用于检测心力衰竭的方法和装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201480029532.6

申请日:

20140520

公开号:

CN105228513A

公开日:

20160106

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A61B5/00,A61B5/0205,A61B5/024,A61B5/0245

主分类号:

A61B5/00,A61B5/0205,A61B5/024,A61B5/0245

申请人:

心脏起搏器股份公司

发明人:

罗伯特·J·斯威尼,张仪,安琪,普拉莫德辛格·希拉辛格·塔库尔

地址:

美国明尼苏达州

优先权:

61/825,172

专利代理机构:

北京品源专利代理有限公司

代理人:

巩克栋;杨生平

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内容摘要

描述了用于检测生理目标事件如指示HF失代偿状态的事件的装置和方法。一种医疗装置,其被配置为接收患者的至少第一和第二慢性病况指标,接收来自患者的一个或多个生理信号,并且当第一和第二慢性病况指标满足其各自的标准时产生多个信号度量。所述医疗装置可以使用从包括第一和第二组的信号度量的组选择的一个或多个患者特异的信号度量检测目标事件或病况。所述医疗装置和方法可以被配置为检测指示HF失代偿的事件。

权利要求书

1.一种医疗装置,包括:信号分析器电路,其包括:患者状态输入单元,其被配置为接收患者的至少第一慢性病况指标和第二慢性病况指标,所述第二慢性病况指标不同于所述第一慢性病况指标;信号接收器电路,其被配置成接收患者的一个或多个生理信号;信号度量发生器电路,其被配置成从所述一个或多个生理信号产生多个信号度量,所述多个信号度量在第一慢性病况指标满足至少一个第一指定标准时包括第一组的一个或多个信号度量,并当第二慢性病况指标满足至少一个第二指定标准时包括第二组的信号度量;和患者特异的信号度量选择器电路,其被配置成从多个信号度量选择一个或多个患者特异的信号度量,所述一个或多个患者特异的信号度量选自包括第一组的一个或多个信号度量和第二组的一个或多个信号度量的组;和目标事件或病况检测器电路,其被配置为使用所选择的一个或多个患者特异的信号度量检测患者的目标事件或病况。 2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述目标事件或病况检测器电路被配置为检测指示患者的心力衰竭失代偿状态的事件。 3.根据权利要求1或2中的任何一项的装置,其中,患者的第一慢性病况指标和第二慢性病况指标分别包括患者的慢性疾病指标、患者的先前医疗程序指标或患者的人口统计学特征指标中的至少一种。 4.根据权利要求3所述的装置,其中,所述第一慢性病况指标包括肾病指标,以及所述第二慢性病况指标包括先前的胸外科手术指标。 5.根据权利要求1或4中的任一项所述的装置,其中,所述患者状态输入单元被配置为耦合到存储了患者的至少第一慢性病况指标和第二慢性病况指标的电子医疗记录(EMR)系统,并且被配置为从EMR系统检索至少第一慢性病况指标和第二慢性病况指标。 6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置,其中:所述信号接收器电路被配置为耦合到至少一个生理传感器,所述至少一个生理传感器被配置为感测患者的一个或多个生理信号;所述信号度量发生器电路包括信号度量性能分析器电路,所述信号度量性能分析器电路被配置成为所述多个信号度量产生相应的信号度量性能量度,所述信号度量性能量度包括信号质量量度、信号灵敏度量度或信号特异性量度中的至少一种;并且所述患者特异的信号度量选择器电路被配置成使用所述相应的信号度量性能量度从多个信号度量中选择一个或多个患者特异的信号度量。 7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述信号度量性能分析器电路被配置为产生信号灵敏度量度,所述信号灵敏度量度包括相应的信号度量从第一状态到第二状态的相对变化,所述第二状态包括与第一状态的时间信息不相同的时间信息。 8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述信号度量性能分析器电路被配置为产生每日最大呼吸速率(MRR)的灵敏度,所述每日最大呼吸速率(MRR)的灵敏度指示从每日MRR基线的相对变化,且其中所述信号度量发生器电路被配置为当患者不具有先前的肾病时产生包括每日MRR的一组信号度量。 9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置,其中,所述患者特异的信号度量选择器电路被配置成从第一组的信号度量和第二组的信号度量的交集选择至少一个信号度量。 10.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置,其中,所述患者特异的信号度量选择器电路被配置成从第一组信号度量选择至少一个信号度量和从第二组信号度量选择至少一个信号度量。 11.一种方法,其包括:接收患者的至少第一慢性病况指标和第二慢性病况指标,所述第二慢性病况指标不同于所述第一慢性病况指标;感测患者的一个或多个生理信号;从所述一个或多个生理信号产生多个信号度量,所述多个信号度量在第一慢性病况指标满足至少一个第一指定标准时包括第一组的一个或多个信号度量,并且在第二慢性病况指标满足至少一个第二指定标准时包括第二组的信号度量;从所述多个信号度量选择一个或者多个患者特异的信号度量,所述一个或者多个患者特异的信号度量选自包括第一组的一个或多个信号度量和第二组的一个或多个信号度量的组;对所选择的一个或多个患者特异的信号度量应用目标事件检测算法以检测患者的目标事件或病况。 12.根据权利要求11所述的方法,其中,应用目标事件检测算法来检测目标事件或病况包括检测指示患者的心力衰竭失代偿状态的事件。 13.权利要求11或12中的任一项所述的方法,其中,接收患者的第一慢性病况指标和第二慢性病况指标分别包括接收患者的慢性疾病指标、患者的先前医疗程序指标或患者的人口统计学特征指标中的至少一种。 14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法,其中,接收患者的第一慢性病况指标和第二慢性病况指标分别包括从电子医疗记录(EMR)系统检索第一慢性病况指标和第二慢性病况指标,所述电子病历系统被配置为存储患者的至少第一慢性病况指标和第二慢性病况指标。 15.根据权利要求11至14中的任一项所述的方法,其中:产生多个信号度量包括为多个信号度量产生相应的信号度量性能量度,所述相应的信号度量性能量度包括信号质量量度、信号灵敏度量度或信号特异性量度中的至少一种;以及选择所述患者特异的信号度量包括使用相应的信号度量性能量度从多个信号度量中选择一个或多个患者特异的信号度量。 16.根据权利要求15所述的方法,其中,产生所述信号灵敏度量度包括计算相应的信号度量从第一状态到第二状态的相对变化,第二状态包括与第一状态的时间信息不同的时间信息。 17.根据权利要求11至16所述的方法,其中,选择一个或多个患者特异的信号度量包括从第一组信号度量和第二组信号度量的交集选择至少一个信号度量。 18.根据权利要求11至16中的任一项所述的方法,其中,选择所述一个或多个患者特异的信号度量包括从第一组信号度量选择至少一个信号度量和从第二组信号度量选择至少一个信号度量。 19.根据权利要求11至18中的任一项所述的方法,其中,应用目标事件检测算法包括:使用一个或多个患者特异的信号度量产生目标事件风险指数;使用至少一种慢性病况确定与所述目标事件或病况相关的检测标准;和当目标事件风险指数满足检测标准时检测目标事件或病况。 20.根据权利要求19所述的方法,其中,产生目标事件风险指数包括为一个或多个患者特异的信号度量中的每一个产生相应的权重因子,并使用一个或多个患者特异的信号度量的组合计算目标事件风险指数,所述一个或多个患者特异的信号度量中的每一个通过各自的权重因子进行加权。

说明书

优先权要求

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2013年5月20日提交的美国临时专 利申请序列号61/825172的优先权,其通过引用全部并入本文。

技术领域

本文件大体上涉及医疗装置,更具体地,涉及用于检测和监测心力衰竭失 代偿的系统,装置和方法。

背景

充血性心力衰竭(CHF)是一个主要的健康问题,而且仅在美国就影响500 多万人。CHF患者通常具有心脏肌肉减弱的扩大的心脏,造成差的心脏血液输 出。随着时间的推移,升高的肺血管压力会导致肺部积液。在许多CHF患者中, 积液先于心力衰竭(HF)失代偿的发作。HF失代偿的特征在于肺部或外周性水 肿、心输出量减少和诸如疲劳、呼吸急促等症状。

概述

经常监测CHF患者并及时发现胸腔积液或指示HF失代偿状态的其他事件 可以帮助防止CHF患者中的HF恶化,从而减少与HF住院治疗相关的费用。

动态医疗装置可用于监测HF患者和检测HF失代偿事件。这种移动医疗装 置的实例可包括可植入医疗装置(IMD)、皮下医疗装置、可佩戴的医疗装置或 其它外部医疗装置。移动或植入医疗装置可包括可被配置成感测心脏的电活动 和机械功能的生理传感器,并且该医疗装置可以任选地传送诸如电刺激脉冲的 治疗到目标区域,如恢复或提高心脏功能。这些装置的一些可提供诊断功能, 如使用经胸阻抗或其它传感器信号。例如,肺部积液会降低经胸阻抗,因为在 肺部,液体的电阻率比空气低。积液也会提高心室充盈压,导致更大声的S3心 音。另外,肺中积液会刺激肺系统,并导致潮气量减少和呼吸频率增加。

用于检测HF失代偿的方法或装置的期望性能可以包括高灵敏度、高特异 性、高阳性预测值(PPV)或更高的阴性预测值(NPV)中的一种或者多种。灵 敏度可以代表被检测法正确识别的实际HF失代偿发作的百分比。特异性可以代 表被检测法正确识别为非HF失代偿事件的的实际非HF失代偿发作的百分比。 PPV可以代表所检测的HF失代偿发作的百分比,如由检测方法所宣布的,其是 实际的HF失代偿事件。NPV可以代表所检测到的非HF失代偿发作的百分比, 如由检测方法所宣布的,其是实际的非HF失代偿事件。高灵敏度或更高的PPV 可有助于保证及时干预即将发作HF失代偿的患者,而高特异性或高NPV可帮 助避免不必要的干预和因误报增加的医疗成本。HF失代偿检测可能受许多因素 的影响,包括生理传感器或生理信号的选择。例如,使用特定的传感器信号的 检测器可能在一个患者中提供HF失代偿事件检测的所需精度而在另一个患者 中较不敏感或较不特异。此外,使用一种类型的传感器信号的检测器的性能可 能随时间因患者的疾病进展或新的医疗病况的发展而变化。因此,本发明人已 经认识到,仍非常需要改进CHF患者中的HF失代偿事件检测。

本文中描述的各种实施方案可帮助改善目标生理事件的检测,所述目标生 理事件如指示HF失代偿状态的事件。例如,医疗装置(如可植入的医疗装置或 可佩戴的医疗装置)可检测HF失代偿事件,例如使用根据患者的慢性病况指标 选择的传感器信号或信号度量。信号分析器电路可以接收患者状态输入,其可 以包括至少第一慢性病况指标和与所述第一慢性病况指标不相同的第二慢性病 况指标。信号分析器可以感测患者的一个或多个生理信号,并从所述生理信号 产生多个信号度量。所述信号度量在第一慢性病况指标满足至少一个第一指定 标准时包括第一组一个或多个信号度量,并且在第二慢性病况指标满足至少一 个第二指定标准时包括第二组信号度量。信号分析器电路可以从包括第一组和 第二组一个或多个信号度量的组中选择一个或多个、患者特异的信号度量。该 医疗装置可以包括配置为使用所选的一个或多个、患者特异的信号度量检测目 标事件或患者的病况的HF失代偿事件检测器电路。

方法可包括检测目标生理事件或病况,如指示HF失代偿状态的事件。该方 法可以包括接收患者的至少第一慢性病况指标和与所述第一慢性病况指标不相 同的第二慢性病况指标,感测患者的一个或多个生理信号,并且从所述一个或 多个生理信号产生多个信号度量。所述信号度量可以在第一慢性病况指标满足 至少一个第一指定标准时包括第一组的一个或多个信号度量,以及在第二慢性 病况指标满足至少一个第二指定标准时包括第二组信号度量。该方法可以包括 从包括第一组和第二组的一个或多个信号度量的组中选择一个或多个、患者特 异的信号度量,并对所选择的一个或多个、患者特异的信号度量应用目标事件 检测算法以检测患者的目标事件或病况。

本概述是本申请的一些教导的概述,而不是意在排他或穷尽地处理本发明 的主题。关于本主题的进一步的细节参见详细描述和所附的权利要求。通过阅 读和理解下面的详细描述和查看构成其一部分的附图,本发明的其他方面对于 本领域的技术人员将是明显的,下面的详细描述和附图都不应理解为具有限制 意义。本发明的范围由所附的权利要求及其法律等同物限定。

附图的简单说明

通过附图中的图形实例说明各个实施方案。这样的实施方案是说明性的并 且不是本发明的主题的穷尽的或排他的实施方案。

图1示出心律管理(CRM)系统和CRM系统的部分操作环境的实例。

图2示出基于患者的慢性病况的目标事件检测器的实例。

图3示出信号度量发生器电路和患者特异的信号度量选择器电路的实例。

图4示出目标事件或病况检测器电路的实例。

图5示出用于从一个或多个生理信号检测目标事件的方法的实例。

图6示出用于从生理信号产生一个或多个信号度量的方法的实例。

图7示出用于从一个或多个生理信号检测目标事件的方法的实例。

详细说明

本文公开了用于检测一个或多个生理目标事件或病况的系统、装置和方法。 该事件可以包括HF失代偿发作的早期前兆。也就是说,这些事件可在HF恶化 的系统表现之前适当地发生。因此,通过检测该前兆事件,本文档可以提供一 种方法和装置来检测即将发生的HF失代偿发作。特别是,本文描述的方法和装 置可以适用于检测可以预测到即将发生的HF失代偿发作的事件。这些事件可包 括胸腔内积液、心音改变、呼吸方式改变、对活动的生理响应改变或姿势改变。 更一般地,本文描述的系统、装置和方法可以用于确定HF状态和/或追踪HF 进展,如恶化和从事件中恢复。

图1示出心律管理(CRM)系统100和可以操作CRM系统100的环境的一 部分的实例。CRM系统100可以包括移动医疗装置,诸如可通过例如一根或多 根导线108A-C电耦合到心脏105的可植入医疗装置(IMD)110,以及可经由 例如通信链路103与IMD110通信的外部系统120。IMD110可以包括可植入的 心脏装置,如起搏器、可植入的复律器-除颤器(ICD)或心脏再同步治疗除颤 器(CRT-D)。IMD110可以包括一个或多个监测或治疗装置,诸如皮下植入装 置、可佩戴的外部装置、神经刺激器、药物递送装置、生物治疗装置或一个或 多个其它的移动医疗装置。IMD110可以耦合到,或可以替换为监测医疗装置, 诸如床边或其他外部监视器。

如图1所示,IMD110可以包括能容纳电子电路的密封罐112,所述电子电 路可以感测心脏105中的生理信号,并且可以传送一个或多个治疗电脉冲到目 标区域,例如在心脏中,如通过一根或多根导线108A-C。CRM系统100可以 仅包括一根导线诸如108B,或者可以包括两根导线诸如108A和108B。

导线108A可包括可配置成连接到IMD110的近端和可被配置为放置在目标 位置处(例如在心脏105的右心房(RA)131中)的远端。导线108A可具有可 位于或靠近其远端的第一起搏-感测电极141和可位于或靠近电极141的第二起 搏-感测电极142。电极141和142经由诸如导线108A中的独立导体可以电连接 到IMD110,例如以允许感测右心房活动和心房起搏脉冲的可选传送。导线108B 可以是除颤导线,其可以包括可连接到IMD110的近端和可以放置在目标位置 处例如在心脏105的右心室(RV)132中的远端。导线108B可具有可以位于远 端的第一起搏-感测电极152,可位于电极152附近的第二起搏-感测电极153, 可位于电极153附近的第一除颤线圈电极154,和可以放置在离远端一段距离的 第二除颤线圈电极155,例如为上腔静脉(SVC)放置。电极152至155经由诸 如导线108B中的独立导体可以电连接到IMD110。电极152和153可以允许感 测心室电描记图并且可以任选地允许传送一个或多个心室起搏脉冲,而电极154 和155可以允许传送一个或多个心室复律/除颤脉冲。在实例中,导线108B可 以仅包括三个电极152,154和155。电极152和154可以用于感测或传送一个 或多个心室起搏脉冲,而电极154和155可用于传送一个或多个心室复律或除 颤脉冲。导线108C可包括可以连接到IMD110的近端和可被配置为放置在目标 位置处,例如在心脏105的左心室(LV)134中的远端。导线108C可以通过冠 状窦133植入并且可以放置在LV上的冠状静脉中以例如允许传送一个或多个起 搏脉冲到LV。导线108C可包括可位于导线108C的远端的电极161和可位于电 极161附近的另一个电极162。电极161和162经由诸如导线108C中的独立导 体可以电连接到IMD110,例如以允许感测LV电描记图和任选地允许从LV传 送一个或多个再同步起搏脉冲。

IMD110可以包括可感测生理信号的电子电路。生理信号可以包括表示心脏 105的机械功能的电描或信号。密封罐112可以作为电极发挥功能,如用于感测 或脉冲传送。例如,来自一根或者多根导线108A-C的电极可以与罐112一起使 用,例如用于电描记图的单极感测或用于传送一个或多个起搏脉冲。来自导线 108B的除颤电极可与罐112一起使用,例如用于传送一个或多个复律/除颤脉冲。 在一个实例中,IMD110可以感测例如位于一根或者多根导线108A-C或者罐112 上的电极之间的阻抗。可以将IMD110配置为在一对电极之间注入电流,感测 相同或不同的一对电极之间的合成电压,以及使用欧姆定律确定阻抗。可以在 其中相同的一对电极可以用于注入电流和感测电压的双极结构中,其中用于电 流注入的一对电极和用于电压感测的一对电极可以共用共同电极的三极结构中 或者其中用于电流注入的电极可以不同于用于电压感测的电极的四极结构中感 测阻抗。在一个实例中,IMD110可以配置为在RV导线108B和罐外壳112上 的电极之间注入电流,并且感测RV导线108B和罐外壳112上的相同电极之间 或者不同电极之间的合成电压。从可以集成在IMD110内的一个或多个生理传感 器可以感测生理信号。IMD110也可以配置成从一个或多个外部生理传感器或可 以耦合到IMD110的一个或多个外部电极感测生理信号。生理信号的实例可包括 心率、心率变异性、胸内阻抗、动脉压、肺动脉压、RV压力、LV冠状动脉压 力、冠状动脉血液温度、血氧饱和度、一种或多种心音、身体活动或运动程度、 对活动的生理响应、姿势、呼吸、体重或体温中的一种或多种。

以上通过举例的方式而不是通过限制的方式描述这些导线和电极的布置和 功能。根据患者的需要和可植入装置的能力,可以是这些导线和电极的其它布 置和用途。

如图所示,CRM系统100可以包括基于患者慢性病况的目标事件检测器 113。基于患者慢性病况的目标事件检测器113可以配置成从患者接收患者慢性 病况指标和一个或多个生理信号,并使用患者慢性病况指标的信息从生理信号 选择一个或多个患者特异的信号度量。使用一根或者多根导线108A-C上的电极 或者布置在患者上或内并且与IMD110通信的生理传感器可以感测来自患者的 生理信号。基于患者慢性病况的目标事件检测器113可以使用所选择的患者特 异的信号度量检测患者的目标事件或病况,如HF失代偿事件。HF失代偿事件 可以包括HF失代偿发作的一个或多个早期前兆或指示HF进展诸如HF状态的 恢复或恶化的事件。基于患者慢性病况的目标事件检测的实例描述如下,如参 照图2-3。

外部系统120可以允许IMD110的编程并且可以接收关于IMD110获取的 一个或多个信号的信息,如可以经由通信链路103接收。外部系统120可包括 本地外部IMD编程器。外部系统120可以包括远程患者管理系统,其可以监控 患者状态或调节一个或多个治疗,例如从远程位置。

该通信链路103可以包括一个或多个感应遥测链路、射频遥测链路或电信 链路,如因特网连接。通信链路103可为IMD110和外部系统120之间提供数 据传输。传输的数据可以包括,例如,由IMD110获取的实时生理数据,由IMD 110获取并存储的生理数据,存储在IMD110中的治疗历史数据或指示IMD操 作状态的数据,对IMD110的一个或多个编程指令,例如配置IMD110来执行 一个或多个动作,其可以包括使用例如可编程地指定的感测电极和配置的生理 数据采集,装置自诊断测试或传送一种或多种治疗。

可以在外部系统120中应用基于患者慢性病况的目标事件检测器113。外部 系统120可被配置成执行HF失代偿事件检测,例如使用从IMD110提取的数 据或者在外部系统120内的存储器中存储的数据。部分基于患者慢性病况的目 标事件检测器113可以分布在IMD110和外部系统120之间。

可使用硬件、软件或硬件和软件的任何组合来实施部分IMD110或外部系 统120。使用被构造或配置成执行一个或多个特定功能的专用电路来实施或者利 用可以被编程或以其他方式配置以执行一个或多个特定的功能的通用电路来实 施部分IMD110或外部系统120。这样的通用电路可包括微处理器或其部分,微 控制器或其部分,或可编程逻辑电路或其部分。例如,“比较器”可包括,除其 他事项外,可以被构造成执行两个信号之间的比较的特定功能的电子电路比较 器或者所述比较器可以作为通用电路的一部分实施,其可以由指示通用电路的 一部分执行两个信号之间的比较的代码驱动。虽然参照IMD110进行描述,然 而CRM系统100可包括皮下医疗装置(例如,皮下的ICD,皮下诊断装置), 可佩戴的医疗装置(例如,基于贴片的感测装置)或其他外部医疗装置。

图2示出基于患者慢性病况的目标事件检测器200的实例,其可以是基于 患者慢性病况的目标事件检测器113的实施方案。基于患者慢性病况的目标事 件检测器200可包括一个或多个信号分析器电路220,目标事件检测器电路230, 控制器240和指令接收器250。

信号分析器电路220可包括患者状态输入单元221,信号接收器电路222, 信号度量发生器电路223和患者特异的信号度量选择器电路224。患者状态输入 单元221可被构造为接收患者的至少第一慢性病况指标和第二慢性病况指标。 第二慢性病况指标可以与第一慢性病况指标不相同。患者慢性病况指标可以描 述在一定的指定时间内例如大约至少六个月不改变或缓慢变化的患者的特征或 持续医疗状态。患者的第一和第二慢性病况指标可分别包括患者的慢性疾病指 标、患者的先前医疗程序指标或患者的人口统计学特征指标中的至少一种。患 者的慢性病况指标的实施例可以包括患者的先前的心肌梗死(MI)、缺血性或扩 张性心肌病、瓣膜疾病、肾疾病、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、周围血管疾病、 脑血管疾病、高血压、肝脏疾病、糖尿病、哮喘、贫血、抑郁症、肺高血压症、 睡眠呼吸障碍、高脂血症等等。现有医疗程序的实例可包括现有的冠状动脉旁 路移植(CABG)手术、胸部手术、瓣膜手术或其他外科手术。人口特征指标的 实例可以包括患者的年龄、性别、种族、身高、种族划分、血型、过去或现时 吸烟者、纽约心脏学会(NYHA)功能类等等。

可以将患者状态输入单元221配置为经由例如指令接收器250从系统用户 (例如,医生)接收至少第一和第二慢性病况指标。在一个实例中,患者状态 输入单元221可以配置为耦合到存储装置,包括可以存储患者的至少第一和第 二慢性病况指标的电子病历(EMR)系统。当通过例如指令接收器250接收到 来自系统用户的命令时,患者状态输入单元221可以从诸如EMR系统的存储装 置中检索至少第一慢性病况指标和与第一个慢性病况指标不相同的第二患者慢 性病况指标。例如,第一慢性病况指标包括患者的先前的开胸手术的指标,并 且第二慢性病况指标包括具有肾脏疾病的患者的指标。

由患者状态输入单元221接收的慢性病况指标可以包括指示特定病况的存 在或不存在的二进制值。另外或替代地,所述慢性病况指标可包括人口统计学 特征指标或慢性病况指标的分类类别或进展期信息。例如,慢性病况指标可包 括心力衰竭(例如,NYHAⅠ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类)、1型和2型糖尿病、阶段1至 阶段5的慢性肾脏病(CKD)等等的症状或功能分类。慢性病况指标也可包括 指示患者的慢性病况的功能评估的生理参数的多个数值范围。例如,所述慢性 病况可包括指示CKD的进展的肾小球滤过率(GFR)的多个数值范围,指示心 力衰竭的进展的射血分数(EF)的多个数值范围,指示糖尿病进展的血糖的多 个数值范围,指示睡眠呼吸障碍的进展的呼吸暂停低通气指数(AHI)的多个数 值范围,指示慢性阻塞性肺病(COPD)的进展的1秒用力呼气量(FEV1)的 多个数值范围。第一和第二慢性病况指标可以分别包括来自患者的相同或不同 的慢性病况指标的不相同的分类类别。

可以将信号接收器电路222配置成接收来自患者的一个或多个生理信号, 如用于检测目标事件或病况。信号接收器电路222可耦合到以下中的一种或多 种:一个或多个电极,例如在一根或者多根导线108A-C或罐112上的电极;一 个或多个生理传感器或一个或多个患者监测器。生理信号可以指示目标事件或 病况,如HF失代偿状态,包括如从一根或者多根导线108A-C或罐112上的电 极感测到的一个或多个电描记图、心率、心率变异性、胸内阻抗、心内阻抗、 动脉压、肺动脉压、RV压力、LV冠状动脉压力、冠状动脉血液温度、血液氧 饱和度、一个或多个心音、对活动的生理响应、呼吸暂停低通气指数、一个或 多个呼吸信号,如呼吸速率信号或潮气量信号。信号接收器电路222可包括一 种或多种模块以执行信号调节(例如,信号放大、数字化或过滤)或从感测到 的生理信号提取参数。提取出的信号参数的实例可包括:信号平均值、中间值 或其他集中趋势测量值;信号强度的直方图;随着时间推移的一个或多个信号 趋势;一个或多个信号形态描述符;或在指定的频率范围的信号功率谱密度。 在一个实例中,信号感测电路能够感测两个或更多的生理信号,并且可以产生 复合信号参数集,例如使用两个或更多的生理信号。

可以将信号度量发生器电路223配置为从一个或多个生理信号产生多个信 号度量。信号度量可以包括由生理传感器获取的或者来自一根或者多根导线 108A-C或罐112上的一个或者多个电极的传感器信号。信号度量还可以包括从 传感器信号提取的信号特征,例如统计学测量值(例如在指定的时间段的均值、 中位数、标准偏差、方差、相关性、协方差或其他统计值)、形态测量值(例如 峰、谷、坡度、曲线下面积)或指示生理活性的特征(例如,电描信号中的P 波和QRS波群,或者心音信号的S1、S2、S3或S4成分,呼吸信号的吸气相和 呼气相)。由信号度量发生器电路223产生的信号度量可以包括至少第一组的一 个或多个信号度量和第二组信号度量。响应于满足第一指定标准的第一慢性病 况指标可以产生第一组信号度量,并且响应于满足第二指定标准的第二慢性病 况指标可以产生第二组信号度量。例如,当患者具有肾脏疾病的慢性病况时, 第一组信号度量可以包括5天平均的心内阻抗信号和每日的最大呼吸速率 (MRR)信号,而当患者具有糖尿病的慢性病况时,第二组信号度量可包括R-R 间隔信号的标准偏差(如从电描记图或心内电描记信号计算的)和5天平均的 经胸阻抗信号。可以使用基于人群的信息来选择与慢性病况指标相关的信号度 量。信号度量发生器电路223的实例描述如下,如参考图3。

可以将患者特异的信号度量选择器电路224配置成从信号度量发生器电路 223产生的多个信号度量选择一个或多个患者特异的信号度量。患者特异的信号 度量可以用于检测目标事件或病况,例如HF失代偿事件。患者特异的信号度量 可以包括从包括第一组一个或多个信号度量和第二组一个或多个信号度量的组 中选择的一个或多个信号度量。在一个实例中,如果存在由第一和第二组信号 度量共享的至少一个信号度量(即,第一和第二组信号度量的交集不是空的), 则所述患者特异性信号度量可以包括来自第一组和第二组信号度量的交集的至 少一个信号度量。在另一个实例中,患者特异的信号度量选择器电路可以包括 来自第一组信号度量的至少一个信号度量和来自第二组信号度量的至少一个信 号度量。

目标事件或病况检测器电路230可以从患者特异的信号度量选择器电路224 接收输入和被配置为使用所选择的一个或多个患者特异的信号度量检测目标事 件或病况。目标事件或病况可以包括指示疾病发病、疾病状态恶化、疾病状态 恢复、对干预的响应,或者疾病状态变化的生理事件。在实例中,目标事件或 病况检测器电路230可以检测指示HF失代偿状态的事件的存在。目标事件的实 例还可以包括恶化的HF、肺水肿、如COPD、哮喘、肺炎的肺病情恶化或心肌 梗死等等。

控制器电路240可控制信号分析器电路220和子组件电路221到224,目标 事件或病况检测器电路230的操作,以及这些组件之间的数据和指令流。控制 器电路240可以接收来自指令接收器电路250的外部编程输入以控制患者状态 接收、信号传感、信号度量产生、患者特异信号度量选择或者目标事件检测中 的一种或者多种。由指令接收器250接收的指令的实例可以包括:选择用于感 测生理信号的电极或传感器,选择患者的慢性病况或配置目标事件和病况检测 器230。指令接收器电路250可以包括配置成为用户呈现编程选项的用户界面和 接收用户的编程输入。指令接收器电路250可以耦合到患者状态输入单元221 以接收患者的慢性病况指标,如通过用户界面。在一个实例中,指令接收器电 路250的至少一个部分,诸如用户界面,可以在外部系统120中实施。

图3示出作为基于患者慢性病况的目标事件检测器200的一部分的信号度 量发生器电路223和患者特异信号度量选择器电路224的一个实例。信号度量 发生器电路223可包括信号度量提取器310,信号度量性能分析器电路320和信 号度量性能比较器330中的一种或多种。患者特异信号度量选择器电路224可 包括慢性病况索引信号度量性能比较器341和慢性病况索引信号度量选择器 342。

信号度量提取器310可以接收从患者感测到的一个或多个经处理的生理信 号并且从生理信号中提取信号特征。所提取的信号度量可包括统计信号特征, 形态信号特征或指示生理活性的信号特征。所提取的信号特征的实例可以包括 在指定的时间段的均值、中位数、标准偏差、方差、相关性、协方差或其他统 计值;传感器信号的峰、谷、斜率、曲线下面积、电描信号中的P波和QRS波 群、或者心音信号的S1、S2、S3或S4成分、呼吸信号的吸气相和呼气相等等。

当例如由患者状态输入单元221接收的患者慢性病况指标满足指定病况时, 信号度量提取器310可以提取信号特征。例如,当具有慢性肾脏疾病的患者慢 性病况由患者状态输入单元221接收到时,信号度量提取器310可以提取包括 每日最大呼吸速率(MRR),经胸阻抗和每日S3心音振幅的信号特征。当接收 到两个或更多个患者慢性病况指标时,信号度量提取器310可以提取与每个患 者慢性病况指标相关的信号特征。慢性病况指标和相应的信号度量之间的关联 可以存储在诸如存储器装置的机器可读介质中。能够以可搜索的数据结构诸如 查找表或关联映射的形式来创建关联,从而有助于为任何给定的慢性病况指标 自动选择信号度量。该数据结构可以包含多个慢性病况指标或慢性病况指标的 分类类别,其中的每一个可以与相应的一个或多个信号度量关联。

可以将信号度量性能分析器电路320配置成为来自信号度量提取器310的 一个或多个信号度量产生指示检测目标事件或病况的信度或精度的相应性能量 度。如图3所示,信号度量性能分析器电路320可包括信号灵敏度计算器电路 321,信号特异性计算器电路322或信号质量计算器电路323中的至少一种。计 算器电路321至323中的每一个可以单独或以任何组合用于评估由信号度量提 取器310提供的一个或多个信号度量的性能。

可以将灵敏度计算器电路321配置为响应于与目标事件或病况关联的生理 变化来确定信号度量的灵敏度,如使用在两个不相同的状态下的信号度量的测 量结果的比较。第一和第二状态可以包括不相同的时间信息。在一个实例中, 灵敏度计算器电路321可以为信号度量(X)计算第一状态下的信号度量(XS1) 和第二状态下的信号度量(XS2)之间的相对变化(如差值ΔX),即ΔX=XS1-XS2。 相对变化可以包括在第一和第二状态之间的持续时间内信号度量的变化率 (ΔX/Δt),即ΔX/Δt=(XS1-XS2)/(TS1-Ts2),其中,Ts1和Ts2分别代表第一和第二 状态的发生时间。在一个实例中,TS1可以是患者发展目标事件例如HF失代偿 事件之前的约14-28天,而TS2可以是领先TS1约1-6个月或约1-3个月的指定持 续时间的时间。第二种状态可以是当患者不发展目标事件时表示信号度量的历 史趋势的基线状态。可以使用信号度量的多个历史测量结果的线性或非线性组 合计算基线状态下的信号度量。因此,信号度量从第一状态(如HF失代偿事件 之前的状态)到第二状态(如在第一状态或基线状态之前的状态)的相对变化 可以指示响应于目标事件的进展的信号度量方面的预测内容。具有高灵敏度的 信号度量在检测目标事件如HF失代偿事件中保持高预测内容。在一个实例中, 灵敏度计算器电路321可以计算相对变化ΔX或ΔX/XS2的统计学显著性。可以 将显著性计算为通过将来自一组患者的相对变化数据拟合到统计模型而获得的 p值。可以使用如以上所讨论的p值和相对变化ΔX或ΔX/XS2来计算信号度量的 灵敏度。具有大和显著变化的信号度量,如大ΔX或ΔX/XS2和小的p值,对于 检测目标事件诸如HF失代偿事件更理想。在一个实例中,可以将灵敏度分数计 算为相对变化ΔX/XS2和p值的负对数的乘积,即-log(p值)*ΔX/XS2。更高的灵 敏度分数在检测目标事件中保持高预测内容。

可以将特异性计算器电路322配置为响应于与目标事件或病况不相关的生 理或非生理变化来确定信号度量的特异性。例如,在检测HF失代偿事件的目标 事件时,如噪声、干扰、患者活动、导线断裂、导线更新、起搏配置改变或装 置替换的混杂事件不是与即将发生的HF失代偿事件关联的生理变化。特异性可 以表征信号度量在将混杂事件识别为非目标事件方面的准确度。特异性计算器 电路322可以使用在两个不相同的状态下的信号度量的测量结果的比较来确定 特异性。第一和第二状态可以包括不相同的时间信息。特异性计算器电路322 可以计算信号度量(X)从第一状态到第二状态的相对变化。第一状态可以在诸 如患者发展目标事件例如HF失代偿事件之前的约14-28天的时间发生。而第二 状态可以在领先第一状态诸如约1-6个月或约1-3个月的至少指定时间的时间发 生。第二种状态可以是表示信号度量的历史趋势的基线状态。因此,信号度量 从第一状态(如HF失代偿事件之前的状态)到第二状态(如在第一状态或基线 状态之前的状态)的相对变化可以指示不存在目标事件时的信号度量的响应。 因此,具有高特异性的信号度量减少将非目标事件误检测为目标事件的比率。

可以将信号质量计算器电路323配置为确定信号度量的信号质量。信号质 量可以包括信号强度、信号变化度或信噪比等等。信号变化度的实例可以包括 范围、四分位数范围、标准偏差、方差、样本方差或表示变化程度的其他一阶、 二阶或高阶统计。例如,在确定S1心音强度的信号度量的质量时,信号质量计 算器电路323可以在指定的时间段诸如从多个心动周期进行S1心音强度的多个 测量。信号质量计算器电路323可以通过计算S1强度的多个测量结果的方差确 定S1强度的变化度。高信号质量,如由一个或多个高信噪比所指示的,高信号 强度,或低信号变化度,对于检测目标事件是理想的。

信号灵敏度计算器电路321,信号特异性计算器电路322或信号质量计算器 电路323可以使用基于人群的统计信息确定相应的信号性能量度(例如,信号 灵敏度、特异性或质量)。例如,可以在具有与当前患者相同或者相似的慢性病 况(如肾病)的一群患者中测量每日最大呼吸速率(MRR)的信号度量。可以 从基于人群的数据确定与基于人群的每日MRR相关的统计信息,如信号灵敏 度、信号特异性或者信号质量。这些统计数据可以从数据库检索或提供给信号 度量性能分析器电路320以及用于信号灵敏度计算器电路321,信号特异性计算 器电路322或信号质量计算器电路323中的一种或多种。在一个实例中,信号 度量性能分析器电路320可同时使用基于人群的统计信息(例如,基于人群的 每日MRR的灵敏度)和患者的性能量度(例如,每日MRR的灵敏度)确定相 应的信号性能量度。

信号度量性能比较器330可耦合到信号度量性能分析器电路320,并且被配 置为至少部分地基于包括信号灵敏度、信号特异性或信号质量或者它们的任意 组合的性能量度的比较从多个信号度量中选择一个或多个信号度量。在一个实 例中,信号度量性能比较器330可以使用一个或多个性能量度的线性组合或非 线性组合为信号度量计算综合性能得分。然后该综合性能得分可以与指定的阈 值比较,以确定是否可以选择该信号度量。例如,可以将每日最大呼吸速率 (MRR)的信号度量的综合性能得分(FMRR)计算为FMRR=a*Ss+b*Sp+c*Q, 其中a,b,c是相应的性能量度灵敏度(Ss),特异性(Sp)和质量(Q)的标 量权重。如果FMRR超过指定的阈值,例如,FMRR>FMRR-TH,则信号度量性能比 较器330可以选择每日MRR用于检测HF失代偿事件的目标事件。在另一实例 中,当一个或多个性能量度满足指定标准时,信号度量性能比较器330可以选 择该信号度量。例如,如果灵敏度、特异性或质量均超过各自的阈值,例如, Ss>Ss-TH,Sp>Sp-TH或Q>QTH,则信号度量性能比较器330可以选择每日MRR 用于检测HF失代偿事件。

当信号度量提取器310产生并提供了多于一个的信号度量到性能分析器电 路320中,信号度量性能比较器330可以组织信号度量,诸如确定该信号度量 的优先次序。信号度量性能比较器330可以部分地基于信号度量相应的性能量 度确定该信号度量的优先次序。例如,对应于具有糖尿病的患者的慢性病况指 标,信号度量提取器310可以产生一组信号度量,包括平均正常RR间隔的标准 偏差(SDANN),24小时最大心内阻抗(Zmax),每日最大呼吸速率(MRR) 和每日最大潮气量(TV)。所述信号度量性能分析器电路320可以为每个信号度 量计算综合性能得分(F)。如果性能量度在信号度量性能比较器330上的比较 指示FMRR>FTV>FZmax>FSDANN,,那么信号度量的优先顺序可以是顺序(MRR, TV,Zmax,SDANN)。

患者特异的信号度量选择器电路224可耦合到信号度量发生器电路223和 在其中接收对应于第一慢性病况指标的至少第一组的一个或多个信号度量和对 应于第二慢性病况指标的第二组信号度量。慢性病况索引信号度量性能比较器 341可以比较第一组中的信号度量和第二组中的信号度量,诸如以确定由第一和 第二组的信号度量共享的一个或多个共用信号度量。慢性病况索引信号度量性 能比较器341还可以比较第一和第二组中的信号度量的性能量度,如信号灵敏 度、信号特异性或者信号质量。

可以将慢性病况索引信号度量选择器342配置成从多个信号度量中选择选 自同时包括第一组的一个或多个信号度量和第二组的一个或多个信号度量的组 的一个或者多个、患者特异的信号度量。在一个实例中,慢性病况索引信号度 量选择器342可以从第一组和第二组信号度量的交集选择至少一个信号度量, 其中所述交集包括由第一和第二组信号度量共享的至少一个共用信号度量。慢 性病况索引信号度量选择器342可以从第一组信号度量中选择至少一个信号度 量和从第二组信号度量中选择至少一个信号度量。例如,慢性病况索引信号度 量选择器342可以使用优先化的信号度量,如由信号度量性能比较器330提供 的,并从第一组选择具有最高综合性能的信号度量,以及从第二组选择具有最 高综合性能得分的信号度量。也考虑至少部分地基于性能量度结果从第一和第 二组选择患者特异的信号度量的其它方法。

图4示出目标事件或病况检测器电路400的实例,其可以是目标事件或病 况检测器电路230的实施方案。目标事件或病况检测器电路400可以接收来自 患者特异的信号度量选择器电路224的慢性病况索引信号度量,并从接收到的 信号度量检测目标事件。目标事件或病况检测器电路400可以包括目标事件检 测器401,目标事件报告发生器402、以及信号度量选择和性能报告发生器403。

目标事件检测器401可以从慢性病况索引信号度量检测目标事件。在一个 实例中,目标事件可以是指示HF失代偿状态的事件,并且目标事件检测器401 可经配置以计算HF失代偿指数,如使用慢性病况索引信号度量,并确定HF失 代偿指数是否满足指定标准,例如通过比较HF失代偿指数和阈值。下面讨论了 使用慢性病况索引信号度量的目标HF失代偿事件检测的实例,如参考图5-7。

目标事件报告发生器402可以产生报告以通知、警告或提醒用户所检测到 的目标事件。该报告可以包括诸如验证性测试、诊断或治疗选项的建议。该报 告可以包括一种或多种媒体格式,包括,例如,文本或图形消息、声音、图像 或者它们的组合。在一个实例中,目标事件报告发生器402可耦合到指令接收 器电路250且报告可以经由指令接收器电路250上的交互式用户界面呈现给用 户。目标事件报告发生器402可以耦合到外部装置120,和被配置为经由外部装 置120呈现所检测的目标事件给用户。

信号度量选择和性能报告发生器403可以产生,并呈现给系统用户,一个 或多个报告,包括如从患者状态输入单元221接收的慢性病况指标,如由信号 度量发生器电路223产生的信号度量和相应的性能量度,或如由患者特异的信 号度量选择器电路224产生的慢性病况索引信号度量。信号度量选择和性能报 告发生器403可耦合到外部装置120或指令接收器电路250,以及被配置成在其 中呈现信号度量信息给用户。用户输入可以包括确认、存储或其他编程指令以 对患者特异的信号度量或患者慢性病况指标进行操作。

图5示出用于从一个或多个生理信号检测目标事件的方法500的实例。可 在移动医疗装置或远程患者管理系统中执行和操作方法500。在一个实例中,可 以通过在IMD110中执行的基于患者慢性病况的目标事件检测器电路113或可 以与IMD110通信的外部装置120实施方法500。

在步骤501,可以接收患者的至少两个慢性病况指标。患者慢性病况指标可 以描述在一定的规定时间内例如大约至少六个月不改变或缓慢变化的患者特征 或持续的医疗状态。该至少两个慢性病况指标,包括患者的第一和第二慢性病 况指标,可以不相同。例如,第一和第二慢性病况指标可以分别包括患者的慢 性疾病指标(例如,MI病史、缺血性或扩张性心肌病、瓣膜疾病、肾疾病、COPD), 患者的先前医疗程序指标(例如,CABG,胸外科手术),或患者的人口统计特 征指标(如年龄、性别、种族、高度、NYHA分类)中的至少一种。慢性病况 指标可以包括指示指定的病况存在或不存在的二进制值,多个分类类别或特定 慢性病况的发展期或生理参数的多个值范围。

在502,可以从患者感测一个或多个生理信号。生理信号可以表示体内的电 或机械活动。生理信号的实例包括:心率、心率变异性、传导时间、心律失常、 胸腔内阻抗、心内阻抗、动脉压、肺动脉高压、RV压、LV冠状动脉压、心音、 包括呼吸速率或潮气量的呼吸信号、姿势、活动、对活动的生理响应;冠状动 脉血液温度、血氧饱和度、电解质浓度,或描述患者的生理学的其他测量值。 可以从耦合到一根或者多根如108A-C的导线上的电极的信号感测电路,或与移 动医疗装置关联的植入的或外部生理传感器接收生理信号。也可以从其中存储 了生理数据的信号存储器接收生理信号。

在503,可以从一个或多个生理信号产生多个信号度量。信号度量可以包括 从一个或多个生理信号提取的信号特征,如统计测量、形态测量,或指示生理 活动的生理信号的一部分。信号度量的实例可以包括:生理信号的一部分的平 均值、中位数、或其他集中趋势;生理信号的一部分的方差、标准偏差、或其 他二阶或更高阶统计测量;生理信号的一部分的峰、波谷、斜率或其他形态特 征;电描信号中的P波与QRS波群;心音信号的S1、S2、S3或S4成分;呼吸 信号的吸气相和呼气相。

所产生的信号度量当第一慢性病况指标满足第一指定标准时可以包括第一 组的一个或多个信号度量,以及当第二慢性病况指标满足第二指定标准时可以 包括第二组的一个或多个信号度量。由于第一和第二慢性病况指标可以彼此不 相同,第一组的信号度量可能不相同于第二组信号度量。在一个实例中,第一 慢性病况指标是CKD而第二慢性病况指标是糖尿病。当第一慢性病况指标满足 “第3阶段以上的CKD”的标准时,第一组的信号度量(MCKD)可以包括: MCKD={每日最大呼吸速率信号(MRR),平均心内阻抗信号(AvgZ1),S3心 音振幅(S3Amp)}。当第二慢性病况指标符合“在过去的5年之内患有糖尿病 的患者”的标准时,第二组信号度量(M糖尿病)可以包括:M糖尿病={平均R-R间 隔的标准偏差(SDANN),平均心内阻抗信号=(AvgZ1)}。在下面讨论根据患 者慢性病况指标选择信号度量的实例,如参照图6。

在504,可以从例如在503产生的多个信号度量中选择一个或多个患者特异 的信号度量。患者特异的信号度量可以包括来自对应于第一慢性病况指标的第 一组信号度量和对应于第二慢性病况指标的第二组信号度量的交集的至少一个 信号度量。在一个实例中,其中对应于CKD的第一组信号度量包括MCKD= {MRR,AvgZ1,S3Amp}且第二组信号度量包括M糖尿病={SDANN,AvgZ1},这两 组MCKD和M糖尿病的交集,即AvgZ1,可以选择作为患者特异的信号度量,即, Mp={AvgZ1}。在另一实例中,患者特异的信号度量可以包括来自第一组信号 度量的至少一个信号度量和来自第二组信号度量的至少一个信号度量。使用如 上所讨论的MCKD和M糖尿病的实例,可以将患者特异的信号度量选择为Mp= {MRR,SDANN}。可以使用每个组中的相应的信号度量的性能量度来从每组选 择信号度量作为患者特异的信号度量。所述信号度量的性能量度的实例在下面 讨论,如参照图6。

在505,可以将目标事件或病况检测算法应用到所选择的患者特异的信号度 量,如在504确定的,以检测目标事件。可以通过目标事件检测器电路400执 行目标事件检测的方法。

目标事件检测算法可包括用于检测指示患者的HF失代偿状态的事件的算 法。HF失代偿事件检测算法包括计算失代偿指数,如使用患者特异的信号度量。 失代偿指数可以是指示促成HF失代偿事件的生理病况的存在或严重性的定量 参数,如过量的胸腔积液、心音加重、心脏速率增加、呼吸频率增加、潮气量 降低或活动减少。在一个实例中,如果失代偿指数大于阈值,则检测到HF失代 偿事件。目标事件检测算法的实例在下面讨论,如参照图7。

图6示出用于从一个或多个生理信号产生多个信号度量的方法600的实例。 方法600可以是503的实例。所述方法可以采用多个慢性病况指标的输入,包 括来自患者的至少第一和第二慢性病况指标和例如使用一个或多个生理传感器 从患者感测的一个或多个生理信号,并且产生对应于每个相应的慢性病况指标 的一组信号度量。方法600还可以产生各信号度量的性能量度,其可以用于选 择一个或多个患者特异的信号度量,如在504。在一个实例中,可通过如图2所 示信号度量发生器电路223实施方法600。

在601,对于每个接收到的慢性病况指标,当慢性病况指标满足指定标准时, 如被归类为指定的状态类别、疾病阶段或生理参数的值范围,可以产生一组相 应的候选信号度量。与每个慢性病况指标相关联的候选信号度量,包括所产生 的候选信号度量的数量、类型或方法,可以预先确定,例如使用基于人群的数 据。例如,对于具有阶段3或以上的CKD的患者,可以在具有类似慢性病况(例 如,阶段3或以上的CKD)的患者群中和不存在类似慢性病况的另一患者群中 评估各种信号度量。如果信号度量(例如每日最大呼吸率或MRR)示出了两个 患者群之间的所希望的差异水平,则可以将该信号度量确定为与CKD的慢性病 况相关联的候选信号度量。

在602,可为每个候选信号度量产生信号灵敏度量度。灵敏度量度可以指示 信号度量预测目标事件或病况的进展的能力。可以将灵敏度量度计算为相应的 信号度量从第一状态到第二状态的相对变化。在一个实例中,第二状态包括与 第一状态的时间信息不相同的时间信息。例如,在检测HF失代偿事件时,第一 状态可以在患者发展目标事件诸如HF失代偿事件之前的时间发生,并且第二状 态可以在先于第一状态至少规定的时间发生,所述至少规定的时间如约1-6个月 或约1-3个月。在另一个实例中,第二状态可以是使用信号度量的多个历史测量 值计算的基线状态。灵敏度量度可以包括检测目标事件或病况的假阴性率。低 的假阴性率可对应高灵敏度量度。灵敏度量度还可以包括阳性预测值(PPV), 它代表正确地识别目标事件或病况的可能性。具有高灵敏度的信号度量保持检 测目标事件如HF失代偿事件的预测内容。

在603,所计算的信号灵敏度量度可以用于为相应的信号度量确定性能量 度。性能量度可以指示信号度量预测进展或检测目标事件或病况发生的效果。 在一个实例中,性能量度可以包括信号度量的灵敏度量度和所述信号度量的基 于人群的统计信息。虽然灵敏度量度可以包括信号度量在具有不相同的时间信 息的两种状态之间的“患者内”相对变化,然而基于人群的统计信息可以包括 信号度量在保持检测目标事件的预测内容方面的“患者间”一致性。例如,基 于人群的统计信息,如具有相似类型的慢性病况(例如,第3阶段或以上的CKD) 的患者群的每日MRR的灵敏度量度的平均值、方差或统计学分布,可从患者数 据库检索,并进一步用于确定性能量度。

可使用与相应信号度量的灵敏度量度联合或作为相应信号度量的灵敏度量 度的替代的其他参数确定各信号度量的性能量度。在一个实例中,性能量度可 以包括响应于不与目标事件或病况相关联的生理或非生理变化的信号度量的特 异性量度。可以将特异性量度计算为在不存在目标事件的情况下信号度量从第 一状态(如在HF失代偿事件之前的状态)到第二状态(如第一状态或基线状态 前的状态)的相对变化。特异性量度可以包括检测目标事件或病况的假阳性率。 低的假阳性率可以对应于高特异性量度。特异性量度也可以包括阴性预测值 (NPV),其代表正确地识别非目标事件或病况的可能性。在另一实例中,性能 量度可以包括信号质量量度,例如信号强度、信号变化度或信噪比。在不同的 实例中,特异性量度或信号质量量度的基于人群的统计信息,如使用具有类似 类型的慢性病况的患者群的数据计算的集中趋势或统计分布,可以从数据库中 检索并用于确定性能量度。

在604,关于每个慢性病况指标输入的候选信号度量可以利用至少它们各自 的性能量度进行比较和确定优先次序。在一个实例中,对于每个候选信号度量, 可以计算综合性能得分,诸如一个或多个灵敏度量度、特异性量度或信号质量 量度的线性组合或非线性组合。可以将关于每个慢性病况指标的候选信号度量 确定优先次序,例如至少基于各自的综合性能得分以降序组织。优先的候选信 号度量和相应的综合性能得分可以用于选择一个或多个患者特异的信号度量, 如在504。

图7示出了用于从一个或多个生理信号,如使用患者慢性病况指标的信息, 检测目标事件的方法700的实例。方法700可以是方法500的实施方案。在一 个实施例中,方法700可以由目标事件检测器200实施。

在701,可以接收患者的一个或多个生理信号。可以从耦合到电极的信号感 测电路或与移动医疗装置或生理监视器关联的外部或植入的生理传感器,或从 信号存储器接收生理信号。

在702,可接收患者的第一慢性病况指标,例如从系统用户(例如,医生) 经由与移动医疗装置通信的收发器上的用户界面接收。慢性病况指标可以包括 患者的慢性疾病指标,患者的先前医疗程序指标,患者的人口统计学特征指标 或描述在某个规定时间内不改变或缓慢改变的患者的特征或持续医疗状态的任 何其他病况,所述规定的时间例如大约至少六个月。在703,可以将第一慢性病 况指标与指定标准比较,如确定第一慢性病况指标是否落入慢性疾病的分类类 别或发展期。当第一慢性病况指标满足指定标准时,在703可以使用一个或多 个生理信号产生第一组信号度量。可以根据存储在移动医疗装置中的指定指令 和方法产生信号度量。对于每个信号度量,可以计算相应的性能量度,其包括 灵敏度、特异性或信号质量量度,如信号度量的信噪比。

在704,可接收患者的第二慢性病况指标。第二慢性病况指标可以不同于第 一慢性病况指标。使用与在703用于第一慢性病况指标的信号度量产生相似的 方法,可以在705产生第二组信号度量。由于第二慢性病况指标不同于第一慢 性病况指标,因此,第二组信号度量可以不同于第一组信号度量。

在706,一个或多个患者特异的信号度量可以选自包括第一组和第二组信号 度量的组。在一个实例中,如果存在由第一和第二组信号度量共享的至少一个 信号度量,则所述患者特异性信号度量可以包括来自第一组和第二组信号度量 的交集的至少一个信号度量。可选地或另外地,患者特异的信号度量可以包括 来自第一组信号度量的至少一个信号度量和来自第二组信号度量的至少一个信 号度量。例如,关于每个慢性病况指标的信号度量可以根据它们各自的性能量 度如对目标事件的进展的灵敏度而进行组织。患者特异的信号度量可以包括来 自第一组的具有最高性能分数的信号度量和来自第二组的具有最高性能分数的 信号度量。

在707,可使用一个或多个患者特异的信号度量产生目标事件风险指数。目 标事件风险指数可以是指示促成目标事件的生理病况的存在或严重性(诸如指 示HF失代偿状态的目标事件中的过量的胸腔积液)的量。

对于在706选择的每个患者特异的信号度量,可以计算相应的风险指数, 诸如信号度量强度随时间从参考值的累积偏差。信号度量的强度可以包括信号 度量在指定的时间如3-10天内的集中趋势量度(例如,平均值或中值)。该参考 值可以是信号度量的移动平均值,具有预先确定的滤波器系数的低通或带通滤 波的信号度量或表示信号度量的强度的趋势的其他量度。在一些实例中,只有 满足一定标准时,如信号度量的强度和失代偿指数之间的差异大于指定阈值, 信号度量强度从参考值的偏差才可累积。失代偿指数的其它实例可以包括在趋 势化信号的持续变化检测中的累积和,其在Brockway等人于2005年12月20 日提交的,名称为“DetectionofHeartFailureDecompensationBasedonCumulative ChangesinSensorSignals”的美国专利第7761158号中发现,其通过引用整体并 入本文。

在707,目标事件风险指数可以是与每个患者特异的信号度量相关联的个体 风险指数的线性或非线性组合。在一个实例中,目标事件风险指数可以计算为 每一个均由权重因子缩放的个体风险指数的和。权重因子可以正比于各个信号 度量的性能量度。例如,如果在706,2个患者特异的信号度量,即每日MRR 和SDANN,用相应的性能量度FMRR和FSDANN进行选择,且相应的个体风险指 数为RMRR和RSDANN,那么在707可以将目标事件风险确定为R= RMRR*FMRR/(FMRR+FSDANN)+RSDANN*FSDANN/(FMRR+FSDANN)。也可以使用个体风 险指数将目标事件风险指数确定为参数或非参数模型,诸如决策树、神经网络、 贝叶斯网络以及其他机器学习方法。在一个实例中,可以使用概率模型p(D)= 1/(1+exp(x))计算目标事件风险指数,其中p(D)表示如HF失代偿(D)事件的目标 事件的概率,以及x表示个体风险指数的线性或非线性组合,或者所选择的患 者特异的信号度量的测量值的线性或非线性组合。

在708,针对指定标准,如相比于规定的阈值,检查目标事件风险指数以确 定是否检测到目标事件。如果目标风险指数满足指定标准,则认为检测到目标 事件,并在710产生报告以通知用户所检测到的目标事件。该报告可以包括文 本或图形信息、声音、图像或其任何组合。

如果目标事件风险指数不满足指定标准,则在709对于是否将一组新的患 者特异的信号度量用于计算目标事件风险指数作出决定。所述新的一组患者特 异的信号度量可以不同于在706使用的患者特异的信号度量。例如,如果在706, 患者特异的信号度量只包括诸如在703产生的第一组信号度量和诸如在705产 生的第二组信号度量之间的交集,那么在709,患者特异的信号度量可以包括来 自第一组的具有最高性能分数的信号度量和来自第二组的具有最高性能分数的 信号度量。在另一实例中,如果在706患者特异的信号度量包括来自第一和第 二组的具有最高性能分数的信号度量,则在709,患者特异的信号度量可以包括 来自第一和第二组的具有第二高性能分数的信号度量。可以从系统用户接收在 709的决定,或者响应于如在708所确定的以微弱的劣势不满足标准(例如,低 于检测阈值)的目标事件风险指数而自动执行所述决定。如果决定使用不同组 的患者特异的信号度量,则可以在707产生新的目标事件风险指数;否则,认 为没有检测到目标事件,并且在701检测可继续接收生理信号。

上面的详细描述包括参照附图,其形成详细描述的一部分。附图以图示的 方式示出具体实施方案,其中可以实施本发明。这些实施方案也在本文中称为 “实施例”。这样的实例可以包括除了那些显示或描述的要素之外的要素。然而, 本发明的发明人还考虑在其中仅提供显示或描述的那些元件的实施例。此外, 本发明的发明人还考虑使用显示或描述的那些要素(或其一个或多个方面)的 任何组合或排列的实施例,要么参考特定的实施例(或其一个或者多个方面) 或参考本文显示或描述的其他实施例(或其一个或者多个方面)。

本文件和通过引用并入的任何文件之间用法不一致的情况下,以本文件中 的使用为准。

在本文件中,所使用的术语“一个(a或an)”,如专利文件中常见的,包括 一个或多个,独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在 这个文件中,除非另有说明,术语“或”用于指非排他,使得“A或B”包括“A 而非B”,“B而非A”以及“A和B”。在这份文件中,术语“包括(including)” 和“其中(inwhich)”被用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)” 的普通英语等同物。另外,在下面的权利要求中,术语“包括(including)”和 “包括(comprising)”是开放式的,即,包括除了那些在权利要求中这样的术 语后列出的要素之外的要素的系统、装置、物品、组合物、制剂或过程仍然认 为是落在该权利要求的范围内。此外,在下面的权利要求中,术语“第一”,“第 二”和“第三”等只用作标记,并且不旨在对其客体强加数字要求。

本文所述的方法实施例可以是至少部分地执行的机器或计算机。一些实例 可包括编码有可操作以配置电子器件实施上述实施例中描述的方法的指令的计 算机可读介质或机器可读介质。这样的方法的实现可以包括代码,例如微代码、 汇编语言代码、高级语言代码等。这样的代码可以包括用于执行各种方法的计 算机可读指令。该代码可形成计算机程序产品的部分。此外,在一个实例中, 代码可以被有形地存储在一个或多个易失性,非短暂性或非易失性有形的计算 机可读介质中,如在执行期间或在其它时间。这些有形的计算机可读介质的实 例可以包括,但不限于,硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如,压缩盘和数 字视频光盘)、磁带盒、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM) 和类似物。

以上的描述旨在是说明性的,而不是限制性的。例如,上述实施例(或其 一个或多个方面)可彼此组合使用。可以使用其他实施方案,例如通过回顾了 上面的描述的本领域的普通技术人员。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)以允许 读者快速地确定技术公开内容的本质。应该理解,它不会用于解释或限制权利 要求的范围或含义。另外,在上述详细说明中,可以将各种特征集合在一起以 简化本公开。这不应该被解释为意图使未主张的公开特征对于任何权利要求是 必不可少的。而是,本发明的主题可以在于少于特定公开的实施方案的所有特 征。因此,由此将下面的权利要求结合到详细描述中作为实施例或实施方案, 每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且可以预期的是这样的实施方案可 以各种组合或排列彼此组合。应参照所附权利要求来确定本发明的范围,连同 这些权利要求被赋予的全部等效物范围。

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描述了用于检测生理目标事件如指示HF失代偿状态的事件的装置和方法。一种医疗装置,其被配置为接收患者的至少第一和第二慢性病况指标,接收来自患者的一个或多个生理信号,并且当第一和第二慢性病况指标满足其各自的标准时产生多个信号度量。所述医疗装置可以使用从包括第一和第二组的信号度量的组选择的一个或多个患者特异的信号度量检测目标事件或病况。所述医疗装置和方法可以被配置为检测指示HF失代偿的事件。。

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