が、感覚刺激によって脱同調され得る。ニューロン群の周波数の回避不可能な可変性の結果、易損性の位相を確実に捕らえることは困難である。この問題は、より複雑な刺激が使用されることによって解決される。これらのより複雑な刺激は、２つの性質上異なる刺激から成る：
第１刺激は、ニューロング群の動特性を監視する。その結果、ニューロン群の動的な状態が、この刺激の最後に十分な精度で既知である。これに対して、同調化が実施される。すなわち、ニューロン群の動特性を刺激列によって規則的に運動させるため、同調する周期的な刺激列が使用される。本発明の装置は、同調化すなわち周期的な刺激を実施する手段を自由に処理できる。この周期的な刺激は、リズムすなわち刺激されたニューロン活動の位相動特性を監視する目的で使用される。この場合の手段は、例示的に上述したようにコンピュータ、電子回路、プロセッサ，プログラミング可能な電子回路（ＦＰＧＡ）又はコンピュータプログラムである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
第２刺激は、ほぼ一定の時間遅延を伴って第１同調化刺激（＝刺激列）の後に続く。この第２刺激は、易損性の状態の異常に同調する律動的なニューロン群を捕らえ、この方法で脱同調させる。この第２刺激は、特に単一の個別刺激から成るか又は少なくとも２つの個別刺激や特に10個以下の個別刺激から成る。この目的のため、本発明の装置は、脱同調する手段を自由に処理できる。この場合、この手段は、例示的に上述したようにコンピュータ，電子回路，プロセッサ，プログラミング可能な電子回路（ＦＰＧＡ）又はコンピュータプログラムである。これらは、以下で説明する方法ステップを実施することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
が算定される。この場合、ｅn,m (j) は、ｊ番目の刺激列である。０≦Ｅn,m ≦１が成立する。同調化が十分良好になるまで、すなわちＥn,m が十分１に近づくまで、１つの刺激列内で連続する刺激の数ｋが増える。
２．）易損性の位相の算出：
易損性の位相は、感覚刺激の強度及び期間に依存する。特に測定手続きの範囲内では、感覚刺激の期間が一定に保持される一方で、強度及び易損性の位相は、以下で説明するように刺激の脱同調する効果が最大になるように変えられる。易損性の位相は、易損性の位相を算定する手段によって算出される。この場合、この手段は、例示的に上述したようにコンピュータ，電子回路，プロセッサ，プログラミング可能な電子回路（ＦＰＧＡ）又はコンピュータプログラムである。これらは、以下で説明するステップを実行するために有益である。この場合、本発明の装置は、２つの異なる方法で進行する：
Ａ）一方で同調化する刺激列の最後の刺激と脱同調する刺激との間の時間間隔及び脱同調する刺激の強度は、異常なリズムに属する周波数帯域の中心周波数の特に０〜２の周期長の間に同調化の最後の刺激と脱同調する刺激との間の時間間隔を変化させる手段によって体系的に特に狭い等間隔のステップで変化する。ここで使用される手段は、例示的に上述したようにコンピュータ，電子回路，プロセッサ，プログラミング可能な電子回路（ＦＰＧＡ）又はコンピュータプログラムである。時間間隔のこの変化は、強度の異なる値に対して強度を変化させる手段によって体系的に実施される。この場合、特に、強度が狭い等間隔のステップで上昇し、強度の各値に対して、時間間隔が、上述したように０〜２の周期長の間に算定される。時間間隔及び強度が、特に制御ユニット４によって変更される。感覚刺激の強度及び同調化の最後の刺激と脱同調する刺激との間の時間間隔に対する最適な値は、最大の脱同調が発生する値である。すなわち、この最大の脱同調の場合、脱同調すべきリズムの振幅が、刺激後に最小である。この場合、振幅は、特にバンドバス濾波によって後続するヒルベルト変換で算定される。この代わりに、刺激後の１つの時間窓内に緩やかに変化する正弦関数をセンサ２のバンドパス濾波された信号に適合させることによって、又は刺激後の１つの時間窓内で測定される信号の出力スペクトルの周波数帯域にわたって積分された振幅によって、振幅を算定してもよい。
Ｂ）時間間隔は、Ａ）のもとで変化する。Ａ）に対する相違では、強度が、等間隔のステップで上昇するのではなくて、以下の方法で体系的に変化する：この場合、位相リセット曲線が使用される。脱同調すべきニューロン活動の位相動特性に対する脱同調刺激の効果が、これらの位相リセット曲線によって検査される。この場合、位相が、特にバンドパス濾波及び後続するセンサ２によって測定される信号のヒルベルト変換を用いて算定される。ヒルベルト変換を使用する代わりに、１つの任意の時間窓内に緩やかに変化する正弦関数をセンサ２のバンドパスされた信号に適合させてもよい。この場合、バンドパスの範囲は、最初に算定された異常なニューロンリズムの周波数帯域の範囲である。位相リセット曲線の場合、φb に対するφe が、刺激の開始に対するニューロン活動の位相φb 対して刺激後のニューロン活動の位相φe をプロットする手段によってプロットされる。この手段は、脱同調すべきニューロン活動の位相動特性に対する脱同調刺激の影響を検査する手段を示す。この場合、この手段は、例示的に上述したようにコンピュータ，電子回路，プロセッサ，プログラミング可能な電子回路（ＦＰＧＡ）又はコンピュータプログラムである。この場合、φe は、ニューロン活動の位相である。この位相は、刺激の直後に又は刺激後の一定の時間遅延を伴って算定される。この場合、この時間遅延は、特に脱同調すべきニューロン活動の１周期長よりも小さいか又は最良で零に等しくなくてはならない。ニューロンリズムの周期長は時間的に変わるので、この周期長は、時間平均された周期長を意味する。φb は、ニューロン活動の位相である。この位相は、刺激開始の時点に対して直接に又は刺激開始前の一定の時間遅延を伴って算定される。この時間遅延は、φe に対する算定と同様にできるだけ小さくか又は最良で零に等しくする必要がある。それ故に、周期長の避けられない時間変化が、評価の特性に可能な限り影響しないように、φe 又はφb の算定時の時間遅延は、可能な限り僅かにしなければならない。脱同調する感覚刺激の選択された強度が非常に弱い場合、位相リセット曲線は、一般に１に相当する平均上昇を有する。反対に強度が非常に強い場合、位相リセット曲線は、一般に零の平均上昇を有する。最適な強度値及び最後の同調化パルスと脱同調パルスとの間の遅延に対する最適な値は、平均上昇１から平均上昇０への移行が発生する位相リセット曲線の場所に存在する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
制御ユニット４は、感覚刺激の提供を以下のようの制御する：
最適な刺激周波数ｆA を有する連続した周期的な同調化刺激が使用される。しかし、ここで使用される感覚刺激は、同じである必要はない。迅速な同調化を実現するため、特に、使用される感覚刺激は、以下のパラメータに関して同じである：
（ｉ）これらの感覚刺激は、同じ特性である。すなわち、例えばそれぞれ同じ視覚的なパターンである。
（ｉｉ）これらの感覚刺激は、同じ強度を有する。すなわち、例えば同じ光の強さ又は音の強さを有する。
（ｉｉｉ）これらの感覚刺激は、同じコントラストを有する。すなわち、例えば、視覚的な刺激の場合、同じ明暗コントラストを有する。
（ｉｖ）これらの感覚刺激は、同じ期間を有する。