發(fā)明人

Bonniejean Boettcher Marc Cryan Shai N. Gozani Glenn Herb Xuan Kong Michael Williams Charles Fendrock 。

未決現(xiàn)有專利申請(qǐng)的引用

本專利申請(qǐng)要求以下各項(xiàng)的權(quán)益：

(i) 2010年9月16日由Shai N. Gozani為NC-STAT^? SL提交的未決現(xiàn)有美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/403,453 (代理人案號(hào)NEURO-50 PROV)；

(ii) 2010年12月6日由Shai N. Gozani為NC-STAT^? SL提交的未決現(xiàn)有美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/459,127 (代理人案號(hào)NEURO-53 PROV)；

(iii) 2011年3月25日由Shai N. Gozani等人為NC-STAT^? SL提交的未決現(xiàn)有美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/467,857 (代理人案號(hào)NEURO-55 PROV)；

(iv) 2011年4月11日由Bonniejean Boettcher等人為NC-STAT^? SL提交的未決現(xiàn)有美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/516,944 (代理人案號(hào)NEURO-57 PROV)；

(v) 2011年6月22日由Shai N. Gozani等人為NC-STAT^? DPNCHECK[TM]提交的未決現(xiàn)有美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/571,203 (代理人案號(hào)NEURO-58 PROV)。

這五個(gè)(5)上述專利申請(qǐng)通過引用從而結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于電生理信號(hào)的評(píng)估的裝置和方法，并且更特別地涉及腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅的評(píng)估。

背景技術(shù)：

糖尿病(“DM”)是涉及血糖水平的無效調(diào)節(jié)的常見病。在美國有超過2,500萬人患有DM，并且最近預(yù)測(cè)表明全世界上超過3.5億人有該疾病。存在兩種主要形式的DM。I型DM通常影響兒童和年輕的成年人并且與胰島素激素的原發(fā)性缺陷相關(guān)。II型DM通常影響常常超過50歲的成年人，但還在較年輕的成年人中不斷增長。它是通常在對(duì)胰島素活動(dòng)的抵抗時(shí)候開始的復(fù)雜疾病，其可以發(fā)展成繼發(fā)性胰島素缺陷。盡管已經(jīng)標(biāo)識(shí)了遺傳、環(huán)境以及生活方式風(fēng)險(xiǎn)因素，但I(xiàn)型和II型DM的原因未被完全地了解。

盡管急性高或低血糖水平是危險(xiǎn)的，但DM相關(guān)的發(fā)病率和死亡率的主要根源是該疾病的長期大血管和微血管并發(fā)癥。大血管并發(fā)癥指的是心血管事件，諸如心肌梗塞(“心臟病發(fā)作”)和中風(fēng)。微血管并發(fā)癥指的是對(duì)具有DM的人的神經(jīng)、眼以及腎的病理損傷。

DM的大多數(shù)常見的微血管并發(fā)癥是神經(jīng)病變或神經(jīng)損傷。糖尿病性神經(jīng)病變影響具有DM的人中的60%或更多。糖尿病性神經(jīng)病變可以包括對(duì)大的有髓神經(jīng)纖維、小的有髓或無髓神經(jīng)纖維以及自主神經(jīng)的損傷。糖尿病性神經(jīng)病變的最常見形式是常常被稱為糖尿病性周圍神經(jīng)病變(“DPN”)的疾病的大纖維形式。DPN導(dǎo)致疼痛和殘疾，并且是可以產(chǎn)生下肢截肢的足部潰瘍的主要引發(fā)物。

因?yàn)镈PN的嚴(yán)重后果，所以DM的這種并發(fā)癥的早期檢測(cè)以及用來防止或者減慢神經(jīng)病變的發(fā)展的干預(yù)是最重要的。遺憾的是，DPN的檢測(cè)是個(gè)挑戰(zhàn)，特別是在當(dāng)它最易受干預(yù)影響時(shí)的早期階段。檢測(cè)和監(jiān)視DPN的當(dāng)前方法范圍從臨床評(píng)價(jià)(包括在簡(jiǎn)單的物理檢查上獲得的癥狀和前兆)到各種試驗(yàn)，所述各種試驗(yàn)包括5.07/10-g單絲試驗(yàn)(其中一列“釣絲”被壓入患者的足部，目標(biāo)是在所述列“釣絲”彎曲之前為了患者檢測(cè)接觸)、音叉試驗(yàn)(其中振動(dòng)音叉被貼著患者的大腳趾放置，目標(biāo)是為了患者檢測(cè)音叉的振動(dòng))以及定量振動(dòng)知覺測(cè)試(其中電子設(shè)備被用來測(cè)量可由患者檢測(cè)到的振動(dòng)的幅度)。雖然這些方法中的全部都具有實(shí)用性，但是它們是主觀的，具有不足的靈敏度或特異性或兩者，以及具有差的再現(xiàn)性。用于DPN的評(píng)價(jià)的“金本位制”方法是神經(jīng)傳導(dǎo)研究。在神經(jīng)傳導(dǎo)研究中，神經(jīng)在沿著該神經(jīng)的第一位置處被電力地刺激，并且然后所述神經(jīng)的電響應(yīng)在沿著該神經(jīng)的第二位置處被檢測(cè)。除了別的以外，神經(jīng)以其傳導(dǎo)信號(hào)的速率(“神經(jīng)傳導(dǎo)速度”)和誘發(fā)信號(hào)的幅度(“振幅”)是神經(jīng)病變的可靠指示器。不像前述技術(shù)，神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試是客觀的、靈敏的、特異性的以及可再現(xiàn)的。結(jié)果，大多數(shù)臨床指南建議通過神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試確認(rèn)DPN以得到可靠診斷。

不管它的技術(shù)和臨床性質(zhì)，神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試當(dāng)前未被廣泛地用在DPN的檢測(cè)和監(jiān)視中。對(duì)于此的原因包括當(dāng)由專家(通常為神經(jīng)病科醫(yī)師)使用傳統(tǒng)的電生理設(shè)備來執(zhí)行時(shí)研究的有限可用性、復(fù)雜性以及高費(fèi)用。為了克服對(duì)采用的這些障礙，許多設(shè)備已經(jīng)被開發(fā)以通過自動(dòng)化和其他技術(shù)來簡(jiǎn)化并且提高對(duì)神經(jīng)傳導(dǎo)研究的訪問。例如，已經(jīng)開發(fā)了使用預(yù)制的、神經(jīng)特異性電極陣列來執(zhí)行神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)量的設(shè)備，其大大地使神經(jīng)傳導(dǎo)研究的所需技術(shù)步驟自動(dòng)化(參見例如頒發(fā)給Gazani等人的美國專利No. 5,851,191和頒發(fā)給Gozani等人的美國專利No. 7,917,201)。在現(xiàn)有技術(shù)中找到的另一有關(guān)解決方案(參見頒發(fā)給Spitz等人的美國專利No. 5,215,100)是用于腕管綜合征(CTS)的評(píng)估的裝置，其中，對(duì)于從神經(jīng)刺激和記錄所需要的所有電極被所述設(shè)備固定。

這些現(xiàn)有技術(shù)解決方案遭受許多缺陷。在現(xiàn)有技術(shù)中所描述的所有設(shè)備是通用(即，多神經(jīng)、多應(yīng)用)神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備，或者它們被具體地設(shè)計(jì)以用于正中神經(jīng)的評(píng)價(jià)以得到CTS的評(píng)估。通用設(shè)備必然地必須適應(yīng)于許多不同神經(jīng)的各種解剖結(jié)構(gòu)和電生理方面。結(jié)果，僅有限的用戶化是可能的并且責(zé)任仍然在通用設(shè)備的用戶以解決變化的根源 – 諸如通過單獨(dú)的電極或甚至預(yù)配置電極陣列的放置。結(jié)果，盡管相對(duì)于傳統(tǒng)方法簡(jiǎn)化了神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)量，但是通用測(cè)試設(shè)備仍然需要相當(dāng)數(shù)量的訓(xùn)練以便正確地執(zhí)行神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)程序。同樣地，現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)正中神經(jīng)的評(píng)價(jià)而特別設(shè)計(jì)的那些設(shè)備和本發(fā)明的需求一點(diǎn)關(guān)系都沒有，本發(fā)明的需求是腓腸神經(jīng)的評(píng)估。對(duì)于此的主要原因是腓腸神經(jīng)(用于DPN的評(píng)估)的解剖結(jié)構(gòu)和電生理學(xué)基本上不同于正中神經(jīng)(用于CTS的評(píng)估)的解剖結(jié)構(gòu)和電生理學(xué)。因此針對(duì)正中神經(jīng)的試驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的設(shè)備不能夠被用來對(duì)腓腸神經(jīng)進(jìn)行試驗(yàn)。通用測(cè)試設(shè)備的另一問題是它們需要兩個(gè)分立部件 – 具有對(duì)于執(zhí)行神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)所需要的電子電路的設(shè)備，以及提供正被試驗(yàn)的特定神經(jīng)的唯一特性與公共測(cè)試設(shè)備之間的接口。這個(gè)雙部件需求限制了對(duì)于降低試驗(yàn)費(fèi)用的嘗試，尤其因?yàn)樗拗屏藴p少電極陣列的尺寸的能力，所述電極陣列是神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試中的主要成本動(dòng)因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是完全集成的、手持式腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備。所述腓腸神經(jīng)是位于身體的小腿下段和踝部中的僅知覺神經(jīng)。腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)是DPN的標(biāo)準(zhǔn)和定量生物標(biāo)志物。腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試在存在神經(jīng)病變的臨床證據(jù)之前檢測(cè)具有高診斷靈敏度的DPN并且揭示異常。腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)與有髓纖維喪失的形態(tài)嚴(yán)重性有關(guān)聯(lián)，并且因此預(yù)測(cè)足部潰瘍風(fēng)險(xiǎn)。

這個(gè)新設(shè)備的目的是容易地、迅速地并且準(zhǔn)確地測(cè)量和報(bào)告兩個(gè)常見的腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)參數(shù)：開始傳導(dǎo)速度(在下文中被縮寫為“CV”)和知覺響應(yīng)振幅(在下文中被描述為“振幅”)。術(shù)語“完全集成的”指示對(duì)于執(zhí)行腓腸神經(jīng)的神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)所需要的部件中的全部被合并到單個(gè)物理單元中，而不是兩個(gè)或更多個(gè)不同部件(例如，由電纜連接的電極陣列和試驗(yàn)儀器)。術(shù)語“手持式”指示所述設(shè)備被有資格的用戶應(yīng)用于患者以便對(duì)神經(jīng)進(jìn)行試驗(yàn)，而不是患者將他們的肢體放入其中的固定裝置?！巴耆傻摹焙汀笆殖质健碧匦孕枰葱路f且非顯而易見的技術(shù)進(jìn)步。

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。首先，當(dāng)前設(shè)備被設(shè)計(jì)和優(yōu)化以用于腓腸神經(jīng)的試驗(yàn)。結(jié)果，試驗(yàn)程序已經(jīng)被基本上簡(jiǎn)化和自動(dòng)化到其中所述試驗(yàn)程序能夠在30 – 60分鐘內(nèi)教導(dǎo)給某人的點(diǎn)，在這之后它們應(yīng)該能夠獲得準(zhǔn)確的腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)結(jié)果。進(jìn)一步地，由于它在腓腸神經(jīng)上的聚焦應(yīng)用，試驗(yàn)程序已經(jīng)被自動(dòng)化到其中試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間在長度上通常為僅15-30秒的點(diǎn)。它在腓腸神經(jīng)上的聚焦應(yīng)用的另一益處是相對(duì)于在現(xiàn)有技術(shù)中所描述的通用設(shè)備，硬件和一次性部件兩者的費(fèi)用已經(jīng)被大大地降低了。

在一個(gè)優(yōu)選形式的本發(fā)明中，提供了用于測(cè)量腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅的裝置，所述裝置包括：

殼體；

刺激裝置，其被安裝到所述殼體以用于電力地刺激人的腓腸神經(jīng)；

生物傳感器，其被可釋放地安裝到所述殼體，所述生物傳感器包括用于檢測(cè)由所述刺激裝置所誘發(fā)的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的多個(gè)電極；

采集裝置，其被安裝到所述殼體并且電力地連接到所述生物傳感器以用于電力地采集由所述生物傳感器所檢測(cè)到的所述腓腸神經(jīng)響應(yīng)；

處理裝置，其被安裝到所述殼體并且電力地連接到所述采集裝置以用于數(shù)字化、處理并且存儲(chǔ)所采集到的腓腸神經(jīng)響應(yīng)；

計(jì)算裝置，其被安裝到所述殼體并且電力地連接到所述處理裝置以用于計(jì)算經(jīng)處理的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的傳導(dǎo)速度和振幅；以及

顯示裝置，其被安裝到所述殼體以用于顯示所述腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅；

其中，所述刺激裝置和所述生物傳感器被設(shè)計(jì)為在腓腸神經(jīng)附近通過操縱所述殼體而被放置在患者的解剖結(jié)構(gòu)上。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于測(cè)量腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅的裝置，所述裝置包括：

殼體；

刺激裝置，其被安裝到所述殼體以用于電力地刺激人的腓腸神經(jīng)；

所述殼體上的座，其用于可釋放地將生物傳感器安裝到所述殼體，其中，所述生物傳感器是包括用于檢測(cè)由所述刺激裝置所誘發(fā)的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的多個(gè)電極的類型；

采集裝置，其被安裝到所述殼體以用于連接到安裝在所述座上的生物傳感器，并且用于電力地采集由所述生物傳感器所檢測(cè)到的所述腓腸神經(jīng)響應(yīng)；

處理裝置，其被安裝到所述殼體并且電力地連接到所述采集裝置以用于數(shù)字化、處理并且存儲(chǔ)所采集到的腓腸神經(jīng)響應(yīng)；

計(jì)算裝置，其被安裝到所述殼體并且電力地連接到所述處理裝置以用于計(jì)算經(jīng)處理的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的傳導(dǎo)速度和振幅；以及

顯示裝置，其被安裝到所述殼體以用于顯示所述腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅；

其中，可釋放地安裝在所述座上的所述刺激裝置和生物傳感器被設(shè)計(jì)為在腓腸神經(jīng)附近通過操縱所述殼體而被放置在患者的解剖結(jié)構(gòu)上。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于測(cè)量腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅的裝置，所述裝置包括：

生物傳感器，其適于被可釋放地安裝到神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備的所述殼體以便所述生物傳感器連同所述殼體一起移動(dòng)，所述生物傳感器包括用于檢測(cè)由所述神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備所誘發(fā)的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的多個(gè)電極和用于將所述多個(gè)電極電力地連接到所述神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備的電連接器。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于測(cè)量腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)速度和振幅的方法，所述方法包括：

可釋放地將生物傳感器安裝到神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備的所述殼體以便所述生物傳感器連同所述殼體一起移動(dòng)；

定位所述神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備的所述殼體，以便所述神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備被定位成電力地刺激人的腓腸神經(jīng)并且所述生物傳感器被定位成檢測(cè)由所述刺激裝置所誘發(fā)的腓腸神經(jīng)響應(yīng)；

使用所述神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備來電力地刺激腓腸神經(jīng)并且采集由所述生物傳感器所檢測(cè)到的腓腸神經(jīng)響應(yīng)；以及

處理所采集到的腓腸神經(jīng)響應(yīng)以確定經(jīng)處理的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的所述傳導(dǎo)速度和振幅。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了包括手持式部件和單患者使用生物傳感器的完全集成的、手持式神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試裝置，其中，所述生物傳感器被物理地且電力地連接到所述手持式部件以采集神經(jīng)響應(yīng)。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于檢測(cè)神經(jīng)響應(yīng)的生物傳感器，所述生物傳感器包括：

基板；

多個(gè)電極，其被安裝到所述基板以用于檢測(cè)所述神經(jīng)響應(yīng)；以及

生物傳感器再使用代碼，其由所述基板承載以用于確定所述生物傳感器的再使用，其中，所述生物傳感器再使用代碼被隨機(jī)地分配給該生物傳感器。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了全套工具，其包括：

用于檢測(cè)神經(jīng)響應(yīng)的多個(gè)生物傳感器，其中，所述生物傳感器中的每一個(gè)都包括基板、安裝到所述基板以用于檢測(cè)神經(jīng)響應(yīng)的多個(gè)電極以及由所述基板承載以用于確定所述生物傳感器的再使用的生物傳感器再使用代碼；

其中，所述生物傳感器再使用代碼在所述全套工具中的所述生物傳感器之間隨機(jī)地變化。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于連同試驗(yàn)機(jī)器一起確定生物傳感器的再使用的方法，所述方法包括步驟：

將生物傳感器連接到所述試驗(yàn)機(jī)器，其中，所述生物傳感器包括隨機(jī)地分配給該生物傳感器的生物傳感器再使用代碼；

標(biāo)識(shí)與所連接的生物傳感器相關(guān)聯(lián)的所述生物傳感器再使用代碼；

將所標(biāo)識(shí)的生物傳感器再使用代碼與和先前連接到所述試驗(yàn)機(jī)器的生物傳感器相關(guān)聯(lián)的生物傳感器再使用代碼進(jìn)行比較；

如果所述比較指示所標(biāo)識(shí)的生物傳感器再使用代碼和來自先前連接的生物傳感器的代碼形成不可能來自生物傳感器再使用代碼的隨機(jī)分配的模式則確定所述生物傳感器已經(jīng)被再使用，或者如果前述模式很可能來自生物傳感器再使用代碼的隨機(jī)分配則確定所述生物傳感器尚未被再使用。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于連同試驗(yàn)機(jī)器一起防止生物傳感器的再使用的方法，所述方法包括步驟：

將生物傳感器連接到所述試驗(yàn)機(jī)器，其中，所述生物傳感器包括隨機(jī)地分配給該生物傳感器的生物傳感器再使用代碼；

標(biāo)識(shí)與所連接的生物傳感器相關(guān)聯(lián)的所述生物傳感器再使用代碼；

將所標(biāo)識(shí)的生物傳感器再使用代碼與和先前連接到所述試驗(yàn)機(jī)器的生物傳感器相關(guān)聯(lián)的所述生物再使用代碼進(jìn)行比較；以及

如果所述比較指示所標(biāo)識(shí)的生物傳感器再使用代碼是生物傳感器再使用代碼的隨機(jī)分配的一部分則允許所述試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，或者如果所述比較指示所標(biāo)識(shí)的生物傳感器不是生物傳感器再使用代碼的隨機(jī)分配的一部分則阻止所述試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行。

在本發(fā)明的另一優(yōu)選形式中，提供了用于將生物傳感器連接到測(cè)試設(shè)備的適配器，所述適配器包括由所述適配器承載以用于確定所述生物傳感器的再使用的生物傳感器再使用代碼，其中，所述生物傳感器再使用代碼通過所述適配器而被呈現(xiàn)給所述測(cè)試設(shè)備。

附圖說明

通過本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下具體描述，本發(fā)明的這些以及其他目的和特征將被更完全地公開或者明顯的再現(xiàn)，以下具體描述將連同其中相同的標(biāo)記指代相同的部分的附圖一起來考慮，并且進(jìn)一步地其中：

圖1是依照本發(fā)明形成的新穎、完全集成的、手持式腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備的示意圖；

圖2是示出了圖1的測(cè)試設(shè)備被放置在患者的肢體上的示意圖；

圖3是圖1中所示出的測(cè)試設(shè)備的底部的示意圖；

圖3A和3B是示出了針對(duì)圖1中所示出的測(cè)試設(shè)備的彈簧承載陰極的優(yōu)選構(gòu)造細(xì)節(jié)的示意截面圖；

圖4是示出了包括生物傳感器、泡沫墊以及設(shè)備頭部的圖1的測(cè)試設(shè)備的選定部分的示意圖；

圖5是圖1中所示出的測(cè)試設(shè)備的頂部的示意圖；

圖6是生物傳感器的頂部的示意圖；

圖6A是圖6中所示出的生物傳感器的示意側(cè)視圖；

圖6B是圖6中所示出的生物傳感器的示意端視圖；

圖7是圖6中所示出的生物傳感器的頂部的另一示意圖；

圖7A是沿著圖6的線7A-7A截取的示意截面圖；

圖7B是沿著圖6的線7B-7B截取的示意截面圖；

圖7C是圖6中所示出的生物傳感器的跡線的選定部分的放大示意圖；

圖8是圖1中所示出的測(cè)試設(shè)備的高級(jí)硬件示意圖；

圖9是示出了來自兩個(gè)記錄通道的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的示意圖；

圖10是腓腸神經(jīng)響應(yīng)的算法分析的示例；

圖11是如何確定腓腸神經(jīng)響應(yīng)波形特征的示例；以及

圖12是用于圖1的測(cè)試設(shè)備的優(yōu)選控制算法的高級(jí)功能示意圖。

具體實(shí)施方式

設(shè)備描述

本發(fā)明是完全集成的、手持式腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試設(shè)備。該設(shè)備被排他地設(shè)計(jì)用于小腿下段和踝的區(qū)中的人的腓腸神經(jīng)的非侵入性神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)量。腓腸神經(jīng)是由正中和外側(cè)腓腸皮神經(jīng)的合并所形成的幾乎完全的知覺神經(jīng)，所述正中和外側(cè)腓腸皮神經(jīng)是脛骨和排總神經(jīng)(其自身是坐骨神經(jīng)的分支)的分支。在形成在腓腸肌的遠(yuǎn)側(cè)三分之一處之后，腓腸神經(jīng)在后外側(cè)側(cè)往腿下方行進(jìn)，然后到外側(cè)踝的后方，其中它深入到腓骨腱鞘并且到達(dá)第五腳趾的外側(cè)結(jié)節(jié)，其中它分叉了。腓腸神經(jīng)從腿的后側(cè)角、足外側(cè)以及第五腳趾傳送知覺信號(hào)。

腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)是DPN的標(biāo)準(zhǔn)和定量生物標(biāo)志物。腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試在存在神經(jīng)病變的臨床證據(jù)之前檢測(cè)具有高診斷靈敏度的DPN并且揭示異常。腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)與有髓纖維喪失的形態(tài)嚴(yán)重性有關(guān)聯(lián)，并且因此預(yù)測(cè)足部潰瘍風(fēng)險(xiǎn)。

存在能夠通過其來評(píng)價(jià)腓腸神經(jīng)的各種神經(jīng)傳導(dǎo)方法學(xué)。例如，神經(jīng)可以通過刺激在踝處的神經(jīng)并且然后在它已經(jīng)向小腿上傳導(dǎo)已知距離之后測(cè)量神經(jīng)響應(yīng)而被順行地試驗(yàn)，或者神經(jīng)能夠通過刺激小腿中的神經(jīng)并且然后在它已經(jīng)傳導(dǎo)已知距離到踝之后測(cè)量神經(jīng)響應(yīng)而被逆向地試驗(yàn)。針對(duì)腓腸神經(jīng)的神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試中的另一方法學(xué)因素包括刺激和記錄的點(diǎn)之間的距離，其通常從約8 cm到16 cm變化。與腓腸神經(jīng)的神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試相關(guān)聯(lián)的另一方法學(xué)因素是記錄電極的配置，包括它們的形狀、尺寸以及它們之間的距離。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，腓腸神經(jīng)在9.22 cm的刺激到記錄距離情況下被順行地試驗(yàn)。下文在生物傳感器的描述中提供了優(yōu)選的記錄電極配置。

本發(fā)明的目的是容易地、迅速地并且準(zhǔn)確地測(cè)量和報(bào)告兩個(gè)常見的腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)參數(shù)：開始傳導(dǎo)速度(在下文中被縮寫為“CV”)和知覺響應(yīng)振幅(在下文中被描述為“振幅”)。術(shù)語“完全集成的”指示對(duì)于執(zhí)行腓腸神經(jīng)的神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)所需要的部件中的全部被合并到單個(gè)物理單元中，而不是兩個(gè)或更多個(gè)不同部件(例如，由電纜連接的電極陣列和試驗(yàn)儀器)。術(shù)語“手持式”指示所述設(shè)備被有資格的用戶應(yīng)用于患者以便對(duì)神經(jīng)進(jìn)行試驗(yàn)，而不是患者將他們的肢體放入其中的固定裝置?！巴耆傻摹焙汀笆殖质健碧匦孕枰葱路f且非顯而易見的技術(shù)進(jìn)步。

本發(fā)明的總體視圖在圖1中被提供。如所示，本發(fā)明包括具有窄手柄2和頭部3的單個(gè)完全集成的、手持式設(shè)備1。在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)備1是長19.0 cm并且在它在頭部3上的最寬點(diǎn)處寬11.5 cm。最關(guān)鍵的尺寸是設(shè)備1的陰極10(圖3)(其是神經(jīng)刺激的點(diǎn))與生物傳感器30上的電極41、43的中心之間的距離。當(dāng)生物傳感器30坐落在生物傳感器端口16上時(shí)(圖3)，電極41、43最靠近于陰極10。該距離(即，陰極10與電極41、43之間的距離)表示經(jīng)由陰極10的神經(jīng)刺激與所誘發(fā)的神經(jīng)脈沖到達(dá)電極41、43的點(diǎn)之間的傳導(dǎo)距離。這個(gè)距離在優(yōu)選構(gòu)造中是9.22 cm并且被用來像將在下文所描述的那樣計(jì)算CV。

本發(fā)明的優(yōu)選使用在圖2中被示出。如所示，設(shè)備1被貼著患者的下肢5的外側(cè)方面放置使得(i)刺激探針10、11(圖3)正好在踝外骨(“外側(cè)踝”)6之后機(jī)械地接觸腿，并且(ii)生物傳感器30接觸患者的小腿下段7，同時(shí)設(shè)備1的內(nèi)邊緣(兩個(gè)側(cè)面8或9中的一個(gè)，取決于肢體)近似地與跟腱對(duì)齊。為了可靠地測(cè)量腓腸神經(jīng)的神經(jīng)傳導(dǎo)，設(shè)備1必須具有足夠的自由度以便符合患者的下肢解剖結(jié)構(gòu)，并且由此允許某些設(shè)備部件(即，刺激電極和檢測(cè)電極)與患者的強(qiáng)健且穩(wěn)定的接觸。在下文詳細(xì)地描述用來實(shí)現(xiàn)這個(gè)強(qiáng)健電接觸的裝置。

圖3是設(shè)備1的優(yōu)選實(shí)施例的底視圖。這個(gè)視圖示出了接觸患者的表面。存在用于當(dāng)設(shè)備1被以圖2中所示出的方式貼著患者放置時(shí)電力地刺激腓腸神經(jīng)的兩個(gè)不銹鋼探針10、11。陰極10由于它的彈簧承載構(gòu)造而相對(duì)于手柄2具有可變高度。在優(yōu)選實(shí)施例中，這個(gè)可變高度離手柄2范圍從2.5 cm(壓縮條件)到3.3 cm(未壓縮條件)變化。陽極11相對(duì)于手柄2優(yōu)選地具有固定高度，其在本優(yōu)選實(shí)施例中被固定在離手柄2.3 cm處。可變長度陰極10是新穎的，因?yàn)樗峁┝擞脕硎沟媚軐?shí)現(xiàn)兩個(gè)刺激探針10、11在踝附近與患者解剖結(jié)構(gòu)的強(qiáng)健接觸的自由度，其是非平面的并且具有從患者到患者變化的拓?fù)?。盡管有可能通過刺激探針10、11經(jīng)由與患者的皮膚的直接接觸來電力地刺激腓腸神經(jīng)，但最好在每個(gè)探針的外部尖端上使用少量的導(dǎo)電水凝膠以便降低探針-皮膚界面的阻抗。

圖3A和3B示出了用于彈簧承載陰極10的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造。更具體地，在本發(fā)明的這種形式中，設(shè)備1包括形成設(shè)備1的主體的塑料封裝300，其中塑料封裝300包括用于在其中可滑動(dòng)地接收陰極10的管狀突起305。彈簧310被俘獲在陰極10的近側(cè)端與形成在塑料封裝300上的座315之間。視需要緊固件320可以被用來將彈簧310固定到陰極10的近側(cè)端。柔性電纜325將陰極10電力地連接到刺激源。同樣在圖3A和3B中示出的是固定陽極11。

設(shè)備1包括紅外溫度計(jì)14(圖3)，所述紅外溫度計(jì)14用于在踝骨附近的患者的皮膚表面溫度的非接觸測(cè)量。如將在下文所討論的那樣，這個(gè)溫度測(cè)量被用來補(bǔ)償溫度對(duì)神經(jīng)傳導(dǎo)結(jié)果的影響。非接觸溫度測(cè)量設(shè)備的使用是本發(fā)明的一個(gè)重要方面，因?yàn)樗S可可靠的溫度測(cè)量在與腓腸神經(jīng)相關(guān)聯(lián)的不規(guī)則皮膚表面拓?fù)渲羞M(jìn)行。

設(shè)備1的頭部3支承生物傳感器30，其將生物電接口提供給患者。在下文被詳細(xì)地描述的生物傳感器30是一次性的并且在患者之間應(yīng)該被替換。生物傳感器30通過泡沫墊31(圖3和4)而被固定到設(shè)備1，所述泡沫墊31在該泡沫墊的兩個(gè)面上配備有非永久性粘合劑 –泡沫墊31的內(nèi)表面上的粘合劑可釋放地將該泡沫墊固定到設(shè)備1的頭部3，而泡沫墊31的外表面上的粘合劑可釋放地將生物傳感器30固定到泡沫墊。泡沫墊31是一次性的，但當(dāng)它不與患者直接接觸時(shí)可以被用于多個(gè)患者。泡沫墊31在圖4中被更詳細(xì)地示出。泡沫墊的一個(gè)面32附著到設(shè)備1的頭部3的底面，而另一面33附著到生物傳感器30的非患者接觸面。在優(yōu)選實(shí)施例中，泡沫墊31厚2.2 cm。盡管可以使用各種類型的泡沫，但是在優(yōu)選實(shí)施例中，聚氨脂類泡沫被使用。當(dāng)設(shè)備1像圖2中所示出的那樣貼著患者的腿時(shí)，泡沫墊提供了多個(gè)自由度，通過所述多個(gè)自由度生物傳感器30可以符合患者的解剖結(jié)構(gòu)以便建立與患者的皮膚的完全接觸。電極41、42、43、44以及45(圖3)與患者皮膚之間的均勻和完全接觸使得在各種各樣的患者解剖結(jié)構(gòu)上采集高質(zhì)量神經(jīng)傳導(dǎo)信號(hào)成為可能。泡沫墊31在實(shí)現(xiàn)電極和患者皮膚的均勻和完全接觸中的使用是新穎的和非顯而易見的。生物傳感器30經(jīng)由生物傳感器端口16而被連接到設(shè)備1的內(nèi)部電子設(shè)備。

因此將看見的是設(shè)備1包括：(i)用于確保刺激電極與患者的皮膚(即，彈簧承載陰極10與固定位置陽極11)之間的可靠電接觸的新穎裝置，以及(ii)用于確保檢測(cè)電極與患者的皮膚之間的可靠電接觸的新穎裝置(即，使用泡沫墊31來支承生物傳感器30)。

設(shè)備1的頭部3包括具有用于電池109(圖8)的更換的可移動(dòng)門的電池艙18(圖3)，所述電池109在優(yōu)選實(shí)施例中是廣泛可得到的3V鋰離子電池(CR123A)。小型USB端口20(圖3)允許設(shè)備1使用標(biāo)準(zhǔn)USB協(xié)議與外部設(shè)備(諸如PC)進(jìn)行通信。

圖5示出了提供用戶接口的設(shè)備1的頂部。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述用戶接口由一個(gè)按鈕開關(guān)22、LED 24以及LCD 26構(gòu)成。如果設(shè)備被斷電則按鈕開關(guān)22接通設(shè)備1。如果設(shè)備1被通電，則開關(guān)22啟動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)測(cè)試。LED 24具有三個(gè)顏色(綠色、琥珀色以及紅色)并且被用來指示設(shè)備狀態(tài)，其可以包括綠色用來表示“準(zhǔn)備好試驗(yàn)”、琥珀色用來指示“電池電量低”以及紅色用來指示“錯(cuò)誤 – 不能夠執(zhí)行試驗(yàn)”。在優(yōu)選實(shí)施例中，LCD 26是具有附加的點(diǎn)指示器的兩個(gè)7段式顯示器。LCD 26向用戶顯示腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)的結(jié)果或錯(cuò)誤狀態(tài)。成功試驗(yàn)伴有以下各項(xiàng)在LCD上的切換顯示：(i)CV的數(shù)值，以及(ii)神經(jīng)響應(yīng)的振幅(或在沒有CV的情況下振幅為0，以指示腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)是不可檢測(cè)的)。不成功的試驗(yàn)伴有LCD 26上的錯(cuò)誤狀態(tài)消息，其指示失敗的概率原因。在優(yōu)選實(shí)施例中，錯(cuò)誤狀態(tài)消息包括用于與生物傳感器相關(guān)的錯(cuò)誤“Sn”、用于與過度肌肉干擾相關(guān)的錯(cuò)誤的“Lr”、用于與刺激探針相關(guān)的錯(cuò)誤的“Pr”以及用于與患者皮膚表面溫度相關(guān)的錯(cuò)誤的“℃”。

生物傳感器描述

生物傳感器30的優(yōu)選實(shí)施例在圖6、6A、6B、7、7A以及7B中被示出。生物傳感器30是聚酯薄膜46、Ag(銀)跡線51、Ag-AgCl墊52、泡沫47以及水凝膠48的多層結(jié)構(gòu)。生物傳感器30還包括患者接觸區(qū)域35和設(shè)備連接尾部34(圖6)?；颊呓佑|區(qū)域35優(yōu)選地具有寬度8.77 cm和高度3.77 cm。尾部34經(jīng)由生物傳感器端口16電力地將生物傳感器30連接到設(shè)備1。生物傳感器30由5個(gè)分立電極41、42、43、44、45構(gòu)成，所述分立電極由分層堆積在Ag-AgCl墊的頂部上的水凝膠組成。四個(gè)較小的電極(41、42、43以及44)被電力地連接到儀表放大器的差分輸入端(參見下文)并且因此當(dāng)作“激活”電極。單個(gè)長電極45被連接到儀表放大器的參考輸入端并且因此當(dāng)作“參考”電極。在生物傳感器30的優(yōu)選實(shí)施例中，所述電極被連接以便形成兩個(gè)不同的腓腸神經(jīng)響應(yīng)記錄通道。特別地，電極41和42包括一個(gè)記錄通道，而電極43和44包括第二個(gè)不同記錄通道。本發(fā)明的可替換實(shí)施例包括由僅一個(gè)記錄通道組成的生物傳感器，或由三個(gè)或更多個(gè)記錄通道組成的生物傳感器。參考電極45的可替換配置包括多個(gè)不同參考電極而不是單個(gè)公共參考電極。

在圖6中所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，激活記錄電極41、42、43以及44每個(gè)都具有2.5 cm乘0.5 cm的尺寸，而參考電極45具有0.5 cm乘7.0 cm的尺寸。包括每個(gè)記錄通道的兩個(gè)激活電極(即，41、42和43、44)優(yōu)選地被隔開中心到中心測(cè)量的2.0 cm的距離。參考電極45優(yōu)選地與激活電極41、42、43、44中的每一個(gè)隔開中心到中心測(cè)量的1.0 cm。

生物傳感器30的尾部34經(jīng)由生物傳感器端口16來提供設(shè)備1與生物傳感器30之間的電連接。尾部34是公連接器，而生物傳感器端口16是母連接器。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，尾部34包括8個(gè)并行跡線51。所述跡線中的5個(gè)(51A、51B、51C、51D以及51E)分別將電極41、42、43、44、45連接到前述儀表放大器上的對(duì)應(yīng)輸入端。所述跡線中的兩個(gè)(51F和51G)被連接在一起使得當(dāng)生物傳感器30的尾部34被插入到設(shè)備1的生物傳感器端口16中時(shí)，電路被閉合。這個(gè)閉合的電路允許設(shè)備1檢測(cè)并且由此確認(rèn)生物傳感器30被連接到設(shè)備1。確認(rèn)通過LED 24上的穩(wěn)定綠顏色向用戶指示。一個(gè)跡線(51H)表示1位生物傳感器代碼，其被設(shè)備軟件用來確定生物傳感器30是否被再使用在多個(gè)患者上。取決于該跡線(51H)是否被連接(例如，經(jīng)由連接器53，參見圖7C)到其他跡線(51F、51G)中的一個(gè)，該比特被編碼為0或1，所述其他跡線中的一個(gè)在尾部34插入到設(shè)備1中時(shí)被連接到地。意圖是與給定生物傳感器相關(guān)聯(lián)的1位生物傳感器代碼被隨機(jī)地分配，即所有生物傳感器30中的一半旨在具有“0”1位生物傳感器代碼，而所有生物傳感器30中的一半旨在具有“1”1位生物傳感器代碼。下文在軟件描述中討論這個(gè)1位生物傳感器代碼以其被用來檢測(cè)生物傳感器再使用的方式。

硬件描述

圖8是設(shè)備1的內(nèi)部電子設(shè)備(硬件)的優(yōu)選實(shí)施例的框圖。該硬件由兩個(gè)儀表放大器(INA)100、101 構(gòu)成，其中差分輸入端來自兩對(duì)激活電極41、42和43、44。在優(yōu)選實(shí)施例中，這些INA具有典型輸入阻抗 ≥ 10¹⁰(10的10次冪) Ohms和共模衰減率 ≥ 90 dB。INA 100、101共享來自參考電極45的公共參考輸入端。INA 100、101的輸出端被饋送到2x1開關(guān)102中，所述開關(guān)201確定兩個(gè)通道中的哪一個(gè)將被采集和處理。開關(guān)102由微控制器108來控制，同時(shí)通道選擇由試驗(yàn)控制軟件來確定(參見下文)。在試驗(yàn)的不同階段處通道選擇可能是不同的。開關(guān)102的輸出被輸入到帶通濾波器104中。在優(yōu)選實(shí)施例中，帶通濾波器104具有2 Hz的低頻截止和4900 Hz的高頻截止。帶通濾波器104的輸出然后被A/D轉(zhuǎn)換器106數(shù)字化，同時(shí)數(shù)字輸出進(jìn)入微控制器108以用于存儲(chǔ)和處理。

微控制器108觸發(fā)高壓激勵(lì)器116以經(jīng)由陰極10和陽極11將神經(jīng)刺激輸送到患者。在優(yōu)選實(shí)施例中，高壓激勵(lì)器116是產(chǎn)生具有50至100微秒的持續(xù)時(shí)間的單相方形DC脈沖的恒流激勵(lì)器。該高壓激勵(lì)器的輸出電壓是400 – 440 V，具有420 V的典型值。該高壓激勵(lì)器能夠?qū)⒍噙_(dá)100 mA輸送到3.3 kOhm負(fù)載中。

微控制器108控制包括LED 24、LCD 26以及電源/試驗(yàn)按鈕22的用戶接口部件。微控制器108還與用于外部通信的隔離USB端口20(圖3)(諸如與PC)進(jìn)行通信。設(shè)備1的內(nèi)部電子設(shè)備由單個(gè)電池109供電。在優(yōu)選實(shí)施例中，這個(gè)是通?？傻玫降?V鋰電池CR123A。

操作的原理

神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)通過以圖2中所示出和在上文所描述的方式貼著患者放置設(shè)備1而在患者上被執(zhí)行。當(dāng)在這種處置中時(shí)，陰極10隨著腓腸神經(jīng)在外側(cè)踝6(圖2)之后穿過而被定位在腓腸神經(jīng)上，并且生物傳感器30隨著腓腸神經(jīng)接近離陰極10約9 cm的跟腱而被定位在腓腸神經(jīng)上(或在最壞情況下，與其鄰近)。本發(fā)明的重要目的是設(shè)備1自動(dòng)地適應(yīng)于對(duì)患者的左腿或右腿進(jìn)行試驗(yàn)。這個(gè)“肢體獨(dú)立性”被實(shí)現(xiàn)了，因?yàn)楫?dāng)設(shè)備1如在上文所描述的那樣被放置在患者上時(shí)，生物傳感器30的兩個(gè)電極對(duì)41、42或43、44中的一個(gè)將覆蓋在患者的腓腸神經(jīng)上面(或者置于與其正好鄰近)。適當(dāng)?shù)碾姌O對(duì)(即，41、42或43、44)將是最靠近跟腱的電極對(duì)，因?yàn)殡枘c神經(jīng)在外側(cè)踝近端跨越腱約9-11 cm。在這個(gè)配置中，從刺激陰極10到每個(gè)電極對(duì)(41、42 或43、44)內(nèi)的第一電極(41或43)的距離是9.22 cm，并且這個(gè)是被用來確定傳導(dǎo)速度的距離。

圖9示出了從兩個(gè)電極對(duì)(41、42和43、44)采集到的腓腸神經(jīng)響應(yīng)的示例。右邊面板80示出了從覆蓋在神經(jīng)上面的電極對(duì)所記錄的信號(hào)84，而左邊面板82示出了從不覆蓋在神經(jīng)上面的電極對(duì)所記錄的信號(hào)86。應(yīng)當(dāng)了解的是，與由“交叉”電極對(duì)所采集到的電信號(hào)相比較，由“非交叉”電極對(duì)所采集到的電信號(hào)86是小的。這是由于腓腸神經(jīng)與“非交叉”電極對(duì)之間的容積傳導(dǎo)的信號(hào)衰減效應(yīng)而導(dǎo)致的。相比之下，由于腓腸神經(jīng)與這些電極之間的更小距離來自“交叉”電極對(duì)的信號(hào)84是大的。

因此將看見的是，通過提供兩個(gè)并行電極對(duì)41、42和43、44，設(shè)備1能夠自動(dòng)地適應(yīng)于對(duì)左腿或右腿進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)適當(dāng)?shù)碾姌O對(duì)可通過由每個(gè)電極對(duì)所采集到的信號(hào)的幅度的比較來容易地確定。

軟件

設(shè)備1由駐留在微控制器108上(或者，可替換地，在關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)單元上)的基于軟件的控制算法來控制。圖12提供了控制算法的各種功能塊的概述。一旦上電，控制算法就處于狀態(tài)150并且等待外部事件，所述外部事件在優(yōu)選實(shí)施例中可以為以下中的任何一個(gè)：生物傳感器端口插入、USB端口插入以及試驗(yàn)按鈕按下。

生物傳感器端口插入

這個(gè)事件由生物傳感器30到設(shè)備1的生物傳感器端口16中的插入來觸發(fā)。這個(gè)軟件模塊的主要目的是檢驗(yàn)生物傳感器未被跨越患者使用。一旦這個(gè)事件觸發(fā)，控制算法152就讀取與所插入的生物傳感器相關(guān)聯(lián)的1位生物傳感器代碼并且連同較早的生物傳感器代碼的最近歷史一起確定這個(gè)代碼是否被隨機(jī)地分配(這個(gè)應(yīng)該是生物傳感器是否未被再使用，因?yàn)樯飩鞲衅骶哂须S機(jī)分配的1位生物傳感器代碼)。在控制算法的優(yōu)選實(shí)施例中，最近的二十四個(gè)生物傳感器代碼的歷史使用游程檢驗(yàn)來檢查以得到隨機(jī)性，這個(gè)也被稱作Wald-Wolfowitz試驗(yàn)。在154處示出的這個(gè)試驗(yàn)確定01序列在24比特序列中對(duì)于特異性的特定級(jí)別而言是否是隨機(jī)的。在優(yōu)選實(shí)施例中，目標(biāo)特異性被設(shè)置在99%。如果任何24比特序列被確定為不是隨機(jī)的，則告警消息被顯示在設(shè)備LCD 26上，并且該24比特序列被重置。如果第二個(gè)24比特序列未通過隨機(jī)性檢驗(yàn)(功能塊156)，則設(shè)備1被功能塊158鎖定并且沒有進(jìn)一步的試驗(yàn)可以被執(zhí)行直到設(shè)備1被制造商重置為止。

USB端口插入

當(dāng)USB電纜被插入到USB端口20中時(shí)控制算法的這個(gè)部分被執(zhí)行。一旦檢測(cè)到這個(gè)事件，控制算法就進(jìn)入實(shí)現(xiàn)設(shè)備1與外部設(shè)備(諸如PC)之間的基本串行通信協(xié)議的USB通信模塊。這個(gè)USB通信模塊支持若干個(gè)功能，包括上載最近的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和下載軟件升級(jí)。

試驗(yàn)按鈕按下

當(dāng)試驗(yàn)按鈕22(圖5)被按下時(shí)控制算法的這個(gè)部分被執(zhí)行。一旦檢測(cè)到這個(gè)事件(功能塊160)，控制算法就進(jìn)入實(shí)現(xiàn)腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)的試驗(yàn)控制模塊。腓腸神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)由如下所述的若干個(gè)順序步驟組成。

步驟1。神經(jīng)傳導(dǎo)的正確測(cè)量需要該神經(jīng)被以“最大”水平刺激。這個(gè)“最大”水平被定義為刺激強(qiáng)度使得刺激的強(qiáng)度的進(jìn)一步增加不會(huì)增加神經(jīng)響應(yīng)。在優(yōu)選實(shí)施例(功能塊162)中，這個(gè)通過以10 mA為步長順序地將刺激強(qiáng)度從20 mA提高到60 mA來實(shí)現(xiàn)。從30 mA開始并且隨著每個(gè)隨后的刺激強(qiáng)度，最后兩個(gè)神經(jīng)響應(yīng)被互相比較。如果它們?cè)谌缬伤鼈兣c彼此和與通用腓腸神經(jīng)響應(yīng)模板的相關(guān)性所確定的振幅和形狀方面是類似的，則該刺激強(qiáng)度被認(rèn)為是最大的。在優(yōu)選實(shí)施例中，相關(guān)性被實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)響應(yīng)波形(或響應(yīng)波形和通用模板)的乘積的和，按每個(gè)響應(yīng)波形(或響應(yīng)波形和通用模板)中的能量的乘積的平方根來歸一化。然而，視需要，還可以使用不同于上述相關(guān)性技術(shù)的相似度測(cè)量。如果未發(fā)現(xiàn)最大刺激強(qiáng)度，則后續(xù)數(shù)據(jù)收集在60 mA處被執(zhí)行。

如先前所描述的那樣，本發(fā)明的關(guān)鍵目的是自動(dòng)地適應(yīng)于來自左腿或右腿的測(cè)量。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，來自兩個(gè)電極對(duì)41、42和43、44的腓腸神經(jīng)響應(yīng)80、82(圖9)在步驟1期間被比較以確定這兩對(duì)中的哪一個(gè)覆蓋在神經(jīng)上面并且因此構(gòu)成最佳紀(jì)錄通道。在優(yōu)選實(shí)施例(功能塊164)中，這個(gè)通過在相同的刺激強(qiáng)度條件下從兩個(gè)電極對(duì)41、42和43、44獲得腓腸響應(yīng)并且比較選定波形特性來實(shí)現(xiàn) – 具體地，相對(duì)于它們的振幅125、估計(jì)的信噪比以及負(fù)峰值124的定時(shí)來比較響應(yīng)。具有較大的振幅、較大的信噪比以及較早的負(fù)峰值的電極對(duì)被選擇。在優(yōu)選實(shí)施例中，腓腸響應(yīng)比較在兩個(gè)刺激強(qiáng)度水平處被執(zhí)行：40 mA和最大刺激強(qiáng)度水平。如果未發(fā)現(xiàn)最大刺激強(qiáng)度水平，則比較發(fā)生在60 mA處。來自所選電極對(duì)(即，41、42 或43、44)的神經(jīng)響應(yīng)然后被在步驟2(在下面)和步驟3(在下面)中被用于確定腓腸神經(jīng)響應(yīng)振幅和傳導(dǎo)速度。

此外，優(yōu)選實(shí)施例的控制算法還保持來自先前試驗(yàn)的所選最佳紀(jì)錄通道的歷史。更具體地，如果設(shè)備被優(yōu)選地用來在給定試驗(yàn)環(huán)境中試驗(yàn)一條腿比另一條腿更頻繁(例如，由于用戶偏好、特定的試驗(yàn)床安裝等)，則能夠從先前試驗(yàn)的歷史中容易地檢測(cè)到對(duì)應(yīng)模式。控制算法然后能夠利用這個(gè)信息通過在優(yōu)選的紀(jì)錄通道處開始數(shù)據(jù)采集來提高試驗(yàn)效率。作為示例，并且現(xiàn)在參考圖9，如果試驗(yàn)在非最佳紀(jì)錄通道處開始，則波形85A、85B、85C將被收集。因?yàn)樗杉降牟ㄐ螌⒉粷M足最大刺激強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，所以來自另一通道的波形85D將在40mA刺激強(qiáng)度處被采集。波形85C和85D的比較將導(dǎo)致來自第二個(gè)紀(jì)錄通道的后續(xù)數(shù)據(jù)采集并且波形85E和85F將被收集。波形85E和85F將滿足最大刺激標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要六個(gè)波形(85A、85B、85C、85D、85E以及85F)來完成其中試驗(yàn)在非最佳紀(jì)錄通道上開始的如上所述步驟1?？商鎿Q地，并且如以本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例加以實(shí)現(xiàn)的那樣，如果控制算法在先前的試驗(yàn)歷史中檢測(cè)到優(yōu)先模式，則它在優(yōu)先紀(jì)錄通道處開始試驗(yàn)。然后波形采集序列將是不同的。更具體地，它將通過收集波形85E和85F來開始。因?yàn)檫@兩個(gè)波形85E(以20mA采集)和85F(以30mA采集)將滿足最大刺激標(biāo)準(zhǔn)，所以控制算法將僅需要從可替換的紀(jì)錄通道采集波形85B(以30mA刺激)以允許兩個(gè)紀(jì)錄通道之間的比較。因此，當(dāng)控制算法利用先前試驗(yàn)的最佳紀(jì)錄通道歷史并且標(biāo)識(shí)優(yōu)先紀(jì)錄通道時(shí)，為了完成步驟1需要僅三個(gè)波形(85E、85F以及85B)。

步驟2。一旦確定最大刺激強(qiáng)度水平，設(shè)備1就將在最大刺激強(qiáng)度水平處重復(fù)地刺激腓腸神經(jīng)并且將神經(jīng)響應(yīng)平均成平均神經(jīng)響應(yīng)。在優(yōu)選實(shí)施例(功能塊166)中，取決于在最大刺激強(qiáng)度水平處所獲得的第一神經(jīng)響應(yīng)的所估計(jì)的信噪比被平均的波形的數(shù)目是4或8。如果信噪比是低的，則8個(gè)響應(yīng)被平均，并且如果信噪比是高的，則4個(gè)響應(yīng)被平均。在波形取平均值期間，設(shè)備1將排除為“異常值”的響應(yīng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，異常值通過將給定響應(yīng)與現(xiàn)有響應(yīng)的滑動(dòng)平均進(jìn)行比較而被確定。

步驟3。圖10示出了由設(shè)備1所獲得的平均腓腸神經(jīng)響應(yīng)120的示例。在優(yōu)選實(shí)施例(功能塊174)中，設(shè)備1確定三個(gè)關(guān)鍵的波形特征：神經(jīng)響應(yīng)開始122、響應(yīng)負(fù)峰值124以及響應(yīng)正峰值126。這些神經(jīng)響應(yīng)特征由信號(hào)處理算法來確定。這個(gè)信號(hào)處理算法的優(yōu)選實(shí)施例通過圖11中所示出的示例波形來演示。波形120是對(duì)一個(gè)或多個(gè)腓腸神經(jīng)響應(yīng)取平均值的結(jié)果。通用腓腸神經(jīng)響應(yīng)模板130還由在相同的數(shù)據(jù)采集條件(諸如濾波器帶寬和采樣頻率)下從多個(gè)試驗(yàn)主體所采集到的波形的集合來構(gòu)建。隨著模板130從左向右滑動(dòng)(表示時(shí)間位移)，在不同時(shí)移處的經(jīng)移位的模板130與經(jīng)平均的波形120之間的相關(guān)性可以被構(gòu)建為相關(guān)性132。在優(yōu)選實(shí)施例中，該相關(guān)性被實(shí)現(xiàn)為經(jīng)平均的波形和經(jīng)移位的模板的乘積的和，按經(jīng)平均的波形120和模板130中的能量的乘積的平方根來歸一化。然而，視需要還可以使用其他形式的相關(guān)性。算法首先確定經(jīng)平均的響應(yīng)120與固定的通用局部神經(jīng)響應(yīng)模板130之間的最大相關(guān)性被實(shí)現(xiàn)處在的時(shí)間133。最靠近相關(guān)性峰值133的經(jīng)平均的腓腸神經(jīng)響應(yīng)120的局部最大值被標(biāo)識(shí)為腓腸神經(jīng)響應(yīng)的負(fù)峰值124。腓腸響應(yīng)的正峰值126是波形120的后續(xù)局部最小值，并且通過搜索緊跟負(fù)峰值124之后的預(yù)先定義的窗口來標(biāo)識(shí)。開始122優(yōu)選地通過兩個(gè)方法的組合來確定：曲率和兩線擬合。曲率方法標(biāo)識(shí)在負(fù)峰值124之前的平均腓腸神經(jīng)響應(yīng)120的最大曲率點(diǎn)。兩線擬合方法搜索接近平均腓腸神經(jīng)波形120的基線區(qū)127和初始上升邊緣128的兩根線的最佳公共點(diǎn)。

當(dāng)然，還應(yīng)該了解的是，本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的其他技術(shù)可以被用來確定神經(jīng)響應(yīng)開始122、響應(yīng)負(fù)峰值124以及響應(yīng)正峰值126。

一旦設(shè)備1確定神經(jīng)響應(yīng)開始122、響應(yīng)負(fù)峰值124以及響應(yīng)正峰值126，所述設(shè)備就使用這個(gè)信息來確定(i)傳導(dǎo)速度(CV)，以每秒米為單位，其被計(jì)算為CV = (9.22/開始)，以及(ii)振幅，以微伏為單位，其被計(jì)算為負(fù)峰值124與正峰值126之間的振幅差。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例(功能塊176)中，在CV被顯示在LCD 26(圖5)上之前CV被調(diào)整以補(bǔ)償溫度對(duì)傳導(dǎo)速率的眾所周知的影響。更具體地，在神經(jīng)傳導(dǎo)試驗(yàn)期間，患者的皮膚表面溫度由紅外溫度計(jì)14(圖3)來測(cè)量 – 最好優(yōu)選地隨著每個(gè)刺激進(jìn)行一個(gè)測(cè)量?？傮w溫度被定義為單獨(dú)溫度的中值。如果中值溫度低于23攝氏度，則錯(cuò)誤消息被報(bào)告給用戶并且沒有神經(jīng)傳導(dǎo)結(jié)果被顯示。如果中值溫度是30攝氏度或更大，則沒有溫度補(bǔ)償被執(zhí)行。對(duì)于在23與29.5攝氏度之間的溫度，CV根據(jù)以下方程式被校正：

CV_顯示的 = CV_{計(jì)算的}Q₁₀^(ΔT/10)

其中Q₁₀是溫度系數(shù)并且ΔT是30攝氏度與中值溫度之間的溫度差?；谝寻l(fā)布的科學(xué)研究用于Q₁₀的優(yōu)選值是1.5。

生物傳感器代碼被合并到插入在生物傳感器的尾部與測(cè)試設(shè)備的生物傳感器端口之間的適配器中

視需要，1位生物傳感器代碼(其還可以被稱為“再使用代碼”)可以被合并到插入在生物傳感器的尾部與測(cè)試設(shè)備的生物傳感器端口之間的適配器中，而不是被物理地合并到生物傳感器本身中。在本發(fā)明的這種形式中，生物傳感器不需要合并被選擇性地連接/不連接以便提供用來檢測(cè)生物傳感器的再使用的1位生物傳感器代碼的跡線(例如，跡線51F和51G)。代替地，合并1位生物傳感器代碼的跡線由適配器來承載，所述適配器同樣具有穿過跡線以用于電力地將生物傳感器的工作跡線連接到測(cè)試設(shè)備。在期望檢測(cè)生物傳感器再使用并且生物傳感器不會(huì)已經(jīng)包括用來提供1位生物傳感器代碼的裝置的情況下，本發(fā)明的這種形式可能是有利的。

修改

還應(yīng)該理解的是，已經(jīng)在本文中被描述和圖示以便解釋本發(fā)明的本質(zhì)的細(xì)節(jié)、材料、步驟以及各部分的布置中的許多附加的改變可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員來做出，同時(shí)仍然保持在本發(fā)明的原理和范圍內(nèi)。