诊断和治疗运动障碍制造技术

本发明专利技术提供了一种用于获得和分析来自遭受运动障碍的受试者的多个关节的总体关节运动的数据的系统，所述系统包括多个运动传感器，所述运动传感器被配置成放置到遭受运动障碍的受试者的身体上接近所述受试者的多个关节处。所述运动传感器被选择用于测量单个关节的具有足够自由度的总体关节运动以使得由所述传感器所收集的数据可以被解构成单个关节的多个自由度并且被分析以提供由所述运动障碍所引起的运动的幅度和/或可能牵涉到每一个关节的运动的每一个肌群的相对贡献度和/或方向偏差。这种系统容许用于确定用于治疗所述运动障碍的治疗方案的方法，所述治疗方案是基于所述运动的幅度和/或每一个肌群对所述由所述运动障碍所引起的运动的相对贡献度和/或方向偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请是2013年9月20日提交的国际专利申请PCT/CA2013/000804的部分继续申请，并且进一步要求2014年5月15日提交的美国临时专利申请USSN61/993,489的权益。
本专利技术涉及医学，特别是用于诊断和治疗运动障碍的方法和系统。
技术介绍
震颤是各种运动障碍，例如帕金森氏病(Parkinson'sdisease，PD)和特发性震颤(ET)的一种相对难以治疗的症状，并且特发性震颤是最常见的运动障碍之一。震颤被假定为在视觉上易于评估并且因此应当相对易于治疗ET动作性震颤(姿势性或运动性)以及PD静止性震颤。然而，没有对这两种震颤类型进行详细的运动学评估以解构震颤动力学(包括肌肉组成和方向偏差这两者)来证实这些假设。尽管ET和PD中的震颤可能累及头部、面部以及舌，但最常见的部位仍然是四肢，特别是上肢。后续的功能损伤是震颤的结果，并且如果优势臂受影响的话，这可能是基本上致残的。在PD中，震颤症状通常是单侧的，而对于ET，震颤将是双侧的。此外，震颤的存在是一种明显的可见的症状，这可能从表面上看是致残的，使得患者感到好像他们“与众不同”，从而引起情绪上的困扰。由于这种功能和心理残疾，因此用于局灶性震颤的有效的治疗方法仍然是受影响的个体的一项重要的需求。虽然存在用于管理ET震颤和PD震颤的选择方案，但是治疗功效可能仍相当不佳，同时药物的副作用和脑手术的危险构成相当大的风险，特别是在高龄组中。肉毒杆菌神经毒素如A型或B型(BoNTA、BoNTB、BTX-A、BTX-B)的注射治疗已经显示出功效并且欲用于管理局灶性病症，如颈部肌张力障碍(斜颈)、眼睑痉挛以及上肢痉挛等。尽管已经用BoNTA治疗震颤，但是所述研究是开放标签的或小型的，并且BoNTA的结果并非总体上是特别有利的。对于ET，注射BoNTA的确可以减小姿势性震颤的幅度，如通过加速度测量术和临床评定量表所测量。然而，所有患者均有一定程度的无力作为副作用，并且功能残疾和动作性震颤没有显著改善。有可能的是，尽管震颤减轻，但是无力掩盖了改善作用并且导致所看到的显著的功能改善的缺乏。尽管如此，使用BoNTA进行的化学去神经似乎是用于治疗ET的一种可行的选择方案。然而，这没有被临床医师普遍接受作为主要治疗选择方案，没有得到卫生监管机构批准，保险公司也不对标示外使用予以报销。在使用BoNTA的情况下功能改善的缺乏是由注射所产生的副作用特征。肌内注射可能由于毒素的公知作用而造成显著的肌无力。这种无力处在接受注射的肌肉中并且还由于毒素的扩散而处在相邻的肌肉中。已知这种无力和扩散具有剂量和体积相关性。然而，这一副作用的最显著的决定因素可能是导致所看到的震颤的适当的和最应负责任的肌肉的选择以及在肌肉内所注射的剂量，而不是对非促成性肌肉进行注射。肌肉选择的最重要的组成部分是临床医师确定受影响的身体部位的主要运动方向的能力。这即使是对于肌张力障碍和痉挛也是如此，在这两种另外的综合征中，BoNTA被成功使用。在这些病况中，运动一般可能是相当刻板的并且受影响的身体部位的主要姿势可以由临床医师目视评估。然而，当震颤叠加于所述颈部肌张力障碍上时，对运动的评估和后续注射模式确定要变得难得多。迄今为止，PD和ET的震颤已经被假定为具有公认的“临床特征”：PD中的静止性震颤以及ET中的姿势性震颤和运动性震颤。此外，这些震颤类型的主要组成也已经被假定为屈/伸，主要表现在腕部。最终，尽管这些震颤存在复杂性，但是对哪些肌肉要被注射以及所需的BoNTA剂量的判断完全是在目视检查时实现的，对于每一名患者来说是不同的。上肢中的震颤由于所累及的身体部位的数目而对于单纯目视评估来说可能是复杂的。在传统上，震颤与腕关节和手指有关，然而，我们的发现证实震颤常常存在于肩部、肘部、腕部以及手指处。此外，这些关节中的每一个在运动方面都具有许多自由度。腕部可以屈和伸，并且表现出尺侧和桡侧偏斜，而同时，肘部可以表现出旋前-旋后和屈-伸。肩部也可以屈-伸并且具有外展-内收运动。这样的多维运动然后在产生实际的震颤中相加。临床医师然后必须目视分解这些组成部分，然后确定每一个的相对贡献度以估计哪些肌群被选用于注射。在大多数情况下，这是一项非常难的任务并且可能会高估或低估运动子组成部分。如果发生了这种情况，那么可能会在不正确的肌群中给予BoNTA的注射，从而带来次优的益处和增加的副作用。因此，在本领域中需要更好地评估震颤组成的方法。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供了一种用于获得和分析来自遭受运动障碍的受试者的多个关节的总体关节运动的数据的系统，所述系统包括：多个运动传感器，所述运动传感器被配置成放置到遭受运动障碍的受试者的身体上接近所述受试者的多个关节处，所述运动传感器被选择用于测量单个关节的具有足够自由度的总体关节运动以使得由所述传感器所收集的数据可以被解构成单个关节的多个自由度并且被分析以提供由所述运动障碍所引起的运动的幅度、以及可能牵涉到每一个关节的运动的每一个肌群的相对贡献度和方向偏差；以及非暂态物理存储装置，所述非暂态物理存储装置被配置成接收由所述运动传感器所收集的数据并且在其上存储有计算机可执行指令，以将由所述传感器对于总体关节运动所收集的数据解构成单个关节的多个自由度并且针对由所述运动障碍所引起的运动的幅度以及可能牵涉到每一个关节的运动的每一个肌群的相对贡献度和方向偏差对所述多个自由度进行分析。在本专利技术的另一个方面，提供了一种确定受试者的涉及运动障碍的肌群的方法，所述方法包括将从遭受运动障碍的受试者的多个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由度并且针对可能牵涉到每一个关节的运动的每一个肌群的相对贡献度和方向偏差对所述多个自由度进行分析，所述解构和/或分析是由用于其的存储在非暂态物理存储装置中的计算机可执行指令实现的。在本专利技术的另一个方面，提供了一种确定用于治疗受试者的运动障碍的治疗方案的方法，所述方法包括：确定受试者的由运动障碍所引起的运动的幅度和肌肉组成，这是通过将从受试者的多个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由度并且针对由所述运动障碍所引起的运动的幅度以及可能涉及每一个关节的由所述运动障碍所引起的运动的每一个肌群的相对贡献度对所述多个自由度进行分析而实现的，所述解构和/或分析是由用于其的存储在非暂态物理存储装置中的计算机可执行指令实现的；以及根据由所述运动障碍所引起的运动的幅度和每一个肌群对所述运动的相对贡<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定受试者的涉及运动障碍的肌群的方法，所述方法包括将从遭受运动障碍的受试者的多个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由度以及针对可能牵涉到每一个关节的运动的每一个肌群的相对贡献度和方向偏差对所述多个自由度进行分析，所述解构和/或分析是通过用于其的被存储在非暂态物理存储装置中的计算机可执行指令来实现的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.20 CA PCT/CA2013/000804;2014.05.15 US 61/91.一种确定受试者的涉及运动障碍的肌群的方法，所述方法包括将从遭受运动障碍的
受试者的多个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由
度以及针对可能牵涉到每一个关节的运动的每一个肌群的相对贡献度和方向偏差对所述
多个自由度进行分析，所述解构和/或分析是通过用于其的被存储在非暂态物理存储装置
中的计算机可执行指令来实现的。
2.一种确定用于治疗受试者的运动障碍的治疗方案的方法，所述方法包括：
确定受试者的由运动障碍所引起的运动的幅度和肌肉组成，这是通过将从受试者的多
个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由度并且针对
由所述运动障碍所引起的运动的幅度以及可能涉及每一个关节的由所述运动障碍所引起
的运动的每一个肌群的相对贡献度对所述多个自由度进行分析而实现的，所述解构和/或
分析是由用于其的被存储在非暂态物理存储装置中的计算机可执行指令实现的；以及
根据所述由所述运动障碍所引起的运动的幅度和每一个肌群对所述运动的相对贡献
度确定用于所述受试者的个性化的治疗方案。
3.一种治疗患有运动障碍的受试者的方法，所述方法包括：
确定受试者的由运动障碍所引起的运动的幅度和肌肉组成，这是通过将从受试者的多
个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由度并且针对
由所述运动障碍所引起的运动的幅度以及可能涉及每一个关节的由所述运动障碍所引起
的运动的每一个肌群的相对贡献度对所述多个自由度进行分析而实现的；以及
向所述受试者施用根据所述由所述运动障碍所引起的运动的幅度和每一个肌群对所
述运动的相对贡献度所确定的个性化的治疗方案。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，所述方法进一步包括确定涉及所述由所述
运动障碍所引起的运动的肌群的方向偏差以及将所述方向偏差用于确定所述个性化的治
疗方案。
5.一种确定用于治疗受试者的运动障碍的治疗方案的方法，所述方法包括：
确定受试者的涉及由运动障碍所引起的运动的肌群的方向偏差，这是通过将从受试者
的多个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自由度并且
针对涉及所述由所述运动障碍所引起的运动的肌群的方向偏差对所述多个自由度进行分
析而实现的，所述解构和/或分析是由用于其的被存储在非暂态物理存储装置中的计算机
可执行指令实现的；以及
根据每一个肌群对所述由所述运动障碍所引起的运动的方向偏差确定用于所述受试
者的个性化的治疗方案。
6.一种治疗患有运动障碍的受试者的方法，所述方法包括：
确定受试者的涉及受试者的由运动障碍所引起的运动的肌群的方向偏差，这是通过将
从受试者的多个关节所收集的有关总体关节运动的传感器数据解构成单个关节的多个自
由度并且针对涉及所述由所述运动障碍所引起的运动的肌群的方向偏差对所述多个自由
度进行分析而实现的；以及
向所述受试者施用根据每一个肌群对所述由所述运动障碍所引起的运动的方向偏差
所确定的个性化的治疗方案。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中所述治疗方案包括治疗涉及所述由所
述运动障碍所引起的运动的肌群。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中所述治疗方案包括注射性治疗方案
和/或非注射性治疗方案，所述注射性治疗方案包括注射药物或药物的混合物并且所述非
注射性治疗方案包括电磁(e/m)放疗、肌电图刺激仪、功能电刺激、有源矫形装置、超声治
疗、针刺、经颅磁刺激或药物局部施用。
9.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中所述治疗方案包括向涉及所述由所述
运动障碍所引起的运动的肌群中的一块或多块肌肉施用药物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述药物包含肉毒杆菌毒素。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述药物包含A型肉毒杆菌毒素(BoNTA)或B型肉
毒杆菌毒素(BoNTB)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中以基于所述由所述运动障碍所引起
的运动的幅度所选择的剂量向每一块肌肉施用所述药物。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中通过注射施用所述药物。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中在首次施用所述药物之后通过以下
步骤优化所述治疗方案：分析所述受试者的每一个关节的所述经过解构的传感器数据、所
述被选用于所述药物的首次施用的肌肉和药物剂量、以及在所述药物的首次施用之后所述
受试者的结果，以确定有待在所述药物的第二次施用中对药物施用的位置和剂量所作出的
调整。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述受试者的结果包括所述受试者由于所述药
物的首次施用而在一块或多块肌肉中产生无力，并且其中通过减少所述药物用于所述产生
无力的一块或多块肌肉的剂量来优化所述方案。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述受试者的结果包括在给定关节处所述由所
述运动障碍所引起的运动的幅度的降低不足，以及在所述给定关节处所述由所述运动障碍
所引起的运动的肌肉组成有10％或更多的变化，并且其中通过提高所述药物用于所述已经
成为所述给定关节处所述由所述运动障碍所引起的运动的最主要的促成因素的肌群的剂
量来优化所述方案，前提条件是所述接受所述药物的增加剂量的肌群不包括所述产生无力
的一块或多块肌肉中的一块或多块。
17.根据权利要求16所述的方法，其中通过询问所述受试者所述运动障碍是否已经改
善来优化所述方案，并且如果所述受试者报告所述运动障碍没有改善，则提高先前接受给
药的每一块肌肉处所述药物的剂量而不对先前没有接受所述药物的给药的肌肉进行给药，
前提条件是在产生所述无力的任何肌肉或在权利要求16中所限定的情况下接受所述药物
的增加剂量的任何肌肉中不提高所述药物的剂量。
18.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中在首次施用所述药物之前通过以
下步骤优化所述治疗方案：在体段运动的动力学模型中产生所述体段的异常运动模式，所
述异常运动模式类似于所述体段中所述由所述病症所引起的运动，所述动力学模型是由所
述体段的已知参数产生的；以及根据所述动力学模型确定需要被治疗的肌肉以及用于每一<...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·拉希米，M·乔格，
申请(专利权)人：马德特公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA