用于遠(yuǎn)程疾病管理的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于遠(yuǎn)程疾病管理的設(shè)備和方法。所述設(shè)備包括：傳感器，具有用于確定測量的生物信號是否具有正常波形的第一確定單元；發(fā)送器，用于在確定生物信號具有異常波形時(shí)將所述生物信號發(fā)送到服務(wù)器。
【專利說明】用于遠(yuǎn)程疾病管理的設(shè)備和方法
[0001]本申請要求于2012年11月16日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2012-0130049號韓國專利申請的權(quán)益，為了一切目的，其全部公開通過引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]以下描述涉及一種用于遠(yuǎn)程管理有心臟病(包括慢性心臟病)的患者并精確管理患者的心律失常的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，可通過監(jiān)測心電信號(即，心電圖(ECG))來檢測有心臟病的患者的心臟中的異常。在一般醫(yī)院中，可在現(xiàn)場執(zhí)行在大約兩分鐘或三分鐘的時(shí)間段內(nèi)的ECG測試。作為結(jié)果，可監(jiān)測患者的情況并且可診斷異常是否存在。通常，針對經(jīng)歷異常的患者的精確ECG測試應(yīng)該引起正被呈現(xiàn)的異常ECG。
[0004]然而，由于有心臟病的患者會在不同時(shí)間段經(jīng)歷異常，因此難以確定何時(shí)異常將發(fā)生以及何時(shí)將產(chǎn)生異常信號。因此，通過僅基于心臟活動的短期取樣的上述測試難以收到精確診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)總的方面，提供一種用于遠(yuǎn)程管理疾病的設(shè)備，所述設(shè)備包括:傳感器，具有被配置用于確定測量的生物信號是否具有正常波形的第一確定單元以及被配置用于響應(yīng)于被確定具有異常波形的生物信號來發(fā)送生物信號的發(fā)送器；服務(wù)器，被配置用于接收發(fā)送的生物信號。
[0006]服務(wù)器可包括: 第二確定單元，被配置用于確定與生物信號相應(yīng)的疾病的類型。
[0007]生物信號可以是心電圖(ECG)，第二確定單元可被配置用于確定與ECG相應(yīng)的心律失常的類型。
[0008]所述設(shè)備可包括具有顯示單元的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可被配置用于從傳感器接收生物信號并將生物信號傳輸?shù)椒?wù)器，顯示單元可被配置用于顯示生物信號。
[0009]服務(wù)器可被配置用于將ECG和心律失常類型信息發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員。
[0010]服務(wù)器可還被配置用于將生物信號發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員，從醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員接收診斷結(jié)果，將診斷結(jié)果發(fā)送到網(wǎng)關(guān)；網(wǎng)關(guān)可還被配置用于接收診斷結(jié)果；顯示單元可還被配置用于顯示診斷結(jié)果。
[0011]第一確定單元可還被配置用于基于ECG的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定ECG是否具有正常波形。
[0012]發(fā)送器可還被配置用于僅發(fā)送ECG的區(qū)間，第二確定單元可還被配置用于基于發(fā)送的區(qū)間的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定心律失常的類型。
[0013]發(fā)送器可還被配置用于僅發(fā)送ECG的區(qū)間，所述區(qū)間可僅包括顯示心律失常的ECG的一部分和在所述部分之前、之后的兩分鐘。
[0014]在另一總的方面，提供一種遠(yuǎn)程管理疾病的方法，所述方法包括:確定測量的生物信號是否具有正常波形；響應(yīng)于被確定具有異常波形的生物信號來發(fā)送所述生物信號；接收發(fā)送的生物信號。
[0015]生物信號可以是心電圖(ECG)，所述方法可還包括:使用服務(wù)器來確定與ECG相應(yīng)的心律失常的類型。
[0016]確定測量的生物信號是否具有正常波形的處理可包括:基于ECG的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定ECG是否具有正常波形。
[0017]確定測量的生物信號是否具有正常波形的處理可包括:基于ECG的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定ECG是否具有正常波形。
[0018]發(fā)送所述生物信號的處理可包括:僅發(fā)送ECG的區(qū)間；確定心律失常的類型的處理可基于發(fā)送的區(qū)間的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)。
[0019]發(fā)送所述生物信號的處理可包括:僅發(fā)送ECG的區(qū)間；確定心律失常的類型的處理可基于ECG的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)。
[0020]所述方 法可還包括:將心律失常類型信息發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員。
[0021]所述方法可還包括:從醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員接收診斷結(jié)果；顯示診斷結(jié)果。
[0022]發(fā)送所述生物信號的處理可包括:僅發(fā)送ECG的區(qū)間；發(fā)送的區(qū)間可僅包括顯示心律失常的ECG的一部分和在所述部分之前、之后的兩分鐘；所述方法可還包括:顯示發(fā)送的區(qū)間。
[0023]在另一總的方面，提供一種存儲用于控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述方法的程序的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
[0024]在另一總的方面，提供一種用于遠(yuǎn)程管理疾病的無線傳感器，所述無線傳感器包括:第一確定單元，被配置用于確定測量的生物信號是否具有正常波形；發(fā)送器，被配置用于響應(yīng)于被確定具有異常波形的生物信號來將生物信號無線發(fā)送到被配置用于確定疾病的類型的第二確定單元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示出用于使用霍爾特監(jiān)測儀(Holter monitor)來管理心臟病的設(shè)備的示例的示圖。
[0026]圖2是示出用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動發(fā)送的遠(yuǎn)程管理的心臟病管理系統(tǒng)的示例的示圖。
[0027]圖3是示出針對心臟病的管理的數(shù)據(jù)的示例的示圖。
[0028]圖4是示出心臟病管理設(shè)備的配置的示例的示圖。
[0029]圖5是示出管理心臟病的方法的示例的流程圖。
[0030]圖6是示出用于確定是否存在心臟病的心電圖(ECG)的示例的示圖。
[0031]圖7是示出用于管理心臟病的設(shè)備的配置的示例的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]提供以下詳細(xì)描述以幫助讀者獲得對在此描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面理解。然而，在此描述的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法的各種改變、修改和等同物對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是清楚的。此外，為了更加清晰和簡潔，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的功能和構(gòu)造的描述可被省略。
[0033]貫穿附圖和詳細(xì)描述，相同的附圖標(biāo)號指示相同的元件。附圖可不按比例縮放，并且為了清晰、說明和便利，在附圖中的元件的相對大小、比例和描述可被夸大。
[0034]可按照不同形式來實(shí)施在此描述的特征并且所述特征將不被理解為限于在此描述的示例。更確切地，已經(jīng)提供在此描述的示例，使得本公開將是徹底的和完整的并將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員傳達(dá)本公開的全部范圍。圖1示出用于使用霍爾特監(jiān)測儀120來管理心臟病的設(shè)備的示例。例如，可如圖1所示來配置用于使用霍爾特監(jiān)測儀120來24小時(shí)管理心臟病的設(shè)備。
[0035]在本示例中，可將霍爾特監(jiān)測儀120附加到被懷疑有心臟異常的患者110，可將在患者110的日?；顒悠陂g的24小時(shí)內(nèi)的患者110的心電圖(ECG)存儲在霍爾特監(jiān)測儀120中。當(dāng)患者110去醫(yī)院并移交存儲ECG的霍爾特監(jiān)測儀120時(shí)，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)140可使用個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)130來檢查患者110的全部數(shù)據(jù)，其中，經(jīng)由通用串行總線(USB)或其它存儲裝置來將數(shù)據(jù)下載到PC130。作為結(jié)果，可確定心臟異常是否存在。
[0036]然而，使用以上霍爾特監(jiān)測儀120的方法可導(dǎo)致患者需要多次去醫(yī)院的問題。此外，在現(xiàn)場的醫(yī)療團(tuán)隊(duì)會需要特別的努力、時(shí)間和成本以檢查在24小時(shí)的時(shí)間段收集的數(shù)據(jù)。
[0037]圖2示出用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動發(fā)送和發(fā)送的數(shù)據(jù)的診斷的遠(yuǎn)程管理的心臟病管理系統(tǒng)的示例。
[0038]參照圖2，可將傳感器220附加到有心臟病的患者210。傳感器220可在24小時(shí)內(nèi)測量數(shù)據(jù)。在日?；顒悠陂g，可通過使用無線傳輸技術(shù)的終端230將產(chǎn)生的ECG數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到服務(wù)器231?？蓪CG數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器231中。另外，服務(wù)器231可使用ECG數(shù)據(jù)來自動分析患者的狀態(tài)并將緊急信息通知醫(yī)療團(tuán)隊(duì)240和患者210。例如，當(dāng)檢測到心臟異常時(shí)，所述服務(wù)器可通知醫(yī)療團(tuán)隊(duì)240和患者210。
[0039]在示例中，服務(wù)器231可將全部收集的ECG數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)240而不分析患者210的狀態(tài)。因此，可將全部收集的ECG數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)240以提供患者的心臟活動的實(shí)時(shí)監(jiān)測。在本示例中，由醫(yī)療團(tuán)隊(duì)240使用的終端可處理所述數(shù)據(jù)并基于患者210的狀態(tài)來提供告警。在另一示例中，服務(wù)器231可將分析的數(shù)據(jù)或所有數(shù)據(jù)發(fā)送到另一經(jīng)授權(quán)的終端。例如，服務(wù)器231可將ECG數(shù)據(jù)發(fā)送到經(jīng)授權(quán)的家庭成員或護(hù)理人員?？蓪⑺鰯?shù)據(jù)加密，僅允許經(jīng)授權(quán)的用戶訪問ECG數(shù)據(jù)。
[0040]在這些示例中，由于在24小時(shí)時(shí)間段將患者210的ECG信號發(fā)送到服務(wù)器231，因此會需要傳感器230和服務(wù)器231 —直相互通信。這會導(dǎo)致傳感器230的大量電能消耗。在本示例中，也可增加傳感器231的電池容量。
[0041]圖3示出針對心臟病的管理而收集的數(shù)據(jù)的示例。為了管理心臟病，例如心律失常，可分析在心律失常發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)之前和之后獲得的數(shù)據(jù)。可確定在心律失常發(fā)生之前產(chǎn)生的波形321和在心律失常發(fā)生之后產(chǎn)生的波形322的類型和頻率，并且可診斷患者的狀況。
[0042]如圖3所示，針對心臟病的管理的數(shù)據(jù)可包括由患者的心律失常引起的波形310表示的預(yù)定區(qū)間的異常信號或心律失常波形310以及波形321和波形322。例如，可分析包括在心律失常波形310的產(chǎn)生之前和之后的2分鐘的數(shù)據(jù)；然而，將被分析的預(yù)定區(qū)域可不限于此。
[0043]在有心律失常的患者的示例中，在與24小時(shí)時(shí)間段相應(yīng)的波形340中，心律失?？砂l(fā)生至少一次、兩次或多次。因此，僅與異常心臟活動相應(yīng)的波形340的一部分或多個(gè)部分會需要由醫(yī)療團(tuán)隊(duì)檢查。在許多情況下，正常波形331和332可不需要被傳輸?shù)结t(yī)療團(tuán)隊(duì)，或者可不需要數(shù)據(jù)傳輸。因此，通過減少以上不必要的數(shù)據(jù)并僅篩選需要的信息來有效管理有心臟病的患者是可能的。
[0044]圖4示出心臟病管理設(shè)備的配置的示例。參照圖4，所述疾病管理設(shè)備包括ECG傳感器單元410、網(wǎng)關(guān)420和服務(wù)器430。
[0045]在本示例中，ECG傳感器單元410使用ECG測量單元411測量正常波形或心律失常波形。將具有測量的波形的信號存儲在ECG存儲單元412中。在示例中，可將范圍在心律失常發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)之前或之后的大約兩分鐘之內(nèi)的數(shù)據(jù)在被確定之后存儲在ECG存儲單元412中。另外，可將全部測量的數(shù)據(jù)存儲在存儲單元412中。
[0046]例如，可將由測量單元411測量的ECG信號存儲在存儲單元412中，可由初級確定單元414確定測量的信號是正常信號還是異常信號。可使用R波形的基于ECG的節(jié)律以及是否存在測量的ECG信號的特征點(diǎn)來確定測量的ECG信號具有正常波形還是異常波形。將參照圖5和圖6來進(jìn)一步描述確定測量的ECG信號具有正常波形還是異常波形的操作。
[0047]在本示例中，當(dāng)由初級確定單元414確定測量的信號具有異常波形時(shí)，可通過發(fā)送器413將信號的預(yù)定區(qū)間發(fā)送到網(wǎng)關(guān)420。預(yù)定區(qū)間的信號(“異常信號”)可以是由初級確定單元414確定具有異常波形的ECG信號，并且可包括與在異常波形之前或之后的兩分鐘相應(yīng)的數(shù)據(jù)?？蓪⑺鰯?shù)據(jù)存儲在ECG存儲單元412中。由于可僅發(fā)送需要被分析的數(shù)據(jù)，因此可有效管理數(shù)據(jù)發(fā)送。`
[0048]在本示例中，網(wǎng)關(guān)420通過網(wǎng)關(guān)420的接收器421接收異常信號并在網(wǎng)關(guān)420的顯示單元424上顯示波形以通知用戶異常的發(fā)生。另外，網(wǎng)關(guān)420通過網(wǎng)關(guān)420的發(fā)送器422將異常信號發(fā)送到服務(wù)器430。
[0049]例如，服務(wù)器430通過服務(wù)器430的接收器431接收異常信號。服務(wù)器430可被設(shè)置在執(zhí)行心臟病管理服務(wù)的醫(yī)院或服務(wù)機(jī)構(gòu)中。在本示例中，異常信號被存儲在服務(wù)器430的存儲單元432中并由服務(wù)器430的控制器433來控制。由于異常信號可不包括關(guān)于異常信號是否與心律失常相應(yīng)的信息或關(guān)于心律失常的類型的信息，因此會需要醫(yī)療團(tuán)隊(duì)來檢查并分析全部異常信號。因此，會需要大量的時(shí)間和努力來檢查并分析從有心臟病的大量患者發(fā)送的數(shù)據(jù)。為了防止資源的浪費(fèi)，服務(wù)器430的次級確定單元434執(zhí)行將在以下描述的操作。
[0050]在本示例中，次級確定單元434基于輸入的異常信號的特征點(diǎn)和節(jié)律來確定輸入的異常信號是否實(shí)際表示心律失常波形。另外，當(dāng)確定輸入的異常信號表示心律失常波形時(shí)，次級確定單元434可自動確定與輸入的信號相應(yīng)的心律失常的類型。上述操作可提供分類以支持由醫(yī)療團(tuán)隊(duì)執(zhí)行的檢查和分析操作。應(yīng)理解:初級確定單元414和次級確定單元434也可被稱之為第一確定單元414和第二確定單元434。將參照圖6來進(jìn)一步描述用于確定心律失常的類型的操作的示例。[0051]在本示例中，由次級確定單元434獲得的關(guān)于心律失常的類型的信息可連同異常信號一起被發(fā)送到或顯示給醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440。通過服務(wù)器430的發(fā)送器435來發(fā)送所述信息和信號。醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440基于發(fā)送或顯示的心律失常類型信息來診斷異常信號。在心律失常類型信息不存在的示例中，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440會需要大量時(shí)間和努力來分析心律失常的類型。在顯示心律失常類型信息的另一示例中，心律失常類型信息在分析心律失常的類型中可以是有用的。因此，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440可容易分析異常信號的心律失常波形并可在短時(shí)間內(nèi)管理大量患者。這實(shí)現(xiàn)了更高的效率和更精確的診斷。
[0052]在本示例中，一旦執(zhí)行了心律失常診斷，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440就根據(jù)基于分析的數(shù)據(jù)的患者的情況來提供反饋。如果診斷出嚴(yán)重心律失常，則醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440可請求患者去醫(yī)院。如果僅診斷出輕微心律失常，則醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440可告警患者注意。醫(yī)療團(tuán)隊(duì)440通過服務(wù)器430的接收器436和發(fā)送器437來將作為反饋的分析結(jié)果發(fā)送到網(wǎng)關(guān)420的接收器423。另外，反饋顯示在顯示單元424上,使得患者可執(zhí)行適當(dāng)動作。
[0053]圖5示出管理心臟病的方法的示例。
[0054]參照圖5，在510，測量有心臟病的患者的ECG信號。在521，由處理器確定測量的ECG信號是正常信號還是異常信號。在522，在確定測量的ECG信號是異常信號的示例中，在523將與在心律失常發(fā)生之前和之后的預(yù)定區(qū)間相應(yīng)的異常信號的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。
[0055]例如，在521，可通過計(jì)算在信號的波形之間的區(qū)間來計(jì)算心率。此外，可基于信號的單個(gè)提取的波形的形狀來診斷心律失常。在本示例中，ECG信號的單個(gè)提取的波形包括從等電位線突出的五個(gè)峰值。這些峰值包括如圖6所示的P波形610、Q波形620、R波形631和632、S波形640和T波形650。每次心臟收縮時(shí)產(chǎn)生單個(gè)波形?？蓮钠渌ㄐ沃袡z測到具有最大振幅的R波形631和632，并且可提取信號的單個(gè)波形。
`[0056]在531，由網(wǎng)關(guān)將異常信號顯示給用戶。在532，將包括異常數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器。
[0057]在本示例中，次級確定和到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)的發(fā)送可在操作541-543被執(zhí)行。在541，處理器確定發(fā)送到服務(wù)器的異常信號是否實(shí)際表示異常波形并確定在異常波形中的心律失常的類型。在542，將通過操作541獲得的心律失常類型信息與異常信號同步以進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，在543，將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)。
[0058]在本示例中，在操作551，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)使用接收到的異常信號和接收到的心律失常類型信息來分析并診斷異常信號的波形。在552，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)基于診斷結(jié)果輸入反饋并將反饋發(fā)送到服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)，在553，在網(wǎng)關(guān)中將診斷的分析結(jié)果顯示給用戶，使得用戶基于診斷結(jié)果來執(zhí)行動作。
[0059]圖6示出用于確定心臟病是否存在的ECG的示例。參照圖6，ECG的單個(gè)波形包括，例如，P波形610、Q波形620、R波形631和632、S波形640和T波形650。
[0060]在本示例中，由服務(wù)器的次級確定單元執(zhí)行的次級確定使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定異常信號是否指示心律失常。此外，可確定異常信號的心律失常的類型。
[0061]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表示由使用由連接線連接的大量人工神經(jīng)元來復(fù)制生物系統(tǒng)的計(jì)算能力的軟件或硬件實(shí)施的操作模型。在本示例的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，可使用通過簡化生物神經(jīng)元的功能而獲得的人工神經(jīng)元。另外，可經(jīng)由具有連接強(qiáng)度的連接線來相互連接人工神經(jīng)元。因此，可執(zhí)行人類的識別和學(xué)習(xí)處理。連接強(qiáng)度可以是連接線的特征值并且可被稱之為連接權(quán)?？蓪⑷斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)劃分為監(jiān)督式學(xué)習(xí)和非監(jiān)督式學(xué)習(xí)。
[0062]在監(jiān)督式學(xué)習(xí)中，可將輸入數(shù)據(jù)和相應(yīng)輸出數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并更新連接線的連接強(qiáng)度，使得輸出數(shù)據(jù)被輸出。典型學(xué)習(xí)算法可包括，例如，Delta規(guī)則和反向傳播學(xué)習(xí)。
[0063]在非監(jiān)督式學(xué)習(xí)中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在沒有期望值的情況下，僅使用輸入數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)連接強(qiáng)度。在本示例中，可通過在輸入樣式之間的相關(guān)性來更新連接權(quán)。
[0064]在示例中，可將樣式分類方案應(yīng)用于用于確定疾病的醫(yī)療裝置。例如，測量通過醫(yī)療裝置輸入的患者的帶電體(electrical body)信號，測量的信號的樣式被分類以確定疾病。帶電體信號可包括，例如，ECG、腦電圖(EEG)、肌電圖(EMG)等。
[0065]在本示例中，可從輸入的異常信號中提取ECG信號的特征?？蓪CG信號用于確定是否發(fā)生從心臟到電極的傳導(dǎo)系統(tǒng)的異常以及是否存在疾病。
[0066]參照圖6，從ECG信號中提取的特征點(diǎn)包括心率、QRS持續(xù)時(shí)間624、PR區(qū)間612、QT區(qū)間625、T波形的類型等?？芍芷谛缘靥崛∷鲂盘柕奶卣鼽c(diǎn)，心率、QRS持續(xù)時(shí)間624、PR區(qū)間612、QT區(qū)間625、T波形的類型可以是ECG信號的形態(tài)特征。
[0067]在本示例中，通過以規(guī)則區(qū)間提取最大電壓值來確定R波形631和632的峰值。提取R波形與基線相交的兩個(gè)點(diǎn)以確定QRS復(fù)合波的起點(diǎn)和終點(diǎn)。提取在QRS復(fù)合波的左側(cè)上的具有最大電壓值的點(diǎn)以確定P波形610的峰值。提取在QRS復(fù)合波的右側(cè)上的最大值和最小值中的與基線具有大的差別的值以確定T波形650的峰值。提取在P波形的峰值的左側(cè)的基線上的點(diǎn)以確定P波形的起點(diǎn)，提取在T波形的峰值的右側(cè)的基線上的點(diǎn)以確定T波形的終點(diǎn)。
[0068]另外，提取在R波形631的峰值的左側(cè)和右側(cè)的具有最小電壓值的點(diǎn)以分別確定Q波形620的峰值和S波形640 的峰值。提取在Q波形620的峰值的左側(cè)的信號與基線第一次相交的點(diǎn)以確定Q波形620的起點(diǎn)。提取在S波形640的峰值的右側(cè)的信號與基線第一次相交的點(diǎn)以確定S波形640的終點(diǎn)。可通過確定從P波形的起點(diǎn)到QRS復(fù)合波的起點(diǎn)的距離來獲得PR區(qū)間，通過確定從QRS復(fù)合波的起點(diǎn)到T波形的終點(diǎn)的距離來獲得QT區(qū)間。此外，通過確定從Q波形的起點(diǎn)到S波形的終點(diǎn)的距離來獲得QRS持續(xù)時(shí)間?？蓪⒒颊叩男穆视糜谧R別如圖6所示的基本波形每分鐘存在的次數(shù)。另外，可將T波形的類型用于指示T波形的峰值的方向。
[0069]在本示例中，次級確定單元使用ECG信號的形態(tài)特征來提取特征點(diǎn)。在正常ECG信號中，PR區(qū)間通常是0.6秒(s)至Is。在本示例中，每0.8s發(fā)現(xiàn)R波形。對于一些類型的心律失常(諸如動脈和心動過緩)，對于一些區(qū)間可完全不產(chǎn)生R波形。因此，當(dāng)每0.8s發(fā)現(xiàn)電壓峰值時(shí)，會將在正常R波形實(shí)際不存在的區(qū)間內(nèi)的峰值電壓不正確地確定為R波形。因此，對于本示例，可應(yīng)用預(yù)定閾值，使得如果提取的R波形的振幅未超過預(yù)定閾值，則可不將提取的R波形識別為R波形?？蓪⑻崛波形的方案用于由初級確定單元確定測量的ECG /[目號是正常彳目號還是異常/[目號。
[0070]在示例中，也提取Q波形和S波形?；谔崛〉腞波形的峰值，Q波形的峰值和S波形的峰值可分別具有在R波形的左側(cè)和右側(cè)的最小電壓值?；谛盘柕念愋?，Q波形和S波形可不存在，可僅發(fā)現(xiàn)R波形存在。在那個(gè)示例中，將R波形與基線相交的兩個(gè)點(diǎn)確定為QRS復(fù)合波的起點(diǎn)和終點(diǎn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)Q波形和S波形時(shí)，可獲得從Q波形的起點(diǎn)到S波形的終點(diǎn)的距離，并且所述距離可與QRS持續(xù)時(shí)間相應(yīng)。在本示例中，當(dāng)QRS持續(xù)時(shí)間等于或長于0.12s時(shí)，檢測到異常QRS持續(xù)時(shí)間并且可診斷右束支傳導(dǎo)阻滯(RBBB)或左束支傳導(dǎo)阻滯(LBBB)。
[0071 ] 在示例中，也提取P波形和T波形。P波形的曲線具有朝上的峰值，因此，所述峰值與在QRS復(fù)合波的起點(diǎn)的左側(cè)的具有最大電壓值的點(diǎn)相應(yīng)。P波形的起點(diǎn)和終點(diǎn)可分別與在P波形的峰值的左側(cè)和右側(cè)的基線上的點(diǎn)相應(yīng)。在T波形中，正常波形的峰值朝上。然而，在LBBB的曲線中，峰值可朝下。因此，T波形的峰值可與在QRS復(fù)合波的終點(diǎn)的右側(cè)的最大值和最小值中的具有大的差別的值相應(yīng)?？蓮奶崛〉狞c(diǎn)的左側(cè)和右側(cè)發(fā)現(xiàn)與基線交匯的兩個(gè)點(diǎn)，因此，可發(fā)現(xiàn)T波形的起點(diǎn)和終點(diǎn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)P波形和T波形時(shí)，可使用從P波形的起點(diǎn)到QRS復(fù)合波的起點(diǎn)的距離來獲得PR區(qū)間，可使用從QRS復(fù)合波的起點(diǎn)到T波形的終點(diǎn)的距離來獲得QT區(qū)間。
[0072]可將提取的ECG特征點(diǎn)和相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。可基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值來確定心律失常的類型。
[0073]例如，次級確定單元可使用從ECG-MIT-BIH數(shù)據(jù)庫接收到的ECG數(shù)據(jù)來執(zhí)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)。ECG-MIT-BIH DB是被用于診斷心律失常的心電圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。也就是說，ECG-MIT-BIH DB指示從有特定類型的心律失常的人體獲得的心電圖信號的數(shù)據(jù)庫并存儲心電圖信號與心律失常的類型之間的對應(yīng)。在本示例中，ECG-MIT-BIH DB是被用于診斷心律失常的ECG數(shù)據(jù)。ECG-MIT-BIH DB可表示從有預(yù)定心律失常的人體獲得的ECG信號。當(dāng)表示這樣的ECG信號時(shí)，可存儲心律失常的類型。
[0074]從ECG-MIT-BIH DB接收到的ECG數(shù)據(jù)可以是關(guān)于從多個(gè)人體測量的ECG信號的信息，因此，輸入數(shù)據(jù)和輸出值兩者都可以是已知的。例如，輸入數(shù)據(jù)可以是從ECG信號中提取的值，輸出值可以是基于心律失常的類型的值。因此，由于輸入ECG數(shù)據(jù)的輸出值可以是預(yù)先已知的，因此人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)`的學(xué)習(xí)可與監(jiān)督式學(xué)習(xí)相應(yīng)。因此，可使用從ECG-MIT-BIHDB接收到的ECG數(shù)據(jù)來教導(dǎo)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并且可預(yù)先確定連接強(qiáng)度。
[0075]另外，次級確定單元可接收與提取的特征點(diǎn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)并可基于接收到的數(shù)據(jù)來確定心律失常的類型?？墒褂萌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值來確定心律失常的類型。
[0076]在本示例中，可使用提取的數(shù)據(jù)和輸出值來更新預(yù)定連接線的連接強(qiáng)度。輸出值可被假設(shè)為指示確定的心律失常的類型的結(jié)果值，并且可更新預(yù)定連接線的連接強(qiáng)度。由于可使用單個(gè)ECG信號來更新網(wǎng)絡(luò)的主要組件的連接強(qiáng)度，因此網(wǎng)絡(luò)可具有針對特定個(gè)人而優(yōu)化的連接強(qiáng)度。由于可基于針對個(gè)人而優(yōu)化的連接強(qiáng)度來將信號分類，因此可清晰執(zhí)行個(gè)人的心律失常的分類。因此，基于個(gè)人的信號，個(gè)人可檢查心律失常的類型，例如，心房顫動、心房撲動、室性心動過速等。
[0077]例如，當(dāng)響應(yīng)于從特征點(diǎn)提取的第一數(shù)據(jù)的輸入而輸出值[0.89,0.77]時(shí)，輸出值[0.89，0.77]可與心房顫動相應(yīng)。另外，指示心房顫動的結(jié)果值可以是[1，I]。在本示例中，次級確定單元可將第一數(shù)據(jù)輸入到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層并更新預(yù)定連接線的連接強(qiáng)度，使得[1，I]是輸出值。以上處理可使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠具有適合于個(gè)人的ECG信號的連接強(qiáng)度。因此，可通過重復(fù)執(zhí)行以上處理來精確執(zhí)行針對個(gè)人的ECG信號的心律失常分類。
[0078]圖7示出用于管理心臟病的設(shè)備的配置的示例。可減少由ECG傳感器單元710用于24小時(shí)監(jiān)視患者所消耗的電量。此外，可減少由醫(yī)療團(tuán)隊(duì)分析數(shù)據(jù)所需的時(shí)間和成本。
[0079]在本示例中，首先由ECG傳感器單元710來分析ECG信號是否是正常信號。當(dāng)確定ECG信號是異常信號時(shí)，可通過網(wǎng)關(guān)720將包括發(fā)生心律失常的點(diǎn)的信號的預(yù)定區(qū)間發(fā)送到服務(wù)器730。在本示例中，網(wǎng)關(guān)720可與ECG傳感器單元710進(jìn)行無線通信。
[0080]其次，服務(wù)器730分析異常信號并確定心律失常是否發(fā)生。當(dāng)確定心律失常發(fā)生時(shí)，將自動確定心律失常的類型。因此，可將組合異常信號和心律失常類型信息的數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)740。醫(yī)療團(tuán)隊(duì)740可提供作為反饋的通過基于心律失常類型信息診斷異常信號而獲得的結(jié)果。經(jīng)由服務(wù)器730將該結(jié)果發(fā)送到網(wǎng)關(guān)720。
[0081]為了在24小時(shí)的時(shí)間段內(nèi)有效監(jiān)視ECG信號，傳感器710可首先分析患者的ECG并確定患者是處于正常狀態(tài)還是異常狀態(tài)?；谠摲治?，傳感器710可僅在必要的情況下將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器730 ;例如，當(dāng)檢測到異常狀態(tài)時(shí)。因此，允許更小尺寸和更便利的傳感器710的使用，減少傳感器710的電能消耗是可能的。
[0082]另外，可通過確定心律失常的類型并將結(jié)果顯示給醫(yī)療團(tuán)隊(duì)740來自動分析通過初級分析的將由醫(yī)療團(tuán)隊(duì)740分析的異常信號。因此，將有用信息提供給醫(yī)療團(tuán)隊(duì)740以最終確定患者的狀況。減少由醫(yī)療團(tuán)隊(duì)分析數(shù)據(jù)所需的時(shí)間和成本，并且醫(yī)療團(tuán)隊(duì)可更精確地分析ECG信號。因此，有效地管理心臟病是可能的。
[0083]雖然已經(jīng)描述用于遠(yuǎn)程管理有心臟病(諸如心律失常)的患者的設(shè)備和方法，但是可基于監(jiān)視的ECG信號來管理其它心臟病。此外，可通過監(jiān)視其它類型的生物信號來將所述設(shè)備和方法用于監(jiān)視并管理有其它疾病的患者。例如，可通過監(jiān)視肌電圖(EMG)信號來管理肌肉骨骼疾病。 類似地，可通過監(jiān)視腦電圖(EEG)信號或腦磁圖(MEG)信號來管理與大腦活動相關(guān)的疾病。此外，可將眼電圖(EOG)用于監(jiān)視眼部疾病并且可將皮膚電反應(yīng)(GSR)信號用于監(jiān)視皮膚病。
[0084]可使用一個(gè)或多個(gè)硬件組件或者一個(gè)或多個(gè)硬件組件和一個(gè)或多個(gè)軟件組件的組合來實(shí)施上述霍爾特監(jiān)測儀、個(gè)人計(jì)算機(jī)、傳感器、終端、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器。硬件組件可以是，例如，物理地執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作的物理裝置，但不限于此。硬件組件的示例包括控制器、麥克風(fēng)、放大器、低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和處理
>J-U ρ?α裝直。
[0085]可使用如下的一個(gè)或多個(gè)通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)來實(shí)施處理裝置:諸如，例如，處理器、控制器和算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號處理器、微型計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或能夠運(yùn)行軟件或執(zhí)行指令的任何其它裝置。處理裝置可運(yùn)行操作系統(tǒng)(OS)并可運(yùn)行在OS下運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用。處理裝置可在運(yùn)行軟件或執(zhí)行指令時(shí)訪問、存儲、操作、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為簡單起見，雖然可將單數(shù)的術(shù)語“處理裝置”用于描述中，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解:處理裝置可包括多個(gè)處理元件和多種類型的處理元件。例如，處理裝置可包括一個(gè)或多個(gè)處理器或者一個(gè)或多個(gè)處理器和一個(gè)或多個(gè)控制器。另外，不同處理配置是可能的，諸如并行處理器或多核處理器。
[0086]用于控制處理裝置(諸如在圖5和圖6中所描述的那些處理裝置)以實(shí)施軟件組件的軟件或指令可包括用于獨(dú)立地或共同地指示或配置處理裝置以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)期望操作的計(jì)算機(jī)程序、一段代碼、指令或它們的一些組合。軟件或指令可包括可由處理裝置直接執(zhí)行的機(jī)器代碼(諸如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼)和/或可由處理裝置使用解釋器來執(zhí)行的更高級代碼。可在任何類型的機(jī)器、組件、物理或虛擬裝備、計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)或裝置或能夠?qū)⒅噶罨驍?shù)據(jù)提供給處理裝置或由處理裝置解釋的傳播信號波中永久地或臨時(shí)地實(shí)施所述軟件或指令以及任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。也可將所述軟件或指令以及任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分布在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得按照分布方式來存儲并執(zhí)行所述軟件或指令以及任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0087]例如，可將所述軟件或指令以及任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄、存儲或固定在一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)可以是能夠存儲所述軟件或指令以及任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何數(shù)據(jù)存儲裝置，使得它們可被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或處理裝置讀取。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、閃存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁帶、軟盤、磁光數(shù)據(jù)存儲裝置、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置、硬盤、固態(tài)盤或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
[0088]可由所述示例所屬領(lǐng)域的程序員基于附圖和在此提供的它們的相應(yīng)描述來容易地構(gòu)建用于實(shí)施在此公開的示例的功能程序、代碼和代碼段。
[0089]雖然本公開包括特定示例，但是將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚的是:在不脫離權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍的情況下，可在這些示例中做出在形式和細(xì)節(jié)中的各種改變。在此描述的示例將被理解為僅是描述性的而并非為了限制的目的。在每個(gè)示例中的特征和方面的描述將被理解為可被應(yīng)用于在其它示例中的相似特征或方面。如果按照不同順序執(zhí)行描述的技術(shù)，和/或如果按照不同方式組合在描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件和/或由其它組件或其等同物來替代或補(bǔ)充在描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件，則可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。因此，不由詳細(xì)描述來限定本公開的范圍而是由權(quán)利要求及其等同物來限定本公開的范圍 ，并且在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的全部變化將被理解為被包括在本公開中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于遠(yuǎn)程管理疾病的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 傳感器，包括被配置用于確定測量的生物信號是否具有正常波形的第一確定單元以及被配置用于響應(yīng)于被確定具有異常波形的生物信號來發(fā)送所述生物信號的發(fā)送器； 服務(wù)器，被配置用于接收發(fā)送的生物信號。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，服務(wù)器包括:第二確定單元，被配置用于確定與所述生物信號相應(yīng)的疾病的類型。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述生物信號是心電圖(ECG)，第二確定單元被配置用于確定與ECG相應(yīng)的心律失常的類型。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括: 網(wǎng)關(guān)，包括顯示單元，其中，網(wǎng)關(guān)被配置用于從傳感器接收所述生物信號并將所述生物信號傳輸?shù)椒?wù)器，顯示單元被配置用于顯示所述生物信號。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，服務(wù)器被配置用于將ECG和心律失常類型信息發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中， 服務(wù)器還被配置用于將所述生物信號發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員，從醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員接收診斷結(jié)果并將診斷結(jié)果發(fā)送到網(wǎng)關(guān)； 網(wǎng)關(guān)還被配置用于接收診斷結(jié)果； 顯示單元還被配置用于顯示診斷結(jié)果。
7.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，第一確定單元還被配置用于基于ECG的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定ECG是否具有正常波形。
8.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，發(fā)送器還被配置用于僅發(fā)送ECG的區(qū)間，第二確定單元還被配置用于基于發(fā)送的區(qū)間的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定心律失常的類型。
9.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，發(fā)送器還被配置用于僅發(fā)送ECG的區(qū)間，所述區(qū)間僅包括顯示心律失常的ECG的一部分和在所述部分之前、之后的兩分鐘。
10.一種遠(yuǎn)程管理疾病的方法，所述方法包括: 確定測量的生物信號是否具有正常波形； 響應(yīng)于被確定具有異常波形的生物信號來發(fā)送所述生物信號； 接收發(fā)送的生物信號。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述生物信號是心電圖(ECG)，所述方法還包括:使用服務(wù)器來確定與ECG相應(yīng)的心律失常的類型。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定測量的生物信號是否具有正常波形的步驟包括:基于ECG的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定ECG是否具有正常波形。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，確定測量的生物信號是否具有正常波形的步驟包括:基于ECG的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)來確定ECG是否具有正常波形。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，發(fā)送所述生物信號的步驟包括:僅發(fā)送ECG的區(qū)間；確定心律失常的類型的步驟基于發(fā)送的區(qū)間的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求11 所述的方法，其中，發(fā)送所述生物信號的步驟包括:僅發(fā)送ECG的區(qū)間；確定心律失常的類型的步驟基于ECG的R波的節(jié)律和特征點(diǎn)。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括:將心律失常類型信息發(fā)送到醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 從醫(yī)療團(tuán)隊(duì)或醫(yī)療專業(yè)人員接收診斷結(jié)果； 顯示診斷結(jié)果。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中， 發(fā)送所述生物信號的步驟包括:僅發(fā)送ECG的區(qū)間； 發(fā)送的區(qū)間僅包括顯示心律失常的ECG的一部分和在所述部分之前、之后的兩分鐘； 所述方法還包括:顯示發(fā)送的區(qū)間。
19.一種用于遠(yuǎn)程管理疾病的無線傳感器，所述無線傳感器包括: 第一確定單元，被配置用于確定測量的生物信號是否具有正常波形； 發(fā)送器，被配 置用于響應(yīng)于被確定具有異常波形的生物信號來將所述生物信號無線發(fā)送到被配置用于確定疾病的類型的第二確定單元。
【文檔編號】A61B5/0245GK103815893SQ201310494948
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】裴相坤, 申健洙, 姜在珉, 高秉勛, 金淵皓, 樸建國 申請人:三星電子株式會社