FI13179Y1 - Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa - Google Patents

Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa Download PDF

Info

Publication number
FI13179Y1
FI13179Y1 FIU20224048U FIU20224048U FI13179Y1 FI 13179 Y1 FI13179 Y1 FI 13179Y1 FI U20224048 U FIU20224048 U FI U20224048U FI U20224048 U FIU20224048 U FI U20224048U FI 13179 Y1 FI13179 Y1 FI 13179Y1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
glycan
detector
sample
biomarker
brain injury
Prior art date
Application number
FIU20224048U
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Inventor
Oskar Haavisto
Martti Kaasalainen
Adrian Harel
Lasse Välimaa
Mårten Kvist
Original Assignee
Medicortex Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medicortex Finland Oy filed Critical Medicortex Finland Oy
Publication of FI13179Y1 publication Critical patent/FI13179Y1/fi

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
    • A61B5/4064—Evaluating the brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/0406—Accessories for helmets
    • A42B3/0433—Detecting, signalling or lighting devices
    • A42B3/046—Means for detecting hazards or accidents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B10/0051—Devices for taking samples of body liquids for taking saliva or sputum samples
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B10/0064—Devices for taking samples of body liquids for taking sweat or sebum samples
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B10/007—Devices for taking samples of body liquids for taking urine samples
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4076—Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814—Head
    • A61B5/682—Mouth, e.g., oral cavity; tongue; Lips; Teeth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5308—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386—Analytical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B2010/0067—Tear or lachrymal fluid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7282—Event detection, e.g. detecting unique waveforms indicative of a medical condition

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)

Description

Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa Tekniikan ala Tässä esitetty aihepiiri koskee yleisesti diagnostisten laitteiden ja ha- vaitsemismenetelmien alaa. Tarkemmin, mutta ei yksinomaan, esillä oleva kek- sintö koskee sen joissain suoritusmuodoissa laitetta aivovamman havaitse- miseksi kohteessa. Keksinnön tausta Traumaattinen aivovamma (TBI) on johtava keskushermostojarjestel- mähäiriön syy nykyään, ja pelkästään Yhdysvalloissa yli 2,8 miljoonaa ihmistä kärsii TBI:stä vuosittain. CDC:n mukaan suurin TBI-insidenssi esiintyy 0-4-vuo- tiailla lapsilla, 15—19-vuotiailla nuorilla ja yli 65-vuotiailla aikuisilla. Maailmanlaa- juisesti esiintyy yhteensä yli 69 miljoonaa TBl-tapausta vuosittain. Vaikka TBI:stä kärsii laaja joukko väestössä, se on edelleen alihoidettu ja on pysynyt tutkimattomana patologisena tilana.
Perinteisesti TBI on akuutisti diagnosoitu ja luokiteltu neurologisilla tutkimuksilla, kuten Glasgow Coma Scale -asteikolla (GCS). GCS:n käyttöön diagnostisena työkaluna liittyy kuitenkin useita tärkeitä rajoituksia. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että rauhoittavien lääkkeiden käyttö esti tarkan GCS-arvioinnin ensimmäisen 24 tunnin aikana. Lisähaasteita diagnoosiin ai- heuttaa joidenkin aivovammojen kehittyvä luonne, mikä voi johtaa neurologisten lisävammojen syntyyn. Lisäksi neurologiset vasteet TBI:n jälkeen voivat vaih- della ajan myötä syistä, jotka eivät liity vammaan. Vielä muita haasteita ovat vammautuneen kohteen mahdollinen tajuttomuus tai kyvyttömyys kommuni- N koida. N Neurokuvantamistekniikoita, kuten röntgenkuvausta, tietokonetomo- N grafiaa ja magneettiresonanssikuvausta, käytetään tiedon aikaansaamiseksi = vamman laajuudesta ja sijainnista, eivätkä edellä mainitut haitat vaikuta niihin. © 30 Tietokonetomografian herkkyys on kuitenkin alhainen diffuuseissa aivovam- E moissa, ja magneettiresonanssikuvauksen saatavuus ja käyttökelpoisuus ovat o rajallisia. Magneettiresonanssikuvauksen suorittaminen on myös erittäin epä- S käytännöllistä, jos kohteet ovat fysiologisesti epävakaita, ja se voi johtaa epä- N tarkkoihin diagnooseihin sotavammoissa, joissa metallinsirpaleet ovat yleisiä. S 35 Lievä ja kohtalainen TBI edustaa yli 90 % TBI-vammoista; tämä vamma-alue aiheuttaa suurimmat haasteet tarkan akuutin diagnoosin ja tulosten ennustamisen kannalta.
Monet lievät TBI-tapaukset luokitellaan subkliinisiksi ai- vovammoiksi (SCI). On laajasti tunnustettu, että lähestymistavat lievän TBI:n diagnosoimiseksi ovat riittämättömiä osoittaen, että TBI:n diagnosointia ja luo- kittelua on parannettava merkittävästi, kuten käyttämällä biomarkkereita toimin- nallisten ja kuvantamiseen perustuvien arviointien täydentämiseksi.
Nämä bio- markkerit voivat olla muuttunut geenien, proteiinien, lipidien tai glykaanien me- taboliittien ilmentyminen tai näiden muutosten yhdistelmä traumaattisen aivo- vamman jälkeen, jotka kuvastavat alkuperäistä vammaa (primaarinen vamma) ja sekundaarivammakaskadin kehittymistä (sekundaarinen vamma). Erityisesti —subkliininen aivovammastatus tai SCI voidaan diagnosoida biomarkkerianalyy- sillä.
Viime aikoihin asti käytössä ei ole ollut hyväksyttyjä biomarkkereita TBI:n diagnosoimista tai ennustamista varten.
FDA on hyväksynyt markkinointi- luvan vain yhdelle veripohjaiselle laboratoriotestille, joka auttaa arvioimaan, tar- — vitseeko potilas, jonka epäillään kärsivän lievästä TBI:stä, tietokonetomografiaa vai ei.
Veri-aivoeste (BBB) voi haitata aivojen biokemiallisten muutosten arvioin- tia veren biomarkkereilla lievässä TBI:ssä, vaikka heikentynyt BBB:n eheys, joka havaitaan vaikeassa TBI:ssa, voi lisätä aivoista peräisin olevien proteiinien ta- soja veressä.
Lisäksi jotkin mahdolliset biomarkkerit läpikäyvät proteolyyttisen hajoamisen veressä, ja niiden tasoihin saattaa vaikuttaa niiden puhdistuma ve- restä maksassa tai munuaisissa.
Tämän seurauksena luotettavia veren bio- markkereita on ollut erittäin vaikea tunnistaa.
Metaboliset biomarkkerit antavat kuvan potilaan biokemiallisesta/fy- siologisesta tilasta yhdellä hetkellä, mikä peräkkäin ja toistuvasti mitattuna voi antaa käsityksen alkuperäisen vammatilan etenemisestä tai tarvittavista hoi- N doista.
Biomarkkeria voidaan käyttää seulontaindikaattorina/menetelmänä vam- S maan liittyville varhaisille vaihteluille solujen aineenvaihdunnan ja kudosten pa- N lautumisessa. = Useimmat diagnostiset menetelmät edellyttävät näytteen uuttamista, © 30 valmistamista ja testaamista, jonka suorittavat terveydenhuollon asiantuntijat E käyttämällä erityisiä reagensseja ja laitteita sekä analyyttisiä protokollia, jotka o edellyttävät erityistä ammatillista koulutusta.
Valitettavasti jatkuvasti kasvava S terveydenhuoltoon kohdistuva rasitus, yleisten vammojen ja sairauksien yleisty- N minen sekä jonot mittauslaitetutkimuksiin ja etätestauksen aiheuttama huomat- S 35 tava hoidon viivästyminen hidastavat teknologioiden hyödyntämistä.
Tautibiomarkkereiden varhainen ja oikea-aikainen havaitseminen voi vähentää potilaaseen ja kuolleisuuteen kohdistuvia pitkän aikavälin ongelmia.
Koska perinteisiä diagnostisia menetelmiä voidaan käyttää rajallisesti vähän re- sursseja vaativissa olosuhteissa isojen ja kalliiden mittauslaitteiden vuoksi, yk- —sinkertaisten ja edullisten vieritestausdiagnostiikkalaitteiden tarve oikea-aikai- seen ja varhaiseen biomarkkeridiagnosointiin on välitön, erityisesti maaseudulla ja kehitysmaissa.
Lisäksi taistelukentällä olosuhteet ovat kurjia ja yksinkertaisia, mutta siellä on tehtävä tärkeitä hoitopäätöksiä ilman pääsyä lääketieteellisiin ti- loihin.
Sotilaat ja armeijan ensihoitajat tarvitsevat kestäviä, helppokäyttöisiä, so- — tilastason diagnostiikkalaitteita.
Vieritestauslaitteisiin kohdistuvia merkittäviä es- teitä ovat valmistushaasteet, helppokäyttöisyyden rajoitukset ja viranomaismää- räykset.
Joitain näistä ongelmista on ratkaistu tekniikkaa kehittämällä ja hallitus- ten ja muiden sääntelyelinten toimesta tunnustamalla vieritestauksen tärkeys.
Tärkeät näkökohdat, sisältäen helppokäyttöisyyden ja tarkkuuden, tekevät kui- — tenkin vieritestauksesta sopimattoman monille terveydenhuoltolaitoksille ja koti- talouksille ja varsinkin tiettyjä lääketieteellisiä tiloja, kuten aivovammaa, varten.
Keksinnön lyhyt selitys Keksinnössä esitetään uusi laite aivovamman havaitsemiseksi koh- teessa, mainitun laitteen käsittäessä ilmaisimen, ilmaisimen käsittäessä ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista bio- markkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti glykaanipohjaisen bio- markkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinnestenäytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ainakin yhden datasignaalin mittaus- datana, mainitun ainakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka kor- N reloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoon mainitussa näytteessä, N mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivovamman asteesta.
N Edullisessa suoritusmuodossa mainittu laite käsittää näytteenottoele- = mentin, joka on konfiguroitu ottamaan ruumiinnestenäyte kohteesta ja ohjaa- © 30 maan mainittu näyte ilmaisimeen.
E Edullisessa suoritusmuodossa mainittu laite käsittää pumpun, joka o on konfiguroitu siirtämään näyte keräyskohdasta tai näytteenottoelementistä il- S maisimeen.
N Edullisessa suoritusmuodossa mainittu laite käsittää analysaattorin, S 35 joka on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimesta ja muodostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaa- tiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu laite käsittää lähettimen, joka on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimesta ja lähettämään mainittu ainakin yksi datasignaali analysaattorille.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ilmaisin on konfiguroitu suo- rittamaan useita mittauksia ajan myötä.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu laite käsittää näytön, joka on konfiguroitu vastaanottamaan ja esittämään analysaattorin muodostamaa mai- — nittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori koh- teen aivovammasta.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu laite käsittää muistin, joka on konfiguroitu vastaanottamaan analysaattorista, tallentamaan palautettavasti muistiin ja palauttamaan muistista informaatiota, joka on indikaattori kohteen ai- vovammasta.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ilmaisin käsittää affiniteettipa- rin jäsenen, joka on mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin vastinosa.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiinneste on sylkeä ja laite on kiinnitettävissä hampaalle tai istutettavissa hampaaseen.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiinneste on virtsaa ja mainittu näytteenottoelementti on virtsankeräyslaite.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiinneste on kyynelnes- tettä ja mainittu näytteenottoelementti on kyynelnesteen keräyslanka.
Keksinnössä esitetään uusi kypärä, joka käsittää laitteen aivovam- man havaitsemiseksi kohteessa, mainitun laitteen käsittäessä ilmaisimen, ilmai- N simen käsittäessä ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa rea- S goivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektii- N visesti glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinneste- ? näytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ainakin S 30 yhden datasignaalin mittausdatana, mainitun ainakin yhden datasignaalin oma- E tessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin ta- o soon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivo- S vamman asteesta, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä. N Keksinnössä esitetään uusi suusuojus, joka käsittää laitteen aivo- S 35 vamman havaitsemiseksi kohteessa, mainitun laitteen käsittäessä ilmaisimen, ilmaisimen käsittäessä ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi se- lektiivisesti glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiin- nestenäytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ai- nakin yhden datasignaalin mittausdatana, mainitun ainakin yhden datasignaalin 5 omatessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivo- vamman asteesta, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä.
Keksinnössä esitetään uusi liimalaastari, joka käsittää laitteen aivo- vamman havaitsemiseksi kohteessa, mainitun laitteen käsittäessä ilmaisimen, ilmaisimen käsittäessä ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa rea- goivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektii- visesti glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinneste- näytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ainakin yhden datasignaalin mittausdatana, mainitun ainakin yhden datasignaalin oma- tessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin ta- soon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivo- vamman asteesta, jossa mainittu ruumiinneste on hikeä.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiinneste on virtsaa ja mainittu näytteenottoelementti on virtsankeräyslaite.
Edullisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiinneste on kyynelnes- tettä ja mainittu näytteenottoelementti on kyynelnesteen keräyslanka.
Piirustusten lyhyt kuvaus Jotkin suoritusmuodot on kuvattu esimerkinomaisesti ja ei-rajoittu- neina oheisten piirustusten kuvioissa.
Kun viitataan spesifisesti piirustusten yk- N sityiskohtiin, korostetaan, että esitetyt yksityiskohdat ovat esimerkinomaisia ja S esitetty keksinnön suoritusmuotojen havainnollistamiseksi.
Näin ollen piirustus- N ten kuvaus selvittää alan ammattimiehille, kuinka keksinnön suoritusmuotoja = voidaan soveltaa. © 30 Kuvio 1 kuvaa laitteen lohkokaavion aivovamman havaitsemiseksi E kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti. o Kuvio 2 kuvaa laitteen aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä S olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti.
N Kuvio 3 on yksityiskohtainen kuvaus laitteen näytteenottoelementistä S 35 jailmaisimesta aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti.
Kuvio 4 kuvaa laitteen lohkokaavion aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti.
Kuvio 5 kuvaa paikalleen napsautettavan laitteen aivovamman ha- vaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon mukai- — sesti.
Kuvio 6 kuvaa urheilukypärään asennetun laitteen aivovamman ha- vaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukai- sesti.
Kuvio 7 kuvaa suojakypärään asennetun laitteen aivovamman ha- —vaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukai- sesti.
Kuvio 8 kuvaa suusuojukseen asennetun erillisen laitteen aivovam- man havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti.
Kuvio 9 kuvaa hampaaseen asennetun tai istutetun erillisen laitteen aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritus- muodon mukaisesti.
Kuvio 10 kuvaa laitejärjestelyn aivovamman havaitsemiseksi koh- teessa ja sen datan raportoimiseksi ja esittämiseksi esillä olevan keksinnön suo- —ritusmuodon mukaisesti.
Kuvio 11 kuvaa mittauslaitteen käytettäväksi taistelukentällä aivo- vamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritus- muodon mukaisesti.
Kuvio 12 esittää esimerkinomaisen testikaistaleen useiden markke- reiden havaitsemiseksi aivovammasta a: näytetyyny; b: nitroselluloosa; c: imey- N tystyyny; d: ECA:n sitomiskohta; e: SNA-I:n sitomiskohta. Nuoli näyttää liike- O suunnan.
> Keksinnön yksityiskohtainen selitys © 30 Esillä oleva keksintö koskee joissain sen suoritusmuodoissa diagnos- E tista laitetta, ja tarkemmin, mutta ei yksinomaan, laitetta aivovamman jatkuvaan 0 ja toistuvaan havaitsemiseen kohteessa.
S Esillä olevan keksinnön periaatteet ja toiminta voidaan ymmärtää pa- N remmin viitaten kuvioihin ja oheistettuihin selityksiin.
S 35 Ennen kuin ainakin yksi keksinnön suoritusmuoto selitetään yksityis- kohtaisesti, on ymmärrettävä, että keksinnön soveltaminen ei välttämättä rajoitu seuraavassa selityksessä tai esimerkeissä esitettyihin yksityiskohtiin.
Keksintö soveltuu muihinkin suoritusmuotoihin tai sitä voidaan käyttää tai toteuttaa eri ta- voin.
Esillä olevat keksijät ovat havainneet luotettavan työkalun tarpeen ai- vovamman diagnosoimiseksi, joka perustuu kattavaan näkemykseen dynamii- koista, jotka voivat olla luonteenomaisia erilaisille aivovammaan liittyville tilan- teille.
Biomarkkerin mittaus yhdessä pisteessä päävamman jälkeen voi olla luotettava, kun biomarkkerin taso terveessä, vahingoittumattomassa populaati- ossa tiedetään.
Esimerkki tällaisesta tapauksesta on tilanne, jossa terveillä yk- silöillä biomarkkerin taso on mitattavissa ja tunnettu tai kun se on nolla tai kun se on testin havaitsemisrajan alapuolella.
Siten biomarkkerin tason nousu pe- rustason yläpuolelle voidaan tulkita positiiviseksi tulokseksi, joka viittaa aivoku- doksen vaurioitumiseen.
Näin ei kuitenkaan aina ole, koska biomarkkereiden tasovoiolla korkea muista syistä, esimerkiksi kun perustaso vaihtelee yksilöiden välillä.
Biomarkkerin perustaso voi vaihdella yksilöiden välillä riippuen muuttu- jista, kuten ikä, paino, sukupuoli, fyysinen kunto, rasvapitoisuus, fyysinen aktii- visuus jne.
Näin ollen on tapauksia, joissa vaaditaan kuva jatkuvasta trendistä potilaan todellisen tilan ymmärtämiseksi.
Toistuva mittaus voi sallia biomarkke- rin tason trendiviivan luomisen ajan funktiona ja mahdollistaa seurannan ja en- nusteen tekemisen.
Biomarkkerin jatkuva nousu voi viitata etenevään vammaan ja esimerkiksi osoittaa lääkärille, ettei potilaan kotiuttaminen ole turvallista.
Bio- markkerin tason lasku voi viitata siihen, että henkilö on kärsinyt aivovammasta, mutta hänen tilansa paranee.
Jatkuva tasainen taso huipun jälkeen voi joissain tapauksissa osoittaa, että vamma on parantunut ja että potilas on turvallista ko- N tiuttaa.
Trendikäyrä voi esittää biomarkkerin tason kvantitatiivisesti tai suhteelli- O sesti.
LÖ Relevanttien biomarkkereiden taso voi muuttua ajan myötä aivovam- = man jälkeen.
Esimerkiksi joitain biomolekyylejä voi vapautua yhdellä purskeella © 30 soluvamman yhteydessä johtaen niiden huippukonsentraatioon pian vamman E jälkeen, ja sen jälkeen verenkierrossa olevien molekyylien hajoamiseen ja me- o taboloitumiseen sekä niiden konsentraation asteittaiseen laskuun ruumiinnes- S teissä.
Vaihtoehtoisesti alkuperäinen vamma on voinut aiheuttaa eteneviä vam- N moja, jotka johtavat jatkuvaan vuotoon ja lisääntyneeseen biomarkkereiden va- S 35 pautumiseen ajan myötä.
Vamman tyypistä ja tutkittavasta biomarkkerista riip- puen lopputulos voi olla joko biomarkkerin huippu (korkein konsentraatio)
muutaman päivän kuluttua vammasta, jota seuraa asteittainen väheneminen tai pahimmassa tapauksessa biomarkkerin konsentraation jatkuva nousu tai sen konsentraation jääminen korkealle tasolle. Toistuva mittaus, jolla saadaan ai- kaan profiili biomarkkerin konsentraatiosta ajan funktiona, antaa arvokasta tie- toa tilan statuksesta ja etenemisestä verrattuna yksittäiseen mittaukseen yh- dessä aikapisteessä.
Lisäksi ruumiinnesteissä on jatkuvasti läsnä useita biomolekyylejä tai sellaisia biomolekyylejä, joiden perustaso vaihtelee yksilöittäin riippuen esimer- kiksi terveydentilasta, lääkityksestä, lääkkeistä, aiemmasta taudista, sairau- desta, taudista, ruumiinkoostumuksesta, iästä, painosta, sukupuolesta, fyysi- sestä kunnosta, rasvapitoisuudesta, viimeaikaisesta liikunnasta, kemikaalien käytöstä jne. Tällaiset molekyylit voivat myös viitata aivokudosvammaan, jos nii- den konsentraatio ruumiinnesteissä muuttuu ajan myötä vamman jälkeen tai jos niiden rakenne muuttuu aivovamman jälkeen. Tällaisen biomarkkerin yksittäinen — mittaus ei kuitenkaan ole riittävä, koska perustasoa/konsentraatiota ei tunneta vammautumattomassa yksilössä. Kuitenkin muutos tällaisten molekyylien kon- sentraatiossa ajan myötä voi toimia oikeana biomarkkerina aivokudoksen tuhou- tumisesta. Tässä jatkuva trendi kuvaa tilan astetta.
Näin ollen yksi esillä olevan keksinnön muoto on diagnostisten testi- — laitteiden suunnittelu, jotka erityisryhmien, kuten ensihoitajien, ensiapuhenkilös- tön, ammattiurheilijoiden, lääkäreiden ja sotilaiden käsissä ovat nopeita ja help- pokäyttöisiä. Nämä voidaan saavuttaa esillä olevan keksinnön mukaisella ihmi- sille ja muille nisäkkäille tarkoitetulla laitteella, joka on tunnettu siitä, että sen näytteenotto on ei-invasiivista tai invasiivista, se on pieni, puettava ja kannettava laite, sen näytteenkäsittely on automaattista ja siinä on yksinkertainen käyttöliit- N tymä, sen analyysitulosten saaminen on nopeaa ja se voidaan liittää esim. ky- S pärään tai suusuojukseen ja se tallentaa aivovamman biomarkkerin tason toi- N minnan aikana. = Toinen esillä olevan keksinnön muoto on laitteen kyky tallentaa luke- © 30 mat ja tuottaa aikasidonnainen trendiviiva aivokudosvamman statuksen ja ete- E nemisen seuraamiseksi sekä lääkintäalan ammattilaisille lopputuloksen ennus- o tamiseksi, toisin sanoen ennusteen saamiseksi. Tämä ominaisuus mahdollistaa S aivokudosvamman havaitsemisen tarkemmin ottamalla huomioon perusbio- N markkerin tason vaihtelu yksilöiden välillä ja vamman erilaiset lähtökohdat/tasot. S 35 Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi kun tutkittavan biomarkkerin konsentraatio on laskenut perustasolle, joka on mitattu yksilöstä ennen päähän tullutta vauriota,
aivokudosvamma on korjautunut. Jos aiempaa mittaustulosta ei ole saatavilla, aivokudosvamman voidaan katsoa parantuneen, kun biomarkkerin konsentraa- tio on laskenut pysyen sen jälkeen vakaana riittävän pitkään.
Toinen esillä olevan keksinnön muoto on suunnitella laite sairaaloi- denja muiden lääketieteen ammattilaisten käyttöön, joka laite kykenee tallenta- maan kvantitatiivisen tuloksen seurantaa ja prognostista käyttöä varten. Tämä mahdollistaisi ensihoitajille ja sotilasensiapupisteille tarkemman diagnoosin saa- misen vierihoito-olosuhteissa ja antaisi tietoa hoitajille ihmisten ja muiden nisäk- käiden kuntoutusprosessin suunnitteluun ja seurantaan. Esillä olevan keksinnön muoto on laitteen kyky mahdollistaa tarkempi diagnoosi ajallaan noin 12 - 24 tunnissa, myös invasiivisella näytteenotolla, pienellä, puettavalla ja kannetta- valla laitteella tai sängyn vieressä olevalla laitteella, mahdollistaa automaattinen näytteenkäsittely ja yksinkertainen käyttöliittymä sekä mahdollistaa analyysitu- loksen nopea toimitus.
Toinen esillä olevan keksinnön muoto on suunnitella laite käytettä- väksi armeijan ensiapupisteissä. Laitteen käyttö sotilasympäristössä vaatii toi- sen tasoista kestävyyttä siviilikäyttöön verrattuna. Komponenttien on oltava so- tilaskäyttöön tehtyjä, laitteen on oltava täysin vesitiivis, sen on kestettävä iskuja ja vaurioita, mittausyksikkö on suojattava kunnolla lialta, sen on oltava kevyt ja — sillä on oltava oma energianlähde tai akku. Tuloksen avulla voidaan tehdä pää- tös esimerkiksi sotilaan poistamisesta taistelukentältä.
Esillä oleva keksintö tarjoaa keinot monivamma/monielinvammakoh- teiden diagnosoimiseksi, joiden aivovammat voivat helposti jäädä huomioimatta muiden huomattavampien vammojen läsnä ollessa. Lisäksi menetelmä mahdol- listaa aivovamman havaitsemisen, kun potilas on reagoimaton, kuten koomassa N tai tajuton, koska laitteella voidaan mitata biomarkkerin taso ilman potilaan ak- N tiivista osallistumista.
N Seuranta tarkoittaa, että biomarkkerin taso tallennetaan peräkkäisinä ? ajankohtina ja biomarkkerin taso esitetään ajan funktiona. Muodostettua käy- S 30 rää/trendiviivaa ja sen ekstrapolaatioita käytetään sitten aivovamman lopputu- E loksen diagnosoimiseksi ja ennustamiseksi. Biomarkkerin tasot voidaan tallen- o taa käyttämällä mitä tahansa mittauksia, jotka antavat aivovammaan liittyvän S biomarkkerin, edullisesti glykaanipohjaisen biomarkkerin, absoluuttisen tai suh- N teellisen määrän/konsentraation. Parhaimmillaan jatkuva seuranta voidaan suo- S 35 rittaa antureilla, jotka havaitsevat ja tallentavat biomarkkerin tason jopa useita kertoja sekunnissa (reaaliaikaisesti, on-line). Haasteena tällaisessa laitteessa on jatkuva näytteenotto. Tutkittava ruumiinneste määrää suunnittelun. Tässä käytettynä termi "aivovamma" viittaa aivosolujen tuhoutumi- seen tai rappeutumiseen yhdestä tai useammasta sisäisestä tai ulkoisesta teki- jästäjohtuen. Ei-rajoittavia esimerkkejä aivovammoista ovat traumaattinen aivo- vamma (TBI), hankittu aivovamma (ABI), subkliininen aivovamma (SCI) ja her- mostoa rappeuttavat tilat ja krooninen traumaattinen enkefalopatia (CTE). Tässä käytettynä termit "aivovaurio" ja "aivovamma" ovat keskenään vaihtovuoroisia, ellei toisin mainita. Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä termin "aivovamma" on tarkoitus kattaa traumaattinen aivovamma, aivotärähdys, akso- nien repeämisvaurio, aksonien leesiovaurio, hermosolurungon vaurio, ei-hermo- solun kalvon repeämä ja aivokudoksen tuhoutuminen.
Tässä käytettynä termi "traumaattinen aivovamma" (TBI) viittaa ulkoi- sen fyysisen trauman tai pään äkillisen liikkeen aiheuttamaan aivovammaan, jo- honliittyy tai ei liity fyysinen kontakti ulkoiseen esineeseen tai osuma siihen. Ei- rajoittavia esimerkkejä TBI:hen johtavista tapauksista ovat kaatumiset, ajoneu- vojen törmäykset, urheilutörmäykset ja taistelut, räjähdykset ja paineaallot. Termi sisältää sekä lievän että vakavan TBI:n, sisältäen suljetut aivovammat, aivotärähdykset tai ruhjeet ja lävistävät aivovammat.
Tässä käytettynä termi "hankittu aivovamma" (ABI) viittaa aivovauri- oon, jota ei aiheuta ulkoinen aivovamma tai perinnöllinen tila. ABI voi ilmaantua syntymän jälkeen komplikaatioiden, häiriön tai synnynnäisen sairauden seu- rauksena, tai se voi johtua esimerkiksi aivohalvauksesta, leikkauksesta, aivo- kasvaimen poistosta, infektiosta, kemiallisesta ja/tai toksisesta myrkytyksestä, hypoksiasta, iskemiasta, päihteiden väärinkäytöstä tai niiden yhdistelmästä.
N Termi "aivovamma" viittaa myös subkliiniseen aivovammaan ja anok- S sis-iskeemiseen aivovammaan. Termi "subkliininen aivovamma" (SCI) viittaa ai- N vovammaan, jossa ei ole selvää kliinistä näyttöä aivovammasta. Kliinisen näytön = puute aivovammasta, kun aivovamma todella on olemassa, voi johtua vamman © 30 asteesta, vamman tyypistä, tajunnan tasosta ja/tai lääkityksestä, erityisesti se- E daatiosta ja anestesiasta. o Tässä käytettynä termi "kohde" viittaa mihin tahansa nisäkkääseen, S sisältäen eläimet ja ihmiset. Eläimiä ovat lemmikkieläimet, tuotantoeläimet, työ- N eläimet, kilpaeläimet, näyttelyeläimet ja eläintarhaeläimet, mutta ei niihin rajoit- S 35 tuen. Ei-rajoittavia esimerkkejä tyypillisistä ihmiskohteista, jotka kärsivät aivo- vammasta, erityisesti TBlI:stä, tai ovat alttiita sille, ovat vauvat, imeväiset, lapset ja nuoret aikuiset, erityisesti miehet, vanhukset, urheilijat, erityisesti nyrkkeilijät, jääkiekkoilijat, jalkapalloilijat, amerikkalaisen jalkapallon pelaajat, kriketin pelaa- jat, rugbyn pelaajat ja rullalautailijat ja sotilaat. Termit "ihmiskohde" ja "yksilö" ovat keskenään vaihtovuoroisia. Tyypillisesti kohteella tiedetään olevan tai epäillään olevan aivovamma, kuten TBI tai ABI tai CTE.
Tässä käytettynä termi "diagnoosi" tarkoittaa vamman, taudin tai häi- riön, joita kutsutaan yhdessä lääketieteelliseksi tilaksi, havaitsemista tai lääke- tieteellisen tilan vaiheen tai asteen määrittämistä. Tavallisesti lääketieteellisen tilan diagnoosi perustuu yhden tai useamman tekijän (esim. biomarkkereiden) ja/tai oireiden, jotka viittaavat lääketieteelliseen tilaan, ja/tai sen etenemisen ar- viointiin. Toisin sanoen diagnoosi voidaan tehdä sellaisen tekijän läsnäolon, puuttumisen tai määrän perusteella, joka osoittaa lääketieteellisen tilan läsnä olon tai puuttumisen. Jokaisen tekijän tai oireen, jonka katsotaan olevan osoitus tietyn lääketieteellisen tilan diagnoosista, ei tarvitse liittyä yksinomaan tiettyyn —lääketieteelliseen tilaan, eli voi olla erotusdiagnooseja, jotka voidaan päätellä diagnostisesta tekijästä tai oireesta. Samoin voi olla tapauksia, joissa tekijä tai oire, joka viittaa tiettyyn lääketieteelliseen tilaan, esiintyy yksilössä, jolla ei ole kyseistä tautia.
Termi "diagnoosi" kattaa myös lääkehoidon terapeuttisen vaikutuk- sen määrittämisen tai lääkehoidon vastemallin ennustamisen. Diagnostisia me- netelmiä voidaan käyttää itsenäisesti tai yhdistelmänä muiden diagnosointime- netelmien ja/tai taudin vaiheen määritysmenetelmien kanssa, jotka ovat lääke- tieteen alalla tunnettuja tiettyä lääketieteellistä tilaa varten.
Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä termi "diag- noosi" viittaa sen määrittämiseen, onko kohteella aivovaurio, kuten TBI tai ABI N tai CTE. Termin on tarkoitus kattaa myös tapaukset, joissa aivovaurion olemas- S saoloa ei lopullisesti määritetä, mutta diagnostinen lisätestaus on perusteltua. N Tällaisissa suoritusmuodoissa menetelmä ei sinänsä määrää aivovaurion läsnä = oloa tai puuttumista kohteessa, mutta se voi osoittaa, että diagnostisia lisätes- © 30 teja tarvitaan tai että ne olisivat hyödyllisiä. Menetelmät voidaan siksi yhdistää E yhden tai useamman muun diagnostisen menetelmän kanssa aivovaurion läsnä o olon tai puuttumisen lopulliseksi määrittämiseksi kohteessa. Esimerkit sellaisista S muista diagnostisista menetelmistä sisältävät, mutta eivät rajoitu niihin, tietoko- N netomografian ja magneettiresonanssikuvauksen, ja ne ovat alan ammattimie- S 35 hen hyvin tuntemia. Tässä käytettynä "lopullinen määritys" tai "lopullinen diag- noosi" viittaa aivovaurion läsnä olon tai puuttumisen varmistamiseen kohteessa.
Lopullinen määritys tai lopullinen diagnoosi voi olla keksinnön minkä tahansa menetelmän tulos, joka joissain suoritusmuodoissa voi sisältää useamman kuin yhden diagnostisen testin.
Tässä käytettynä termi "vertaaminen" viittaa arvioinnin tekemiseen — siitä, kuinka yhden tai useamman biomarkkerin osuus, taso tai solulokalisaatio potilaasta peräisin olevassa näytteessä liittyy vastaavan yhden tai useamman biomarkkerin osuuteen, tasoon tai lokalisaatioon standardi- tai kontrollinäyt- teessä. "Vertaaminen" voi esimerkiksi viitata sen arvioimiseen, onko yhden tai useamman biomarkkerin osuus, taso tai solulokalisaatio kohteen näytteessä sama, suurempi tai pienempi tai erilainen kuin vastaavan yhden tai useamman biomarkkerin osuus, taso tai lokalisaatio standardi- tai kontrollinäytteessä.
Spe- sifisemmin termi voi viitata sen arvioimiseen, onko yhden tai useamman bio- markkerin osuus, taso tai solulokalisaatio kohteen näytteessä sama, suurempi tai pienempi tai erilainen kuin ennalta määritetyn biomarkkerin tasojen osuus, taso tai solulokalisaatio tai vastaako se (tai eikö vastaa) niitä ennalta määritetyn biomarkkerin tasojen osuutta, tasoa tai solulokalisaatiota esimerkiksi kohteella, jolla on subkliininen aivovamma (SCI), jolla ei ole SCI:tä, joka reagoi SCI:n hoi- toon, joka ei reagoi SCI-hoitoon, joka ei todennäköisesti reagoi tiettyyn SCI-hoi- toon tai jolla on/ei ole muuta tautia tai tilaa.
Spesifisessä suoritusmuodossa termi "vertaaminen" viittaa sen arvioimiseen, onko yhden tai useamman esillä olevan keksinnön mukaisen kohteelta otetun biomarkkerin taso sama, suurempi tai pie- nempi tai erilainen kuin muut vastaavat (tai ei-vastaavat) samojen biomarkke- reiden tasot kontrollinäytteessä (esim. ennalta määritetyt tasot, jotka korreloivat infektoitumattomiin yksilöihin, SCI-standarditasoihin jne.) Tässä esiteltyjä biomarkkereita ja menetelmiä voidaan käyttää, ei ai- N noastaan diagnostisiin tarkoituksiin, vaan myös prognostisointiin tai aivovaurion S lopputuloksen ennustamiseen tai kohteen aivovauriosta selviytymisen tai hoito- N vasteen seurantaan. = Tässä esiteltyjä biomarkkereita ja menetelmiä voidaan käyttää kliini- © 30 — sinä päätepisteinä kliinisissä TBI:n tai ABI:n tai CTE:n hoitotutkimuksissa, aivo- E vaurion lopputuloksen aikaansaamiseksi tai kohteen aivovauriosta selviytymi- o sen tai hoitovasteen seurantaan.
S Joissain esillä olevan keksinnön suoritusmuodoissa aivovaurion N diagnoosi tai prognoosi voi käsittää yhden tai useamman esillä olevan glykaa- S 35 nipohjaisen biomarkkerin läsnä olon tai puuttumisen määrittämisen biologisessa näytteessä, joka on saatu kohteesta, jonka mahdollinen aivovaurio on tarkoitus määrittää. Multipleksoidut testit voivat parantaa merkittävästi diagnostista tark- kuutta. Multipleksiteetti voi perustua mittaamiseen spesifisillä eri lektiineillä tai vasta-aineilla. Spesifisessä suoritusmuodossa esillä oleva keksintö tarjoaa me- netelmiä aivovamman kehittymisriskin määrittämiseksi kohteessa. Biomarkke- reiden prosenttiosuudet, määrät tai kirjot ovat ominaisia erilaisille riskitiloille, esi- merkiksi korkealle, keskitason tai matalalle riskitilalle. Aivovamman kehittymis- riski määritetään mittaamalla relevantit biomarkkerit ja sitten joko altistamalla ne luokittelualgoritmille tai vertaamalla niitä viitemäärään eli ennalta määritettyyn biomarkkereiden tasoon tai kirjoon, joka liittyy tiettyyn riskitasoon.
Joissain suoritusmuodoissa esillä oleva keksintö saa aikaan mene- telmiä aivovamman vakavuuden määrittämiseksi kohteessa. Jokaisella aivo- vamman asteella tai vaiheella on todennäköisesti tyypillinen biomarkkerin taso tai biomarkkerijoukon (kirjon) suhteellinen taso. Aivovamman vakavuus määri- tetään mittaamalla relevantit biomarkkerit ja sitten joko altistamalla ne luokitte- —lualgoritmille tai vertaamalla niitä viitemäärään eli ennalta määritettyyn biomark- kereiden tasoon tai kirjoon, joka liittyy tiettyyn asteeseen.
Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä termi "biomark- keri" tässä käytettynä viittaa luokkaan biomolekyylejä, joita esiintyy kehossa ja joiden määrä lisääntyy tai vähentyy aivovamman jälkeen, tai jotka ilmaantuvat fysiologisen tapahtuman, kuten aivovamman, seurauksena, tai joiden ra- kenne/eheys muuttuu vamman seurauksena, ja jotka voidaan havaita käyttä- mällä erilaisia kehitteillä olevia tai tunnettuja molekyyli- tai biokemiallisia mene- telmiä. Aivovammaan liittyvät biomolekyylit voivat toimia aivokudosvamman bio- markkereina. Sen mukaisesti termi "biomarkkeri" viittaa molekyyliin, joka on ha- —vaittavissa kohteesta saadusta biologisesta näytteestä ja joka on indikaattori N kohteen aivovauriosta, ja erityisen kiinnostavia biomarkkereita esillä olevan kek- O sinnön suoritusmuotojen yhteydessä ovat glykaanipohjaiset biomarkkerit, joiden LÖ glykosylaatiossa ja glykaanien/sokereiden/hiilihydraattitasojen/konsentraatioi- ? den/profiilien/rakenteiden/eheyden välillä on eroja aivovaurion saaneen yksilön S 30 jaterveen kontrollin välillä. E Tässä käytettynä termi "glykaanipohjainen biomarkkeri" tarkoittaa o monosakkarideja ja polysakkarideja eli polymeeriä, joka sisältää kaksi monosak- S kariditähdettä tai useampia monosakkariditähteitä, sekä alykokonjugaatin, kuten N glykopeptidien ja glykoproteiinien, glykolipidin, peptidoglykaanin tai proteogly- S 35 — kaanin hiilihydraattiosaa, ja mitä tahansa niiden fragmenttia. Glykaanipohjaiset biomarkkerit voivat käsittää joko homopolymeerisiä tai heteropolymeerisiä monosakkariditähteitä, ja ne voivat olla joko lineaarisia tai haarautuneita, ja ovat olemassalesiintyvat pelkästään hiilihydraatteina tai konjugaatteina minkä ta- hansa muun tyyppisten biomolekyylien kanssa. Tässä käytettynä termit "gly- kaani”, "polysakkaridi" ja "hiilihydraatti" ovat keskenään vaihtovuoroisia, ellei toi- sin mainita. Glykaanipohjaiset biomarkkerit sisältävät, mutta eivät rajoitu, hiili- hydraatit, sokerit, glykaanit, monosakkaridit ja/tai polysakkaridit, glykoproteiinit ja alykopolymeerit. Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä termin "glykaani”, kuten käytettynä termissä "glykaanipohjainen biomarkkeri", on tar- koitus kattaa glykaanihiilihydraatit, lyhyet (3 - 5 hiilihydraattiyksikköä), oligo- (5 - 20 yksikköä), di- ja mono-glykaanisakkaridit, fragmentoidut glykaanit, pienimo- lekyylipainoiset glykaanit, metabolisesti/entsymaattisesti pilkotut glykaanit ja täysin tai osittain hydrolysoidut glykaanit. Glykaani voi olla osa toista molekyyliä, molekyylikompleksia tai minkä tahansa tyyppistä polymeeriä tai liittyneenä sii- hen, mutta termi "glykaanipohjainen biomarkkeri" pätee niin kauan kuin havait- seminen perustuu olennaisesti rakenteen glykaaniosaan (glykaaniosiin).
Esillä olevan keksinnön yhteydessä ruumiinnestenäytteen (ruumiin- nestenäytteiden) on tarkoitus käsittää sylki-, yskös-, sylky-, lima-, flegma-, hiki-, kyynelneste-, virtsa-, uloshengitysilmatiiviste- (EBC) ja bronkoalveolaarihuuhte- lunäytteet ja minkä tahansa niiden yhdistelmän. Tässä ajateltuna termin "sylki" — tarkoitetaan kattavan nesteet ja eritteet, jotka ovat saatavilla suussa, kuten ys- köksen, sylyn, liman, flegman, submandibulaarirauhaseritteen, korvasylkirauha- seritteen ja sylkirauhaseritteen.
Tässä todetaan, että laitetta voidaan käyttää tai osaa siitä käytetään invasiivisesti näytteen saamiseksi suonensisäisesti, ihonalaisesti upottamalla —laite tai osa siitä kudokseen.
N Joissain suoritusmuodoissa, joissa näytteenotto on ei-invasiivista tai S invasiivista, näytteet voivat olla peräisin muista ruumiinnesteistä, kuten lapsive- N destä, vesipitoisesta lasiaisnesteestä, sappinesteestä, verestä, veriplasmasta, T veriseerumista, rintamaidosta, bronkoalveolaarisesta huuhtelunesteestä, ai- S 30 —voselkäydinnesteestä, vaikusta (korvavahasta) maitiaisnesteestä, ruoka- E sulasta, endolymfasta ja perilymfasta, uloshengitysilmatiivisteestä (ebc), tuleh- o dusnesteistä, ulosteista, naisen ejakulaationesteestä, mahahaposta, mahanes- S teestä, lymfanesteestä, limasta, limankaltaisesta nesteestä (sisältäen nenäerit- N teet ja flegman), sydänpussin nesteestä, vatsakalvon nesteestä, flegmasta, S 35 keuhkopussin nesteestä, märästä, vuodosta, syljestä, talista (ihoöljystä), sie- mennesteestä, heranesteestä, esinahkatalista, sylystä, ysköksestä, hiestä,
nivelnesteestä, kyynelnesteestä, virtsasta, emätineritteestä, lasiaisnesteestä ja oksennuksesta ja mistä tahansa niiden yhdistelmästä.
Joissain esillä olevan keksinnön suoritusmuodoissa aivovaurion diagnoosi tai prognoosi voi käsittää yhden tai useamman glykaanipohjaisen bio- markkerin määrän tai niiden suhteellisten määrien määrittämisen verrattuna esi- merkiksi toistensa, yhden tai useamman muun glykaanin ja/tai tunnetun stan- dardin määrään. Joissain suoritusmuodoissa aivovaurion diagnoosi tai prog- noosi voi perustua glykaanipohjaisten biomarkkereiden määräsuhteisiin eri ruu- miinnesteissä, kuten sylki/virtsa-suhteeseen tai veri/CSF-suhteeseen.
Joissain suoritusmuodoissa glykaanipohjaisia biomarkkereita voi- daan myös havaita ja/tai kvantitoida käyttämällä lektiinejä. Lektiinit ovat hyvin tunnettu hiilihydraattia sitovien proteiinien perhe eli makromolekyylejä, jotka ovat erittäin spesifisiä tietyille glykaaneille niiden sokeriosan rakenteiden ja sekvens- sien perusteella. Lektiinit voidaan luokitella erillisiin ryhmiin niiden hiilihydraatti- — spesifisyyden mukaan, sisältäen, mutta ei rajoittuen, fukoosispesifiset, mannoo- sispesifiset, N-asetyyliglukosamiinispesifiset ja galaktoosi/N-asetyyliglukosamii- nispesifiset lektiinit. On huomattava, että eri näytetyypeillä voi olla erilaisia lek- tiiniä sitovien glykaanibiomarkkereiden profiileja. Sen mukaisesti lektiinejä, jotka pystyvät tunnistamaan aivovamman saaneet kohteet, voidaan käyttää joko yk- — sittäin tai minä tahansa niiden yhdistelmänä.
Joissain suoritusmuodoissa glykaanipohjaisia biomarkkereita voi- daan myös havaita ja/tai kvantitoida käyttämällä galektiineja, joka on kaikissa organismeissa laajimmin ilmentyvä lektiiniluokka. Galektiinit ovat proteiiniperhe, joka määritellään niiden sitoutumisspesifisyydellä B-galaktosidisokereille, kuten N-asetyylilaktosamiinille (Gal1-3GIcNAc tai Gal1-4GIcNAc), joka voi sitoutua N proteiineihin joko N-kytketyllä tai O-kytketyllä glykosylaatiolla. Niitä kutsutaan AN myös S-tyypin lektiineiksi, koska niiden stabiilisuus ja hiilihydraattien sitominen N ovat riippuvaisia disulfidisidoksista. Tässä käytettynä termi "lektiinit" kattaa "ga- = lektiinit", ellei toisin mainita.
© 30 Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä termi "lektiinit" E viittaa makromolekyyleihin, jotka sitovat glykaaneja tai glykaanikonjugaatteja. o Laajemmin käsitettynä tämä voi käsittää makromolekyylejä sitovia proteiineja, S molekyylejä tunnistavia/spesifisesti sitovia proteiineja, kiinnittymisen välittäjiä, N kompleksiaffiniteettiproteiineja ja komplementaarisia interaktioproteiineja. Ei-ra- S 35 —joittava esimerkki sellaisista on vasta-aine, joka pystyy sitomaan hiilihydraatteja.
TBI:n yhteydessä biomarkkerit ovat hyödyllisiä lievien TBI-tapausten ja muiden TBI-tapausten havaitsemiseksi, joissa muut merkit ovat epämääräisiä tai puuttuvat. Biomarkkerit ovat hyödyllisiä myös sellaisten tapausten havaitse- miseksi, joissa loukkaantunut ei voi reagoida (kooma tai tajuttomuus) tai kom- munikoida suullisesti.
Joissain keksinnön suoritusmuodoissa biomarkkeri on suuremman molekyylin, kuten glykaanin fragmentti, joka on muodostunut metabolisella tai entsymaattisella pilkkoutumisella tai hydrolyysillä, jonka aivokudosvaurio ja so- lutuho on saanut aikaan.
Biomarkkerit ovat eri tavoin läsnä terveissä kohteissa (normaali kont- rolli tai ei-aivovammakohde) ja kohteissa, joilla on aivovamma, ja siksi ne ovat hyödyllisiä aivovammastatuksen määrittämisessä. Esillä olevan keksinnön tie- tyissä suoritusmuodoissa biomarkkerit mitataan näytteessä, joka on otettu koh- teelta käyttämällä tässä kuvattuja menetelmiä, ja niitä verrataan esimerkiksi en- nalta määritettyihin biomarkkerin tasoihin ja korreloidaan aivovammastatuk- seen. Tietyissä suoritusmuodoissa mittausta (mittauksia) voidaan sitten verrata relevanttiin diagnostiseen määrään (relevantteihin diagnostisiin määriin), raja- arvoon (raja-arvoihin) tai monimuuttujamallin tuloksiin, jotka erottavat positiivi- sen aivovammastatuksen negatiivisesta aivovammastatuksesta. Diagnostinen määräedustaa (diagnostiset määrät edustavat) biomarkkerin (biomarkkereiden) mitattua määrää, jonka yläpuolella tai alapuolella kohteen luokitellaan omaavan tietty aivovammastatus. Esimerkiksi, jos biomarkkerin (biomarkkereiden) ilmen- tyminen on normaalia korkeampaa aivovamman aikana, diagnostista raja-arvoa (diagnostisia raja-arvoja) korkeampi mitattu määrä saa aikaan (korkeammat mi- tatut määrät saavat aikaan) aivovammadiagnoosin. Vaihtoehtoisesti, jos bio- N markkerin (biomarkkereiden) ilmentyminen on normaalia matalampaa aivovam- S man aikana, diagnostisessa raja-arvossa (diagnostisissa raja-arvoissa) oleva tai N sitä (niitä) matalampi mitattu määrä saa aikaan (matalammat mitatut määrät = saavat aikaan) ei-aivovammadiagnoosin. Kuten alalla hyvin tiedetään, säätä- © 30 mällä testissä käytettyä erityistä diagnostista raja-arvoa (käytettyjä erityisiä dia- E gnostisia raja-arvoja) diagnostisen testin herkkyyttä tai spesifisyyttä voidaan li- o sätä diagnosoijan mieltymyksen mukaan. Tietyissä suoritusmuodoissa tietty dia- S gnostinen raja-arvo voidaan määrittää esimerkiksi mittaamalla biomarkkereiden N määrä tilastollisesti merkitsevässä määrässä näytteitä, jotka ovat peräisin eri ai- S 35 vovammastatuksesta kärsivistä kohteista, ja piirtämällä raja-arvo halutuille sopi- ville spesifisyys- ja herkkyystasoille.
Tässä aikaansaatu laite on konfiguroitu käytettäväksi aivokudokseen (hermosoluihin, ei-hermosoluihin, gliasoluihin, astrosyytteihin, mikrogliasoluihin ja muihin aivojen toimintaan, rakenteeseen ja eheyteen liittyviin soluihin) koh- distuneen vaurion toistuvaan havaitsemiseen ja arviointiin aivojen eheydestä.
Aivokudos käsittää sekä aivojen hermosoluja että ei-hermosoluja.
Anatomisesti ja morfologisesti mainitut vammat ja vauriot voivat olla sellaisia, kuten repeyty- neitä aksoneita, leesioituneita aksoneita, hermosolurungon vaurioita, ei-hermo- solujen/hermosolujen kalvon repeämiä ja aivokudoksen tuhoutumista.
Glykaanipohjaisen biomarkkerin jatkuva seuranta on mahdollista — esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti saattamalla näyte jatkuvatoimisesti tai jaksoittain tai toistuvasti kosketukseen, jonka näyt- teen epäillään sisältävän tai jonka odotetaan sisältävän glykaanipohjaista bio- markkeria, jonka läsnäolo tai lisääntyneet tasot näytteessä viittaavat aivovam- maan, samalla mitaten signaalia, joka korreloi näytteessä olevan glykaanipoh- jaisen biomarkkerin tason kanssa.
Havaitseminen käsittää näytteen saattami- sen kosketukseen ilmaisimen/anturin kanssa, signaalin mittaamisen ilmai- simella/anturilla ja signaalin lähettämisen prosessorille.
Signaali voi olla elektro- dilla havaittu sähköinen signaali, magnetometrilld havaittu ja sähköiseksi sig- naaliksi muunnettu magneettinen signaali, mikä tahansa signaali tai signaalimo- dulaatio sähkömagneettisella spektrillä, sisältäen, mutta ei rajoittuen, UV-sätei- lyn, näkyvän valon, infrapuna- tai radiotaajuussäteilyn, joka havaitaan valoken- nolla, sähkömagneettisella kelalla tai oskillaattorilla ja muunnetaan sähköiseksi signaaliksi, värinilmaisinlaitteen havaitseman ja sähköiseksi signaaliksi muun- netun varinmuutossignaalin, ja niiden kaltaiset signaalit.
Keksintö ei rajoitu yh- teen tiettyyn signaaliin ja signaalin havaitsemismekanismiin, vaan sitä vastoin N esillä olevan keksinnön suoritusmuodot keskittyvät näytteen glykaanipohjaisen S biomarkkeritason korreloimiseen ja sen jatkuvaan seurantaan.
N Glykaanipohjaisen biomarkkerin jatkuva seuranta voidaan myös ? saada aikaan jatkuvatoimisella tai jaksoittaisella signaalin mittauksella tai jatku- S 30 —vatoimisella tai jaksoittaisella signaalin lähettämisellä prosessorille. "Jaksoittai- E sella" tarkoitetaan, että havaitsemistoiminto (kosketukseen saattaminen, mit- o taus ja lähetys) aloitetaan ja lopetetaan ennalta määrättyinä ajankohtina ja en- S nalta määrätyllä syklillä tai taajuudella.
N Siten esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen muodon S 35 mukaisesti saadaan aikaan laite aivovamman toistuvaa mittaamista varten koh- teessa, joka laite sisältää näytteenuuttoelementin tai tyhjiöpakotetun syöttöelementin, joka on konfiguroitu kuljettamaan ja saattamaan ruumiinneste- näyte kosketukseen anturin kanssa, anturin, joka on muokattu muodostamaan signaali, jonka intensiteetti korreloi ainakin yhden glykaanipohjaisen biomarkke- rin tasoon näytteessä, joka on kosketuksissa anturin kanssa, jossa taso on indi- kaattori aivovamman asteesta, jolloin anturi sisältää ainakin yhtä glykaanipoh- jaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaiseen biomarkkeriin sitou- tuvaa reagenssia, joka selektiivisesti respondoi näytteessä olevaan glykaa- nipohjaiseen biomarkkeriin, reagoi sen kanssa tai sitoutuu siihen.
Joissain suoritusmuodoissa näytteenottoelementti sisältää lisäksi — näytteenkäsittely/valmistusyksikön, jolla näyte esikäsitellään ja suodatetaan tai johdetaan hartsin läpi ja siirretään anturiin puhtaana roskista.
Joissain suoritusmuodoissa glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoiva / glykaanipohjaista biomarkkeria sitova reagenssi voi olla biomarkkeria sitova reagenssi, joka sitoo selektiivisesti tutkittavan biomarkkerin bioaffiniteet- — tisitoutumisreaktiolla tai ligandin sitoutumisreaktiolla. Joissain suoritusmuo- doissa glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoiva / glykaanipohjaista bio- markkeria sitova reagenssi on kemiallinen reagenssi tai sarja kemiallisia rea- gensseja, joka muodostaa (jotka muodostavat) signaalin joutuessaan kosketuk- seen biomarkkerin kanssa tai biomarkkerin käynnistämän reaktiokaskadin kanssa.
Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti tässä aikaansaatu laite kykenee seuraamaan aivovamman biomarkkereita reaaliaikai- sesti. Termi "reaaliaikainen" tarkoittaa tässä käytettynä laitteen kykyä saada ai- kaan tietoa, joka koskee glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoa näytteessä, joka on uutettu kohteesta juuri sinä ajankohtana, jolloin aivovamma tapahtuu ja käy N ilmi. Joissain suoritusmuodoissa jaksoittainen seuranta suoritetaan suhteellisen S lyhyellä aikajaksolla, siten tehden laite sellaiseksi, että syöttödata käsitellään N sekunnin murto-osien sisällä mittaustapahtumasta, jolloin glykaanipohjaisen = biomarkkerin tasoa koskevat tiedot on saatavilla palautteena lähes välittömästi. © 30 Kuvio 1 kuvaa laitteen lohkokaavion aivovamman havaitsemiseksi E kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti. Kuvattu o laite käsittää näytteenottoelementin 11, ilmaisimen 12, pumpun 13, analysaat- S torin 15 ja näytön 16. N Näytteenottoelementti 11 on konfiguroitu ottamaan näyte kohteen S 35 ruumiinnesteestä ja ohjaamaan mainittu näyte ilmaisimeen 12. Näytteenottoele- mentti 11 voi käsittää näytteenkerääjän, näytteen adsorbointialueen tai näytteen syöttöaukon. Näytteenottoelementti 11 voi käsittää myös näytteenkäsittely/esi- käsittely/valmistusjärjestelmän, jonka avulla näyte esikäsitellään ja siirretään il- maisimeen 12 roskien poistamisen jälkeen suodattamalla ja käyttämällä hartsia.
Ilmaisin 12 on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu uutettu näyte potilaan ruumiinnesteestä näytteenottoelementistä 11. Ilmaisin 12 voi käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipoh- jaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti glykaanipoh- jaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen näytteessä, jossa mainittu reaktio tai mainittu sitoutuminen muodostaa ainakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ainakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi näyt- teessä olevan glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoon, tason ollessa indikaattori kohteen aivovamman asteesta. Ilmaisin 12 on konfiguroitu välittämään mainittu ainakin yksi datasignaali analysaattorille 15. Ilmaisin 12 on konfiguroitu suoritta- maan useita mittauksia ajan myötä kohteen aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi. Termejä "ilmaisin" ja "anturi" voidaan käyttää tässä vaihtovuo- roisesti.
Esitetyssä suoritusmuodossa kohteen aivovamman havaitsemiseen tarkoitettu laite käsittää pumpun 13 näytteen siirtämiseksi keräyskohdasta ja näytteenottoelementistä 11 ilmaisimeen 12. Pumppu 13 voidaan toteuttaa esim.
mikrofluidiikkajarjestelmalla, joka on varustettu pumpuilla, jotka hyödyntävät esi- merkiksi osmoottista virtausta, kapillaarivirtausta, lateraalivirtauskaistaletta, il- mavirtausta, peristalttista putkea, gravitaatiota, tyhjiötä, sähköosmoottista vir- tausta jne. Pumpussa 13 voidaan edullisesti käyttää matalaimutyhjiötä.
Analysaattori 15 on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ainakin —wyksi datasignaali ilmaisimesta 12. Analysaattori 15 on lisäksi konfiguroitu muo- N dostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaat- N tori kohteen aivovammasta.
N Esitetyssä suoritusmuodossa laite kohteen aivovamman havaitse- = miseksi käsittää näytön 16 mainitun nähtävissä ja/tai kuultavissa olevan infor- © 30 maation esittämiseksi, joka on indikaattori kohteen aivovammasta, joka infor- E maatio muodostetaan analysaattorilla 15.
o Esillä olevan keksinnön toisen muodon mukaisesti saadaan aikaan S laite aivovammojen diagnosoimiseksi, joka saa aikaan trendiviivat ainakin yhden N mitatun fyysisen parametrin mukaisesti, joka korreloidaan ainakin yhden glykaa- S 35 nipohjaisen biomarkkerin tasoon näytesarjassa.
Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukainen laite voi sisältää yhden tai useamman osan tai yhden tai useamman mekanismin ai- nakin yhden glykaanipohjaista biomarkkeria sisältävän ruumiinnesteen uutta- miseksi. Tätä laitteen elementtiä kutsutaan myös näytteenottoelementiksi. Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti laite toimii ei-invasiivi- sen näytteenottoelementin kanssa, mikä tekee laitteesta aivovamman ei-inva- siivisen diagnostisen laitteen, jolla voidaan saada aikaan kohteen aivovammati- lan jatkuva tai toistuva seuranta. Ei-invasiivinen näytteenottoelementti voi olla putki-pumppuelementin muodossa, imukykyisenä tyynynä, jossa on suojaava nestettä läpäisevä suojus tai jossa sitä ei ole, tai yksittäisenä tai useampana aukkona laitteessa, joka päästää (jotka päästävät) ruumiinnesteen sisään ja kosketukseen anturin kanssa. Joissain suoritusmuodoissa näytteenottoele- mentti tai osa näytteenottoelementistä on invasiivinen, mikä tarkoittaa, että lai- tetta voidaan käyttää esimerkiksi suonensisäisesti, ihonalaisesti tai kudokseen upotettuna.
Biomarkkerin jatkuva seuranta ruumiinnesteessä on tehokkainta, kun anturi on upotettu jatkuvaan nestevirtaukseen tai kun nesteen virtaus on suun- nattu anturiin. Tämä mahdollistaa biomarkkerin tason tallentamisen erittäin ly- hyin aikavälein ("reaaliaikaisesti"). Vaihtoehtoisesti biomarkkerin jatkuva seu- ranta ruumiinnesteessä käsittää erilliset, peräkkäiset off-line-mittaukset bio- markkerin tasosta tietyin aikavälein ja biomarkkerin tason piirtämisen ajan funk- tiona diagnostisia ja prognostisia tarkoituksia varten. Trendiviivan esittäminen (esim. piirtäminen) ja koostaminen voidaan tehdä joko itse laitteella tai erillisellä tietojenkäsittelyvälineellä.
Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen yhteydessä näyt- N teet voidaan saada ei-invasiivisilla tavoilla, jotka on otettu esimerkiksi syljestä, S virtsasta, kyynelnesteestä tai hiestä. Näyte voidaan ottaa aktiivisesti tai passii- N visesti. Aktiivinen näytteenotto tarkoittaa, että laite tai toinen henkilö voi ottaa ? näytteen ilman kohteen omaa osallistumista. Se mahdollistaa näytteenoton ta- S 30 juttomalta tai koomassa olevalta tai voimakkaasti päihtyneeltä henkilöltä. Siitä E huolimatta on todettava, että esillä olevan keksinnön muotojen käyttö ei rajoitu o näytteisiin, jotka on uutettu ei-invasiivisilla menetelmillä, mikä tarkoittaa, että S tässä aikaan saatua laitetta ja menetelmiä voidaan käyttää aivovamman diag- N nosoimiseen ottamalla näytteitä verestä, plasmasta, selkäydinnesteestä ja vas- S 35 —taavista.
Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisia laitteita voivat käyttää useat ryhmät, kuten ensihoitajat, ensiapuhenkilöt, ammattiurhei- lijat, lääkärit ja sotilaat, joiden työssä vaaditaan nopeaa reagointia ja helppokäyt- töisyyttä. Tällaiset laitteet voivat sisältää yhden tai useamman seuraavista omi- naisuuksista: ei-invasiivinen näytteenotto, pieni koko, kannettavuus, puetta- vuus, automaattinen näytteiden käsittely, yksinkertainen käyttöliittymä, analyy- situlosten nopea saatavuus. Tällaisia laitteita voidaan sisällyttää kypärään, suo- javarusteisiin, hammasimplantteihin, hammasrautoihin ja suusuojukseen (jota voidaan käyttää esimerkiksi armeijassa ja urheilusuoritusten aikana).
Keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaiset laitteet voivat sovel- tua ensihoitajien ja armeijan ensiapuhenkilöstön suorittamaan diagnoosiin hoi- topisteessä tai sairaaloissa, joilla laitteilla on yksi tai useampi seuraavista omi- naisuuksista: saavutettavuus useiden tuntien aikana vuorokaudessa, mahdolli- sesti invasiivinen näytteenotto, pieni koko, kannettavuus, puettavuus, sängyn — vierihoito, automaattinen näytteiden käsittely, yksinkertainen käyttöliittymä, ana- lyysitulosten nopea saatavuus.
Kuvio 2 kuvaa laitteen aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti. Kuvattu laite 20 käsittää näytteenottoelementin 21, ilmaisimen 22, kaapelin 23 ja analysaattorin 25 näy- töllä 26.
Näytteenottoelementti 21 on konfiguroitu uuttamaan kohteen ruu- miinnestenäyte ja ohjaamaan mainittu näyte ilmaisimeen 22. Ilmaisin 22 on kon- figuroitu vastaanottamaan mainittu uutettu kohteen ruumiinnestenäyte näytteen- ottoelementistä 21. Ilmaisin 22 voi käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen bio- markkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagens- N sia, joka selektiivisesti reagoi näytteessä olevan glykaanipohjaisen biomarkkerin S kanssa tai sitoutuu siihen, jossa mainittu reaktio tai mainittu sitoutuminen muo- N dostaa ainakin yhden datasignaalin mittausdatana, mainitun ainakin yhden da- ? tasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi näytteessä olevan glykaanipoh- S 30 jaisen biomarkkerin tasoon, tason ollessa indikaattori kohteen aivovamman as- E teesta. Ilmaisin 22 on konfiguroitu suorittamaan useita mittauksia ajan myötä o kohteen aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi. S Esitetyssä suoritusmuodossa kohteen aivovamman havaitsemiseen N tarkoitettu laite 20 käsittää kaapelin 23, jossa on datakaapeli 27 yhdistettynä S 35 — mainittuun kaapeliin 23 upotettuun imukaapeliin 28. Mainittu imukaapeli 28 on järjestetty välittämään imua näytteen siirtämiseksi keräyskohdasta ja näytteenottoelementistä 21 ilmaisimeen 12. Mainittu imu voidaan toteuttaa esi- merkiksi mikrofluidiikkajärjestelmällä, joka on varustettu pumpuilla, jotka hyö- dyntävät esimerkiksi osmoottista virtausta, kapillaarivirtausta, lateraalivirtaus- kaistaletta, ilmavirtausta, peristalttista putkea, gravitaatiota, tyhjiötä, säh- köosmoottista virtausta jne.
Mainittu datakaapeli 27 on konfiguroitu välittämään mainittu ainakin yksi ilmaisimen 22 muodostama datasignaali ilmaisimesta 22 analysaattoriin 25. Ilmaisin 22 on konfiguroitu välittämään mainittu ainakin yksi datasignaali analy- saattorille 25 mainitun datakaapelin 27 kautta. Analysaattori 25 on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimelta 22 mainitun da- takaapelin 27 kautta.
Esitetyssä suoritusmuodossa laite 20 kohteen aivovamman havaitse- miseksi käsittää analysaattorin 25, jossa on näyttö 26, joka analysaattori 25 on konfiguroitu muodostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta. Mainitun analysaattorin 25 mainittu näyttö 26 on konfiguroitu esittämään analysaattorin 25 muodostamaa mainittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotojen mukaisesti koko laite tai naytteenottoelementti tai näytteenottoelementin ja anturin kokoonpano voidaan integroida/upottaa kypärään, suukappaleeseen, suojavarusteeseen, hammas- implanttiin, suusuojukseen, hammasrautaan, vaatekappaleeseen, istuttaa ham- paalle tai ihon pinnalle tai istuttaa ihon alle tai verisuoneen jne. Lisäksi laite tai näytteenottoelementin ja anturin kokoonpano voi olla ulkoinen yksikkö/laite, joka saatetaan suoraan kosketukseen elin/ruumiinnestenäytteen kanssa tai johon N näyte kulkeutuu luonnollisella erityksellä tai johon se siirretään apuvälinettä O käyttämällä.
LÖ Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen mukaisesti laite on integ- = roitu laite, joka havaitsee glykaanipohjaista biomarkkeria jatkuvasti ja jota käyt- © 30 täjä kantaa mukanaan siten, että se on suoraan kosketuksessa tai kiinnitettynä E kohteen kehoon (elimeen tai kudokseen). Esimerkkejä sellaisista laitteista ovat, o mutta ei rajoittuen, implantti verisuonessa, laite ihon alla tai iholla tai implantti S hampaalla. Vaihtoehtoisesti kohde käyttää laitetta osana vaatekappaletta, va- N rusteita tai suojavarusteita. Esimerkkejä sellaisista laitteista ovat, mutta ei rajoit- S 35 tuen, laite, joka on osa (upotettu/integroitu) suusuojusta, kypärää tai mitä ta- hansa muuta suojaavaa tai puettavaa varustetta.
Kuvio 3 on yksityiskohtainen kuvaus laitteen näytteenottoelementistä ja ilmaisimesta aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti. Kuvattu laite käsittää näytteenottoelementin 21, ilmaisimen 22 ja kaapelin 23, johon on upotettu datakaapeli 27 yhdistettynä imukaapeliin 28.
Näytteenottoelementti 21 on konfiguroitu uuttamaan ruumiinneste- näyte kohteesta ja ohjaamaan mainittu näyte ilmaisimeen 22. Näytteenottoele- mentti 21 voi käsittää näytteenkerääjän, näytteen adsorbointialueen tai näytteen syöttöaukon. Näytteenottoelementti 21 voi lisäksi sisältää yhden tai useamman esisuodatusyksikön näytteen käsittelyä, esikäsittelyä ja valmistamista varten. Mainitut esisuodatusyksiköt voivat suorittaa yhden tai useamman seuraavista toiminnoista: suodattaa näytteen solujen, roskien, saostumien, sedimenttien, flokkulaatioiden ja/tai partikkeleiden poistamiseksi niiden koon/molekyylipainon perusteella, säätää, ylläpitää tai muuttaa näytteen kantajan koostumusta, lai- mentaa, säätää pH:ta, ionivahvuutta, lämpötilaa, viskositeettia, pintajännitystä, modifioida näytteessä olevaa biomarkkeria sen muuttamiseksi havaittavaksi, modifioida näytteessä olevaa biomarkkeria käyttämällä kemiallista funktionali- sointia ja/tai derivatisointia, leimaamista, hydrolyysiä, degradaatiota. Näytteen- ottoelementti 21 voi käsittää myös näytteenkäsittely/esikäsittely/valmistusjärjes- telmän, jolla näyte esikäsitellään ja siirretään ilmaisimeen 22.
Ilmaisin 22 on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu uutettu kohteen ruumiinnestenäyte näytteenottoelementistä 21. Esillä olevassa suoritusmuo- dossa ilmaisin 22 on kytketty fyysisesti näytteenottoelementtiin 21 ja suoraan kosketukseen näytteenottoelementin 21 kanssa. Se mahdollistaa biomarkkerin nopean ja luotettavan havaitsemisen sekä mahdollistaa sen reaaliaikaisen ha- N vaitsemisen.
S Näytteenottoelementti 21 voi olla kertakäyttöinen ja vaihdettava näyt- N teenottoelementti 21, joka on järjestetty kertakäyttöiseksi. Näytteenottoelementti = 21 voidaan järjestää vaihdettavaksi näytteenottoelementiksi 21. Käyttäjä voi © 30 vaihtaa näytteenottoelementin 21 ja se voidaan kiinnittää ilmaisimeen 22 nap- E sautuskiinnityksellä, nepparikiinnityksellä tai lyhytkierrekiinnityksellä.
o Imukaapeli 28 on järjestetty välittämään imu näytteen siirtämiseksi S keräyskohdasta ja näytteenottoelementistä 21 ilmaisimeen 22. Mainittu data- N kaapeli 27 on konfiguroitu välittämään mainittu ainakin yksi ilmaisimen 22 muo- S 35 dostama datasignaali ilmaisimelta 22 analysaattoriin 25.
Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen mukaisesti laite on ulkoi- nen laite, jota käytetään aivovammalle spesifisten glykaanipohjaisten biomark- kereiden havaitsemiseksi.
Laite on edullisesti kädessä pidettävä, jota maallikot tai ammattilaiset voivat helposti kuljettaa ja käyttää, jossa testattavana näyt- teenä käytetty ruumiinneste johdetaan laitteeseen: pyyhkäisemällä elintä tai ku- dosta laitteen näytteenottoelementillä / saattamalla laitteen näytteenottoele- mentti kosketukseen suoraan elimen tai kudoksen kanssa, kuten suun, kielen, ihon, limakalvojen, silmän, aivokalvojen tai verisuonen kanssa, kuljettamalla ruumiinneste laitteen näytteenottoelementin läpi luonnollisin keinoin, kuten syl- kemällä tai ohjaamalla virtsaa näytteenottoelementtiin, kostuttamalla/ upotta- malla laitteen näytteenottoelementti aiemmin kerättyyn ruumiinnesteeseen, tai siirtämällä ruumiinneste laitteen näytteenottoelementtiin apuvälineen, kuten pi- petin avulla, tai kaatamalla se säiliöstä/kupista letkun ja pumpun avulla.
Suoritusmuodoissa, joissa ruumiinnestenäyte on sylkeä tai muuta suuontelon tai ylempien hengitysteiden näytettä, näytteenottoelementti voi kä- sittää: rei'itetyn kotelon, joka sallii syljen tunkeutumisen anturiin, suusuojukseen kiinnitetyn näytteenottoputken, kuten jota käytetään kontaktiurheilussa, näyt- teenottoletkun, joka on kiinnitetty hampaan osaan/hammasimplanttiin, kuten jota käytetään terveydenhuollon laitoksissa, näytteenottoletkun, joka on kiinni- — tetty suun limakalvolle, esim. magneetilla posken toiselle puolelle tai poskinipis- timellä, tai kammasimplanttiin yhdistetyn näytteenottoyksikön.
Suoritusmuodoissa, joissa ruumiinnestenäyte on hikeä, näytteenot- toelementti voi käsittää: rei'itetyn kotelon tai huokoisen kalvon, joka sallii hien tunkeutumisen lävitseen anturiin, absorboivan laastarin ja mikrofluidiikkapum- pun tai kapillaaritoiminnon, joka imee hien laitteeseen, ontot tai huokoiset ei- N invasiiviset mikroneulat, jotka imevät hikeä passiivisesti ihon sisällä, hien kerää- S misen itsekiinnittyvästä laastarista tai sidekääreestä, tai hien keräämisen kypä- N rän pehmusteesta. = Suoritusmuodoissa, joissa ruumiinnestenäyte on verta, näytteenot- © 30 toelementti voi käsittää suonensisäisen kanyylin, joka toimii sovitteena veren E keräämiseksi tai pienen verimäärän ohjaamiseksi laitteen anturiin. o Suoritusmuodoissa ruumiinnestenäyte on virtsaa ja näytteenottoele- S mentti on virtsakatetri, joka voi olla tai ei ole integroitu anturiin.
N Näytteen siirron aikana on myös kätevää tai tarpeellista erottaa siitä S 35 — joitain ei-toivottuja osia, kuten soluja, partikkeleita, kontaminantteja, proteiineja ja/tai muita ei-olennaisia komponentteja.
Tämä voidaan tehdä mekaanisesti pakottamalla nestenäyte virtaamaan suodattimien läpi, kemiallisella sitomiserot- telulla tai hyödyntämällä nestedynamiikkaa. Kemiallinen sitomiserottelu perus- tuu ei-toivottujen partikkeleiden, molekyylien adsorboimiseen esikäsitellyille pin- noille, joiden kemia on hyvin määritelty, samalla kun näyte virtaa pinnan ohi. Tämäpinta voi olla putken sisäseinämä tai lisätäyte, kuten suodatin, pieniä hel- miä, kuituja tai huokoista materiaalia. Adsorption vaikutusta voidaan lisätä suu- rentamalla nesteelle alttiina olevaa ominaispinta-alaa. Lisäksi erottelu voi perus- tua sähkövarauksiin, painovoimaan tai keskipakovoimiin.
Näytteenottoelementti voi olla muotoiltu ruiskun kärjen sovitti- meksi/adapteriksi tai venyväksi ja joustavaksi niin, että se sopii mihin tahansa näytteen otossa käytettyyn ulkoiseen kärkeen, tai se voi olla ruuvikierteinen kärki, lävistysneulan kärki, väliseinäkalvo, perhosneula-adapteri, ja niillä on mikä tahansa muoto, joka on suunniteltu yhdistettäväksi nestenäytteen ulkoiseen läh- teeseen.
Joissain suoritusmuodoissa näytteenotto-osan tarkoitus on näytteen lisäämisen lisäksi toimittaa lisäreagensseja liuokseen.
Termi "portaali" esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen yhteydessä käytettynä viittaa laitteen elementtiin, joka on suunniteltu syöttö- ja/tai poistoaukoksi nesteiden ja reagenssien infuusiota tai poistamista varten liuoksessa anturiin ja/tai pois siitä. Joissain suoritusmuodoissa laite sisältää use- amman kuin yhden portaalin minkä tahansa yhden tai useamman näyte- ja/tai standardianalyyttiliuoksen ja/tai indikaattoriformulaatioreagenssin ja/tai pe- sunesteen ja minkä tahansa niiden yhdistelmän läpipäästämiseksi. Tällaisissa suoritusmuodoissa näytteenottoelementissä voi olla useita syöttö- ja poistoauk- koportaaleja tai se voi olla yhdistetty syöttö- ja poistoaukkoputkistoon, tai anturi N voi olla yhteydessä useampaan kuin yhteen portaaliin.
AN Joissain suoritusmuodoissa laite on varustettu ainakin yhdellä por- N taalilla, johon on kiinnitetty säiliö. Säiliö voi olla männän/painikkeen ja sylinte- = rin/putken yhdistelmän (esim. ruiskun) muodossa, jossa painike on vedetty © 30 taakse ja putki on säiliö. Joissain suoritusmuodoissa säiliö voi olla esitäytetty E nesteellä, jota käytetään diagnoosiprosessissa, ja se voi olla esimerkiksi stan- o dardianalyyttiliuos ja/tai indikaattoriformulaatioreagenssi ja/tai pesuneste ja S mikä tahansa niiden yhdistelmä.
N Kuvio 4 kuvaa laitteen lohkokaavion aivovamman havaitsemiseksi S 35 — kohteessa esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti. Kuvattu laite käsittää näytteenottoelementin 11, ilmaisimen 12, pumpun 13, lähettimen 14, analysaattorin 15 ja näytön 16. Näytteenottoelementti 11 on konfiguroitu uuttamaan ruumiinneste- näyte kohteesta ja ohjaamaan mainittu näyte ilmaisimeen 12. Ilmaisin 12 on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu uutettu kohteen ruumiinnestenäyte näyt- teenottoelementistä 11. Ilmaisin 12 voi käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa rea- genssia, joka selektiivisesti reagoi näytteessä olevan glykaanipohjaisen bio- markkerin kanssa tai sitoutuu siihen, jossa mainittu reaktio tai mainittu sitoutu- minen muodostaa ainakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ainakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi näytteessä olevan gly- kaanipohjaisen biomarkkerin tasoon, tason ollessa indikaattori kohteen aivo- vamman asteesta. Ilmaisin 12 on konfiguroitu välittämään mainittu ainakin yksi datasignaali lähettimelle 14. Ilmaisin 12 on konfiguroitu suorittamaan useita mit- tauksia ajan myötä kohteen aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi. Termejä "ilmaisin" ja "anturi" voidaan käyttää tässä vaihtovuoroisesti.
Lähetin 14 on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ainakin yksi da- tasignaali ilmaisimesta 12 ja lähettämään mainittu ainakin yksi datasignaali ana- lysaattorille 15.
Esitetyssä toisessa suoritusmuodossa aivovamman havaitsemiseen kohteessa tarkoitettu laite käsittää pumpun 13 näytteen siirtämiseksi keräyskoh- dasta ja näytteenottoelementistä 11 ilmaisimeen 12. Pumppu 13 voidaan toteut- taa esim. mikrofluidiikkajärjestelmällä, joka on varustettu pumpuilla, jotka hyö- dyntävät esimerkiksi osmoottista virtausta, kapillaarivirtausta, lateraalivirtaus- — kaistaletta, ilmavirtausta, peristalttista putkea, gravitaatiota, tyhjiötä, säh- N köosmoottista virtausta jne. S Esitetyssä toisessa suoritusmuodossa analysaattori 15 on konfigu- N roitu vastaanottamaan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimelta 12. Analy- = saattori 15 on lisäksi konfiguroitu muodostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa © 30 olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta. Esitetyn toisen E suoritusmuodon mukainen laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa käsit- o tää näytön 16 analysaattorin 15 muodostaman mainitun nähtävissä ja/tai kuul- S tavissa olevan informaation esittämiseksi, joka on indikaattori kohteen aivovam- N masta. S 35 Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisessa lait- teessa kohteen aivovamman havaitsemiseksi analysaattori 15 voi sisältää prosessorin ilmaisimen 12 muodostaman mainitun ainakin yhden datasignaalin transkoodaamiseksi digitoiduksi esitettäväksi informaatioksi, joka voidaan esit- tää tai muuten siirtää kohteelle tai hoitajalle. Vaihtoehtoisesti prosessori voi di- gitoida ei-sähköisen signaalin, esim. valon, esitettäväksi digitoituna informaa- tiona. Prosessori voi myös tallentaa datan, analysoida dataa suhteessa siihen aiemmin tallennettuun dataan ja/tai lähettää informaation toiselle prosessorille, näytölle ja/tai etätallennuslaitteelle.
Kuvio 5 kuvaa paikalleen napsautettavan laitteen aivovamman ha- vaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon mukai- — sesti. Kuvattu paikalleen napsautettava laite 30 käsittää ilmaisinyksikön 32, kaa- pelin 33 ja lähetinyksikön 34. Kuvattua paikalleen napsautettavaa laitetta 30 voi- daan käyttää kypärää, esim. urheilukypärää, suojakypärää tai sotilaskypärää, käyttävän kohteen aivovamman havaitsemiseksi. Mainittu paikalleen napsautet- tava laite 30 voidaan kiinnittää napsautuskiinnityksellä kypärään.
Esitetyssä suoritusmuodossa paikalleen napsautettava laite 30 koh- teen aivovamman havaitsemiseksi käsittää ilmaisinyksikön 32, jossa mainittu il- maisinyksikkö 32 käsittää ilmaisimen. Mainittu ilmaisinyksikkö 32 voi näin ollen käsittää näytteenottoelementin ja anturin kokoonpanon. Vaihtoehtoisesti mai- nittu ilmaisinyksikkö 32 voi käsittää ilmaisimen, jossa mainittu ilmaisin on konfi- guroitu saatettavaksi suoraan kosketukseen näytteen kanssa tehden näytteen- ottoelementistä tarpeettoman.
Ilmaisinyksikön 32 ilmaisin voi käsittää ainakin yhtä glykaanipohjai- sen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti näytteessä olevan glykaanipohjaisen bio- markkerin kanssa tai sitoutuu siihen, jossa mainittu reaktio tai mainittu sitoutu- N minen muodostaa ainakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ainakin S yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi näytteessä olevan gly- N kaanipohjaisen biomarkkerin tasoon, tason ollessa indikaattori kohteen aivo- = vamman asteesta. Ilmaisinyksikön 32 ilmaisin on konfiguroitu välittämään mai- © 30 nittu ainakin yksi datasignaali lähettimelle 34 kaapelin 33 kautta. Ilmaisinyksikön E 32 ilmaisin on konfiguroitu suorittamaan useita mittauksia ajan myötä aivovam- o man havaitsemiseksi ja seuraamiseksi kohteessa. Lähetin 34 on konfiguroitu S vastaanottamaan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisinyksikön 32 ilmai- N simelta ja lähettämään analysaattorille digitaalista informaatiota, joka käsittää S 35 — mainitun ainakin yhden datasignaalin.
Lisäksi lähetin 34 voi käsittää pumpun tai imun näytteen siirtämiseksi keräyskohdasta ilmaisinyksikön 32 ilmaisimeen. Mainittu pumppu tai imu voi- daan toteuttaa esimerkiksi mikrofluidiikkajärjestelmällä, joka on varustettu pum- puilla, jotka hyödyntävät esimerkiksi osmoottista virtausta, kapillaarivirtausta, si- —vuvirtauskaistaletta, ilmavirtausta, peristalttista putkea, gravitaatiota, tyhjiötä, sähköosmoottista virtausta tai tyhjiösäiliötä, joka puhkaistaan näytteenoton yh- teydessä jne. Vastaavasti, mainitun ainakin yhden datasignaalin välittämisen li- säksi lähettimeen 34, kaapeli 33 on konfiguroitu välittämään imu näytteen siirtä- miseksi keräyskohdasta ilmaisinyksikön 32 ilmaisimeen.
Kuvio 6 kuvaa urheilukypärään asennetun laitteen aivovamman ha- vaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukai- sesti. Urheilukypärä 36 voi olla esimerkiksi amerikkalainen jalkapallokypärä 36. Kuvatussa urheilukypärässä 36 on laite aivovamman havaitsemiseksi koh- teessa, laitteen käsittäessä ilmaisinyksikön 32, kaapelin 33 ja lähetinyksikön 34. Kuvattu urheilukypärä 36 käsittää irrotettavan laitteen aivovamman havaitse- miseksi kohteella ilman, että on tarve keskeyttää meneillään oleva toiminta, mai- nitun laitteen käsittäessä suukappaleeseen anatomisesti sopivan ilmaisimen, joka ilmaisin käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa rea- goivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektii- — visesti glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinneste- näytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ainakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ainakin yhden datasignaalin oma- tessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin ta- soon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivo- vamman asteesta, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä. N Kuvio 7 kuvaa suojakypärään asennetun laitteen aivovamman ha- N vaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukai- N sesti. Suojakypärä 37 voi olla esimerkiksi suojakypärä 37, jota käytetään pyö- = räilyssä, luistelussa, kenttäurheilussa tai jääurheilussa. Suojakypärä 37 voi olla © 30 myös sotilaskypärä 37. Kuvatussa suojakypärässä 37 on laite aivovamman ha- E vaitsemiseksi kohteessa, laitteen käsittäessä ilmaisinyksikön 32, kaapelin 33 ja o lähetinyksikön 34. Kuvattu suojakypärä 37 käsittää irrotettavan laitteen aivovam- S man havaitsemiseksi kohteella ilman, että on tarve keskeyttää meneillään oleva N toiminta, mainitun laitteen käsittäessä suukappaleeseen anatomisesti sopivan S 35 ilmaisimen, joka ilmaisin käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinnestenäytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodosta- essa ainakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ainakin yhden data- signaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaanipohjaisen bio- markkerin tasoon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivovamman asteesta, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä Kuvio 8 kuvaa suusuojukseen asennetun erillisen laitteen aivovam- man havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti.
Suusuojus 41 voi olla esimerkiksi kenttäurheilussa tai kamppailula- jeissa käytettävä suusuojus 41, joka mittaa biomarkkeria ilman, että on tarve keskeyttää meneillään oleva toiminta.
Kuvatussa suusuojassa 41 on laite 40 ai- vovamman havaitsemiseksi kohteessa, laitteen käsittäessä ilmaisin-lähetinyksi- kön 42. Kuvattu suusuojus 41 käsittää hammassuojan, leukasuojan, johon on upotettu laite aivovamman havaitsemiseksi suusuojusta käyttävässä kohteessa, — mainitun laitteen käsittäessä ilmaisimen, joka ilmaisin käsittää ainakin yhtä gly- kaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaiseen biomark- keriin sitoutuvaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti glykaanipohjaisen bio- markkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinnestenäytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ainakin yhden datasignaalin mittaus- datana, mainitun ainakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka kor- reloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivovamman asteesta, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä.
Esitetyssä suoritusmuodossa laite 40 aivovamman havaitsemiseksi kohteessa käsittää ilmaisin-lähetinyksikön 42, jossa mainittu ilmaisin-lähetinyk- N sikkö 42 käsittää ilmaisimen ja lähettimen.
Mainitussa ilmaisin-lähetinyksikössä S 42 mainittu ilmaisin on konfiguroitu tuotavaksi suoraan kosketukseen näytteen N kanssa. = Ilmaisin-lähetinyksikön 42 ilmaisin voi käsittää ainakin yhtä glykaa- © 30 nipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaiseen biomarkkeriin E sitoutuvaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti glykaanipohjaisen biomarkke- o rin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinnestenäytteessä, jossa mainittu reaktio tai S mainittu sitoutuminen muodostaa ainakin yhden datasignaalin mittausdatana, N mainitun ainakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi gly- S 35 kaanipohjaisen biomarkkerin tasoon näytteessä, tason ollessa indikaattori koh- teen aivovamman asteesta.
Ilmaisin-lähetinyksikön 42 ilmaisin on konfiguroitu välittämään mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisin-lähetinyksikön 42 lähetti- melle. Ilmaisin-lähetinyksikön 42 ilmaisin on konfiguroitu suorittamaan useita mittauksia ajan myötä aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi koh- teessa. Ilmaisin-lähetinyksikön 42 lähetin on konfiguroitu lähettämään analy- — saattorille digitaalista informaatiota, joka sisältää mainitun ainakin yhden data- signaalin.
Kuvio 9 kuvaa hampaaseen asennetun tai istutetun erillisen laitteen aivovamman havaitsemiseksi kohteessa esillä olevan keksinnön erään suoritus- muodon mukaisesti. Kuvattu laite 50 aivovamman havaitsemiseksi kohteessa on järjestetty hampaaseen 51, joka käsittää ilmaisin-lähetinyksikön 52. Mainittu ilmaisin-lähetinyksikkö 52 voi olla esimerkiksi kiinnitetty tai istutettu hampaalle tai hampaaseen 51.
Esitetyssä suoritusmuodossa laite 50 aivovamman havaitsemiseksi kohteessa käsittää ilmaisin-lähetinyksikön 52, jossa mainittu ilmaisin-lähetinyk- —sikkö 52 käsittää ilmaisimen ja lähettimen. Mainitussa ilmaisin-lähetinyksikössä 52 mainittu ilmaisin on konfiguroitu tuotavaksi suoraan kosketukseen näytteen kanssa.
Ilmaisin-lähetinyksikön 52 ilmaisin voi käsittää ainakin yhtä glykaa- nipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaiseen biomarkkeriin — sitoutuvaa reagenssia, joka reagoi selektiivisesti glykaanipohjaisen biomarkke- rin kanssa tai sitoutuu siihen näytteessä, jossa mainittu reaktio tai mainittu si- toutuminen muodostaa ainakin yhden datasignaalin mittausdatana, mainitun ai- nakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi glykaanipohjai- sen biomarkkerin tasoon näytteessä, tason ollessa indikaattori kohteen aivo- vamman asteesta. Ilmaisin-lähetinyksikön 52 ilmaisin on konfiguroitu välittä- N mään mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisin-lähetinyksikön 52 lähettimelle. S Ilmaisin-lähetinyksikön 52 ilmaisin on konfiguroitu suorittamaan useita mittauk- N sia ajan myötä aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi kohteessa. Ilmai- = sin-lähetinyksikön 52 lähetin on konfiguroitu lähettämään analysaattorille digi- © 30 taalista informaatiota, joka sisältää mainitun ainakin yhden datasignaalin. Ter- E mejä "ilmaisin" ja "anturi" voidaan käyttää tässä vaihtovuoroisesti.
o Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuodossa mainittu ruumiin- S neste on hikeä ja laite on suunniteltu liimalaastariksi.
N Esillä olevan keksinnön toisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiin- S 35 neste on virtsaa ja mainittu näytteenottoelementti on suunniteltu virtsankerays- laitteeksi.
Esillä olevan keksinnön toisessa suoritusmuodossa mainittu ruumiin- neste on kyynelnestettä ja mainittu näytteenottoelementti on suunniteltu kyynel- nesteen keräyslangaksi.
Biomolekyylien havaitsemiseen tarkoitetut anturit, joita kutsutaan myös bioantureiksi, voivat sisältää biotunnistuselementtejä ja muuntimia. Bio- tunnistuselementit tunnistavat analyytit spesifisesti ja ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa, tyypillisesti havaitsemalla muutoksia fysikokemiallisissa ominai- suuksissa (optiset, termiset, sähköiset ja termodynaamiset ominaisuudet), jotka yleensä muunnetaan sähköiseksi signaaliksi muuntimella.
Anturi käsittää tunnistavan materiaalin, joka voi olla entsyymi, vasta- aine, mikro-organismi, kudos, organelli, DNA ja RNA, ligandia sitova reseptori tai mikä tahansa vastaava molekyyliaffiniteettisitoutumispari, kuten lektiini ja gly- kaani. Vaihtoehtoisesti se on vuorovaikutus komplementaaristen aineiden välillä ja ligandien vuorovaikutus 3D-komplementaaristen 3D-rakenteiden kanssa.
— Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti anturi voi perus- tua käytetyn biotunnistuselementin tyyppiin tai käytettyyn muunninmenetel- mään. Biotunnistuselementin perusteella anturi voi olla entsyymianturi, immu- noanturi, nukleiinihappokoetinanturi tai solu-, kudos- tai organellipohjainen an- turi. Muunninmenetelmän perusteella anturi voi olla pietsosähköinen, optinen tai sähkökemiallinen anturi.
Jotkin esillä olevan keksinnön suoritusmuodot sisältävät bioantu- rialustoina hiilinanomateriaaleja partikkeleiden/pisteiden, putkien/lankojen ja le- vyjen muodossa. Hiilinanomateriaalit nanoputkien muodossa sisältävät yksisei- näiset (SWCNT) ja moniseinäiset (MWCNT), grafeenit sisältävät grafeenin (GR), grafeenioksidin (GO) ja pelkistetyn grafeenioksidin (rGO). Hiilen kvantti- N pisteanturirakenteet (OD) sisältyvät myös esillä olevan keksinnön suoritusmuo- O toihin. LÖ Näin ollen laite käsittää lisäksi anturin biomarkkerin läsnä olon ja ta- = son konvertoimiseksi/muuntamiseksi kvantitoitavaksi signaaliksi (esim. säh- © 30 —köiseksi signaaliksi), jota voidaan käsitellä prosessointiyksikössä lisäanalyysiä E varten. Toisin sanoen anturi on laitteen elementti, joka on muokattu muodosta- o maan signaali, jonka intensiteetti korreloi glykaanipohjaisen biomarkkerin ta- S soon ruumiinnestenäytteessä, joka saatetaan kosketukseen anturin kanssa N näytteenottoelementin välityksellä. S 35 Keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti signaalin muodos- taminen ja mittaukset perustuvat ainakin yhteen seuraavista: kolorimetrisiin mittauksiin, valonsirontamittauksiin, lämpösäteilymittauksiin, fluoresenssimit- tauksiin, fotoluminesenssimittauksiin, valon polarisaatiomittauksiin, kemilumi- nesenssimittauksiin, elektrokemiluminesenssimittauksiin (ECL), magneettikent- tämittauksiin ja sähkökemiallisiin mittauksiin. Keksinnön vaihtoehtoisessa suori- tusmuodossa anturi vastaanottaa näytteen näytteenottoelementistä putken tai näytteensiirtotyökalun, kuten esimerkiksi pipetin, välityksellä.
Informaatio, eli diagnostiset/analyyttiset tulokset, voidaan saada muutamassa sekunnissa tai minuuteissa. Eräiden keksinnön suoritusmuotojen mukaisesti anturi ja prosessori pystyvät havaitsemaan ja tallentamaan biomark- —kerin tasoja jopa useita kertoja sekunnissa reaaliaikaisesti, on-line.
Anturi voi sisältää reaktiokennon seuraavien toimintojen suoritta- miseksi: diffuusien reagenssien aikaansaamisen, jotka voivat sitoutua tai muo- dostaa kompleksin biomarkkerin kanssa, jossa nämä diffuusit reagenssit voi- daan toimittaa joko reagenssit sisältävällä nesteellä esitäytetystä kammiosta tai reagenssia sisältävästä kuivatusta laikusta/täplästä, immobilisoitujen/sidottujen (esim. painettujen tai täplitettyjen) reagenssien aikaansaamisen biomarkkerin tai aiemmassa näytekeräyksessä muodostuneen kompleksin sitomiseksi, ja/tai tuloksen havaitsemisen mahdollistamisen suorittamalla reaktio tai tapahtuma, jonka perusteella biomarkkerin läsnäolo ja määrä voidaan havaita ja varmistaa, ja myös valinnaisesti kvantitoida.
Anturi voi olla mikrofluidiikkakennon muodossa ja biomarkkeri joko leimataan tai aiheutetaan muu muutos solua karakterisoivassa signaalissa. Sig- naali on konsentraatioriippuvainen, mikä mahdollistaa biomarkkerin kvantitatii- visen mittauksen.
Jotkin biomarkkerin seurantatekniikat perustuvat mikrofluidiikoihin, N joita pidetään yksinkertaisina, edullisina ja nopeina. Mikrofluidiikka sisältää po- O lymeeri- ja paperipohjaisten alustojen käytön havaitsemisessa, kolorimetrisen, LÖ fluoresenssin, kemiluminesenssin, elektrokemiluminesenssin (ECL), magneetti- = sen, lämpösäteilyn, radiotaajuusmodulaation ja sähkökemiallisen havaitsemi- © 30 sen. Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukainen laite voi si- E sältää mikrofluidiikkaelementtejä. Mikrofluidiikan rooli bioantureiden kehittämi- o sessä on osoittautunut merkittäväksi biologisten ja kemiallisten näytteiden ana- S lyyttisissa tutkimuksissa. Geneerinen analyyttinen toimintamalli voidaan jakaa N kolmeen laajaan kategoriaan: analyyttiseen toimintaperiaatteeseen, johon mit- S 35 —taus perustuu, analyysimenetelmään, joka on konsepti valitun analyyttisen toi- mintaperiaatteen olosuhteiden optimoimiseksi, ja analyysimenettelyyn, joka sisältää kaikki huomioitavat seikat analyytistä analyysitulokseen. Mikrofluidiik- kalaitteilla on luonnostaan ominaisuuksia, jotka tekevät niistä edullisia vierites- taussovelluksiin (POCT): analysointiin tarvitaan pienempiä määriä testinäytteitä ja reagensseja, joita voidaan myös käsitellä tarkasti, testiajat lyhenevät rajusti johtuen diffuusioreitin pituuksien lyhentymisestä mikrofluidiikkalaitteissa, sa- manaikaisesti voidaan suorittaa useita testityyppejä (multipleksointi) ja erilaisia prosessivaiheita voidaan integroida ja automatisoida samalla alustalla. Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti mukaan voidaan sisäl- lyttää näytteen esikäsittely- ja rikastusvaihe.
Mikrofluidiikkakennoanturi voi sisältää reaktio- ja havaitsemisseg- mentin tietyssä putken tilavuudessa tai pinnan alueella, esimerkiksi kerroksen, kalvon, päällystettyjen helmien, kuitujen, neulojen, huokostilavuuden tai muun kolmiulotteisen matriksin muodossa. Reaktiot, jotka biomarkkerin läsnäolo lau- kaisee ja havaittavissa/mitattavissa oleva lopputulos, joka on indikaattori aivo- vammasta, tapahtuvat reaktioalueella.
Anturi voi käsittää spiraalikiekon tai mikrofluidisen sentrifugaatioalus- tan, joka voi toimia sekä erotus/suodatusyksikkönä että reaktiokennona.
Kuten edellä on käsitelty, yhden tai useamman glykaanipohjaisen biomarkkerin läsnäolo liikkuvassa tai paikallaan olevassa nestenäytteessä ha- —vaitaan spesifisellä reaktiolla, jonka biomarkkerin läsnäolo laukaisee. Havaitse- minen voi olla joko kvantitatiivista massa per tilavuuden suhteen tai suhteellista peräkkäisten mittausten välillä.
Glykaanipohjainen biomarkkeri voi adsorboitua matriksin pintaan, joka on funktionalisoitu aineilla, jotka sitovat/sieppaavat biomarkkerin näyt- teestä. Tällaisia sieppausaineita voivat olla esimerkiksi lektiinit, vasta-aineet tai N niiden synteettinen toiminnallinen mimeetti, joka kykenee sitomaan biomarkke- S rin. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää myös biomarkkerin epäspesifistä sitomista, N eli sitomista, joka perustuu hydrofobisiin vuorovaikutuksiin, passiiviseen adsorp- = tioon, van der Waalsin voimiin ja/tai vetysidoksiin. © 30 Joissain suoritusmuodoissa havaitseminen perustuu leimavapaisiin E tekniikoihin, esimerkiksi sähköisen signaalin muutoksen mittaaminen havainto- o alueen/tilavuuden yli (esimerkiksi sähkökemiallinen, johtavuus, kapasitanssi) tai S sorptioon perustuvien muutosten mittaaminen optisessa signaalissa (esimer- N kiksi spektroskooppinen, absorbanssi, transmittanssi, heijastuskyky ja pintap- S 35 lasmoniresonanssi). Näin ollen kvantitatiivinen tai suhteelliskvalitatiivinen ha- vaitseminen voidaan suorittaa kultakalvolla pintaplasmoniresonanssilla, kalvon kapasitanssin tai johtavuuden sähköisellä havainnoinnilla, sähkökemiallisella havainnoinnilla (PED, hapetus) tai huokoisen (nano)kalvon optisen resonanssin havainnoinnilla.
Leimariippuvaisessa havaitsemisessa termi "leima" viittaa ainee- seen, jota käytetään biomarkkerin jäljittämiseen, paikantamiseen tai visualisoi- miseen ja sen tekemiseen havaittavaksi visuaalisella tekniikalla tai millä tahansa tunnistustekniikalla.
Leima konjugoidaan tyypillisesti biomarkkerispesifiseen molekyyliin, kuten vasta-aineeseen tai lektiiniin, joka sitoutuu spesifisesti gly- kaanipohjaiseen biomarkkeriin.
Leima voi olla väriaine, fluoresoiva molekyyli, entsyymi, havaittava nanopartikkeli tai kelaatti.
Näissä leimoissa on biomarkke- ria sitova osa biomarkkerin spesifisen sitomisen varmistamiseksi.
Tällaisten lei- mojen läsnäolo anturissa/anturilla muodostaa signaalin, joka on suhteessa bio- markkerin määrään.
Fluoresenssipolarisaatiohavaitseminen on leimariippuvai- nen havaitsemismenetelmä; se on kuitenkin edullinen, koska se ei vaadi erotus- tai pesuvaihetta, koska havaitseminen perustuu emittoituneen valon eri polari- saatiotasoihin riippuen siitä, onko biomarkkeri sitoutunut ligandiin vai ei.
Fysikaalisessa ja analyyttisessä kemiassa kolorimetria on tekniikka, jota käytetään värillisten yhdisteiden konsentraation määrittämiseksi liuoksessa.
Kolorimetrinen analyysi on menetelmä kemiallisen alkuaineen tai kemiallisen yh- disteen konsentraation määrittämiseksi liuoksessa värireagenssin avulla.
Liuok- sen konsentraation testaaminen voidaan suorittaa mittaamalla sen absorbanssi tietyllä valon aallonpituudella.
Joissain keksinnön suoritusmuodoissa käytetään kolorimetriatekniikoita, mutta myös muita väriin perustuvia havaitsemisteknii- koita voidaan käyttää.
Joissain suoritusmuodoissa väri/väriaine/kromogeeni muodostaa vä- N rillisen kompleksin tai muuttaa väriään glykaanipohjaisen biomarkkerin läsnä ol- S lessa (kemialliset glykaanimääritykset). Keksinnön joidenkin suoritusmuotojen N mukaisesti glykaanipohjaisten biomarkkereiden havaitseminen perustuu reak- = tiokaskadiin, jonka käynnistää biomarkkerin läsnäolo.
Reaktio voi sisältää ent- © 30 —syymejä tai ei sisällä niitä.
Joissain suoritusmuodoissa glykaanipohjaiselle bio- E markkerille spesifinen entsyymi aloittaa konversioreaktion biomarkkerin läsnä o ollessa.
Entsymaattinen reaktio voidaan kytkeä väriin/väriaineeseen/kromogee- S niin, joka kehittää väriä tai muuttaa sen väriä (entsymaattinen aktiivisuus). Täl- N lainen havaitsemismekanismi ei myöskään vaadi minkään elementin immobili- S 35 — sointia indikaattoriformulaatiossa.
Keksinnön toisessa suoritusmuodossa leimattu reagenssi on analyy- tin spesifinen sitomispartneri. Leimattu reagenssi, analyytti (jos on läsnä) ja im- mobilisoitu leimaamaton spesifinen sitomisreagenssi toimivat yhdessä "kerros- reaktiossa". Tämä johtaa siihen, että leimattu reagenssi sitoutuu toiseen vyö- hykkeeseen, jos näytteessä on läsnä analyyttiä. Näillä kahdella sitomisreagens- silla on spesifisyydet analyytin eri epitoopeille.
Esillä oleva keksintö kattaa myös indikaattoriformulaatiot, jotka voivat perustua liukoisiin reagensseihin glykaanipohjaisen biomarkkerin havaitse- miseksi.
Esimerkiksi entsymaattisessa glykaanimäärityksen suoritusmuo- dossa näytteessä oleva analyytti (glykaani) reagoi entsyymin kanssa, joka kata- lysoi glykaanin hajoamista. Esimerkiksi heksokinaasi on entsyymi, joka fosfory- loi heksooseja (kuusihiilisiä sokereita) muodostaen heksoosifosfaattia, joka puo- lestaan voi muodostaa indikaattoriformulaatiossa olevan toisen reagenssin kanssa väriä luovuttavan aineen. Tämä reagenssi lisätään formulaatioon tyypil- lisesti portaalin kautta. Vastaavasti galaktoosioksidaasi on entsyymi, joka kata- lysoi D-galaktoosin hapettumista, ja glukoosioksidaasi on oksidoreduktaasi, joka katalysoi glukoosin hapettumista vetyperoksidiksi ja D-alukono-ö-laktoniksi; nämä entsymaattisten reaktioiden tuotteet voidaan havaita suoraan tai epäsuo- rasti.
Esimerkiksi "suoran testauksen" suoritusmuodossa glykaanipohjai- nen biomarkkeri reagoi kromogeenin kanssa, esimerkiksi pelkistävä sokeri ai- heuttaa kromogeenin pelkistymisen siten saaden aikaan värin kehittymisen.
Joissain liukoisiin ja diffundoituviin leimoihin perustuvissa suoritus- muodoissa glykaanipohjainen biomarkkeri reagoi entsyymin kanssa, joka on N spesifinen glykaanipohjaisessa biomarkkerissa olevalle osalle tai molekyylira- O kenteelle. Joissain tapauksissa tämä osa voi olla galaktoosi ja entsyymi on ga- LÖ laktoosioksidaasi. HRP:n ja kromogeenin, kuten Amplex® Red -kromogeenin = (10H-fenoksatsiini-3,7-dioli-10-asetyyli, CAS 119171-73-2), läsnä ollessa reak- © 30 tio johtaa värin kehittymiseen (absorbanssin max @ 560 nm).
E Joissain liukoisiin ja diffundoituviin leimoihin perustuvissa suoritus- o muodoissa glykaanipohjainen biomarkkeri reagoi suoraan kromogeenin/värin S kanssa. Joissain tapauksissa glykaanibiomarkkeri voi koostua pelkistävästä so- N kerista, joka joissain tapauksissa reagoi 3-metyyli-2-bentsotiatsolinonihydratso- S 35 nin (MBTH) kanssa muodostaen värillistä adduktia.
Toinen esillä olevan keksinnön joissain suoritusmuodoissa relevantti havaitsemistekniikka sisältää nanopartikkeleihin pohjautuvien fluoresoivien ko- ettimien käänteisvirittämisen, jotka voidaan virittää matalaenergisellä valofoto- nilla (lähi-infrapunalla). Signaalin lukeminen tapahtuu matalammilla aallonpi- tuuksilla, mikä tarkoittaa, että vältetään autofluoresenssi.
Joissain esillä olevan keksinnön suoritusmuodoissa anturi on vasta- ainepohjainen anturi, joka tunnetaan myös nimellä immunoanturi, joka perustuu vasta-aine-antigeenireaktion spesifisyyteen aiheuttaa muutos anturisignaalissa. Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä voidaan käyttää sekä po- —lyklonaalisia että monoklonaalisia vasta-aineita. Vasta-aineet voidaan immobili- soida suoraan anturin pinnalle kovalenttisella sitomisella amino-, karboksyyli- tai aldehydiryhmien välityksellä. Vasta-aineet voidaan kiinnittää myös magneetti- helmien pintaan immunomagneettisen erotuksen ja havaitsemisen suoritta- miseksi.
Joissain suoritusmuodoissa lektiini/galektiinitestin ja immunotestin yhdistelmää voidaan käyttää esillä olevien biomarkkereiden havaitsemiseksi, mittaamiseksi ja/tai analysoimiseksi kohteelta otetussa näytteessä. Tätä tarkoi- tusta varten tarvitaan sekä sieppausreagenssi että havaitsemisreagenssi. Mai- nittu sieppausreagenssi voi olla lektiini tai galektiini, kun taas mainittu havaitse- misreagenssi voi olla havaittavaksi leimattu vasta-aine, tai päinvastoin.
Immunologisissa testeissä, joita käytetään biomarkkereiden havait- semiseksi seerumissa ja biologisissa nesteissä, vasta-aineet sitoutuvat ei-kova- lenttisesti antigeeniepitooppeihin ei-kovalenttisten vuorovaikutusten, kuten ve- tysidosten, sähköstaattisten sidosten, van der Waalsin voimien ja hydrofobisten vuorovaikutusten välityksellä. Nämä vuorovaikutukset ovat reversiibeleitä ja vai- N kuttavat vasta-aineiden ja antigeenien välisen sitoutumisen vahvuuteen. S Esillä olevassa keksinnössä tarkastellaan myös perinteisiä immuno- N testejä, sisältäen esimerkiksi kerrosimmunotestit, kuten entsyymivälitteisen im- ? munosorbenttitestin (ELISA) tai fluoresenssipohjaiset immunotestit, sekä muut S 30 entsyymi-immunotestit. ELISA:ssa käytetään tyypillisesti vasta-aineita. Spesifi- E nen antigeeniepitooppi sitoutuu kiinteälle pinnalle immobilisoituihin pAb:eihin. o Entsyymikytketty sAb sitoutuu muihin epitooppeihin muodostaen kerrosmaisen s kompleksin. Antigeenin ja pAb:n sitoutuminen havaitaan käyttämällä entsyymin N aktiivisuutta, joka muuttaa substraatin värilliseksi tuotteeksi. S 35 Kuten alan ammattimiehet helposti ymmärtävät, useampaa kuin yh- den tyyppistä lektiiniä/galektiinia ja/tai useampaa kuin yhden tyyppistä vasta-
ainetta voidaan käyttää. Lisäksi voidaan suorittaa useita erilaisia reaktioita sa- manaikaisesti tai peräkkäin erilaisten glykaanipohjaisten biomarkkereiden ha- vaitsemiseksi analysoitavassa näytteessä.
Yllä olevan mukaisesti molekyylejä, jotka soveltuvat käytettäviksi gly- kaanipohjaisten biomarkkereiden havaitsemiseksi analysoitavassa näytteessä, ovat, mutta ei rajoittuen, lektiinit, galektiinit, vasta-aineet ja kompetetiiviset pien- molekyylit. Mainitut havaitsemismolekyylit voidaan visualisoida tai tehdä muuten mitattaviksi käyttämällä esimerkiksi konjugoituja värireagensseja, leimoja tai vä- rejä. Tähän tarkoitukseen sopivia entsyymileimoja ovat sellaiset, jotka substraat- tia lisättäessä katalysoivat reaktion, joka johtaa mitattavissa olevaan muutok- seen värissä, luminesenssissa, sakan muodostumisessa tai muissa mitattavissa olevissa parametreissa. Ei-rajoittavia esimerkkejä sellaisista entsyymileimoista ovat piparjuuriperoksidaasi (HRP) ja alkalinen fosfataasi (AP). Fotoluminesens- sileimoja, sisältäen fluoresoivat värit (suositeltavia), lantanidikelaatit (aika- —erotteistafluoresenssia varten) ja fotonien käänteisviritysleimat, voidaan käyttää mainittujen havaitsemismolekyylien havaitsemiseksi.
Lisäksi havaitseminen voi perustua bioluminesenssiin ja kemilumi- nesenssiin (kuten esimerkiksi lusiferiinipohjaisessa havaitsemisessa) tai elektrokemiluminesenssiin (esimerkiksi ruteniumkompleksien kanssa). Myös — biotiinia ja sen johdannaisia, jotka mahdollistavat leimatun avidiinin tai leimatun streptavidiinin sitoutumisen ja havaitsemisen, sekä erilaisia radioaktiivisia iso- tooppeja voidaan käyttää havaitsemiseksi. Havaitseminen voidaan suorittaa myös käyttämällä helmiä ja partikkeleita, sisältäen esimerkiksi lateksipartikkelit, synteettiset polymeeripartikkelit, kolloidaaliset metallit, kuten kulta- ja hopeapar- — tikkelit, (para)magneettiset helmet ja fluoroforivärjätyt partikkelit.
N Joissain suoritusmuodoissa esillä olevan keksinnön mukaiset bio- N markkerit voidaan havaita elektrokemiallisella luminesenssitestillä. Elektrokemi- N luminesenssihavaitsemisessa käytetään leimoja, jotka emittoivat valoa niitä = elektrokemiallisesti stimuloitaessa. Taustasignaalit ovat minimaalisia, koska sti- © 30 mulaatiomekanismi (sähkö) on irtikytketty signaalista (valo). Leimat ovat stabii- E leja, ei-radioaktiivisia ja tarjoavat käyttöön kätevän kytkentäkemiavaihtoehdon. o Lisäksi näyte voidaan analysoida myös passiivisen tai aktiivisen S biosirun avulla. Biosirut käsittävät yleensä kiinteitä alustoja ja niissä on yleensä N tasomainen pinta, johon on kiinnitetty sieppausreagenssi (kutsutaan myös ad- S 35 sorbentti- tai affiniteettireagenssiksi). Usein biosirun pinta käsittää useita sijain- niltaan tunnettuja kohtia, joista jokaiseen on sidottu sieppausreagenssi.
Lektiinibiosirut ovat biosiruja, jotka on muokattu glykaanien sieppaamiseen.
Alalla on kuvattu monia lektiinibiosiruja.
Nukleiinihappoaptameeriin perustuvaa leimavapaata elektrokemial- lista havaitsemista voidaan käyttää silloin, kun sitoutuminen immobilisoituun ap- tameeriin voi johtaa virran heikkenemiseen (signaalisammutukseen), joka mita- taan kanttiaaltovoltammetrialla.
Tämän menetelmän etuna on, että siinä käyte- tään DNA-aptameeriin perustuvaa reagenssitonta ja leimavapaata elektrokemi- allista bioanturia.
DNA-aptameeri voi havaita spesifisen antigeenin.
Kultananopartikkelit (AUNP) voivat toimia pintoina proteiinien immo- — bilisoinnille, mutta myös muita pintoja, joilla on elektrokemiallisia ominaisuuksia, voidaan käyttää elektrokemiallisten bioantureiden valmistamiseksi.
AUNP-alus- toja voidaan yhdistää useilla entsyymeillä leimatun sAb-magneettihelmibiokon- jugaatin kanssa ja käyttää ultraherkkään havaitsemiseen.
Signaalin vahvistus voidaan saada aikaan käyttämällä syntetisoituja magneettisia biokonjugaattipar- — tikkelileimoja yhdessä sAb:n kanssa, joka on kiinnitetty 1 um magneettihelmiin, tai käyttämällä sekundaarista partikkelivahvistusta, kuten hopeapartikkelivahvis- tusta.
Muissa keksinnön suoritusmuodoissa voidaan käyttää orgaanista elektrokemiallista transistoria, joka perustuu poly(styreenisulfonaatilla) seostet- tuun poly(3,4-etyleenidioksitiofeeniin) (PEDOT-PSS) ja pAb-leimattuun AuNP:hen.
Elektrokemiluminesenssitekniikassa voidaan kuitenkin myös käyttää Ab-leimattuja platinananopartikkeleita ja vedyn muodostumisreaktiota.
Viimeaikaiset edistysaskeleet pinta-avusteisessa Raman-spektro- skopiassa (SERS) ovat johtaneet uusien nanokoettimien suunnitteluun, joita kut- sutaan SERS-tunnisteiksi.
SERS-tunnisteet ovat metallisten nanopartikkeleiden N ja erittäin spesifisten orgaanisten Raman-reportterimolekyylien yhdistelmiä.
AN SERS-aktiiviset nanokoettimet tuottavat vahvoja, tunnusomaisia Raman-sig- N naaleja, ja niitä voidaan käyttää biomarkkereiden havaitsemiseen käyttämällä = Raman-laserspektrometriaa tai SERS-mikroskopiaa. © 30 Fluoresenssipohjaisessa biomarkkeriproteiinien havaitsemisessa E käytetään yksinkertaista kvantitointiprosessia, suurien näytemäärien helppoa o havaitsemista ja verrattain helppoa biomolekyylien leimaamista fluoresoivilla S tunnisteilla.
Fluoresoivasti leimattuja sAb:itä käytetään näytteissä olevien anti- N geenien kvantitointiin.
Lisäksi signaalin vahvistus voidaan saada aikaan käyttä- S 35 mällä fluoresoivia nanohelmiä fluoresoivien molekyylien sijasta.
Fluoresoivat na- nohelmet valmistetaan vangitsemalla fluoresoivia värejä polystyreenistä koostuvien mikrohelmien sisään. Sitten nämä fluoresoivat helmet konjugoidaan sAb:iden kanssa, jotka voivat muodostaa kerrostyyppisen biomolekyylikomplek- sin antigeenin ja immobilisoidun pAb:n kanssa.
Vuonna 1983 tapahtuneen ensiesittelynsä jälkeen proteiinimikrosirut on hyväksytty laajalti ja niitä on innovoitu biomarkkereiden havaitsemiseksi. Bio- markkereiden havaitseminen perustuu biomolekulaarisen kompleksin muodos- tumiseen immobilisoidun pAb:n, vastaavan antigeenin ja fluoresoivalla väriai- neella leimatun sAb:n välillä. Näytteen antigeenin kvantitointi suoritetaan analy- soimalla fluoresenssisignaalin intensiteetti. Proteiinimikrosiru on edullinen siinä mielessä, että se vaatii hyvin pienen määrän näytettä ja reagensseja. Vaikka proteiinimikrosiruissa käytetään hyvin yksinkertaista kokeellista protokollaa, täl- laisen menetelmän herkkyys riippuu erityisesti kemiasta, jota käytetään proteii- nien immobilisoimiseksi pinnalle.
Puolijohdekvanttipistekemia (QD) tarjoaa vaihtoehtoisen lähestymis- tavan biomarkkereiden havaitsemiseksi ja kvantitoimiseksi. OD:t on yleensä lei- mattu sAb:lla tiettyjen antigeenien havaitsemiseksi. Fluoresenssin fotostabiili- suuden, säädettävän luonteen ja herkkyyden vuoksi OD:t ovat parempia kuin orgaaniset värit biomarkkereiden havaitsemiseksi. Vaikka OD:n alkuperäinen koko on nanometriluokkaa, biokonjugoinnin jälkeen QD:iden havaitaan muodos- tavan suurempikokoisia aggregaatteja.
Entsyymipohjaiset bioanturit perustuvat havaittaville biomolekyyleille spesifisten entsyymien käyttöön, jotka katalysoivat tuotteen muodostumista, joka voidaan kvantitoida muuntimella. Jotkut bioantureissa käytettävät entsyymit ovat oksidaaseja, jotka reagoivat liuenneen hapen kanssa tuottaen vetyperoksi- dia.
N Nukleiinihappopohjaisiin bioantureihin integroidaan oligo- ja po- S lynukleotidien luonnollisia ja biomimeettisiä muotoja ja ne perustuvat nukleoti- N dijuosteiden komplementaaristen alueiden välisen emäspariutumisaffiniteetin = korkeaan herkkyyteen ja selektiivisyyteen. Synteettisiä oligodeoksiribonukleoti- © 30 deja (ODN) voidaan myös käyttää. Päissä olevia leimoja, kuten tioleja, disulfi- E deja, amiineja tai biotiinia, lisätään ODN:n immobilisoimiseksi muunninelemen- o tin pintaan. S Jotkin keksinnön suoritusmuodot sisältävät muunninelementin, opti- N set bioanturit sisältävät pintaplasmoniresonanssin (SPR) bioanturit, adsorptio- S 35 ja heijastusbioanturit, luminesenssibioanturit, fluoresenssibioanturit ja optiset kuitubioanturit. Fluoresenssibioantureissa käytetään fluoresoivia leimoja signaalin tuottamiseksi, ja fluoresoivan signaalin intensiteettiä käytetään havait- tavan määrän määrittämiseksi. SPR on suora optinen havaitsemistekniikka, jossa mitataan taitekertoimen muutosta, joka johtuu ohuen metallikalvon pinnan läheisyydessä tapahtuvista biospesifisistä vuorovaikutuksista.
Jotkin keksinnön suoritusmuodot sisältävät pietsosähköisiä bioantu- reita, jotka koostuvat massaherkistä pietsosähköisistä kiteistä virityselektronien kanssa. Pietsosähköiset muuntimet mahdollistavat sitoutumistapahtuman muuntamisen mitattavissa olevaksi signaaliksi, kuten resonanssitaajuuden muutoksiksi.
Jotkin keksinnön suoritusmuodot sisältävät nestemäiseen väliainee- seen sovitetun kvartsikidemikrotasapainoanturin (QCM), joka antaa suoran vas- tesignaalin pintamuuntimeen liitetyn herkän kerroksen ja havaittavan analyytin välisen sitoutumistapahtuman karakterisoimiseksi.
Jotkut keksinnön suoritusmuodot sisältävät mikroulokkeen käytön, joka on massaherkän bioanturin tyyppi. Tämä havaitsemisperiaate perustuu ulokkeen mekaanisen vasteen muutokseen, joka johtuu funktionalisoidulla ulok- keen pinnalla tapahtuvasta molekyyliadsorptiosta.
Muita bioantureita, joita voidaan käyttää joissain esillä olevan keksin- nön suoritusmuodoissa, ovat niihin rajoittumatta elektrokemialliset bioanturit, si- —sältäen amperometriset, potentiometriset ja impedanssibioanturit. Potentiomet- risissä bioantureissa käytetään ioniselektiivisiä elektrodeja (ISE) ja ioniherkkiä kanavatransistoreja (ISFET) sähköpotentiaalin muutoksen mittaamiseksi, joka johtuu entsyymireaktion aiheuttamasta ionien akkumuloitumisesta. Amperomet- riset bioanturit mittaavat sähkövirran muutosta (tyypillisesti nanoampeerien ja mikroampeerien alueella), joka johtuu elektroaktiivisen lajin hapetus/pelkistys- N prosessista, esimerkiksi pulssielektrokemiallisella havaitsemisella (PED). Työ- S elektrodit ovat yleensä jalometallia tai silkkipainettu kerros, joka on peitetty bio- N tunnistuselementillä. Potentiometriset bioanturit mittaavat potentiaalieroa, joka = muodostuu kahta liuosta erottavan ioniselektiivisen kalvon yli käytännössä nol- © 30 lavirralla. Impedanssianturit perustuvat kohteiden resistiivisten ja kapasitiivisten E ominaisuuksien yhdistettyyn mittaukseen vasteena pieniamplitudiseen sinimuo- o toiseen herätesignaaliin. Impedanssin havaitseminen sisältää impedanssin S muutoksen mittaamisen, joka johtuu analyyttien sitoutumisesta elektrodien pin- N nalle immobilisoituihin reseptoreihin (vasta-aineet, DNA, proteiinit jne.). Muutos S 35 — väliaineen johtavuudessa johtuu leimana käytetyn entsyymin aktiivisuuden ai- heuttamasta väliaineen ionikonsentraation muutoksesta.
Kalorimetriset anturit, joita voidaan käyttää joissain keksinnön suori- tusmuodoissa, perustuvat biokemiallisen reaktion lämmön mittaamiseen antu- rielementissä. Nämä bioanturit koostuvat lämpötila-antureista, joissa on immo- bilisoituja biomolekyylejä. Kun analyytti tulee kosketukseen biomolekyylien kanssa, reaktiolämpötila mitataan. Tuotettu tai absorboitunut kokonaislämpö on verrannollinen molaariseen entalpiaan ja reaktiossa olevien molekyylien koko- naismäärään. Lämpötilan muutos on verrannollinen analyytin konsentraatioon eli glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoon näytteessä. Joissain esillä olevan keksinnön suoritusmuodoissa anturi on yk- —sikkö, joka voi mitata biomarkkerin suoraan. Tällaisia yksiköitä ovat HPLC-, MS- , Raman-spektroskopia- ja FTIR-spektroskopia-anturit. Sopivia menetelmiä käy- tettäviksi glykaanipohjaisten biomarkkereiden havaitsemiseen tai analysoimi- seen ovat, mutta ei rajoittuen, Biacore-menetelmät, massaspektrometria, elektroforeesi, ydinmagneettinen resonanssi (NMR), kromatografiset menetel- mät tai niiden yhdistelmä. Kaasukromatografiaa (GC) ja nestekromatografiaa (LC) voidaan käyttää metaboliittien erottamiseksi ja niiden koon, varauksen, af- finiteetin ja sitoutumiskapasiteetin määrittämiseksi. Tarkemmin sanottuna mas- saspektrometrinen menetelmä voi olla esimerkiksi LC-MS, LC-MS/MS, MALDI- MS, MALDI-TOF, TANDEM-MS, FTMS, useiden reaktioiden seuranta (MRM), — kvantitatiivinen MRM tai leimavapaa sitoutumisanalyysi. Esimerkkejä massa- spektrometreistä ovat lentoaikamassaspektrometri, magneettisektorimassa- spektrometri, kvadrupolisuodatinmassaspektrometri, ioniloukkumassaspektro- metri, ionisyklotroniresonanssimassaspektrometri, sähköstaattisen sektorin analysaattori, edellä mainittujen hybridit tai yhdistelmät ja niiden kaltaiset. Vielä eräässä suoritusmuodossa massaspektrometria voidaan yhdistää muuhun so- N pivaan menetelmään (muihin sopiviin menetelmiin), jonka (jotka) alan ammatti- S mies tietää. Toisessa suoritusmuodossa massaspektrometrinen tekniikka on N useiden reaktioiden seuranta (MRM) tai kvantitatiivinen MRM. Elektroforeettinen = menetelmä voi olla esimerkiksi kapillaarielektroforeesi (CE) tai isoelektrinen fo- © 30 —kusointi (IEF), ja kromatografiset menetelmät voivat olla esimerkiksi HPLC, kro- E matofokusointi tai ioninvaihtokromatografia.
o Joissain lisäsuoritusmuodoissa esillä olevien glykaanipohjaisten bio- S markkereiden havaitsemiseksi, mittaamiseksi ja/tai analysoimiseksi voidaan N käyttää yhtä tai useampaa erilaista sitoutumis- tai korvaustestiä. Voidaan esi- S 35 merkiksi käyttää kompetetiivista lektiini/galektiinitestimuotoa, jossa esileimattu glykaani kilpailee analysoitavassa näytteessä olevan glykaanin kanssa lek- tiini/galektiinin rajallisista sitoutumiskohdista. Joissain suoritusmuodoissa esillä olevan keksinnön mukaiset bio- markkerit voidaan havaita ja/tai mitata immunotesteillä joko kompetitiivisessa tai kerrostestimuodossa. Alan ammattimiehet tietävät, kuinka tällaisia immunotes- tejä suoritetaan. Lisäksi tähän tarkoitukseen sopivia vasta-aineita on saatavilla kaupallisesti. Muita sopivia vasta-aineita voidaan tuottaa alalla hyvin tunnetuilla menetelmillä. Joissain suoritusmuodoissa anturi voi käsittää reaktiokennon tai re- aktioalueen, joka on erotettu signaalin luettavaan muotoon muuntavasta yksi- köstä. Esimerkiksi reaktiokenno muodostaa valosignaalin ja valo siirretään foto- elektriseen kennoon valonjohtimen, kuten optisen kuidun, kautta.
Joissain suoritusmuodoissa anturi voi käsittää reaktiokennon, joka si- sältää vähintään kaksi lohkoa, joista toisessa on glykaanipohjaisen biomarkke- rin kanssareagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia ja toi- sessa ei ole tällaista biomarkkerispesifistä sitomisreagenssia. Tällaisella järjes- telyllä voidaan määrittää ilmaisimen kohinataso tai perustaso — signaali (sähköi- nen tai optinen) havaitaan molemmista lohkoista ja perustason tulos erotetaan tai vähennetään spesifisesti sitovan lohkon tuloksesta.
Kuvio 10 kuvaa laitejärjestelyn aivovamman havaitsemiseksi koh- teessa ja sen datan raportoimiseksi ja esittämiseksi esillä olevan keksinnön suo- ritusmuodon mukaisesti. Kuvattu laitejärjestely 60 käsittää ilmaisimen 62, ana- lysaattorin 65, näytön 66 ja muistin 67.
Esillä olevassa suoritusmuodossa kuvatun laitejärjestelyn 60 ilmaisin 62 aivovamman havaitsemiseksi kohteessa voi sisältää ainakin yhtä glykaa- N nipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaiseen biomarkkeriin S sitoutuvaa reagenssia, joka selektiivisesti reagoi glykaanipohjaisen biomarkke- N rin kanssa tai sitoutuu siihen näytteessä, jossa mainittu reaktio tai mainittu si- = toutuminen muodostaa ainakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ai- © 30 nakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi näytteessä ole- E van glykaanipohjaisen biomarkkerin tasoon, tason ollessa indikaattori kohteen o aivovamman asteesta. Ilmaisin 62 on konfiguroitu välittämään mainitun ainakin S yhden datasignaalin käsittävää digitaalista informaatiota analysaattorille 65. II- N maisin 62 on konfiguroitu suorittamaan useita mittauksia ajan myötä trendin S 35 — osoittamiseksi sekä aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi kohteessa.
Mainitun kuvatun laitejärjestelyn 60 analysaattori 65 on konfiguroitu vastaanottamaan ilmaisimesta 62 mainittua digitaalista informaatiota, joka käsit- tää mainitun ainakin yhden datasignaalin. Analysaattori 65 on lisäksi konfigu- roitu muodostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta. Analysaattori 65 on konfiguroitu vastaanot- tamaan ilmaisimesta 62 mainitut mittausdatat useista mittauksista, jotka suori- tetaan ajan myötä. Analysaattori 65 on lisäksi konfiguroitu analysoimaan mit- tausdataa useista mittauksista, jotka suoritetaan ajan myötä, ja muodostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
Esillä olevan suoritusmuodon mukaisen laitejärjestelyn 60 näyttö 66 aivovamman havaitsemiseksi kohteessa on konfiguroitu vastaanottamaan ana- lysaattorin 15 muodostamaa mainittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa infor- maatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta. Esillä olevan suoritusmuo- don mukainen näyttö 66 on konfiguroitu esittämään mainittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
Esillä olevan suoritusmuodon mukaisen laitejärjestelyn 60 muisti 67 aivovamman havaitsemiseksi kohteessa on konfiguroitu vastaanottamaan ana- lysaattorilta 15, tallentamaan palautettavasti muistiin 67 ja palauttamaan muis- tista 67 esimerkiksi analysaattorille 15 informaatiota, joka voi sisältää mittaus- dataa, digitaalista informaatiota, joka käsittää mainitun ainakin yhden datasig- naalin ja mainittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta. Mainittu informaatio voi sisältää myös aiem- paa terveysinformaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
Soveltuakseen sotilaskäyttöön mittauslaitteen on oltava vahva, N vankka, kestettävä putoamista, kosteutta ja äärilämpötiloja sekä kyettävä tes- S taamaan useampaa kuin yhtä markkeria tai signaalia ja antamaan visuaalinen N tai jopa äänimerkki vaaratilanteessa. ? Kuvio 11 kuvaa esimerkinomaisen mittauslaitteen 70 käytettäväksi S 30 — taistelukentällä aivovamman havaitsemiseksi kohteessa, sen datan raportoi- E miseksi ja esittämiseksi esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukai- o sesti. S Mittauslaite 70 käsittää näytteenottoelementin 71, joka on liitetty kaa- N pelilla tai suoraan pistokkeella pääyksikköön 72. Näytteenottoyksikkö käsittää S 35 — ilmaisimen 73, sarjanumeron, muistin ja tarvittavat anturit 74 sekä pumppuyksi- kön 75. Kuplapumppu on helpoin menetelmä pumppaukseen. Jos yksikköä käytetään useille potilaille, ainakin pumppuyksikkö on vaihdettavissa. Kertakäyt- töinen osa estää ristikontaminaation testattavien kohteiden välillä. Näyte on ruu- miinnestettä, mieluiten sylkeä.
Ilmaisin 73 käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaiseen biomarkkeriin sitoutuvaa reagenssia, joka selektiivisesti reagoi glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu sii- hen näytteessä, jossa mainittu reaktio tai mainittu sitoutuminen muodostaa ai- nakin yhden datasignaalin mittaustietona, mainitun ainakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi näytteessä olevan glykaanipohjaisen bio- markkerin tasoon, tason ollessa indikaattori kohteen aivovamman asteesta. II- maisin 73 on konfiguroitu suorittamaan useita mittauksia ajan myötä trendin osoittamiseksi sekä aivovamman havaitsemiseksi ja seuraamiseksi kohteessa. Edullisesti glykaanin kanssa reagoiva kemia ja reaktio suoritetaan näytteen- otossa kaapelin toisessa päässä. Näytettä ei viedä pääyksikköön 72, joka kasit- — telee signaalin ja tuottaa lopputuloksen.
Mittauslaite käsittää myös lähettimen 74, joka on konfiguroitu vas- taanottamaan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimesta 73 ja lähettämään mainittu ainakin yksi datasignaali analysaattorille 75. Analysaattori on konfigu- roitu vastaanottamaan ainakin yksi datasignaali ilmaisimesta 72 ja muodosta- maan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori koh- teen aivovammasta.
Mittauslaite 70 käsittää näytön 76, kuten OLED-näytön, kohdistinpai- nikkeet 77 ja mittauspainikkeen 78 sekä viivakoodinlukijan 79 tai RFI-lukijan 80 potilaan luotettavaa tunnistamista varten. Erään edullisen suoritusmuodon mu- — kaisesti potilastunnus on saatavissa potilaan rannekkeesta tai tuntolevystä. N Laite sisältää myös USB-liitännän 81 latausta varten ja ladattavan akun 82, ku- N ten sisäisen kiinteän ladattavan Li-ioniakun 118650. Ladattava akku riittää edul- N lisesti seitsemän päivän jatkuvaan käyttöön. = Mittauslaite on mieluiten taskukokoinen mittauslaite. Esimerkinomai- © 30 set pääyksikön eli laitteen mitat ilman näytteenottoelementtiä ovat: pituus L 150 E mm, leveys W 85 mm ja paksuus D 22 mm. Pääyksikkö käsittää edullisesti kes- o tävän kuoren, joka suojaa putoamiselta ja ankarilta olosuhteilta. S Mittauslaite 70 käsittää käyttöliittymän. Se käynnistyy painamalla N mitä tahansa painikkeista 77, 78. Sitten laite pyytää potilaan skandeerausta tun- S 35 nistamista varten. Potilasdataa voi lukea esimerkiksi potilaan RFI-rannekkeen tarran RFI-tunnisteesta tai rannekkeen viivakoodista. Jos luotettavaa potilaan tunnistusta ei ole saatavilla, voidaan lukea anturin oma ID 74 ja laite toimii yk- sinkertaisessa lukutilassa (eli trendiä tai potilashistoriaa ei saada).
Mittaus alkaa painamalla mittauspainiketta 78. Tulokset ja edellinen trendi näytetään, kun analyysi on valmis. Trendiä voi selata kohdistinpainikkeilla 77 (vasen/oikea). Laite voi näyttää aikaisemmat lukemat tilanteen parantumisen tai huononemisen seuraamiseksi. Potilaita voidaan selata myös kohdistinpainik- keilla 77 (ylös/alas), kun laite ei ole toiminnassa. Näyttö 76 näyttää edullisesti yhden tai useamman seuraavista: potilastiedot, päivämäärän ja kellonajan, ana- lyytin tason numerona, analyytin tason ajan funktiona, analyytin konsentraation alenemisen tai kohoamisen nuolella ja akun lataustason.
Edullisen suoritusmuodon mukaisesti mittauslaite on muokattu o ottamaan sylkinäyte aikavälein, o havaitsemaan kaksi glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa rea- goivaa / glykaanipohjaiseen biomarkkeriin sitoutuvaa reagenssia tai useampi — sellainen, joka reagoi (jotka reagoivat) selektiivisesti glykaanipohjaisen biomark- kerin kanssa tai joka sitoutuu (jotka sitoutuvat) selektiivisesti glykaanipohjaiseen biomarkkeriin sylkinäytteessä, o määrittämään kahden tai useamman glykaanipohjaisen biomarkke- rin taso syljessä, o esittämään kahden tai useamman glykaanipohjaisen biomarkkerin taso ajan funktiona.
Mittauslaite on edullisesti myös muokattu laukaisemaan visuaalinen hälytys, joka osoittaa kahden tai useamman glykaanipohjaisen biomarkkerin ta- son muuttumisen ajan funktiona eli kohteen aivovamman pahenemisen.
Yhdessä esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa saadaan aikaan N menetelmä aivovamman diagnosoimiseksi kohteessa, mainitun menetelmän N käsittäessä: N o kohteen saattamisen kosketukseen esillä olevan keksinnön mukai- = sen laitteen 20, 30, 36, 37, 40, 50, 60 tai mittauslaitteen 70 kanssa, © 30 o ruumiinnestenäytteen ohjaamisen mainitun laitteen 20, 30, 36, 37, E 40, 50, 60 tai mainitun mittauslaitteen 70 ilmaisimeen 12, 22, 62, 72, jossa mai- o nittua kosketukseen saattamista ja mainittua ohjaamista suoritetaan jatkuvatoi- S misesti ja/tai jaksoittain. N Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen erään muodon mukaisesti S 35 glykaanipohjaisen biomarkkerin mainitun tason mittausta tietyn potilaan maini- tussa näytteessä toistetaan ajan myötä muodostaen biomarkkeritason kvantitatiivinen tai suhteellinen trendiviiva ajan funktiona ja mahdollistaen tämän potilaan seurannan ja prognoosin tekemisen mainitun muodostetun trendiviivan perusteella.
Potilaskohtaiset mittaustulokset voidaan tallentaa muistiin ja palaut- taa mainitusta muistista.
Potilaskohtaisia mittaustuloksia voidaan käyttää poti- laan tilan ymmärtämiseksi eli onko henkilöllä ollut aivovaurio, paraneeko tila, onko vamma parantunut ja onko potilaan kotiuttaminen turvallista.
Terveydenhuollon ammattilaiset voivat hakea ja tarkastella biomark- keritason (biomarkkeritasojen) potilaskohtaisia trendiviivoja ajan funktiona aivo- kudosvamman tilan ja etenemisen seuraamiseksi sekä lopputuloksen ennusta- — miseksi.
Potilaan tilan diagnosoinnissa voidaan hyödyntää mainittuja potilaskoh- taisia mittaustuloksia tietyillä biomolekyyleillä, joiden perustaso voi vaihdella yk- silöiden välillä.
Kuitenkin jatkuvasti muuttuva trendi tällaisten molekyylien kon- sentraatiossa ajan myötä voi toimia oikeana biomarkkerina aivokudoksen tuhou- tumisesta.
Biomarkkerin jatkuva nousu voi viitata vamman etenemiseen ja osoit- taa lääkärille, että potilaan kotiuttaminen ei ole turvallista.
Biomarkkeritason lasku voi viitata siihen, että henkilö on kärsinyt aivovauriosta, mutta että tila pa- ranee.
Jatkuva tasainen taso huipun jälkeen voi osoittaa, että vamma on paran- tunut ja että potilaan kotiuttaminen on turvallista.
Eräs esimerkki esillä olevan suoritusmuodon mukaisesta laitteesta aivovamman havaitsemiseksi on mikrofluidiikkalaite, jolle on tunnusomaista mikrometrialue, jolla pinta-ala/tilavuussuhde kasvaa, jossa pintavoimat tulevat hallitseviksi ja vaikuttavat mikrofluidiikkalaitteiden toimintaan.
Nesteiden sekoit- taminen mikrofluidiikkalaitteissa on haastavaa rajallisen konvektion ja diffuu- sioriippuvuuden vuoksi.
Tyypillisesti esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen mukaisten POCT-laitteiden odotetaan olevan kustannuksiltaan alhaisia, kannet- N tavia, käyttäjäystävällisiä, omaavan pienemmät tehovaatimukset ja sisältävän S vähemmän niiden toiminnan edellyttämiä lisävarusteita.
Tehoa kuluttavimpia ja N kalleimpia komponentteja, jotka myös lisäävät POCT-laitteen kokoa, ovat = yleensä muunnin ja venttiilillä varustetut pumppukomponentit.
Pumppujärjestel- © 30 män koon pienentämisestä tai jopa pumppujen ja venttiilien tarpeen poistami- E sesta esillä olevan keksinnön joissain suoritusmuodoissa olisi suurta etua.
Mik- o rofluidiikka-alustat voidaan luokitella nestepropulsioperiaatteiden, kuten pai- S neohjatun virtauksen, perusteella.
N Toinen esimerkki esillä olevan suoritusmuodon mukaisesta laitteesta S 35 kohteen aivovamman havaitsemiseksi on kapillaarivirtauslaite, joka tunnetaan myös — testikaistaleena. — Kapillaarivirtauslaitteessa — näyteneste — liikkuu kapillaarivoimilla ilman lisättyä painetta; tällaista laitetta voidaan käyttää esillä olevan keksinnön joissain suoritusmuodoissa. Nestenäytteen virtausta säätelee mikrostrukturoidun alustan kostuvuus ja ominaiskoko. Kaikki tarvittavat kemi- kaalit lisätään valmiiksi testikaistaleelle tai testikaistaleeseen. Tyypillisesti testi- tulokset ovat optisia signaaleja ja ne toteutetaan yleensä värinmuutoksena ha- vaitsemisalueella.
Toinen esimerkki laitteesta aivovamman havaitsemiseksi kohteessa on lisätty sivupainelaite, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön joissain suoritusmuodoissa. Nämä ovat painekäyttöisiä laitteita, joissa ulkoisia pump- puja tai sisäänrakennettuja mikropumppuja käytetään kuljettamaan nesteitä alustan läpi. Tämä alusta mahdollistaa erilaisia fluiditoimintoja, kuten sekoituk- sen, ejektion, annostelun ja erottelun.
Toinen esimerkki laitteesta aivovamman havaitsemiseksi kohteessa on lisätty poikittaispainelaite, jota voidaan käyttää esillä olevan keksinnön jois- sain suoritusmuodoissa. Lisätty poikittaispaine perustuu poikittaiseen painee- seen nestevirtauksen liikuttamiseksi tai pysäyttämiseksi. Mikrokanavat ja säiliöt on valmistettu pehmeistä elastomeereistä, joita voidaan puristaa tai kaventaa viereisissä kanavissa virtaavan nesteen, kuten paineilman, aiheuttaman ulkoi- sen paineen avulla. Alustojen materiaali voidaan valmistaa pehmeistä elasto- meereistä, kuten polydimetyylisiloksaanista (PDMS). Joissain esillä olevan kek- sinnön suoritusmuodoissa näissä alustoissa voidaan käyttää fluidiikkaverkkoja.
Esillä olevan keksinnön joissain suoritusmuodoissa voidaan käyttää pisaramikrofluidiikkaa, johon liittyy mikrometrikokoisten emulsiopisaroiden muo- dostaminen ja käsittely mikrokokoon valmistetussa laitteessa. Pisaramikro- —fluidiikka tekee perinteisten mikropumppujen käytön tarpeettomaksi. Nesteiden N hallittu ja nopea sekoittaminen pisarareaktoreissa johtaa lyhyempiin reaktioai- S koihin verrattuna jatkuvavirtausmikrofluidiikkalaitteisiin. Pisaramikrofluidiikka voi N myös varastoida kaikki reagenssit pisaroihin ja eliminoida nestekytkennän tar- = peen ulkoisiin reagenssisäiliöihin. Pisaramikrofluidiikkalaitteen skaalaus isom- © 30 maksi ei lisää laitteen kokoa tai monimutkaisuutta. Digitaalisissa mikrofluidiikka- E laitteissa, toisin kuin pisaramikrofluidiikkalaitteissa, on mahdollista kohdistaa jo- o kainen pisara erikseen elektrodiryhmässä ilman mikrokanavia, ja pisaroita voi- S daan liikuttaa perustuen electrowetting-on-dielectric-periaatteeseen. Joissain N suoritusmuodoissa laite on täysin integroitu "digitaalinen" lab-on-a-chip-pisara- S 35 — mikrofluidiikkalaite ruumiinnesteiden testauksen suorittamiseksi.
Erilaisten nesteiden, sisältäen ruumiinnesteiden, vesiliuosten, liuotti- mien ja pinta-aktiivisten aineiden, sentrifugaalipumppausta voidaan käyttää esillä olevan keksinnön yhteydessä. Pinta-akustisia aaltoja (SAW), jotka kulkevat alustan pinnan yli kuljet- taen nestepisaraa aallon etenemissuunnassa, voidaan käyttää laitteessa esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti nestepisaran muodos- tamiseksi, kuljettamiseksi, sekoittamiseksi ja hajottamiseksi. SAW-laite mahdol- listaa tehostetun sekoittamisen ja sentrifugoinnin yksittäisten pisaroiden sisällä mikromittakaavassa.
Tässä esillä oleva laite soveltuu erittäin hyvin käytettäväksi vierihoi- totestauslaitteena (POCT). Diagnostiset tekniikat voidaan jakaa laboratoriopoh- jaisiin testauslaitteisiin ja POCT-alustoihin. POCT on menettely, jossa näytteet analysoidaan kohteessa tai kohteen läheisyydessä oletuksella, että testitulokset ovat saatavilla välittömästi tai lyhyessä ajassa auttaen hoitajia tekemään välittö- män diagnoosin jaftai kliiniset toimenpiteet. Joitain POCT:n ominaisuuksia ovat nopea käsittely, tulosten nopea välittäminen kliinisten päätösten ohjaamiseksi, testauksen nopea loppuun saattaminen ja seurantatoimet samassa kliinisessä testausympäristössä. Tulosten nopea käsittely on tärkeää, koska testitulokset voivat vaikuttaa kliinisiin päätöksiin, kuten potilaan hoidon kiireellisyyden luokit- telemiseen, lähetteeseen ja päätökseen potilaan kotiuttamisesta. Nopea voi tar- koittaa sekunteja, minuutteja tai muutamaa tuntia, kun potilas on vielä paikalla. Pikatestitulos ilman mekanismia, jolla tulokset voidaan raportoida nopeasti hoi- don tarjoajille ja muuntaa tulokset hoitosuunnitelmaksi, ei todennäköisesti vai- kuta merkittävästi kansanterveystuloksiin. POCT voi ratkaista tämän ongelman tekemällä testauksesta kätevän sekä potilaille että hoidon tarjoajille suoritta- N malla diagnoosiprosessi loppuun "samassa kliinisessä testausympäristössä" ja S mahdollistamalla hoitosuunnitelman toteuttaminen samana päivänä. POCT:iin N perustuva varhainen diagnoosi voi myös tarjota hoitajalle mahdollisuuden aloit- = taa hoitoprosessi aikaisemmin ja siten lisätä mahdollisuuksia lääketieteellisen © 30 tilan ehkäisemiseksi tai parantamiseksi. z Jotkin esillä olevan keksinnön suoritusmuodot kattavat POCT:n, joka o sisältää lab-on-a-chip-laitteen, kokonaisanalyysimikrojärjestelmät ja nestepat- S ruunat/sivuvirtauskaistaleet (LF). Näissä laitteissa voi olla integroidut tai erilliset N luku- ja näyttöelementit. S 35 POCT-alustojen koko voi vaihdella pienestä sirusta pöytäkonejärjes- telmään, joka voidaan sijoittaa lääkäreiden toimistoihin, sairaaloihin tai ambulansseihin, ja ihannetapauksessa sitä kyetään käyttämään vain pienellä opettelulla. POCT-järjestelmien tulisi olennaisesti vaatia mahdollisimman vähän käyttäjän toimenpiteitä, niissä olisi oltava vaaditut reagenssit ja mieluiten auto- maattiset käsittelyvaiheet, jotka on integroitu järjestelmään. Esillä olevan keksinnön suoritusmuotojen erään muodon mukaisesti tarjotaan käyttöön tarvikepakkaus aivovamman jatkuvaksi diagnosoimiseksi kohteessa, jonka diagnosoinnin ammattilainen tai maallikko voi suorittaa missä tahansa paikassa ja laitoksessa. Kuten on selvää alan ammattimiehelle, keksinnössä voidaan käyttää —lektiinisirutarvikepakkausta. Yhdessä suoritusmuodossa tarvikepakkausta käy- tetään biotinyloiduille näytteille, jotka sisältävät glykaaneja, niiden suoraa ha- vaitsemista varten sirulla Cy3-ekvivalentin väriainekonjugoidun biotiini-streptavi- diinikompleksin välityksellä. Joissain suoritusmuodoissa käytetään kerrostyyp- pistä menetelmää sirulle siepattujen glykaanien havaitsemiseksi vasta-aineilla. Joissain suoritusmuodoissa tarvikepakkaus biomarkkerin havaitse- miseksi sisältää HRP-proteiinia ja fluoresoivaa valoa voidaan käyttää biomark- kerin havaitsemiseksi ruumiinnesteessä ja biomarkkerin määrän osoittamiseksi prosentteina. Tämä voidaan sisällyttää kannettavaan sovellukseen, joka ilmai- see aivovaurion vakavuuden asteikolla, joka sisältää rajoittumatta arvot: ei mi- — tään, lievä, kohtalainen ja vakava. Toisessa suoritusmuodossa saadaan analo- ginen kyllä/ei-vastaus. Nämä esimerkit eivät sulje pois muita mahdollisia suori- tusmuotoja.
Joissain suoritusmuodoissa esillä oleva keksintö saa aikaan ainakin yhden vasta-aineen käytön tarvikepakkauksessa tai laitteessa aivovaurion ha- —vaitsemiseksi, jossa vasta-aine voi olla minkä tahansa lajin polyklonaalinen tai N monoklonaalinen vasta-aine tai sen fragmentti, joko entsymaattisesti pilkottu tai S yhdistelmä-DNA-menetelmällä tuotettu tai humanisoitu vasta-aine, ja jossa N vasta-aine tunnistaa ja sitoo glykaania, glykoproteiinia, peptidoglykaania, prote- = oglykaania, glykolipidiä, proteiinia, pienmolekyyliä, lektiiniä tai toisen lajin vasta- © 30 ainetta (yleisesti "antigeeneja"). E Kaikki esillä olevan laitteen suoritusmuodot, yksityiskohdat, edut ja o vastaavat pätevät myös laiteeseen, jota käytetään esillä olevan keksinnön eri S näkökohdissa ja suoritusmuodoissa. Myös kaikki esillä olevien menetelmien N suoritusmuodot, yksityiskohdat, edut ja vastaavat pätevät esillä olevaan tarvike- S 35 pakkaukseen ja päinvastoin. Erityisesti yksi tai useampi yhdiste, koostumus tai reagenssi, joka on kuvattu soveltuvaksi esillä olevien menetelmien suorittamiseksi, voi sisältyä esillä olevaan tarvikepakkaukseen. Samoin kaikki tarvikepakkauksen yhteydessä viitatut seikat pätevät myös esillä oleviin mene- telmiin.
Ilman lisäselvityksiä uskotaan, että alan ammattimies kykenee, hyö- dyntämällä edellä olevaa selitystä, käyttämään esillä olevaa keksintöä sen täy- dessä laajuudessa.
Ei-rajoittavia esimerkkejä esillä olevien glykaanipohjaisten biomark- kereiden eduista ovat, että ne ovat aivokudosspesifisiä, pystyvät läpäisemään veri-aivoesteen verenkiertoon muutamassa minuutissa vamman jälkeen ja ne voidaan havaita veren tai muun ruumiinnesteen vierihoitotestillä. Lisäksi bio- markkereiden määrä voi joko lisääntyä tai vähentyä vamman jälkeen, mutta silti ne korreloivat vamman vakavuuteen. Edullisesti esillä olevat biomarkkerit voivat korreloida vamman laajuuteen, eloonjääntiin ja/tai neurologiseen lopputulok- seen, tai ne voivat olla indikaattoreita hermosolujen ja gliasolujen tuhoutumisen, —aksoni- ja verisuonivaurion laajuudesta. Esillä olevat biomarkkerit voivat lisätä merkittävästi nykyistä aivovaurioiden diagnostiikkapalettia.
On odotettavissa, että tästä hyödyllisyysmallihakemuksesta kehitty- vän hyödyllisyysmallin voimassaoloaikana kehitetään monia relevantteja olen- naisesti jatkuvatoimisia aivovammojen diagnosointilaitteita ja termin ”sylkipoh- jainen aivovamman diagnosointilaite” suojapiirin on tarkoitus kattaa kaikki tällai- set uudet teknologiat etukäteen.
Tässä käytettynä termi "noin" tarkoittaa + 10 %.
Termit "käsittää", "käsittäen", "sisältää", "sisältäen”, ”on? ja niiden konjugaatit tarkoittavat "sisältäen, mutta ei rajoittuen".
Termi "koostuu" tarkoittaa "sisältäen ja rajoittuen".
N Termi "koostuu olennaisesti" tarkoittaa, että koostumus, menetelmä S tai rakenne voi sisältää lisäainesosia, -vaiheita ja/tai -osia, mutta vain jos lisäai- N nesosat, -vaiheet ja/tai -osat eivät merkittävissä määrin muuta suojavaatimusten ? mukaisen koostumuksen, menetelmän tai rakenteen perusominaisuuksia ja uu- S 30 sia ominaisuuksia. E Tässä käytettynä termit "olennaisesti puuttuu" ja/tai "pääasiallisesti o puuttuu" tietyn aineen yhteydessä viittaavat koostumukseen, josta tämä aine S puuttuu kokonaan tai joka sisältää vähemmän kuin noin 5, 1, 0,5 tai 0,1 % tätä N ainetta koostumuksen kokonaispainon tai kokonaistilavuuden mukaan. Vaihto- S 35 —ehtoisesti termit "olennaisesti puuttuu" ja/tai "pääasiallisesti puuttuu" prosessin, menetelmän, ominaisuuden tai ominaispiirteen yhteydessä viittaavat prosessiin,
koostumukseen, rakenteeseen tai tuotteeseen, josta puuttuu kokonaan tietty prosessi/menetelmävaihe tai tietty ominaisuus tai tietty ominaispiirre, tai proses- siin/menetelmään, jossa tiettyä prosessi/menetelmävaihetta suoritetaan vähem- män noin 5, 1, 0,5 tai 0,1 prosenttia verrattuna tiettyyn standardiprosessiin/me- netelmään, tai ominaisuuteen tai ominaispiirteeseen, jolle on tunnusomaista, että siinä on vähemmän kuin noin 5, 1, 0,5 tai 0,1 prosenttia ominaisuudesta tai ominaispiirteestä tiettyyn standardiin verrattuna. Termiä "esimerkinomainen" käytetään tässä tarkoittamaan "joka toi- mii esimerkkinä, ilmentymänä tai kuvauksena". Mitään "esimerkinomaisena" ku- —vattua suoritusmuotoa ei välttämättä tule pitää edullisena tai hyödyllisenä muihin suoritusmuotoihin verrattuna ja/tai sulkemaan pois muiden suoritusmuotojen si- sältämiä piirteitä.
Sanoja "valinnaisesti" tai "vaihtoehtoisesti" käytetään tässä tarkoitta- maan "saada aikaan joissain suoritusmuodoissa eikä saada aikaan muissa suo- —ritusmuodoissa". Mikä tahansa keksinnön tietty suoritusmuoto voi sisältää useita "valinnaisia" piirteitä, elleivät sellaiset piirteet ole ristiriidassa keskenään.
Tässä käytettynä yksikkömuodot sisältävät monikkoviittaukset, ellei konteksti selvästi määrää toisin. Esimerkiksi termi "yhdiste" tai "ainakin yksi yh- diste" voi sisältää useita yhdisteitä, sisältäen niiden seokset.
Läpi tämän hyödyllisyysmallihakemuksen keksinnön erilaisia suori- tusmuotoja voidaan esittää vaihteluvälimuodossa. On ymmärrettävä, että seli- tysosa on esitetty vaihteluvälimuodossa vain sen kätevyyden ja lyhyyden vuoksi, eikä sitä tule pitää keksinnön suojapiiriä joustamattomasti rajoittavana. Näin ol- len vaihteluvälialueen kuvauksen tulisi katsoa kuvaavan erityisesti myös kaikki mahdolliset vaihteluvälin sisällä olevat alueet sekä yksittäiset numeroarvot ky- N seisellä vaihteluvälialueella. Esimerkiksi vaihteluvälialueen, kuten 1 - 6, kuvauk- S sen tulisi katsoa kuvaavan myös erityiset vaihteluvälin sisällä olevat alueet, ku- N ten 1-3,1-4 1-5, 2-4 2-6, 3-6 jne. sekä yksittäiset numerot kyseisellä = vaihteluvälialueella, esimerkiksi 1, 2, 3, 4, 5 ja 6. Tämä pätee vaihteluvälialueen © 30 pituudesta riippumatta.
E Aina kun tässä esitetään numeerinen alue, sen on tarkoitus sisältää o mikä tahansa viitattu numero (murtoluku tai integraali) ilmoitetulla alueella. Ter- S mejä "vaihdella/vaihtelee välillä", jossa on alueen ensimmäinen osoitettu nu- N mero ja toinen osoitettu numero, ja "vaihdella/vaihtelee jostain lähtien", jossa on S 35 alue ensimmäisestä osoitetusta numerosta toiseen osoitettuun numeroon,
käytetään tässä vaihtovuoroisesti ja niiden on tarkoitettu sisältävän ensimmäi- nen ja toinen osoitettu numero ja kaikki murto- ja integraaliluvut niiden välissä.
Tässä käytettynä termit "prosessi" ja 'menetelmä" viittaavat tapoihin, välineisiin, tekniikoihin ja menetelmiin tietyn tehtävän suorittamiseksi, sisältäen, muttaeirajoittuen, tavat, välineet, tekniikat ja menettelyt, jotka kemian alan, ma- teriaalialan, mekaanisen alan, laskennallisen alan ja digitaalisen alan toimijat tuntevat tai jotka he helposti kykenevät kehittämään näiden alojen tunnetuista tavoista, välineistä, tekniikoista ja menetelmistä.
Tässä käytettynä termi "hoito" sisältää lääketieteellisen tilan paranta- misen, sen etenemisen olennaisen estämisen, hidastamisen tai kumoamisen, lääketieteellisen tilan kliinisten tai esteettisten oireiden olennaisen parantamisen tai lääketieteellisen tilan kliinisten tai esteettisten oireiden ilmaantumisen olen- naisen estämisen.
On ymmärrettävä, että keksinnön tietyt piirteet, jotka selvyyden vuoksi on kuvattu erillisten suoritusmuotojen yhteydessä, voidaan myös saada aikaan yhdistelmänä yhdessä suoritusmuodossa.
Kääntäen, keksinnön eri piir- teet, jotka on lyhyyden vuoksi kuvattu yhden suoritusmuodon yhteydessä, voi- daan myös saada aikaan erikseen tai minä tahansa sopivana alayhdistelmänä tai sopivasti missä tahansa muussa keksinnön kuvatussa suoritusmuodossa.
Tiettyjä eri suoritusmuotojen yhteydessä kuvattuja piirteitä ei tule pitää näiden suoritusmuotojen oleellisina piirteinä, ellei suoritusmuodon toimivuus vaadi ky- seisiä elementtejä.
On ymmärrettävä, että yllä oleva selitys ja oheistetut kuviot on tarkoi- tettu vain esittelemään keksijöiden tuntema paras tapa keksinnön valmista- miseksi ja käyttämiseksi.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön kon- N septi voidaan toteuttaa eri tavoin.
Keksinnön edellä kuvattuja suoritusmuotoja S voidaan siten modifioida tai muunnella keksinnön suojapiiristä poikkeamatta, ku- N ten alan ammattimiehet tietävät yllä olevien esitysten valossa.
Siksi on ymmär- = rettävä, että keksintö ja sen suoritusmuodot eivät rajoitu yllä kuvattuihin esimerk- © 30 keihin, vaan ne voivat vaihdella suojavaatimusten ja niiden ekvivalenttien suo- E japiirin puitteissa. o Esillä olevan keksinnön erilaisille suoritusmuodoille ja näkökohdille, S jotka on kuvattu edellä ja vaadittu alempana oheistetuissa suojavaatimuksissa, N löytyy kokeellista ja/tai laskettua tukea seuraavista esimerkeistä.
S 35 Esimerkit
Tässä viitataan seuraaviin esimerkkeihin, jotka yhdessä yllä olevan selityksen kanssa kuvaavat joitain keksinnön suoritusmuotoja ei-rajoittavalla ta- valla.
Kultasoolit immunotestissä käytettäväksi voidaan valmistaa kaupalli- sesti saatavasta kolloidisesta kullasta ja vasta-ainevalmisteesta.
Esimerkiksi kolloidinen kulta G20 (partikkelikoko 20 nm, toimittaja Janssen Life Sciences Products) säädetään pH-arvoon 7 0,22 um suodattimella suodatetulla 0,1 M K2CO:s:lla ja lisätään 20 ml puhtaaseen dekantterilasiin.
Kultasooliin lisätään 200 ul vasta-ainetta, joka valmistetaan 2 mM booraksipuskuriin pH 9 konsentraati- oon 1 mg/ml ja suodatetaan 0,22 um suodattimella, ja seosta sekoitetaan jatku- vasti kahden minuutin ajan.
Vasta-aine-kultasooliseoksen pH säädetään arvoon 90,1 M KxCOz:lla ja lisätään 2 ml 10 % (w/v) BSA:ta.
Vasta-ainekulta puhdistetaan kolmen sentrifugointivaiheen sarjassa 12 000 g:ssä 30 minuuttia ja 4 *C:ssa, ja vain pelletin irtonainen osa suspendoi- daan uudelleen myöhempää käyttöä varten.
Lopullinen pelletti suspendoidaan uudelleen 1 % (w/v) BSA:han liuoksessa, joka on 20 mM Tris, 150 mM NaCl, pH 8,2. Väriainesooleja voidaan valmistaa kaupallisesti saatavista hydrofobi- sista väriaineista, kuten Foron Blue SRP ja Resolin Blue BBLS.
Esimerkiksi 50 g väriainetta dispergoidaan 1 | tislattua vettä sekoittamalla magneettisekoitti- mella 2 - 3 minuuttia.
Väriainedispersion fraktiointi voidaan suorittaa ensimmäi- sellä sentrifugointivaiheella 1 500 g 10 minuuttia huoneenlämpötilassa suurem- pien soolipartikkeleiden poistamiseksi kiinteänä pellettinä säilyttäen superna- tanttisuspensio jatkosentrifugointia varten.
Suspensiota sentrifugoidaan 3 000 g 10 minuuttia huoneenlämpöti- N lassa, supernatantti heitetään pois ja pelletti suspendoidaan uudelleen 500 ml S tislattua vettä.
Tämä menettely toistetaan vielä kolme kertaa niin, että lopullinen N pelletti suspendoidaan uudelleen 100 ml tislattua vettä. ? Edellä kuvatulla tavalla valmistettujen väriainesoolien spektrit voi- S 30 daan mitata, jolloin saadaan maksimaaliset lambda-arvot, jotka ovat noin 657 E nm Foron Bluelle ja 690 nm Resolin Bluelle.
Absorbanssia maksimaalisella o lambda-arvolla 1 cm mittauskyvetissä käytetään mielivaltaisesti valittuna väriai- S nesoolikonsentraation mittana.
N Immunotesteissä käytettäviä lateksipartikkeleita (polymeeri) on kau- S 35 — pallisesti saatavilla.
Ne voivat perustua useisiin erilaisiin synteettisiin polymee- reihin, kuten polystyreeniin, polyvinyylitolueeniin, polystyreeni-akryylihappoon ja polyakroleiiniin. Käytettävät monomeerit ovat yleensä veteen liukenemattomia ja emulgoituvat vesipitoisessa pinta-aktiivisessa aineessa niin, että muodostuu monomeerimisellejä, jotka sitten indusoidaan polymeroitumaan lisäämällä emul- sioon initiaattoria. Näin tuotetaan olennaisesti pallomaisia polymeeripartikke- leita.
Värillisiä lateksipartikkeleita voidaan valmistaa joko sisällyttämällä emulsioon sopivaa väriainetta, kuten antrakinonia (keltainen), ennen polymeri- soimista tai värjäämällä esimuodostetut partikkelit. Jälkimmäisessä tapauk- sessa väriaine tulisi liuottaa veteen sekoittumattomaan liuottimeen, kuten kloro- formiin, joka sitten lisätään lateksipartikkeleiden vesipitoiseen suspensioon. Partikkelit imevät ei-vesipitoista liuotinta ja väriainetta ja sitten ne voidaan kui- vata. Tällaisten lateksipartikkeleiden maksimihalkaisija on edullisesti pienempi kuin noin 0,5 mikronia.
Värillisiä lateksipartikkeleita voidaan herkistää proteiinilla ja erityisesti —vasta-aineella tai lektiinillä selektiivisten sitomisreagenssien aikaansaamiseksi, kuten edellä on kuvattu. Esimerkiksi polystyreenihelmet, joiden halkaisija on noin 0,3 mikronia (toimittaja Polymer Laboratories), voidaan herkistää anti-gly- kaanipohjainen biomarkkeri-vasta-aineella alla kuvatulla menetelmällä: 0,5 ml (12,5 mg kiintoainetta) suspensiota laimennetaan 1 ml 0,1 M boraattipuskuria, pH 8,5, Eppendorf-putkessa. Nämä partikkelit pestään neljä kertaa boraattipus- kurissa, jokaisen pesun koostuessa sentrifugoinnista, joka on 3 minuuttia no- peudella 13 000 rpm MSE-mikrosentrifugissa huoneenlämpötilassa. Lopullinen pelletti suspendoidaan uudelleen 1 ml boraattipuskuria, sekoitetaan 300 ug anti- glykaanipohjainen biomarkkeri-vasta-ainetta, ja suspensiota pyöritetään päiden kautta 16 - 20 tuntia huoneenlämpötilassa. Vasta-aine-lateksisuspensiota N sentrifugoidaan 5 minuuttia nopeudella 13 000 rpm, supernatantti heitetään pois S ja pelletti suspendoidaan uudelleen 1,5 ml boraattipuskuria, joka sisältää 0,5 mg N naudan seerumialbumiinia. Sen jälkeen, kun suspensiota on pyöritetty päiden = kautta 30 minuuttia huoneenlämpötilassa, suspensio pestään kolme kertaa 5 © 30 mg/ml BSA:ssa fosfaattipuskuroidussa suolaliuoksessa, pH 7,2, sentrifugoi- E malla nopeudella 13 000 rpm 5 minuuttia. Pelletti suspendoidaan uudelleen 5 o mg/ml BSA/5 % (w/v) glyseroliin fosfaattipuskuroidussa suolaliuoksessa, pH 7 2, S ja säilytetään 4 *C:ssa käyttöön asti. N Proteiini voidaan kytkeä väriainesooliin prosessissa, joka sisältää S 35 — passiivisen adsorption. Proteiini voi olla esimerkiksi lektiini tai vasta-aineval- miste, kuten anti-glykaanipohjainen biomarkkeri-vasta-aine, joka on valmistettu fosfaattipuskuroidussa suolaliuoksessa, pH 7,4, konsentraatiossa 2 mg/ml. Val- mistetaan reaktioseos, joka sisältää 100 ul vasta-aineliuosta, 2 ml väriainesoo- lia, 2 ml 0,1 M fosfaattipuskuria, pH 5,8, ja 15,9 ml tislattua vettä. Tämän liuok- sen hellävaraisen sekoittamisen jälkeen valmiste jätetään 15 minuutiksi huo- neenlämpötilaan. Ylimääräiset sitoutumiskohdat voidaan blokeerata lisäämällä esimerkiksi naudan seerumialbumiinia: 4 ml 150 mg/ml BSA:ta liuoksessa, joka on 5 mM NaCl, pH 7,4, lisätään reaktioseokseen, ja 15 minuutin inkuboinnin jälkeen huoneenlämpötilassa liuos sentrifugoidaan 3 000 g 10 minuuttia ja pel- letti suspendoidaan uudelleen 10 ml liuosta, joka on 0,25 % (w/v) dekstraani/0,5 % (w/v) laktoosi/0,04 M fosfaattipuskuri. Tämä vasta-aine-väriainesoolikonju- gaatti on parasta säilyttää pakastekuivattuna.
Esillä olevan keksinnön esimerkinomaisessa suoritusmuodossa on esitetty malli fetuiinin ja asialofetuiinin testaamisesta. Fetuiini on runsas gly- koproteiini sikiön seerumissa ja asialofetuiini on sen asialyloitunut muoto. Lek- — tiinit tai lektiini, jotka sitoutuvat (joka sitoutuu) selektiivisesti fetuiinin tai asialofetuiinin glykaaniosaan, immobilisoidaan pysyvästi kiinteään matriksiin. Liuoksessa oleva fetuiini tai asialofetuiini saatetaan kosketukseen lektiinin kanssa ja sen jälkeen tapahtuu sitoutumisreaktio. Sen jälkeen reaktiokammio pestään ja lisätään leimattu konjugaatti. Konjugaatti sitoutuu fetuiiniin tai — asialofetuiiniin, joka on sidottu pinnalle edellisessä vaiheessa.
Vaihtoehtoisesti fetuiini tai asialofetuiini saatetaan ensin kosketuk- seen leimatun konjugaatin kanssa kompleksin muodostamiseksi. Sen jälkeen kompleksi saatetaan kosketukseen immobilisoidun lektiinin (immobilisoitujen lektiinien) kanssa. Konjugaatti käsittää fetuiinispesifisen tai asialofetuiinispesifi- sen vasta-aineen, joka on kytketty havaittavaan leimaan. Havaittava leima on N yksi tekstissä esitetyistä, edullisesti kolloidinen/hiukkasmainen aine, joka mah- N dollistaa visuaalisen havaitsemisen.
N Todiste, että lektiinipohjaisella glykaanin havaitsemismenetelmällä = kyetään havaitsemaan useita markkereita samanaikaisesti © 30 Alempana on esimerkki useiden biomarkkereiden samanaikaisesta E havaitsemisesta yhdessä testissä. Esimerkissä käytetyt lektiinit on lueteltu tau- o lukossa 1 ja testikaistale on esitetty kuviossa 12. Kokeet suoritettiin seuraavasti: S Kaistaleiden valmistelu ja kokoaminen: Näytetyynyt blokeerattiin ja N kuivauksen jälkeen kaistaleet koottiin: nitroselluloosakalvo (kaistaleen keski- S 35 osa), konjugaattityyny (kaistaleen yläosa) ja imeytystyyny (kaistaleen alaosa)
kiinnitettiin alustalevylle 2 mm limityksin ja leveä alustalevy leikattiin 5 mm le- veiksi yksittäisiksi testikaistaleiksi. Reaktioalueen funktionalisointi: Kaksi sieppaavaa lektiiniä pipetoitiin spatiaalisesti erotettuina nitroselluloosakalvolle (kaistaleen keskiosa) ja kuivat- — tiin lektiinien adsorboimiseksi pysyvästi kalvolle. Näyteanalyysi: Näyte TBI-potilaalta pipetoitiin näytetyynylle ja sen annettiin kulkeutua kalvon läpi. Kultapartikkeleihin konjugoitu toinen lektiini (merkkiaine) lisättiin ja migroitiin. Kaistaleet pestiin kastamalla konjugaattityynyn pää pesupuskuria sisältävään kuoppaan ja huuhtomalla ylimääräinen ja sitoutu- maton kultakonjugaatti pois reaktioalueelta migraatiopuskurilla. Reaktioalueelle ilmestyi kaksi pistettä osoittaen, että näytteessä oli läsnä kaksi erilaista glykaa- nia ja että ne voitiin havaita yhdessä testissä. Esimerkissä käytetyt lektiinit on lueteltu taulukossa 1. Taulukko 1.
Lektiinin Koko nimi Hiilihydraatti- Toiminto — esimer- lyhenne spesifisyys kissä ECA Erythrina Sieppaus cristagalli GalB4GIcNAc nigra | nigra | merkkiaine N Lektiinien spesifisyydet ovat selvästi erilaisia, merkittävin ero on O SNA-I:n spesifisyys sialihapolle, kun taas ECA:lla ei ole tätä spesifisyyttä; siali- LÖ happo itse asiassa estää ECA:n sitoutumisen, ja ECA sitoo ensisijaisesti galak- = 20 —toosiglukosamiinia. © Varmistus massaspektrometria-analyysillä: Glykaanit eristettiin ja E: puhdistettiin TBI-potilaiden ja terveiden kontrollien sylkinäytteistä. Vapautuneet ® N-glykaanit analysoitiin massaspektrometrialla ja spektrin kunkin piikin m/z-ar- I vot muutettiin glykaanikoostumukseksi sovittamalla huippuarvo glykaanin mas- N 25 saspektrometritietokantoihin. Kunkin glykaanin suhteellinen runsaus näytteessä S laskettiin huipun korkeudesta (pinta-alasta) ja suhteellista runsautta verrattiin TBI-potilaiden ja terveiden kontrollien välillä.
Ainakin kahden merkittävän tyypin havaittiin olevan vallitsevia TBI- näytteissä terveisiin näytteisiin verrattuna: 1) hybridityypin N-glykaanit, joissa on x-galaktoosi-NANA-pää, ja 2) hapan N-glykaani, jossa on x-glukosamiinigalak- toosipää. Nämä tulokset ovat yhteensopivia sivuvirtausesimerkin lektiinispesifi- —syyksien kanssa.
Yhteenveto: Massaspektrometria osoitti kahden glykaanilajin läsnä olon näytteessä, ja sivuvirtausesimerkissä osoitettiin kyky havaita ne samanai- kaisesti.
Vaikka keksintö on kuvattu yhdessä sen erityisten suoritusmuotojen kanssa, on selvää, että alan ammattimiehille tulee mieleen monia vaihtoehtoja, modifikaatioita ja variaatioita. Sen mukaisesti keksinnön on tarkoitettu kattavan kaikki sellaiset vaihtoehdot, modifikaatiot ja variaatiot, jotka kuuluvat oheistettu- jen suojavaatimusten hengen ja laajan suojapiirin piiriin.
N N O N
LÖ <Q o
O
I a a 00 < [<] +
N N O
N 5

Claims (18)

Suojavaatimukset
1. Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa, mainitun laitteen (20), (30), (36), (37), (40), (50), (60) käsittäessä ilmaisimen (12), (22), (62), joka ilmaisin käsittää ainakin yhtä glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, joka selektiivisesti reagoi glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuu siihen ruumiinnestenäyt- teessä, mainitun reaktion tai mainitun sitoutumisen muodostaessa ainakin yh- den datasignaalin mittausdatana, mainitun ainakin yhden datasignaalin oma- tessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaanipohjaisen biomarkkerin ta- soon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa indikaattori kohteen aivo- vamman asteesta, tunnettu siitä, että mainittu ilmaisin (12), (22), (62) on konfiguroitu suorittamaan useita mittauksia ajan myötä.
2. Suojavaatimuksen 1 mukainen laite, jossa mainittu laite (20), (30), (36), (37), (40), (50), (60) käsittää: — näytteenottoelementin (11), (21), joka on konfiguroitu uuttamaan ruumiinnestenäyte kohteesta ja ohjaamaan mainittu näyte ilmaisimeen (12), (22), (62).
3. Suojavaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, jossa mainittu laite (20), (30), (36), (37), (40), (50), (60) käsittää: — pumpun (13), joka on konfiguroitu siirtämään näyte keräyskohdasta tai näytteenottoelementistä (11), (21) ilmaisimeen (12), (22), (62).
4. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 3 mukainen laite, jossa mainittu laite (20), (30), (36), (37), (40), (50), (60) käsittää: — analysaattorin (15), (25), (65), joka on konfiguroitu vastaanotta- maan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimesta (12), (22), (62) ja muodos- N tamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori N kohteen aivovammasta. N
5. Suojavaatimuksen 4 mukainen laite, jossa mainittu laite (20), (30), = (36), (37), (40), (50), (60) käsittää: © 30 — lähettimen (14), joka on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ai- E nakin yksi datasignaali ilmaisimelta (12), (22), (62) ja siitämään mainittu ainakin o yksi datasignaali analysaattorille (15), (25), (65). S
6. Suojavaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, jossa mainittu laite (20), N (30), (36), (37), (40), (50), (60) käsittää: S 35 — näytön (16), (26), (66), joka on konfiguroitu vastaanottamaan ja esittämään analysaattorin (15), (25), (65) muodostamaa mainittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovam- masta.
7. Jonkin suojavaatimuksen 4 - 6 mukainen laite, jossa mainittu laite käsittää: — muistin (67), joka on konfiguroitu vastaanottamaan analysaattorilta (15), palautettavasti tallentamaan muistiin (67) ja palauttamaan muistista (67) informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
8. Jonkin suojavaatimuksen 1 - / mukainen laite, jossa mainittu ilmai- sin (12), (22), (62) käsittää affiniteettiparin jäsenen, joka on mainitun glykaa- nipohjaisen biomarkkerin vastinosa.
9. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 8 mukainen laite, jossa mainittu ruu- miinneste on sylkeä ja laite (40), (50) on kiinnitettävissä tai istutettavissa ham- paalle/hampaaseen (51).
10. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 9 mukainen laite, jossa mainittu ruu- —miinneste on virtsaa ja mainittu näytteenottoelementti on virtsankeräyslaite.
11. Jonkin suojavaatimuksen 1 - 9 mukainen laite, jossa mainittu ruu- miinneste on kyynelnestettä ja mainittu näytteenottoelementti on kyynelnesteen keräyslanka.
12. Kypärä (36), (37), joka käsittää jonkin suojavaatimuksen 1 - 9 mu- — kaisen laitteen, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä.
13. Suusuojus (41), joka käsittää jonkin suojavaatimuksen 1 - 9 mu- kaisen laitteen, jossa mainittu ruumiinneste on sylkeä.
14. Liimalaastari, joka käsittää jonkin suojavaatimuksen 1 - 9 mukai- sen laitteen, jossa mainittu ruumiinneste on hikeä.
N
15. Mittauslaite (70) käytettäväksi taistelukentällä, mittauslaitteen kä- N sittäessä N o ilmaisimen (73), joka ilmaisin käsittää ainakin yhtä glykaanipohjai- = sen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa © 30 reagenssia, joka selektiivisesti reagoi glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa E tai sitoutuu siihen ruumiinnestenäytteessä, mainitun reaktion tai mainitun sitou- o tumisen muodostaessa ainakin yhden datasignaalin mittausdatana, mainitun ai- S nakin yhden datasignaalin omatessa intensiteetin, joka korreloi mainitun glykaa- N nipohjaisen biomarkkerin tasoon mainitussa näytteessä, mainitun tason ollessa S 35 — indikaattori kohteen aivovamman asteesta,
o näytteenottoelementin (71), joka on konfiguroitu uuttamaan ruu- miinnestenäyte kohteesta ja ohjaamaan mainittu näyte ilmaisimeen (73), o lähettimen (74), joka on konfiguroitu vastaanottamaan mainittu ai- nakin yksi datasignaali ilmaisimesta (73) ja siirtämään mainittu ainakin yksi da- tasignaali analysaattorille (75), analysaattorin ollessa konfiguroitu vastaanotta- maan mainittu ainakin yksi datasignaali ilmaisimesta (73) ja muodostamaan nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa informaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta, o näytön (76), joka on konfiguroitu vastaanottamaan ja esittämään analysaattorin muodostamaa mainittua nähtävissä ja/tai kuultavissa olevaa in- formaatiota, joka on indikaattori kohteen aivovammasta.
16. Suojavaatimuksen 15 mukainen mittauslaite, jossa ruumiinneste on sylkeä.
17. Suojavaatimuksen 16 mukainen mittauslaite, jossa mittauslaite on muokattu o ottamaan näyte syljestä aikavälein, o havaitsemaan kahta tai useampaa glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa reagoivaa / glykaanipohjaista biomarkkeria sitovaa reagenssia, jotka se- lektiivisesti reagoivat glykaanipohjaisen biomarkkerin kanssa tai sitoutuvat sii- hen sylkinäytteessä, o määrittämään kahden tai useamman glykaanipohjaisen biomarkke- rin taso syljessä, o esittämään kahden tai useamman glykaanipohjaisen biomarkkerin taso ajan funktiona.
18. Suojavaatimuksen 17 mukainen mittauslaite, jossa mittauslaite N on muokattu laukaisemaan visuaalinen hälytys, joka osoittaa muutoksen kahden S tai useamman glykaanipohjaisen biomarkkerin tasossa ajan funktiona.
N
LÖ <Q o
O
I a a 00 < [<] +
N
N
O
N 5
FIU20224048U 2019-11-22 2020-11-03 Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa FI13179Y1 (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20196004A FI20196004A1 (fi) 2019-11-22 2019-11-22 Laite ja menetelmä kohteen aivovamman detektoimiseksi
PCT/FI2020/050719 WO2021099677A1 (en) 2019-11-22 2020-11-03 Device and method for detecting of brain injury in a subject

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FI13179Y1 true FI13179Y1 (fi) 2022-05-12

Family

ID=73401541

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20196004A FI20196004A1 (fi) 2019-11-22 2019-11-22 Laite ja menetelmä kohteen aivovamman detektoimiseksi
FIU20224048U FI13179Y1 (fi) 2019-11-22 2020-11-03 Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20196004A FI20196004A1 (fi) 2019-11-22 2019-11-22 Laite ja menetelmä kohteen aivovamman detektoimiseksi

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20220001822U (fi)
AU (1) AU2020388534A1 (fi)
FI (2) FI20196004A1 (fi)
WO (1) WO2021099677A1 (fi)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210311043A1 (en) * 2020-04-06 2021-10-07 Medicortex Finland Oy Method for determining a lectin-binding glycan indicative to traumatic brain injury
EP4220165A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-02 HES-SO Valais-Wallis Method and device for the detection of traumatic brain injuries
FI130428B (fi) * 2022-02-22 2023-08-24 Medicortex Finland Oy Menetelmä kudosvaurion havaitsemiseksi

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20155280A (fi) * 2015-04-15 2016-10-16 Medicortex Finland Oy Aivovamman prognostisia ja diagnostisia glykaanipohjaisia biomarkkereita
US10244971B2 (en) * 2015-05-12 2019-04-02 International Business Machines Corporation Mouthguard for analysis of biomarkers for traumatic brain injury
AU2018102138A6 (en) * 2017-02-21 2019-09-19 Medicortex Finland Oy Non-invasive brain injury diagnostic device
CN112154230A (zh) * 2017-10-23 2020-12-29 诺迪勒思生物科技公司 用于蛋白质鉴定的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
FI20196004A1 (fi) 2021-05-23
WO2021099677A1 (en) 2021-05-27
KR20220001822U (ko) 2022-07-26
AU2020388534A1 (en) 2022-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200371093A1 (en) Prognostic and Diagnostic Glycan-Based Biomarkers of Brain Damage
US9686395B2 (en) Apparatus and method for point-of-collection measurement of a biomolecular reaction
FI13179Y1 (fi) Laite aivovamman havaitsemiseksi kohteessa
Zhu et al. Using a glucose meter to quantitatively detect disease biomarkers through a universal nanozyme integrated lateral fluidic sensing platform
JP5630936B2 (ja) ヒトの体液中のターゲットを特定することにより疾病を高速に検出する方法
CN211905389U (zh) 非侵入性脑损伤诊断装置
CN110133277A (zh) 多级分析物检定
US20130130933A1 (en) Biomarker signatures for wellness testing
Brunauer et al. Integrated paper-based sensing devices for diagnostic applications
US20210405038A1 (en) Development and parameter assessment for vertically aligned platinum wire aptasensor arrays for impedimetric detection of cardiac biomarkers
KR20070117239A (ko) 알레르겐 검출장치 및 그에 의한 검출방법
KR20200049647A (ko) 반려동물에서 종양질병의 보조적 진단을 위한 바이오마커 검사방법
Erdem et al. Overview to recent commercial biosensors for diagnosis of cancers, cardiac diseases, and other diseases
US20220137041A1 (en) Device for methods of detecting cancer
Vieira et al. Lab-on-a-chip technologies for minimally invasive molecular sensing of diabetic retinopathy
US20190317089A1 (en) Multi-array impedimetric biosensors for the detection of concussion and traumatic brain injuries
Davis et al. Wound diagnostics and diagnostic dressings
Sesay et al. Biomarkers in Health Care
CN116559477A (zh) 基于互联网的自助指尖血一次性检测胃功能八项指标的方法
CN108267595A (zh) 一种基于双分子荧光互补技术的Myo检测试剂盒、制备及使用方法
CN110045125A (zh) 一种用于诊断腹膜后纤维化的生物标志物及其用途
JPH1123572A (ja) 生理状態の評価方法および簡易生理状態評価キット
GB2604048A (en) Method and assay kit to detect an analyte
GB2602597A (en) Method and assay kit to detect an analyte

Legal Events

Date Code Title Description
FGU Utility model registered

Ref document number: 13179

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: U1