用于评估脑功能的方法和便携式自动脑功能评估设备技术

用于执行快速脑评估的方法和设备通过分析自发和诱发脑电势的组合提供对头部损伤病人的紧急拣别分类。对所述自发和诱发电势进行分析，并对结果进行分类，从而提供对病人脑部的实时评估，由此对其中的电势异常进行诊断。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为200680032572.1、国际申请日为2006年7月26日且国际申请号为PCT/US2006/028985的专利申请的分案申请。本申请要求2005年8月2日提交的美国专利申请No.11/195001的优先权。
本专利技术涉及急诊拣别分类领域，具体而言，涉及用于执行急诊神经学拣别分类的方法和设备。此外，本专利技术涉及用于评估脑功能的方法和设备。
技术介绍
在人体中，中枢神经系统（CNS）和脑执行着最为复杂和基本的处理任务。令人惊讶的是，现代卫生保健竟然缺乏对其功能进行客观评估的精密工具。一般临床通过问诊和主观的物理测试对病人的精神和神经状态进行评估。目前，临床实验室还没有能力对脑功能或病变进行评估，其作用仅限于识别可能对CNS造成外部影响的毒物、毒素或药物。尽管诸如记算机断层成像（CT）、磁共振成像（MRI）的脑成像研究等到了广泛的应用并且发挥了其作用，但是这些成像研究只是结构/解剖学测试，其对脑功能的揭示很少或几乎没有。在急性脑损伤、中风或癫痫发作的紧接着的时间里，即使存在明显的、骤然失常的脑功能，这些成像研究通常也无法揭示异常性。CT和MRI只能探测在脑的形态或结构发生变化之后的症象。在某些情况下，当在CT或MRI上表现出明显的变化或者可以看到严重的神经学病变时，病人可能已经在急救室（ER）中渡过了几个小时甚至几天。但是，脑的电学活动将很快受到影响。诸如功能性MRI（fMRI）的成像医疗器械测量脑的不同部分内的氧饱和度的变化。诸如正电子发射层析成像（PET）和单光子发射计算机化断层显像（SPECT）的放射性同位素成像对脑内的化学变化进行评估，以此作为具有有限的灵敏度和专业性的功能测量。所有的这些评估工具在所选的情况下都起着重要的作用，但是这些工具成本高，不能普及，而且在紧急医疗情况的早期无法提供关键信息。现有技术无法提供对于及时干预、适当的拣别分类或者制定适当医疗方案而言非常关键的快速的可以付诸行动的信息。在人体的所有器官当中，CNS和脑也是对时间最为敏感的，并且具有最小的修复能力。目前，具有改变的精神状态、急性神经病或头部伤损的急救室病人必须经受昂贵耗时的测试来确定适当的治疗方案。令人遗憾的是，在很多情况下，病人在等待设备就绪或者专家对测试进行解读的同时，其临床症象不断恶化。ER医生的任务在于基本上确定脑是否正常工作，异常性实质上是精神方面的还是器官方面的，器官异常性是全局性的还是侧部的，并给出对诊断可能性的初始评估。ER医生所面临的问题在于他们的资源相当有限，只有闪光灯、橡皮反射锤等。令人惊讶的是，医生对涉及急诊或干预的施用的所有决断，包括CT扫描、脊椎抽液、额外的会诊或放弃都是以这种过分简化的测试的结果为基础的。ER病人经常被送去做影像研究，但是仍然有很多功能性脑异常，例如，癫痫发作是无法在CT扫描上看到的。某些最终将引发解剖学和结构性后果的异常通常需要一定时间才能显露。很多重要的病症，例如，缺血性中风、脑震荡、颅内压升高等都是这种情况。因而，CT扫描的定位、费用和有限的可用性都可能带来问题，同时CT扫描是结构性测试而不是功能性测试。在AmericanCollegeofEmergencyPhysicians调查的二百多名医生中有三分之一感到良好的临床实验室、神经学测试和对头部的CT扫描的组合不足以对每一位精神状态发生改变或具有神经学功能紊乱的病人进行评估。来自CDCNHS数据库和从业ER医生的共识性估计为，在美国，在每年超过1亿次ER就诊中，需要精神状态测试的病人占15%，在某些情况下，还要多得多。单单美国的（CDC/NCHS）信息库，每年就有超过1亿次ER就诊。2000年，这些病人中超过1300万需要正式的精神状态测试，并且几乎500万接受了CT扫描。这一数据表明了对能够在医院、救护车、体育赛事现场或任何其他可能必需紧急神经学评估的场合执行实时功能性脑状态评估的需求。所有的脑活动，不管其是反射性的、机械的、神志不清的或神智清醒的，在实质上都是电活动。通过以被称作神经递质的微粒(molecule)作为介质的一系列电化学反应产生电势（电压），并使其通过大脑传输，在无数神经元之间连续传播。这一活动建立了脑电图（EEG）的基本电特征，并且建立了具有解剖学结构和功能方面的基础的可识别的频率。对这些基本节律及其意义的理解使得标示EEG在正常界限之内或超越正常界限的特征成为了可能。在这一基础水平上，EEG起着正常和异常脑功能的标示特征的作用。自有记录以来，尤其是自计算机出现以来，对脑的电学活动的全面研究已经进行了75年。在数百个具有窄标准偏差的研究当中，脑的“正常”电学活动已经得到了很好的特征表述。脑的某些部分的电学活动的频率是对各种刺激，例如声音、视觉或疼痛的正常响应，人们将其称为“诱发电势”。诱发电势（EP）是具有特征形状的特定波，这些波形内的幅度和峰持续时间以及很多其他特征都具有明确设立的规范数据，这些数据是在数十年的研究当中产生的。在不同的性别、年龄和种族之间，针对所有EEG和诱发响应波的规范数据都保持显著的恒定。此外，所存在的任何变化都得到了明确的描述和解释。神经学科学家也对各种不同的脑病变的EEG显像进行了特征描绘。正像异常心电图（ECG）图案是特定心脏病变的有力指示一样，不规则的脑电图图案也是特定脑病变的有力指示。一系列病变都已经得到了很好的特征描绘：急性和慢性、结构性、中毒性、新陈代谢的乃至更为具体的诊断，例如：缺血性中风、癫痫发作、脑震荡、酒精和药物过量、神经学病症以及包括阿尔茨海默症的痴呆病。大量的经过不断的细化和补充的数据构成了临床神经生理学领域。尽管基于EEG的神经学技术目前已经被广泛接受，而且存在大量的数据，但是其临床环境中的应用仍然是非常有限的。限制其采用的某些障碍包括：EEG设备的成本、缺乏便携性、需要技术人员对测试进行掌控、实施测试所需的时间以及需要对原始数据的专业解读。更重要的是，所述技术要么不可用，要么在紧急医疗环境下无法付诸实践，尤其是在医疗点。带有全套装备的完整的EEG诊断设备的价格通常高达80000美元。虽然成本高昂，但是所述设备所产生的实质上未经加工的波形必须由专业人员来仔细解读。此外，标准EEG设备的使用仍然极为麻烦。其需要30分钟甚至更长的时间来放置19个电极。在使病人为这一测试准备就绪之后，光记录本身就要耗费1到4个小时。有EEG技术人员收集并分析数据，之后呈报给神经科医师，以供解释和临床评估。有一些自营专用神经学诊断实验室严格地致力于对脑的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估对象的神经状态的设备，包括：电极组（200）；处理器（210）；在工作时连接至所述处理器的存储器（211），其中所述存储器存储一个或多个操作指令以及用于分类的分类限制，所述分类包括精神性的、器质性的和急症情况；在工作时连接至所述处理器的多信道输入输出接口（221），其中所述多信道输入输出接口（221）被配置以通过放在对象上的所述电极组（200）接收外部电学信号将所述处理器（210）配置为利用所述一个或多个操作指令对从所述多信道输入输出接口（221）接收的信号执行一系列的操作其中所述一系列操作包括：从所述信号提取所期望的特征，对所提取的特征实施判别分析，从而将所提取的特征划分到一个或多个诊断类别中，基于所述分类确定所述对象的所述神经状态其中确定所述对象的所述神经状态的步骤包括：确定所述神经状态是正常或异常的所述概率，并且其特征在于，确定所述对象的所述神经状态的所述步骤还包括：如果神经状态是正常的有更高的概率，那么进一步确定所述神经状态的所述概率对于精神性的、器质性的或急症情况分类是否在所述存储器（211）所存储的分类限制内。

【技术特征摘要】
2005.08.02 US 11/195,0011.一种评估对象的神经状态的设备，包括：
电极组（200）；
处理器（210）；
在工作时连接至所述处理器的存储器（211），其中所述存储器存储一个或多个操作指
令以及用于分类的分类限制，所述分类包括精神性的、器质性的和急症情况；
在工作时连接至所述处理器的多信道输入输出接口（221），其中
所述多信道输入输出接口（221）被配置以通过放在对象上的所述电极组（200）接收外
部电学信号
将所述处理器（210）配置为利用所述一个或多个操作指令对从所述多信道输入输出接
口（221）接收的信号执行一系列的操作
其中所述一系列操作包括：
从所述信号提取所期望的特征，
对所提取的特征实施判别分析，从而将所提取的特征划分到一个或多个诊断类别中，
基于所述分类确定所述对象的所述神经状态
其中确定所述对象的所述神经状态的步骤包括：
确定所述神经状态是正常或异常的所述概率，并且
其特征在于，确定所述对象的所述神经状态的所述步骤还包括：
如果神经状态是正常的有更高的概率，那么进一步确定所述神经状态的所述概率对于
精神性的、器质性的或急症情况分类是否在所述存储器（211）所存储的分类限制内。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括：
显示器件（219），其中
将所述显示器件在工作时连接至所述处理器，还将所述处理器配置为在所述显示装置
上显示所述一项或多项操作的结果。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括：
在工作时连接至所述多信道输入输出接口以及所述处理器的双向通信信道，从而对所
接收的外部信号进行通信。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括：
在工作时连接至所述多信道输入输出接口的低压多信道前置放大器。
5.根据权利要求4所述的设备，其中
所述低压多信道前置放大器具有高噪声容许量。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多信道输入输出接口包括脑电图测试接口和
听觉诱发电势测试接口，并且
其中，将所述处理器配置为带有选自某一集合的一个或多个用于听觉测试的所存储的
操作指令，所述集合包括脑电图测试程序、听觉诱发电势测试程序及其组合。
7.根据权利要求1所述的设备，其中
所述处理器被配置以执行一个或多个对所述接收的外部信号进行处理的存储在所述
存储器中的操作指令。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述操作指令包括：
用于处理所述外部信号的指令；
用于从所述外部信号提取特征的指令；
用于基于所提取的特征划分所述对象的指令；以及
用于基于所述分类确定对象的所述神经状态的指令。
9.根据权利要求8所述的设备，其中
所述的用于处理所述外部信号的指令包括用于对所述接收的外部信号滤波的指令。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述滤波包括：
采用所述接收的外部信号的双树复子波...

【专利技术属性】
技术研发人员：E考塞维克，AH坎布斯，
申请(专利权)人：脑仪公司，
类型：发明
国别省市：美国;US