[发明专利]现场可部署的震荡检测器

说明书

本申请要求2008年3月3日提交的美国专利申请第12/041,106号的权益，其全部内容在此通过引用被整体包括。

技术领域

根据本发明的实施方式涉及紧急治疗类选法(triage)的领域，并且具体地涉及对最近已经遭受到头部损伤的对象执行紧急神经类治疗类选法以确定对象是否有震荡的便携式装置和方法。

背景技术

需要检测由于震荡所引起的细微的脑部功能障碍的客观的和敏感的方法。根据来自美国军队的报告，爆炸震荡脑损伤是伊拉克和阿富汗中的当前伤亡中的最显著的部分。然而，辨识和适当地治疗这些伤亡人员的不充分的准备和临床工具增加了这些损伤和它们的副作用的数据图表。在人体中脑部执行最复杂的和基本的过程。令人惊讶地，当代的医疗保健缺乏成熟的工具以客观地评估它们的功能。典型地地通过面谈和主观的身体检查来临床地评估病人的精神和神经状态。一般的临床实验室目前不具有评估脑部功能或病理的能力，除了可能外在地影响CNS的毒药、毒素或者药物的识别之外贡献很少。这些实验室通过身体检查可以诊断可能的震荡，但是不能够精确地确定震荡的严重性。

脑部成像研究，诸如计算断层扫描成像(CT)、磁共振成像(MRI)，被广泛使用并且是有用的。然而，这些结构化的和解剖的测试透露出很少的关于脑部功能的信息。“功能性的MRI”(fMRI)是优于MRI的最近的改进。fMRI测试提供氧化的血红素的浓度在脑部的各个部分的相对图像。虽然示出了氧气的使用的氧化的血红素的浓度是具体的脑部区域的总的新陈代谢功能的指示，它提供了关于潜在的脑部功能的非常有限的信息或者没有提供关于潜在的脑部功能的信息，即由脑部所进行的信息处理，其实质上是电化学的。

例如，受伤的脑部部分可能正在使用“标准的”氧气量。因此fMRI不能诊断可能是显著地功能失调的状况或损伤。另外，在诸如震荡的急性外伤性脑损伤(TBI)之后的即刻，CT和MRI/fMRI成像研究通常是阴性的，即使当存在清楚地和显著的异常脑功能时，显示为没有结构异常。这对于弥散性轴索损伤(DAI)也是一样的，涉及存在于大多数的脑震荡损伤案例中的神经纤维的剪断，并且可以在多数常规的结构图像上保持不可见。由震荡所引起的DAI造成的浮肿或水肿随后可能导致昏迷和死亡。

另外，CT和MRI/fMRI测试装置由于它们的尺寸、电源要求和成本没有完全在便携的、现场可部署的(field-deployable)应用中可用。这些评估工具在所选择的案例中起到了重要的作用，但是它们是昂贵的、不能广泛地得到，并且在急性护理情况的早期阶段它们没有提供关键信息。目前技术不能提供对于及时的介入、合适的治疗类选法或者用于诸如震荡的急性脑外伤的合适的护理计划关键的即时的、能付诸实施的信息。然而，脑部具有用于器官之间的修复的最小容量，因此时间敏感的治疗类选法和介入在治疗诸如震荡的脑损伤非常重要。

所有的脑部活动、不管是反射性的、无意识的、无知觉的或者有知觉的，本质是电的。通过一系列的电化学反应(由被称为神经传递素的分子所控制)，电位(电压)得以产生并传输至整个脑部，在无数的神经元之间连续地行进。这个活动建立了脑电图(EEG)的基本电特征并且创建了具有解剖结构和功能的基础的可标识频率。理解这些节律和它们的意义使得将EEG表征在标准限值以内或者之上成为可能。在整个基本级别(level)处，EEG用于正常和异常脑功能的特征。

自超过75年前的第一次记录起并且尤其自计算机的出现起，已经广泛地研究脑部的电活动。脑部的“正常的”电活动已经在数百个研究被恰当地表征，具有小范围的标准偏差。某些脑部部分的电活动的频率是对诸如为声音的、视觉的或则疼痛的各种刺激的正常响应，称之为“诱发电位”。

诱发电位(EP)是特定波，该特定波具有特有的形状、在这些波形内的峰值的幅度和持续时间，和许多其它特征，所有的这些特征已经恰当地建立了经数十年的研究所产生的标准数据。用于所有的EEG和诱发响应波的标准数据是跨不同性别、年龄和种族的显著地不变的。另外，恰当地描述和解释了确实存在的任何变异性。

神经科学家也表征了各种不同脑病理学的EEG特征。正因为异常的心电图(ECG)图案是特定心脏病理的明显指示，不规则的脑波图案是诸如震荡的特定脑病理的明显指示。一大群数据，以及持续的改良和贡献，组成了临床神经生理学的领域。