[发明专利]用于治疗外伤性脑损伤的装置以及相关的系统和方法

说明书

本文公开了多种脑损伤治疗系统，包括多种光递送系统和装置。所述多种系统包括光递送装置和控制器，所述光递送装置可以是其中设置有至少一个灯阵列的头盔或头部护具，并且所述控制器耦接到该至少一个灯阵列。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月27日提交的标题为“用于治疗外伤性脑损伤的装置及相关系统和方法”的美国临时申请62/663,400的优先权，其全部内容通过引用合并于本文。

技术领域

本文的各种示例涉及神经治疗技术，包括针对如脑震荡之类的外伤性脑损伤的治疗。

背景技术

在美国，外伤性脑损伤(“TBI”)每年影响约150至800万人，其中约75％至90％被归类为轻度TBI-也称为脑震荡。TBI是脑部正常功能的受创，可能是撞击或穿透性头部损伤引起的。创伤传递的加速-减速力会引起一系列神经化学和神经代谢事件，从而导致这种大脑功能障碍。在细胞层面而言，神经元和轴突膜(axonal membrane)的弥散性拉伸引发神经递质的释放和跨轴突膜的无规则离子运动。这种离子紊乱导致线粒体钙超载，从而导致细胞器官功能障碍。具体而言，三磷酸腺苷(ATP)形成所需的钙负荷，同时降低了能量产生能力并增加了神经元内活性氧物质的累积。巧合的是，这种增加的氧化应激只会进一步抑制受损的线粒体ATP的产生。但是，为了重新建立神经信号传输所必需的创伤前离子平衡，细胞需要额外的ATP来为离子泵提供动力并保持体内平衡。因此，神经元正处于能量危机中，其中能量需求增加而ATP产量减少。神经元通过转移到效率较低的无氧糖酵解的形式而予以轻微补偿。然而，这不足以满足细胞需求以使其正常工作。

由TBI引起的这种大脑功能受损可能伴随出现多种症状，包括但不限于意识障碍、情绪不稳定、记忆力减退、神经系统缺陷、睡眠障碍、平衡不足和认知障碍。目前，根据临床严重程度和症状持续时间-加上损伤的特点和部位-患者分为轻度、中度和重度。

目前，治疗方式侧重于主要通过认知休息、活动重新融合(activityreintegration)以及不同类型的社会心理和物理疗法进行的症状管理。虽然发现80％-90％的确诊患者在大约2-3周内对治疗产生了反应，但仍然存在关于该损伤如何影响长期生活质量的主要问题。

由于治疗可选方案数量有限，因此在开发新并改进的TBI疗法上存在极大关注。目前正在进行研究，以评估物理疗法、药物和多种非侵入性装置的不同组合，这些非侵入性装置包括压缩背心、神经视觉修复(neurovision rehab)和直流电刺激。然而，这些可选方案都尚未证明其临床意义。

本领域中需要一种用于外伤性脑损伤的改进性治疗，其改善了恢复的质量和速度。

发明内容

本文论述的是多种脑损伤治疗系统，包括各种光递送系统和装置。

在示例1中，一种外伤性脑损伤治疗系统包括头盔，该头盔包括具有头腔的壳体和设置在该头腔的内表面上的灯阵列。该系统还包括经由第一连接线可操作地耦合至该光阵列的控制器和经由第二连接线可操作地耦合至该控制器的能量源。

在示例1中，一种外伤性脑损伤治疗系统包括头盔，该头盔具有壳体和灯阵列。该壳体包括由壳体限定的头腔以及位于该头腔内的内表面。该灯阵列设置在内表面上，其中该灯阵列包括多个LED灯组件。再者，该系统还包括耦合到该光阵列的供电/通信线路、耦合到该供电/通信线路的控制器以及耦合到该供电/通信线路的能量源。

示例3涉及根据示例2的外伤性脑损伤治疗系统，其中这些多个LED灯组件中的每一个包括基本透明的管状结构、LED灯和拉伸构件，该LED灯设置在具有该管状结构的固定纵向位置处以及该拉伸构件耦合到该管状结构和该外壳内表面。

示例4涉及根据示例3的外伤性脑损伤治疗系统，其中这些多个LED灯组件中的每一个还包括设置在管状结构近端上的封盖，其中该拉伸构件在该封盖处耦接到该管状结构。