使用呼吸窘迫表现的心力衰竭检测.pdf

本发明公开了用于诊断一种或多种呼吸窘迫表现的系统和方法，其通过可植入地识别一种或多种呼吸窘迫表现的出现并且评价关于它们的信息，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。使用由可植入呼吸传感器电路和可植入生理传感器电路、例如身体活动传感器电路或姿势传感器电路中的至少一种产生的信息，可植入的或外部的处理器电路可以检测呼吸障碍以及相关的从稳定态情形的随后觉醒，并且其后评价随着时间的过去从稳定态情形的觉醒，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。在一个实施例中，将关于受试者内流体水平的信息用于确定恶化心力衰竭的指示。在不同的实施例中，响应于存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示而开始或调节疗法。

1.  一种系统，所述系统包括：
可植入医疗装置，其包括：
呼吸传感器电路，其配置用于产生呼吸信号，所述呼吸信号指示受试者的呼吸或与呼吸有关的参数；和
生理传感器电路，其包括身体活动传感器电路或姿势传感器电路中的至少一种，所述身体活动传感器电路配置用于产生指示所述受试者的身体活动水平的身体活动信号，所述姿势传感器电路配置用于产生指示所述受试者的姿势的姿势信号；和
可植入的或外部的处理器电路，其包括用于接收关于所述呼吸信号以及至少一种所述身体活动信号或所述姿势信号的信息的输入端，所述处理器电路配置用于使用所述呼吸信号检测呼吸障碍，并且配置用于从所述身体活动信号或所述姿态信号中的至少一种检测相关的从稳定态情形的随后觉醒，所述处理器电路还配置用于至少部分地评价随着时间的过去从稳定态情形的觉醒，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

2.  根据权利要求1所述的系统，所述系统包括时钟脉冲电路，其配置用于产生与所述呼吸信号、所述身体活动信号或所述姿态信号中的至少一种相关的至少一种时间戳。

3.  根据权利要求1或2中任一项所述的系统，所述系统包括疗法控制电路，其配置用于至少部分地使用关于以下中的至少一种的信息来调节对所述受试者提供的疗法：检测的呼吸障碍、检测的从稳定态情形的觉醒或存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

4.  根据权利要求1-3中任一项所述的系统，所述系统包括：外部用户界面装置，其通信连接到所述可植入医疗装置，并且包括以下中的至少一种随着时间的过去的评价的用户可检测指示：呼吸障碍、从稳定态情形的觉醒、或存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

5.  根据权利要求1-4中任一项所述的系统，所述系统包括：流体检测器电路，其配置用于产生所述受试者内的流体水平的指示；并且其中所述处理器配置为接收所述流体水平的指示，以用于确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

6.  根据权利要求1-5中任一项所述的系统，所述系统包括稳定态检测器，所述稳定态检测器包括睡眠检测器电路、所述身体活动传感器或所述姿势传感器中的至少一种，所述睡眠检测器电路配置用于确定所述受试者是睡着的还是醒着的。

7.  根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述呼吸传感器电路配置用于响应于检测到的在所述受试者内的流体水平变化、检测到的肺容量变化或检测到的呼吸速率的变化中的至少一种而产生所述呼吸信号。

8.  根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中由所述呼吸传感器电路产生的所述呼吸信号包括关于呼吸速率、潮气量、心率或心率变异性中的至少一种的信息。

9.  根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中所述身体活动传感器电路配置用于响应于检测到的所述身体活动水平的增加而产生所述身体活动信号。

10.  根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其中所述姿势传感器电路配置用于响应于检测到的朝向更加垂直位置的姿势变化而产生所述姿势信号。

11.  一种方法，所述方法包括：
可植入地检测呼吸障碍，随后检测相关的从稳定态情形的觉醒，其中检测所述从稳定态情形的觉醒包括：检测关于受试者的身体活动水平或姿势中的至少一种的信息；
评价随着时间的过去一种或多种呼吸障碍或一种或多种从稳定态情形的觉醒中的至少一种，包括导出一个或多个恶化心力衰竭标准，并且将一种或多种呼吸障碍或一种或多种从稳定态情形的觉醒中的至少一种与所述恶化心力衰竭标准比较；和
确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

12.  根据权利要求11所述的方法，所述方法包括检测所述受试者内的流体蓄积并且使用关于所述流体蓄积的信息来确定所述存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

13.  根据权利要求11或12中任一项所述的方法，所述方法包括检测稳定态，包括检测稳定睡眠态、稳定身体活动水平或稳定姿势位置中的至少一种。

14.  根据权利要求11-13中任一项所述的方法，所述方法包括评价随着时间的过去发作性夜间呼吸困难的出现。

15.  根据权利要求14所述的方法，所述方法包括还通过检测呼吸暂停出现或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种而确定所述存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

16.  根据权利要求15所述的方法，其中确定所述存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示包括权衡所述发作性夜间呼吸困难出现、所述呼吸暂停出现、或所述切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种的评价。

17.  根据权利要求11-16中任一项所述的方法，所述方法包括显示所述呼吸障碍、所述从稳定态情形的觉醒，或所述存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示中的至少一项的趋势或计数。

18.  根据权利要求11-17中任一项所述的方法，所述方法包括预防或最小化所述存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。

19.  根据权利要求11-18中任一项所述的方法，其中检测所述呼吸障碍包括检测肺容量振荡和衰减、呼吸速率的增加、心率的增加或心率变异性的变化中的至少一种。

20.  根据权利要求11-19中任一项所述的方法，其中检测所述从稳定态的觉醒包括检测身体活动水平的增加或朝向更加垂直的位置的姿势的变化中的至少一种。

使用呼吸窘迫表现的心力衰竭检测
优先权要求
特此要求在2007年4月17日提交的美国专利申请序列号11/736,058的优先权的权益，该美国专利申请通过引用而结合在此。
技术领域
本专利文件总体上涉及医疗系统和方法。更具体地，但是不受限制地，本专利文件涉及用于心力衰竭检测的使用一种或多种呼吸窘迫表现的客观诊断的医疗系统和方法。

背景
充血性心力衰竭，或简单地，心力衰竭，是其中受试者的心脏不能将所需量的血液泵送到受试者的其它器官，从而引起流体在心脏之后蓄积的病症。充血性心力衰竭可以被理解是扩大的弱化的心肌，其导致差的心输出。随着流出心脏的血液减少，通过静脉返回到心脏的血液倒退，从而引起身体组织中的充血。此充血可以引起腿、踝或身体的其它部分中的肿胀，并且还可以导致流体聚集或流动到受试者的胸部。因而，充血可以与心力衰竭相关。

概述
充血可以以几种方式在心力衰竭的受试者的身体中表现。与充血高度有关的一种病症是呼吸窘迫，特别是当受试者采取卧位时。一旦受试者躺下，充血经常导致肺部分填充流体，并且作为结果，肺保持部分填充状态，直至受试者移动到垂直位置为止。此填充变成正常气体(即，氧和二氧化碳)交换的障碍，并且导致受试者呼吸困难。为此原因，呼吸窘迫可以提供充血的良好指示。不幸的是，许多呼吸窘迫的表现以及因而的充血不可及时地检测。
本发明人已经意识到，由心力衰竭受试者提出的一个问题是心力衰竭在达到晚期疾病阶段之前的及时检测和治疗。为此目的，本发明人已经意识到，存在着对配置用于客观地诊断某些呼吸窘迫表现、可以提供心力衰竭的及时检测的系统和方法的未满足的需求。
因此，此专利文件公开了尤其地这样的系统和方法，所述系统和方法用于通过可植入地识别一种或多种呼吸窘迫表现的出现并且评价关于其的信息而诊断一种或多种呼吸窘迫表现，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。使用由可植入呼吸传感器电路和可植入生理传感器电路，例如身体活动传感器电路或姿势传感器电路中的至少一种产生的信息，可植入的或外部的处理器电路可以检测呼吸障碍以及相关的从稳定态情形(stable state occurrence)的随后觉醒，并且其后评价随着时间的过去从稳定态情形的觉醒，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。在一个实施例中，将关于受试者内流体水平的信息用于确定恶化心力衰竭的指示。在不同的实施例中，响应于存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示开始或调节疗法(regimen)。
在实施例1中，一种系统包括可植入医疗装置，所述可植入医疗装置包括呼吸传感器电路，其配置用于产生指示受试者的呼吸或与呼吸有关的参数的呼吸信号；和生理传感器电路，所述生理传感器电路包括身体活动传感器电路或姿势传感器电路中的至少一种，所述身体活动传感器电路配置用于产生指示受试者的身体活动水平的身体活动信号，所述姿势传感器电路配置用于产生指示受试者的姿势的姿势信号。该系统还包括可植入的或外部的处理器电路，所述可植入的或外部的处理器电路包括用于接收关于呼吸信号以及至少一种身体活动信号或姿势信号的信息的输入端，所述处理器电路配置用于使用呼吸信号检测呼吸障碍，并且配置用于从身体活动信号或姿态信号中的至少一种检测相关的从稳定态情形的随后觉醒，所述处理器电路还配置用于至少部分地评价随着时间的过去从稳定态情形的觉醒，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。
在实施例2中，实施例1的系统任选包括时钟脉冲电路，其配置用于产生与呼吸信号、身体活动信号或姿态信号中的至少一种相关的至少一种时间戳(timestamp)。
在实施例3中，实施例2的系统任选包括存储器，其配置用于存储关于时间戳和至少一种与时间戳相关的呼吸信号、身体活动信号或姿势信号的信息。
在实施例4中，实施例1-3中的至少一项的系统任选包括疗法控制电路，其配置用于至少部分地使用关于检测的呼吸障碍、检测的从稳定态情形的觉醒或存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示中的至少一种的信息来调节对受试者提供的疗法。
在实施例5中，实施例1-4中的至少一项的系统任选包括外部用户界面装置，其通信连接到可植入医疗装置，并且包括呼吸障碍、从稳定态情形的觉醒或存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示中的至少一种的随着时间的过去的评价的用户可检测指示。
在实施例6中，实施例5的系统任选地被配置使得外部用户界面包括用户输入装置，所述用户输入装置配置用于接收来自用户的编程信息，并且将所述编程信息传送到可植入医疗装置。
在实施例7中，实施例1-6中的至少一项的系统任选包括流体检测器电路，其配置用于产生受试者内的流体水平的指示；并且其中处理器配置用于接收流体水平的指示，以用于确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。
在实施例8中，实施例7的系统任选地被配置使得流体检测器电路包括含有通信电路的外部重量秤(weight scale)，其配置用于将流体水平信息直接或间接传达到处理器电路。
在实施例9中，实施例1-8中的至少一项的系统任选包括稳定态检测器，所述稳定态检测器包括睡眠检测器电路、身体活动传感器或姿势传感器中的至少一种，所述睡眠检测器电路配置用于检测受试者是睡着的还是醒着的。
在实施例10中，实施例1-9中的至少一项的系统任选地被配置使得：呼吸传感器电路配置用于响应于检测到的受试者内的流体水平变化而产生呼吸信号。
在实施例11中，实施例1-10中的至少一项的系统任选地被配置使得：呼吸传感器电路配置用于响应于检测到的肺容量(lung volume)变化而产生呼吸信号。
在实施例12中，实施例1-11中的至少一项的系统任选地被配置用于使得：呼吸传感器电路配置用于响应于检测到的呼吸速率的变化而产生呼吸信号。
在实施例13中，实施例1-12中的至少一项的系统任选地被配置使得：由呼吸传感器电路产生的呼吸信号包括关于呼吸速率、潮气量(tidalvolume)、心率或心率变异性中的至少一种的信息。
在实施例14中，实施例1-13中的至少一项的系统任选地被配置使得：身体活动传感器电路配置用于响应于检测到的身体活动水平的增加而产生身体活动信号。
在实施例15中，实施例1-14中的至少一项的系统任选地被配置使得：姿势传感器电路配置用于响应于检测到的朝向更加垂直位置的姿势变化而产生姿势信号。
在实施例16中，一种方法包括可植入地检测呼吸障碍，随后检测相关的从稳定态情形的觉醒，其中检测从稳定态情形的觉醒包括：检测关于受试者的身体活动水平或姿势中的至少一种的信息；评价随着时间的过去一种或多种呼吸障碍或一种或多种从稳定态情形的觉醒中的至少一种，包括导出一个或多个恶化心力衰竭标准，并且将一种或多种呼吸障碍或一种或多种从稳定态情形的觉醒中的至少一种与恶化心力衰竭标准比较；和确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。
在实施例17中，实施例16的方法任选包括：检测受试者内的流体蓄积并且使用关于流体蓄积的信息来确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。
在实施例18中，实施例16-17中的至少一项的方法任选包括：检测稳定态，包括检测稳定睡眠态、稳定身体活动水平或稳定姿势位置中的至少一种。
在实施例19中，实施例16-18中的至少一项的方法任选包括：评价随着时间的过去发作性夜间呼吸困难的出现。
在实施例20中，实施例19的方法任选包括：还通过检测呼吸暂停出现或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种而确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。
在实施例21中，实施例20的方法任选地被配置使得：确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示包括权衡(weighting)发作性夜间呼吸困难出现、呼吸暂停出现，或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种的评价。
在实施例22中，实施例16-21中的至少一项的方法任选包括：显示呼吸障碍、从稳定态情形的觉醒、或存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示中的至少一项的趋势(trending)或计数(counting)。
在实施例23中，实施例16-22中的至少一项的方法任选包括：预防或最小化存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。
在实施例24中，实施例16-23中的至少一项的方法任选地被配置使得：检测呼吸障碍包括检测肺容量振荡和衰减。
在实施例25中，实施例16-24中的至少一项的方法任选地被配置使得：检测呼吸障碍包括检测呼吸速率的增加。
在实施例26中，实施例16-25中的至少一项的方法任选地被配置使得：检测呼吸障碍包括检测心率的增加或心率变异性的变化。
在实施例27中，实施例16-26中的至少一项的方法任选地被配置使得：检测从稳定态的觉醒包括检测身体活动水平的增加或朝向更加垂直的位置的姿势的变化中的至少一种。
有利地，本系统和方法可应用于具有呼吸传感器电路和生理传感器电路，例如身体活动传感器电路或生理传感器电路中的至少一种的所有可植入医疗装置(IMD)。使用通过这些电路收集的信息，本系统和方法被配置用于客观地诊断呼吸窘迫表现，例如一种或多种发作性夜间呼吸困难(PND)事件，其通常由呼吸障碍以及随后的从稳定态(例如，睡眠)情形的相关觉醒所代表。本系统还配置用于评价，例如随着时间的过去以下中的至少一种的趋势或计数：呼吸障碍或相关的从稳定态情形的随后觉醒，以便提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。使用关于一种或多种PND事件的信息可以有利地提供用于存在的或迫近的恶化心力衰竭的早期的并且因而可以起作用的检测工具。
本系统和方法的这些和其它的实施例、优点和特征，部分地将在随后的详细描述中阐述，并且通过参考本系统、方法和附图的下列描述或通过对它们的实施，部分地将对于本领域技术人员变得明显的。

附图简述
在附图中，在全部的几幅附图中，同样的附图标记描述类似的部件。具有不同字母后缀的同样的附图标记表示类似部件的不同情形。附图通过举例、但是非限制性地示例此专利文件中讨论的不同实施方案。
图1是示例一种系统的一种概念上的实例以及其中可以使用所述系统的环境的示意图，所述系统配置用于客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件。
图2是示例一种系统的一种概念上的实例的框图，所述系统配置用于客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件。
图3是示例一种疗法控制电路的一种概念上的实例的框图。
图4是示例客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件的一种概念上的方法的图。
图5是示例客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件的另一种概念上的方法的图。
详细描述
下列详细描述包括对形成其一部分的附图的参考。附图经由示例显示了其中可以实施本系统和方法的具体实施方案。主张的是，充分详细地描述在本文中也称为“实施例”的这些实施方案，以使得本领域技术人员能够实施本系统和方法。在不背离本系统和方法的范围的情况下，可以组合实施方案，可以利用其它的实施方案，或可以进行结构的、电的或逻辑的改变。因此下列详细描述应当以非限制性的意义采用，并且本系统和方法的范围由后附权利要求书连同这些权利要求有权要求的法律上的等价物的整个范围所限定。
在此文件中，术语“一个(种)(a)”或“一个(种)(an)”用于包括除一个(种)以外的一个(种)或多个(种)；术语“或”用于表示非排他性的“或”，除非另外指出；且短语“可植入医疗装置”，或简单地，“IMD”，用于包括但不限于，可植入心律管理(CRM)系统，例如起搏器、心复律器/去纤颤器、起搏器/去纤颤器、两心室或其它多部位再同步或协调装置，例如心脏再同步治疗(CRT)装置、受试者监视系统、神经调制系统和药物递送系统。另外，应当理解，在本文中使用并且没有其它限定的措词或术语学是仅为了描述而非限制的目的。此外，此文件中引用的所有专利和专利文件通过引用而完整地结合在此，就像通过引用单独结合一样。在此文件与通过引用而结合的那些文件之间的不一致的使用的情形中，所结合的参考文献中的使用应当被认为是对于此文件的使用的补充；关于不能协调的矛盾，以此文件中的使用为准。
介绍：
如上所讨论的，充血可以引起腿、踝或身体的其它部分中的肿胀，并且还可以导致流体聚集或流动到受试者的胸部，从而变成正常气体交换的障碍并且引起呼吸窘迫。流体在胸中的蓄积可以导致肺水肿(即，脉管外流体在肺中的蓄积)或胸腔积液(即，脉管外流体在肺和肋骨之间的空间的蓄积)。这些病症，如果它们存在，呈现了需要立即的并且时常具挑战性的护理的医疗紧急情况，并且有时可以证明是致命的。因而，非常有利的是及时地识别和处理受试者内的过量流体蓄积。不幸的是，在心力衰竭疾病过程中，受试者的护理者典型地得知过量的内部流体蓄积的出现的第一指示非常晚，例如当它具有膨胀、可注意到的体重增加、颈静脉膨胀或呼吸困难的身体表现变得如此势不可挡，以至于被受试者注意到，所述受试者然后由他/她的护理者检查。对于心力衰竭受试者，将很可能在这样的身体显现时间需要重大的临床干预(例如，住院)。
PND事件(即，这样的事件，其特征在于归因于呼吸暂停的从睡眠中的觉醒，所述呼吸暂停是在左心室机能障碍导致肺水肿时所引起的)是呼吸窘迫的一种表现，并且如果正确诊断，可以在需要重大的临床干预之前提供心力衰竭的及时指示。不幸的是，用于诊断PND事件的当前系统和方法依赖于受试者的主观确定，所述受试者可能没有意识到PND事件的出现，并且其可能觉得他们是由于除某种形式的呼吸暂停以外的原因而醒来。这对护理者提出了挑战，因为他们当前必须依赖于受试者记忆来进行PND事件的肯定诊断，从而延迟了适当的治疗或用于抵抗病症或潜在的疾病的其它行为。
有利地，本系统和方法通过可植入地识别一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件，并且评价随着时间的过去关于其的信息，以提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示，从而允许了对其的客观诊断。使用可植入呼吸传感器电路，可植入生理传感器电路，例如至少一种身体活动传感器电路或姿势传感器电路，并且任选地，流体检测器电路、呼吸暂停检测器电路或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸检测器电路，可以评价随着时间的过去的PND事件，例如评估PND事件的趋势或对PND事件计数，以用作存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。在不同的实施例中，在已经检测到稳定态如睡眠态、稳定活动水平或稳定姿势位置，接着检测到呼吸障碍(例如，朝向零的肺容量的振荡和衰减，导致呼吸功能不全、呼吸暂停、快速呼吸或快速浅呼吸)和相关的从稳定态的随后觉醒(例如，受试者身体活动水平增加或受试者朝向更加垂直的姿势位置的移动)时，诊断PND事件，如将在以下进一步讨论的。
实施例：
图1是总体上举例来说但非限制性地示例系统100的一个实施方案和其中使用系统100的环境的示意图。在不同的实施例中，系统100配置用于客观地诊断受试者100中的一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件。系统100可以进一步配置用于评价，例如评估随着时间的过去检测到的PND事件的趋势或计数，以至少部分地用作存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示或用于疗法(例如，治疗)干预的刺激(stimulus)。在一些实施例中，系统100可以配置用于确定疗法干预的功效。以此方式，可以比当前可能的情况更早地检测到存在的或迫近的恶化心力衰竭并且对其采取行动。
在图1中，系统100包括IMD 102，例如CRM装置，其经由具有电极的导线(electrode bearing lead)108连接到受试者110的心脏106。系统100还包括一个或多个程序器或其它外部用户界面装置120、122，其提供与IMD 102或彼此之间的无线通信，例如通过使用遥测技术150或其它的已知的通信技术。如所显示的，外部用户界面装置120、122包括用户可检测指示124，例如LCD或LED显示器，以文字(textually)或图像(graphically)方式(例如，经由计算器或在一段时间内绘制的线图)将关于一种或多种呼吸窘迫表现的信息，例如PND趋势或计数的信息传递到受试者110或他/她的护理者。另外地或备选地，外部用户界面装置120、122包括用户输入装置126，其配置用于从用户(例如，受试者110或他/她的护理者)接收编程信息，并且将这种编程信息传达到IMD 102。
导线108包括连接到IMD 102的近端114，以及连接在心脏106上的一个或多个部分或围绕心脏106的一个或多个部分的远端112。导线108的远端112通常包括，尤其是一个或多个起搏或去纤颤电极，其用于提供对心脏106的起搏、再同步、心脏复律、或去纤颤疗法治疗，或对受试者110内的一种或多种神经的神经调制。
图2是总体上举例来说但非限制性地示例系统100的一种概念上的实例的框图，所述系统100配置用于客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件。在此实施例中，系统100包括气密密封的IMD102，其通过一条或多条具有电极的导线108连接到心脏106并且连接到一个或多个程序器或其它的外部用户界面装置120(附近的)、122(远的)。
如所显示的，IMD 102带有各种电部件，例如通信电路202，其配置用于与附近外部用户界面装置120的通信电路无线通信。在某些实施例中，通信电路202配置用于与远的外部用户界面装置122的通信电路无线通信，例如通过使用附近外部通信转发器204。在一个这样的实施例中，外部通信转发器204经由因特网/电话连接206连接到远的外部用户界面装置122。因特网/电话连接206，在某些实施例中，允许外部通信转发器204与电子医疗数据储存器208连接。在另外的实施例中，IMD 102的通信电路202通信连接到外部重量秤210或其它外部流体检测传感器的通信电路，后者还可以通信连接到外部用户界面装置120、122的通信电路。适合的外部重量秤210的一种实例描述于题为“使用重量秤监视受试者内流体(MONITORING FLUID IN A SUBJECT USING A WEIGHT SCALE)”的共同共有的Belalcazar的美国专利申请序列号11/419,120中，所述申请通过引用而整个地结合在此，其包括了外部重量秤以及使用外部重量秤确定受试者内流体水平的描述。在一个实施例中，外部重量秤210可以配置用于响应于在第一和第二内部电极之间注入的电信号，测量第一和第二外部电极之间的电信号。除外部流体检测传感器以外，或对于外部流体检测传感器而言备选的是，还可以使用内部流体检测器电路以提供受试者内的流体水平的指示。在一个实施例中，将外部流体检测传感器或内部流体检测器电路用于提供受试者的外围水肿水平的指示。如以上讨论的，外围水肿(例如，腿、踝或身体的其它部分中的肿胀)可以导致流体聚集或流动到受试者的胸部，从而导致肺水肿或胸腔积液，并且最终导致呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件。因而，流体检测器电路可以帮助呼吸窘迫表现的客观诊断。
PND事件以从稳定态如稳定睡眠、稳定身体活动水平或稳定姿势位置醒来或短暂时期为标志。正由于此原因，在不同的实施例中，IMD 102包括睡眠检测器电路254，其配置用于确定受试者110(图1)是睡着的还是醒着的。适合的睡眠检测器电路254的一种实例描述于题为“使用时域心率变异性标记的心律管理系统(CARDIAC RHYTHM MANAGEMENTSYSTEM USING TIME-DOMAIN HEART RATE VARIABILITYINDICIA)”的共同共有的Carlson等的美国专利申请序列号09/802,316中，所述申请通过引用而整个地结合在此，其包括对睡眠检测器电路的描述。在一个实施例中，睡眠检测器电路254包括用于存储心脏收缩之间的长时间平均间隔(例如，R-R间隔(internal))的长时间(例如24小时)平均器，或用于储存心脏收缩之间的相应的长时间最大间隔(例如，最大R-R间隔)的长时间(例如，24小时)峰检测器。在不同的实施例中，IMD 102另外包括两个以上的传感器电路，例如呼吸传感器电路212和生理传感器电路214，在IMD 102中，或在IMD 102附近植入并且连接到IMD 102。呼吸传感器电路212配置用于产生指示受试者110的呼吸或与呼吸有关的参数(例如，呼吸速率、潮气量、心率或心率变异性)的呼吸信号。生理传感器电路214包括身体活动传感器电路216或姿势传感器电路218中的至少一种，所述身体活动传感器电路216配置用于产生指示受试者110的身体活动水平的身体活动信号，所述姿势传感器电路218配置用于产生指示受试者110的姿势的姿势信号。
可植入的或外部的处理器电路220包括一个或多个输入端237，其用于接收关于呼吸信号、至少一种身体活动信号或姿势信号的信息，以及由睡眠检测器电路254检测到的睡眠状态信息。在不同的实施例中，处理器电路220包括呼吸障碍模块222和从稳定态情形觉醒模块224，所述呼吸障碍模块222用于使用呼吸信号来检测呼吸障碍，所述从稳定态情形觉醒模块224用于从身体活动信号、姿势信号或睡眠状态信息中的至少一种来检测相关的从稳定态情形的随后觉醒。在此实施例中，单板存储器226将关于呼吸信号、身体活动信号、姿势信号或睡眠状态信息中的至少一种的信息同与这种信号相关的时间戳一起存储。另外，在不同的实施例中，单板存储器226可以接收并存储IMD 102的程序设计，所述程序设计在执行系统100的必需逻辑操作时由处理器电路220所利用。在一个实施例中，时间戳由与存储器226通信的时钟脉冲电路228产生。
在不同的实施例中，处理器电路220还包括至少一个评价模块，例如趋势模块229或计数器模块230，其分别配置用于估计关于呼吸障碍或相关的从稳定态情形的随后觉醒中的一者或两者的信息随着时间的过去的趋势，或计数随着时间的过去呼吸障碍或相关的从稳定态情形的随后觉醒中的一者或两者的普遍性(prevalence)，用于提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。在此实施例中，将估计趋势的或计数的呼吸或觉醒数据输入到比较器232中，所述比较器232将所述数据与也输入到比较器232中的特定阙值进行比较。如果发现输入数据显示出存在的或迫近的恶化心力衰竭的特征或在其它方面是显著的，则可以将产生的比较输入到存在的或迫近的疾病状态指示模块234中，在所述存在的或迫近的疾病状态指示模块234中，任选将它与指示存在的或迫近的恶化心力衰竭的其它信息，例如关于受试者110内的流体蓄积、呼吸暂停出现或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种的信息组合并处理。
如在图2中所示，可以提供流体检测器电路236、呼吸暂停检测器电路238或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸检测器电路240中的至少一种，以分别产生关于受试者110内的流体蓄积、呼吸暂停出现或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现的信息。在不同的实施例中，关于受试者110内的流体蓄积的信息包括关于肺水肿(即，在胸腔中的流体潴留)或外围水肿(即，肢体中的流体潴留)的存在或不存在，所述肺水肿或外围水肿如果存在，则可以与肯定的存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示有关。在不同的实施例中，关于一种或多种呼吸暂停或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现的信息包括这种事件的存在、不存在或普遍性。一种或多种呼吸暂停或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现的存在可以与肯定的存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示有关。适合的呼吸暂停检测器电路238的一个实例描述于题为“睡眠状态检测(SLEEP STATE DETECTION)”的共同共有的Dalal等的美国专利申请序列号11/458,602中，所述申请通过引用而整个地结合在此，其包括确定呼吸暂停和精神迟钝事件的描述。在一个实施例中，呼吸暂停检测器电路238包括心脏收缩感应电路、呼吸感应电路或处理器电路中的至少一种，所述处理器电路配置用于计算心脏收缩与呼吸周期的心-呼吸比(cardio-respiratory ratio)和心-呼吸变化率。
包括各种权重(例如，权重1，权重2，...，权重N)的加权模块242可以进一步与评价的，例如评估趋势的或计数的呼吸或觉醒数据、流体蓄积信息、呼吸暂停出现信息或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现信息结合使用，以获得所述指示或存在的或迫近的恶化心力衰竭。在某些实施例中，在数字上不同的权重对应于检测到的信息的每一种类型，从而使得在数字上最大的权重对应于指向存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示的最大可能性(例如，与其具有最强的相关性)的所检测到的信息类型。以类似的方式，在数字上最低的权重对应于指向存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示的最小可能性(例如，与其具有最弱的相关性)的所检测到的信息类型。在一个实施例中，以一种或多种算法使用权重中的一种或多种，以增加存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示的灵敏性或特异性。在另一个实施例中，从之前发现已经经历过心力衰竭的一个或多个受试者的历史信息得到权重。
在不同的实施例中，系统100包括疗法控制电路244，所述疗法控制电路244配置用于至少部分地使用关于检测到的呼吸障碍、检测到的从稳定态情形的觉醒中的至少一种的信息或确定的存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示，开始或调节对受试者110的疗法(例如治疗)。在一个实施例中，这种疗法包括由脉冲发生器电路246产生并且通过由电极配置转换电路248选择的电极250来递送的电刺激，例如心起搏、再同步、心脏复律或去纤颤刺激，或神经调制。电极250单独地或同时地选择，从而以任何单极、双极或多极配置的形式起阳极或阴极的作用。
在另一个实施例中，在别处提供这种疗法(例如，传达到附近的外部用户界面120或经由可植入药物泵252递送)，并且包括例如药物剂量、饮食疗法或流体摄取疗法。在一个实施例中，药物剂量可以包括传达并且显示在外部用户界面120，并且更具体地，用户可检测指示124上的一组一种或多种药物疗法说明(instruction)。在某些实施例中，所述组的药物疗法说明包括一种或多种药物，例如利尿药、血管收缩素转化酶(ACE)抑制药、β-受体阻滞剂、洋地黄、血管舒张药等的建议的每日摄取方案。备选地，可以将药物剂量经由可植入药物泵252或另外的药物分配装置，根据建议的每日摄取方案自动递送，所述另外的药物分配装置安置在IMD 102内，或者在附近植入并且连接到IMD 102。
以类似的方式，饮食疗法和流体摄取疗法可以经由外部用户界面120的用户可检测指示124传达到受试者110。在一个实施例中，饮食疗法可以包括受试者110应当遵循的一组一种或多种饮食说明，例如每日2克以下的钠以及每日不超过1次含醇饮料的限制。在另一个实施例中，流体摄取疗法可以包括受试者110应当遵循的一组一种或多种流体摄取说明，例如避免消费过量的流体。应当注意，图2仅示例了各种模块、装置、电路和系统100的界面的一个概念化实例(conceptualization)，所述各种模块、装置、电路和系统100的界面或者以硬件执行，或者作为在微处理器或其它控制器上进行的步骤的一个或多个序列执行。为了在概念上清楚，将这种模块、装置、电路和界面分别示例；然而，应当理解，图2的各种模块、装置、电路和界面不必是分开的实施方案，而是可以被组合或以其它方式执行。
图3是示例疗法控制电路244的一个概念性实例的框图，所述疗法控制电路244可以用于响应于关于检测到的呼吸障碍、检测到的从稳定态情形的觉醒中的至少一种的信息，或确定的存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示而触发一种或多种对受试者110(图1)的疗法(例如，治疗)。疗法控制电路244包括接收从存在的或迫近的疾病状态指示模块234输出的存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示的输入端。在一个实施例中，调度器(scheduler)302调度(schedule)存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。疗法决定模块304决定是否准许疗法的一些形式。如果疗法被认为准许，则疗法选择模块306选择一种或多种适当的疗法。控制模块308经由对例如脉冲发生器电路246、附近的外部用户界面120或药物泵252的输入来调节选择的疗法。
疗法控制电路244还包括疗法目录310，其可以包括将关于一个或多个最高促进因素(contributor)的目录310的疗法与存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示关联的装置。在一个实施例中，疗法目录310包括本系统100(图1)可以递送或传达到受试者110的所有可能的疾病状态预防疗法或次级相关疗法。可以将治疗目录310以硬件、固件或软件的形式编程在IMD102(图2)中并且存储在存储器226(图2)中。在另一个实施例中，疗法目录310包括立即的、短期的、中期的或长期的心力衰竭预防治疗。立即的心力衰竭预防治疗包括，举例来说，开始或改变经由可植入药物泵252给药到受试者的药物剂量，或经由脉冲发生器电路246对受试者110施加的电刺激。短期心力衰竭预防疗法包括，举例来说，对受试者110提供连续正空气压力(“CPAP”)剂量，或通知护理者开始或改变受试者的药物剂量治疗程序。中期心力衰竭预防疗法包括，举例来说，调节受试者110的生活方式，例如他/她的饮食或流体摄取疗法。最后，长期心力衰竭预防疗法包括，举例来说，通知受试者110或护理者改变影响受试者时间长的药物(例如，β-受体阻滞剂、ACE抑制药)或对受试者110施用CRT。
疗法目录310的每一个成员可以与所需的作用时间相关，其包括疗法变得有效的时间和在其后疗法不再有效的时间中的一种或多种。在一个实施例中，在任何具体时间采用疗法目录310的仅一个成员。在另一个实施例中，基本上在相同的时间提供不同疗法的组合。仅为了概念性的目的而示例了疗法控制模块244中的各种子模块；然而，可以将这些子模块备选地结合在存在的或迫近的疾病状态指示模块244中，或在别处。
图4是示例客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件的一种概念上的方法400的图。在402，检测稳定态，例如稳定睡眠态、稳定身体活动水平或稳定姿势位置中的至少一种。在一个实施例中，通过睡眠检测器电路检测稳定睡眠态，例如描述于题为“使用时域心率变异性标记的心律管理系统(CARDIAC RHYTHM MANAGEMENTSYSTEM USING TIME-DOMAIN HEART RATE VARIABILITYINDICIA)”的共同共有的Carlson等的美国专利申请序列号09/802,316中。在另一个实施例中，稳定身体活动水平由与时钟脉冲电路结合的身体活动传感器电路检测，其跟踪受试者保持平稳的身体活动水平的时间量。在另一个实施例中，稳定姿势位置由与时钟脉冲电路结合的姿势传感器电路检测，其跟踪受试者保持平稳姿势位置的时间量。在不同的实施例中，当分别检测到睡眠或无身体活动或姿态变化中的一种，历时1-2+小时的时期时，则记录稳定睡眠态、稳定身体活动水平或稳定姿势位置。在其它的实施例中，当检测到睡眠或无身体活动或姿态变化中的一种，历时30分钟的时期时，则检测到稳定态。
在404，由呼吸传感器电路可植入地感应到一种或多种呼吸信号，所述一种或多种呼吸信号指示受试者的呼吸或与呼吸有关的参数(例如，呼吸速率、潮气量、心率或心率变异性)。在一个实施例中，呼吸传感器电路包括用于监视在受试者的吸气和呼气周期中的每一个期间的跨胸阻抗变化，以峰-检测、水平-检测或在其它方面检测由呼吸导致的阻抗变化的装置。在不同的其它实施例中，可以从其它信号或来源，例如从血压信号、心音信号或任何其它适合的传感器，得到呼吸信号信息。在406，确定是否已经使用一种或多种感应到的呼吸信号检测到呼吸障碍，例如呼吸急促(即，高的呼吸速率)、衰减的肺容量振荡或周期性呼吸的增加(例如，通气不足或通气过度)。如果没有检测到呼吸障碍，则该过程返回到在404感应一种或多种呼吸信号。
如果已经检测到呼吸障碍，则该过程继续到407，在所述407中，由身体活动传感器电路可植入地感应指示受试者的身体活动水平的一种或多种身体活动信号中的至少一种，由姿势传感器电路可植入地感应指示受试者的姿势的一种或多种姿势信号中的至少一种，或由睡眠状态检测器电路可植入地感应指示受试者的睡眠状态的一种或多种睡眠状态信号中的至少一种。在一个实施例中，身体活动传感器电路包括加速度计，例如单轴加速度计或多轴加速度计。在另一个实施例中，姿态传感器电路包括倾斜转换器(tilt switch)、单轴加速度计或多轴加速度计中的至少一种，所述多轴加速度计允许可检测到的信号的产生，而不论受试者身体的方向如何。在408，使用感应到的一种或多种身体活动信号或一种或多种姿势信号，确定是否在呼吸障碍以后随之而来的是相关的从稳定态情形的觉醒，例如身体活动的增加或朝向更加垂直的位置(包括站立和坐着的方向两者)的受试者的姿势变化。如果在呼吸障碍以后随之而来的不是相关的从稳定态情形的觉醒，则该过程返回到在402检测稳定睡眠态、稳定身体活动水平或稳定姿势位置中的一种。
如果在呼吸障碍以后随之而来的是相关的从稳定态情形的觉醒，则该过程继续到412，在所述412中，对PND事件进行存储和评价，例如估计随着时间的过去的趋势或计数，或任选地，到达410，在所述410中，首先确定是否已经重建稳定睡眠态、稳定身体活动水平或稳定姿势位置。在一个实施例中，在觉醒的肯定指示以后向稳定态的返回证实：实际上已经出现呼吸窘迫表现，例如暂时PND事件。在414，至少部分地使用呼吸障碍或相关的从稳定态情形觉醒中的一者或两者的随着时间的过去而评价的信息，确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。在416，将存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示显示给受试者或他/她的护理者，例如经由与外部用户界面集成的用户可检测指示。在418，响应于存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示而开始或调节疗法。
图5是示例客观地诊断一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件的另一种概念上的方法500的图。图5的方法500与图4的方法400类似，不同之处在于，在509，检测受试者内的流体蓄积、受试者经历的呼吸暂停出现或受试者经历的切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种，并且任选地在511，权衡呼吸障碍或相关的从稳定态情形的觉醒中的一者或两者。然后，在514，确定存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示，其不仅使用呼吸障碍或相关的从稳定态情形的觉醒中的一者或两者的随着时间的过去的评价信息，而且使用关于受试者内的流体蓄积、受试者经历的呼吸暂停出现或受试者经历的切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸出现中的至少一种的信息。
结论：
现今，CHF是住院的主要原因。据估计，约30-40％的具有CHF的受试者-当前仅在美国就约500,000人-每年都住院治疗。这些入院的一部分是由于过量的流体聚集或流动到受试者的胸，从而变成正常气体交换的障碍并且引起呼吸窘迫。流体在胸部的蓄积可以导致肺水肿或胸腔积液，所述两者对于治疗可以是具挑战性的并且经常不被意识到，直至受试者病危为止。
有利地，本系统和方法允许了对一种或多种呼吸窘迫表现，例如一种或多种PND事件的及时的客观诊断，其通过可植入地识别它们的出现并且评估随着时间的过去关于它们的信息，作为存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。使用可植入呼吸传感器电路，可植入生理传感器电路，例如身体活动传感器电路或姿势传感器电路中的至少一种，以及任选地，流体检测器电路，呼吸暂停检测器电路，或切-斯(Cheyne-Stokes)呼吸检测器电路，可以例如评价随着时间的过去PND或其它呼吸表现事件的趋势或计数，以用作存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。使用关于一项或多项PND事件的信息可以有利地提供用于存在的或迫近的恶化心力衰竭的早期的，并且因而可以起作用的检测的工具。
应当理解，以上详细描述意欲是示例性的，而非限制性的。例如，上述实施例中的任何一个可以单独使用或与其它实施例中的任何一个一起使用。通过回顾以上描述，许多其它实施例对于本领域技术人员而言可以是显然的。例如，本系统和方法可以用于客观地诊断其它呼吸表现，例如端坐呼吸事件(即，由觉醒事件缓解的呼吸上的不舒服，例如在直立位置中坐着或站立)，并且使用关于这种诊断的信息提供存在的或迫近的恶化心力衰竭的指示。因此，应当参考后附权利要求以及这些权利要求有权要求的法律等价物的全部范围来确定本系统和方法的范围。在后附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作各个术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的易懂的英语(plain-English)的等价物。而且，在下列权利要求中，术语“包括(including)”和“包含(comprising)”是开放式的，即，在一个权利要求中，包括除一个术语以后列出的除那些要素以外的要素的系统、组装体、制品或方法也被认为落入这个权利要求的范围之内。
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