用于预测患者健康状态的系统和方法技术方案

本文中提供了用于治疗心源性休克中的患者的系统和方法。血管内心脏泵系统被插入到患者的脉管系统中。心脏泵系统具有套管、泵出口、泵入口和转子。心脏泵系统定位在患者内，使得套管延伸跨过患者的主动脉瓣，泵入口位于患者的左心室内，并且泵出口位于患者的主动脉内。从心脏泵系统获取与心脏泵系统的时变参数相关的数据。从数据中提取多个特征。基于多个特征并使用预测模型来确定患者的存活概率。心脏泵系统被操作以治疗患者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于预测患者健康状态的系统和方法相关申请的引用本申请要求于2017年12月21日提交的、并且标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORPREDICTINGPATIENTHEALTHSTATUS”的美国临时专利申请No.62/609,158的优先权和权益。以上引用的申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
急性和慢性心血管状况降低了生活质量和估计寿命。已经开发了用于心脏健康的多种治疗方式，范围从药物到机械设备和移植。临时心脏支持设备（诸如心脏泵系统）提供血液动力学支持并且促进心脏恢复。一些心脏泵系统经皮插入到心脏中并且能够与天生的心脏并行运行以补充心输出量，所述系统诸如IMPELLA®家族的设备（马萨诸塞州丹佛市的Abiomed股份有限公司）。当前，临床医生难以或不可能跟踪患者的健康状态。临床医生倾向于依赖于对心脏功能的间接估计和定性判断来预测患者的健康状态，但是这些过程是常变的且不可靠的。患者健康状态的确定可在临床医生之间变化。此外，该过程对于临床医生而言是耗时的，并且临床医生常常不能够及时分析与患者的心脏功能相关联的所有测量结果以做出有情报根据的健康护理决策。
技术实现思路
本文中描述的系统、设备和方法使用预测建模来预报患者结果并留意随时间的患者状况，特别是与在心血管痛苦状况下和/或遭受心源性休克的患者的心脏健康有关的患者状况。特别地，该系统、设备和方法使得心脏泵系统能够提供对于确定患者存活的概率有用的数据。使用患者存活的概率的一种方式是按照最低概率到最高概率的顺序对患者的集合进行排序，或者可以用于将患者的集合分配到针对存活概率的不同范围的不同等级中。以此方式，本文中描述的系统和方法是定量和客观的方式，以允许临床医生识别处于最极端状况的患者，并将他/她的即刻照料引导到最需要它的那些患者。使用患者存活的概率来跟踪单独的患者在一段时间内的存活概率的另一种方式，以提供随时间的该患者的健康的定量评估。以此方式，该系统和方法提供了定量和客观的方式，以允许临床医生识别患者的健康是否如预期的那样进展，使得临床医生可以在需要时更新患者的治疗计划。患者存活的概率可以至少基于多种因素中的一种或多种来确定，所述因素包括由心脏泵系统获取的心脏性能的连续和/或离散测量结果。例如，由心脏泵系统提供的一个数据参数可以包括心脏功率输出（CPO）。CPO值可以与一个或多个临床数据参数（诸如从患者测量的乳酸盐浓度）一起使用，以确定存活概率，其然后可以用于更改心脏泵系统的操作。以下详细描述了获得CPO和乳酸盐浓度的系统和方法。更改心脏泵系统的操作的一种方式是升高或降低来自心脏泵系统的心脏支持的水平，这取决于存活概率。例如，如果存活概率高，则患者前景可能良好，并且心脏泵系统可以降低心脏支持的水平。可替代地，如果存活概率低，则患者前景可能较差，并且心脏泵系统可以升高心脏支持的水平。在一些方面，血管内心脏泵系统被插入到患者的脉管系统中。可以使用微创手术插入心脏泵系统。例如，心脏泵系统可以经由导管插入术插入通过股动脉或静脉。在一些实施方式中，心脏泵系统包括套管、泵入口、泵出口和转子。例如，血管内心脏泵系统可以是经皮心室辅助设备，诸如IMPELLA®家族的设备（马萨诸塞州丹佛市的Abiomed股份有限公司）。在一些实施方式中，转子联接到电机。电机可以驱动转子并通过泵泵送血液。在一些实施方式中，心脏泵系统包括一个或多个传感器。例如，传感器可以被配置成获取与心脏泵系统的性能、心脏功能、血液动力学性能相关的数据或任何其它合适的数据。在一些实施方式中，心脏泵系统包括控制器。例如，心脏泵系统可以包括自动轴流泵控制器（AIC）。控制器可以被配置成执行指令、分析数据、计算值、确定参数之间的关系或任何其它合适的任务。例如，控制器可以执行本文中描述的方法。控制器可以包括处理器、存储器、用户界面、显示屏、触摸屏、用户交互按钮和/或拨号盘、电源、任何其它合适的元件或其任何组合。在一些实施方式中，心脏泵系统部分地定位在患者的心脏内。在一些实施方式中，心脏泵系统是左心室辅助设备（LVAD）。心脏泵系统可以定位在患者内，使得套管延伸跨过患者的主动脉瓣，泵入口位于患者的左心室内，并且泵出口位于患者的主动脉内。例如，心脏泵系统可以经由导管插入术插入通过股动脉、到升主动脉中、跨主动脉瓣并到左心室中。在一些实施方式中，心脏泵系统是右心室辅助设备（RVAD）。例如，心脏泵系统可以通过导管插入术手术插入通过股静脉并到右心房中。虽然本文中呈现的一些实施方式涉及跨主动脉瓣植入并且部分地驻留在左心室中的心脏泵系统，但是相同的概念能够应用于心脏、心血管系统或身体的其它区中的设备。在一些方面，系统和方法获取与心脏泵系统的时变参数相关的第一数据，从第一数据提取多个特征，并确定心脏健康指数。心脏健康指数可以表示患者心脏的健康，并且可以指示患者的心脏性能以及导致总体患者恢复和结果的系统灌注。在一些实施方式中，心脏健康指数表示指示患者存活的可能性或概率的值。本文中呈现的系统、设备和方法使用与患者的健康相关的测量结果来确定心脏健康指数和/或预测患者存活。在一些实施方式中，测量结果是与心脏功能相关的心脏参数。在一些实施方式中，心脏泵系统采集、测量、处理或以其它方式量化测量结果。本文中描述的方法可以包括获取与心脏泵系统的时变参数（诸如以下描述的任何测量结果）相关的第一数据或测量结果。第一数据可以表示经由心脏泵系统获取的连续或接近连续的测量结果，或者表示已知量，诸如到心脏泵系统的输入。第一数据与心脏泵系统的操作或由心脏泵系统测量的因素相关，并且可以包括指示心率、泵压力、差压、电机电流、P-水平、电机速度的数据、由心脏泵系统直接提供的或从由心脏泵系统直接提供的数据推断的任何其它数据、或其任何合适的组合。根据这些测量结果，能够确定关于心脏功能的信息，并且在一些情况下能够确定关于心脏辅助设备动作（诸如例如抽吸事件的发生）的信息。能够在预测建模系统中使用关于心脏功能的该信息来预测患者结果。第一数据可以根据由心脏泵系统、外部系统或该两者上的一个或多个传感器获得的测量结果来确定。例如，在心脏泵系统的操作期间，心脏泵系统上的一个或多个传感器可以定位在患者的心脏内、患者的心脏外或该两者的组合。在一个示例中，心脏泵系统上的传感器测量患者的脉管系统内的压力。该压力可以用于以下描述的附加参数（诸如心脏功率输出）的计算中。本文中描述的方法可以包括处理获取的或已知的数据，诸如以上描述的第一数据，以确定或估计与患者健康或心脏泵操作相关的其它参数或特征。在一些实施方式中，这些参数部分地基于压力测量结果和电机电流测量结果之间的滞后来确定，其允许对应于给定的一对压力和电流测量结果的心动周期的相位的检测。在一些实施方式中，从第一数据提取多个特征。提取特征可以包括在心脏泵系统处或在外部设备处处理第一数据。这些可以包括左心室末期舒张压力（LVEDP）、心搏量、射血分数、腔室扩张、腔室肥大、腔室压力、搏出功、前负荷状态、后负荷状态、心率、心脏恢复、主动脉压力、差压、电机电流、电机速度、泵压力、左心室压力、舒张末期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于治疗心源性休克中的患者的方法，所述方法包括：/n将血管内心脏泵系统插入到所述患者的脉管系统中，所述心脏泵系统包括套管、泵入口、泵出口和转子；/n将所述心脏泵系统定位在所述患者内，使得所述套管延伸跨过所述患者的主动脉瓣，所述泵入口位于所述患者的左心室内，并且所述泵出口位于所述患者的主动脉内；/n从所述心脏泵系统获取与所述心脏泵系统的时变参数相关的第一数据；/n从所述第一数据提取多个特征；/n使用预测模型并且基于所述多个特征来确定所述患者的存活概率；以及/n操作所述心脏泵系统以治疗所述患者。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 US 62/6091581.一种用于治疗心源性休克中的患者的方法，所述方法包括：
将血管内心脏泵系统插入到所述患者的脉管系统中，所述心脏泵系统包括套管、泵入口、泵出口和转子；
将所述心脏泵系统定位在所述患者内，使得所述套管延伸跨过所述患者的主动脉瓣，所述泵入口位于所述患者的左心室内，并且所述泵出口位于所述患者的主动脉内；
从所述心脏泵系统获取与所述心脏泵系统的时变参数相关的第一数据；
从所述第一数据提取多个特征；
使用预测模型并且基于所述多个特征来确定所述患者的存活概率；以及
操作所述心脏泵系统以治疗所述患者。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述存活概率包括表示所述患者的心脏性能的心脏分量和表示所述患者的循环性能的系统灌注分量。


3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
获取与所述患者的生理参数相关的第二数据；以及
其中确定所述存活概率是基于所述第二数据。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二数据包括以下各项中的至少一个：年龄、性别、体表面积（BSA）、排尿量、肌酐水平、酸碱度（pH）、氧浓度、二氧化碳浓度和乳酸盐浓度。


5.根据权利要求4所述的方法，其中第一多个特征包括心脏功率输出，并且所述第二数据包括乳酸盐浓度。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于所述存活概率来选择泵操作参数值。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述泵操作参数是泵速度。


8.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述存活概率来增加所述泵速度。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
获取包括所述存活概率的多个存活概率，每个存活概率对应于多个时间段中的时间段；以及
基于所述多个存活概率来确定患者健康的改变。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个特征包括以下各项中的至少一个：主动脉压力、差压、电机电流、电机速度、泵压力、左心室压力、舒张末期压力、主动脉脉搏压力、天生心输出量、心输出量、心脏功率输出、放置、均流量、目标流量、P-水平、收缩性、舒张、放置信号、平均值放置、放置的标准差、平均值放置范围、放置范围的标准差、平均值差压、差压的标准差、平均值差压范围、差压范围的标准差、左心室压力最大值、左心室压力最小值、泵压力最大值、泵压力均值、泵压力最小值、差压最大值、差压最小值、电机电流最大值、电机电流最小值、电机电流均值以及电机速度均值。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述预测模型是机器学习模型，所述机器学习模型是以下各项之一：逻辑回归技术、深度学习技术、决策树、随机森林技术、朴素贝叶斯技术和支持向量机技术。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
显示所述多个特征中的第一特征与所述多个特征中的第二特征相比的相对重要性的指示符。


13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定所述存活概率包括：
从数据库获取训练数据集，所述训练数据集包括与心脏泵系统的时变参数相关的多个数据点；
预处理所述数据集以确定对应于所述多个数据点的第三多个特征；
处理所述第三多个特征以确定模式，其中所述模式包括所述第三多个特征的子集中的每个特征的权重；
获取患者数据；以及
基于所述患者数据和所述模式来计算患者的所述存活概率。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述存活概率指示所述患者的死亡或存活。


15.一种用于治疗心源性休克中的患者的方法：
将血管内心脏泵系统插入到所述患者的脉管系统中，所述心脏泵系统包括套管、泵入口、泵出口和转子；
将所述心脏泵系统定位在所述患者内，使得所述套管延伸跨过所述患者的主动脉瓣，所述泵入口位于所述患者的左心室内，并且所述泵出口位于所述患者的主动脉内；
操作所述心脏泵系统以为所述患者提供第一水平的心脏支持；
获得从由所述心脏泵系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，A·E·卡特吉，S·科比特，
申请(专利权)人：阿比奥梅德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US