專利名稱：用于環(huán)境相關(guān)的呼吸疾病的自我監(jiān)測的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在臨床設(shè)置之外監(jiān)測呼吸健康，更具體地涉及用于環(huán)境相關(guān)的呼吸疾 病(例如哮喘和鼻炎)的自我監(jiān)測的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
哮喘是呼吸變得受限制的慢性病。哮喘可以顯著地?fù)p害人類的健康，并且在最嚴(yán) 重的情況下可能危及生命。哮喘患者常常體驗(yàn)到由環(huán)境條件(例如灰塵、溫度和濕度)觸 發(fā)的、臨床設(shè)置之外的攻擊。已經(jīng)開發(fā)了自我監(jiān)測系統(tǒng)以協(xié)助哮喘患者在臨床設(shè)置之外監(jiān) 測他們的呼吸健康，從而管理疾病，防止發(fā)作，并減小攻擊的嚴(yán)重性。反映當(dāng)前護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)的、用于哮喘患者的自我監(jiān)測系統(tǒng)是具有一般健康自我監(jiān)測程 序的峰值流量計(jì)。在該系統(tǒng)中，病人將空氣吹入峰值流量計(jì)中，并且該流量計(jì)輸出數(shù)據(jù)，例 如呼氣流的速率。然后，要么病人手動(dòng)地將數(shù)據(jù)從流量計(jì)輸入至計(jì)算機(jī)中，要么數(shù)據(jù)被自動(dòng) 上載至計(jì)算機(jī)。在該計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一般呼吸健康自我監(jiān)測程序應(yīng)用該數(shù)據(jù)，并向病人輸 出使用該數(shù)據(jù)確定的離散呼吸健康級(jí)別。例如，該程序可以輸出以個(gè)各項(xiàng)之一綠，指示不 需要?jiǎng)幼?；黃，指示應(yīng)當(dāng)服用藥物；或者紅，指示病人應(yīng)當(dāng)去看臨床醫(yī)生。不幸地是，上述自我監(jiān)測系統(tǒng)在若干方面有所不足。首先，該系統(tǒng)是嚴(yán)格不定期 的。僅當(dāng)病人向峰值流量計(jì)中吹氣并且輸入數(shù)據(jù)時(shí)才向病人通知健康級(jí)別，這可能在一天 中僅發(fā)生幾次。其次，該系統(tǒng)是引人注意(obtrusive)的。病人必須將流量計(jì)應(yīng)用至他或 她的嘴并向該流量計(jì)中吹氣以產(chǎn)生數(shù)據(jù)。此外，在一些情況下病人必須手動(dòng)地將數(shù)據(jù)輸入 至計(jì)算機(jī)中，這是耗時(shí)的并需要計(jì)算機(jī)訪問。第三，該系統(tǒng)基于有限的數(shù)據(jù)來作出呼吸健 康確定。由峰值流量計(jì)提供的數(shù)據(jù)沒有提供對(duì)肺功能的全面評(píng)估，并且沒有提供與可能觸 發(fā)攻擊的環(huán)境條件相關(guān)的任何信息。此外，一般健康自我監(jiān)測程序沒有考慮可能與健康確 定相關(guān)的病人背景數(shù)據(jù)，例如行為模式、共病性(co-morbidities)、藥物、年齡、身高、體重、 性別、種族以及遺傳背景。最后，由該系統(tǒng)產(chǎn)生的離散輸出級(jí)別可能沒有提供充分詳細(xì)的信 肩、ο

發(fā)明內(nèi)容
在基本特征中，本發(fā)明提供用于呼吸健康的自我監(jiān)測的方法和系統(tǒng)以及與其一起 使用的組件。本方法和系統(tǒng)及其相關(guān)組件通過提供考慮了環(huán)境、生理和病人背景信息的、有 規(guī)律的且不引人注意的監(jiān)測，來改進(jìn)呼吸健康自我監(jiān)測中的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)，并能夠產(chǎn)生一系列 復(fù)雜的呼吸健康保養(yǎng)響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，本方法和系統(tǒng)利用了隨處可見的手持電子設(shè) 備(例如蜂窩電話和個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA))來進(jìn)行呼吸健康自我監(jiān)測。在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于呼吸健康自我監(jiān)測的方法包括以下步驟接收從 病人處收集的生理數(shù)據(jù)；接收環(huán)境數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù) 據(jù)，來產(chǎn)生所述病人的呼吸健康數(shù)據(jù)。
在一些實(shí)施例中，所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括以有規(guī)律的間隔在移動(dòng)電子設(shè)備上接收的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述生理數(shù)據(jù)還包括不定期在移動(dòng)電子設(shè)備上接收的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)是還至少部分地基于靜態(tài)配置的病人背景數(shù) 據(jù)來產(chǎn)生的，所述病人背景數(shù)據(jù)例如是行為模式數(shù)據(jù)、共病性數(shù)據(jù)、藥物數(shù)據(jù)、年齡數(shù)據(jù)、身 高數(shù)據(jù)、體重?cái)?shù)據(jù)、性別數(shù)據(jù)、種族數(shù)據(jù)和/或遺傳背景數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)包括使用當(dāng)前生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的目 前健康數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)包括使用歷史生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的健 康趨勢數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)包括使用歷史生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的健 康互相關(guān)數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟在移動(dòng)電子設(shè)備的用戶界面上輸出 所述呼吸健康數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)，輸出呼吸 健康警報(bào)。在一些實(shí)施例中，所述警報(bào)是在移動(dòng)電子設(shè)備的用戶界面上輸出的。在一些實(shí) 施例中，所述警報(bào)是在臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)和/或家庭成員計(jì)算機(jī)上輸出的。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)，控制環(huán)境 控制系統(tǒng)，例如對(duì)空調(diào)、加熱、加濕或通風(fēng)系統(tǒng)的激活或去激活。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用于 所述病人的預(yù)測模型。在一些實(shí)施例中，所述生理數(shù)據(jù)包括肺音數(shù)據(jù)、血氧飽和度(Sp02)數(shù)據(jù)和/或脈 搏速率數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括空氣微粒數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和/或相對(duì)濕度數(shù) 據(jù)。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種手持機(jī)包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口以及與所述網(wǎng)絡(luò)接口 以通信方式耦合的處理器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)接口適于以有規(guī)律的間隔接收來自至少一個(gè)生 理監(jiān)測器的生理數(shù)據(jù)以及來自至少一個(gè)環(huán)境監(jiān)測器的環(huán)境數(shù)據(jù)，所述處理器適于至少部分 地基于所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)，來產(chǎn)生與所述至少一個(gè)生理監(jiān)測器以操作方式耦合 的病人的呼吸健康數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)接口經(jīng)由無線鏈路來接收所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù) 據(jù)。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種人體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(BAN)包括與病人以操作方式耦合的 至少一個(gè)生理監(jiān)測器、至少一個(gè)環(huán)境監(jiān)測器以及與所述生理監(jiān)測器和所述環(huán)境監(jiān)測器以通 信方式耦合的手持機(jī)，其中，所述手持機(jī)至少部分地基于由所述手持機(jī)以有規(guī)律的間隔從 所述生理監(jiān)測器和所述環(huán)境監(jiān)測器獲取的生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，來產(chǎn)生所述病人的呼吸健 康數(shù)據(jù)。參照結(jié)合以下簡要描述的附圖而作出的以 下詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明的這 些和其他方面。當(dāng)然，本發(fā)明由所附權(quán)利要求來限定。


圖1示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的便于呼吸健康自我監(jiān)測的通信系統(tǒng)。圖2更詳細(xì)地示出了圖1的BAN。
圖3更詳細(xì)地示出了圖2的手持機(jī)。圖4示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的便于呼吸健康自我監(jiān)測的、圖2的手持機(jī)的功 能元件。圖5示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的用于呼吸健康自我監(jiān)測的方法。
具體實(shí)施例方式圖1示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的便于呼吸健康自我監(jiān)測的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 括緊鄰病人100的人體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(BAN) 210中的手持機(jī)110。手持機(jī)110經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)120 來與臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130和家庭計(jì)算機(jī)140遠(yuǎn)程耦合。手持機(jī)110還與環(huán)境控制系統(tǒng)150 以通信方式耦合，要么經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)120遠(yuǎn)程耦合，要么經(jīng)由單獨(dú)無線鏈路本地耦合。手持機(jī)110是由病人100操作的手持移動(dòng)電子設(shè)備。例如，手持機(jī)110可以是蜂 窩電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、或?qū)ｉT用于管理BAN 210的手持移動(dòng)電子設(shè)備。臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130是由治療病人100的臨床醫(yī)生或者他或她的代理人操作的計(jì) 算設(shè)備。例如，臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話或PDA。家庭計(jì)算機(jī)140是由病人100的家庭成員操作的計(jì)算設(shè)備。例如，家庭計(jì)算機(jī)140 可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話或PDA。環(huán)境控制系統(tǒng)150是適于調(diào)節(jié)病人100所處的室內(nèi)環(huán)境的系統(tǒng)。例如，環(huán)境控制 系統(tǒng)150可以是空調(diào)、加熱、加濕或通風(fēng)系統(tǒng)。通信網(wǎng)絡(luò)120是可包括一個(gè)或多個(gè)有線或無線LAN、WAN、WiMax網(wǎng)絡(luò)、USB網(wǎng)絡(luò)、蜂 窩網(wǎng)絡(luò)和/或自組織網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)可以具有一個(gè)或多個(gè) 數(shù)據(jù)通信節(jié)點(diǎn)，例如交換機(jī)、路由器、網(wǎng)橋、集線器、接入點(diǎn)或基站，該一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)通信 節(jié)點(diǎn)用于將手持機(jī)110與臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130、家庭計(jì)算機(jī)140和環(huán)境控制系統(tǒng)150以通信 方式耦合。在一些實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)120穿過因特網(wǎng)。圖2更詳細(xì)地示出了 BAN 210。BAN 210是在緊鄰病人100處操作的短距離網(wǎng)絡(luò)。 BAN 210被示作完全無線的網(wǎng)絡(luò)，盡管在一些實(shí)施例中BAN 210可以是完全有線或部分有 線的網(wǎng)絡(luò)。BAN 210包括與病人100以操作方式耦合的多個(gè)生理監(jiān)測器，包括至少一個(gè)肺監(jiān) 測器220以及至少一個(gè)脈搏監(jiān)測器230。BAN 210還包括多個(gè)環(huán)境監(jiān)測器，包括至少一個(gè)空 氣微粒監(jiān)測器240以及至少一個(gè)溫度/濕度監(jiān)測器250。監(jiān)測器220、230、240、250與手持 機(jī)110以通信方式耦合。在由無線段進(jìn)行連接處，監(jiān)測器220、230、240、250和手持機(jī)110使 用短距離無線通信協(xié)議(例如藍(lán)牙、紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDa)或ZigBee)來進(jìn)行通信。在由有 線段進(jìn)行連接處，監(jiān)測器220、230、240、250和手持機(jī)110使用短距離有線通信協(xié)議(例如 通用串行總線(USB)或推薦標(biāo)準(zhǔn)232(RS-232))來進(jìn)行通信。盡管將環(huán)境監(jiān)測器240、250被 示為與病人100耦合，但是在一些實(shí)施例中，可以將一個(gè)或多個(gè)環(huán)境監(jiān)測器嵌入手持機(jī)110 中或者附著至手持機(jī)110。在一些實(shí)施例中，使用肺活量音測定法(phonospirometry)或肺音描記法 (phonopneumography)來執(zhí)行肺監(jiān)測。在這些實(shí)施例中，肺監(jiān)測器220是捕獲肺音的時(shí)域波形的接觸式傳感器或小型麥克風(fēng)。在一些實(shí)施例中，以至少4000Hz的采樣頻率來捕獲 肺音，以允許檢測指示喘息的低頻峰值。在其他實(shí)施例中，可以使用呼吸感應(yīng)體積描記術(shù) (RIP)來執(zhí)行肺監(jiān)測。脈搏監(jiān)測器230是同時(shí)測量血氧飽和度(Sp02)級(jí)別和脈搏速率的脈搏血氧計(jì)。在 一些實(shí)施例中，脈搏監(jiān)測器230被置于病人100的手腕或手指上。空氣微粒監(jiān)測器240是測量顆粒密度(例如，以毫克每立方厘米或顆粒數(shù)每立方 米為單位)的傳感器。在一些實(shí)施例中，微粒監(jiān)測器240測量若干顆粒大小范圍的顆粒密 度。在其他實(shí)施例中，微粒監(jiān)測器240測量與顆粒大小無關(guān)的總體顆粒密度。微粒監(jiān)測器 240可以產(chǎn)生與顆粒密度成比例的輸出電壓。例如，當(dāng)空氣中幾乎不存在或不存在顆粒時(shí)， 輸出電壓可以近似等于額定電壓(例如，1伏特)。當(dāng)存在中等空氣顆粒級(jí)別時(shí)，輸出電壓可 以有意義地超過額定電壓。當(dāng)存在高的空氣顆粒級(jí)別時(shí)，輸出電壓可以逼近飽和電壓(例 如，3伏特)?？梢砸杂幸?guī)律的間隔(例如每10毫秒)進(jìn)行輸出電壓測量。溫度/濕度監(jiān)測器250測量周圍環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度。在一些實(shí)施例中，可以 布置分離的溫度監(jiān)測器和濕度監(jiān)測器。在一些實(shí)施例中，可以布置其他生理和環(huán)境監(jiān)測器，以檢測哮喘攻擊的其他代表 性的或表明原因的預(yù)測器，例如蟑螂糞便、殺蟲劑、清洗劑、一氧化氮或心跳變化。在一些實(shí)施例中，使用單一監(jiān)測器來同時(shí)獲取生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。例如，單一監(jiān) 測器可以捕獲環(huán)境數(shù)據(jù)和Sp02級(jí)別。在一些實(shí)施例中，采用運(yùn)動(dòng)監(jiān)測器以確定病人100的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，例如，病人100是 否正在移動(dòng)、坐著、睡覺或站立。這種運(yùn)動(dòng)監(jiān)測器具有用于檢測加速度的加速度計(jì)以及用于 將檢測到的加速度解析為病人100的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)聯(lián)的算法。加速度計(jì)可以與生理或環(huán)境 監(jiān)測器合為一體或者可以是分立的單元。關(guān)聯(lián)的算法可以與運(yùn)動(dòng)監(jiān)測器或手持機(jī)110合為一體。監(jiān)測器220、230、240、250具有用于臨時(shí)存儲(chǔ)其相應(yīng)測量數(shù)據(jù)的相應(yīng)存儲(chǔ)器。手持機(jī)110連續(xù)獲取由肺監(jiān)測器220和脈搏監(jiān)測器230測量的生理數(shù)據(jù)以及由灰 塵監(jiān)測器240和溫度/濕度監(jiān)測器250測量的環(huán)境數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，手持機(jī)110通 過以有規(guī)律的間隔輪詢監(jiān)測器220、230、240、250并從其相應(yīng)存儲(chǔ)器中讀取測量數(shù)據(jù)，來獲 取測量數(shù)據(jù)?？梢砸韵嗤l率或以不同頻率來輪詢監(jiān)測器220、230、240、250。在一些實(shí)施 例中，手持機(jī)110每分鐘至少一次地輪詢每一個(gè)監(jiān)測器。圖3更詳細(xì)地示出了手持機(jī)110。手持機(jī)110包括適于呈現(xiàn)輸出并接收來自病人 100的輸入的用戶界面310。用戶界面310包括顯示器(例如液晶顯示器(IXD)或發(fā)光二 極管(LED)顯示器)、用于呈現(xiàn)輸出的揚(yáng)聲器、以及用于接收輸入的鍵區(qū)和麥克風(fēng)。手持機(jī) 110還具有適于根據(jù)無線通信協(xié)議(例如蜂窩或無線LAN協(xié)議)向通信網(wǎng)絡(luò)120發(fā)送數(shù)據(jù) 和從通信網(wǎng)絡(luò)120接收數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信接口 320。手持機(jī)110還包括適于向BAN 210發(fā)送 數(shù)據(jù)和從BAN 210接收數(shù)據(jù)的BAN通信接口 330。手持機(jī)110還包括適于存儲(chǔ)手持機(jī)軟件、 設(shè)置和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器350。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器350包括一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)以及一個(gè)或多個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM)。手持機(jī)110還具有在元件310、320、330、350之 間以通信方式耦合的處理器(CPU) 340。處理器340適于執(zhí)行在存儲(chǔ)器350中存儲(chǔ)的手持 機(jī)軟件，參考手持機(jī)設(shè)置以及數(shù)據(jù)， 并與元件310、320、330、350進(jìn)行互操作，以執(zhí)行手持機(jī)110支持的各種特征和功能。圖4示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的便于呼吸健康自我監(jiān)測的手持機(jī)110的功能元 件。功能單元存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器350中并包括通信模塊410、數(shù)據(jù)獲取模塊420和數(shù)據(jù)分析模塊 440。模塊410、420、440是具有可由處理器340執(zhí)行的指令的軟件程序，以獲取病人背景數(shù) 據(jù)、生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，將這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器430并從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器430檢索這種 數(shù)據(jù)，操縱這種數(shù)據(jù)，產(chǎn)生病人100的呼吸健康數(shù)據(jù)并輸出警報(bào)和環(huán)境控制消息。在提供使手持機(jī)110能夠在通信網(wǎng)絡(luò)120和BAN 210上分別發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的無 線通信協(xié)議功能的過程中，通信模塊410支持遠(yuǎn)程通信接口 320和BAN通信接口 330。無線 通信協(xié)議功能包括例如無線鏈路建立、無線鏈路拆除以及分組格式化。在BAN 210包括有 線段的情況下，通信模塊410還在提供有線通信協(xié)議功能的過程中支持BAN通信接口 330。數(shù)據(jù)獲取模塊420獲取病人背景數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，并將所獲取的數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器430中。病人背景數(shù)據(jù)是靜態(tài)配置的信息，該信息由病人100在用戶界 面310上輸入，或者由臨床醫(yī)生在臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130上輸入并經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)120在遠(yuǎn)程 通信接口 320上接收。病人背景數(shù)據(jù)是專用于病人100的信息，該信息可以使病人100或 多或少地受到可引起或加劇呼吸疾病的環(huán)境或生理?xiàng)l件的影響。病人背景數(shù)據(jù)可以包括 例如行為模式(例如鍛煉模式、睡眠模式)、共病性(例如壓力級(jí)別、肺高血壓、慢性阻塞性 肺病(COPD)、支氣管擴(kuò)張)、藥物、年齡、身高、體重、性別、種族、遺傳背景以及一般意義的 健康。生理和環(huán)境數(shù)據(jù)是在BAN通信接口 330上從監(jiān)測器220、230、240、250連續(xù)接收的信 息。數(shù)據(jù)獲取模塊420可以以在手持機(jī)110上配置的輪詢間隔對(duì)監(jiān)測器220、230、240、250 進(jìn)行輪詢，以連續(xù)獲取生理和環(huán)境數(shù)據(jù)。從肺監(jiān)測器220和脈搏監(jiān)測器230獲取的生理數(shù) 據(jù)可以包括例如肺音數(shù)據(jù)、Sp02數(shù)據(jù)和脈搏速率數(shù)據(jù)。從空氣微粒監(jiān)測器240和溫度/濕 度監(jiān)測器250獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)可以包括例如顆粒密度數(shù)據(jù)、周圍環(huán)境溫度數(shù)據(jù)和相對(duì)濕度 數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，生理和環(huán)境數(shù)據(jù)測量和獲取過程在監(jiān)測器220、230、240、250和數(shù) 據(jù)獲取模塊420上連續(xù)地運(yùn)行，并以足夠的頻率來測量/獲取生理和環(huán)境數(shù)據(jù)以確保病人 100的呼吸健康的當(dāng)前狀態(tài)始終已知。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取模塊420還通過靜態(tài)配置來獲取與病人100相關(guān)的不 定期生理數(shù)據(jù)。例如，病人100可以在用戶界面310上輸入，或者臨床醫(yī)生可以在臨床醫(yī)生 計(jì)算機(jī)130上輸入并以無規(guī)律的間隔經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)120向手持機(jī)110發(fā)送使用峰值流量計(jì) 或肺活量計(jì)獲得的肺性能數(shù)據(jù)(例如，1秒鐘內(nèi)的用力呼氣量)。數(shù)據(jù)分析模塊440執(zhí)行在需要時(shí)將所獲取的生理和環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適于分析的 形式的預(yù)處理功能。例如，數(shù)據(jù)分析模塊440在從肺監(jiān)測器220獲取的肺音數(shù)據(jù)的時(shí)域波 形中將肺音與其他噪音(例如心跳、語音)進(jìn)行分離，并執(zhí)行快速傅里葉變換(FFT)以將時(shí) 域波形轉(zhuǎn)換為頻域表示，使得可以檢測指示喘息的低頻峰值的存在。數(shù)據(jù)分析模塊440應(yīng)用了病人背景數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生呼吸健康 數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的呼吸健康數(shù)據(jù)包括目前健康數(shù)據(jù)和健康趨勢數(shù)據(jù)。目前健康數(shù)據(jù)包括使用 指示病人100的當(dāng)前呼吸健康的生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的科學(xué)參數(shù)的值，例如當(dāng)前喘 息速率、爆裂音(crackle)速率、脈搏速率、呼吸速率、呼吸量、吸氣持續(xù)時(shí)間、呼氣持續(xù)時(shí) 間、Sp02級(jí)別、空氣微粒級(jí)別、周圍環(huán)境溫度和相對(duì)濕度。數(shù)據(jù)分析模塊440可以根據(jù)肺音 的所獲取的時(shí)域表示來確定病人100的當(dāng)前呼吸速率、吸氣持續(xù)時(shí)間和呼氣持續(xù)時(shí)間，并可以根據(jù)肺音的導(dǎo)出頻域表示來確定病人100的當(dāng)前喘息和爆裂音速率。數(shù)據(jù)分析模塊 440可以根據(jù)指示顆粒密度的所獲取的輸出電壓測量來確定總體空氣顆粒密度，還可以根 據(jù)這種輸出電壓測量來識(shí)別特定空氣刺激物。例如，如果輸出電壓模式由若干連續(xù)的大大 高于額定的輸出電壓構(gòu)成，則其可以指示存在密集的或厚的刺激物(例如香煙的煙霧)。另 一方面，如果輸出電壓模式由被偶然的輸出電壓尖峰所中斷的額定輸出電壓構(gòu)成，則其可 以指示存在稀薄的或不那么密集的刺激物(例如分散的花粉或灰塵)。更一般地，數(shù)據(jù)分析 模塊440可以確定空氣微粒的存在、類型、密度、濃度或大小中的一個(gè)或多個(gè)。數(shù)據(jù)分析模 塊440還使用科學(xué)參數(shù)值和病人背景數(shù)據(jù)來產(chǎn)生病人友好的目前健康數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)分 析模塊440可以將病人背景數(shù)據(jù)以及當(dāng)前喘息速率、爆裂音速率、脈搏速率、呼吸速率、呼 吸量、吸氣持續(xù)時(shí)間、呼氣持續(xù)時(shí)間、Sp02級(jí)別、空氣顆粒級(jí)別、周圍環(huán)境溫度和相對(duì)濕度中 的一個(gè)或多個(gè)解析為在例如1和5之間的呼吸健康分?jǐn)?shù)。應(yīng)當(dāng)理解，將目前呼吸健康簡化 至用于呈獻(xiàn)給病人100的簡單數(shù)字分?jǐn)?shù)可以允許可能缺少醫(yī)學(xué)鑒定的病人100容易地評(píng)估 他或她的目前呼吸健康。數(shù)據(jù)分析模塊440將目前健康數(shù)據(jù)添加至保留在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器430 中的數(shù)據(jù)歷史。所產(chǎn)生的呼吸健康數(shù)據(jù)包括健康趨勢數(shù)據(jù)。健康趨勢數(shù)據(jù)指示病人100所經(jīng)歷的 呼吸健康趨勢。數(shù)據(jù)分析模塊440根據(jù)保留在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器430中的歷史數(shù)據(jù)來確定針對(duì)每 一個(gè)科學(xué)參數(shù)的趨勢。該趨勢可以是如向上或向下一樣基本的趨勢或者是更復(fù)雜的趨勢， 例如快速加速、緩慢加速、穩(wěn)定緩慢減速或快速減速。另外，數(shù)據(jù)分析模塊440可以確定不同科學(xué)參數(shù)之間的互相關(guān)，該互相關(guān)暗示了 哮喘攻擊的可能發(fā)作。例如，病人100可以在過敏原顆粒的特定濃度與喘息的發(fā)作之間檢 測到相關(guān)?？梢詰?yīng)用這些互相關(guān)來產(chǎn)生針對(duì)病人100而單獨(dú)定制且可作為未來反饋(例如， 未來警報(bào)和對(duì)環(huán)境控制系統(tǒng)的激活)的基礎(chǔ)的預(yù)測模型。可以調(diào)用自回歸移動(dòng)平均過程來 對(duì)觀察到的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模并產(chǎn)生預(yù)測模型。數(shù)據(jù)分析模塊440在用戶界面310上輸出呼吸健康數(shù)據(jù)，還可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)120 來發(fā)送呼吸健康數(shù)據(jù)以在臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130或家庭計(jì)算機(jī)140上輸出。輸出呼吸健康數(shù) 據(jù)可以包括目前健康數(shù)據(jù)，例如當(dāng)前喘息速率、爆裂音速率、脈搏速率、呼吸速率、呼吸量、 吸氣持續(xù)時(shí)間、呼氣持續(xù)時(shí)間、Sp02級(jí)別、空氣微粒級(jí)別、周圍環(huán)境溫度或相對(duì)濕度和/或 病人友好的呼吸健康分?jǐn)?shù)。輸出呼吸健康數(shù)據(jù)還可以包括健康趨勢數(shù)據(jù)，例如用于目前健 康數(shù)據(jù)的成分的上或下箭頭。響應(yīng)于呼吸健康數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析模塊440還產(chǎn)生并輸出呼吸健康警報(bào)和環(huán)境控制 消息。響應(yīng)于超過或低于所配置的警報(bào)和/或控制閾值的呼吸健康數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析模塊440 產(chǎn)生呼吸健康警報(bào)和/或環(huán)境控制消息?？梢越⒕瘓?bào)/控制閾值，以用于與針對(duì)單獨(dú)科學(xué) 參數(shù)的目前健康數(shù)據(jù)或健康趨勢數(shù)據(jù)(例如，當(dāng)前的喘息速率、爆裂音速率、脈搏速率、呼 吸速率、呼吸量、吸氣持續(xù)時(shí)間、呼氣持續(xù)時(shí)間、Sp02級(jí)別、空氣微粒級(jí)別、周圍環(huán)境溫度和 /或相對(duì)濕度或者它們的趨勢)、科學(xué)參數(shù)組或者病人友好的呼吸健康分?jǐn)?shù)的比較。例如， 如果病人友好的呼吸健康分?jǐn)?shù)低至1 (即，在1至5的標(biāo)度上，1是最低的)，則可以觸發(fā)警 報(bào)以使數(shù)據(jù)分析模塊440經(jīng)由用戶界面310向病人100輸出可聽和/或可視的呼吸健康警 報(bào)并且還發(fā)送呼吸健康警報(bào)以在臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130和/或家庭計(jì)算機(jī)140上輸出。作為 另一個(gè)示例，在環(huán)境控制系統(tǒng)150是通風(fēng)系統(tǒng)的情況下，如果空氣顆粒密度升至高于所配置的級(jí)別，則可以觸發(fā)控制以使數(shù)據(jù)分析模塊440向環(huán)境控制系統(tǒng)150發(fā)送指示該系統(tǒng)激 活的環(huán)境控制消息。響應(yīng)于病人的目前條件，環(huán)境控制系統(tǒng)150還可以自動(dòng)改變所配置的 級(jí)別。呼吸健康警報(bào)可以指示警報(bào)的原因(例如，“病人X呼吸健康分?jǐn)?shù)太低”)，還可以作 出具體推薦(例如，“停止跑動(dòng)”、“離開該環(huán)境”、“服藥“、” “去急診室”)。警報(bào)/控制閾值 可以由病人100通過在用戶界面310上輸入來在手持機(jī)110上配置，或可以由臨床醫(yī)生遠(yuǎn) 程配置。在其他實(shí)施例中，警報(bào)/控制閾值可以由數(shù)據(jù)分析模塊440通過將病人背景數(shù)據(jù) 應(yīng)用于在數(shù)據(jù)分析模塊440上操作的預(yù)測模型來自動(dòng)配置。響應(yīng)于接收到呼吸健康警報(bào)， 臨床醫(yī)生可以將目前健康數(shù)據(jù)和健康趨勢數(shù)據(jù)上載至臨床醫(yī)生計(jì)算機(jī)130，以用于詳細(xì)診 斷。在一些實(shí)施例中，除了上述呼吸健康警報(bào)/控制以外或者代替上述呼吸健康警報(bào) /控制，可以通過將呼吸健康數(shù)據(jù)應(yīng)用于在數(shù)據(jù)分析模塊440上操作的預(yù)測模型，來產(chǎn)生呼 吸健康警報(bào)和環(huán)境控制消息，其中，該數(shù)據(jù)分析模塊440使用病人背景數(shù)據(jù)、目前健康數(shù)據(jù) 和健康趨勢數(shù)據(jù)來連續(xù)計(jì)算哮喘攻擊的概率。如果計(jì)算出的概率超過概率閾值，則可以產(chǎn) 生呼吸健康警報(bào)或環(huán)境控制消息。圖5示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的用于呼吸健康自我監(jiān)測的方法。將臨床醫(yī)生輸 入上載至手持機(jī)110(505)，并將病人輸入輸入至手持機(jī)110(510)。臨床醫(yī)生輸入和病人輸 入包括例如病人背景數(shù)據(jù)、警報(bào)/控制閾值以及任何補(bǔ)充生理數(shù)據(jù)(例如，使用峰值流量 計(jì)獲得的肺性能數(shù)據(jù))。然后，手持機(jī)110經(jīng)由BAN 210來以有規(guī)律的間隔從監(jiān)測器220、 230、240、250獲取環(huán)境和生理數(shù)據(jù)(515)，并將所獲取的環(huán)境和生理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至必要的程 度。手持機(jī)110使用所獲取的環(huán)境和生理數(shù)據(jù)來產(chǎn)生目前健康數(shù)據(jù)(520)，并將該目前健康 數(shù)據(jù)添加至數(shù)據(jù)歷史(525)。目前健康數(shù)據(jù)包括例如科學(xué)參數(shù)值，例如當(dāng)前喘息速率、爆 裂音速率、脈搏速率、呼吸速率、呼吸量、吸氣持續(xù)時(shí)間、呼氣持續(xù)時(shí)間、Sp02級(jí)別、空氣微粒 級(jí)別、周圍環(huán)境溫度和相對(duì)濕度；以及病人友好的呼吸健康分?jǐn)?shù)。手持機(jī)110使用數(shù)據(jù)歷史 來產(chǎn)生健康趨勢數(shù)據(jù)(530)。健康趨勢數(shù)據(jù)包括例如與科學(xué)參數(shù)值相關(guān)聯(lián)的上或下箭頭。 手持機(jī)110輸出目前健康數(shù)據(jù)和健康趨勢數(shù)據(jù)(535)。手持機(jī)110執(zhí)行呼吸健康警報(bào)/控 制檢查(540)，并在指示了警報(bào)/控制的情況下輸出/發(fā)送呼吸健康警報(bào)和環(huán)境控制消息 (545)。手持機(jī)110還能夠基于病人100的條件的改變，來連續(xù)更新臨床醫(yī)生輸入和病人輸 入。手持機(jī)110還可以包括用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行用于呼吸健康自我監(jiān)測方法的 計(jì)算機(jī)程序。該控制程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)(例如光盤或磁盤)上。包含實(shí)現(xiàn)內(nèi)容處理設(shè)備的功能的內(nèi)容數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序在內(nèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)絕不限 于光盤(可以是⑶-ROM(緊致盤只讀存儲(chǔ)器)、MO (磁光盤)、MD (迷你盤)或DVD (數(shù)字通 用光盤))或者磁盤(可以是FD(軟盤)或硬盤)。這種存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括帶(例如磁 帶和盒帶)；卡存儲(chǔ)介質(zhì)(例如IC(集成電路)卡和光卡)；以及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(例如掩模 型只讀存儲(chǔ)器、EPROM(可擦除可編程ROM)、EEPROM(電可擦除可編程ROM)以及閃存ROM)。 然而，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要具有用于從這些存儲(chǔ)介質(zhì)中進(jìn)行檢索的讀出設(shè)備。本發(fā)明的其他實(shí)施例如下所述。一種用于在體現(xiàn)在手持機(jī)中的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行 的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下 步驟
接收從病人處收集的生理數(shù)據(jù)；接收環(huán)境數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)，產(chǎn)生所述病人的呼吸健康數(shù)據(jù)。一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有所述計(jì)算機(jī)程序。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以在不脫離本發(fā)明的精神或?qū)?質(zhì)特征的情況下， 以其他特定形式來體現(xiàn)本發(fā)明。例如在一些實(shí)施例中，手持機(jī)可以被不是手持的移動(dòng)電子 設(shè)備(例如筆記本計(jì)算機(jī))所替代。此外，盡管關(guān)于哮喘的管理描述了本發(fā)明，但本發(fā)明容 易適用于其他疾病，例如鼻炎。因此，本描述在所有方面都被視為示意性的而非限制性的。
因此，本描述在所有方面都被視為示意性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由所附 權(quán)利要求來指示，并且，落在本發(fā)明的等價(jià)物的意義上和范圍內(nèi)的所有改變都將被包括進(jìn) 來。
權(quán)利要求
一種用于呼吸健康自我監(jiān)測的方法，包括以下步驟接收從病人處收集的生理數(shù)據(jù)；接收環(huán)境數(shù)據(jù)；以及至少部分地基于所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)，產(chǎn)生所述病人的呼吸健康數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括在移動(dòng)電子 設(shè)備上以有規(guī)律的間隔接收的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述生理數(shù)據(jù)還包括在移動(dòng)電子設(shè)備上不定期 接收的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)還至少部分地基于靜態(tài)配置 的病人背景數(shù)據(jù)而產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，病人背景數(shù)據(jù)包括行為模式數(shù)據(jù)、共病性數(shù)據(jù)、 藥物數(shù)據(jù)、年齡數(shù)據(jù)、身高數(shù)據(jù)、體重?cái)?shù)據(jù)、性別數(shù)據(jù)、種族數(shù)據(jù)或遺傳背景數(shù)據(jù)中的至少一 個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)包括使用當(dāng)前生理數(shù)據(jù)和環(huán) 境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的目前健康數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)包括使用歷史生理數(shù)據(jù)和環(huán) 境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的健康趨勢數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)包括使用歷史生理數(shù)據(jù)和環(huán) 境數(shù)據(jù)產(chǎn)生的健康互相關(guān)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)，輸出呼吸 健康警報(bào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)，控制環(huán) 境控制系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用 于所述病人的預(yù)測模型。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生理數(shù)據(jù)包括肺音數(shù)據(jù)、血氧飽和度 (Sp02)數(shù)據(jù)或脈搏速率數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括空氣微粒數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)或 相對(duì)濕度數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括空氣微粒存在、類型或密度 數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)。
15.一種手持機(jī)，包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 ；以及與所述網(wǎng)絡(luò)接口以通信方式耦合的處理器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)接口適于經(jīng)由無線鏈路，以 有規(guī)律的間隔，接收來自至少一個(gè)生理監(jiān)測器的生理數(shù)據(jù)以及來自至少一個(gè)環(huán)境監(jiān)測器的 環(huán)境數(shù)據(jù)，并且，所述處理器適于至少部分地基于所述生理數(shù)據(jù)和所述環(huán)境數(shù)據(jù)，產(chǎn)生與所 述至少一個(gè)生理監(jiān)測器以操作方式耦合的病人的呼吸健康數(shù)據(jù)。
16.一種人體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(BAN)，包括與病人以操作方式耦合的至少一個(gè)生理監(jiān)測器；至少一個(gè)環(huán)境監(jiān)測器；以及與所述生理監(jiān)測器和所述環(huán)境監(jiān)測器以通信方式耦合的手持機(jī)，其中，所述手持機(jī)至 少部分地基于生理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，產(chǎn)生所述病人的呼吸健康數(shù)據(jù)，所述生理數(shù)據(jù)和所述 環(huán)境數(shù)據(jù)是由所述手持機(jī)以有規(guī)律的間隔從所述生理監(jiān)測器和所述環(huán)境監(jiān)測器獲取的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的BAN，其中，所述呼吸健康數(shù)據(jù)還至少部分地基于靜態(tài)配置 在所述手持機(jī)上的病人背景數(shù)據(jù)而產(chǎn)生。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的BAN，其中，所述手持機(jī)在所述手持機(jī)的用戶界面上輸出所 述呼吸健康數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的BAN，其中，所述手持機(jī)響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)輸出呼吸 健康警報(bào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的BAN，其中，所述手持機(jī)響應(yīng)于所述呼吸健康數(shù)據(jù)發(fā)送來自 所述手持機(jī)的環(huán)境控制消息。
全文摘要
本發(fā)明提供了在呼吸健康的連續(xù)自我監(jiān)測中使用的方法和系統(tǒng)以及與其一起使用的組件。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)及其相關(guān)組件通過提供考慮了環(huán)境、生理和病人背景數(shù)據(jù)的、連續(xù)的且不引人注意的監(jiān)測，來改進(jìn)呼吸健康自我監(jiān)測中的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)，并能夠產(chǎn)生一系列呼吸健康保養(yǎng)響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)利用了隨處可見的手持電子設(shè)備來進(jìn)行呼吸健康自我監(jiān)測，該手持電子設(shè)備例如是蜂窩電話和個(gè)人數(shù)據(jù)助理PDA。
文檔編號(hào)A61B5/11GK101835417SQ20088011290
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者迪帕克·V·阿亞加里, 陳維聰 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社