观察性心力衰竭监测系统技术方案

方法和系统提供对非卧床心力衰竭患者中的血液动力学状态进行可靠、便利和成本有效的个人化评估。该方法和装置使用通过观察该患者获得的数据的脉搏轮廓分析来确定血液动力学状态并且确定血液动力学状态的日常变化。该患者的观察性评估包括在日常生活活动包括睡眠、坐着和站立期间进行监测。这些活动产生用于评价心脏功能或心脏功能变化的静脉回流变化。该方法和系统通过使用由该系统获得的位置和运动信息来推断身体位置。评价随时间的或由于身体姿势变化引起的心脏功能变化，以便评估血液动力学状态，其中焦点在于由液体超负荷引起的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】观察性心力衰竭监测系统
技术介绍
心力衰竭是因心输出量不足而发生。因此，管理目标集中在心脏功能受限患者的每搏输出量的优化上。每搏输出量主要取决于舒张末期左心室的血量，即舒张末期容量。图1是心力衰竭患者的图形表示。当舒张末期充盈压力超过最佳水平时，由每搏输出量减少定义心力衰竭患者的心脏整体表现。心脏的最佳表现发生在舒张末期压力的有限范围内，并且在图中被标记为“目标容量”并用Frank-Starling曲线表示。因此，这些患者的液体管理是至关重要的；过少的液体导致每搏输出量减少，而液体超负荷也会导致每搏输出量减少。心力衰竭是一个重大的医疗问题，估计美国每年的费用为约300亿美元，其中80％的费用都归因于住院支出。通过改善非卧床管理来减少住院的能力一直是一个长期的临床目标。心力衰竭相关的住院的主要原因是液体超负荷。液体超负荷的历史监测方法(如呼吸短促、肿胀、疲劳和体重增加)并不足够敏感以反映增加代偿失调和随后入院的风险的早期病理生理变化。LewinJ,LedwidgeM,O'LoughlinC,McNallyC,McDonaldK.Clinicaldeteriorationinestablishedheartfailure:whatisthevalueofBNPandweightgaininaidingdiagnosis？[已确定的心力衰竭的临床恶化：在辅助诊断中，BNP和体重增加的价值是什么？]EurJHeartFail[欧洲心力衰竭杂志].2005；7(6):953-957。StevensonL,PerloffJK.Thelimitedreliabilityofphysicalsignsforestimatinghemodynamicsinchronicheartfailure[用于估计慢性心力衰竭血液动力学的体征的有限可靠性].JAMA[美国医学会杂志].1989；261(6):884-888。图2显示了具有渐增的液体超负荷而导致住院的心力衰竭患者的典型临床过程。对该图的检查显示临床可观察到的体征在出现整个代偿失调顺序的后期。因此，使用临床症状来管理心力衰竭患者是有问题的。最近完成的转变后较好成效-心力衰竭(BEAT-HF)研究证明了确定早期血流动力学充血的困难。这项研究涉及用现有的非侵入性技术进行广泛监测的超过1400名患者。该研究使用包括出院前心力衰竭教育、定期电话辅导和远程监测在内的方案，调查了对心力衰竭患者的积极管理。远程监测包括蓝牙可用的体重秤和血压/心率监测仪，它们集成有将这些信息发送到中央呼叫中心进行审查的文本设备。如果超过预定的阈值，则传唤患者并且对其进行药物改变，如由临床人员确定的。此外，如果报告有重大症状，则通知患者的心力衰竭医师，并在必要时将患者送往急诊科。从这项广泛的临床研究得出的结论对医院再入院率无显著影响。通过使用侵入性植入式肺动脉压力监测系统已证明入院率降低。CardioMEMSHF系统测量并监测心力衰竭患者的肺动脉(PA)压力和心率。该系统由可植入PA传感器、递送系统和患者电子系统组成。可植入传感器永久地放置在肺动脉中，该肺动脉是将血液从心脏移动到肺部的血管。传感器在右心导管插入手术期间中植入。患者电子系统包括电子元件和天线。患者电子系统从传感器无线读取PA压力测量结果，并然后将信息发送给医生。在分析信息后，医生可能会进行药物改变，以帮助治疗患者的心力衰竭。在一项临床研究中，550名参与者植入了该设备，对于医生已经获得PA压力数据的参与者，存在心力衰竭相关住院治疗的临床上和统计学的显著减少。该系统的植入成本为大约2000美元，以及标价为18,000美元。
技术实现思路
本专利技术涉及美国临时申请62263839、62375431、和62423701，其每一个通过引用并入本文。本专利技术的实施例通过提供用于确定心脏功能的非侵入性、非植入式、易于使用的系统来解决当前监测的局限性，以避免由于液体超负荷导致的住院。示例性实施例利用由于日常活动期间身体位置变化而发生的静脉回流变化。这些变化由系统通过感测位置、运动或其组合来识别。另外，将脉搏轮廓信息用于评估心血管功能。心血管功能评估是在个人化基础上进行的，并因此对诸如身高、体重、年龄和健康水平等受试者之间的差异不敏感。随后评价所得的心血管评估，以致于能以积极主动的方式管理心力衰竭患者，以避免液体超负荷和可能的住院。示例性实施例使用从可穿戴设备获得的脉搏的光学测量(例如光电血管容积图(PPG))，用于确定心血管功能。PPG可以从身体的许多位置获得；在一些示例性实施例中，使用从位于手腕上的手表或从位于手指根部的环获得的PPG信号是便利的。所得的脉搏轮廓数据可以结合身体位置信息进行处理，以确定心血管功能。然后，可以将心血管功能信息作为时间的函数、作为身体位置的函数或其组合进行评价，以确定指示血液动力学充血的损伤。系统以观察的方式获取心血管评估的数据，并且通常不需要患者进行特定的测试方案或规定的仪式。如果系统缺乏与进行准确评估相关的关键数据，则可以要求患者通过调整传感器的位置或通过进行一系列运动来解决这些数据限制。该系统可以使用非侵入性传感器来实现，因此避免了植入传感器带来的风险和成本劣势。附图说明图1是FrankStarling曲线的图示。图2是随时间的血液动力学充血的图示。图3是由于位置变化引起的血液转移的示意图。图4是对身体位置变化的正常响应的图示。图5是对身体位置变化的CHF响应的展现。图6是中央和外周血管中的切迹的描绘。图7展示了在测量的心功能参数之间的关系。图8是身体位置变化期间由本专利技术获得的LVET变化的图。图9是身体位置变化期间随时间的由本专利技术获得的LVET变化的图。图10是比较由于患者间身体位置变化导致的LVET变化的图。图11是由本专利技术获得的LVET变化对下身负压的图。图12是由本专利技术获得的LVET变化对每搏输出量的图。图13是下身负压期间由本专利技术获得的脉搏轮廓变化的图。图14是来自多个PPG位置的由本专利技术获得的LVET变化的图。图15是增加血液动力学充血的图解。图16是多日血液动力学监测的图解。图17是单一单元的心力衰竭监测系统的实例。图18是两单元心力衰竭监测系统的实例。图19是三单元心力衰竭监测系统的实例。图20是具有腰带运动传感器的心力衰竭监测系统的实例。图21是基于相机的身体位置传感器的图解。专利技术说明本专利技术的实施例提供了用于评估非卧床心力衰竭患者的心血管功能的方法和装置。实施例使用由可穿戴PPG传感器获得的脉搏轮廓数据来确定存在身体位置变化的情况下的心血管功能度量。由感测位置、运动或其组合的传感器可以推断身体位置变化。在示例性实施例的操作中，测量过程本质上完全是观察性的，并且不需要患者进行特定测试、进行限定的活动、或经受任何侵入性测量。由于心力衰竭的病因学，心血管功能的变化通常与直接影响脉搏轮廓的整体液体状态的变化有关。脉搏轮廓的特定变化是血液动力学充血(通常称为液体超负荷)的结果。持续监测非卧床心力衰竭患者的整体心脏功能的能力为改善护理、优化医疗管理和避免住院提供了机会。所得的系统首次认识到当前无线和手势识别技术的应用与心力衰竭的历史生理观察相结合。定义如本文所使用的，“容量评估”包括但不限于人体内容量的综合评本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估心力衰竭患者的血液动力学状态的方法，该方法包括：(a)测量在多次中的每一次的脉搏轮廓；(b)从所述脉搏轮廓确定心血管功能的一个或多个度量；(c)确定在该多次中心血管功能的这些度量的变化的测量；(d)从度量的该变化评估该患者的血液动力学状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.07 US 62/263,839;2016.08.15 US 62/375,431;1.一种评估心力衰竭患者的血液动力学状态的方法，该方法包括：(a)测量在多次中的每一次的脉搏轮廓；(b)从所述脉搏轮廓确定心血管功能的一个或多个度量；(c)确定在该多次中心血管功能的这些度量的变化的测量；(d)从度量的该变化评估该患者的血液动力学状态。2.如权利要求1所述的方法，其中心血管功能的指示包括左心室射血时间、脉搏到达时间、脉搏幅度、脉搏形状、心率和心率变异性中的一个或多个。3.如权利要求1所述的方法，其中该指示包括左心室射血时间，并且其中评估该血液动力学状态包括确定血液动力学充血的程度。4.如权利要求1所述的方法，其中该变化测量确定使用了当该患者处于相同身体位置时获得的脉搏轮廓数据。5.如权利要求4所述的方法，其中该身体位置是仰卧。6.如权利要求5所述的方法，其中在该患者睡觉时获取该脉搏轮廓数据。7.如权利要求6所述的方法，其中在该患者处于相同睡眠期时获取该脉搏轮廓数据。8.一种评估心力衰竭患者的血液动力学状态的方法，该方法包括：(a)测量多个静脉回流水平下的脉搏轮廓；(b)在每个静脉回流水平下从所述脉搏轮廓确定心血管功能的一个或多个度量；(c)确定心血管功能的这些度量的方差的测量；并且(d)从方差的该测量评估该患者的血液动力学状态。9.如权利要求8所述的方法，其中心血管功能的指示包括左心室射血时间、脉搏到达时间、脉搏幅度、脉搏形状、心率和心率变异性中的一个或多个。10.如权利要求8所述的方法，其中不同的静脉回流水平通过身体位置的变化而产生。11.如权利要求10所述的方法，其中这些身体位置之一是仰卧。12.如权利要求10所述的方法，其中这些身体位置之一是坐着。13.如权利要求10所述的方法，其中这些身体位置之一是站立。14.如权利要求10所述的方法，其中身体位置的该变化由附着到该受试者的一个或多个传感器确定。15.如权利要求14所述的方法，其中该传感器包括加速度计。16.如权利要求15所述的方法，其中该加速度计附着到下臂。17.如权利要求10所述的方法，其中身体位置的该变化由未附着到该患者的传感器确定。18.如权利要求17所述的方法，其中该传感器是光学系统。19.如权利要求8所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·里斯·鲁滨逊，埃琳娜·A·艾伦，
申请(专利权)人：美第奇科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US