[發明專利]基于EMG頻率功率譜分析來診斷腦損傷的方法和設備

在審

• 申請號: 201580074494.0
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN107427251A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 陳堅
• 申請（專利權）人: 陳堅
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488;A61B5/16
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 宋輝

本發明公開了一種基于肌電圖(EMG)信號分析和運動活動神經調制障礙的存在來診斷腦損傷(例如，腦震蕩)的方法和裝置。該方法由以下各項組成：在限定條件下記錄特定EMG信號；處理獲取的EMG信號；提取相關信息；以及診斷與腦病理相關聯的腦損傷和故障。具體地，該方法涉及的步驟和裝置包括：在受試者身體區域上放置EMG電極組；從受試者收縮的肌肉獲取EMG信號；使用包括傅立葉變換的信號處理算法處理獲取的EMG信號。隨后，將所得的具有一頻域(頻率功率譜)的EMG資料與裝置中儲存的資料庫比較分析并且判定來自受試者的該EMG功率譜中的診斷值異常。可基于反映運動神經元的神經調制障礙的變化的EMG頻率功率譜來做出診斷。診斷值、判定、管理建議顯示在裝置上。

技術領域

本公開涉及神經評估領域，并且具體地，涉及一種用于通過記錄肌電圖(EMG)、將所獲取的EMG信號變換成頻率功率譜并且檢測所述頻譜的特定范圍內的異常來判定腦損傷的方法和設備，所述異常是外傷性腦損傷和退化性腦疾病的一些特征或與外傷性腦損傷及退化性腦疾病相關聯的一些特征。

發明背景

諸如CT、MRI、PET掃描以及fMRI的當前診斷腦成像裝置可用于檢測具有外傷性腦損傷患者的異常。然而，大多數腦外傷產生輕度外傷性腦損傷(mTBI)，諸如腦震蕩。這些病癥利用常規的診斷腦成像裝置可能檢測不到。例如，彌漫性軸突損傷為mTBI中最普遍的損害之一。然而，大部分臨床成像技術不能捕獲彌漫性病理軸突損傷。在產生診斷影像上可見的顯著局灶性腦損害的腦外傷的情況下，癥狀、后遺癥、恢復以及長期結果通常與如由成像技術所限定的腦損害的嚴重性不相關，表明其他因素可能對癥狀學和腦病理學產生更大的影響。實際上，腦尸體研究已經用腦震蕩歷史和慢性疾病癥狀揭示了腦中常見且廣泛的軸突破壞、血管周圍的星狀細胞纏結以及神經纖維纏結。來自體內研究的證據也顯示，mTBI之后白質異常的程度與腦震蕩后認知問題的嚴重性相關。

mTBI的普遍性以及有時腦震蕩的毀滅性長期后果說明需要更敏感且更客觀的測試。在加拿大，每年腦震蕩事件據估計有160,000件，而在美國，每年mTBI事件接近一百萬件。mTBI影響各種腦功能，所述腦功能包括認知、情緒、運動控制、感覺以及神經行為。盡管腦震蕩影響的種類和嚴重性不同，但腦震蕩后遺癥尤其是在諸如年輕個體、運動員以及軍事人員的危險群體中趨于衰弱。

mTBI還增大發展成癡呆、早期衰老、帕金森氏癥以及阿爾茨海默癥的風險。盡管強調病因和病理不同，但這些疾病或障礙與mTBI具有共同的運動功能障礙和認知障礙。若干研究已證明，認知完整個體中的更快速的運動衰退預測了輕度認知障礙和阿爾茨海默癥的隨后發展，且運動功能喪失可出現在認知障礙之前(參見Aron S Buchman和David ABennett，Loss of motor function in preclinical Alzheimer’s disease，Expert RevNeurother，2011年5月，11(5):665–676)。

重復腦外傷還可能導致慢性外傷性腦病變，即表現出包括運動缺陷、認知障礙、抑郁以及暴力情緒變化的各種各樣癥狀的進行性神經變性疾病。根據對已故前國家足球聯盟球員的腦尸體解剖研究，這些腦的95％具有慢性外傷性腦病變，所述慢性外傷性腦病變由廣泛分布的神經纖維纏結和血管周圍星狀細胞纏結以及神經變性生物標記的顯著沉積來進行標記。然而，當前，慢性外傷性腦病變的癥狀僅可通過死后尸檢診斷出。

mTBI診斷、預后以及管理中的挑戰之一是缺乏實際且客觀的診斷測試。當前，可基于對明顯體征和癥狀的觀察和評估來辨識腦震蕩。然而，仍然需要對許多臨床相關問題進行改進，所述問題諸如腦震蕩診斷的偏差、腦受損功能區的識別、嚴重性和恢復過程的判定以及腦損傷與癥狀學的相關性。此外，缺乏對腦損傷的客觀且敏感測試導致運動員的重復損傷并且增大腦損傷發展的長期影響(諸如慢性外傷性腦病變和其他神經變性疾病)的風險。mTBI的敏感測試的發展可提供將有助于解決這些臨床難題中的一些的有用工具。

本發明的目的在于解決現有技術的缺點。

本發明中用于提供mTBI診斷的原理和部署策略之前并未應用或報告過。