充血性心力衰竭風(fēng)險狀態(tài)確定方法及相關(guān)設(shè)備的制造方法
【專利摘要】實(shí)施方案涉及用于監(jiān)測、識別和確定充血性心力衰竭(CHF)住院風(fēng)險的設(shè)備和方法。方法包括通過心電圖(ECG)、生物阻抗和3軸加速計確定患者的生理值；過濾生理值；比較生理值與基線參數(shù)；以及確定CHF風(fēng)險。設(shè)備包括能夠各自能夠測量患者生理值的3軸加速計、生物阻抗傳感器和心電圖儀，以及一個或多個處理器以接收所測得的生理值。
【專利說明】充血性心力衰竭風(fēng)險狀態(tài)確定方法及相關(guān)設(shè)備 技術(shù)背景
[0001] 在醫(yī)療行業(yè)中可測量許多生理參數(shù)用于患者的診斷、治療和監(jiān)測。心電圖（ECG)測 量結(jié)果可用于確定生理參數(shù)例如心率和心律。生物阻抗測量結(jié)果可用于確定生理參數(shù)，例 如體液狀態(tài)、呼吸率和呼吸量。加速計測量結(jié)果可用于確定生理參數(shù)，例如活動強(qiáng)度、活動 持續(xù)時間和患者姿勢。
[0002] 生理參數(shù)可用于在住院期間和/或出院后診斷和/或監(jiān)測醫(yī)學(xué)病癥例如充血性心 力衰竭(CHF)。然而，所測得的生理參數(shù)并不總是能可靠地用于監(jiān)測患者CHF健康狀態(tài)的目 的。例如，在不規(guī)律的、但潛在健康的活動期間，心率測量結(jié)果用于CHF診斷目的可能是不可 靠的。在某些情況下，所測得的生理參數(shù)可以與患者或患者群體的基線生理參數(shù)進(jìn)行比較。 然而，個別患者的生活方式或生理特征可能會使所測得的生理值與患者或患者群體值的基 線的比較不能可靠地用于監(jiān)測CHF健康狀態(tài)的目的。出院后CHF監(jiān)控程序可能需要可植入的 或笨重的測量設(shè)備，這可能阻礙最佳的患者依從和參與。目前CHF監(jiān)測技術(shù)在降低CHF再住 院率方面可能是不太有效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] -般而言，本公開內(nèi)容描述了使用通過設(shè)備測得的患者生理參數(shù)來確定惡化的 CHF狀態(tài)的技術(shù)。具體地，本公開內(nèi)容描述了用于監(jiān)測和確定因充血性心力衰竭(CHF)而住 院的風(fēng)險的技術(shù)。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管本公開內(nèi)容的技術(shù)基于用于監(jiān)測和確定CHF狀態(tài)和住 院風(fēng)險的實(shí)例進(jìn)行描述，但是在本文中所描述的技術(shù)一般性地適用于監(jiān)測和確定因其他醫(yī) 學(xué)病癥而住院的風(fēng)險。
[0004] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實(shí)施例，用于監(jiān)測和確定CHF住院風(fēng)險的方法包括:測定患 者的一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值、確定患者是否在休息、基于患者的休息狀態(tài)過濾一項(xiàng)或多項(xiàng)生理 值，并且基于一項(xiàng)或多項(xiàng)過濾的生理值確定CHF風(fēng)險。生理值可包括體液狀態(tài)、心率、心律、 呼吸率、和呼吸量、活動強(qiáng)度、活動持續(xù)時間、和姿勢，并且可通過獲得例如心電圖（ECG)記 錄、生物阻抗測量結(jié)果、和3軸加速計測量結(jié)果來確定。
[0005] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實(shí)例，確定患者是否在休息包括:獲得3軸加速計測量結(jié) 果以確定患者的活動和姿勢，其中x軸和y軸在患者的身體平面上，并且z軸垂直于身體平 面；以及確定下述中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：z軸測量結(jié)果的分布范圍；z軸測量結(jié)果相對于x軸測量 結(jié)果和y軸測量結(jié)果的相對量值(relative magnitude) ;z軸測量結(jié)果相對于x軸測量結(jié)果 的平方和y軸測量結(jié)果的平方的總和的相對量值。
[0006] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實(shí)例，過濾的生理值包括當(dāng)患者在休息時測得的體液狀 態(tài)、當(dāng)患者不休息時測得的體液狀態(tài)、當(dāng)患者在休息時測得的心率、當(dāng)患者在休息時測得的 心律、當(dāng)患者不休息時測得的心律、當(dāng)患者在休息時測得的呼吸率、當(dāng)患者在休息時測得的 呼吸量、當(dāng)患者不休息時測得的活動強(qiáng)度、當(dāng)患者不休息時測得的活動持續(xù)時間、當(dāng)患者在 休息時測得的患者姿勢、以及當(dāng)患者不休息時測得的患者姿勢。
[0007] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實(shí)例，確定CHF風(fēng)險包括將過濾的生理值與基線生理值 比較以產(chǎn)生比較輸出，其中基線值基于下述中的一項(xiàng)或多項(xiàng)來確定:患者人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、在 患者住院期間測定的生理值、在患者住院后測定的歷史生理值、臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及患者的 病歷。比較輸出可包括發(fā)生標(biāo)記或比較百分比中的一個或多個，所述發(fā)生標(biāo)記指示過濾的 生理值低于或超過基線生理值或生理閾值，所述比較百分比是過濾的生理值低于或超過基 線生理值或生理閾值的比較百分比。
[0008] 一個或多個實(shí)例的詳細(xì)內(nèi)容將在下面的附圖和說明中進(jìn)行闡述。其他的特征、目 的和優(yōu)點(diǎn)將從說明書和附圖、以及權(quán)利要求書中明顯看出。
【附圖說明】
[0009] 圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)的監(jiān)測和治療系統(tǒng)的示意圖，所述 系統(tǒng)包括使用用于測量一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值的醫(yī)療設(shè)備的患者。
[0010] 圖2A和圖2A1分別示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)的粘附設(shè)備的實(shí)例的 分解圖和側(cè)面剖視圖，所述粘附設(shè)備具有固定于凝膠覆蓋物上的溫度傳感器。
[0011] 圖2B示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)的粘性貼片上的印刷電路板和電 子部件，如圖2A中所示。
[0012]圖3A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)的使用生理測量結(jié)果確定患者CHF 風(fēng)險的方法的方框流程圖。
[0013]圖3B示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)的使用基線生理值確定患者CHF風(fēng) 險的方法的方框流程圖。
[0014]圖4示出了顯示心力衰竭患者和非心力衰竭患者的比較輸出指示標(biāo)記的樣本分布 的柱狀圖。
[0015] 圖5A-5D示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多項(xiàng)技術(shù)的在移動窗口中過濾的心率數(shù)據(jù)的分 析。
[0016] 圖6A-6B示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)的在遠(yuǎn)程監(jiān)測站提供的顯示界 面以使醫(yī)護(hù)人員能夠立即監(jiān)測數(shù)個患者并且劃分優(yōu)先順序。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 充血性心力衰竭發(fā)生于心臟無法以所需的水平進(jìn)行栗送以提供遍及身體的充足 的血流量的時侯。心力衰竭不一定只描述其中心臟停止栗送的情形，其還描述心臟性能降 低。在一些情況下，患有心力衰竭的人可以過著相對正常的生活。在其他情況下，患有心力 衰竭的人可能需要立即的醫(yī)療看護(hù)例如住院以避免死亡。
[0018] 具有充血性心力衰竭(CHF)的歷史或風(fēng)險的患者可被監(jiān)測以確定許多生理值中的 一項(xiàng)或多項(xiàng)，例如體液狀態(tài)、心率、心律、呼吸率、呼吸量、活動持續(xù)時間、活動強(qiáng)度和身體姿 勢。從已確定的生理值可確定CHF狀態(tài)。例如，患者的活動持續(xù)時間和強(qiáng)度的減少可指示惡 化的CHF狀態(tài)。多項(xiàng)已確定的生理值可組合起來以確定CHF狀態(tài)。例如，具有胸液負(fù)荷超載和 充血的惡化的CHF狀態(tài)通常與增加的體液狀態(tài)和端坐呼吸(躺下時呼吸急促)有關(guān)，其可導(dǎo) 致患者以非仰臥的姿勢（例如直立)睡覺。因此在一些情況下，患者在睡覺時的姿勢可指示 惡化的CHF狀態(tài)。
[0019]用于醫(yī)學(xué)病癥和風(fēng)險例如CHF的非侵入性監(jiān)測以及風(fēng)險分級和確定的方法和設(shè)備 記載于美國專利公開第US-2009-0076345-A1 號，標(biāo)題為"Adherent Device with Multiple Physiological Sensors" ；2013年6月25 日發(fā)布的名稱為"Multifrequency Bioimpedance Device and Related Methods" 的美國專利第8,473,047號；以及標(biāo)題為"Multi-sensor Patient Monitor to Detect Impending Cardiac Decompensation" 的美國專利公開第 US-2009-0076344-A1號中，其全部公開內(nèi)容以引用的方式納入本文，并且適用于如本文所 述的本發(fā)明的一些實(shí)例的組合。將這種方法和設(shè)備用于測量和過濾多種生理值，所述生理 值可用于隨著時間推移跟蹤生理病癥并且指導(dǎo)醫(yī)師和其他衛(wèi)生保健提供者對多種病癥如 CHF的患者進(jìn)行評估和治療。
[0020] 可將過濾的生理值相對于適合患者的值(如基線值或閾值)顯示給醫(yī)師。這使得醫(yī) 師能夠基于適合于和特定于患者的值的范圍對患者狀態(tài)進(jìn)行評估。偏離那些值將預(yù)示和量 化患者狀態(tài)的改變一一體液狀態(tài)的改善或惡化。也可以向醫(yī)師顯示分級的CHF風(fēng)險信息。在 任何一種情況下，醫(yī)師隨后將決定安排患者住院、繼續(xù)監(jiān)測或停止監(jiān)測患者。例如，患者靜 坐活動的顯著增加可促使醫(yī)師安排患者住院、增加監(jiān)測、或調(diào)整應(yīng)當(dāng)安排患者住院的基線 值或閾值。
[0021] 由于患者的生理和活動可影響測量結(jié)果，因此需要對所測得的生理值進(jìn)行過濾。 患者的生理也可影響測量結(jié)果。例如，包含脂肪組織、脂肪分子、脂肪細(xì)胞及其組合的脂肪 可影響阻抗測量結(jié)果。脂肪可包括可通過患者皮膚影響所測得的阻抗的位于皮膚下的組織 層。例如，穿過脂肪組織的電流可增加所測得的患者的阻抗?？商娲鼗蚪M合地，脂肪可位 于患者的內(nèi)部組織中。例如，脂肪分子可滲入內(nèi)部組織并且可影響使電流通過內(nèi)部組織的 植入式電極的阻抗測量結(jié)果或影響位于皮膚上的使電流通過內(nèi)部組織的電極的阻抗測量 結(jié)果。例如，脂肪可增加具有正常水合的患者的所測得的阻抗使得所測得的阻抗異常地高， 例如當(dāng)患者具有正常水合且僅基于阻抗測量結(jié)果會出現(xiàn)脫水時。
[0022] 當(dāng)設(shè)備能夠測量多于一項(xiàng)的生理值時，可能需要進(jìn)行其他的生理值過濾。例如，3 軸加速計(例如一種機(jī)載Pi ix設(shè)備)產(chǎn)生3軸加速計值，其中x軸和y軸在患者的身體平面上， 并且z軸正交或垂直于身體平面。在計算活動強(qiáng)度之前，用低通或高通過濾器預(yù)處理3軸加 速計值以排除與姿勢有關(guān)的偏移(offset)或瞬變(transient)。低通過濾值用于計算例如 隨著時間推移與患者姿勢有關(guān)的偏移趨勢和身體姿勢角度。高通過濾值用于計算例如患者 的活動強(qiáng)度或持續(xù)時間。
[0023]然而，在沒有出現(xiàn)患者健康狀態(tài)惡化時，生理值可引發(fā)關(guān)于這種惡化的警報或警 告。例如，因健康活動引起的呼吸急促可充當(dāng)CHF指示，例如端坐呼吸。因此，需要一種CHF風(fēng) 險確定程序，其可過濾輸入生理值以使其僅包括在可靠和適當(dāng)?shù)臅r間測得的那些生理值。 另外，需要這樣的方法和設(shè)備:其可將測試前的再住院的可能性或風(fēng)險確定與來自設(shè)備(如 Piix設(shè)備）的順序診斷組合以產(chǎn)生測試后的再住院的可能性或風(fēng)險確定，所述再住院或風(fēng) 險因例如CHF引起。
[0024]本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于確定患者的健康狀態(tài)和住院或再住院的可能性(尤其 是因CHF引起的那些）的方法。方法包括:確定患者的一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值、確定患者是否在休 息、基于患者是否在休息過濾一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值，以及確定CHF狀態(tài)。實(shí)例還提供與本文所 述方法有關(guān)的設(shè)備。例如，所述設(shè)備可包括能夠測量心率和心律的心電圖（ECG)電路;能夠 測量患者活動和姿勢的加速計；以及能夠測量體液狀態(tài)、呼吸率和呼吸量的阻抗電路?？墒?用附加的或可替換的傳感器。例如，呼吸可使用提供響應(yīng)于患者的胸部擴(kuò)張和皮膚擴(kuò)張的 信號的傳感器來確定。
[0025] 圖1示出患者P和監(jiān)測系統(tǒng)10?；颊逷包括中線M;第一側(cè)面S1，例如右側(cè);和第二側(cè) 面S2,例如左側(cè)。監(jiān)測系統(tǒng)10包括患者測量設(shè)備以監(jiān)測患者，所述患者測量設(shè)備可包括例如 可植入的設(shè)備1001或粘附設(shè)備100。粘附設(shè)備100可粘附于患者P的許多位置上，例如患者P 的胸部T。在許多實(shí)施方案中，粘附設(shè)備可粘附于患者的一側(cè)，由該側(cè)可采集數(shù)據(jù)。與本發(fā)明 的實(shí)施方案有關(guān)的工作表明，當(dāng)設(shè)備粘附于患者時，位于患者的側(cè)面可給患者提供舒適感。 監(jiān)測系統(tǒng)10和粘附設(shè)備100可包括如下述文獻(xiàn)中所述的部件：美國專利公開第US-2009-0076345-A1 號，標(biāo)題為"Adherent Device with Multiple Physiological Sensors"；美國 專利公開第US-2009-0076344-A1 號，標(biāo)題為"Multi-sensor Patient Monitor to Detect Impending Cardiac Decompensation"，其全部公開內(nèi)容以引用的方式納入本文。
[0026] 粘附設(shè)備100可以與遠(yuǎn)程中心106進(jìn)行無線通信。通信可以直接(通過蜂窩式網(wǎng)絡(luò) 或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行，或通過中間設(shè)備或網(wǎng)關(guān)102間接進(jìn)行。網(wǎng)關(guān)102可包括zLink?的部件，其 為一種類似于手機(jī)的可將從PiiX?接收到的信息無線傳送給Corventis(購自San Jose，CA 的Corventis Inc.)的小型便攜式設(shè)備。網(wǎng)關(guān)102可由多個設(shè)備組成，其可以多種方式與遠(yuǎn) 程中心106進(jìn)行有線或無線通信，例如使用可包括因特網(wǎng)連接的連接104和/或使用蜂窩式 連接。遠(yuǎn)程中心106可包括Corventis Web Services，其為一種用于數(shù)據(jù)分析和存儲的且還 包括網(wǎng)站的托管應(yīng)用程序(hosted application)，其使得能夠安全訪問用于解釋和診斷的 生理趨勢和臨床事件信息。遠(yuǎn)程中心106可進(jìn)一步地或可替代地包括后端操作，其中來自設(shè) 備的生理數(shù)據(jù)被專家操作員閱讀以驗(yàn)證準(zhǔn)確性。例如，從設(shè)備捕獲的ECG條帶（strip)可由 專家來判定心率失常。
[0027]在許多實(shí)施方案中，監(jiān)測系統(tǒng)10包括具有下述處理器的分布式處理器系統(tǒng)：至少 一個包括設(shè)備100的有形介質(zhì)的處理器、至少一個網(wǎng)關(guān)102的處理器102P、以及至少一個在 遠(yuǎn)程中心106的處理器106P，其中每一個處理器均可與其他處理器進(jìn)行電子通信。至少一個 處理器102P包括有形介質(zhì)102T，并且至少一個處理器106P包括有形介質(zhì)106T。遠(yuǎn)程處理器 106P可包括位于遠(yuǎn)程中心的后端服務(wù)器。遠(yuǎn)程中心106可使用通信系統(tǒng)107A(例如因特爾、 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、電話線、無線和/或衛(wèi)星電話)與衛(wèi)生保健提供者通信設(shè)備108A進(jìn)行通信。衛(wèi)生保健 提供者通信設(shè)備108A-一例如用于家庭成員的那些一一可使用通信與患者P進(jìn)行通信，如 箭頭109A所示。遠(yuǎn)程中心106可與衛(wèi)生保健專業(yè)人士進(jìn)行通信，例如使用醫(yī)師108B通信設(shè) 備、使用通信系統(tǒng)107B，如因特爾、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、電話線、無線和/或衛(wèi)星電話。醫(yī)師通信設(shè)備108B 可使用通信（例如雙向通信系統(tǒng)）與患者P進(jìn)行通信，如箭頭109B所示。PDA可包括其上包含 有計算機(jī)程序指令的有形介質(zhì)以向醫(yī)師顯示患者數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程中心106可與緊急事件響應(yīng)設(shè) 備108C(例如用于911操作員和/或護(hù)理人員的通信設(shè)備）、與通信系統(tǒng)107C進(jìn)行通信。在許 多實(shí)施方案中，指令由遠(yuǎn)程位點(diǎn)106傳送到由患者上的粘附貼片承載的處理器，并且例如當(dāng) 患者佩戴時，由患者承載的處理器可接收用于患者治療和/或監(jiān)測的更新過的指令。緊急事 件響應(yīng)設(shè)備108C可同響應(yīng)器(responder)-起向患者行進(jìn)，如箭頭109C所示。因此，在許多 實(shí)施方案中，監(jiān)測系統(tǒng)10包括閉環(huán)系統(tǒng)，其中患者護(hù)理可由響應(yīng)于來自粘附設(shè)備的信號的 遠(yuǎn)程中心監(jiān)測和實(shí)施。
[0028]上述各通信設(shè)備可包括連接至具有有形介質(zhì)的處理器的顯示器，所述有形介質(zhì)包 括其上包含計算機(jī)程序指令的存儲器，例如個人數(shù)字助理(H)A)如智能電話，例如iPhone? 或Blackberry?。
[0029]在許多實(shí)施方案中，粘附設(shè)備100可連續(xù)地監(jiān)測生理參數(shù)、與遠(yuǎn)程中心進(jìn)行無線通 信，以及在必要時發(fā)出警報。粘附貼片可附著于患者的胸部并且包含感測電極、電池、存儲 器、邏輯電路(logic)和無線通信能力。在一些實(shí)施方案中，遠(yuǎn)程中心106接收患者數(shù)據(jù)并且 運(yùn)用患者評估算法(例如預(yù)測算法)來預(yù)測患者生理惡化或精神衰退。在一些實(shí)施方案中， 算法可包括例如基于減少的水合和活動來預(yù)測即將發(fā)生的患者生理惡化或精神衰退的算 法。當(dāng)標(biāo)記出現(xiàn)時，中心可與患者、醫(yī)院、護(hù)士和/或醫(yī)師通信以允許治療性干預(yù)，例如以阻 止進(jìn)一步的生理惡化或精神衰退。
[0030] 粘附設(shè)備100可以多種方式固定和/或粘附于身體上。例如，使用下述中的至少一 種:膠帶、恒力彈簧、圍繞肩部的背帶、旋入式微型針電極、使織物定形于胸部的預(yù)成形的電 子模塊、皮卷(roll of skin)上的箍縮(pinch)或經(jīng)皮固定。貼片和/或設(shè)備更換可使用下 述來進(jìn)行:鍵控式貼片(例如兩部分貼片）、輪廓或結(jié)構(gòu)標(biāo)志、低粘性導(dǎo)板(guide)(放置導(dǎo)板 移除舊貼片I放置新貼片I移除導(dǎo)板）、或減小顫動的鍵控式附件。貼片和/或設(shè)備可包括無 粘性實(shí)施方案(例如胸帶），和/或用于敏感性皮膚的低刺激性粘合體。粘附貼片和/或設(shè)備 可包括許多形狀，例如狗骨形、砂漏形、長方形、圓形或橢圓形中的至少一種。
[0031] 在許多實(shí)施方案中，粘附設(shè)備100可以包括可重復(fù)使用的具有可替換的一次性貼 片的電子模塊，每個可替換的貼片可包括電池。粘附設(shè)備1〇〇可包括Piix?的部件，其為一種 不顯眼的、防水的、患者佩戴的設(shè)備，其粘附于皮膚并且自動采集和傳送生理信息，購自San Jose，CA的Corventis Inc.。在一些實(shí)施方案中，所述設(shè)備可以具有可再充電的模塊，并且 可使用雙電池和/或電子模塊，其中當(dāng)用連接件將其他模塊101B放置于粘附貼片上時，一個 模塊101A可使用充電站103再充電。在一些實(shí)施方案中，網(wǎng)關(guān)102可包括充電模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 移、存儲和/或傳送，使得電子模塊中的一個可放置于網(wǎng)關(guān)102中，用于在患者佩戴其他電子 模塊時進(jìn)行充電和/或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。
[0032]系統(tǒng)10可執(zhí)行以下功能：啟動、編程、測量、存儲、分析、通信、預(yù)測和顯示。粘附設(shè) 備可包含下述生理傳感器的子集:生物阻抗、呼吸、呼吸率變化、心率(平均、最小、最大）、心 律、心率變化(HRV)、心率紊亂(HRT)、心音（例如S3)、呼吸音、血壓、活動、姿勢、清醒/睡眠、 端坐呼吸、溫度/熱通量，和重量?；顒觽鞲衅骺砂ㄏ率鲋械囊环N或多種:滾珠開關(guān)、加速 計、每分鐘通氣量、HR、生物阻抗噪音、皮膚溫度/熱通量、BP、肌肉噪音、姿勢。
[0033] 所示的患者可具有不同的物理屬性，使得其可有助于基于患者的數(shù)據(jù)來確定輸 出。每個患者可具有基于患者的身高和重量、或其他的個人屬性而確定的身體質(zhì)量指數(shù)，所 述個人屬性可以影響所測得的如用于確定CHF狀態(tài)的生理值的效力。
[0034] 與實(shí)施方案有關(guān)的工作表明患者特征可影響患者的測量結(jié)果。例如，患者的人口 統(tǒng)計數(shù)據(jù)(如年齡、性別和種族)可與患者的測量結(jié)果相關(guān)。
[0035]圖2A和2A1分別示出了粘附設(shè)備的實(shí)施方案的側(cè)面剖視圖和分解圖。粘附設(shè)備100 可包括具有粘合體116B的粘附貼片110;具有凝膠體(ge 1) 114A、114B、114C、114D的電極 112A、112B、112C、112D;凝膠覆蓋物180;溫度傳感器177;覆蓋物162;以及具有多條電路的 印刷電路板(PCB)120,所述多條電路用于監(jiān)測生理傳感器、與遠(yuǎn)程中心進(jìn)行無線通信和在 必要時發(fā)出警報。粘附設(shè)備1 〇〇包括至少兩個電極，其包括電極112A、112B、112C和112D中的 兩個或多個。粘附設(shè)備100可以包括最大尺寸，例如約4至10英寸的最大長度;約0.2英寸至 約0.6英寸的沿設(shè)備剖面的最大厚度；以及約2至約4英寸的最大寬度。
[0036]粘附貼片110包括第一側(cè)面，或下側(cè)面110A，所述下側(cè)面在放置于患者身上時朝向 患者的皮膚。粘附貼片110也可包括膠帶110T，其為一種具有粘合體116A的材料(優(yōu)選透氣 材料）以粘附至患者P。將電極112A、112B、112C和112D固定于粘附貼片110。在許多實(shí)施方案 中，至少有四個電極附著于貼片上。凝膠體114A、114B、114C和114D可各自分別位于電極 112A、112B、112C和112D之上，以提供電極和患者皮膚之間的導(dǎo)電性。粘附貼片100也包括第 二側(cè)面、或上側(cè)面110B。在許多實(shí)施方案中，電極112A、112B、112C和112D從下側(cè)面110A通過 粘附貼片110延伸到上側(cè)面110B。粘合體116B可應(yīng)用于上側(cè)面110B以粘附構(gòu)件(例如透氣覆 蓋物)到貼片上，使得在將貼片粘附于患者時，所述貼片可負(fù)載電子構(gòu)件或其他構(gòu)件。
[0037]在許多實(shí)施方案中，粘附貼片110可以包括透氣膠帶110T的層，例如經(jīng)編聚酯織 物，以允許水蒸氣和空氣通過膠帶來回循環(huán)于患者皮膚。在許多實(shí)施方案中，透氣膠帶110T 包括具有粘合體的背襯材料、或背襯111。在許多實(shí)施方案中，背襯為貼合的（conformable) 和/或柔韌的，使得設(shè)備和/或貼片不會隨著身體移動而分離。在許多實(shí)施方案中，粘附貼片 可以包括1至2片，例如1片。在許多實(shí)施方案中，粘附貼片110包括藥劑，例如下述中的至少 一種阻斷劑、ace抑制劑、利尿劑、用于炎癥的類固醇、抗生素、抗真菌劑和可的松類固 醇。貼片110可包括許多幾何形狀，例如下述中的至少一種：長方形、橢圓形、蝴蝶形、狗骨 形、啞鈴形、圓形、帶圓角的正方形、帶圓角的矩形、或帶圓角的多邊形。在具體實(shí)施方案中， 粘附貼片110的厚度在約0.001〃至約.020〃范圍內(nèi)，貼片的長度在約2〃至約10〃范圍內(nèi)，并且 貼片的寬度在約1〃至約5〃范圍內(nèi)。
[0038]在許多實(shí)施方案中，粘附設(shè)備100包括設(shè)置于凝膠覆蓋物180的外圍部分上的溫度 傳感器177,以允許透過透氣膠帶和凝膠覆蓋物來測量皮膚附近的溫度。可將溫度傳感器 177固定至凝膠覆蓋物180,使得當(dāng)凝膠覆蓋物和膠帶在隨著患者的皮膚而拉伸時，溫度傳 感器可以移動。溫度傳感器177可通過柔性連接件連接到溫度傳感器電路144,所述柔性連 接件包括下述中的至少一種:導(dǎo)線、屏蔽線、非屏蔽線、柔性電路、或柔性PCB?？蓪囟葌鞲?器固定至透氣膠帶，例如通過帶有遠(yuǎn)離凝膠墊放置的溫度傳感器的凝膠覆蓋物中的切口。 熱通量傳感器可放置于溫度傳感器附近例如以測量流向凝膠覆蓋物的熱通量。
[0039] 粘附設(shè)備包括電極112A、112B、112C和112D，這些電極通過透氣膠帶110T中的孔被 配置連接到織物（tissue)上。電極112六、1128、112(：和1120可以多種方式制造，例如印刷于 柔性連接件112F上，如印刷銀墨于聚氨酯上。在一些實(shí)施方案中，電極可包括下述中的至少 一種:填充碳的ABS塑料、Ag/AgCl、銀、鎳、或?qū)щ姷谋┧崮z帶。電極可以包括多種幾何形 狀來與皮膚接觸，例如下述中的至少一種:正方形、環(huán)形、長方形、星形、多邊形或圓形。在具 體實(shí)施方案中，橫跨各電極寬度的尺寸在約002〃至約.050〃范圍內(nèi)。在具體實(shí)施方案中，兩 個內(nèi)側(cè)電極可包括壓力電極(force electrode)或電流電極(current electrode)，其中中 心到中心的間距在約20至50mm范圍內(nèi)。在具體實(shí)施方案中，兩個外側(cè)電極可包括測量電極， 例如電壓電極，并且相鄰的電壓電極和電流電極之間的中心-中心間距在約15mm至3 5 mm范 圍內(nèi)。因此，在許多實(shí)施方案中，內(nèi)部電極之間的間距可以大于內(nèi)部電極和外部電極之間的 間距。
[0040]在許多實(shí)施方案中，凝膠體114A或凝膠層包括位于電極112A上的水凝膠，并且在 皮膚和電極之間提供傳導(dǎo)界面，從而降低電極/皮膚界面的阻抗。凝膠體可包含水、甘油和 電解質(zhì)、藥劑（例如阻斷劑、ace抑制劑、利尿劑、用于炎癥的類固醇、抗生素、和抗真茵 劑）。凝膠體1144、1148、114(：和1140可分別位于電極112六、1128、112(：和1120之上，以使電極 連接到患者的皮膚。包含電極的柔性連接件112F可從凝膠覆蓋物以下延伸到PCB以連接到 PCB和/或其上承載的部件。例如，柔性連接件112F可包括柔性連接件122A以提供應(yīng)力消除。 [0041]凝膠覆蓋物180或凝膠覆蓋層(例如聚氨酯無紡布膠帶)可位于包含透氣膠帶的貼 片110上，以抑制凝膠體114A-114D透過透氣膠帶110T的流動。凝膠覆蓋物180可以包括下述 的至少一種:聚氨酯、聚乙烯、聚烯烴、人造絲、PVC、硅氧烷、無紡布材料、泡沫體或膜。凝膠 覆蓋物180可包括粘合體(例如丙烯酸酯壓敏粘合體）以使凝膠覆蓋物粘合到粘附貼片110。 在許多實(shí)施方案中，凝膠覆蓋物可以調(diào)節(jié)電極附近的凝膠體的水分，以防止來自例如患者 淋浴的過多水分滲透電極附近的凝膠體。PCB層(例如柔性PCB 120、或柔性PCB層)可利用連 接和/或安裝到柔性PCB 120(例如安裝到柔性PCB)的電子部件130而位于凝膠覆蓋物180之 上，以致PCB層包括置于柔性PCB層上的電子器件層。在許多實(shí)施方案中，凝膠覆蓋物可以避 免凝膠體例如向電子模塊和/或PCB模塊釋放過多的水分。在許多實(shí)施方案中，凝膠覆蓋物 的厚度在約0.0005〃至約0.020〃范圍內(nèi)。在許多實(shí)施方案中，凝膠覆蓋物180可以從凝膠體 的邊緣向外延伸約0_20mm。凝膠覆蓋物180和透氣膠帶110T包括孔180A、180B、180C和180D， 電極112A-112D通過這些孔暴露于凝膠體114A-114D。
[0042] 在許多實(shí)施方案中，設(shè)備100包括印刷電路，例如包括至少一個其上安裝有電子部 件的PCB的PCB模塊。印刷電路可以包括在其上印刷有銀跡線的聚酯膜。具有電子部件的剛 性PCB的120A、120B、120C和120D可被安裝于柔性PCB 120上。在許多實(shí)施方案中，PCB模塊包 括其中安裝有相關(guān)部件的兩個剛性PCB模塊，并且兩個剛性PCB模塊通過柔性電路(例如柔 性PCB)連接。在具體實(shí)施方案中，PCB模塊包括已知的剛性FR4型PCB和柔性PCB (包括已知的 聚酰亞胺型PCB)。電池150可位于柔性PCB和電子部件上。電池150可包括可被取出和/或再 充電的可再充電電池。覆蓋物162可放置于電池、電子部件和柔性PCB上。在具體實(shí)施方案 中，PCB模塊包括具有柔性互連件（interconnect)的剛性PCB以允許設(shè)備隨患者移動而撓 曲。柔性PCB模塊的幾何形狀可包括許多形狀，例如下述中的至少一種:長方形、橢圓形、蝴 蝶形、狗骨形、啞鈴形、圓形、正方形、帶有圓角的矩形、或帶有圓角的多邊形。在具體實(shí)施方 案中，柔性PCB模塊的幾何形狀包括狗骨形或蝴蝶形中的至少一種。PCB模塊可包括具有可 位于凝膠覆蓋物上的柔性PCB 120的PCB層，以及連接和/或安裝至柔性PCB 120的電子部件 130。在許多實(shí)施方案中，為了有限的靈活性，粘附設(shè)備可包括分段的內(nèi)部部件，例如PCB。
[0043] 在許多實(shí)施方案中，電子器件殼體160包封電子器件層。電子器件殼體160可以包 括包封劑(例如浸漬涂層），其可包括防水材料，例如硅氧烷、環(huán)氧樹脂、其他粘合劑和/或密 封劑。在許多實(shí)施方案中，PCB包封劑保護(hù)PCB和/或電子部件免受潮濕和/或機(jī)械力。包封劑 可以包括硅氧烷、環(huán)氧樹脂、其他粘合劑和/或密封劑。在一些實(shí)施方案中，電子器件殼體可 包括金屬和/或塑料殼體，并且用上述密封劑和/或粘合劑罐封。
[0044] 在許多實(shí)施方案中，覆蓋物162可包封柔性PCB、電子器件和/或粘附貼片110,以便 至少保護(hù)電子部件和PCB。在一些實(shí)施方案中，可將覆蓋物162粘附到在覆蓋物162下側(cè)上的 具有粘合體164或粘合體116B的粘附貼片110。在許多實(shí)施方案中，將覆蓋物162連接到具有 粘合體116B的粘附貼片110,并且將覆蓋物162粘附到在電子器件殼體上表面上的具有粘合 體161的PCB模塊。覆蓋物162可包括許多已知的生物相容的覆蓋材料，例如硅氧烷、提供平 滑外形但不限制柔性的外部聚合物覆蓋物、透氣織物、或透氣防水覆蓋物。在一些實(shí)施方案 中，透氣織物可包含聚酯、尼龍、聚酰胺和/或彈性纖維(6138七3116)(3口311(161 1￥)。與本發(fā)明實(shí) 施方案有關(guān)的工作表明這些涂層對于使過多的水分與電極附近的凝膠體分開并且除去身 體的水分從而提供患者舒適感是重要的。
[0045] 在許多實(shí)施方案中，可將覆蓋物162連接到具有粘合體116B的粘附貼片110使得當(dāng) 粘附貼片110隨患者皮膚拉伸和/或縮回時，覆蓋物162也拉伸和/或縮回。例如，覆蓋物162 和粘附貼片110可隨患者的皮膚沿著粘附貼片的長度和寬度在二維方向上拉伸，并且沿著 長度的拉伸可增加電極之間的間距。由于貼片可以隨皮膚移動，因此覆蓋物和粘附貼片110 的拉伸可延長貼片粘附到皮膚的時間。電子器件殼體160可以是平滑的并且允許透氣覆蓋 物162在電子器件殼體160上滑動，使得覆蓋物162的移動和/或拉伸以可滑動的方式與殼體 160連接。PCB可與包括透氣膠帶110T的粘附貼片110以可滑動的方式連接，使得當(dāng)透氣膠帶 粘附到患者皮膚時，透氣膠帶可隨患者皮膚拉伸，例如沿著包括長度和寬度的二維方向拉 伸。
[0046] 透氣覆蓋物162和粘附貼片110包括透氣膠帶，所述透氣膠帶可被配置為將至少一 個電極持續(xù)地連接到皮膚至少一周以便測量患者的呼吸。透氣膠帶可包含具有粘合體的可 拉伸透氣材料，并且透氣覆蓋物可包括連接到透氣膠帶的可拉伸透氣材料，如上所述，使得 粘附貼片和覆蓋物均可隨患者的皮膚進(jìn)行拉伸。箭頭182示出粘附貼片110的拉伸，并且粘 附貼片的拉伸可以是沿著患者皮膚表面的至少二維的拉伸。如上述所指出的，PCB 130和電 極112A-112D之間的連接件12 2A-12 2D可包括提供PCB和電極之間的應(yīng)力消除的絕緣導(dǎo)線， 使得當(dāng)包括透氣膠帶的粘附貼片拉伸時，電極可以隨粘附貼片移動。箭頭184示出覆蓋物 162的拉伸，并且覆蓋物的拉伸可以是沿著患者皮膚表面的至少二維的拉伸。
[0047] PCB 120可粘附到在中心部位(例如單一的中心位置)包括透氣膠帶110T的粘附貼 片110，使得粘附貼片110可圍繞該中間區(qū)域拉伸。中心部位可具有一定尺寸，使得PCB與透 氣膠帶的粘附對關(guān)于如上所述的織物覆蓋物、透氣膠帶和凝膠覆蓋物而言的復(fù)合模塊的模 量沒有實(shí)質(zhì)影響。例如，粘附到貼片的中心部位可為小于約100mm 2(例如其尺寸不超過貼片 110面積的約10%)，使得貼片110可隨患者的皮膚而拉伸。將電子部件130、PCB 120和電子 器件殼體160連接在一起并且置于粘附貼片110的可拉伸透氣材料和覆蓋物160的可拉伸透 氣材料之間，使得當(dāng)電子部件130、PCB 120和電子器件殼體160沒有實(shí)質(zhì)性拉伸（如果有的 話)時，允許粘附貼片110和覆蓋物160-起拉伸。電子器件殼體160、PCB 120和電子部件130 的這種分離可以允許包括透氣膠帶的粘附貼片110隨患者的皮膚而移動，使得粘附貼片可 在至少一周的延長時間內(nèi)依然粘附在皮膚上。
[0048] 空氣間隙169可從粘附貼片110延伸到電子模塊和/或PCB，以便提供患者舒適感。 空氣間隙169允許粘附貼片110和透氣膠帶110T保持柔軟并且隨患者的皮膚而移動(例如彎 曲），同時PCB 120和電子部件130的撓曲和/或彎曲最小，如箭頭186所示。利用空氣間隙169 與透氣膠帶110T分離的PCB 120和電子部件130可以允許皮膚通過透氣膠帶、凝膠覆蓋物和 透氣覆蓋物來釋放作為水蒸氣的水分。例如在患者出汗和/或淋浴時，這種通過空氣間隙從 皮膚進(jìn)行的水分的釋放可以最小化、甚至是避免過多的水分。間隙169自粘附貼片110延伸 到電子模塊和/或PCB，距離在約0.25mm至約4mm范圍內(nèi)。
[0049] 在許多實(shí)施方案中，粘附設(shè)備包括貼片部件和至少一個電子模塊。貼片部件可包 括粘附貼片11〇(包括具有粘合涂層116A的透氣膠帶）、至少一個電極(例如電極112A)和凝 膠體114A。至少一個電子模塊可與貼片部件分離。在許多實(shí)施方案中，至少一個電子模塊包 括柔性PCB 120、電子部件130、電子器件殼體160和覆蓋物162,使得柔性PCB、電子部件、電 子器件殼體和覆蓋物為可重復(fù)使用的和/或可移動的用于再充電和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移，例如如上所 述。在具體實(shí)施方案中，可以用可拆除連接件(例如用Velcro?、已知的鉤環(huán)連接件、和/或直 接連接到電極的搭扣)將電子模塊粘附到貼片部件。用多個粘附貼片進(jìn)行較長時間的監(jiān)測 被記載于美國專利公開第2009-0076345-A1號（2009-3-19出版）中，其全部公開內(nèi)容先前已 經(jīng)以引用的方式納入本文，并且其粘附貼片和方法適用于按照本文所述的實(shí)施方法進(jìn)行組 合。
[0050] 如圖2A所示，粘附設(shè)備100可包括用于確定粘附設(shè)備100和/或患者P的定向的X軸、 Y軸和Z軸。電子部件130可包括3D加速計。由于粘附設(shè)備100的加速計對重力可能是敏感的， 因此可測量貼片相對于患者的軸線的傾斜度，例如當(dāng)患者站立時。當(dāng)相對于粘附設(shè)備100的 X軸、Y軸和/或X軸測量時，3D加速計的向量可用于確定粘附到患者上的貼片的測量軸線的 定向，并且可用于確定患者的角度，例如患者是平躺還是直立。
[0051 ]圖2B示出粘附貼片110上的PCB和電子部件。在一些實(shí)施方案中，PCB 120(例如柔 性PCB)可用連接件122A、122B、122C和122D分別連接到圖2A的電極112A、112B、112(^P112D， 并且可包括延伸至連接件122A、122B、122C和122D的跡線123A、123B、123C和123D。在一些實(shí) 施方案中，連接件122A-122D可包括提供PCB和電極之間的應(yīng)力消除的絕緣導(dǎo)線和/或具有 導(dǎo)電油墨的膜。提供應(yīng)力消除的結(jié)構(gòu)的實(shí)例也記載于如上所指出的于2008年9月12日提交 的標(biāo)題為"Adherent Device with Multiple Physiological Sensors"美國專利公開第 2009-0076345-A1號中。
[0052]電子部件130包括獲取生理測量結(jié)果、傳送數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程中心106以及接收來自遠(yuǎn)程 中心106的指令的部件。在許多實(shí)施方案中，電子部件130可包括已知的低功率電路，例如互 補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路部件。電子部件130包括溫度傳感器、活動傳感器和活動電 路134、阻抗電路136和心電圖電路(例如ECG電路138)。在一些實(shí)施方案中，電子電路130可 包括傳聲器和傳聲器電路142以檢測來自患者體內(nèi)的音頻信號，例如心音或呼吸音。
[0053]電子電路130可包括溫度傳感器(例如與患者皮膚接觸的熱敏電阻器），以及溫度 傳感器電路144以測定患者的溫度，例如患者皮膚的溫度。溫度傳感器可用于確定患者的睡 眠狀態(tài)和清醒狀態(tài)，其在睡眠期間可能降低且在清醒期間可能升高。與本發(fā)明實(shí)施方案有 關(guān)的工作表明皮膚溫度可影響阻抗和/或水合的測量結(jié)果，并且皮膚溫度的測量結(jié)果可用 于校正阻抗和/或水合的測量結(jié)果。在一些實(shí)施方案中，皮膚溫度或熱通量的升高可能與皮 膚表面附近的增加的血管擴(kuò)張有關(guān)，使得所測得的阻抗測量結(jié)果降低，盡管在皮膚以下的 深層組織中患者的水合基本上未變化。因此，使用溫度傳感器可以對水合信號進(jìn)行校正以 更準(zhǔn)確地評價患者的深層組織(例如胸部中的深層組織）的水合(例如細(xì)胞外水合）。
[0054] 活動傳感器和活動電路134可包括許多已知的活動傳感器和電路。在許多實(shí)施方 案中，加速計包括下述中的至少一種:壓電式加速計、電容式加速計或機(jī)電式加速計。加速 計可包括3軸加速計以在三維空間測量患者的傾斜度、姿勢、定向或加速度中的至少一種。 與本發(fā)明的實(shí)施方案有關(guān)的工作表明，當(dāng)與來自其他傳感器的數(shù)據(jù)（例如水合數(shù)據(jù)）組合 時，患者以及相關(guān)姿勢(例如坐、站立、躺下）的三維方向可能是非常有用的。
[0055]阻抗電路136可產(chǎn)生水合數(shù)據(jù)和呼吸數(shù)據(jù)。在許多實(shí)施方案中，將阻抗電路136以 四極構(gòu)型方式電連接到圖2A的電極1124、1128、112(：和1120，使得電極112六和1120包括由電 流驅(qū)動的外部電極，并且包括迫使電流通過組織的壓力電極。在電極112A和112D之間傳遞 的電流在電極112B和112C之間產(chǎn)生可測量的電壓，使得電極112B和112C包括內(nèi)部感測電 極，其感測和/或測量響應(yīng)于來自壓力電極的電流的電壓。在一些實(shí)施方案中，電極112B和 112C可包括壓力電極，并且電極112A和112D可包括感測電極。通過感測電極所測得的電壓 可用于測量患者的阻抗，并且確定患者的呼吸率和/或水合。心電圖電路可連接到感測電極 以測量心電圖信號，例如，如2009年3月29日公布的標(biāo)題為"Adherent Device with Multiple Physiological Sensors"的美國專利公開第2009-0076345-A1號中所描述的，其 先前以引用的方式納入本文，并且適用于按照本發(fā)明所述的實(shí)施方案的組合。在許多實(shí)施 方案中，可配置阻抗電路136以確定患者的呼吸。在具體實(shí)施方案中，阻抗電路可測量在 25Hz間隔下的水合，例如在25Hz間隔下使用頻率為約0.5kHz至約20kHz的阻抗測量結(jié)果。 [0056] ECG電路138可以多種方式產(chǎn)生來自電極112A、112B、112C和112D中的兩個或多個 的心電圖信號和數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方案中，ECG電路138連接到內(nèi)部電極112B和122C，其可包 含如上所述的阻抗電路的感測電極。在許多實(shí)施方案中，當(dāng)電流不經(jīng)過電極112A和112D時， ECG電路可測量來自電極112A和112D的ECG信號。
[0057]電子電路130可包括處理器146,其可被配置以控制采集和傳送來自阻抗電路、心 電圖電路和加速計的數(shù)據(jù)。處理器146包括有形介質(zhì)，例如只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編 程只讀存儲器(EEPR0M)和/或隨機(jī)存取存儲器(RAM)。電子電路130可包括實(shí)時時鐘和頻率 發(fā)生器電路148。在一些實(shí)施例中，處理器146可以包括頻率發(fā)生器和實(shí)時時鐘。在許多實(shí)施 例中，設(shè)備100包括分布式處理器系統(tǒng)，例如在設(shè)備100上具有多個處理器。
[0058]在許多實(shí)施方案中，電子部件130包括無線通信電路132以與遠(yuǎn)程中心106進(jìn)行通 信。PCB 120可以包括天線以有利于無線通信。天線可以與PCB 120整合或可以單獨(dú)地與其 連接。無線通信電路可連接到阻抗電路、心電圖電路和加速計以利用通信協(xié)議向遠(yuǎn)程中心 傳送水合信號、心電圖信號或傾斜度信號中至少一種。在具體實(shí)施方案中，無線通信電路 132被配置為直接地或通過網(wǎng)關(guān)102將水合信號、心電圖信號和傾斜度信號傳送到遠(yuǎn)程中 心。通信協(xié)議包括下述中的至少一種:Bluetooth、ZigBee、WiFi、WiMAX、IR、振幅調(diào)制或頻率 調(diào)制。在許多實(shí)施方案中，通信協(xié)議包括雙向協(xié)議使得遠(yuǎn)程中心能夠發(fā)布指令以控制數(shù)據(jù) 米集。
[0059]在許多實(shí)施方案中，電極連接到具有柔性連接件（例如柔性PCB 120的跡線123A、 123B、123C和123D)的PCB，以便提供電極112A、112B、112C和112D與PCB之間的應(yīng)力消除。在 這種實(shí)施方案中，相對于電子模塊(例如其上安裝有電子部件的剛性PCB的120A、120B、120C 和120D)的電極的移動不會損害電極/水凝膠/皮膚接觸的完整性。在許多實(shí)施方案中，柔性 連接件包括下述中的至少一種:導(dǎo)線、屏蔽線、非屏蔽線、柔性電路、或柔性PCB。在具體實(shí)施 方案中，柔性連接件可包括帶環(huán)圈的絕緣的非屏蔽線以允許PCB模塊相對于電極進(jìn)行獨(dú)立 移動。
[0060]圖3A示出確定患者CHF狀態(tài)的方法，其包括:測量患者生理值301、確定患者休息狀 態(tài)302、基于患者休息狀態(tài)過濾一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值303，以及確定CHF狀態(tài)304。測量或確定一 項(xiàng)或多項(xiàng)生理值301可包括產(chǎn)生生物阻抗測量結(jié)果、ECG記錄和3軸加速計測量結(jié)果中的一 項(xiàng)或多項(xiàng)。產(chǎn)生生物阻抗測量結(jié)果可包括測量例如一段時間內(nèi)的電阻、電抗，或電阻和/或 電抗的變化。可將體液生物阻抗作用、脂肪生物阻抗作用或離子生物阻抗作用中的至少一 種組合以產(chǎn)生一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值。頻率掃描可用于量化非體液參數(shù)(例如脂肪、離子或其他 組分）的作用以得到長期跟蹤的體液特有值。所述方法允許基于對其他組分的識別來識別 信號和結(jié)果是否可靠。例如，高的離子測量結(jié)果可表明需要重新測量患者的體液狀態(tài)。生理 組分的斑點(diǎn)記錄可通過調(diào)整刺激波形以獲得體液生物阻抗值來實(shí)現(xiàn)。調(diào)整可以包括改變例 如信號的振幅、頻率或形狀。調(diào)整可以減少例如假陽性的數(shù)量。生物阻抗測量結(jié)果可用于確 定呼吸參數(shù)例如呼吸量、呼吸率、或呼吸動作(breathing effort)。呼吸參數(shù)值可在使用之 前進(jìn)一步過濾。例如，在一些實(shí)施方案中，可在使用之前，使用長度為20的平均有限脈沖響 應(yīng)濾波器，對呼吸參數(shù)值進(jìn)行低通過濾。
[0061] ECG記錄可用于確定心率和心律。例如，ECG電路產(chǎn)生來自兩個或多個電極的心電 圖信號和數(shù)據(jù)。PiiX設(shè)備可以實(shí)時監(jiān)測ECG并且傳送連續(xù)心率流以及心率失常檢測和心率 帶。心率值可被更具體地定義為僅包括非噪音、非過早、非離群值的搏動。心率失常如心房 顫動(AF)和室性早搏復(fù)合征(PVC)與較高的CHF風(fēng)險有關(guān)。設(shè)備如PiiX具有用于心率失常檢 測的機(jī)載算法，其可實(shí)時監(jiān)測心率失常。心率帶(如PiiX設(shè)備創(chuàng)建的那些)可由ECG技術(shù)人員 手動讀取以監(jiān)測和確定CHF狀態(tài)。AF負(fù)荷的量度為CHF狀態(tài)的量度。如果直接使用來自PiiX 設(shè)備的AF檢測值，則可對所得到的AF負(fù)荷數(shù)值進(jìn)行縮放以說明AF檢測算法的靈敏性和特異 性。另一種方法是使用由ECG技術(shù)人員所得到的手動讀取值(manual over-read value)用 于CHF風(fēng)險確定。
[0062] 3軸加速計測量結(jié)果可用于測量除患者姿勢以外，在一段時間內(nèi)的以milliGs(mG) 計的活動強(qiáng)度(Activlntens)。活動傳感器和活動電路可以包括許多已知的活動傳感器和 電路。在許多實(shí)施方案中，加速計包括下述中的至少一種:壓電式加速計、電容式加速計或 機(jī)電式加速計。加速計可包括3軸加速計以在三維空間測量患者的傾斜度、姿勢、定向或加 速度中的至少一種。3軸加速度計測量結(jié)果可在規(guī)則的間隔(例如每4秒)產(chǎn)生。
[0063] 與本發(fā)明的實(shí)施方案有關(guān)的工作表明，當(dāng)與來自其他傳感器的數(shù)據(jù)(例如ECG數(shù)據(jù) 和呼吸參數(shù)數(shù)據(jù))組合時，患者以及相關(guān)姿勢（例如坐、站立、躺下）的三維方向可能是非常 有用的。由于加速計對重力可能是敏感的，因此可測量貼片相對于患者的軸線的傾斜度，例 如當(dāng)患者站立時。當(dāng)相對于X軸、Y軸和/或Z軸測量時，3D加速計的向量可用于確定患者的測 量軸線的定向，并且可用于確定患者的角度，例如患者是平躺還是直立。
[0064]為了確保準(zhǔn)確地確定患者是直立還是躺下，可將由加速計提供的3D測量結(jié)果初始 化以確定是否應(yīng)當(dāng)應(yīng)用偏差以正確地確定患者姿勢。例如，在一個實(shí)施方案中，直立姿勢偏 差是基于患者在活動時為直立的假設(shè)而計算的一一其中直立姿勢用相對于地平線成90°的 Z軸角度代表。在患者活動期間一一在這段時間，可假設(shè)患者是直立的且因此以相對于地平 線成約90°定向--從3D加速計收集3D定向數(shù)據(jù)。將患者的平均姿勢與預(yù)期的直立姿勢值 (例如90°的z軸角度)比較，并且計算偏差以校正所測得的姿勢和預(yù)期姿勢的差異。例如，如 果測得患者的平均測量的直立姿勢為相對于地平線成60°，則這表明約30°的直立姿勢偏差 應(yīng)當(dāng)被用于正確地估計患者姿勢。隨后的患者姿勢的確定也要考慮該初始直立姿勢偏差值 以正確地確定患者姿勢。
[0065] 測量患者生理值301可包括將噪聲濾波器應(yīng)用于所測得的生理值。例如，3軸加速 計測量結(jié)果可包括高頻分量和低頻分量，其中高頻分量通常對應(yīng)于生理值例如活動強(qiáng)度和 活動持續(xù)時間，并且低頻分量通常對應(yīng)于生理值例如身體姿勢。3軸加速計測量結(jié)果的高頻 分量或低頻分量可被濾出，這取決于正在測量的是哪一項(xiàng)生理值。
[0066] 在測量患者活動中，3軸加速計測量結(jié)果可經(jīng)過高通濾波器以除去低頻分量?；顒?可以多種方式進(jìn)行測量。例如，在移動窗口（w)中{:活動強(qiáng)度（i)}可表示活動強(qiáng)度樣本的集 合。移動窗口可以具有例如12小時的長度，以監(jiān)測例如每24小時的晝夜活動變化從而跟蹤 日?；顒幼兓?。為跟蹤長期活動趨勢，可以監(jiān)測更長的持續(xù)時間?；顒訕?biāo)記(ActivFlag)可 用于指示活動強(qiáng)度超過閾值(活動閾值(ActivThreshold))，例如105mG，其可對應(yīng)于步行水 平活動。例如，對于{活動標(biāo)記（i)} = {活動強(qiáng)度（i) > =活動閾值}而言，當(dāng)活動強(qiáng)度超過 105mG或任何其他合適的輸入閾值時，活動標(biāo)記ActivFlag是真實(shí)的。
[0067] 其他活動值也可以在給定的時間窗口期測量，例如活動持續(xù)時間=E活動標(biāo)記 (1)，峰值活動=最大（{活動強(qiáng)度（1)})，平均活動強(qiáng)度=平均（{活動強(qiáng)度（1)})。這些值可 以用于跟蹤患者的惡化CHF風(fēng)險。
[0068] 噪聲濾波器也可應(yīng)用于生理值，例如生物阻抗測量結(jié)果和ECG記錄。所應(yīng)用的噪聲 濾波器的類型可取決于具體的生理值。生物阻抗測量結(jié)果可通過考慮一組測量結(jié)果的中間 值進(jìn)行過濾以避免離群值的偏差。錯誤的或不可靠的生物阻抗測量結(jié)果(例如由不恰當(dāng)?shù)?貼片粘附造成的那些）可通過下述方式進(jìn)行過濾:通過丟棄高于或低于閾值的測量結(jié)果或 超出一定范圍（例如5ohms<且<120ohms)的測量結(jié)果，或通過丟棄對應(yīng)于高可變性的持續(xù) 時間的測量結(jié)果。也可將各過濾方法中的兩種或多種進(jìn)行組合。
[0069] 基于生物阻抗測量結(jié)果的呼吸率可通過多種過濾方法進(jìn)一步地或可選地進(jìn)行過 濾，包括高通濾波器以除去低頻偽像(artifact)、基線清除以除去在信號測量持續(xù)時間內(nèi) 的線性值和DC值、基線校正以除去任何瞬態(tài)低頻變化、中值濾波器以除去高頻偽像，以及帶 通濾波器。也可將各過濾方法中的兩種或多種進(jìn)行組合。除基線校正以外，相同的方法可用 于基于生物阻抗測量結(jié)果過濾呼吸量。
[0070] 用于檢測心率和心率失常的ECG測量結(jié)果可以使用低通頻和高通頻ECG子帶進(jìn)行 過濾以檢測且丟棄噪聲時間段(其中測量結(jié)果不被認(rèn)為是可靠的）。高頻ECG子帶可用于檢 測噪聲例如肌肉偽像和電子運(yùn)動偽像，并且低頻ECG子帶可用于檢測噪聲例如信號丟失和 基線漂移偽像。心率流可過濾以僅包括非噪音搏動、非過早搏動、非離群值搏動、或其組合。 ECG測量結(jié)果也可手動過濾。例如，由設(shè)備捕獲的ECG帶可由專家檢查以識別偽像和其他噪 聲從而識別不可靠的時間段。
[0071] 確定患者休息狀態(tài)302可基于活動水平、活動水平和姿勢、以及一天中的時刻來確 定。例如，如果活動水平低于閾值，例10mG，則可確定患者在休息。如果活動水平低于閾值， 例10mG，并且如果身體角度低于閾值，例如10度，則可確定患者在休息?；谝惶熘械臅r刻 (例如半夜到凌晨4點(diǎn)），可確定患者在休息。休息狀態(tài)的實(shí)例可包括在休息，或在不休息。休 息時期或休息情形為其中患者在休息的時期和情形。在休息可包括睡眠和靜坐活動。例如， 其中患者為坐姿的時期可為休息時期。
[0072] 三軸加速計測量結(jié)果可用于測量和確定患者姿勢，例如活動期間的身體角度或患 者是否仰臥。低通過濾值用于計算一段時間內(nèi)的與姿勢相關(guān)的偏差趨勢和患者的身體姿勢 角度。測量患者是否為仰臥主要基于Z軸測量結(jié)果。例如，如果在休息中Z軸測量結(jié)果的分布 處于中間范圍，例如-600mG至600mG，則認(rèn)為患者在休息中是非仰臥的，否則認(rèn)為患者在休 息中是仰臥的。
[0073]仰臥患者姿勢的額外指示是將休息期間的z軸測量結(jié)果與x軸和y軸測量結(jié)果進(jìn)行 比較。例如，如果在3軸測量結(jié)果中z軸測量結(jié)果的量值最高，和/或z軸測量結(jié)果的量值大于 x軸和y軸測量結(jié)果的平方的總和，則認(rèn)為患者在休息中是仰臥的。在另一個實(shí)施例中，如果 在3軸測量結(jié)果中y軸測量結(jié)果的量值最高，和/或 7軸測量結(jié)果的量值大于x軸和z軸測量結(jié) 果的平方的總和，則認(rèn)為患者在休息中是側(cè)臥的。
[0074] -天中的時刻、由醫(yī)師或醫(yī)學(xué)專業(yè)人員確定的患者睡眠時間表，以及由患者提供 的睡眠時間表數(shù)據(jù)一一例如通過電話或網(wǎng)絡(luò)門戶一一也可用于確定患者是否在休息。然 而，這些度量的使用可能會阻礙對休息情形的實(shí)時確定。
[0075]基于患者休息狀態(tài)過濾生理值的方法303取決于被過濾的生理值。如果生理值是 患者在不休息時測量的，則這些生理值(例如心率、呼吸率和呼吸量)對于監(jiān)測和確定CHF風(fēng) 險而言可能是不可靠的量度。本文中所提供的方法還包括基于患者是否在休息而過濾一項(xiàng) 或多項(xiàng)生理值，例如心率、呼吸率、呼吸量和身體姿勢。過濾可包括舍棄或忽略并不是在休 息時所測量的生理值。過濾值為在過濾期間不舍棄或不忽略的值。一些生理值是有價值的 CHF風(fēng)險量度，無論患者是否在休息。因此，過濾可為生理值特有的，并且可能不丟棄基于休 息狀態(tài)的某些生理值中的任何一個。例如，在一些實(shí)施方案中，體液狀態(tài)或心率失常值或測 量結(jié)果在過濾期間均不丟棄，無論患者休息狀態(tài)如何。
[0076]在其他實(shí)施方案中，心率、呼吸率和呼吸量中的一項(xiàng)或多項(xiàng)可被過濾以忽略當(dāng)患 者在不休息時所測得的任何值。在休息時和在不休息時的身體姿勢可各自用于確定惡化或 改善的CHF風(fēng)險。因此，在一些實(shí)例中，可過濾在休息時和在不休息時所測得的每個身體姿 勢。例如，在休息時仰臥身體姿勢的減少可指示惡化的CHF風(fēng)險。在該實(shí)例中，將身體姿勢測 量結(jié)果過濾以僅包括患者處于休息狀態(tài)時測得的那些姿勢。在另一個實(shí)例中，在患者活動 或非休息期間直立或豎立的身體姿勢的減少可指示惡化的CHF風(fēng)險。在該實(shí)例中，將身體測 量結(jié)果過濾以僅包括在患者活動時或處于非休息狀態(tài)時所測得的那些。
[0077]患者活動強(qiáng)度和持續(xù)時間可用于指示惡化或改善的CHF風(fēng)險?？蓪⑦@些生理值過 濾以僅包括在患者活動時或處于非休息狀態(tài)時所測得的那些。在另一個實(shí)例中，可將這些 生理值過濾以僅包括在患者處于休息狀態(tài)時所測得的那些，從而確定在給定的休息時期中 移動或輾轉(zhuǎn)反側(cè)的量。
[0078]圖3B示出確定患者CHF狀態(tài)的方法304,其包括確定基線生理值305、比較患者生理 值與基線生理值306、產(chǎn)生比較輸出307,以及組合比較輸出以創(chuàng)建復(fù)合風(fēng)險因素308。確定 基線生理值305包括估量(例如組合)下述中的一項(xiàng)或多項(xiàng):測試前的住院可能性度量、患者 人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、在患者住院期間確定的生理值、在患者住院后確定的歷史生理值、臨床實(shí)驗(yàn) 結(jié)果，以及其他合適的度量。生理值可為過濾的、未過濾的、或其組合。測試前的住院可能性 度量可包括患者的家族病史、患者病史、患者醫(yī)療計劃，以及患者藥物方案。患者人口統(tǒng)計 數(shù)據(jù)可包括年齡、種族和性別中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
[0079]基線值可基于僅一項(xiàng)生理值(例如住院階段所測量的一項(xiàng)）或基于多項(xiàng)值而設(shè)定。 例如，住院期間所測得的休息情形中的患者姿勢可用作患者姿勢的基線值?；€值可基于 適合于患者人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)的閾值或特定患者的相關(guān)的測試前的住院可能性度量而進(jìn)行額 外地或可替換地設(shè)定。例如，基線心率或心率閾值可基于患者的年齡來調(diào)整。在另一個實(shí)施 方案中，基線值可基于在患者健康時所采集的值進(jìn)行定義或修改。例如，一組基線值可基于 患者在一次或多次年度體檢中所采集的值，并且可代表患者的"健康"基線狀態(tài)。
[0080] 在一些實(shí)例中，比較患者生理值與基線生理值306允許從通過例如PiiX設(shè)備所收 集的待進(jìn)行更準(zhǔn)確調(diào)整的數(shù)據(jù)到特定患者或患者人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行順序診斷分析，以產(chǎn)生 因?yàn)槔鏑HF的測試后的住院可能性。
[0081] 通過產(chǎn)生比較輸出307可對患者生理值與基線值的比較進(jìn)行量化或說明。比較輸 出可為生理值和基線值之間的相對百分比差異、生理值和基線值之間的定量差異、或者指 示生理值已滿足比較條件的標(biāo)記。例如，如果生理值超過基線值(相對變化)或閾值(絕對變 化），則可能產(chǎn)生標(biāo)記。
[0082] 在測量和監(jiān)測患者活動時，基線值可為來自給定的時間窗口期內(nèi)的之前測定的活 動值。例如，減少累積件(decrease accumulator)可用于監(jiān)測平均活動強(qiáng)度在給定的數(shù)量N 個窗口中的單調(diào)性降低，并且在累積閾值時發(fā)出警報，或通常指示患者的惡化的CHF狀態(tài)。 例如，如果在窗口 w+1處的平均活動強(qiáng)度< =(1+ A ) *在窗口 w處的平均活動強(qiáng)度，則在窗 口 w+1處的累積件=1+在窗口 w處的累積件，否則為0。
[0083]峰值活動強(qiáng)度下降到低于患者自身健康峰值活動水平的部分可指示患者的惡化 的CHF狀態(tài)。例如，峰值活動強(qiáng)度與正常健康下或者在醫(yī)師或醫(yī)學(xué)專業(yè)人員所設(shè)定的值處的 峰值活動強(qiáng)度相比降低50%。
[0084] 峰值活動強(qiáng)度下降到低于根據(jù)年齡和性別調(diào)整的峰值活動水平的部分可指示患 者惡化的CHF狀態(tài)。例如，峰值活動強(qiáng)度與對于年齡組、性別組、年齡和性別組而言的峰值活 動水平閾值、或者與醫(yī)師或醫(yī)學(xué)專業(yè)人員所設(shè)定的值相比降低50%。
[0085] 此外，3軸加速計可測量身體姿勢，其可指示患者的惡化的CHF狀態(tài)。例如，在身體 姿勢或仰臥指數(shù)中的降低趨勢或者在持續(xù)高的身體姿勢或仰臥指數(shù)持續(xù)較長時間（例如2 天），證明患者在休息期間不能躺下，并且指示惡化的CHF狀態(tài)。類似地，在活動情形中萎靡 或非豎立的身體姿勢，或者相同趨勢的增加，均可指示惡化的CHF狀態(tài)。
[0086]呼吸率值可用于監(jiān)測和確定患者CHF。例如，患者呼吸率超過在休息時的閾值（例 如，每分鐘20次呼吸)可指示惡化的CHF狀態(tài)。在休息時患者呼吸率增加的趨勢可指示惡化 的CHF狀態(tài)?；颊吆粑实陀陂撝?例如，每分鐘10次呼吸)可指示改善的CHF狀態(tài)。在休息時 患者呼吸率降低的趨勢可指示改善的CHF狀態(tài)。過濾的呼吸率值可用于實(shí)時監(jiān)測和確定患 者的CHF狀態(tài)。
[0087] 過濾的心率值可用于監(jiān)測和確定患者CHF狀態(tài)。例如，{HR(i)}可表示在移動窗口w 中在休息時的心率值的集合。移動窗口可為例如12小時長度以監(jiān)測每24小時的晝夜活動變 化從而跟蹤日?；顒幼兓？杀O(jiān)測更長的持續(xù)時間以跟蹤長期活動趨勢。對于每個移動窗 口而言，可認(rèn)定一個或多個標(biāo)記。如果給定的一個標(biāo)記或多個標(biāo)記在N個窗口（例如4個窗口 或2天）中被連續(xù)認(rèn)定，或在最后M個窗口中的N個中（例如最后16小時中的12小時)被認(rèn)定， 則CHF風(fēng)險增加。
[0088]圖5A-5D是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的多項(xiàng)技術(shù)的在移動窗口中過濾的心率數(shù)據(jù)的 分析的圖表。
[0089] 在圖5A所示的實(shí)例中，圖表500分別示出了過濾的心率數(shù)據(jù)502(例如休息時的心 率數(shù)據(jù)）、中值或除去離群值的心率數(shù)據(jù)504、以及最大-最小心率閾值506a和506b。在圖5A 所示的實(shí)施方案中，如果除去離群值的心率數(shù)據(jù)504超過最大-最小心率閾值506a、506中的 任何一個，則會引發(fā)由線條508所示的警報。例如，最大心率閾值506a可設(shè)定為75次搏動/分 鐘(bpm)。當(dāng)除去離群值的心率數(shù)據(jù)504超出該最大心率閾值時，則警報508產(chǎn)生并且保持在 高度狀態(tài)或警報狀態(tài)直到除去離群值的心率數(shù)據(jù)504減小至低于最大心率閾值506a。如圖 5A所示，增加的風(fēng)險指示一一呈警報508的形式一一出現(xiàn)于心力衰竭事件510之前。
[0090] 在圖5B所示的實(shí)施方案中，心率數(shù)據(jù)502保持相同，中值或除去離群值的心率數(shù)據(jù) 504同樣如此。然而，不是利用簡單的心率閾值(例如75次搏動/分鐘），而是將中值心率504 與年齡預(yù)測的最大心率(APMHR)的百分比(APMHR的50%)512進(jìn)行比較。在一個實(shí)施方案中， APMHR按照二百二十(220)減去患者的年齡來計算，但是其他的度量可用于調(diào)整該值以適應(yīng) 正在監(jiān)測的特定的患者。同樣，設(shè)定警報或標(biāo)記514，以響應(yīng)于超過該值的中值心率504。同 樣，增加的風(fēng)險指不 由警報514表不 出現(xiàn)于心力裝竭事件510之前。
[0091]在圖5C所示的實(shí)施例中，不是比較中值心率數(shù)據(jù)504與閾值，而是定義了多個心率 帶B并且對各帶B指定風(fēng)險數(shù)R。在心率數(shù)落入各個心率帶的給定時間內(nèi)持續(xù)計數(shù)。在一個實(shí) 施方案中，將與各帶相關(guān)的計數(shù)乘以風(fēng)險數(shù)，并且將在各帶所進(jìn)行的該運(yùn)算的總和用于產(chǎn) 生總風(fēng)險數(shù)516-一在圖5C的下部曲線圖中示出。將總風(fēng)險數(shù)516與閾值(例如2)比較，并且 如果其超出閾值則引發(fā)警報518。例如，在一個實(shí)施方案中，相對于各心率值定義了6個帶 BNk(k = 6)，并且對各帶指定了風(fēng)險值R如下：B= {[ <40bpm]、[40_60bpm]、[60_70bpm]、 [70-80bpm]、[70-80bpm]、[>80bpm]}，R={3、2、0、l、2、3：KBNk值給出 了落入各區(qū)間（bin) 的心率值數(shù)目的計數(shù)。例如，心率值30bpm落入帶1中，其具有的相關(guān)風(fēng)險值為3，而心率值 65bpm落入帶3中，其相關(guān)風(fēng)險值為0。在給定的窗口中將心率值儲存于區(qū)間，然后丟棄，使得 提供關(guān)于一定時間段內(nèi)的總風(fēng)險數(shù)?？傦L(fēng)險數(shù)E w-一如線條516所示一一按照Ew=EkBNk* Rk計算，其將與每個帶的區(qū)間相關(guān)的心率計數(shù)(BNk)乘以與各帶相關(guān)的風(fēng)險值，然后將這些 結(jié)果相加和。如在圖5C中所示，增加的風(fēng)險指示一一通過警報518指示一一同樣出現(xiàn)于心力 衰竭事件510之前。
[0092]在圖5D所示的實(shí)施方案中，風(fēng)險值的計算是通過修改關(guān)于圖5C所述的方法而來 的。同樣，定義了多個心范圍帶，并且在心率數(shù)落入各個心率帶的給定時間段內(nèi)持續(xù)計數(shù)。 在關(guān)于圖5C所述的實(shí)施方案中，指定了各帶的風(fēng)險值，并且將所測得的在各帶中的心率的 計數(shù)與風(fēng)險值組合使用以確定總風(fēng)險值。在該實(shí)施方案中，僅對所測得的在與最大風(fēng)險值 相關(guān)的區(qū)間（例如與心率<40bpm或>80bpm相關(guān)的區(qū)間）內(nèi)的心率的計數(shù)進(jìn)行計數(shù)。即，最 大風(fēng)險區(qū)間的計數(shù)表示為BNm m = BN1+BN6,其中BN1和BN6為心率值在具有最高風(fēng)險數(shù)的帶 中的數(shù)目的計數(shù)，在該實(shí)例中所述帶為R = 3的帶1( <40bpm)和帶6( >80bpm)。心率風(fēng)險值 可通過8仏^值除以在時間窗口中所測得的心率值的總數(shù)來計算。如果該風(fēng)險數(shù)超過閾值， 例如0.6,則認(rèn)定報警或指示標(biāo)記。同樣，增加的風(fēng)險指示一一如線條522所示一一出現(xiàn)于心 力衰竭事件510之前。關(guān)于圖5C和f5D所示的實(shí)施方案，心率帶可基于年齡、藥物、通常的活動 水平、病史和其他因素而對患者個人化。此外，窗口的風(fēng)險測量R w可等于{HR(i)}在最高風(fēng) 險帶中的比例。
[0093]在一些實(shí)施例中，如果由中值心率{HR( i)}導(dǎo)出的心率值的變化量(例如標(biāo)準(zhǔn)偏差 或百分位距偏差（inter-percentile deviation))大于閾值（例如100ms)，則患者CHF風(fēng)險 低。如果由中值心率{HR (i)}導(dǎo)出的心率值的變化量低于閾值(例如45ms )，則患者CHF風(fēng)險 增加。
[0094] 在一些實(shí)例中，可對各個移動窗口指定連續(xù)風(fēng)險測量變量來代替標(biāo)記。在測量中 的趨勢(例如跨越預(yù)期風(fēng)險數(shù)或閾值的趨勢增加)可隨后用于監(jiān)測和確定CHF風(fēng)險。
[0095] 在一些實(shí)例中，組合比較輸出以創(chuàng)建復(fù)合風(fēng)險因素一一例如圖3B所述的復(fù)合風(fēng)險 因素308-一可包括組合由一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值產(chǎn)生的比較輸出。復(fù)合風(fēng)險因素可使用設(shè)備 導(dǎo)出值、監(jiān)測前信息、或其組合來創(chuàng)建。在一些實(shí)例中，可將各項(xiàng)過濾的生理值組合以確定 患者CHF風(fēng)險。在其他實(shí)施例中，可將過濾的生理值與未過濾的生理值組合以確定患者CHF 風(fēng)險。例如，可將過濾的心率值與未過濾的活動強(qiáng)度值趨勢組合以確定患者CHF風(fēng)險。在其 他實(shí)例中，可將一項(xiàng)或多項(xiàng)未過濾的生理值組合以確定患者CHF風(fēng)險。例如，可將未過濾的 活動強(qiáng)度值趨勢與心率失常檢測值組合以確定CHF風(fēng)險。對于每項(xiàng)過濾的或未過濾的生理 值而言，可確定對于給定的時間窗口期而言的一個或多個風(fēng)險值，或可累加對于一個或多 個時間窗口期而言的標(biāo)記計數(shù)。組合可包括在一個或多個時間窗口期中對于一項(xiàng)或多項(xiàng)生 理值而言的總標(biāo)記計數(shù)。組合可包括在一個或多個時間窗口期中對于一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值而 言的平均風(fēng)險值。
[0096] 在一些實(shí)例中，出院后的CHF狀態(tài)或再住院的可能性被計算為來自住院臨床測量 結(jié)果(例如實(shí)驗(yàn)室)和病史的基本(base)可能性與來自如上所述的生物阻抗、加速計和基于 心率的量度的事件(event)可能性的乘積。例如，基于PiiX的實(shí)時測量結(jié)果可用作連續(xù)診斷 以改善基于住院臨床測量結(jié)果(例如實(shí)驗(yàn)室)和病史的再住院的可能性的準(zhǔn)確度。當(dāng)某些傳 感器不可用（例如因接觸性差而產(chǎn)生的不恰當(dāng)?shù)纳镒杩?或不適合的（例如帶有調(diào)搏器的 患者的心率值)時，該框架是有用的。類似地，可識別在住院階段敏感的傳感器，并且在計算 再住院的可能性時將僅考慮來自那些經(jīng)識別的傳感器的測量結(jié)果和再住院信息的可能性。 例如，如果患者主要是靜坐的，則將不考慮加速計值。例如，如果生物阻抗動態(tài)響應(yīng)在住院 階段是不明顯的，則在計算再住院的可能性時將不考慮那些生物阻抗值。
[0097] 在許多實(shí)施方案中，測試前的住院可能性因素用于調(diào)節(jié)生理值。在一些實(shí)例中，可 增加診斷信息的其他來源。例如，可在常規(guī)醫(yī)院就診期間對患者進(jìn)行B型利鈉肽(BNP)測試， 并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果可納入到個人化風(fēng)險確定方法中。此外，測試前的住院可能性因素可用于解 釋生理值。例如，具有高的身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)的患者與具有較低BMI的患者相比將預(yù)計具 有高于正常的生物阻抗測量結(jié)果。
[0098] 在一些實(shí)例中，將僅向主治醫(yī)師提供基于PiiX傳感器度量的CHF事件可能性，所述 主治醫(yī)師為例如一個對疾病和個體患者具有專業(yè)認(rèn)識的人。醫(yī)師可將這種認(rèn)識與PiiX傳感 器信息組合一一如果他們認(rèn)為合適的話一一對患者進(jìn)行分類。例如，測試前的再住院可能 性可與來自通過例如Piix設(shè)備收集的數(shù)據(jù)的順序診斷組合以產(chǎn)生測試后的再住院可能性， 所述再住院因例如CHF引起。這種方法也允許醫(yī)師忽視或強(qiáng)化由特定患者的度量所提供的 認(rèn)識。例如，醫(yī)師對患有coro或腎衰竭的患者可選擇不考慮生物阻抗，而僅考慮心率度量。 [0099]可將來自多項(xiàng)生理值的比較輸出組合以創(chuàng)建復(fù)合風(fēng)險因素。例如，各生理參數(shù)的 指示標(biāo)記（比較輸出）可創(chuàng)建如下。令{tl，pl}、{t2，p2}、. . . {tN，pN}表示一系列的時間情形 和生理值。如果在時間tN時生理值滿足檢測標(biāo)準(zhǔn)，則指示標(biāo)記在那時被認(rèn)定，否則其不被認(rèn) 定。指示標(biāo)記可為例如高閾值或低閾值。一種替代單獨(dú)標(biāo)記計數(shù)的方式可以是基于跨越閾 值的量而認(rèn)定加權(quán)標(biāo)記。例如，如果所測得的生理值超過高閾值或低于低閾值的量為例如 10%，則可以認(rèn)定加權(quán)指示標(biāo)記=1;如果所測得的生理值超過高閾值或低于低閾值的量為 例如20%，則可以認(rèn)定加權(quán)指示標(biāo)記=2等等。
[0100] 將生理值與患者特異性基線或絕對閾值中的任何一個比較以創(chuàng)建指示標(biāo)記。例 如，可創(chuàng)建5個不同的指示標(biāo)記：
[0101] 1.生物阻抗指示標(biāo)記可通過比較測量值與在歷史時間窗口期所測得的值來創(chuàng)建。 如果當(dāng)前時間窗口的基于生物阻抗的值(例如體液狀態(tài))高于或低于歷史值的中值的一定 百分比，則認(rèn)定生物阻抗指示標(biāo)記。標(biāo)記可在百分比差異減小數(shù)小時后被取消認(rèn)定。例如， 比較48小時窗口期的生物阻抗體液狀態(tài)值的中值與拖曳（trai 1 ing)的48小時窗口期的中 值。如果所述值之間的百分比差異>10%，則認(rèn)定生物阻抗指示標(biāo)記。在百分比差異<10% 后24小時，可取消認(rèn)定指示標(biāo)記。
[0102] 2.心率指示標(biāo)記可基于上述方法創(chuàng)建，其中風(fēng)險數(shù)是針對移動窗口而創(chuàng)建的。如 果移動窗口風(fēng)險數(shù)超過閾值(例如2)則認(rèn)定HR指示標(biāo)記。在風(fēng)險數(shù)下降到低于給定的閾值 之后數(shù)小時例如24小時，可取消認(rèn)定指示標(biāo)記。
[0103] 3.心率指示標(biāo)記也可基于上述其他方法創(chuàng)建，其中風(fēng)險基于相比于閾值的心率變 化量來測量。如果心率變化量超過閾值(例如l〇〇ms )，可認(rèn)定指示標(biāo)記，并且在心率變化量 下降到低于給定的閾值之后數(shù)小時(例如24小時），可取消認(rèn)定標(biāo)記。
[0104] 4.組合的指示標(biāo)記（例如呼吸率和基于姿勢的指示標(biāo)記）可以類似于所述心率指 示標(biāo)記的方式基于移動窗口呼吸率風(fēng)險數(shù)來創(chuàng)建。可確定移動窗口呼吸率風(fēng)險數(shù)(例如，定 義帶數(shù)k = 3，風(fēng)險帶B= {[ <6brpm]、[6-20brpm]、[ >20brpm]}，以及每個帶所指定的風(fēng)險 值R= {2、1、2})。呼吸率指示標(biāo)記可按照以上描述進(jìn)行認(rèn)定和取消認(rèn)定。如果患者花費(fèi)小于 每天數(shù)小時的時間處于休息狀態(tài)，則可認(rèn)定基于姿勢的標(biāo)記。例如，如果患者花費(fèi)小于每天 的40%的時間處于仰臥休息姿勢，則可認(rèn)定指示標(biāo)記。當(dāng)呼吸率指示標(biāo)記或基于姿勢的指 示標(biāo)記被認(rèn)定時，可認(rèn)定組合的指示標(biāo)記。這種組合的指示標(biāo)記可以基于多個單獨(dú)的指示 記D
[0105] 5.心率失常風(fēng)險標(biāo)記可基于例如心房顫動(AF)負(fù)荷而創(chuàng)建。例如，如果24小時AF 負(fù)荷大于給定的閾值并且至少一次AF偶發(fā)事件已通過在該24小時窗口中手動讀取而識別， 則可認(rèn)定AF負(fù)荷指示標(biāo)記。
[0106] 可創(chuàng)建任何數(shù)量的指示標(biāo)記，并且每個所創(chuàng)建的標(biāo)記可對應(yīng)于任何給定的生理值 或生理值的組合。一旦創(chuàng)建了多個指示標(biāo)記(在該實(shí)例中為5)，則令{t，F(xiàn)l，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5}l、 {t，F(xiàn)l，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5}2、? ? ? {t，F(xiàn)l，卩2，卩3，卩4，卩50表示在時間衍32、? ? ?tN時的5個指示標(biāo) 記?；谠O(shè)備的復(fù)合得分可通過將一段時間內(nèi)的風(fēng)險標(biāo)記加和來創(chuàng)建。例如，復(fù)合得分= {^，￡?}1、{^，￡?}2、{^，￡?}1通過比較￡?值與￡?相對于由開發(fā)數(shù)據(jù)集所導(dǎo)出的心力衰 竭事件出現(xiàn)的分布，醫(yī)師可對基于EF值的心力衰竭風(fēng)險（即由類似人群導(dǎo)出的出現(xiàn)可能 性)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。圖4示出具有指示標(biāo)記的導(dǎo)出的樣本分布400,對于非心力衰竭事件患者和心 率衰竭事件患者而言，所述指示標(biāo)記可以取〇、1或2的值。
[0107] 第二個基于設(shè)備的復(fù)合得分可基于二元指示標(biāo)記來創(chuàng)建。對于各生理指示標(biāo)記而 言的陽性和陰性似然比L可由開發(fā)數(shù)據(jù)集導(dǎo)出。陽性似然比為當(dāng)指示標(biāo)記被認(rèn)定時心力衰 竭的可能性，陰性似然比為當(dāng)指示標(biāo)記沒有被認(rèn)定時，不發(fā)生心力衰竭事件的可能性。復(fù)合 得分=各生理指示的似然比的乘積。
[0108] 患者特異性的信息可用于調(diào)整基于設(shè)備的復(fù)合風(fēng)險因素。在調(diào)整復(fù)合風(fēng)險因素 中，包括所用的風(fēng)險因素必須與患者的特定醫(yī)療特征相容。例如，表1示出如何基于患者病 史選擇相容的指示標(biāo)記的實(shí)例：
[0109] 表1:與患者特定特征相容的生理風(fēng)險因素
[0111] 如上所示，如果患者使用調(diào)搏器、CRT或ICT，則不應(yīng)當(dāng)考慮例如心率和心率變化指 示標(biāo)記。對于收縮性心力衰竭患者，利用-10%的閾值計算生物阻抗指示標(biāo)記，而對于舒張 性心力衰竭患者，-5%的閾值應(yīng)該用于捕獲體液狀態(tài)的快速變化。AF負(fù)荷應(yīng)該用作舒張性 心力衰竭患者的心力衰竭的風(fēng)險因素，但不用于收縮性心力衰竭患者?；颊咛囟ǖ纳韰?數(shù)可組合作為指示標(biāo)記的總和或作為似然比的乘積，從而鑒于這些生理參數(shù)提供心力衰竭 的可能性。
[0112] 醫(yī)師也可選擇將他們認(rèn)為適合于各患者的生理參數(shù)進(jìn)行組合以創(chuàng)建基于設(shè)備的 復(fù)合風(fēng)險因素。在這種情況下，系統(tǒng)鑒于醫(yī)師所選擇的生理參數(shù)提供了心力衰竭的組合可 能性。復(fù)合風(fēng)險得分鑒于所選擇的生理參數(shù)提供了心力衰竭的可能性。其也可與基于例如 患者人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、病史、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和醫(yī)師判斷的因素而預(yù)監(jiān)測患者的心力衰竭機(jī)率進(jìn)行 組合以計算患者的心力衰竭再住院的機(jī)率。
[0113] 使用本文所述的方法和設(shè)備，30天CHF再住院的可能性可以使用幾種方法進(jìn)行監(jiān) 測。這些方法也可應(yīng)用于更長或更短的時間段，例如14天或60天?；谂R床數(shù)據(jù)和通過設(shè)備 (例如Piix設(shè)備)所采集的數(shù)據(jù)，一種方法提供了 30天再住院的可能性，其中可使用統(tǒng)計學(xué) 模型例如邏輯回歸。
[0114] 基于在患者心力衰竭住院期間所采集的臨床數(shù)據(jù)和在出院后一周通過設(shè)備(例如 Piix設(shè)備)所采集的數(shù)據(jù)，一種方法提供了出院后8-37天CHF再住院的可能性。在該方法中， 可使用統(tǒng)計學(xué)模型例如Cox成比例危險。
[0115] 基于通過設(shè)備（例如Piix設(shè)備)每天采集的數(shù)據(jù)，一種方法提供了 30天CHF再住院 的可能性，其中可使用統(tǒng)計學(xué)模型例如邏輯回歸、離散時間生存分析、或具有時間依賴性變 化的Cox成比例危險。
[0116] 鑒于先前通過設(shè)備(例如Piix設(shè)備)所采集的數(shù)據(jù)，一種方法提供了對于N天的窗 口期而言的CHF再住院的可能性。例如，基于在患者出院后3-10天通過設(shè)備(例如Pi ix設(shè)備） 所采集的數(shù)據(jù)，所述方法可提供患者出院后10-14天的再住院的可能性;或者基于在患者出 院后5-12天通過設(shè)備(例如Piix設(shè)備)所采集的數(shù)據(jù)，所述方法可提供患者出院后12-15天 的再住院的可能性。通常，基于在患者出院后x天到x+7*n天通過設(shè)備(例如Piix設(shè)備)所采 集的數(shù)據(jù)，所述方法可提供患者出院后x+7*n天至x+7*(n+l)的再住院的可能性，其中x為 天數(shù)，并且n為整數(shù)。
[0117] 本文中所公開的方法也可提供增強(qiáng)的患者篩查、數(shù)據(jù)聚集，以及風(fēng)險分級效力檢 驗(yàn)。例如，僅僅具有改善的CHF狀態(tài)的患者可被選擇用于風(fēng)險分級以創(chuàng)建更可靠的子群，所 述子群可基于通過設(shè)備(例如Piix設(shè)備)所采集的數(shù)據(jù)而進(jìn)行再住院的風(fēng)險分級。在另一個 實(shí)例中，可將獨(dú)立的方法用于收縮性和舒張性心力衰竭患者以更快地識別在例如舒張性心 力衰竭患者中的變化和趨勢。
[0118] 本文中所公開的方法可以提供心力衰竭信息的顯示。例如，可將本文所述的方法 和生理值，連同風(fēng)險確定和分級測量結(jié)果一起向醫(yī)師顯示以采取行動。復(fù)合風(fēng)險因素可照 原樣顯示以提供住院風(fēng)險的直接測量?；蛘?，源于設(shè)備的復(fù)合風(fēng)險因素可以與預(yù)監(jiān)測住院 機(jī)率(基于患者人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、病史、實(shí)驗(yàn)室研究、或醫(yī)師判斷）組合以得到監(jiān)測后住院風(fēng) 險。
[0119] 圖6A和6B示出了被提供以監(jiān)測心力衰竭信息的示例性顯示。在圖6A所示的實(shí)施方 案中，可排序的患者顯示601提供包括但不限于患者的姓名、地址、處方者和CHF再住院風(fēng)險 的信息。正如所示的，患者顯示601以可通過顯示值中的一個或多個排序的表格形式提供。 例如，在圖6A所示的實(shí)例中，表格是通過CHF再住院風(fēng)險進(jìn)行排序的，其數(shù)字化地顯示了每 位患者并且示于右側(cè)欄。通過數(shù)字風(fēng)險狀態(tài)對患者進(jìn)行排序，其允許醫(yī)護(hù)人員能夠快速識 另IJCHF狀況并且對CHF狀況作出快速反應(yīng)。在其他實(shí)施方案中，圖6A所示的顯示可包括由 Piix設(shè)備提供的其他可排序的度量，例如生物阻抗值、ECG值和3軸加速計值中的一項(xiàng)或多 項(xiàng)?；颊叻矫娴呐判蚨攘渴沟脕碜栽O(shè)備(例如Piix設(shè)備）的信息，和/或其他信息（例如患者 人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)室研究、和處方藥物)能夠以可排序的方式顯示。例如，信息可以通過風(fēng) 險水平、或通過源于設(shè)備的復(fù)合風(fēng)險因素進(jìn)行排序。每位醫(yī)師或每個診所可以創(chuàng)建獨(dú)立的 顯示，以允許醫(yī)師查看按照CHF再住院風(fēng)險排序的患者的個人化列表。例如，使能夠進(jìn)行排 序的指數(shù)=[(SBioz(+ve/-ve經(jīng)調(diào)整的）/4hrs) * 0.7+(Avg HRV/4hrs * 0.1) + (活動指數(shù)/ 4hrs *0. l) + (Avg呼吸率/4hrs *0.1)]。被排序的患者顯示可為文本列表，如圖6A所示，或 直觀顯示，例如圖6B中所示。
[0120] 在圖6B中所示的實(shí)施方案中，所采集的數(shù)據(jù)或所計算的風(fēng)險值根據(jù)動態(tài)圖片 (tile)尺寸和顏色來顯示。例如，經(jīng)識別具有最高CHF風(fēng)險指數(shù)的患者可以顯示于與其他圖 片相比具有更大尺寸的圖片中，并且可以進(jìn)行顏色編碼（例如紅色）以引起對該圖片的注 意。同樣，經(jīng)識別具有較低CHF風(fēng)險指數(shù)的患者可以顯示于具有相對較小尺寸的圖片(例如， 圖片603和604)中，并且可以進(jìn)行顏色編碼(例如橙色），而經(jīng)識別具有最低CHF風(fēng)險指數(shù)的 患者可以顯示于具有甚至更小尺寸的圖片（例如，圖片605和606)中，并且可以進(jìn)行顏色編 碼(例如綠色）。以這種方式，使得醫(yī)護(hù)人員可以很容易地識別那些處于CHF最高風(fēng)險水平的 患者。
[0121] 盡管本發(fā)明參考示例性實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不脫 離本發(fā)明的范圍的情況下可進(jìn)行多種改變以及用等同物替代其要素。此外，在不脫離本發(fā) 明的基本范圍的情況下，可以進(jìn)行許多修改以使特定的情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因 此，這意味著本發(fā)明不限于所公開的特定實(shí)施方案，本發(fā)明包括落入所附的權(quán)利要求范圍 內(nèi)的所有實(shí)施方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定患者的健康狀態(tài)的方法，所述方法包括： 確定患者的一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值； 基于一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值確定患者的休息狀態(tài)； 基于患者休息狀態(tài)過濾生理值中的一項(xiàng)或多項(xiàng)；以及 基于一項(xiàng)或多項(xiàng)過濾值確定患者的充血性心力衰竭(CHF)風(fēng)險。2. 權(quán)利要求1的方法，其中確定一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值包括獲得心電圖（ECG)記錄、生物阻 抗測量結(jié)果以及3軸加速計測量結(jié)果。3. 權(quán)利要求1的方法，其中一項(xiàng)或多項(xiàng)生理值包括體液狀態(tài)、心率、心律、呼吸率、呼吸 量、身體姿勢、活動強(qiáng)度和活動持續(xù)時間。4. 權(quán)利要求1的方法，其中確定患者休息狀態(tài)包括： 獲得3軸加速計測量結(jié)果，其中X軸和y軸在患者身體平面上，并且z軸垂直于身體平面。5. 權(quán)利要求4的方法，其中確定患者休息狀態(tài)還包括確定下述中的一項(xiàng)或多項(xiàng)： z軸測量結(jié)果的分布范圍； z軸測量結(jié)果相對于X軸測量結(jié)果和y軸測量結(jié)果的相對量值； z軸測量結(jié)果相對于X軸測量結(jié)果的平方和y軸測量結(jié)果的平方的總和的相對量值； y軸測量結(jié)果相對于X軸測量結(jié)果和z軸測量結(jié)果的相對量值；以及 y軸測量結(jié)果相對于X軸測量結(jié)果的平方和z軸測量結(jié)果的平方的總和的相對量值。6. 權(quán)利要求1的方法，其中確定患者是否在休息還包括確定下述中的一項(xiàng)或多項(xiàng)： 患者睡眠時間表； 由患者提供的睡眠時間表數(shù)據(jù)；以及 一天中的時刻。7. 權(quán)利要求1的方法，其中過濾生理值包括下述中的一種或多種： 忽略當(dāng)患者在不休息時所測得的心率； 忽略當(dāng)患者在不休息時所測得的呼吸率； 忽略當(dāng)患者在不休息時所測得的呼吸量；以及 忽略當(dāng)患者在休息時所測得的活動強(qiáng)度。8. 權(quán)利要求1的方法，其中確定CHF風(fēng)險包括比較過濾的生理值與基線生理值以產(chǎn)生比 較輸出。9. 權(quán)利要求8的方法，其中基線生理值基于下述中的一項(xiàng)或多項(xiàng)確定：患者人口統(tǒng)計數(shù) 據(jù)、在患者住院期間確定的生理值、在患者住院后確定的歷史生理值、臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及 患者病史。11. 權(quán)利要求8的方法，其中比較輸出包括發(fā)生標(biāo)記和比較百分比中的一個或多個，所 述發(fā)生標(biāo)記指示過濾的生理值低于或超過基線生理值，所述比較百分比是過濾的生理值低 于或超過基線度量的比較百分比。12. 權(quán)利要求11的方法，其中確定CHF風(fēng)險包括確定在給定的時間窗口期產(chǎn)生發(fā)生標(biāo)記 的發(fā)生頻率。13. 權(quán)利要求12的方法，其中確定CHF風(fēng)險還包括確定在連續(xù)的時間窗口期發(fā)生頻率的 趨勢。14. 權(quán)利要求11的方法，其中確定CHF風(fēng)險還包括確定在給定的或連續(xù)的時間窗口期比 較百分比的量值的趨勢。15. 權(quán)利要求8的方法，還包括通過組合多個比較輸出來創(chuàng)建復(fù)合風(fēng)險因素。16. 用于監(jiān)測和確定充血性心力衰竭(CFH)住院風(fēng)險的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 被配置以測量患者生理值的3軸加速計； 被配置以測量患者生理值的一個或多個生物阻抗傳感器； 被配置以測量患者生理值的心電圖儀； 一個或多個處理器以接收所測得的生理值。17. 權(quán)利要求16的設(shè)備，還包括能夠可拆除地附著于患者身體的貼片。
【文檔編號】A61B5/0402GK105873504SQ201480072079
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年10月31日
【發(fā)明人】A·查范, N·查克拉瓦西
【申請人】美敦力監(jiān)控公司