健康监测、监察和异常检测的制作方法
【专利说明】健康监测、监察和异常检测
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请系列号61/788，165的优先权，将其通过引用以其全文结合在此。
技术领域
[0003]本申请的实施例涉及使用例如可佩戴贴片来对受试者的健康和/或身心健康状况中的一个或多个进行的无线监测，所述可佩戴贴片被设计为自动监测、筛选、和/或报告与这样的状况有关的事件(例如，睡眠、心律失常、呼吸障碍、代谢和营养状态、血糖监测、血脂监测、身体活动的类型和强度、热量测定)，其具有对异常检测的机载嵌入式处理。
【背景技术】
[0004]睡眠呼吸暂停(SA)是睡眠医学实践中观察到的最常见的障碍，并且比任何其他睡眠障碍导致更高的死亡率和发病率。SA的特征为由于上气道阻塞所致的反复的在睡眠过程中的不充分呼吸(称为呼吸暂停或低通气)。
[0005]夜间多导睡眠描记术(PSG)常常用于睡眠呼吸暂停的诊断。PSG研究在特殊睡眠单位中进行并且通常涉及监测若干生理记录，如心电图(ECG或EKG)、脑电图(EEG)、肌电图(EMG)、眼电图(EOG)、气流信号、呼吸用力、和氧饱和度(Sa02)或血氧定量。典型地通过睡眠专家手动分析这些信号，以识别呼吸暂停/低通气的每一次发作。用检测到的事件数除以睡眠的小时数来计算呼吸暂停低通气指数(AHI)，其用来评定受试者的睡眠呼吸暂停严重度。然而，PSG研究具有缺点，因为它们昂贵、耗时，并且要求受试者整夜保持在通过多根导线连接至监测设备的医疗设施、或其他房间(例如，诊室、酒店房间)中。当前的PSG睡眠研究通过使用视频摄像机来监测动作/运动，并且睡眠技师在睡眠研究之后人工观察运动。一些睡眠研究使用价值$1，000的腕动计加上$400的软件许可证。
[0006]最近几年对于更好的呼吸/睡眠诊断的需求增加。对于家用呼吸/睡眠监测技术存在着更多关注。这些技术监测受试者的气流、EKG和脉搏血氧测定。正因为如此，这些技术需要相对昂贵的设备(例如，$400到$1，000)，所述设备是庞大的，并且需要连接在由测试受试者佩戴的设备(例如，头帽、霍尔特心电动态监测仪)与该诊断设备之间的许多导线。如能够理解的那样，由受试者佩戴的设备的庞大以及在整个研究中维持多个有线连接的需要，使该研究对于测试受试者而言是非常不舒适的。在研究过程中如果受试者想要起床(例如，行进到洗手间，想要四处走动等等)，则将需要断开所有导线，然后重新连接以继续该研究。而且，如果在该研究过程中断开一根或多根导线，该研究容易出现错误，或者可能甚至需要重新进行。所有这些方案对于受试者和医疗设施两者而言都是不希望的。
[0007]患者监察和远程医疗在提供适当且及时的医疗保健服务中具有渐增的重要性。当前的患者报告结果要求患者使用纸基方法在诊所内完成调查/问卷，虽然遥控移动技术允许利用数字工具和移动装置进行更简单的数据收集。随着患者从医疗设施出来而回到其家中，重要的患者结果可能由于缺乏报告方式和监察而丢失，并且导致昂贵的住院支出。另夕卜，最近几年已经引入对步数进行计数的时尚的腕戴监测器，虽然价廉的消费者口袋式计步器已经存在数年。这些时尚的腕戴计步器仅仅是在监测健康或身心健康措施中并不提供真正效用的新奇产品。此类装置的潜在效用并未被最大化，因为机载的、嵌入式算法可以是昂贵的并且要求有效的电池和存储器，在这些装置的给定时尚形式因素下，这些算法受到限制。
[0008]因此，对于克服与PSG、霍尔特心电动态监测仪相关的上述限制因素的更好的监测技术以及家用监测技术存在着需要和要求。
【发明内容】
[0009]本申请的实施例涉及使用例如可佩戴贴片来对受试者的健康和/或身心健康状况中的一个或多个进行的无线监测，所述可佩戴贴片被设计为自动监测、筛选、和/或报告与这样的状况有关的事件(例如，睡眠、心律失常、呼吸障碍、代谢和营养状态、血糖监测、血脂监测、身体活动的类型和强度、热量测定)，其具有对异常检测的机载嵌入式算法。另夕卜，包括移动装置、基于传感器的贴片和基于云的计算与数据存储连同对异常检测的新颖处理/算法的技术生态系统允许使用客观数据(传感器)和主观数据(患者经由移动应用报告的结果)两者进行患者的及时监测和监察，所述数据以可消费的形式递送至看护者和医疗保健专业人员(例如，经由健康和身心健康仪表板)。另外，在云计算数据库中的新颖处理根据客观数据(例如，传感器)和自我报告数据(例如，移动应用)提供健康监察，所述数据可在健康仪表板上被可视化。
[0010]在本文中披露的实施例提供了受试者状况的无线监测方法。该方法包括在处理器上无线捕获指示经过第一时段的状况的第一信号；在该处理器处从该捕获的第一信号去除噪音，以产生指示该状况的第二信号；使用定义第二时段的窗口在该处理器处计算该第二信号的多个移动平均线；并确定是否存在与任何这些移动平均线之内的状况相关的事件。
【附图说明】
[0011]图1展示了根据一个披露实施例的示例无线监测方法。
[0012]图2a-2c为展示图1方法的示例结果的图。
[0013]图3和图4展示了根据本文披露的第一示例实施例的无线监测装置。
[0014]图5展示了根据本文披露的第二示例实施例的无线监测装置。
[0015]图6展示了根据本文披露的第三示例实施例的无线监测装置。
[0016]图7-9展示了根据本文披露的第四示例实施例的无线监测装置。
【具体实施方式】
[0017]在以下详细说明中，陈述了多个具体细节，例如材料类型和尺寸，以便提供对下文论述的优选实施例的彻底理解。结合这些优选实施例论述的细节不应当被理解为限制所要求的发明。此外，为了便于理解，某些方法步骤被描绘为分开的步骤；然而，这些步骤不应当被视为必然不同，在其操作上也不是顺序依赖性的。
[0018]图1展示了根据一个披露实施例的示例无线监测方法100。在一个所希望的实施例中，使用无线可佩戴装置例如像在下文参考图3-9论述的新颖贴片300、400、500、600来实施方法100。在一个实施例中，方法100被实施为存储在贴片300、400、500、600上并且由包括在贴片300、400、500、600上的处理器或其他控制器执行的软件指令。在其他实施例中，方法100被实施为部分提供在贴片300、400、500、600上和在部分远离所述贴片的应用程序(例如，智能手机应用)上的软件指令，正如下文更详细论述的。
[0019]参考与睡眠呼吸暂停有关的监测状况来解释方法100 ;然而应当理解，可以使用方法100来监测和诊断其他医学情况，例如但不限于，哮喘、肺炎、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、充血性心力衰竭、心律失常、不宁腿综合征、发作、跌倒、代谢/营养水平(例如，血糖和血脂监测)以及婴儿猝死综合征(SIDS)。可以监测除了健康状况之外的几种“身心健康”状况:身体活动监测(强度和类型、卡路里消耗、和久坐相对于活动的分析)、婴儿监测、根据呼吸的性活动、需要声音的物联网应用、由于运动和娱乐的呼吸用力、根据使用移动应用进行输入的情感分析、以及将根据移动应用的主观信息与根据方法100的客观数据进行关联，从而提供个体健康、身心健康和活动的完整图景。如根据以下说明将清楚，本文中披露的方法100和贴片300、400、500、600将无线记录声音(经由例如，麦克风)和运动(经由例如，加速度计)，所述声音和运动可立即通过一个或多个机制进行处理和报告，而不需要通过医务人员进行手动/视觉评估，正如目前的睡眠研究所要求的。本申请的受让人具有可被放置在具有嵌入式处理的贴片上的其他传感器，例如像捕获用于异常检测的电信号和神经信号的微电极阵列、用于生理监测(例如，压力、湿度、惯性、温度)的集成多传感器、以及测量生物流体水平(例如，血糖、代谢性分析物等等)的微流体贴片。
[0020]方法100在步骤102开始，在该步骤中使用第一采样频率无线捕获代表受试者的呼吸的信号(在下文中称为“呼吸信号”)。在一个实施例中，该呼吸信号被包括在由受试者佩戴的贴片(例如，300、400、500、600)上的麦克风或其他声传感器捕获。在一个实施例中，该采样频率为44.1kHz，其常常用于数字音频记录设备。然而应当理解，该44.1kHz的频率只不过是可以使用的一个实例，并且本文披露的实施例不仅仅局限于44.1kHz的频率。所有这一切需要的是，使用足够快的以适当地对受试者的呼吸进行采样的速率连续地捕获呼吸信号。在一个实施例中，正如通常应用于健康和身心健康监测的，在声音将被捕获处的频率可以大大降低，使得对于存储器和动力的要求更低，因为大多数生物过程在接近于l-2Hz的频率处发生(如果不更低的话)。这种降低还可适用于使用其他传感器的其他实施例，因为生物过程通常以在可检测事件之间的秒、分、小时、天或周数量级的低频率发生。
[0021]应当理解，由受试者的呼吸引起的声音必须在可被记录的其他有节奏的或偶发的声音背景中得以辨别。已经校准在本文中披露的实施例，以便过滤掉外来的和无关的声音。从不同的受试