説明

神経生理学的データの重み付き分析のための方法およびシステム

神経生理学的データを分析する方法が開示される。本方法は、該データ内の活動関連特徴を同定する工程、各々が前記活動関連特徴の特徴を表す複数のノードを有する脳ネットワーク活動(BNA)パターンを構築する工程、前記BNAパターン内の各対のノードに結合性重みを指定する工程を含んでいる。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
神経生理学的データを分析する方法であって、
前記データ内の活動関連特徴を同定する工程、
各々が前記活動関連特徴の特徴を表す複数のノードを有する脳ネットワーク活動(BNA)パターンを構築する工程、および
前記BNAパターン内の各対のノードに結合性重みを指定する工程
を含む方法。
【請求項2】
前記ノードは、データ特性のベクトルのクラスタを表す、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
各クラスタに対して、データ特性の各ベクトルは、異なる被験者から得られたデータに対応する、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
各クラスタに対して、データ特性の全ベクトルは、同一被験者由来であるが別個の刺激に応答して得られたデータに対応する、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記結合性重みは、(i)1つの対応する対のクラスタ内のベクトルの数、(ii)前記対応する対のクラスタ内のベクトル数間の変動性、(iii)前記対応する対のクラスタの各クラスタに関連する時間窓の幅、(iv)前記対応する対のクラスタを分離する潜時差、(v)前記対応する対のクラスタと関連する信号の振幅、(v)前記対応する対のクラスタと関連する信号の周波数、および(vii)前記クラスタを規定する空間窓の幅、からなる群から選択される少なくとも1つのクラスタ特性に基づいて計算される重み指数を含む、請求項2〜4のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
被験者の神経生理学的データを分析する方法であって、
前記データ内の特徴および特徴間の関連を同定する工程、
前記特徴および特徴間の前記関連を、前記被験者の前記データ内の活動関連特徴を同定できるように参照神経生理学的データの特徴および特徴間の関連と比較する工程、
各々が前記活動関連特徴の特徴を表す複数のノードを有する脳ネットワーク活動(BNA)パターンを構築する工程、および
前記BNAパターン内の各対のノードに結合性重みを指定する工程
を含む方法。
【請求項7】
前記参照神経生理学的データは、群または部分群の被験者から取得されたデータに対応する、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記参照神経生理学的データは、同一被験者から以前に取得された履歴データに対応する、請求項6に記載の方法。
【請求項9】
前記参照データの前記特徴および特徴間の関連は、少なくとも1つの事前注釈付き(previously annotated)BNAパターンとして提供される、請求項6〜8のいずれかに記載の方法。
【請求項10】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、事前注釈付きBNAパターンのデータベース内の少なくとも1つの入力であり、前記方法は、前記データベースの各入力に関連するBNAパターンを構築する工程をさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
脳の状態に関する予測情報を前記比較に応答性で抽出する工程をさらに含む、請求項9および10のいずれかに記載の方法。
【請求項12】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、正常であると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンおよび異常であると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項9〜11のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
前記被験者がタスクを実施する、または概念的に実施する前、最中および/または後に、前記被験者の脳から前記神経生理学的データを取得する工程、および
前記被験者の前記BNAパターンと前記事前注釈付きBNAパターンとの類似性に関するフィードバックを前記被験者に提示する工程
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記被験者がタスクを実施する、または概念的に実施する前、最中および/または後に、前記被験者の脳から前記神経生理学的データを取得する工程をさらに含み、および前記方法は、前記被験者の前記BNAパターンと正常であると注釈が付けられた前記BNAパターンとの類似性を強化できるように前記脳を刺激する工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
異常であると注釈が付けられた前記少なくとも1つのBNAパターンは、注意欠陥多動性障害(ADHD)に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
異常であると注釈が付けられた前記少なくとも1つのBNAパターンは、アルツハイマー病(AD)に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項17】
異常であると注釈が付けられた前記少なくとも1つのBNAパターンは、軽度認識障害(MCI)に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項18】
異常であると注釈が付けられた前記少なくとも1つのBNAパターンは、記憶欠損症に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項19】
異常であると注釈が付けられた前記少なくとも1つのBNAパターンは、疼痛に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項20】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、1セットの注釈付きBNAパターンを含む、請求項9〜15のいずれかに記載の方法。
【請求項21】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、同一脳障害を有すると同定された1群の被験者を特徴付けるベースライン注釈付きBNAパターンである、請求項9〜20のいずれかに記載の方法。
【請求項22】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、正常脳機能を有すると同定された1群の被験者を特徴付けるベースライン注釈付きBNAパターンである、請求項9〜21のいずれかに記載の方法。
【請求項23】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、治療済み脳関連障害に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンおよび未治療脳関連障害に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのベースラインBNAパターンを含む、請求項9〜22のいずれかに記載の方法。
【請求項24】
前記少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンは、(i)BNAパターンの順序、および(ii)前記BNAパターンのサイズのうちの少なくとも1つに関して、前記構築されたBNAパターンより大きいベースライン注釈付きBNAパターンである、請求項9〜23のいずれかに記載の方法。
【請求項25】
前記結合性重みに基づいてBNAパターン類似性を計算する工程をさらに含む、請求項6〜24のいずれかに記載の方法。
【請求項26】
前記BNAパターン類似性に応答性である脳障害指数を決定する工程をさらに含み、前記脳障害は前記注釈に対応する工程をさらに含む、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記脳障害は、ADHDである、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
前記BNAパターンを同一個人の少なくとも1つの事前注釈付きBNAパターンと比較する工程、および神経可塑性の存在、非存在および/またはレベルを決定するために前記比較を使用する工程をさらに含む、請求項6〜27のいずれかに記載の方法。
【請求項29】
前記結合性重みは、前記対の特徴と前記参照データ内の対応する特徴との相関を特徴付ける統計的スコアを含み、前記相関は潜時、潜時差、振幅および周波数のうちの少なくとも1つに関係する、請求項6〜27のいずれかに記載の方法。
【請求項30】
異なる時間間隔に対応する数種のBNAパターンを構築する工程、および時間軸上に前記BNAパターンを表示する工程をさらに含む、請求項6〜29のいずれかに記載の方法。
【請求項31】
被験者の状態を前記被験者の前記脳から取得した神経生理学的データから評価する方法であって、
前記データ内の活動関連特徴を同定する工程、
各々が前記活動関連特徴の特徴を表す複数のノードを有する脳ネットワーク活動(BNA)パターンを構築する工程、
前記構築されたBNAパターンと正常であると注釈が付けられている第1ベースラインBNAパターンとの間の比較を記述する第1BNAパターン類似性を計算する工程、
前記構築されたBNAパターンと異常であると注釈が付けられている第2ベースラインBNAパターンとの間の比較を記述する第2BNAパターン類似性を計算する工程、および
前記第1および前記第2BNAパターン類似性の両方へ応答性で異常な脳機能の尤度を評価する工程
を含む方法。
【請求項32】
前記BNAパターン内の各対のノードに結合性重みを指定する工程であって、前記第1および前記第2BNAパターン類似性の前記計算は一部には前記結合性重みに基づく工程をさらに含む、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
前記第2ベースラインBNAパターンは、注意欠陥多動性障害(ADHD)に対応すると注釈が付けられた少なくとも1つのBNAパターンを含む、請求項31および32のいずれかに記載の方法。
【請求項34】
前記第1および前記第2BNAパターン類似性に応答性の脳障害指数を決定する工程であって、前記脳障害は前記第2ベースラインBNAパターンの前記注釈に対応する工程をさらに含む、請求項31〜33のいずれかに記載の方法。
【請求項35】
前記脳障害は、ADHDである、請求項34に記載の方法。
【請求項36】
注意欠陥多動性障害(ADHD)が存在する尤度を評価する方法であって、
被験者の脳から取得された神経生理学的データ内の活動関連特徴を同定する工程、
各々が前記活動関連特徴の特徴を表す複数のノードを有する脳ネットワーク活動(BNA)パターンを構築する工程、および
前記構築されたBNAパターンとベースラインBNAパターンとの間の比較を記述するBNAパターン類似性を計算する工程であって、前記ベースラインBNAパターンは、主としてθおよびα周波数帯域、約100ms〜約200msの特有の時間窓内の複数の前頭中心位置で、事象関連電位を表すノードを有する工程
を含み、
規定閾値を超えるBNAパターン類似性は、前記被験者がADHDを有する尤度を示す
方法。
【請求項37】
前記神経生理学的データは、治療の前、最中および/または後に取得されたデータを含む、請求項6〜36のいずれかに記載の方法。
【請求項38】
治療前に取得されたデータに対応するBNAパターンを治療中および/または治療後に取得されたデータに対応するBNAパターンと比較することによって、前記治療の効果を評価する工程をさらに含む、請求項37に記載の方法。
【請求項39】
前記治療は、活動薬剤を使用する薬物治療およびプラセボ剤を使用するプラセボ治療を含み、前記方法は、前記プラセボ治療中および/または治療後に取得されたデータに対応するBNAパターンを前記薬物治療中および/または治療後に取得されたデータに対応するBNAパターンと比較することによって前記薬物治療の効果を評価する工程を含む、請求項37に記載の方法。
【請求項40】
前記活性薬剤は、スコポラミンを含む、請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記活性薬剤は、ケタミンを含む、請求項39に記載の方法。
【請求項42】
前記活性薬剤は、メチルフェニデートを含む、請求項39に記載の方法。
【請求項43】
前記活性薬剤は、神経弛緩薬を含む、請求項39に記載の方法。
【請求項44】
前記活性薬剤は、スコポラミン、ケタミン、メチルフェニデート、ドネペジル、フィソスチグミン、タクリン、フルオキセチン、カルバマゼピン、アマンタジン、アポモルフィン、ブロモクリプチン、レボドパ、ペルゴリド、ロピニロール、セレギリン、トリヘキシフェニジル、アトロピン、スコポラミン、グリコピロレート、バクロフェン、ジアゼパム、チザニジンおよびダントロレンからなる群から選択される、請求項39に記載の方法。
【請求項45】
前記治療は、外科的インターベンションを含む、請求項37〜44のいずれかに記載の方法。
【請求項46】
前記治療は、リハビリテーション治療を含む、請求項37〜45のいずれかに記載の方法。
【請求項47】
前記治療は、光線療法を含む、請求項37〜45のいずれかに記載の方法。
【請求項48】
前記治療は、高圧療法を含む、請求項37〜45のいずれかに記載の方法。
【請求項49】
前記治療は、神経フィードバック、EMGバイオフィードバック、EEG神経フィードバック、経頭蓋磁気刺激(TMS)および直接電極刺激からなる群から選択される少なくとも1つの治療を含む、請求項37〜46のいずれかに記載の方法。
【請求項50】
神経生理学的データを分析するためのシステムであって、前記神経生理学的データを受信する、および請求項6〜49のいずれかに記載の方法を実行するために構成されたデータ処理装置を含むシステム。
【請求項51】
コンピュータソフトウエア製品であって、プログラム命令がその中に保存されるコンピュータ可読媒体を含み、その命令は、データ処理装置によって読み取られると、前記データ処理装置が前記神経生理学的データを受信して、請求項6〜49のいずれかに記載の方法を実行することを引き起こすコンピュータソフトウエア製品。

【図1】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C−E】
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【図4】
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【図5A−F】
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【図6A−F】
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【図7A−D】
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【図8A−E】
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【図9A−B】
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【図10A−H】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14A−B】
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【図15A−F】
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【図16】
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【図17A−B】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23A−B】
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【図24A−B】
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【図25】
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【図26】
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【図27A】
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【図27B−D】
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【図28A−C】
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【図29A】
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【図29B】
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【図29C−D】
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【図30A−C】
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【図31A−E】
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【図32A−B】
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【図33A−B】
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【図33C−F】
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【図34A−B】
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【図35A−B】
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【図36A−C】
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【図37A−C】
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【図38】
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【図39】
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【図40】
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【図41A−D】
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【図42A−D】
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【図43A−D】
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【公表番号】特表2013−517043(P2013−517043A)
【公表日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−548537(P2012−548537)
【出願日】平成23年1月18日(2011.1.18)
【国際出願番号】PCT/IL2011/000055
【国際公開番号】WO2011/086563
【国際公開日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.フロッピー
【出願人】(512183839)エルミンダ エルティーディー. (1)
【氏名又は名称原語表記】ELMINDA LTD.
【住所又は居所原語表記】16 HaMinhara Street, 46586 Herzlia Israel
【Fターム(参考)】