用于受试者监测的系统和方法技术方案

本公开内容提供了用于收集和分析生命体征信息以预测受试者患有疾病或病症的可能性的系统和方法。在一方面，用于监测受试者的系统可以包括：包括心电图(ECG)传感器的传感器，所述传感器被配置为获取包括在一时间段内受试者的生命体征测量值的健康数据；以及移动电子装置，该移动电子装置包括：电子显示器；无线收发器；以及一个或多个计算机处理器，该一个或多个计算机处理器被配置为(i)通过无线收发器从传感器接收健康数据，(ii)使用训练后的算法处理所述健康数据，从而以至少约80％的灵敏度生成指示所述受试者的健康状况在所述时间段内进展或消退的输出，以及(iii)在所述电子显示器上提供所述输出以用于向所述受试者显示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于受试者监测的系统和方法交叉引用本申请要求于2018年2月21日提交的美国临时专利申请No.62/633,450和于2018年9月4日提交的美国临时专利申请No.62/726,873的权益，每一项美国临时专利申请均通过引用整体并入本文。
技术介绍
患者监测可能需要收集和分析一段时间内的生命体征信息，以检测患者发生或复发疾病或病症的临床体征。然而，在临床环境(例如，医院)之外进行患者监测可能会对无创收集生命体征信息和准确预测不良健康状况(如疾病或病症的恶化或发生或复发)的发生或复发带来挑战。
技术实现思路
脓毒症(sepsis)是美国医院死亡率的主要原因之一，估计每年有170万病例，其中27万例死亡。脓毒症通常可以指“宿主对感染的反应失调”。以前，脓毒症被定义为存在感染和全身炎症性反应，其中脓毒性休克是存在脓毒症和器官功能障碍。此外，脓毒症患者的入院费用随病情的严重程度增加而增加，无器官功能障碍、严重脓毒症和脓毒性休克的脓毒症病例的入院费用分别约为16,000美元，25,000美元和38,000美元。虽然脓毒症的问题在住院病人和重症监护室中是巨大的，但脓毒症的开始通常在入院前就已经出现。例如，约80％的脓毒症病例是在入院时出现的。因此，需要在门诊患者中检测脓毒症。此外，脓毒症在某些疾病状态下是特别重要的问题。患有脓毒症的癌症患者的相对风险是非癌症患者的近4倍，而在髓系白血病患者中则高达65倍。尽管脓毒症的影响在急性环境中的死亡风险的高度增加中最为明显，但脓毒症也可以对长期结果产生显著影响。本文中认识到需要通过连续收集和分析生命体征信息来进行患者监测的系统和方法。受试者(患者)的生命体征信息(例如，心率和/或血压)的这种分析在一段时间内可以由可穿戴的监测装置(例如，在受试者的家中，而不是临床环境，如医院中)执行，以预测受试者出现不良健康状况(例如，患者状态恶化、疾病或病症的发生或复发(例如，脓毒症)或并发症发生的可能性。本公开内容提供了系统和方法，其可以有利地在一段时间内收集和分析生命体征信息，以准确且非侵入性地预测受试者出现不良健康状况(例如，患者状态恶化、疾病或病症(例如，脓毒症)的发生或复发或并发症发生)的可能性。此类系统和方法可以允许对具有不良健康状况(如恶化或疾病或病症)的高风险的患者在临床环境外准确监测恶化、发生或复发。在一些实施方式中，该系统和方法可以处理健康数据，包括收集的生命体征信息或其他临床健康数据(例如，通过血液测试、成像等获得)。在一个方面，本公开内容提供了一种用于监测受试者的系统，所述系统包括：一个或多个传感器，该一个或多个传感器包括心电图(ECG)传感器，所述一个或多个传感器被配置为在一时间段内获取包括所述受试者的多个生命体征测量值的健康数据；以及移动电子装置，该移动电子装置包括：电子显示器；无线收发器；以及可操作地耦合到所述电子显示器和所述无线收发器的一个或多个计算机处理器，其中一个或多个计算机处理器被配置为(i)通过所述无线收发器从所述一个或多个传感器接收所述健康数据，(ii)使用训练后的算法处理所述健康数据，从而以至少约80％的灵敏度生成指示所述受试者的健康状况在所述时间段内进展或消退的输出，以及(iii)在所述电子显示器上提供所述输出以向所述受试者显示。在一些实施方式中，所述ECG传感器包括一个或多个ECG电极。在一些实施方式中，所述ECG传感器包括两个或更多个ECG电极。在一些实施方式中，所述ECG传感器包括不超过三个ECG电极。在一些实施方式中，所述多个生命体征测量值包括选自心率、心率变异性、血压(例如，收缩压和舒张压)、呼吸频率、血氧浓度(SpO2)、呼吸气体中的二氧化碳浓度、激素水平、汗液分析、血糖、体温、阻抗(例如，生物阻抗)、电导率、电容、电阻率、肌电图、皮肤电反应、神经信号(例如，脑电图)、免疫学标记以及其他生理测量值中的一个或多个测量值。在一些实施方式中，所述多个生命体征测量值包括心率或心率变异性。在一些实施方式中，所述多个生命体征测量值包括血压(例如，收缩压和舒张压)。在一些实施方式中，所述无线收发器包括蓝牙收发器。在一些实施方式中，所述无线收发器包括蜂窝无线电收发器(例如，3G、4G、LTE或5G)。在一些实施方式中，所述一个或多个计算机处理器进一步被配置为将所述获取的健康数据存储在数据库中。在一些实施方式中，所述健康状况是脓毒症。在一些实施方式中，所述一个或多个计算机处理器进一步被配置为至少基于所述输出在电子显示器上呈现警报。在一些实施方式中，所述一个或多个计算机处理器进一步被配置为至少基于所述输出，通过网络向所述受试者的卫生保健提供者传输警报。在一些实施方式中，所述训练后的算法包括基于机器学习的分类器，其被配置为处理所述健康数据，以生成指示所述受试者中所述健康状况的所述进展或消退的所述输出。在一些实施方式中，所述基于机器学习的分类器选自支持向量机(SVM)、朴素贝叶斯分类、随机森林、神经网络、深度神经网络(DNN)、递归神经网络(RNN)、深度RNN、长短期记忆(LSTM)递归神经网络(RNN)和门控递归单元(GRU)递归神经网络(RNN)。在一些实施方式中，所述训练后的算法包括递归神经网络(RNN)。在一些实施方式中，所述受试者进行了手术。在一些实施方式中，所述手术是外科手术，并且监测所述受试者的外科手术后并发症。在一些实施方式中，所述受试者接受了包括骨髓移植或主动化疗的治疗。在一些实施方式中，监测所述受试者的治疗后并发症。在一些实施方式中，所述一个或多个计算机处理器被配置为使用所述训练后的算法来处理所述健康数据，从而以少约75％的灵敏度产生指示所述受试者的所述健康状况在所述时间段内的所述进展或消退的所述输出，其中所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约2小时、约4小时、约6小时、约8小时或约10小时开始，并在所述健康状况的所述出现(onset)时结束的窗口。在一些实施方式中，所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约4小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约2小时结束的窗口。在一些实施方式中，所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约6小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约4小时结束的窗口。在一些实施方式中，所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约8小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约6小时结束的窗口。在一些实施方式中，所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约1小时、约2小时、约3小时、约4小时、约5小时、约6小时、约7小时、约8小时、约10小时、约12小时、约14小时、约16小时、约18小时、约20小时、约22小时或约24小时的窗口。例如，对于约5小时的窗口，所述时间段可以是从所述健康状况的所述出现前约5小时到所述健康状况的所述出现时，从所述健康状况的所述出现前约7小时到所述健康状况的所述出现前约2小时，从所述健康状况的所述出现前约9小时到所述健康状况的所述出现前约4小时，从所述健康状况的所述出现前约11小时到所述健康状况的所述出现前约6小时等。在一些实施方式中，所述一个或多个计算机处理器被配置为使用所述训练后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测受试者的系统，包括：/n一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括心电图(ECG)传感器，所述一个或多个传感器被配置为获取包括在一时间段内所述受试者的多个生命体征测量值的健康数据；以及/n移动电子装置，所述移动电子装置包括：/n电子显示器；/n无线收发器；以及/n一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器可操作地耦合到所述电子显示器和所述无线收发器，其中所述一个或多个计算机处理器被配置为(i)通过所述无线收发器从所述一个或多个传感器接收所述健康数据，(ii)使用训练后的算法处理所述健康数据，从而以至少约75％的灵敏度生成指示所述受试者的健康状况在所述时间段内进展或消退的输出，以及(iii)在所述电子显示器上提供所述输出以用于向所述受试者显示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180221 US 62/633,450;20180904 US 62/726,8731.一种用于监测受试者的系统，包括：
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括心电图(ECG)传感器，所述一个或多个传感器被配置为获取包括在一时间段内所述受试者的多个生命体征测量值的健康数据；以及
移动电子装置，所述移动电子装置包括：
电子显示器；
无线收发器；以及
一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器可操作地耦合到所述电子显示器和所述无线收发器，其中所述一个或多个计算机处理器被配置为(i)通过所述无线收发器从所述一个或多个传感器接收所述健康数据，(ii)使用训练后的算法处理所述健康数据，从而以至少约75％的灵敏度生成指示所述受试者的健康状况在所述时间段内进展或消退的输出，以及(iii)在所述电子显示器上提供所述输出以用于向所述受试者显示。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述ECG传感器包括一个或多个ECG电极。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述ECG传感器包括两个或更多个ECG电极。


4.根据权利要求2所述的系统，其中所述ECG传感器包括不超过三个ECG电极。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个生命体征测量值包括选自心率、心率变异性、收缩压、舒张压、呼吸频率、血氧浓度(SpO2)、呼吸气体中的二氧化碳浓度、激素水平、汗液分析、血糖、体温、阻抗、电导率、电容、电阻率、肌电图、皮肤电反应、神经信号和免疫学标记的一个或多个测量值。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个生命体征测量值包括心率。


7.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个生命体征测量值包括血压。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线收发器包括蓝牙收发器。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个计算机处理器进一步被配置为将所述获取的健康数据存储在数据库中。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述健康状况是脓毒症。


11.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个计算机处理器进一步被配置为至少基于所述输出在所述电子显示器上呈现警报。


12.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个计算机处理器进一步被配置为至少基于所述输出，通过网络向所述受试者的卫生保健提供者传输警报。


13.根据权利要求1所述的系统，其中所述训练后的算法包括基于机器学习的分类器，其被配置为处理所述健康数据，以生成指示所述受试者的所述健康状况的所述进展或消退的所述输出。


14.根据权利要求1所述的系统，其中所述基于机器学习的分类器选自支持向量机(SVM)、朴素贝叶斯分类、随机森林、神经网络、深度神经网络(DNN)、递归神经网络(RNN)、深度RNN、长短期记忆(LSTM)递归神经网络(RNN)和门控递归单元(GRU)递归神经网络(RNN)。


15.根据权利要求14所述的系统，其中所述训练后的算法包括递归神经网络(RNN)。


16.根据权利要求1所述的系统，其中所述受试者进行了手术。


17.根据权利要求16所述的系统，其中所述手术是外科手术，并且其中监测所述受试者的外科手术后并发症。


18.根据权利要求1所述的系统，其中所述受试者接受了包括骨髓移植或主动化疗的治疗。


19.根据权利要求18所述的系统，其中监测所述受试者的治疗后并发症。


20.根据权利要求1-19中的任一项所述的系统，其中所述一个或多个计算机处理器被配置为使用所述训练后的算法来处理所述健康数据，从而以至少约75％的灵敏度生成指示所述受试者的所述健康状况在所述时间段内的所述进展或消退的所述输出，其中所述时间段包括在所述健康状况的出现前约2小时开始，并在所述健康状况的所述出现时结束的窗口。


21.根据权利要求20所述的系统，其中所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约4小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约2小时结束的窗口。


22.根据权利要求20所述的系统，其中所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约6小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约4小时结束的窗口。


23.根据权利要求20所述的系统，其中所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约8小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约6小时结束的窗口。


24.根据权利要求1-20中任一项所述的系统，其中所述一个或多个计算机处理器被配置为使用所述训练后的算法来处理所述健康数据，从而以至少约75％的灵敏度产生指示所述受试者的所述健康状况在所述时间段内的所述进展或消退的所述输出为，其中所述时间段包括在所述健康状况的所述出现前约10小时开始，并在所述健康状况的所述出现前约8小时结束的窗口。


25.根据权利要求1-24中任一项所述的系统，其中所述一个或多个计算机处理器被配置为使用所述训练后的算法来处理所述健康数据，从而以至少约40％的特异性产生指示所述受试者的所述健康状况在所述时间段内的所述进展或消退的所述输出。


26.根据权利要求25所述的系统，其中所述特异性为至少约50％。


27.一种监测受试者的方法，包括：
(a)使用所述受试者的移动电子装置的无线收发器从一个或多个传感器接收健康数据，其中一个或多个传感器包括心电图(ECG)传感器，所述健康数据包括在一时间段内所述受试者的多个生命体征测量值；
(b)使用所述移动电子装置的一个或多个编程的计算机处理器来使用训练过的算法处理所述健康数据，从而以至少约80％的灵敏度生成指示所述受试者的健康状况在所述时间段内进展或消退的输出；以及
(c)在所述移动电子装置的电子显示器上呈现所述输出以用于显示。


28.根据权利要求27所述的方法，其中所述ECG传感器包括一个或多个ECG电极。


29.根据权利要求28所述的方法，其中所述ECG传感器包括两个或更多个ECG电极。


30.根据权利要求28所述的方法，其中所述ECG传感器包括不超过三个ECG电极。


31.根据权利要求27所述的方法，其中所述多个生命体征测量值包括选自心率、心率变异性、收缩压、舒张压、呼吸频率、血氧浓度(SpO2)、呼吸气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·奎因，谭伟杰，马克斯·普罗夫特，
申请(专利权)人：帕驰德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US