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多級(jí)心力衰竭事件檢測(cè)的制作方法

文檔序號(hào):11884178閱讀:282來源:國知局
多級(jí)心力衰竭事件檢測(cè)的制作方法與工藝

該申請(qǐng)要求于2014年3月7日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)61/949,313的根據(jù)35U.S.C§119(e)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益,通過引用方式將其全部內(nèi)容并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療裝置,并且更具體地,涉及用于檢測(cè)和監(jiān)視心力衰竭惡化的系統(tǒng)、裝置和方法。



背景技術(shù):

充血性心力衰竭(CHF)為主要的健康問題并且僅在美國影響超過五百萬人。CHF是心臟的泵能的損耗,導(dǎo)致沒有遞送足夠血液來滿足周圍組織的要求的能力。CHF患者通常由于變?nèi)醯男募《哂袛U(kuò)大的心臟,導(dǎo)致減少的收縮性和貧乏的心臟血液輸出量。

CHF通常為慢性狀態(tài),但是可以突然發(fā)生。它可以影響左心、右心或者心臟的兩側(cè)。如果CHF影響左心室,則控制左心室收縮的信號(hào)被延遲,并且左心室和右心室不會(huì)同時(shí)收縮。左心室和右心室的不同時(shí)收縮還降低了心臟的泵送效率。對(duì)HF代償失調(diào)的征兆和癥狀的早期關(guān)注對(duì)患者健康至為關(guān)鍵。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

對(duì)CHF患者的頻繁監(jiān)視和指示心力衰竭(HF)代償失調(diào)狀態(tài)的事件的及時(shí)檢測(cè)能夠有助于防止CHF患者的HF惡化,由此降低與HF住院治療相關(guān)的成本。對(duì)處于發(fā)展未來HF事件(例如HF惡化)的高風(fēng)險(xiǎn)的患者的識(shí)別能夠有助于確保及時(shí)處理,由此改善預(yù)后和患者后果。在另一方面,對(duì)處于未來HF事件低風(fēng)險(xiǎn)的患者的識(shí)別和安全管理能夠避免不必要的醫(yī)療干預(yù)并減少衛(wèi)生保健成本。

能夠使用動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置來監(jiān)視HF患者并檢測(cè)HF代償失調(diào)事件。這種動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置的示例可包括植入式醫(yī)療裝置(IMD)、皮下醫(yī)療裝置、可穿戴醫(yī)療裝置或其他外部醫(yī)療裝置。動(dòng)態(tài)或植入式醫(yī)療裝置可包括生理傳感器,其能夠被配置成感測(cè)心臟的電活動(dòng)和機(jī)械功能,包括與和新疾病或現(xiàn)有疾病的惡化相關(guān)的征兆或癥狀相關(guān)聯(lián)的變量,所述疾病為,例如,肺水腫、胸腔積液、哮喘、肺炎、心肌梗塞、擴(kuò)張性心肌病、缺血性心肌病、心縮HF、心舒張HF、辨膜病、腎病、慢性阻塞性肺病、周圍性血管病、腦血管病、肝病、糖尿病、貧血癥、抑郁癥、肺高血壓、睡眠呼吸失調(diào)或高脂血等等。

所述醫(yī)療裝置能夠可選地向目標(biāo)區(qū)域遞送治療,例如電刺激脈沖,從而例如恢復(fù)或改善心臟功能或神經(jīng)功能。這些裝置中的一些還能夠提供診斷特征,例如,使用經(jīng)胸廓阻抗或其他傳感器信號(hào)。例如,由于肺內(nèi)流體的電阻率低于空氣的電阻率,所以肺內(nèi)的流體積聚可降低經(jīng)胸廓阻抗。肺內(nèi)的流體積聚還能夠刺激肺系,其導(dǎo)致潮氣量的降低和呼吸率的增大。在另一示例中,心音可為患者心臟正?;虿徽_\(yùn)行的有用指示符。心音與來自患者心臟活動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)和流經(jīng)心臟的血流相關(guān)聯(lián)。心音伴隨每個(gè)心動(dòng)周期重復(fù)出現(xiàn),并且根據(jù)與振動(dòng)相關(guān)聯(lián)的活動(dòng),心音可被區(qū)分并分類成各種分量,包括S1、S2、S3和S4心音。

因?yàn)镠F惡化可為導(dǎo)致多因素生理變化的復(fù)雜過程,所以單個(gè)生理傳感器可能并非總是提供預(yù)期的性能以及時(shí)并準(zhǔn)確檢測(cè)或預(yù)測(cè)HF惡化。一些動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置可包括多個(gè)生理傳感器,其協(xié)同工作以檢測(cè)或預(yù)測(cè)HF惡化。例如,動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置可包括融合中心,其組合了多個(gè)生理傳感器的響應(yīng)以創(chuàng)建關(guān)于HF惡化的判定。

盡管傳感器融合可在一些程度上克服單個(gè)生理傳感器在檢測(cè)或預(yù)測(cè)HF惡化中的局限性,但是仍遺留問題。例如,通常設(shè)計(jì)傳感器融合算法或分類器,使其能夠檢測(cè)與HF惡化的特殊生理表現(xiàn)或癥狀相關(guān)的生理傳感器的特征中的一類變化。然而,HF惡化狀態(tài)可能并非始終地與傳感器特征中的這類變化相關(guān);相反地,跨HF患者可存在各種征兆、癥狀和病理生理表現(xiàn),例如呼吸困難、肺和/或周圍性水腫、擴(kuò)張型心肌病、心室擴(kuò)張、加重S3心音等等。即使在一個(gè)患者中,從一個(gè)HF代償失調(diào)事件到另一個(gè)HF代償失調(diào)事件,表現(xiàn)仍可顯著不同。例如,HF惡化可以表現(xiàn)為外圍充血或中央充血,濕對(duì)干血流動(dòng)力學(xué)曲線或冷對(duì)熱曲線。HF惡化也可以與各種共病態(tài)并存,例如房性心律不齊、COPD、肺炎、高血壓、糖尿病和腎功能障礙。由于HF惡化的癥狀和臨床表現(xiàn)上的高度患者內(nèi)和患者間差異,因此即使采用了多個(gè)生理傳感器,不是被專門設(shè)計(jì)來解決這些差異的融合算法對(duì)于在廣泛的患者中檢測(cè)HF的進(jìn)展也可能是不夠穩(wěn)固的。

此外,用于預(yù)測(cè)或檢測(cè)HF惡化的生理傳感器在檢測(cè)指示HF惡化或與HF惡化相關(guān)的一類病理生理表現(xiàn)處可以比檢測(cè)其他類型的表現(xiàn)處更好。例如,心音傳感器可以對(duì)升高的心室充盈壓更敏感和特定,而其他傳感器,例如基于胸廓阻抗的呼吸傳感器可以對(duì)呼吸困難或呼吸急促更敏感和特定。傳統(tǒng)傳感器融合算法(例如融合了多個(gè)生理傳感器信號(hào)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或決策樹)具有不同優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),因此在HF事件檢測(cè)或預(yù)測(cè)中可能不是最優(yōu)的。

此外,在臨床上期望的是,傳感器融合架構(gòu)能夠?yàn)榕R床醫(yī)生提供能容易解釋的和可操作的“中間”結(jié)果,例如與HF有關(guān)的征兆和癥狀的嚴(yán)重性或可能性,共病態(tài)狀況或致病因素,或與HF惡化的目標(biāo)事件有關(guān)的其他關(guān)聯(lián)性生理狀況。然而這樣的信息和功能在傳統(tǒng)傳感器融合算法例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下是不容易獲得的。

因此,本發(fā)明的發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到,急需能夠以提高的準(zhǔn)確性和可靠性來檢測(cè)指示HF惡化的目標(biāo)生理事件或識(shí)別具有發(fā)展未來HF惡化事件的高風(fēng)險(xiǎn)的CHF患者的系統(tǒng)和方法,尤其在動(dòng)態(tài)設(shè)置中。本發(fā)明的發(fā)明人已進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到,通過將生理傳感器或從那些傳感器感測(cè)到的生理信號(hào)分類成不同組,其中每個(gè)組專門用于檢測(cè)與HF惡化有關(guān)的指定關(guān)聯(lián)性生理狀況,一種對(duì)來自那些組的輸出進(jìn)行匯聚的多級(jí)融合方案可以被用于增加檢測(cè)或預(yù)測(cè)例如HF惡化事件的可靠性和穩(wěn)固性。此外,因?yàn)槿诤鲜腔诒硎靖鞣N關(guān)聯(lián)性生理狀況的輸出,所以融合方案更加用戶友好以使得其允許臨床醫(yī)生容易地解釋患者狀態(tài)并采取立即行動(dòng),例如臨床干預(yù)。

本文所描述的各種實(shí)施例可以有助于提高對(duì)目標(biāo)生理事件的檢測(cè)或改善對(duì)處于發(fā)展目標(biāo)生理事件的高風(fēng)險(xiǎn)的患者的識(shí)別。一種系統(tǒng)實(shí)施例可以包括患者信息接收器電路、至少兩個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路和分類融合電路。所述患者信息接收器電路可以接收包括從患者獲得的一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的患者信息,并且生成來自所述生理信號(hào)的多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)。每個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路可以接收類別特定輸入,其包括基于指示目標(biāo)生理事件或與目標(biāo)生理事件相關(guān)的指定關(guān)聯(lián)性生理狀況而從多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)選擇的部分。指示出患者發(fā)展或呈現(xiàn)所述關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以使用多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)的所選部分來計(jì)算。所述分類融合電路可以使用所述分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)來生成指示患者發(fā)展所述目標(biāo)生理事件的可能性的復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)指示符。

用于檢測(cè)或預(yù)測(cè)HF惡化的系統(tǒng)實(shí)施例可以包括接收包括一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的患者信息的患者信息接收器,以及至少兩個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路。所述分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路可以接收類別特定輸入,其包括基于關(guān)聯(lián)性生理狀況從信號(hào)趨勢(shì)選擇的部分。所述關(guān)聯(lián)性生理狀況可以指示出HF惡化或與HF惡化相關(guān)。所述分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路可以分析所述類別特定輸入,并且產(chǎn)生包括指示出信號(hào)變化等級(jí)的信號(hào)變化指示符的信號(hào)趨勢(shì)度量,并且將所述信號(hào)趨勢(shì)度量分類成多個(gè)指示信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間的相對(duì)變化的多個(gè)等級(jí)之一。所述信號(hào)趨勢(shì)度量還可以包括指示出所述信號(hào)趨勢(shì)的振幅或功率的信號(hào)強(qiáng)度指示符或指示出信號(hào)趨勢(shì)在具體時(shí)間段內(nèi)的變化程度的信號(hào)變率指示符。所述分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路使用所選信號(hào)趨勢(shì)的分類等級(jí)還可以計(jì)算指示患者發(fā)展或呈現(xiàn)所述關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。所述系統(tǒng)包括分類融合電路,其使用所述分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的線性或非線性組合來生成指示患者發(fā)展HF惡化的可能性的復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)指示符。

方法實(shí)施例可以包括接收包括了從患者獲得的一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的患者信息的操作,并且從所述生理信號(hào)生成多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)。所述方法可以包括接收至少第一類別特定輸入和第二類別特定輸入。所述第一類別特定輸入包括基于第一關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)趨勢(shì)的第一部分,并且第二類別特定輸入包括基于不同的第二關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)趨勢(shì)的第二部分。所述第一關(guān)聯(lián)性生理狀況和第二關(guān)聯(lián)性生理狀況可以指示出目標(biāo)生理事件或與目標(biāo)生理事件相關(guān)。所述方法可以包括針對(duì)所述信號(hào)趨勢(shì)的第一部分生成第一信號(hào)趨勢(shì)度量并且針對(duì)所述信號(hào)趨勢(shì)的第二部分生成第二信號(hào)趨勢(shì)度量。所述信號(hào)趨勢(shì)度量可以包括指示出信號(hào)變化等級(jí)的信號(hào)變化指示符、指示出信號(hào)趨勢(shì)的振幅或功率的信號(hào)強(qiáng)度指示符或指示出信號(hào)趨勢(shì)在指定時(shí)間段內(nèi)的變化程度的信號(hào)變率指示符中的至少一個(gè)。使用第一信號(hào)趨勢(shì)度量和第二信號(hào)趨勢(shì)度量,可以計(jì)算相應(yīng)的第一分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和第二分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。所述第一分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和第二分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)指示出患者發(fā)展或呈現(xiàn)相應(yīng)的第一關(guān)聯(lián)性生理狀況和第二關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性。所述方法還包括使用第一分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和第二分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)來計(jì)算指示患者發(fā)展目標(biāo)生理事件的可能性的復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)指示符(CRI)的操作。

本概述是本申請(qǐng)的一些教導(dǎo)的綜述,并不意欲排除或者窮盡對(duì)本發(fā)明主體的處理。關(guān)于本主題的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在詳述和后附的權(quán)利要求書中找到。當(dāng)閱讀和理解下述詳述并且查看組成其一部分的附圖時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員而言,本發(fā)明的其他方面是顯而易見的,所述詳述和附圖的每一個(gè)都不應(yīng)該視為是具有限制性意義的。本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附的權(quán)利要求和它們法律上的等同體限定。

附圖說明

在附圖中借由示例示出了各個(gè)實(shí)施例。這些實(shí)施例是說明性的且不旨在詳盡或者排除本主題的實(shí)施例。

圖1示出了心律管理(CRM)系統(tǒng)和其中CRM系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境的一部分的示例。

圖2示出了基于分類融合的HF事件預(yù)測(cè)系統(tǒng)的示例。

圖3示出了基于分類融合的HF事件預(yù)測(cè)系統(tǒng)中的分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的示例。

圖4示出了基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器的示例。

圖5是示出了用于預(yù)測(cè)患者發(fā)展指示HF惡化事件的風(fēng)險(xiǎn)的方法的示例的流程圖。

圖6是示出了用于從多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)或從其他患者信息中自適應(yīng)地選擇類別特定輸入的方法的示例的流程圖。

具體實(shí)施方式

本文公開了用于檢測(cè)例如HF惡化的目標(biāo)生理事件或用于識(shí)別患者具有在未來發(fā)展這種事件的高風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)、裝置和方法。可使用從與例如植入式心臟裝置的動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置相關(guān)聯(lián)的傳感器感測(cè)到的生理信號(hào)來執(zhí)行HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)分層。所述生理信號(hào)可由至少兩個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器選擇性地使用,其中所述兩個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器中的每個(gè)被配置成計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),其指示出患者發(fā)展指示目標(biāo)生理事件或與目標(biāo)生理事件相關(guān)的特定關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性。然后可使用分類融合來組合分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)來產(chǎn)生目標(biāo)生理事件的檢測(cè)判定,或預(yù)測(cè)未來目標(biāo)生理事件的風(fēng)險(xiǎn),由此提醒臨床醫(yī)生采取對(duì)患者的即時(shí)醫(yī)療照護(hù)。

圖1示出了心律管理(CRM)系統(tǒng)100和其中CRM系統(tǒng)可以運(yùn)行的環(huán)境的一部分的示例。CRM系統(tǒng)100可以包括動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置(例如植入式醫(yī)療裝置(IMD))110(其可以例如通過一個(gè)或者多個(gè)引線108A-C電耦接到心臟105)和外部系統(tǒng)120(其可以例如經(jīng)由通信鏈路103與IMD 110通信)。IMD 110可以包括植入式心臟裝置,例如起搏器、植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(ICD)或者心臟再同步治療除顫器(CRT-D)。IMD 110可以包括一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)視裝置或者治療裝置,例如皮下植入裝置、可穿戴外部裝置、神經(jīng)刺激器、藥物遞送裝置、生物治療裝置、單一診斷裝置或者一個(gè)或者多個(gè)其他動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置。IMD 110可以耦接到監(jiān)視醫(yī)療裝置(例如床邊監(jiān)視器或者其他外部監(jiān)視器)或者可以由該監(jiān)視醫(yī)療裝置代替。

如圖1所示,IMD 110可以包括密封罐112,其可以容納電子電路,該電子電路可以感測(cè)心臟105中的生理信號(hào)并且可以例如通過一個(gè)或者多個(gè)引線108A-C將一個(gè)或者多個(gè)治療電脈沖遞送到例如心臟中等目標(biāo)區(qū)域。CRM系統(tǒng)100可以僅包括一個(gè)引線例如108B,或者可以包括兩個(gè)引線例如108A和108B。

引線108A可以包括近端(其可以被配置為連接到IMD 110)和遠(yuǎn)端(其可以被配置為放置在目標(biāo)位置處例如在心臟105的右心房(RA)131中)。引線108A可以具有第一起搏感測(cè)電極141(其可以位于引線108A的遠(yuǎn)端處或者附近)和第二起搏感測(cè)電極142(其可以位于電極141處或者附近)。電極141和142可以例如經(jīng)由引線108A中的單獨(dú)導(dǎo)體電連接到IMD 110,以允許感測(cè)右心房活動(dòng)和心房起搏脈沖的可選遞送。引線108B可以為除顫引線,其可以包括近端(其可以連接到IMD 110)和遠(yuǎn)端(其可以放置在目標(biāo)位置處例如心臟105的右心室(RV)132中)。引線108B可以具有第一起搏感測(cè)電極152(其可以位于遠(yuǎn)端)、第二起搏感測(cè)電極153(其可以位于電極152附近)、第一除顫線圈電極154(其可以位于電極153附近)以及第二除顫線圈電極155(其可以位于離遠(yuǎn)端有相當(dāng)距離處例如以用于上腔靜脈(SVC)放置)。電極152到155可以例如經(jīng)由引線108B中的單獨(dú)導(dǎo)體電連接到IMD 110。電極152和153可以允許感測(cè)心室電描記圖并且可以可選地允許遞送一個(gè)或者多個(gè)心室起搏脈沖,并且電極154和155可以允許遞送一個(gè)或者多個(gè)心室復(fù)律/除顫脈沖。在一個(gè)示例中,引線108B可以僅包括三個(gè)電極152、154和155。電極152和154可以用于感測(cè)或者遞送一個(gè)或者多個(gè)心室起搏脈沖,并且電極154和155可以用于遞送一個(gè)或者多個(gè)心室復(fù)律或者除顫脈沖。引線108C可以包括近端(其可以連接到IMD 110)和遠(yuǎn)端(其可以被配置為放置在目標(biāo)位置處例如心臟105的左心室(LV)134中)。引線108C可以通過冠狀竇133植入并且可以放置在LV上方的冠狀靜脈中,以例如允許遞送一個(gè)或者多個(gè)起搏脈沖到LV。引線108C可以包括電極161(其可以放置在引線108C的遠(yuǎn)端)和另一個(gè)電極162(其可以放置在電極161附近)。引線108C可包括除電極161和162之外的沿引線108C的主體的一個(gè)或多個(gè)電極。電極161和162以及引線108C上任何額外電極可以例如經(jīng)由引線108C中的單獨(dú)導(dǎo)體電連接到IMD 110,以例如允許感測(cè)LV電描記圖并可選地允許遞送來自LV的一個(gè)或者多個(gè)再同步起搏脈沖。

IMD 110可以包括能夠感測(cè)生理信號(hào)的電子電路。生理信號(hào)可以包括電描記圖或者表示心臟105的機(jī)械功能的信號(hào)。密封罐112可以用作電極例如用于感測(cè)或者脈沖遞送。例如,來自引線108A-C的一個(gè)或者多個(gè)引線的電極可以與罐112一起使用,以例如用于電描記圖的單極感測(cè)或者用于遞送一個(gè)或者多個(gè)起搏脈沖。來自引線108B的除顫電極可以與罐112一起使用,以例如用于遞送一個(gè)或者多個(gè)復(fù)律/除顫脈沖。在一個(gè)示例中,IMD 110可以感測(cè)例如罐112或者引線108A-C的一個(gè)或者多個(gè)上放置的電極之間的阻抗。IMD 110可以被配置為在成對(duì)電極之間注入電流,感測(cè)同一對(duì)電極或者不同對(duì)電極之間的合成電壓,并且使用歐姆定律來確定阻抗。阻抗可以在雙極配置(其中同一對(duì)電極可以用于注入電流且感測(cè)電壓)、三極配置(其中,用于電流注入的成對(duì)電極和用于電壓感測(cè)的成對(duì)電極可以共享公共電極)或者四極配置(其中,用于電流注入的電極可以與用于電壓感測(cè)的電極不同)中被感測(cè)到。在一個(gè)示例中,IMD 110可以被配置為在RV引線108B上的電極和罐外殼112之間注入電流并且感測(cè)相同電極之間的合成電壓或者在RV引線108B上的不同電極和罐外殼112之間的合成電壓??梢愿袦y(cè)來自可以在IMD 110內(nèi)集成的一個(gè)或多個(gè)生理傳感器的生理信號(hào)。IMD 110也可以被配置為感測(cè)來自一個(gè)或者多個(gè)外部生理傳感器或者可以耦接到IMD 110的一個(gè)或者多個(gè)外部電極的生理信號(hào)。生理信號(hào)的示例可以包括心律、心律變率、心律失常信息、胸內(nèi)阻抗、心內(nèi)阻抗、動(dòng)脈壓、肺動(dòng)脈壓力、左心房壓力、RV壓力、LV冠狀壓力、冠狀血液溫度、血氧飽和度、一個(gè)或多個(gè)心音、心臟收縮時(shí)間間隔、基于心音的時(shí)間間隔、身體活動(dòng)或勞力等級(jí)、對(duì)活動(dòng)的生理響應(yīng)、姿勢(shì)、呼吸、體重或體溫中的一個(gè)或多個(gè)。

這些引線和電極的布置和功能上面借由示例來描述而非當(dāng)做限制。取決于患者的需要和植入式裝置的能力,這些引線和電極的其他布置和使用是可能的。

如所示,CRM系統(tǒng)100可包括基于分類融合的HF事件檢測(cè)/風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113。基于分類融合的HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113可接收包括從患者獲得的一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的患者信息。生理信號(hào)可為指示HF惡化或與HF惡化相關(guān)的電信號(hào)或機(jī)械信號(hào)。例如,生理信號(hào)可包括使用部署在患者身體上或體內(nèi)并與IMD 110通信的動(dòng)態(tài)生理傳感器(例如,在一個(gè)或多個(gè)引線108A-C上的電極和罐112)感測(cè)到的電描記圖。生理信號(hào)還可包括由一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)傳感器感測(cè)到的信號(hào),包括血壓信號(hào)、心音信號(hào)、生物阻抗信號(hào)、呼吸信號(hào)、姿勢(shì)、活動(dòng)、心律或活動(dòng)信號(hào)或?qū)顒?dòng)的生理響應(yīng)(PRA)的信號(hào)等等。基于分類融合的HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113可包括分類風(fēng)險(xiǎn)分析器總體。每個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器可以對(duì)生理信號(hào)或信號(hào)特征的所選部分進(jìn)行操作,并且使用類別內(nèi)傳感器融合方法來計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。生理信號(hào)的選擇可以基于分類風(fēng)險(xiǎn)分析器意圖檢測(cè)的關(guān)聯(lián)性生理事件。關(guān)聯(lián)性生理事件可以包括患者臨床征兆和表現(xiàn)、病因、共病態(tài)、治療歷史等等。基于分類融合的HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113可包括分類融合電路,其使用分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的一些或全部的類別間傳感器融合來生成復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)指示符(CRI)。CRI可以指示出患者發(fā)展HF惡化的未來事件的可能性?;诜诸惾诤系腍F事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113的示例在下面進(jìn)行描述,例如參考圖2至圖4。

外部系統(tǒng)120可以允許對(duì)IMD 110編程并且可以接收與由IMD 110獲取的一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)有關(guān)的信息,例如可以經(jīng)由通信鏈路103來接收。外部系統(tǒng)120可以包括本地外部IMD編程器。外部系統(tǒng)120可以包括遠(yuǎn)程患者管理系統(tǒng),其能夠例如從遠(yuǎn)程位置監(jiān)視患者狀態(tài)或向IMD 110發(fā)送命令以例如對(duì)診斷功能進(jìn)行編程或調(diào)整一個(gè)或者多個(gè)治療。

通信鏈路103可以包括感應(yīng)遙測(cè)鏈路、射頻遙測(cè)鏈路或者電信鏈路(例如互聯(lián)網(wǎng)連接)中的一個(gè)或者多個(gè)。通信鏈路103可以提供IMD 110和外部系統(tǒng)120之間的數(shù)據(jù)傳輸。例如,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以包括由IMD 110獲得的實(shí)時(shí)生理數(shù)據(jù)、由IMD 110獲得且存儲(chǔ)在IMD 110中的生理數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)在IMD 110中的治療歷史數(shù)據(jù)或者指示IMD操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)、對(duì)IMD 110的一個(gè)或者多個(gè)編程指令,以例如配置IMD 110例如使用可編程特定的感測(cè)電極和配置、裝置自我診斷測(cè)試或者一個(gè)或者多個(gè)治療的遞送來執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)動(dòng)作,該動(dòng)作可以包括生理數(shù)據(jù)采集。

可在外部系統(tǒng)120處實(shí)施基于分類融合的HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113,其可以被配置為例如使用從IMD 110提取的數(shù)據(jù)或者在外部系統(tǒng)120內(nèi)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來執(zhí)行HF風(fēng)險(xiǎn)分層?;诜诸惾诤系腍F事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113的部分可以分布在IMD 110和外部系統(tǒng)120之間。

IMD 110或者外部系統(tǒng)120的部分可以使用硬件、軟件或者硬件和軟件的任意組合來實(shí)現(xiàn)。IMD 110或者外部系統(tǒng)120的部分可以使用專用電路(其可以被構(gòu)造為或者配置為執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)特定功能)來實(shí)現(xiàn)或者可以使用通用電路(其可以被編程或者另外配置為執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)特定功能)來實(shí)現(xiàn)。這種通用電路可以包括微處理器或者微處理器的一部分、微控制器或者微控制器的一部分、或者可編程邏輯電路或者可編程邏輯電路的一部分。例如,除了其他方面,“比較器”可以包括:電子電路比較器,其可以被構(gòu)造為執(zhí)行兩個(gè)信號(hào)之間的比較的具體功能,或者可以實(shí)現(xiàn)為通用電路的一部分的比較器,其可以由指示通用電路的一部分的代碼來驅(qū)動(dòng)以執(zhí)行兩個(gè)信號(hào)之間的比較。盡管參考IMD 110來描述,但是CRM系統(tǒng)100可包括皮下醫(yī)療裝置(例如,皮下ICD、皮下診斷裝置)、可穿戴醫(yī)療裝置(例如,基于貼片的感測(cè)裝置)或其他外部醫(yī)療裝置。

圖2示出了基于分類融合的HF事件預(yù)測(cè)系統(tǒng)200的示例,其可為基于分類融合的HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113的實(shí)施例?;诜诸惾诤系腍F事件預(yù)測(cè)電路200可實(shí)施于IMD110內(nèi),或者可實(shí)施于外部系統(tǒng)中,例如本地或遠(yuǎn)程患者監(jiān)視器或患者管理系統(tǒng),例如外部系統(tǒng)120,其被配置為向終端用戶提供患者診斷信息?;诜诸惾诤系腍F事件預(yù)測(cè)電路200可以包括患者信息接收器電路210、分類風(fēng)險(xiǎn)分析器總體220,分類融合電路230,控制器電路240和指令接收器電路250中的一個(gè)或多個(gè)。

患者信息接收器電路210能夠被配置成接收包括從患者獲得的一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的患者信息??墒褂靡粋€(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)生理傳感器來感測(cè)生理信號(hào)。這種生理信號(hào)的示例可包括一個(gè)或多個(gè)表面或皮下心電圖(ECG)、例如使用來自一個(gè)或多個(gè)引線108A-C的電極或罐112感測(cè)到的電描記圖、心律、心律變率、心律失常信息、胸內(nèi)阻抗、心內(nèi)阻抗、動(dòng)脈壓、肺動(dòng)脈壓、左心房壓力、RV壓力、LV冠狀壓力、冠狀血液溫度、血氧飽和度、一個(gè)或多個(gè)心音、心臟收縮時(shí)間間隔、基于心音的時(shí)間間隔、對(duì)活動(dòng)的生理響應(yīng)、呼吸暫停呼吸過淺指數(shù)、例如呼吸率信號(hào)、潮氣量信號(hào)、分鐘通氣量信號(hào)或淺快呼吸指數(shù)(RR/TV)信號(hào)等一個(gè)或多個(gè)呼吸信號(hào)。生理信號(hào)還可包括腦促尿鈉排泄肽(BNP)、血項(xiàng)、鈉和鉀水平、葡萄糖水平和其他生物指標(biāo)和生物化學(xué)指標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)。生理信號(hào)還可以包括裝置治療統(tǒng)計(jì),例如僅在具有動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置的患者中起搏的雙心室或左心室的百分比。

患者信息接收器電路210可以從接收到的生理信號(hào)生成多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)。信號(hào)趨勢(shì)可以是從生理信號(hào)計(jì)算出的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特征的時(shí)間序列,指示出信號(hào)特征隨時(shí)間的相對(duì)變化。信號(hào)特征的示例可包括:平均值、中間值或其他集中趨勢(shì)度量;信號(hào)強(qiáng)度的直方圖;多個(gè)隨時(shí)間的信號(hào)趨勢(shì);一個(gè)或多個(gè)信號(hào)形態(tài)學(xué)描述符;一個(gè)或多個(gè)信號(hào)變化或變化率特征;一個(gè)或多個(gè)信號(hào)變化或變化率特征,或指定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)功譜密度。信號(hào)特征可包括對(duì)應(yīng)于生理活動(dòng)的分量。例如,心電圖或電描記圖特征可包括P波、R波、T波、QRS復(fù)合、或表示去極化、超極化、復(fù)極化或心肌的其他電生理性質(zhì)的其他分量。心音特征可包括S1、S2、S3或S4心音中的一個(gè)或多個(gè)的相對(duì)計(jì)時(shí)(例如相對(duì)于R波)、振幅或形態(tài)學(xué)特征。胸廓阻抗特征可包括最大值、最小值、平均值、方差、變化率或其他統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特性。呼吸信號(hào)特征可包括呼吸率、呼吸深度、潮氣量、分鐘通氣量、淺快呼吸指數(shù)(RR/TV)或其他描述符。

患者信息接收器電路210還可以接收患者健康信息,包括例如過去和現(xiàn)在的藥物和治療信息或醫(yī)療歷史信息?;颊咝畔⒔邮掌麟娐?10還可以接收其他非臨床信息,例如患者人口統(tǒng)計(jì)信息或者社會(huì)和行為信息(例如,吸煙者或不吸煙者)。生理信號(hào)及其導(dǎo)出的信號(hào)趨勢(shì),或其他患者健康信息或非臨床信息可以指示出目標(biāo)生理事件(例如HF的進(jìn)展)或者可以與目標(biāo)生理事件相關(guān)。

除了使用生理傳感器來獲取患者信息之外或者作為使用生理傳感器來獲取患者信息的替代,患者信息接收器電路210可耦接到存儲(chǔ)裝置,例如電子醫(yī)療記錄(EMR)系統(tǒng),并響應(yīng)于命令信號(hào)從所述存儲(chǔ)裝置檢索一個(gè)或多個(gè)患者歷史生理信號(hào)。命令信號(hào)可由系統(tǒng)用戶(例如,衛(wèi)生保健專業(yè)人員)經(jīng)由例如耦接到指令接收器250的輸入裝置發(fā)出,或可由系統(tǒng)響應(yīng)于指定事件自動(dòng)生成?;颊咝畔⒔邮掌麟娐?10可包括一個(gè)或多個(gè)子電路,其可對(duì)一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)執(zhí)行信號(hào)調(diào)節(jié)或預(yù)處理,包括信號(hào)放大、數(shù)字化或?yàn)V波。

分類風(fēng)險(xiǎn)分析器總體220可以包括至少兩個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N。每個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路可以被配置為將由患者信息接收器電路210產(chǎn)生的生理信號(hào)的所選部分、信號(hào)趨勢(shì)或者所選患者健康信息或非臨床信息視為類別特定輸入。至分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N的類別特定輸入可以互不相同,使得不同的分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路可以檢測(cè)或預(yù)測(cè)有差別的關(guān)聯(lián)性生理狀況。在一些示例中,兩個(gè)不同的分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的至少一些類別特定輸入可以從來自相同生理傳感器感測(cè)到的生理信號(hào)得到。

分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N可以表示關(guān)聯(lián)性生理狀況的不同類別,并各自地估計(jì)特定關(guān)聯(lián)性生理狀況的存在或嚴(yán)重性。每個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器220A-220N的類別特定輸入的選擇可以基于分類風(fēng)險(xiǎn)分析器的指定關(guān)聯(lián)性生理狀況。各種關(guān)聯(lián)性生理狀況已經(jīng)被識(shí)別,包括患者臨床征兆和表現(xiàn)、病因、共病態(tài)、治療歷史等等。分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的示例以及基于指定關(guān)聯(lián)性生理狀況的類別特定輸入的選擇在下面進(jìn)行描述,例如參考圖3-圖4。

每個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路可以使用類別特定輸入的類別內(nèi)傳感器融合來計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以指示出患者發(fā)展或呈現(xiàn)指示目標(biāo)生理事件或與目標(biāo)生理事件相關(guān)的關(guān)聯(lián)性生理事件(例如HF惡化)的可能性。類別內(nèi)融合可以通過使用融合算法中的一個(gè)或其組合來完成,所述融合算法包括基于規(guī)則的模型、決策樹模型、回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、隨機(jī)森林、表決模型、模糊邏輯模型、支持向量機(jī)模型或?qū)r(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的任意數(shù)學(xué)模型。在一個(gè)示例中,分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N可以具有不相同的融合機(jī)制。

分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以是例如指示出患者發(fā)展關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性的概率的數(shù)值。分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)還可以是指示出關(guān)聯(lián)性生理狀況的存在或缺失的類別標(biāo)簽,或指示出關(guān)聯(lián)性生理狀況的分層的嚴(yán)重性(例如,高、中、低;或分?jǐn)?shù)為1、2、3)的標(biāo)簽或數(shù)字。分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的示例在下面進(jìn)行描述,例如參考圖3。

耦接到分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N的分類融合電路230可包括復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)指示符(CRI)計(jì)算器231,其被配置成使用由分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N產(chǎn)生的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的一些或全部的類別間融合來計(jì)算CRI。CRI能夠指示出患者發(fā)展目標(biāo)生理事件例如HF惡化的可能性。在一個(gè)示例中,CRI可以是一種分類決策的形式,取自指示出具有HF惡化的即將發(fā)生事件的可能性的各種等級(jí)的兩個(gè)或兩個(gè)以上種類。例如,如果分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是類別標(biāo)簽(例如,肺水腫的關(guān)聯(lián)狀態(tài)的高、中、低嚴(yán)重性等級(jí)),則CRI計(jì)算器231可使用由所述分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N產(chǎn)生的類別標(biāo)簽的判定融合來計(jì)算CRI。判定融合方法的示例可包括多數(shù)表決、X-out-of-Y表決或加權(quán)表決等等。

CRI可為指示出即將發(fā)生的目標(biāo)生理事件例如HF惡化的可能性的數(shù)值量。例如,如果分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是指示出患者發(fā)展各種類型的關(guān)聯(lián)性生理狀況的置信級(jí)的概率值,則CRI計(jì)算器231可使用由分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N產(chǎn)生的概率值的概率融合來計(jì)算CRI。概率融合方法的示例可包括:線性或非線性組合,例如平均或加權(quán)和;或參數(shù)或非參數(shù)方法,例如決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò);以及其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法。

在CRI計(jì)算中使用的類別間融合可以由系統(tǒng)終端用戶來修改或自動(dòng)地調(diào)整。更新可以適應(yīng)于變化的患者上下文,包括患者健康狀態(tài)、活動(dòng)或行為、新共病態(tài)的發(fā)展、目標(biāo)生理事件的進(jìn)展或其他患者臨床或非臨床信息。在CRI被計(jì)算為分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的加權(quán)組合的示例中,在具有腎臟疾病的患者中,CRI計(jì)算器231可以減少分配給使用胸廓阻抗計(jì)算出的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重,這是因?yàn)槟I功能障礙的存在,所以胸廓阻抗的變化或其導(dǎo)出的信號(hào)趨勢(shì)可以幾乎不對(duì)HF惡化事件特定。從而計(jì)算出的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可能在預(yù)測(cè)HF惡化的未來事件中具有降低的性能(例如,更高的假陽性率)。在另一個(gè)示例中,在具有慢性阻塞性肺病(COPD)患者中,可以增加分配給使用呼吸率或其他呼吸信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)計(jì)算出的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重,這是因?yàn)镃OPD的存在,所以呼吸率的變化可以對(duì)HF惡化事件更敏感或特定。在又一示例中,在例如由于腎功能障礙、哮喘或其他肺部疾病而呈現(xiàn)高基線呼吸率的患者中,CRI計(jì)算器231可以減少分配給使用呼吸率計(jì)算的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重,同時(shí)增加分配給使用潮氣量計(jì)算的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重,因?yàn)樵谶@些患者中的呼吸率對(duì)HF惡化事件不太敏感。

響應(yīng)于至分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的類別特定輸入(例如生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì))的性能、可靠性或魯棒性的變化,還可以作出類別間融合的修改。例如,大體上高于或低于其他分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)被懷疑是不可靠的或者受干擾或混雜因素潛在地影響,并且因此可以使用減少的權(quán)重進(jìn)行折扣。在其他的示例中,響應(yīng)于變化的環(huán)境上下文(例如被植入的引線修正、傳感器完整性和質(zhì)量的折衷或周圍環(huán)境變化)可以修改類別間融合。響應(yīng)于根據(jù)更新的領(lǐng)域知識(shí)(例如關(guān)聯(lián)性生理狀況與目標(biāo)生理事件之間的高相關(guān)性的建立的證據(jù))的關(guān)聯(lián)性生理狀況的重要性的變化也可以作出修改。

分類融合電路230可生成報(bào)告以告知、警告或警報(bào)系統(tǒng)終端用戶患者發(fā)展目標(biāo)生理事件例如未來HF惡化事件的升高風(fēng)險(xiǎn)。報(bào)告可包括具有在其內(nèi)預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間幀的CRI。報(bào)告還可包括推薦動(dòng)作,例如證實(shí)性測(cè)試、診斷或治療選項(xiàng)。報(bào)告可呈現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)媒體格式,包括例如文本或圖形消息、聲音、圖像或其組合。在一個(gè)示例中,可經(jīng)由指令接收器電路250上的交互式用戶界面向用戶呈現(xiàn)該報(bào)告。分類融合電路230還可生成并經(jīng)由例如外部裝置120或指令接收器電路250向終端用戶呈現(xiàn)由分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N計(jì)算的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

控制器電路240可從指令接收器電路250接收外部編程輸入。指令接收器電路250可包括用戶界面,其被配置成向用戶呈現(xiàn)編程選項(xiàng)并接收用戶的編程輸入。在一個(gè)示例中,可在外部系統(tǒng)120中實(shí)施指令接收器電路250的至少一部分,例如用戶界面。使用接收到的編程輸入,控制器電路240可以控制患者信息接收器電路210、分類風(fēng)險(xiǎn)分析器總體220、分類融合電路230的運(yùn)行以及這些組件之間的數(shù)據(jù)流和指令。

控制電路240可以包括類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241,其控制每個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N的類別特定輸入的選擇。選擇可以基于分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的指定關(guān)聯(lián)性生理狀況。關(guān)聯(lián)性生理狀況的示例可以包括患者臨床征兆和表現(xiàn)、病因、共病態(tài)、治療歷史、沿著連續(xù)護(hù)理的轉(zhuǎn)變(例如從家到醫(yī)院或反之亦然)等等。類別特定輸入的選擇也可以基于用于測(cè)量生理信號(hào)的生理傳感器的類型或模式、在檢測(cè)患者群體中的特定關(guān)聯(lián)性生理狀況中的生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)的性能統(tǒng)計(jì)或者在檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中的生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)的患者特定歷史性能。

至分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N的類別特定輸入可以是非靜態(tài)的;并且類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241可以使類別特定輸入選擇適應(yīng)于患者上下文或環(huán)境上下文的變化?;颊呱舷挛幕颦h(huán)境上下文的變化的示例可以包括個(gè)別患者的身體和健康狀況的變化、手術(shù)、傳感器位置的變化、被植入的引線修正、傳感器完整性的折衷、傳感器信號(hào)質(zhì)量以及環(huán)境變化等等。例如,由于用于測(cè)量胸廓阻抗的電極的位置變化,所以在引線修正之后,在預(yù)測(cè)肺水腫中胸廓阻抗向量的性能可能會(huì)受到影響。類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241可以移除來自類別特定輸入的現(xiàn)有傳感器信號(hào)或信息塊(例如在本示例中的胸廓阻抗)。同樣地,如果新傳感器信號(hào)或信息塊更適合于檢測(cè)在患者或環(huán)境上下文的變化之后的關(guān)聯(lián)性生理狀況,則類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241可以將新傳感器信號(hào)或信息塊添加到類別特定輸入。

從類別特定輸入中移除現(xiàn)有傳感器信號(hào)或信息塊或者添加一個(gè)新的到類別特定輸入可以基于傳感器信號(hào)或信息塊的性能的變化。在一個(gè)示例中,添加或移除傳感器信號(hào)或信息塊可以基于相比于類別特定輸入中的其他傳感器信號(hào)或患者健康信息或者非臨床信息而言的相對(duì)性能。該性能可以包括在檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中的傳感器信號(hào)或信息塊的準(zhǔn)確性和一致性。例如,在由指定用于檢測(cè)肺水腫的關(guān)聯(lián)性生理狀況的N個(gè)傳感器信號(hào)或信息塊{X1,X2,…,XN}組成的類別特定輸入中,如果Xj相比指定大量的其他傳感器信號(hào)(例如除了Xj的所有{X1,X2,…,XN},或{X1,X2,…,XN}的2/3)而言經(jīng)歷不重要的和最小變化,那么Xj可以從類別特定輸入中移除。在一些示例中,添加或移除傳感器信號(hào)或信息塊可以基于更新的領(lǐng)域知識(shí),例如在預(yù)測(cè)或檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中的生理傳感器信號(hào)或患者信息塊的高預(yù)測(cè)值的建立出的證據(jù)。

作為替代或除了移除或添加傳感器信號(hào)或信息塊之外,如果一個(gè)或多個(gè)分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N使用多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)或患者健康信息或非臨床信息的線性或非線性組合來檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況,則類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241可以減少信號(hào)趨勢(shì)或患者健康信息或非臨床信息的權(quán)重。

圖3示出了分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路300的示例,其可為分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路220A-220N的任一個(gè)的實(shí)施例。分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路300可以被配置為計(jì)算指示患者發(fā)展或呈現(xiàn)關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路300可包括類別特定輸入選擇電路210、信號(hào)趨勢(shì)分析器電路320和分類風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算器電路330中的一個(gè)或多個(gè)。

類別特定輸入選擇電路310可以耦合到患者信息接收器電路210,并且被配置為接收包括從患者信息接收器電路210所選的生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或者患者健康信息或非臨床信息的部分的類別特定輸入。類別特定輸入選擇器電路310可以包括耦接到類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241并由類別特定輸入調(diào)度器和更新電路241控制的信號(hào)選擇器312。信號(hào)選擇器312可以接收基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的類別特定輸入。用于分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路300的關(guān)聯(lián)性生理狀況可以由終端用戶例如經(jīng)由指令接收器電路250進(jìn)行編程。關(guān)聯(lián)性生理狀況也可以被預(yù)先確定并在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ),信號(hào)選擇器312可以從該存儲(chǔ)器進(jìn)行檢索。

如前面參考圖2所討論的,關(guān)聯(lián)性生理狀況可以包括患者臨床征兆和表現(xiàn)、病因、共病態(tài)、治療歷史等等。類別特定輸入可以根據(jù)患者上下文或環(huán)境上下文的變化、或類別特定輸入中的生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或患者健康信息或非臨床信息塊的性能的變化而自適應(yīng)地更新?;谥付P(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器的示例在下面進(jìn)行討論,例如參考圖4。

信號(hào)趨勢(shì)分析器電路320可以被配置為針對(duì)多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)的至少一個(gè)所選部分而生成信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)趨勢(shì)度量或信號(hào)強(qiáng)度的變化。在一個(gè)示例中,信號(hào)趨勢(shì)度量可以包括指示信號(hào)變化的等級(jí)的信號(hào)變化指示符。當(dāng)信號(hào)趨勢(shì)被生成為從生理信號(hào)導(dǎo)出的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特征的時(shí)間序列時(shí),信號(hào)變化指示符可以指示出信號(hào)趨勢(shì)的強(qiáng)度隨著時(shí)間的變化。信號(hào)變化指示符可以是多個(gè)預(yù)先確定的信號(hào)變化等級(jí)(例如高、中、低)之一。例如,針對(duì)信號(hào)趨勢(shì)例如日常最大胸廓阻抗的時(shí)間序列(ZDailyMax),可以計(jì)算ZDailyMax在第一時(shí)間窗的平均值以及ZDailyMax在第二時(shí)間窗的平均值。第一時(shí)間窗和第二時(shí)間窗可以是在其期間測(cè)量ZDailyMax的不相同的時(shí)間段。信號(hào)強(qiáng)度的差(例如從第一時(shí)間窗和第二時(shí)間窗計(jì)算出的平均ZDailyMax之間的差)可以與一個(gè)或多個(gè)閾值或值范圍進(jìn)行比較以將信號(hào)趨勢(shì)分類成表示信號(hào)變化指示符的預(yù)先確定的等級(jí)之一。在另一個(gè)示例中,信號(hào)趨勢(shì)度量可以包括指示信號(hào)趨勢(shì)的振幅或功率的信號(hào)強(qiáng)度指示符。信號(hào)強(qiáng)度指示符可以是基于信號(hào)趨勢(shì)的振幅或功率與一個(gè)或多個(gè)閾值的比較的多個(gè)預(yù)先確定的信號(hào)強(qiáng)度等級(jí)(例如高、中、低)之一。在又一示例中,信號(hào)趨勢(shì)度量可以包括指示在指定時(shí)間段內(nèi)的變化程度的信號(hào)變率指示符。信號(hào)變率的示例包括呼吸率的每日變化的測(cè)量結(jié)果。信號(hào)變率指示符可以是基于信號(hào)趨勢(shì)的測(cè)量出的信號(hào)變率與一個(gè)或多個(gè)閾值的比較的多個(gè)預(yù)先確定的信號(hào)變率等級(jí)(例如高、中、低)之一。

分類風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算器電路330可以被配置為計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。在一個(gè)示例中,分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以被計(jì)算為多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)的所選部分的信號(hào)變化指示符的線性或非線性組合。當(dāng)患者信息接收器電路210接收患者健康信息或非臨床信息(例如人口統(tǒng)計(jì)信息或治療信息)時(shí),分類風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算器電路330可以使用患者健康信息或非臨床信息來計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。例如,可以給屬于特定人口統(tǒng)計(jì)群體(例如年齡、性別或種族)的患者分配分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)可以指示出患者發(fā)展或呈現(xiàn)特定關(guān)聯(lián)性生理狀況的風(fēng)險(xiǎn)。在一個(gè)示例中,分?jǐn)?shù)可以基于領(lǐng)域知識(shí),例如患者健康信息或非臨床信息與關(guān)聯(lián)性生理狀況之間的相關(guān)性的建立出的證據(jù)。分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以被計(jì)算為多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)的所選部分的信號(hào)變化指示符以及與患者健康信息或非臨床信息相關(guān)聯(lián)的分?jǐn)?shù)的線性或非線性組合。分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以是以指示分類判定的類別標(biāo)簽或表示患者后來發(fā)展關(guān)聯(lián)性生理事件例如HF惡化的概率的數(shù)值量的形式。

圖4示出了基于指定關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412的示例。信號(hào)選擇器412可以是信號(hào)選擇器312的實(shí)施例。信號(hào)選擇器412可以被配置為基于指定關(guān)聯(lián)性生理狀況從多個(gè)生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或患者健康信息或非臨床信息中選擇一部分。所選信號(hào)或患者信息構(gòu)成至分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路(例如300或220A-220N之一)的類別特定輸入,并且可以被用來計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

關(guān)聯(lián)性生理狀況可以包括各種臨床表現(xiàn)或患者健康狀態(tài)的指示符。如圖4所示,關(guān)聯(lián)性生理狀況可以包括指定患者癥狀,例如癥狀性肺部事件。癥狀性肺部事件的示例包括肺水腫、哮喘和肺炎、慢性阻塞性肺病。例如,如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路(例如300或220A-220N之一)被指定為用于檢測(cè)癥狀性肺部事件,則基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以選擇對(duì)肺部事件敏感或特定的生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì),包括日平均經(jīng)胸廓阻抗、潮氣量、呼吸率或呼吸暫停低通氣指數(shù)等中的一個(gè)或其組合。

指定患者癥狀可以包括癥狀性心臟事件。該癥狀性心臟事件的示例包括房性或室性心律失常、心肌梗塞事件、冠狀動(dòng)脈疾病、心臟病發(fā)作事件、由患者接收到的起搏或雙心室起搏百分比或相對(duì)于心臟激活感測(cè)量的起搏量。如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路被指定為用于檢測(cè)癥狀性心臟事件,則基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以選擇對(duì)心臟事件敏感或特定的生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì),包括胸內(nèi)阻抗、肺部動(dòng)脈壓、活動(dòng)等級(jí)、姿勢(shì)、S1心音強(qiáng)度、S3心音強(qiáng)度、心縮計(jì)時(shí)間隔或射血前和射血時(shí)間等中的一個(gè)或其組合。

關(guān)聯(lián)性生理狀況還可以是特定類型的癥狀性肺部事件或癥狀性心臟事件?;陉P(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以根據(jù)特定類型的肺部事件或心臟事件來選擇生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)的部分。例如,如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路被指定為用于檢測(cè)肺水腫,則可以選擇一個(gè)或多個(gè)胸廓阻抗信號(hào)及其導(dǎo)出的信號(hào)趨勢(shì)。如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路被指定為用于檢測(cè)呼吸困難或呼吸急促,則可以選擇一個(gè)或多個(gè)呼吸率、呼吸淺快指數(shù)或潮氣量。如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路被指定為用于檢測(cè)高心室充盈壓,則可以選擇S3心音信號(hào)、心室壓力信號(hào)、肺動(dòng)脈壓力信號(hào)、其導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)信號(hào)特征中的一個(gè)或多個(gè)。

關(guān)聯(lián)性生理狀況可以包括目標(biāo)生理事件的指定致病因素。該致病因素可以包括導(dǎo)致目標(biāo)生理事件的潛在的疾病或狀況。其還可以包括引發(fā)、觸發(fā)、加劇或改變目標(biāo)生理事件的進(jìn)展的疾病或狀況。例如,在預(yù)測(cè)或檢測(cè)HF惡化的目標(biāo)事件中,致病因素可以包括心律失常、冠狀動(dòng)脈疾病、心臟病發(fā)作、心肌病或結(jié)構(gòu)性心臟病等中的一個(gè)或多個(gè)。如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路被指定為用于檢測(cè)缺血性心肌病的致病因素,則基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以選擇心電圖(ECG)、心內(nèi)電圖、心音信號(hào)、胸部加速度信號(hào)及其導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特征(例如,ST段測(cè)量結(jié)果或從ECG信號(hào)導(dǎo)出的T波交替,或S3振幅或從心音或加速度信號(hào)得出的其他心音分量)中的一個(gè)或多個(gè)。

目標(biāo)生理事件的致病因素可以基于領(lǐng)域知識(shí)(例如基于發(fā)展或呈現(xiàn)目標(biāo)生理事件的患者群體的檢查)而被識(shí)別。致病因素還可以包括促進(jìn)目標(biāo)生理事件的患者特定風(fēng)險(xiǎn)分層器。例如,根據(jù)患者特定風(fēng)險(xiǎn)分層器,基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以選擇信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì),包括平均S3心音振幅、基于心音的射血前期(HS-PEP)信號(hào)、基于心音的總射血時(shí)間(HS-ET)信號(hào)、心率信號(hào)、呼吸率變化的信號(hào)或活動(dòng)信號(hào)。

關(guān)聯(lián)性生理狀況可以包括患者的指定共病態(tài)狀況。共病態(tài)狀況不同于目標(biāo)生理事件但與目標(biāo)生理事件共存。例如,在HF惡化中的共病態(tài)狀況可以為心臟的或非心臟的,包括高血壓、心房顫動(dòng)、呼吸功能障礙(例如肺炎或慢性阻塞性肺病(COPD))、糖尿病或腎功能障礙(例如腎功能不全或腎功能衰竭)等等。在一個(gè)示例中,如果指定關(guān)聯(lián)性生理狀況是腎功能不全,則基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以選擇生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì),包括肌酸酐或體脲氮(BUN)的等級(jí)的測(cè)量結(jié)果,BUN/肌酸酐率和腎小球?yàn)V過率(GFR)。在另一個(gè)示例中,根據(jù)糖尿病的共病態(tài)狀況,生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)可以包括葡萄糖水平。在另一個(gè)示例中,如果分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路被指定為用于檢測(cè)高血壓的共病態(tài)狀況,則基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以例如使用動(dòng)態(tài)壓力傳感器來選擇血壓傳感器信號(hào)。

在一些示例中,關(guān)聯(lián)性生理狀況可以包括指定患者生命體征。生命體征可以指示出心臟勞力、肺部勞力、血壓或血液氧合水平中的一個(gè)或多個(gè)。例如,根據(jù)被指定為關(guān)聯(lián)性生理狀況的心臟勞力,基于關(guān)聯(lián)性生理狀況的信號(hào)選擇器412可以選擇心率信號(hào)、指示心臟輸出信號(hào)的信號(hào)或S1心音信號(hào)等等。

圖5是示出了用于預(yù)測(cè)患者發(fā)展目標(biāo)生理事件例如HF惡化的風(fēng)險(xiǎn)的方法500的示例的流程圖??稍趧?dòng)態(tài)醫(yī)療裝置或在遠(yuǎn)程患者管理系統(tǒng)中實(shí)施和運(yùn)行方法500。在一個(gè)示例中,可由在IMD 110中或在可與IMD 110通信的外部裝置120中實(shí)施的基于分類融合的HF事件檢測(cè)或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估電路113執(zhí)行方法500。除了預(yù)測(cè)HF惡化之外,方法500還可被修改以用于識(shí)別處于發(fā)展新疾病或現(xiàn)有疾病的惡化的高風(fēng)險(xiǎn)的患者,所述疾病為,例如,肺水腫、肺部病癥加重、哮喘和肺炎、心肌梗塞、擴(kuò)張性心肌病、缺血性心肌病、心縮HF、心舒張HF、瓣膜病、腎病、慢性阻塞性肺病、周圍性血管病、腦血管病、肝病、糖尿病、哮喘、貧血癥、抑郁癥、肺高血壓、睡眠呼吸失調(diào)或高脂血等等。

在501處,可接收包括從患者獲得的一個(gè)或多個(gè)生理信號(hào)的患者信息??墒褂门c患者相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)生理傳感器來感測(cè)生理信號(hào)。這種生理信號(hào)的示例可包括從一個(gè)或多個(gè)引線108A-C上的電極或罐112感測(cè)到的一個(gè)或多個(gè)電描記圖、心電圖、心律、心律變率、胸內(nèi)阻抗、心內(nèi)阻抗、動(dòng)脈壓、肺動(dòng)脈壓、左心房壓力、RV壓力、LV冠狀壓力、冠狀血液溫度、血氧飽和度、一個(gè)或多個(gè)心音、心臟收縮時(shí)間間隔、基于心音的時(shí)間間隔、對(duì)活動(dòng)的生理響應(yīng)、呼吸暫停呼吸過淺指數(shù)、例如呼吸率信號(hào)、潮氣量信號(hào)、分鐘通氣量信號(hào)或淺快呼吸指數(shù)(RR/TV)信號(hào)等一個(gè)或多個(gè)呼吸信號(hào)。生理信號(hào)還可包括腦促尿鈉排泄肽(BNP)、血項(xiàng)、鈉和鉀水平和葡萄糖水平中的一個(gè)或多個(gè)。生理信號(hào)還可以包括裝置治療統(tǒng)計(jì),例如僅在具有動(dòng)態(tài)醫(yī)療裝置的患者中起搏的雙心室或左心室的百分比??蓮幕颊攉@取生理信號(hào),并存儲(chǔ)在例如電子病歷(EMR)系統(tǒng)等存儲(chǔ)裝置中??蓪?duì)生理信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理或調(diào)節(jié),包括信號(hào)放大、數(shù)字化或?yàn)V波等等。

除了生理信號(hào)之外,也可以在501處接收其他患者信息。例如,患者健康信息例如過去和現(xiàn)在的藥物和治療信息或病史信息、非臨床信息例如患者的人口統(tǒng)計(jì)信息或社會(huì)和行為信息(例如,吸煙者或不吸煙者),可以在501處被接收并由預(yù)測(cè)目標(biāo)生理事件的可能性的方法500使用。

在502處,可生成兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)趨勢(shì)。信號(hào)趨勢(shì)可以是從生理信號(hào)導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特征的時(shí)間序列。信號(hào)特征的示例可包括:信號(hào)平均值、中間值或其他集中趨勢(shì)度量;信號(hào)強(qiáng)度的直方圖;多個(gè)隨時(shí)間的信號(hào)趨勢(shì);一個(gè)或多個(gè)信號(hào)形態(tài)學(xué)描述符;或指定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)功譜密度。信號(hào)特征可包括對(duì)應(yīng)于生理活動(dòng)的分量。例如,心電圖或電描記圖特征可包括P波、R波、T波、QRS復(fù)合、或表示去極化、超極化、復(fù)極化或心肌的其他電生理性質(zhì)的其他分量。心音特征可包括S1、S2、S3或S4心音中的一個(gè)或多個(gè)的計(jì)時(shí)、振幅或形態(tài)學(xué)特征。胸廓阻抗特征可包括最大值、最小值、平均值、方差、變化率或其他統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特性。呼吸信號(hào)特征可包括呼吸率、呼吸深度、潮氣量、分鐘通氣量或淺快呼吸指數(shù)(RR/TV)或其他描述符。

在503處,可以選擇至少第一類別特定輸入和第二類別特定輸入。第一類別特定輸入可以包括基于第一關(guān)聯(lián)性生理狀況從多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)或從其他患者信息所選的第一部分。同樣地,第二類別特定輸入可以包括基于不同的第二關(guān)聯(lián)性生理狀況從多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)或從其他患者信息所選的第二部分。第一關(guān)聯(lián)性生理狀況和第二關(guān)聯(lián)性生理狀況可以指示出目標(biāo)生理事件或與目標(biāo)生理事件相關(guān),例如HF惡化。

已經(jīng)識(shí)別出各種關(guān)聯(lián)性生理狀況,包括患者臨床征兆和表現(xiàn)、病因、共病態(tài)、治療歷史等等。如前面參考圖4所討論的,不同生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)可以針對(duì)指定關(guān)聯(lián)性生理狀況而選擇。關(guān)于生理信號(hào)與關(guān)聯(lián)性生理狀況之間的相關(guān)性的領(lǐng)域知識(shí)可以被用于選擇生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)。例如,一個(gè)或多個(gè)胸廓阻抗信號(hào)及其導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)信號(hào)趨勢(shì)可以被選擇用于檢測(cè)肺水腫。S3心音信號(hào)、心室壓力信號(hào)、肺動(dòng)脈壓力或其得出的統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)信號(hào)特征中的一個(gè)或多個(gè)可以被選擇用于檢測(cè)高心室充盈壓。心電圖(ECG)、心內(nèi)電圖、心音、胸部加速度信號(hào)或其得出的統(tǒng)計(jì)學(xué)或形態(tài)學(xué)特征(例如,ST段或T波交替)中的一個(gè)或多個(gè)可以被選擇用于檢測(cè)缺血性心肌病的致病因素。肌酸酐或體脲氮(BUN)的等級(jí),BUN/肌酸酐率或腎小球?yàn)V過率(GFR)的信號(hào)趨勢(shì)可被選擇用于檢測(cè)腎功能不全的關(guān)聯(lián)性生理狀況。

另外地或可選地,類別特定輸入的選擇可以基于在檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中的用于測(cè)量生理信號(hào)的生理傳感器的類型或模式、生理信號(hào)或其導(dǎo)出的信號(hào)趨勢(shì)的基于患者群體的性能統(tǒng)計(jì),或者在檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中的生理信號(hào)或及得出的信號(hào)趨勢(shì)的患者特定歷史性能。

在一些示例中,用于檢測(cè)指定關(guān)聯(lián)性生理狀況的類別特定輸入的選擇可以是非靜態(tài)的。例如,類別特定輸入的選擇可以適應(yīng)于患者或環(huán)境上下文的變化,或適應(yīng)于類別特定輸入中的生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或患者健康信息或非臨床信息塊的性能的變化。類別特定輸入的適應(yīng)性選擇的示例在下面進(jìn)行描述,例如參考圖6。

在504處,信號(hào)趨勢(shì)度量例如信號(hào)變化指示符可以針對(duì)信號(hào)趨勢(shì)的第一部分和第二部分的每個(gè)而計(jì)算。信號(hào)變化指示符可以是多少信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的定性或定量描述。信號(hào)變化指示符可以是指示信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間的相對(duì)變化的預(yù)先確定的等級(jí)(例如,高、中、低)之一。針對(duì)信號(hào)趨勢(shì)例如生理參數(shù)的時(shí)間序列,可以計(jì)算從第一時(shí)間段取出的第一段與從第二時(shí)間段取出的第二段之間的信號(hào)強(qiáng)度。兩段之間的信號(hào)強(qiáng)度(例如信號(hào)振幅等)的差被計(jì)算并且與多個(gè)閾值或多個(gè)值范圍進(jìn)行比較以將信號(hào)變化分類成預(yù)先確定的等級(jí)之一。在504處,除了信號(hào)變化指示符之外或者作為替代地,其他信號(hào)趨勢(shì)度量(例如指示出信號(hào)趨勢(shì)的振幅或功率的信號(hào)強(qiáng)度指示符或指示出指定時(shí)間段內(nèi)的變化程度的信號(hào)變率指示符)可以被使用。

在505處,第一分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以使用第一分類風(fēng)險(xiǎn)指示符來計(jì)算,并且第二分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以使用第二分類風(fēng)險(xiǎn)指示符來計(jì)算。分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以指示出患者發(fā)展或呈現(xiàn)指示目標(biāo)生理事件或與目標(biāo)生理事件相關(guān)的關(guān)聯(lián)性生理事件的可能性,例如HF失代償事件或HF惡化。在一些示例中,除了第一信號(hào)指示符和第二信號(hào)指示符之外的患者信息,例如在501處接收到的患者健康信息或非臨床信息,也可以被用于相應(yīng)分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算。

分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以使用相應(yīng)信號(hào)指示符的類別內(nèi)傳感器融合或其他患者信息來計(jì)算。類別內(nèi)融合可以通過使用基于規(guī)則的模型、決策樹模型、回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、隨機(jī)森林、表決模型、模糊邏輯模型、支持向量機(jī)模型或?qū)r(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的任意數(shù)學(xué)模型中的一個(gè)或其組合來完成。分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以是一個(gè)概率值,指示出患者發(fā)展指示HF惡化或與HF惡化相關(guān)的未來關(guān)聯(lián)性生理狀況的可能性,例如肺部或心臟事件、中央或外圍充血事件或其他事件。在其他示例中,分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以是指示出關(guān)聯(lián)性生理狀況的存在或缺失的預(yù)先確定的類別標(biāo)簽(例如,“是”或“否”標(biāo)簽),或指示出關(guān)聯(lián)性生理狀況的嚴(yán)重度分級(jí)的標(biāo)簽或數(shù)字(例如,高、中、低,或分?jǐn)?shù)為1、2、3或在1到10之間的范圍內(nèi)的等級(jí))。

在506處,復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)指示符(CRI)可以使用至少第一分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和第二分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)而生成。CRI指示出患者發(fā)展目標(biāo)生理事件例如HF惡化的可能性。CRI可以使用分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的一些或全部的類別間融合而生成。在一個(gè)示例中,CRI可以是以從指示具有HF惡化的即將發(fā)生事件的可能性的各種等級(jí)的兩個(gè)或兩個(gè)以上類別取得的分類判定的形式。例如,如果分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是類別標(biāo)簽(例如,高、中、低)或指示關(guān)聯(lián)性生理狀況的嚴(yán)重度分級(jí)的標(biāo)簽或數(shù)字(例如,高、中、低,或分?jǐn)?shù)為1、2、3或1到10之間的范圍內(nèi)的等級(jí)),則CRI可以使用類別標(biāo)簽的判定融合來確定。判定融合方法的示例可包括多數(shù)表決、X-out-of-Y表決或加權(quán)表決等等。

CRI可為指示出即將發(fā)生的目標(biāo)生理事件例如HF惡化的可能性的數(shù)值量。例如,如果分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是指示出患者發(fā)展各種類型的關(guān)聯(lián)性生理狀況的置信級(jí)的概率值,則CRI可以使用概率值的概率融合來計(jì)算。概率融合方法的示例可包括:線性或非線性組合,例如平均或加權(quán)和;或參數(shù)或非參數(shù)方法,例如決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò);以及其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法。

在CRI計(jì)算中使用的類別間融合可以由系統(tǒng)終端用戶來修改或自動(dòng)地調(diào)整。更新可以適應(yīng)于變化的患者上下文,包括患者健康狀態(tài)、活動(dòng)或行為、新共病態(tài)的發(fā)展、目標(biāo)生理事件的進(jìn)展或其他患者臨床或非臨床信息。在CRI被計(jì)算為分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的加權(quán)組合的示例中,在具有腎臟疾病的患者中,CRI計(jì)算器231可以減少分配給使用胸廓阻抗計(jì)算出的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重,因?yàn)槟I功能障礙的存在,所以胸廓阻抗的變化或其導(dǎo)出的信號(hào)趨勢(shì)可以不對(duì)HF惡化事件特定。從而計(jì)算出的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可能在預(yù)測(cè)HF惡化的未來事件中具有降低的性能(例如,更高的假陽性率)。在另一個(gè)示例中,在具有慢性阻塞性肺病(COPD)患者中,可以增加分配給使用呼吸率或其他呼吸信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì)計(jì)算出的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的權(quán)重,因?yàn)镃OPD的存在,所以呼吸率的變化可以對(duì)HF惡化事件更敏感或特定。

響應(yīng)于至分類風(fēng)險(xiǎn)分析器電路的類別特定輸入(例如生理信號(hào)或信號(hào)趨勢(shì))的性能、可靠性或魯棒性的變化還可以作出類別間融合的修改。例如,大體上高于或低于其他分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)被懷疑是不可靠的或者由干擾或混雜因素潛在地影響,并且因此可以使用減少的權(quán)重進(jìn)行折扣。在其他的示例中,響應(yīng)于變化的環(huán)境上下文(例如被植入的引線修正、傳感器完整性和質(zhì)量的損害或周圍環(huán)境變化)可以修改類別間融合。響應(yīng)于根據(jù)更新的領(lǐng)域知識(shí)(例如關(guān)聯(lián)性生理狀況與目標(biāo)生理事件之間的高相關(guān)性的確定的證據(jù))的關(guān)聯(lián)性生理狀況的重要性的變化也可以作出修改。

方法500可以選擇性地包括生成報(bào)告以告知、警告或警報(bào)系統(tǒng)終端用戶患者發(fā)展目標(biāo)生理事件例如未來HF惡化事件的高風(fēng)險(xiǎn)的操作。報(bào)告可包括具有在其內(nèi)預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間幀的CRI以及用于計(jì)算CRI的分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。報(bào)告還可包括推薦動(dòng)作,例如證實(shí)性測(cè)試、診斷或治療選項(xiàng)。報(bào)告可呈現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)媒體格式,包括例如文本或圖形消息、聲音、圖像或其組合。

圖6是示出了用于基于指定關(guān)聯(lián)性生理狀況從多個(gè)信號(hào)趨勢(shì)或從其他患者信息中自適應(yīng)地選擇類別特定輸入的方法600的示例的流程圖。用于檢測(cè)指定關(guān)聯(lián)性生理狀況的類別特定輸入可以適應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)狀況的變化。方法600可以是基于其相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性生理狀況而選擇信號(hào)趨勢(shì)的第一部分和第二部分的在圖5的503處的過程的實(shí)施例。

在610處,初始的類別特定輸入可以從包括信號(hào)趨勢(shì)的患者信息來選擇。如前面參考圖5所討論的,選擇可以基于指定關(guān)聯(lián)性生理狀況。初始的類別特定輸入可以包括已知為對(duì)指定關(guān)聯(lián)性生理狀況敏感或特定的多個(gè)信號(hào)趨勢(shì),例如根據(jù)領(lǐng)域知識(shí)?;颊呱舷挛牡淖兓缓罂梢栽?20處進(jìn)行評(píng)估?;颊呱舷挛牡淖兓梢园ɑ颊呓】祷蜥t(yī)療狀態(tài)的變化、目標(biāo)生理活動(dòng)例如HF惡化的進(jìn)展、新共病態(tài)的發(fā)展、活動(dòng)等級(jí)的增加或下降或行為的變化等等。

如果在620處患者上下文的變化被檢測(cè)到并且滿足指定標(biāo)準(zhǔn),那么在650處對(duì)類別特定輸入的性能進(jìn)行評(píng)估以確定是否需要對(duì)類別特定輸入進(jìn)行更新。然而,如果沒有檢測(cè)到患者上下文的變化,或變化不滿足指定標(biāo)準(zhǔn),那么上下文的上下文的變化可以在630處進(jìn)行評(píng)估。環(huán)境上下文的變化可以包括非生理事件,其可以影響在檢測(cè)分類生理狀況中的類別特定輸入的準(zhǔn)確性或可靠性。例如,在引線修正之后,由于改變電極位置和組織電極的接口性質(zhì),所以胸廓阻抗信號(hào)及其導(dǎo)出的信號(hào)趨勢(shì)在預(yù)測(cè)肺水腫中可能不敏感或不太可靠,這些都可能影響胸廓阻抗感測(cè)。環(huán)境上下文的變化的其他示例可以包括傳感器或引線完整性或引線折斷的折衷(例如,增加的引線阻抗),造成生理傳感器信號(hào)的貧乏的信噪比的環(huán)境噪聲或干擾的增加,或周圍環(huán)境變化等等。

如果在630處環(huán)境上下文的變化被檢測(cè)到并且滿足指定標(biāo)準(zhǔn),那么類別特定輸入的性能在650處進(jìn)行評(píng)估以確定是否需要對(duì)類別特定輸入進(jìn)行更新。然而,如果患者上下文的變化沒有被檢測(cè)到,或變化不滿足指定標(biāo)準(zhǔn),那么領(lǐng)域知識(shí)的變化可以在640處進(jìn)行評(píng)估。領(lǐng)域知識(shí)可以包括更新關(guān)于生理信號(hào)或患者信息與關(guān)聯(lián)性生理狀況之間的關(guān)聯(lián)性的臨床證據(jù)。如果領(lǐng)域知識(shí)的變化在640處被檢測(cè)到,那么類別特定輸入的性能在650處進(jìn)行評(píng)估以確定是否需要對(duì)類別特定輸入進(jìn)行更新。否則,現(xiàn)有類別特定輸入(包括生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或患者健康和非臨床信息)可以保持不變,并且被用于生成信號(hào)變化指示符,并且隨后用于計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),如在圖5中的塊504和塊505所示。

在指示對(duì)類別特定輸入進(jìn)行更新的情況中,例如由于患者上下文或環(huán)境上下文的實(shí)質(zhì)性的變化或領(lǐng)域知識(shí)的更新,可以在650處對(duì)退出類別特定輸入進(jìn)行評(píng)估。該評(píng)估可以包括在時(shí)間段內(nèi)的性能測(cè)量結(jié)果的任何變化的信號(hào)內(nèi)評(píng)估。例如,這可能涉及將在當(dāng)前時(shí)間段處測(cè)量的性能與歷史時(shí)期段中的性能進(jìn)行比較。性能測(cè)量的示例可以包括靈敏度、特異性、正預(yù)測(cè)值、負(fù)預(yù)測(cè)值,總體估計(jì)準(zhǔn)確度或錯(cuò)誤率等等。此外地或可選地,該評(píng)估包括信號(hào)間評(píng)估,其涉及在信號(hào)趨勢(shì)當(dāng)中的性能與類別特定輸入中的患者信息的比較。

在660處,如果信號(hào)內(nèi)評(píng)估指示出生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或患者信息隨時(shí)間減少的性能或信號(hào)可靠性,或者如果信號(hào)間評(píng)估指示出在類別特定輸入中一個(gè)信號(hào)趨勢(shì)或傳感器信號(hào)大體上被其他信號(hào)趨勢(shì)或傳感器信號(hào)勝過,那么類別特定輸入可以在670處進(jìn)行更新。否則,現(xiàn)有類別特定輸入(包括信號(hào)趨勢(shì)或患者健康信息和非臨床信息)可以保持不變并且被用于生成信號(hào)變化指示符,并且隨后用于計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),如在圖5中的塊504和塊505所示。

在670處類別特定輸入的更新可以包括從類別特定輸入移除信號(hào)趨勢(shì),該信號(hào)趨勢(shì)在檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中隨時(shí)間降低其可靠性或性能,或被其他信號(hào)趨勢(shì)或傳感器信號(hào)始終勝過。同樣地,沒有在初始類別特定輸入中選擇的額外生理信號(hào)、信號(hào)趨勢(shì)或患者信息可以被添加到類別特定輸入,如果在檢測(cè)關(guān)聯(lián)性生理狀況中其可靠性和性能隨時(shí)間提高或優(yōu)于在類別特定輸入中的指定數(shù)量的其他信號(hào)趨勢(shì),或根據(jù)更新的領(lǐng)域知識(shí)潛在地指示出關(guān)聯(lián)性生理狀況或與關(guān)聯(lián)性生理狀況相關(guān)的話。在一些示例中,在670處類別特定輸入的更新可以觸發(fā)指示增加或減少用于在505處計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的信號(hào)趨勢(shì)的權(quán)重。例如,如果響應(yīng)于患者或環(huán)境上下文的變化信號(hào)趨勢(shì)始終優(yōu)于其他信號(hào)趨勢(shì),則可以增加該信號(hào)趨勢(shì)的權(quán)重,而如果響應(yīng)于患者或環(huán)境上下文的變化,信號(hào)趨勢(shì)具有隨時(shí)間降低的性能或可靠性,則可以減少該信號(hào)趨勢(shì)的權(quán)重。更新的類別特定輸入然后可以被用于生成信號(hào)變化指示符,并隨后用于計(jì)算分類風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),如在圖5中的塊504和塊505所示。

上面的詳細(xì)描述包括對(duì)附圖的參考,其構(gòu)成詳細(xì)描述的一部分。附圖通過說明顯示了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例。這些實(shí)施例在本文中也被稱為“示例”。這些示例可以包括除了所示出或所描述的那些元件之外的元件。然而,本發(fā)明也預(yù)期其中僅提出所示出或者所描述的那些元件的示例。而且,本發(fā)明也預(yù)期使用參照具體示例(或者其一個(gè)或者多個(gè)方面)或者參照本文示出或者描述的其他示例(或者其一個(gè)或者多個(gè)方面)示出或者描述的那些元件(或者其一個(gè)或者多個(gè)方面)的任意組合或者排列的示例。

如果在本文獻(xiàn)和通過引用方式并入任何文獻(xiàn)之間的不一致用法,則該文獻(xiàn)中的用法控制。

在該文獻(xiàn)中,與任何其他情況或者“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”的用法不同,如在本專利文獻(xiàn)中常見的,術(shù)語“一”或者“一個(gè)”被使用以包括一個(gè)或者超過一個(gè)。在該文獻(xiàn)中,術(shù)語“或”用于指代非排他性的或者,從而“A或B”包括“A但是非B”、“B但是非A”以及“A和B”,除非另外指明。在該文獻(xiàn)中,術(shù)語“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“在其中”的簡明英語等同用語。此外,在下面權(quán)利要求書中,術(shù)語“包括”和“包含”是開放式的,也就是說,在權(quán)利要求書中,包括除了這種術(shù)語之后所列的元件以外的元件的系統(tǒng)、裝置、物品或過程仍被視為在該權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。此外,在權(quán)利要求中,術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等等僅用作標(biāo)記,對(duì)其對(duì)象沒有數(shù)值要求。

本文所描述的方法示例可以是至少部分地機(jī)器實(shí)施或計(jì)算機(jī)實(shí)施的。一些示例可以包括用指令編碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或者機(jī)器可讀介質(zhì),所述指令可操作,以配置電子裝置來執(zhí)行上述示例中的方法。這種方法的實(shí)施可以包括代碼,例如微代碼、匯編語言代碼、高級(jí)語言代碼等等。這種代碼可以包括用于執(zhí)行各種方法的計(jì)算機(jī)可讀指令。代碼可以構(gòu)成計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的一部分。此外,在執(zhí)行過程中或者其他時(shí)間,代碼可以有形地存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)易失性或非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。這些計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括但不限于硬盤、可移動(dòng)硬盤、可移動(dòng)光盤(例如壓縮盤和數(shù)字視頻盤)、磁帶盒、存儲(chǔ)卡或記憶棒、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)等等。

以上的描述只是例證性的,而非限制性的。例如,上述示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)可彼此組合使用。例如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀以上描述的基礎(chǔ)上,也可以使用其他的實(shí)施例。依照37C.F.R.§1.72(b)提供摘要,以允許讀者快速確定技術(shù)公開的實(shí)質(zhì)。應(yīng)理解,所提交的摘要不用于解釋或限制權(quán)利要求書的范圍或含義。此外,在上文的具體實(shí)施方式部分,可將各種特征組合在一起,以簡化公開。這不應(yīng)被理解成意指未要求保護(hù)的公開特征是任一權(quán)利要求必要的。相反地,發(fā)明主題可以小于所公開的特定實(shí)施例的全部特征。因此,權(quán)利要求書由此并入具體實(shí)施方式部分,每個(gè)權(quán)利要求獨(dú)自代表分別的實(shí)施例。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)所附權(quán)利要求連同這些權(quán)利要求的全部等同范圍來確定。

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