利用異位搏動作為早期心臟健康標志的健康監測和管理系統技術方案

提供了一種健康監測方法，包括至少一個能夠收集和存儲數據的非侵入性可穿戴設備，以及顯示和分析數據以進行準確監測和異常檢測的外部監測設備

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】利用異位搏動作為早期心臟健康標志的健康監測和管理系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有于
2020
年
12
月
30
日提交的第
63/132,124
號美國臨時專利申請的利益，所述美國臨時專利申請以整體引用的方式納入本文
。

技術介紹

[0003]異位搏動被很好地描述，且當心臟由于起源于心臟原生起搏器之外的信號而收縮時發生異位搏動
。
這會導致過早的收縮周期，且會像正常搏動那樣廣泛地起源于上腔
(
心房
)
，或者替代地起源于心臟的大的下腔
(
心室
)。
當若干這樣的異常脈搏相繼出現時，心臟就被稱為心律失常狀態
。
[0004]異位搏動在健康個體中以非常低的頻率發生時是正常的，但在不同個體之間，被歸類為健康的異位搏動頻率存在很大差異
。
健康的個體可能會由于各種因素的組合而更接近心臟病狀態
。
改變異位搏動頻率的因素可以從若干角度來描述，最明顯的角度可能是：
(1)
引起變化的致病因子的類型
(
即生活方式和環境因素
、
遺傳因素或傳染源
)
；
(2)
這些變化發生的時間尺度，諸如數十年
(
例如老化
、
吸煙
)、
數年或數月
(
例如慢性病，諸如高血壓
)、
數天
(
例如急性傳染病，諸如
Covid
?
19)、
數小時
(
例如行為性，諸如脫水
、
酒精
)、
或數小時至數分鐘
(
例如緊急情況，諸如臨床失代償
)。
[0005]例示這種細目列表的一個明顯的示例是自然老化過程，該過程由于結構變化或心肌損傷緩慢地增加異位搏動的數量
(
即數十年的時間尺度
、
生活方式和遺傳原因
)
，由于非傳染性慢性疾病
(
如不受控制的高血壓
)
導致更快的變化
(
即數年的時間尺度
、
生活方式和遺傳原因
)
，由于可導致異位搏動和心律失常的頻率暫時增加的傳染性疾病
(
諸如
Covid
?
19
感染
)
導致甚至更快的變化
(
即數天的時間尺度
、
可逆性
、
傳染源
)。
[0006]導致心律失常的慢性疾病
(
諸如心房顫動
(AFib))
由連續多次異位搏動
(
即房性早搏
)
組成，尤其容易引起異位搏動頻率的變化
。
[0007]在異位搏動頻率較高的極端情況下，存在不同類型異位搏動頻率的臨床閾值，且已分別檢查了房性早搏和室性早搏
。
在這些閾值以上，進行進一步的醫學調查以了解最佳的治療途徑，其包括為患有心律失常的患者提供廣泛的治療選擇，包括植入起搏器裝置和使用改變心臟電信號傳導的藥物
(
諸如離子通道阻滯劑
)
治療
。
[0008]目前，沒有廣泛實施的技術用于以一種不引人注目且可被監測對象耐受數年的方式縱向監測異位搏動，以量化其頻率或跟蹤其頻率或其他特征隨時間在人類參與者中的演變
。
這主要是由于缺乏關于人在他們不被人或侵入性的
、
時常是昂貴的設備監測時的生理狀態的數據
。
[0009]當前的連續監測系統不具有成本效益
、
不可擴展，也不是一種準確的連續近實時監測人的方法
。
除了生活方式健身追蹤器和移動應用外，在住院或健康問題警報前從健康人收集的生理數據很少
。
這種類型的信息有助于預防和恢復健康和福祉
。
例如，當某人心臟病發作或中風時，通常存在先前未被監測或觀察到的生理指標
(
諸如異位搏動
)
，對醫生而言知曉該生理指標是有用的
。
當前技術水平的另一問題是，大多數老年護理系統使用
SOS
按
鈕來提醒護理人員和醫療服務提供者存在緊急情況
。
這可能導致延遲
、
誤報以及需要用戶感覺到
/
意識到他們的情況
。
此外，從健康個體收集的數據不是可用于基線分析的格式，當該個體生病時收集的信息又沒有可以與之比較的健康基線，這并不是特別有幫助
。
[0010]當某人去初級保健醫生
(PCP)
處進行年度體檢時，
PCP
僅在患者在醫生辦公室里期間配備有可觀測的數據
。
這種類型的患者監測是罕見的
、
零星的
、
就像一系列快照而不是連續監測
。
沒有一種方法用于持續監測和收集關于個體的信息，更不用說同時
、
連續監測和收集很多人的信息
。
隨著遠程醫療使用的增加，醫生可遠程獲得的信息也必須提高廣度和準確性
。

技術實現思路

[0011]本專利技術提供一種通過可穿戴的物聯網
(Internet of Things)(IOT)
來檢測異位搏動的緩慢變化和初始基線頻率的裝置
。
起始基線頻率和異位搏動頻率增加趨勢都可被用于量化心臟病的極早期階段，本專利技術可被用于通知臨床專業人員通過減緩亞臨床心臟病的進展的多種手段對疾病發展進行早期干預
。
這可被理解為預防性健康解決方案的一個實例，且該實例旨在跨時間連續監測人的異位搏動
。
[0012]本專利技術以一種不引人注目且可被監測對象耐受若干年的方式縱向監測
(
即，長期連續地監測
)
異位搏動，以量化其頻率或跟蹤其頻率或其他特征隨時間在人類參與者中的演變
。
本專利技術將以這種方式使用異位搏動作為心肌變化和健康狀況變化以及特定疾病
(
諸如心律失常狀態
)
的發展的生物標志物
。
[0013]本專利技術依賴于一種用于跟蹤個體的外周脈搏的非侵入性設備，且使用此信息來確定個體心搏的時間以及連續搏動之間的時間
。
當足夠的信號質量可用時記錄此信息，這在劇烈運動的狀態下可能無法實現，但在久坐和休息的狀態
(
包括睡眠
)
下的大多數時間是可行的
。
不遵循規則模式的異常搏動時間被標記為異位搏動
。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.
一種執行非侵入性健康監測的方法，包括：
a.
通過使用非侵入性可穿戴物來獲取對象的外周脈搏數據；
b.
通過以下方式來分析所收集的數據：
i.
使用預測算法提取心搏且對心搏進行分類；以及
ii.
使用來自可穿戴設備的數據來預測另外的情境信息；以及
iii.
分析異位心搏頻率的趨勢；以及
c.
與患者和護理提供者共享異位搏動頻率及來自于所述分析的趨勢
。2.
根據權利要求1所述的方法，其中所述可穿戴設備包括情境傳感器以及能夠監測外周脈搏的傳感器
。3.
根據權利要求2所述的方法，其中外周脈搏傳感器利用光電容積描記法
(PPG)、
心震描記法
(SCG)、
投影心搏描記術
(BCG)、
阻抗心功能圖
(ICG)
或皮膚電活動
(EDA)。4.
根據權利要求2所述的方法，其中所述情境傳感器包括三軸加速度計
、
陀螺儀傳感器或肌電圖儀
。5.
根據權利要求2所述的方法，其中所述可穿戴設備被配置為：
a.
使用來自情境傳感器的讀數來對信號進行濾波以移除低質量記錄，從而確定是否存在運動；
b.
使用來自外周脈搏傳感器的讀數來確定信噪比是否是可接受的；以及
c.
使用閾值來檢測外周脈搏信號的不連續性，所述不連續性會是由于信號放大參數的調整或由于噪聲源而導致的
。6.
根據權利要求1所述的方法，其中所述預測算法被配置為：
a.
將所提取的心搏識別為由心臟的竇房結或起搏器所啟動的正常搏動；
b.
識別不是由心臟的竇房結或起搏器啟動的異位搏動；或
c.
識別未確定的搏動
。7.
根據權利要求6所述的方法，其中所述預測算法進一步被配置為將異位搏動的數目
、
異位搏動的數目的趨勢以及描述個體異位搏動的特征作為輸入
。8.
根據權利要求7所述的方法，其中所述預測算法能夠在異位搏動升高或隨時間變化或呈趨勢的情況下產生異位搏動的原因的預測，其中潛在原因包括心臟擴大或另外的心肌異常
、
血鉀水平變化或心臟供血減少
。9.
根據權利要求1所述的方法，其中所述可穿戴設備被配置為將外周脈搏信號轉換為在信號獲取參數調整期間保持外周脈搏信號的連續性的單元
。10.
根據權利要求1所述的方法，進一步包括從外周脈搏信號讀數來分割個體外周脈搏，所述分割包括：
a.
對外周脈搏求導，且使用零交叉以定位信號的峰值和
/
或谷值；以及
b.
對外周脈搏求二階導數以定位拐點
。11.
根據權利要求
10
所述的方法，其中通過對信號進行插值且利用多項式插值和樣條插值找到插值信號中的峰值或谷值，來將脈搏峰值和
/
或谷值的時間分辨率提高到超過采樣率的時間分辨率
。12.
一種用于非侵入性健康監測的方法，包括：
a.
獲取以下數據：
i.
對象的外周脈搏，使用非侵入性可穿戴設備，所述設備包括：
1.
至少一個微控制器；
2.
能夠監測以下內容的傳感器：
a.
外周脈搏，諸如但不限于：
i.
光電容積描記法
(PPG)
；
ii.
心震描記法
(SCG)
；
iii.
投影心搏描記術
(BCG)
；
iv.
阻抗心功能圖
(ICG)
；或
v.
皮膚電活動
(EDA)
；
b.
情境傳感器，諸如但不限于：
i.
三軸加速度計；
ii.
陀螺儀傳感器；或
iii.
肌電圖儀；
3.
通信模塊，用于將所記錄的數據發送到連接至互聯網的計算設備；
ii.
經由電子設備的可選人口統計信息，包括但不限于：
4.
身高；
5.
體重；
6.BMI
；
7.
性別；和
8.
年齡；
iii.
通過類似的電子健康記錄的可選病史；
b.
將所獲取的數據傳輸到一個或一系列計算設備，諸如但不限于移動電話
、
服務器
、
平板計算機，計算設備連接至以下任一項：
iv.
互聯網；或
v.
能通過另外的設備到達互聯網的本地通信網絡，諸如藍牙或
wifi
；
c.
通過以下方式分析所獲取的數據：
i.
通過使用預測算法來提取心搏，且將心搏分類為以下任一項：
1.
由心臟的竇房結或起搏器啟動的正常搏動；
2.
不是由心臟的竇房結或起搏器啟動的異位搏動；或
3.
未確定的搏動；
ii.
通過使用來自可穿戴設備的數據以及可選人口統計數據來預測另外的情境信息，包括但不限于：
1.
睡眠狀態和睡眠階段；
2.
活動模式；和
3.
健康水平；
iii.
通過存儲和分析異位心搏頻率的趨勢；
d.
將異位搏動頻率和趨勢的信息傳輸到：
i.
患者，以告知他們在疾病的早期或晚期心臟健康朝向改善或惡化的進展；以及
ii.
護理提供者，以跟蹤：
1.
疾病進展；
2.
治療效率；以及
3.
生活方式干預效率
。13.
根據權利要求
12
所述的方法，其中所述異位搏動頻率和趨勢被傳輸到：
a.
患者，以提醒他們與脈搏減弱或脈搏短絀相關聯的異位搏動的運行，以用于但不限于以下方面：
i.
及時去急診室就診；以及
ii.
聯系他們的醫生；
b.
護理提供者，以便：
i.
警惕關于使對象易患以下疾病的脈搏短絀時期：
1.
中風；或
2.
暈厥；以及
ii.
示出歷史脈搏短絀時期，以確定中風是否可能已由異位搏動
/
心律失常引起
。14.
根據權利要求
13
所述的方法，其中運動員在睡眠期間所檢測到的異位搏動的運行被用于使能夠提早檢測到僅在高迷走神經張力
(
諸如深度睡眠
)
的條件下所表現的心房顫動
。15.
根據權利要求
12
所述的方法，其中對象的異位搏動的總數或異位搏動的歷史頻率的趨勢被顯示給以下人員中的至少一種：
a.
臨床醫生，以便：
i.
通過突出具有高異位負擔或異位負擔增加的患者來告知患者篩查；以及
ii.
監測對象的情況，包括：
1.
監測治療效率；
2.
監測致心律失常...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L，
申請(專利權)人：生命，
類型：發明
國別省市：