(57)【要約】  電気味覚計は、刺激指示を受信することができるインタフェース（４）と、刺激電流を生成するように構成された電流発生器（８）と、を備える。インタフェース（４）は、刺激指示からデジタルコマンドを取得するように構成され、電気味覚計は、デジタルコマンドをＤＣ電圧に変換するのに適したデジタル−アナログコンバータ（６）をさらに備える。異なるデジタルコマンドが、それぞれの離散電圧値を誘発する。電流発生器（８）は、ＤＣ電圧を、離散電圧値に応じて０〜２５０μＡの範囲の強度を有する刺激電流に変換するように、および０．０５μＡ〜１μＡの範囲の固定ステップで変化するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気味覚計であって、
刺激指示を受信することができるインタフェース（４）と、
刺激電流を生成するように構成された電流発生器（８）と、
を備え、
前記インタフェース（４）は、前記刺激指示からデジタルコマンドを取得するように構成され、
前記電気味覚計は、前記デジタルコマンドをＤＣ電圧に変換するのに適したデジタル−アナログコンバータ（６）をさらに備え、異なる前記デジタルコマンドが、それぞれの離散電圧値を誘発し、
前記電流発生器（８）は、前記ＤＣ電圧を、前記離散電圧値に応じて０〜２５０μＡの範囲の強度を有する刺激電流に変換するように、および０．０５μＡ〜１μＡの範囲の固定ステップで変化するように構成されることを特徴とする、
電気味覚計。
【請求項２】
前記電流発生器（８）は、バイポーラトランジスタアセンブリを備える、
請求項１に記載の電気味覚計。
【請求項３】
前記電流発生器（８）によって生成された刺激電流を印加するための電極（１２）をさらに備える、
請求項１または２に記載の電気味覚計。
【請求項４】
前記インタフェース（４）は、マイクロコントローラ（４）に接続された電子デバイス（１０）を備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気味覚計。
【請求項５】
前記電子デバイス（１０）は、前記電流発生器（８）によって生成された一連の刺激電流の印加に応答して１つまたは複数のフィードバックに基づいて、電気味覚しきい値を自動的に決定するためのプロセスを含む、
請求項４に記載の電気味覚計。
【請求項６】
前記電子デバイス（１０）は、ディクソンアルゴリズムに基づいて、電気味覚しきい値を自動的に決定するためのプロセスを含む、
請求項５に記載の電気味覚計。
【請求項７】
前記電子デバイス（１０）は、二重盲検法を使用するように構成される、
請求項６に記載の電気味覚計。
【請求項８】
前記電子デバイス（１０）は、前記電流発生器（８）によって生成された一連の刺激電流の印加に、一定時間の間、初期強度値から刺激電流が発信されることが含まれるようなプロセスを使用するように構成され、前記刺激電流の各々は、固定された強度値によって先行する発信から分離される、
請求項４〜７のいずれか１項に記載の電気味覚計。
【請求項９】
前記電子デバイス（１０）は、二分法の進行に基づいて、電気味覚しきい値を自動的に決定するプロセスを含む、
請求項５に記載の電気味覚計。
【請求項１０】
前記デジタル−アナログコンバータ（６）は、数字の形態でデジタルコマンドを受信し、前記離散電圧値の各々は、一意のデジタルコマンドに対応する、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気味覚計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、味覚検査の分野に関し、より詳細には、電気味覚検査の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
味覚は複雑な感覚であり、そのメカニズムはあまり知られていない。それにもかかわらず、味覚障害が定量化されると、例えば癌患者のフォローアップまたは喫煙の削減や禁煙治療のサポートなどの医学的なフォローアップ、およびアルツハイマー病やパーキンソン病などの特定の疾患の早期診断に非常に役立つ可能性がある。
【０００３】
味覚検査は、被験者の嗅覚障害を排除して味覚に対する被験者の知覚を分析することで、味覚障害を分析することを目的としている。医師は、化学的味覚検査、電気味覚検査および味蕾組織を分析するための乳頭生検の３つの手順を利用することができる。
【０００４】
化学的味覚検査は、患者の舌に１種または複数種の化学物質を付着させ、その反応を測定するステップを含む。電気味覚検査は、患者の舌に非常に低い電流を印加して、患者による味覚の検出を測定するステップを含む。その目的は、被験者が知覚することができる味覚を誘発する、可能な限り最小の電流を測定することである。
【０００５】
患者の反応時間、患者の安静時間、投与の困難さ、および再現性のある手順の適用などを含む多くの理由から、化学的味覚検査は実用性が低い。これに加えて、化学実験室の必要性、長期にわたる準備期間、および使用制限化学物質の保管条件などもある。
【０００６】
電気を利用した電気味覚検査は、一見すると、より多くの可能性を秘めているように見える。しかしながら、現在までに、本出願人は、商業生産の対象となった電気味覚検査装置として、Ｓｅｎｓｏｎｉｃｓ社によるＴＲ−０６Ｒｉｏｎの１種類しか認識していない。
【０００７】
これは、比較的初歩的な装置であり、印加される電流は、４μＡ〜４００μＡの範囲で、２０μＡの平均離散化ステップで供給される。
【０００８】
刺激の印加は手動で行われ、電流の発信を作動させるためにペダルアセンブリを介して制御され、患者に適用された刺激パラメータを作業者が紙に記してから、自身で電気味覚しきい値を計算する。患者には、刺激による酸味が消えるまでの一定の回復時間が与えられるが、この時間は、ユーザに依存する。同様に、刺激時間は、最大２秒の刺激時間でしかプログラムできないのに対して、患者の反応時間は広く可変である。ＴＲ−０６Ｒｉｏｎは、操作が複雑であり、重量が合計２．３ｋｇもあるため重くてかさばり、運搬が困難な装置である。操作の複雑さと自動化の不足により、現在、ＴＲ−０６Ｒｉｏｎの使用は、純粋に臨床用および模索的なものに留まり、医師が患者に対して日常的に使用することを想定することができない。
【０００９】
その尺度は、装置を非常に不正確にし、その大きさ、複雑な取り扱いおよび技術的限界は、実際に装置が臨床研究などで使用できないほど、装置を非常に非実用的なものにしている。これに関連して、ＭｃＣｌｕｒｅ  ＳＴらによる「Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｔｗｏ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔａｓｔｅ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅｓ」（Ｐｈｙｓｉｏｌ  Ｂｅｈａｖ．、２００７年１１月２３日、９２（４）：６５８−６４）と題する論文の要約では、ＴＲ−０６Ｒｉｏｎを１．６Ｖのバッテリを搭載した簡易的な電気味覚計と比較すると、「バッテリ装置は、味覚の臨床試験で使用するための電気味覚計に代わる安価で携帯可能な代替品であり得る」と結論づけている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これらの理由から、電気味覚検査は、現在まで非常に発展途上にあり、上述した欠点を有するにも関わらず、化学的味覚検査に置き換えられることが多い。したがって、味覚に対する患者の知覚に対してフォローアップを可能にするプロトコルに関連して、および投与量の適応、予防、停止のためのサポートまたは疾患の診断に関連して、医師が患者に対して日常的に使用することができる医療用電気味覚計を提供する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のために、本発明は、刺激指示を受信することができるインタフェースと、刺激電流を生成するように構成された電流発生器と、を備える電気味覚計に関する。インタフェースは、刺激指示からデジタルコマンドを取得するように構成される。電気味覚計は、デジタルコマンドをＤＣ電圧に変換するのに適したデジタル−アナログコンバータをさらに備える。異なるデジタルコマンドが、それぞれの離散電圧値を誘発する。電流発生器は、ＤＣ電圧を、離散電圧値に応じて０〜２５０μＡの範囲の強度を有する刺激電流に変換するように、および０．０５μＡ〜１μＡの範囲の固定ステップで変化するように構成される。
【００１２】
この電気味覚計は、信頼性の高い味覚検査プロトコルを実行することができるという利点を有する。さらに、その精度により、医療環境で日常的に使用することができる。実際、その特徴により、この電気味覚計は、非常に正確（ユーザが電流として発信するものに対して１％以内）であり、ユーザのニーズに合わせて変更可能であり、タイプＩＩａの医療機器として認定されるように規定上の制約に準拠することができる。そのため、患者の舌に電流を流しすぎたり、電気味覚しきい値測定の計算に誤りがあったりする危険性がなく、わずか数分で味覚感度試験を実行することができる。
【００１３】
様々な別の実施形態において、本発明による電気味覚計は、以下の特徴を１つまたは複数有してもよい。
・  電流発生器は、バイポーラトランジスタアセンブリを備える。
・  電気味覚計は、電流発生器によって生成された刺激電流を印加するための電極をさらに備える。
・  インタフェースは、マイクロコントローラに接続されたオフセット電子デバイスを備える。
・  オフセット電子デバイスは、電流発生器によって生成された一連の刺激電流の印加に応答して、１つまたは複数のフィードバックに基づいて電気味覚しきい値を自動的に決定するためのプロセスを含む。
・  電子デバイスは、ディクソンアルゴリズムに基づいて、電気味覚しきい値を自動的に決定するプロセスを含む。
・  電子デバイスは、二重盲検法を使用するように構成される。
・  オフセット電子デバイスは、電流発生器によって生成された一連の刺激電流の印加に、一定時間の間、初期強度値から刺激電流が発信されることが含まれるようなプロセスを使用するように構成され、各刺激電流は、固定された強度値によって先行する発信から分離される。
・  電子デバイスは、二分法の進行（ｄｉｃｈｏｔｏｍｉｃ  ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ）に基づいて、電気味覚しきい値を自動的に決定するためのプロセスを含む。
・  デジタル−アナログコンバータは、数字の形態でデジタルコマンドを受信し、各離散電圧値は、デジタルコマンドに対応する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら非限定的に図示する実施例に基づく以下の説明により、より明確になるであろう。
【図１】本発明による医療用電気味覚計の模式図である。
【図２】図１の要素の模式的な電気回路図である。
【図３】図１の要素による関数の使用例を示す図である。
【図４】別の実施形態における図１の要素による関数の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面および以下の説明には、本発明の特定の性質の要素が本質的に含まれる。したがって、これらは、本発明をよりよく理解するのに役立つだけでなく、その定義にも適宜貢献することができる。
【００１６】
図１は、本発明による電気味覚計２の模式図である。
【００１７】
電気味覚計２は、マイクロコントローラ４と、デジタル−アナログコンバータ６と、電流発生器８と、を備える。
【００１８】
マイクロコントローラ４は、電話機１０から刺激強度指示を受信し、電流発生器８は、それに応答して、電極１２に電流を流す。このように、電話機１０、電気味覚計２および電極１２があれば、患者の舌の上に要素１２を配置して、そこから刺激に対する反応を収集することで、電気味覚検査の手順を実行することができる。
【００１９】
本明細書に記載する実施例において、マイクロコントローラ４は、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社によるＡＴＭｅｇａｌ１６８である。マイクロコントローラ４は、電話機１０から刺激指示を受信するように、およびそれらをデジタルコマンドに変換するように構成される。したがって、マイクロコントローラ４は、電気味覚計２が発信した電流の強度を制御するためのインタフェースとして機能する。本明細書に記載する実施例において、電話機１０は、スマートフォンタイプのものであり、マイクロコントローラ４とＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線プロトコルを介して通信するものである。他の無線プロトコルも使用することもでき、また、ケーブル（例えばＵＳＢ）を介して、電話機１０をマイクロコントローラ４の入力に接続することもできる。電話機１０を、以下に説明するようなアルゴリズムを実行するのに適した、且つ電気味覚計２のインタフェースと通信するのに適したタブレット端末または別のオフセット電子デバイスに置き換えることもできる。さらに代替的に、電話機１０を電気味覚計２と一体にして、直接アクセスすることができるインタフェースを提供することもできる。刺激指示からデジタルコマンドへの変換は、対応する規則に基づいてもよく、ルックアップテーブル型の検索テーブルに基づいてもよく、フィードバックループを含む直接コマンドに基づいてもよい。
【００２０】
図２は、デジタル−アナログコンバータ６の出力において発信される電圧を、電極１２のための電流に変換するために電流発生器８が使用する電気回路図の一例を示す。
【００２１】
図に示すように、デジタル−アナログコンバータ６の出力は、バイポーラトランジスタ２０のベースに接続されている。トランジスタ２０のエミッタは、レジスタ２２と直列に接続されている。これは、電極１２に接続されたときの患者の舌の抵抗を表す。また、トランジスタ２０のコレクタは、接地されたレジスタ２４と直列に接続されている。さらに、レジスタ２２は、ＤＣ電圧源２６と直列に接続された電極１２の別の部分と直列に接続されている。刺激電流が発信されたときに回路を閉じるために、電極１２を受ける人は、レジスタ２４の下流で接地されたリストバンド（図２に図示せず）を着用する。
【００２２】
図によれば、レジスタ２２を通過する強度は、トランジスタ２０のコレクタのレベルにおいて強度ｉｃである。トランジスタ２０のコレクタとエミッタとの間の電圧が正になると、強度ｉｃは、エミッタのレベルにおいて強度ｉｅと実質的に等しい。
【００２３】
このように、強度ｉｃは、デジタル−アナログコンバータ６の出力電圧と、トランジスタ２０のコレクタ−ベース間の電圧との差をレジスタ２４で除算した値に等しい。
【００２４】
本明細書に記載する実施例において、デジタル−アナログコンバータ６は、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社によるＭＣＰ４７２５である。アナログ−デジタルコンバータを使用することは、出力される電圧を正確に制御することが可能になるので、特に有利である。したがって、電流発生器８との組み合わせにより、０．１μＡの精度で電極１２に発信された電流の強度を制御することができる。
【００２５】
また、代替的に、電流発生器８は、電界効果トランジスタ回路に基づくものであってもよく、適切な冷却手段によるオペアンプアセンブリに基づくものであってもよい。
【００２６】
本出願人は、図１および図２に示す電気味覚計２が、迅速に且つ自動的に且つ正確性をもって、患者の電気味覚しきい値の分析に適したアルゴリズムを使用することができることが特に有利であることを見出した。
【００２７】
このように、本出願人は、ＤｉｘｏｎとＭａｓｓｅｙによる著書「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」（Ｍａｃ  Ｇｒａｗ  Ｈｉｌｌ、１９６０）に記載されたディクソンアルゴリズムが有利であることを見出した。過去に、ディクソンアルゴリズムは、選択された量の岩石を爆発させるための爆破物の量を正確に決定するために開発された。電気味覚検査との直接的な関連性はないが、本出願人は、ディクソンアルゴリズムを本発明による電気味覚検査に適用することで、極めて正確な結果が極めて迅速に且つ確実に得られることを見出した。
【００２８】
図３は、電気味覚計２を用いたディクソンアルゴリズムの１バージョンの使用例を示す。動作３００において、初期強度Ｉｎｔ、ステップＳｔｐおよび刺激時間Ｔが設定される。これらのパラメータは、例えば電話機１０によって実行され且つ電気味覚計２を制御するアプリケーションを介して導入されてもよい。電話機１０は、刺激を知覚したかどうかを患者に確認するユーザによって把持されてもよい。これにより、患者への心理的な負担を回避することができ、患者が知覚に関して虚偽の申告をすることを抑止することができる。
【００２９】
パラメータが設定された後に、刺激ループが実行される。動作３１０において、電話機１０は、関数Ｓｔｉｍ（）を実行する。関数Ｓｔｉｍ（）は、時間Ｔの間、電極１２に強度Ｉｎｔの直流電流を発信するように、電気味覚計２に指示する。
【００３０】
動作３２０において、患者は、刺激に応答して、刺激を知覚したかどうかを示す。患者が刺激を知覚したことを示した場合、動作３３０において、ステップＳｔｐが強度Ｉｎｔを減少させる。患者が刺激を知覚していないことを示した場合、動作３４０において、ステップＳｔｐが強度を増加させる。
【００３１】
次いで、動作３５０において、関数Ｓｗ（）が実行される。この関数は、現在のループの結果と、先行するループの結果とを比較する。患者の応答が同じである場合、動作３１０でループが再開する。それ以外の場合、シフトが行われ、測定を特徴づけるために４回の追加測定が実行される。
【００３２】
このように、動作３６０において、インデックスｉは値１に設定される。次いで、ループのすべての実行においておよび関数の終了まで、関数Ｓｗ（）は試験を実行せず、インデックスｉをインクリメントする。これは、例えば関数Ｓｗ（）によるシフトの検出時にフラグをアクティブにし、アクティブになったフラグが関数Ｓｗ（）の試験のバイパスとインデックスｉのインクリメントをトリガーにすることで、実行されてもよい。さらなる別の実施形態も可能であることは言うまでもない。
【００３３】
最後に、動作３７０において、試験が実行され、シフトの検出に続く４つの動作が実行されたかどうかを判定する。実行されたと判定された場合、動作３８０において、関数Ｄｘｎ（）によって、最新の５つの測定に関するユーザの応答が、患者の味覚しきい値を計算するディクソンマトリクスと共に使用され、動作３９９において、関数は終了する。それ以外の場合、最新の測定を実行するために、動作３１０でループが再開する。
【００３４】
図４も、ディクソンアルゴリズムが使用される図３の別の実施形態における関数を示すが、これは、二重盲検試験に基づいている。このため、刺激および測定は、２つの刺激が毎回患者に提供され、そのうちの一方だけが実際のものであるという点で、わずかに異なる。患者に要求される応答は、２つの刺激のうちの実際に生じたものに関連する。
【００３５】
このように、図４の関数の動作は、図３の関数の動作と類似するが、以下の点で異なる。
・  強度Ｉｎｔはもはや関与しておらず、第１および第２の刺激の強度を受信するベクトルＩｎｔ［］と、ベクトルＴ［］である時間Ｔとが関与する。Ｉｎｔ［］の値は、Ｉｎｔと０のみであり、時間は、両方の刺激について同じである。
・  動作４１０はもはや直接的な刺激ではなく、二重盲検関数を実行する関数Ｓｅｑ（）によるシーケンスの実行である。すなわち、電話機１０内のアプリケーションのみが、所与のループの実行に対して強度Ｉｎｔで第１の刺激または第２の刺激のどちらかが実行されたかを知っている。
・  動作４２０は、患者の応答のみの基づくのではなく、患者の応答とアプリケーションが知っている現実との間の比較に基づいている。このように、患者が実行された刺激を正しく認識した場合、強度が減少し、逆の場合には、強度が増加する。
【００３６】
さらなる試験アルゴリズムが、二分法に基づくアルゴリズムなどの電話機１０上のアプリケーションを介して使用され得る。また、アプリケーションによって、アルゴリズムを介することなく、ユーザが電気味覚計２を直接制御することもできる。この場合、強度および時間は、他のプロトコルと同様に、電話機１０上で直接指定され、その後、患者は、刺激を知覚したかどうかについてユーザから要求される。代替的に、患者は、簡易的な測定プロトコルを用いて、電気味覚計とアプリケーションのみを使用してもよい。この場合、携帯端末のアプリケーションの画面上に「停止」タイプのボタンが表示される。患者は、一方の手でこの携帯アプリケーションを持ち、他方の手で舌の上に配置された電極を持つ。患者が「停止」ボタンを押下しない限り、電流は電気味覚計上で徐々に増加して、常に同じ時間と同じ増分ステップを有する刺激を送信する。患者が「停止」を押下すると、アプリケーション上に結果が表示される。電流が最大強度に達すると、試験が停止され、スマートフォン上に警告メッセージが表示され、ユーザは、再開を促される場合がある。
【００３７】
任意選択で、各プロトコルについて、電極が患者の舌から離れた場合、エラーメッセージが表示され、刺激が停止され、ユーザは、以前と同じ値で試験を再開することができる。
【００３８】
本明細書に記載した電気味覚計２は、接続環境で自然に統合にすることができるため、特に有利である。実際、研究者が使用するプロトコルに従って手動で制御する必要がなく、最新の電子インタフェースによって制御可能であるため、接続環境において自然に統合され、患者の測定結果をすべての医療データに容易に統合することができる。これにより、味覚障害に関する最初のデータベースを作成することができ、最終的には、関連する健康記録や他の医療機器から取得された味覚障害や他の健康データをリンクさせ、味覚障害や治療と治療上の副作用の分析などとをリンクさせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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