CN102227188A - 诊断和治疗损伤的方法与用于病人损伤的预后的电标记的筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一些电标记，尤其是在受伤的病人上出现的交流电(AC)信号，特别是在慢性损伤的病人上出现的与这些损伤的预后相关联的电信号。本发明也揭示了可被用于诊断和治疗这些损伤的相关方法。本发明还描述了可被用于识别这些损伤的电信号的方法。

Description

诊断和治疗损伤的方法与用于病人损伤的预后的电标记的筛选方法

发明领域与发明背景

本发明涉及一种诊断损伤的动物组织(包括人体组织)的预后的方法，通过检测流经该组织的电流。本发明涉及用于测量、记录和分析在活体内部和周围区域的电场的程序和方法，尤其是涉及该方法鉴别和定义在康复、恶化或停滞状态中的损伤的离散电分布。

电生理学是生理学的分支，是钻研在生物组织中的离子流的科学，电记录技术使得离子流的测量和它们的相关电势改变的测量称为可能。用于这样的离子流的一个系统是由总部在澳大利亚悉尼的ADInstruments研制的“能力实验室系统(Power Lab System)”。

除此之外，细胞外记录的临床应用包括：脑电图和心电图。为了理解这些生物医学信号，有必要理解信号类型、属性和统计。

对于兴趣的时间跨度，确定性的信号是可以确定预计的。确定性的信号可通过数学模型来描述。

随机信号是那些数值具有一些与偶然性关联的因素的信号，因此，随机信号是不能正确预计的。因此，统计的特性和概率必须被用于描述随机信号。实际上，生物信号通常同时具有确定性和随机性部分。

关于信号振幅统计学，可采用许多统计学方式来测量随机信号的位置或“中心”。这些统计学方式包括：

·平均数，它是随时间变化的信号的平均振幅。

·中值，它是在样本中观察值的一半的值，该样本具有比中值小的值，且有一半的值大于该中值。中值通常是用作信号的“中心”的测量，因为它比外周值较低灵敏。

·模式，它是最频繁发生的信号值。

·最大振幅和最小振幅，它们是在给定的时间间隔内的信号的最大值和最小值。

·并列的振幅或者峰对峰振幅，它是在信号的最小值与最大值之间的差。

关于连续的时间信号与离散的时间信号相比，当独立变量是连续的时，信号是连续时间信号，因此，这些信号是被定义为独立变量X(t)的连续的值。类似的信号是连续时间信号。在离散的时间上仅定义离散的时间信号；独立变量仅呈现出一个离散集的值X(n)。数字信号是一种离散的时间信号。

一个离散的时间信号可表现一种现象，独立变量是对于该现象内在地离散的(例如，在饮食上，每天的卡路里量)。另一方面，一个离散的信号可表现为底层现象的成功例子，独立变量对于该底层现象是连续的(例如，由数码相机所捕获的可视图像是由可呈现不同颜色的独立的像素形成的)。

有相当数量的方法来测量波形的振幅和频率。一种最熟知的方法被称为波谱分析：任何波形可被数学化地分解为许多不同的波形。这就是所谓的傅立叶分析；它将波形分解为不同的组分，并测量每个频率组分的振幅(功率)。所画出的图是功率(振幅)比频率。

尽管在损伤康复的直流电(DC)活性以及组织重造上的研究已经有很长的历史，但是带有特殊频率的交流电(AC)的电场只有非常少的研究。

在已知的与损伤康复相关联的不同生物途径上，例如疼痛、细胞代谢、细胞间通信以及骨生长，已经检测到特殊的频率。然而，由于缺乏合适的测量工具，尚没有以限定频谱的AC参与损伤测量的确定证据。

进一步，到目前为止，在医药领域并没有基于可提供对于损伤康复的预后的离散电分布的治疗方法。

因此，有需要开发一种诊断方法，该方法识别和限定损伤在康复、恶化或停滞情形的离散电分布，以致提供对于这类损伤的预后。这将是有利的：如果该方法被连接到适当的点脉冲传输设备，以便基于体内相关组织的可测量的电场来监控和调整施加到损伤的组织的电疗。

发明内容

本发明是一种识别和定义在康复、恶化或停滞状态的损伤的离散电分布以致提供对于所述损伤的预后的诊断方法。

根据本发明的教导，提供了一种检测活的人体和动物目标组织的当前状态的方法，所述方法包括以下步骤：(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；(c)比较目标组织所产生的FFT水平的图与至少一个基线FFT水平的图；以及(d)基于所述比较确定目标组织的当前状态。

根据本发明的进一步教导，所述检测和记录步骤是被实施为检测和记录交流电(AC)信号，并显示所述交流电(AC)信号为随时间变化的电压。

根据本发明的进一步教导，所述FFT水平是被实施为从0至500Hz的电频谱。

根据本发明的进一步教导，所述FFT水平是被实施为从0至3000Hz的电频谱。

根据本发明的进一步教导，所述目标组织是病人的受伤区域。

根据本发明的进一步教导，所述基线是被实施为对于健康的非受伤对象的FFT水平。

根据本发明的进一步教导，所述基线是被实施为对于正常健康组织的FFT水平，所述的目标组织FFT水平上相对于所述的基线FFT水平的增加是对于损伤状态的指示。

根据本发明的进一步教导，所述目标组织的当前状态包括以下的其中一个状态：恶化状态、康复状态和停滞状态。

根据本发明的进一步教导，所述目标组织的FFT水平是被这样实施的以致能区分以下状态损伤的区别：由于感染而处于恶化状态的损伤，处于康复状态的损伤，以及处于停滞状态的损伤。

根据本发明的进一步教导，还提供了：比较所述目标组织所产生的FFT水平与FFT水平参考标记。

根据本发明的进一步教导，所述FFT水平参考标记是被这样实施以致指示处于以下状态的损伤：恶化状态、康复状态和停滞状态。

根据本发明的进一步教导，所述FFT水平参考标记是被实施为在以下对象中检测得到的平均FFT水平分布：健康对象、诊断为恶化的慢性损伤病人、诊断为康复的慢性损伤病人、诊断为停滞的慢性损伤病人。

根据本发明的进一步教导，还提供了：(a)提供关于所述目标组织的当前状态的数据给装置，该装置用于将交流电传输到目标组织；以及(b)将交流电信号传输到目标组织，其中，由所述数据确定特定的频谱。

根据本发明的进一步教导，所述确定步骤还包括确定对于目标组织的预后。

根据本发明的教导，提供了一种用于确定在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的方法，所述方法包括：(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的第一电信号以及在对侧组织内和周围区域的第二电信号，所述第一电信号与第二电信号是随机信号；(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述第一电信号与第二电信号变换为电压相对于频率的图谱；(c)比较所述第一电信号所产生的FFT水平的图与至少一个基线FFT水平的图以及所述第二电信号所产生的FFT水平的图；以及(d)基于所述比较确定目标组织的预后。

根据本发明的教导，提供了一种用于在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的方法，所述方法包括：(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；(c)比较目标组织所产生的FFT水平的图与至少一个FFT水平参考标记；以及(d)基于所述比较确定目标组织的当前状态。

根据本发明的进一步教导，所述FFT水平参考标记是被这样实施以致指示处于以下状态的损伤：恶化状态、康复状态和停滞状态。

根据本发明的进一步教导，所述FFT水平参考标记是被实施为在以下对象中检测得到的平均FFT水平分布：健康对象、诊断为恶化的慢性损伤病人、诊断为康复的慢性损伤病人、诊断为停滞的慢性损伤病人。

根据本发明的教导，提供了一种用于对目标组织提供治疗的电刺激器系统，所述电刺激器系统包括：(a)第一组件，被配置用于检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；所述组件还配置为采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；采用所产生的FFT水平以产生关于目标组织的当前状态的数据，并传输所述数据；(b)第二组件，被配置为递送电流到所述目标组织；所述组件被配置为接收来自所述第一组件的所述数据，所述电流的特征是由所述数据来确定的。

根据本发明的进一步教导，所述电流的特征包括特定的频谱。

根据本发明的进一步教导，被递送到所述目标组织的电流是交流电信号。

根据本发明的教导，提供了一种用于确定在活的人体和动物目标组织的处于恶化的损伤的感染的存在的方法，所述方法包括：(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的第一电信号以及在对侧组织内和周围区域的第二电信号，所述第一电信号与第二电信号是随机信号；(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述第一电信号与第二电信号变换为电压相对于频率的图谱；(c)比较所述第一电信号所产生的FFT水平的图与所述第二电信号所产生的FFT水平的图以及未感染的处于恶化状态的损伤的至少一个基线FFT水平的图；以及(d)基于所述比较确定目标组织的感染的存在。

附图简要说明

本发明在这里仅通过实施例结合附图的方式进行描述，在这些附图中：

图1显示了靠近损伤处放置电极；

图2显示了在接近损伤以及在对侧健康肢体上放置电极；

图3A是对于健康对象的原始基线数据；

图3B是在变换为FFT水平之后图3A所示的基线数据的图；

图3C是当过滤时图3B所示的基线数据的图；

图4是对于健康对象的FFT基线的图；

图5是对于健康对象的FFT基线、对于慢性损伤的FFT水平以及对于有损伤的对象的对侧非受伤组织的FFT水平的图；

图6是对于健康对象的FFT基线与处于停滞状态的损伤的FFT水平的图；

图7是对于健康对象的FFT基线与处于恶化状态的损伤的FFT水平的图；

图8是对于健康对象的FFT基线与处于康复状态的损伤的FFT水平的图；

图9是对于健康对象的FFT基线、处于停滞状态的损伤的FFT水平、处于恶化状态的损伤的FFT水平以及处于康复状态的损伤的FFT水平的图；

图10是总结在不同组之间的统计学分析/比较的图表；

图11是对于未感染的处于恶化状态的具有损伤的对象的组，慢性损伤周围的FFT水平与对侧非受伤组织的FFT水平的图；

图12A-12E是对于五个由于感染而处于恶化状态的具有损伤的对象，慢性损伤周围的FFT水平与对侧非受伤组织的FFT水平的图；

图13是根据本发明所教导的确定在目标组织内恶化的损伤是否被感染的方法的流程图；

图14是根据本发明所教导的用于检测活的人体和动物目标组织的当前状态的方法的流程图；

图15是根据本发明所教导的用于确定在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的第一方法的流程图；以及

图16是根据本发明所教导的用于确定在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的第二方法的流程图。

最佳实施例详述

本发明涉及一种识别和定义在康复、恶化或停滞状态的损伤的离散电分布以致提供对于所述损伤的预后的诊断方法。

根据本发明所述的一种识别和定义在康复、恶化或停滞状态的损伤的离散电分布以致提供对于所述损伤的预后的诊断方法的原理和操作可通过附图以及相应的说明而得到更清楚的理解。

通过介绍，在体内的电流在许多生理学和病理生理学状态中都起到主要作

用。当组织受伤时，称为“受伤流”的直接电流是在损伤周围触发(或产生的)。然而，以特定频率为特征的交流电，主要是用于药物对动作或者神经损伤的研究，但在损伤上仅有非常少的关注。本发明人的研究已经在人体识别出离散交变电信号的存在，这些信号对于慢性损伤的病人是具有特异性的，相对于健康对象而言。他们同时在同一病人的存在慢性损伤的受伤部位以及在对侧的非受伤的肢体进行交变电流测量。然后，他们启用一种算法来变换这些随机信号为频谱，并发现：在损伤周围以及贯穿病人的身体都存在相同的信号模式。这些离散的微电流信号在0.5-500Hz范围内显示出独特的频率分布。而且，在急性受伤阶段由于清创术导致的慢性损伤的电记录揭示：瞬时随机信号带有超过1000Hz的频率模式，同时在急性受伤部位的周围和在同一病人的对侧健康肢体上都触发了该信号。他们指出：这个电信号可以被连接到在中枢神经系统和损伤之间的可能的“交叉对话”。这暗示：这些电频率可被视为研究损伤康复的相关标记。

虽然将直流电(DC)用在损伤康复和组织重建上的研究已经有较长历史，但是，对于带有特定频率的交流电(AC)的电场的研究还非常少。

在已知的与损伤康复相关联的不同生物途径上，例如疼痛、细胞代谢、细胞间通信以及骨生长，已经检测到特殊的频率。然而，由于缺乏合适的测量工具，尚没有以限定频谱的AC参与损伤测量的确定证据。

在本发明人的研究中，他们的目标是阐明在人体受伤组织周围是否存在特定频率组分的振动特性。他们意图识别邻近于慢性非康复损伤的与特殊频谱相关联的离散AC提示，以及识别在急性受伤过程中能否检测这些AC提示。

为了这个目标，在同一组病人中，我们对于受伤组织和非受伤组织都进行了电记录，以在非受伤组织上的测量为对照。

对于电记录，我们将两个电极附着到穿过受伤皮肤的中轴的最接近一侧和最远一侧(见图1和图2)，通过这两个电极测量信号，而第三电极接地(未示出)。为了放大所记录的AC信号的特性，采用快速傅里叶变换(FFT)算法。通过这个信号处理途径，他们能够描绘出在0.5至1000Hz的过滤器组内的在振幅(电压)和/或频率上有显著差别的离散信号。

为了建立我们的电测量的基线水平，我们征集健康对象(无损伤)，他们的平均FFT水平的图用作最小振幅水平，例如，基线。

为测试在损伤组织内的内生电频率的作用，我们首先关注带有慢性损伤的病人作为目标群体。在康复的非进展阶段，慢性损伤是受限制大的，它们不能通过组织修复的顺序阶段来进展。与急性损伤相比较，研究已经表明：人的慢性损伤在它们的生物化学、分子和机械特性上都是不同的，例如，金属蛋白酶移植物的降低的水平，消失的生长因子的活性。因此，不像实时动态改变的急性损伤，慢性损伤可以被认为是相对稳定的，因此能提供作为它们的平均电场的分布的例子。在慢性损伤周围的平均电测量结果展示了明显比在健康对象内的基线测量结果更高的振幅(电压)。这些随机信号是以在0.5至500Hz范围内的平均电频谱来作为特征的。这个信号的平均最大电压(Vmax)在0.5至50Hz范围(该频率范围被视为环境电辐射)内被找到。该信号指数地降低到它的最小电压(Vmin)，约为10nV，是在周围500Hz检测到的。由于缺乏在健康对象的基线组的这些信号，我们确认离散信号对于慢性损伤是具有特异性的。

为了确认在损伤周围检测的特殊信号是特异于损伤位点的信号，在同一慢性损伤病人的对侧健康肢体上进行类似的测量。令人感兴趣地，在同一病人上发现，在损伤周围存在的随机波形，与在对侧非受伤机体上记录的信号的振幅和相同电频谱重叠。因此，可推断在具有慢性损伤的病人上发现的离散随机信号也可用作在体内的系统参数。这些在统计学上具有显著性的结果(见图4)使得更可能将慢性损伤作为带有系统参数的局部组织损伤而被研究。

为调查在慢性损伤周围找到的局部信号和系统信号的来源，有必要找到这种类型的随机信号是怎样在体内产生的。虽然在“急性损伤的电流”上的研究已经宣称这是一种DC信号的类型，我们推测，这里在慢性损伤中所识别的随机信号可源于在这些慢性损伤的急性阶段所产生的在先的AC信号。为提出这个假说，征集被诊断为慢性损伤的病人，被分配到外科清创过程。慢性损伤清创的临床原理是通过去除无法存活的组织、细菌以及其他抑制因子而从慢性损伤的抑制阶段释放该慢性损伤，有效地将它转变为一种急性损伤，可使康复更有效地进行。考虑到研究的预期，在清创之前和清创过程中提供了用于评估电频率模式的动力学的极好的例子。需要强调的是，在这些例子中，同步分析损伤处与对侧非损伤的机体在急性损伤之前和在急性损伤过程中的信号的动力学。所产生的信号展示了明显更高的振幅，超过基线的振幅水平，而且它的频谱比慢性损伤信号大1000Hz。而且，本发明人发现：在包括损伤和在同一病人的对侧健康肢体上存在和同步增加。考虑到这里的清创过程是无需麻醉协助的，在这个急性损伤过程瞬间触发信号上的发现指明，体感的传出和穿入神经可能参与了这个信号过程。而且，在已麻醉的病人(阻遏感觉神经)的初始电记录显示：在切割过程中，例如在急性损伤中，我们检测AC信号具有相当弱得振幅(围绕基线水平)，另一方面也指示，神经或神经损伤可参与在急性损伤过程中发现的AC信号。

在中枢神经系统中限定的特殊电频率是在药物中有案可查的，而在监控中有一些基础标记，并研究脑活性。不管在疼痛上的研究，在其他周边障碍(例如组织受伤)的电频率的作用已经很少研究了。由本发明人所作出的研究成果清楚地表明在身体周边的电生理学的电频率的相关性；研究聚焦于包括慢性损伤和急性损伤。在实验条件下，急性损伤得出带有比那些在慢性损伤周围检测到的显著更高的振幅和频率的AC信号。在慢性损伤的急性受伤期间触发的离散频率模式上的发现，包括受伤组织和非受伤组织提供了在已报道的DC“损伤的流”的新观点。

基于上面的研究，开发了本发明所述的在病人的损伤的预后的检测方法。根据发明所述的在病人的损伤的预后的检测方法包括：检测和记录病人的电信号，特别是交流电信号，显示为随时间变化的电压，其中该电信号是随机信号。然后，通过快速傅里叶变换(FFT)将该随机信号变换为电压相对于频率的图谱。该FFT图包括从0至5000Hz甚至更特别的0至1000Hz范围的电频谱。

然后，将损伤样品的FFT水平与正常样品(例如健康对象)的(基线)FFT水平进行比较。损伤样品相对于正常样品的FFT水平的增加是损伤状态的指示。

因此，本发明所述的预后的方法也可以是一种预后尺度，或者预后电尺度，具有离散FFT以致该FFT是特异于慢性损伤的，这使得能区分以下损伤：处于恶化状态的损伤、处于康复状态的损伤，以及既不是恶化也不是康复而是处于停滞状态的损伤。

通过采用交流电测量而检测到所述的随机信号，该信号显示为随时间变化的电压。

已变换为FFT的随机信号可以显示为电压与频率的函数，以致所述FFT水平是定义为电压相对于频率的曲线之下的面积。

可采用交流电探针来检测所述的随机信号，然后将随机信号通过算法变换为FFT。

需要明确的是，所述探针可包括但不限于：电极、阳极和阴极，放置在损伤的周围。一个接地参考电极可被放置在对侧健康肢体上。

本发明所述的预后尺度可采用健康对象的平均FFT作为基线值来定义某个损伤为恶化、康复还是停滞。

另外和/或附加地，本发明所述的预后尺度可采用取自健康组织、恶化损伤、康复损伤和停滞损伤的参考标记，以定义某个损伤为恶化、康复还是停滞。

通过非限制性的例子，该参考标记可以是以下对象中检测得到的平均FFT水平分布：健康对象、诊断为恶化的慢性损伤病人、诊断为康复的慢性损伤病人、诊断为停滞的慢性损伤病人。

需要明确的是，本发明所述的预后尺度可以被可操作地连接到用于输送交流电到人体组织的装置，以致一旦确定损伤的当前状态，对于恶化、康复或者停滞的损伤，该装置将带有特殊频谱的传输到所述组织，

现在参见附图中的更多细节，图1和图2显示了本发明所述的电记录方法，将两个电极2和4附着到穿过受伤处皮肤6的中轴的最近侧和最远侧，通过这两个电极测量信号，第三个电极接地(未示出)。如图2所示，可采用两个AC记录装置来同时比较，其中一个装置8放置在损伤周围，而另一个装置10放置在对侧健康肢体12，用于实时比较。需要明确的是，装置8可以是电刺激器系统，用于对目标组织提供治疗，该电刺激器系统包括：第一组件，被配置用于检测和记录在目标组织6内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；所述组件还配置为采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；采用所产生的FFT水平以产生关于目标组织的当前状态的数据，并传输所述数据到第二组件；第二组件被配置为递送电流到目标组织6；所述电流的特征是由关于目标组织的当前状态的数据来确定的。

图3A显示了随时间变化的AC信号(电压相对于时间)，这是一个随机暗示。为了扩增这个信号的特异性，应用了快速傅里叶变换(FFT)算法。这个变换使能够将原始检测的信号显示为电压相对于频率的图谱，如图3B中所示。这个信号处理方法使得在振幅(电压)和/或频率上具有显著差异的离散信号的分布在过滤器中设为0.5至1000Hz，高达2000Hz。为了改善该FFT的信噪比(每秒16的采样速率)，通过这个方法将采样速率降低至每秒(1Hz)一个样本，所获得的改善的信号具有较低的噪声，如图3C所示。

为建立在病人上电测量的基线水平，在健康对象(无损伤)上进行测量，它们的平均FFT被用作最小振幅水平，也就是基线。图4显示了在健康对象的健康皮肤上检测的平均频谱，用作损伤的预后的基线。

图5是对于健康对象40的FFT基线、对于慢性损伤50的FFT水平以及对于有损伤的对象的对侧非受伤组织52的FFT水平的图。在慢性损伤50周围的平均电测量值显示出明显比健康对象40的基线测量值更高的振幅(电压)。这些随机信号是由在0.5至1000Hz范围内的平均电频谱来作为特征的。这个信号的平均最大电压(Vmax)是在0.5至50Hz范围内(该频率峰值约50Hz被认为是环境电辐射)。该信号指数地降低到它的最小电压(Vmin)，在200至1000Hz范围内(在基线曲线内)检测到的最小电压为约10nV，在慢性损伤组内的700至1000Hz范围内检测到的最小电压为约20nV。在慢性损伤信号的曲线(AUC)之下的区域显著高于基线曲线内的区域，这可确定这个离散信号对于慢性损伤是有特异性的。

在同一病人上进行比较测量，通过类似的测量方法在该病人的对侧健康肢体上测量。该图显示，在相同病人中，在损伤周围存在的随机波形，与在对侧非受伤机体52上记录的信号的振幅和相同电频谱重叠。这意味着，在具有慢性损伤的病人上发现的离散随机信号也可用作在体内的系统参数。

图6显示了由具有处于停滞状态60的损伤的病人组的平均FFT水平所展示的显著更高的振幅，高于健康对象40的平均FFT水平。

图7显示了由具有处于恶化状态70的损伤的病人组的平均FFT水平所展示的显著更高的振幅，高于健康对象40的平均FFT水平。

图8显示了由具有处于康复状态80的损伤的病人组的平均FFT水平所展示的显著更高的振幅，高于健康对象40的平均FFT水平。

图9显示了在图6至图8之间的图的比较。特别地，对于健康对象的FFT水平与具有处于停滞状态60、恶化状态70或者康复状态80的损伤的病人的FFT水平进行比较。该图显示，在损伤的三种预后水平之间发现显著差异。恶化状态和康复状态都高于停滞状态，且所有三种状态都高于健康对象40的基线。

图10总结了在不同组之间的统计学分析/比较。F值100显示在损伤处于停滞状态104、恶化状态108和康复状态112与健康对象114的基线比较的差异的显著性，F值＜0.0001。该图表也显示，对于每组损伤的对侧健康肢体102、106和110的平均值都可被用作损伤预后的标记。需要注意的是，恶化108和康复112的损伤的平均值是彼此接近的，它们对于各自的对侧健康肢体106和110的平均值是有显著差别的。

图11是对于未感染的处于恶化状态的具有损伤的对象的组，慢性损伤110周围的FFT水平与对侧非受伤组织110’的FFT水平的图。图12A-图12E是对于五个由于感染而处于恶化状态的具有损伤的对象，慢性损伤120周围的FFT水平与对侧非受伤组织120’的FFT水平的图。需要明确的是，在未感染的处于恶化状态的具有损伤的对象的组(图11)中，慢性损伤110周围的FFT水平与对侧非受伤组织110’的FFT水平是基本相等的，对侧非受伤组织110’的FFT水平的线使对于慢性损伤110周围的FFT水平的线变暗。与之相反，对于五个由于感染而处于恶化状态的具有损伤的对象(图12A-图12E)，慢性损伤120周围的FFT水平与对侧非受伤组织120’的FFT水平都是具有统计学上和视觉上都具有差异。因此，根据本发明所教导的方法，将由于感染而处于恶化的损伤与未感染而处于恶化的损伤区别开来是可能的。

因此，本发明包括，如图13的流程图所示的一种确定在目标组织内恶化的损伤是否被感染的方法的流程图。该方法包括以下步骤：

13-1检测和记录在目标组织内和周围区域的第一电信号以及在对侧组织内和周围区域的第二电信号，第一电信号与第二电信号是随机信号。

13-2采用快速傅里叶变换(FFT)算法将第一电信号与第二电信号变换为电压相对于频率的图谱。

13-3比较所述第一电信号所产生的FFT水平的图与所述第二电信号所产生的FFT水平的图以及未感染的处于恶化状态的损伤的至少一个基线FFT水平的图。

13-4基于所述比较确定目标组织的感染的存在。

图14显示了本发明所述的用于检测活的人体和动物目标组织的当前状态的方法。该方法包括以下步骤：

14-1检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，该电信号是随机信号。

14-2采用快速傅里叶变换(FFT)算法将该随机信号变换为电压相对于频率的图谱。

14-3比较目标组织所产生的FFT水平的图与至少一个基线FFT水平的图。

14-4基于上述比较确定目标组织的当前状态。

图15显示了本发明所述的用于确定在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的第一方法。该方法包括以下步骤：

15-1检测和记录在目标组织内和周围区域的第一电信号以及在对侧组织内和周围区域的第二电信号，第一电信号与第二电信号是随机信号。

15-2采用快速傅里叶变换(FFT)算法将第一电信号与第二电信号变换为电压相对于频率的图谱。

15-3比较第一电信号所产生的FFT水平的图与至少一个基线FFT水平的图以及第二电信号所产生的FFT水平的图。

15-4基于上述比较确定目标组织的预后。

图16显示了用于确定在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的第二方法。该方法包括以下步骤：

16-1检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，该电信号是随机信号。

16-2采用快速傅里叶变换(FFT)算法将该随机信号变换为电压相对于频率的图谱。

16-3比较目标组织所产生的FFT水平的图与至少一个FFT水平参考标记。

16-4基于上述比较确定目标组织的当前状态。

需要明确的是，上面的说明仅仅是试图作为示例，而有许多其他具体实施方式都是可行的，它们都落入本发明的精神和范围之内。

Claims (22)

1.一种检测活的人体和动物目标组织的当前状态的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；

(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；

(c)比较目标组织所产生的FFT水平的图与至少一个基线FFT水平的图；以及

(d)基于所述比较确定目标组织的当前状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测和记录步骤是被实施为检测和记录交流电(AC)信号，并显示所述交流电(AC)信号为随时间变化的电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述FFT水平是被实施为从0至500Hz的电频谱。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述FFT水平是被实施为从0至3000Hz的电频谱。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述目标组织是病人的受伤区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基线是被实施为对于健康的非受伤对象的FFT水平。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基线是被实施为对于正常健康组织的FFT水平，所述的目标组织FFT水平上相对于所述的基线FFT水平的增加是对于损伤状态的指示。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述目标组织的当前状态包括以下的其中一个状态：恶化状态、康复状态和停滞状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述目标组织的FFT水平是被这样实施的以致能区分以下状态损伤的区别：由于感染而处于恶化状态的损伤，处于康复状态的损伤，以及处于停滞状态的损伤。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括比较所述目标组织所产生的FFT水平与FFT水平参考标记。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述FFT水平参考标记是被这样实施以致指示处于以下状态的损伤：恶化状态、康复状态和停滞状态。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述FFT水平参考标记是被实施为在以下对象中检测得到的平均FFT水平分布：健康对象、诊断为恶化的慢性损伤病人、诊断为康复的慢性损伤病人、诊断为停滞的慢性损伤病人。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

(a)提供关于所述目标组织的当前状态的数据给装置，该装置用于将交流电传输到目标组织；以及

(b)将交流电信号传输到目标组织，其中，由所述数据确定特定的频谱。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定步骤还包括确定对于目标组织的预后。

15.一种用于确定在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的方法，所述方法包括：

(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的第一电信号以及在对侧组织内和周围区域的第二电信号，所述第一电信号与第二电信号是随机信号；

(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述第一电信号与第二电信号变换为电压相对于频率的图谱；

(c)比较所述第一电信号所产生的FFT水平的图与至少一个基线FFT水平的图以及所述第二电信号所产生的FFT水平的图；以及

(d)基于所述比较确定目标组织的预后。

16.一种用于在活的人体和动物目标组织的损伤的预后的方法，所述方法包括：

(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；

(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；

(c)比较目标组织所产生的FFT水平的图与至少一个FFT水平参考标记；以及

(d)基于所述比较确定目标组织的当前状态。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述FFT水平参考标记是被这样实施以致指示处于以下状态的损伤：恶化状态、康复状态和停滞状态。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述FFT水平参考标记是被实施为在以下对象中检测得到的平均FFT水平分布：健康对象、诊断为恶化的慢性损伤病人、诊断为康复的慢性损伤病人、诊断为停滞的慢性损伤病人。

19.一种用于对目标组织提供治疗的电刺激器系统，所述电刺激器系统包括：

(a)第一组件，被配置用于检测和记录在目标组织内和周围区域的电信号，所述电信号是随机信号；所述组件还配置为采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述随机信号变换为电压相对于频率的图谱；采用所产生的FFT水平以产生关于目标组织的当前状态的数据，并传输所述数据；

(b)第二组件，被配置为递送电流到所述目标组织；所述组件被配置为接收来自所述第一组件的所述数据，所述电流的特征是由所述数据来确定的。

20.根据权利要求19所述的电刺激器系统，其特征在于：所述电流的特征包括特定的频谱。

21.根据权利要求19所述的电刺激器系统，其特征在于：被递送到所述目标组织的所述电流是交流电信号。

22.一种用于确定在活的人体和动物目标组织的处于恶化的损伤是否存在感染的方法，所述方法包括：

(a)检测和记录在目标组织内和周围区域的第一电信号以及在对侧组织内和周围区域的第二电信号，所述第一电信号与第二电信号是随机信号；

(b)采用快速傅里叶变换(FFT)算法将所述第一电信号与第二电信号变换为电压相对于频率的图谱；

(c)比较所述第一电信号所产生的FFT水平的图与所述第二电信号所产生的FFT水平的图以及未感染的处于恶化状态的损伤的至少一个基线FFT水平的图；以及

(d)基于所述比较确定目标组织的感染的存在。

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