用磁共振波谱检测疼痛及其成因的系统和方法技术方案

一种识别不同疼痛（伤害感受性的（组织损伤），神经性的（神经损伤）和心理性的）成因及它们对疼痛所起的作用的系统和方法，其中疼痛成因所起的作用是通过磁共振波谱（ＭＲＳ）计量脑中或中枢神经系统中的特定的脑部区域的绝对和相对代谢物浓度而得到。该系统和方法可作为诊断工具，评估在疼痛经历中不同方面的相关作用，也可以监控调整成因的干涉所引起的反应。

【技术实现步骤摘要】
用磁共振波谱检测疼痛及其成因的系统和方法
本专利技术涉及一种用磁共振波谱(MRS)检测疼痛及其成因的系统和方法。
技术介绍
对于慢性疼痛的评估，受其性质和现有诊断技术都无法客观量化疼痛本质相关的变化的限制。慢性疼痛给个人不仅带了痛楚，而且还带来了经济方面的巨大影响。康复治疗、工作能力下降以及其它活动能力和应变能力的下降，都给经济带来冲击。同时，对于疼痛的评估及后续治疗很大程度上都是基于病人的主观陈述。慢性疼痛是最普遍但却难以论述的情况之一。传统上，它仅仅被认为是病变的一种症状。这种观念很好地适用于剧疼情形，在此种情形中，治疗是直接针对病变的，随着病变的治愈，疼痛会得到解决。但这种观念并不适用于慢性疼痛的情形。在慢性疼痛的情形下，持续的病变，如关节炎或神经损伤，会引起持续的疼痛，而且可能不能使用通常可行的方法去治疗这种疼痛。更为困难的是，在很多情况下，并不能确定引起持续疼痛的病理。在这些情况下，特定的心理因素可能能够作为抵触治疗的持续疼痛的解释。虽然现在人们认识到疼痛的心理性起源是罕见的，如：癔病或装病，但人们也认识到心理性因素在任何疼痛中都扮演一个重要角色。疼痛由三个有区别的但又相互重叠的成因构成：伤害感受性的，神经性的和心理性的。所有的这些会对人们的疼痛感觉和表现产生不同程度的影响。伤害感受性疼痛是最普遍的疼痛类型，它被认为是由病变的身体组织产生的信号。因此，盲肠炎，肾结石和关节炎中的关节发炎都会引起来自受损组织的增加的信号输入，这被感觉为疼痛。尽管，这些输入信号可能会被大脑和脊髓的生理过程修改(升高或降低)，但是基本上疼痛还是归因于增加的信号输入到达中枢神经系统。一个对象通常对会降低这些输入的治疗有所反应，如神经传导阻滞，止痛，消炎或心理性的治疗以提高抑制水平而由此降低输入。-->区别于伤害感受性疼痛，第二种疼痛成因，神经性疼痛是由外周或中枢神经系统受损所致。在狭义上，这种疼痛发生在神经性机能紊乱特征出现的时候，如感官或运动神经受损这类的机能紊乱。它具有不同的特征，其通常被描述为---针刺感，电击感，烧灼感或麻刺感。目前的成像技术很难检测出病变。神经性疼痛通常对用于治疗伤害感受性疼痛的措施反应很差，如：神经阻塞，止痛，消炎、心理治疗甚至切断等疗法。神经性疼痛对于降低神经损伤引起的输入的疗法反应较好，如从神经丘放电或通过麻醉提高中枢神经系统的抑制水平。第三种疼痛成因，心理性成因，它广泛的作用于人们的疼痛经历中。心理过程能够以增加或减轻的方式影响疼痛的感受和疼痛的表达(功能丧失)。例如，在一场运动比赛中，许多运动员往往不会注意到或忽视突然的严重受伤，这种情况下，尽管受损组织有大量信号输入，但疼痛和功能丧失都是最小的。相反的，情绪变化，如焦虑、沮丧或学习过程如避免恐惧，会加大疼痛感受及相关的功能丧失。虽然人们广泛的认识了这些导致疼痛的过程，但目前仍特别难以测定三种疼痛成因中的每一个种对于人们表现的相关影响。令人沮丧的是，许多目前可行的治疗依赖于精确测定疼痛表现的类型。如上所述，治疗伤害感受性和神经病理性疼痛的方法是不同的，不在正确情况下使用则会几乎不产生疗效。心理性治疗能对两种疼痛都有效。但是常用的心理治疗倾向于治理选择性功能丧失和承受疼痛的能力，而不是改变疼痛感觉本身。但是，对于会受消极心理过程影响的人来说，认识到这点能有助直接找到这类问题而治疗，胜于去寻找有可能相关性很小的伤害感受性的或神经性的病灶。因此，对疼痛最好的治疗方案依赖于准确评估痛感的不同成因。目前的诊断技术不够可靠，而且只能给出有限的信息。许多诊断技术不能准确识别引起伤害感受性、神经性的疼痛的源头。甚至象椎间盘或脊髓的损害，即使能被证明，也极难作出是由于这种结构畸形导致疼痛的确信的结论。对于测定相关的心理性的成因同样也是困难的。虽然有许多检测能测出疼痛感觉、情绪、运动功能丧失和感受，但仍很难测定这些变化对于个人疼痛表现的影响程度。因此，一种能客观准确地检测各种因素对于个人疼痛的相关影响的系统和方法，有着巨大的需求。目前的仪器在很大程度上依赖于对象的主观的陈述。一种能够可靠检测与疼痛感觉相关的变化的客观方法能够同时改进对疼痛的评估和治疗。如果这种技术还能够评测不同疼痛的相关成因(伤害感受性的、神经性的和心理性的)，这将会给疼痛-->医学的带来重大革命。一项研究指出，下背部疼痛与前皮层中葡萄糖的减少或丘脑中的葡萄糖下降相关。(Grachev，I.D.，Fredrickson，B.E.，and Apkarian，A.V.慢性背疼痛中的异常脑化学：一种活泼质子磁共质波谱的研究。Pain 89：7-18，2000)。在此参考了这篇论文。另一研究指出：在少数患有下背部疼痛和伴随脊髓受伤的病例中，在脑部的某几个区域里发生了生物化学变化。(专利，P.M.，et al.，脊髓受伤后发生慢性神经性疼痛的病人的丘脑的质子磁共振波谱，Am.J.神经系放射学.，23：901-905，2002)。在此参考了这篇论文。但是，目前仍然没有检测疼痛成因或类型的客观方法。
技术实现思路
发现和表征慢性疼痛相关的生物化学变化，这会利于人们理解慢性疼痛的病理，同时也利于提供和疼痛表现相关的客观检测方法。磁共振波谱是一种常用于表征身体组织的化学性质的技术。它可以通过检测组织样本或组织完成表征，如检测从身体切出的乳房或前列腺(活体外)的组织样品和脑这种存在于人体中的组织(活体内)。神经波谱，能证明活体中与一定范围病变相关的脑化学变化。因此，活体神经波谱具有表征一块脑部区域化学性质的能力，而不需要切移组织或采用入侵式程序。它已被证明能有效诊断脑部肿瘤和感染。更多的近期工作表明，磁共振波谱还能检测与脑功能紊乱相关的变化，如癫痫症或诵读困难症。它甚至可以检测与普通功能相关的脑部变化，如随着眼部受光刺激引起葡萄糖的变化。因此，磁共振波谱给评估与疼痛相关的脑变化提供了一种具潜力的有用工具。这种脑变化可能是一种对感觉输入性疼痛的反应的“普通的”变化，或者是一种对持续性疼痛如伤害感受性或神经性的疼痛的反应的“非普通”变化。它还可以检测与心理性疼痛相关的变化。-->通过功能成像技术对脑的研究证明：许多脑部区域与疼痛过程相关。这些脑部区域包括体觉脑皮层、前色带脑皮层、额叶前部脑皮层、孤立脑皮层和丘脑。因此，在这些部位可检测到与疼痛相关的生物化学变化。慢性疼痛可能与这一些部位的生物化学变化相关。其它疼痛状态可能也会产生这些变化，慢性疼痛可能与神经衰退有关。根据本专利技术，人脑的神经波谱可以检测到此人是否在正在经受疼痛及何种疼痛，同时还可能检测出疼痛的强度；区分疼痛的成因(伤害感受性、神经性和心理性)；指出增加疼痛程度和引起疼痛的化学物种的差别；识别与疼痛和疼痛起源相关的生物化学机理。其检测结果可用指导病人管理和监控病人情况。本专利技术所述的，检测对象承受的疼痛的至少一种成因的方法，包括从承受疼痛的对象脑中获取波谱数据，将获得的波谱数据与具有特征数值的参考数据进行比较，该特征数值与至少两种不同的疼痛成因相关联和相识别，用于检测出对象所经受的至少一种疼痛成因。本专利技术还提供一种检测对象承受的疼痛的至少一种成因的装置，包括一个从承受疼痛的对象脑中获取波谱数据的磁共振分光计，一个存储具有特征数值的参考数据存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测对象承受的疼痛的至少一种成因的方法，包括：从承受疼痛的对象脑中获取波谱数据；以及将获得的波谱数据与具有特征数值的参考数据进行比较，特征数值与至少两种不同的疼痛成因相关联和相识别，以检测对象所经受的至少一种疼痛成因。

【技术特征摘要】
1、一种检测对象承受的疼痛的至少一种成因的方法，包括：从承受疼痛的对象脑中获取波谱数据；以及将获得的波谱数据与具有特征数值的参考数据进行比较，特征数值与至少两种不同的疼痛成因相关联和相识别，以检测对象所经受的至少一种疼痛成因。2、根据权利要求1所述检测对象承受的疼痛的至少一种成因的方法，其特征在于：所述的两种不同的疼痛成因为伤害感受性的，神经性的和心理性疼痛的成因中的至少两种。3、根据权利要求1所述检测对象承受的疼痛的至少一种成因的方法，其特征在于：所述的至少两种不同的疼痛成因，包括伤害感受的，神经性的和心理性的全部三种。4、根据权利要求1所述检测对象承受的疼痛的至少一种成因的方法，其特征在于：所述比较步骤最好是包括将波谱数据与参考波谱数据比较，以判断对象所经受的相关疼痛成因。5、一种检测对象正在承受的疼痛的至少一种成因的装置，包括：一个磁共振分光计用于从承受疼痛的对象脑中获取波谱数据；一个存储设备以存储具有特征数值的参考数据，特征数值与至少两中不同的疼痛成因相关联和识别；以及一个比较仪用于比较获得的波谱数据和参考波谱数据，以检测对象所经受的至少一种疼痛成因。6、根据权利要求5所述检测对象承受的疼痛的至少一种成因的装置，其特征在于：所述至少两种不同的疼痛成因是指伤害感受性的，神经性的和心理性的疼痛成因中的至少两种。7、根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：悉达多飞利浦约翰，蒙得佛得卡罗琳E，伍得豪斯圣安妮，斯坦韦尔彼得，索莫加拉莫得L，
申请(专利权)人：加拿大国家研究委员会，磁共振研究院，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]