表现血液动力学不稳定性指数指标信息的方法

表现血液动力学不稳定性指数指标信息的方法
【专利摘要】一种监测患者的医学系统(10)和方法。接收所述患者的患者数据。所述患者数据包括生命体征测量结果和实验室结果。根据接收到的生命体征测量结果来计算有关所述患者的生理状况的生命体征不稳定性指数(VIX)。根据接收到的实验室结果来计算有关所述生理状况的实验室不稳定性指数(LIX)。将所述VIX和所述LIX整合成患者恶化的指标。
【专利说明】表现血液动力学不稳定性指数指标信息的方法

【技术领域】
[0001] 本申请涉及临床决策支持。本申请具体与对生理和临床状态变化的预测相结合而 应用，并且将特别参考对生理和临床状态变化的预测来描述本申请。然而应当理解，本申请 还适用于其他使用场景，并且不必限于前述的应用。

【背景技术】
[0002] 当护理患者时，临床医生越快地了解到患者的恶化，就可以越快地采取校正行动。 这进而降低了最终的器官损伤的可能性，尤其是在血液动力学恶化的情况下，并且大体上 改进患者结果。检测恶化典型地需要临床医生人工检查诸如收缩血压的多个生理参数的生 理数据和/或实验室数据。然而，临床医生护理大量的患者，并且预计患者与临床医生比率 只会升高。另外，生成生理数据的频率是高的。因而，临床医生经常延误检测恶化。
[0003] 为了对此进行缓解，对患者的自动监测正在变得越来越普遍。然而，自动监测的主 要难题在于警告疲劳（alertfatigue)。警告疲劳是这样的状况，即由于警告不具有实际临 床意义的概率很高，因此临床医生变得对临床警告不敏感。一种简单的解决方案是提高警 告阈值。然而，这降低了灵敏度并且提高了未能检测到患者恶化的可能性。
[0004] 另一种解决方案是设定发出警告之后的禁止期，因此直到满足重新进入工作状态 (rearming)条件为止不再发出类似的警告。在这样的方法中，重新进入工作状态条件对于 减少警告是至关重要的。典型的重新进入工作状态条件是从触发禁止期的警告开始经过预 定的时间量，并且接着在经过了该周期之后对生理数据进行重新评估。这是基于这样的概 念，即第一警告之后的任何警告都可能是基于类似的生理数据的，并且因此不向临床医生 提供任何额外的信息。如果临床医生同意警告，则他/她已经正在规划采取行动以处置患 者；或者怀疑警告的有效性；并且在任何一种情况下都会发现另一警告是不必要的。因此， 禁止另外的警告是合理的。
[0005] 这种警告解决方案的一个缺点是，如果患者的状况在禁止期内恶化，则不发出额 外的警告。另一个缺点是所述预定的时间量典型地是固定的。因此，所述预定的时间量不 是针对任何具体患者定制的。另外，所述预定的时间量不适于个体的生理动态或介入。
[0006]自动监测系统的其他难题来自典型地由自动监测系统采用的预测模型。这样的预 测模型典型地是在群体数据的大型数据库上训练的，由此，使用这样的预测模型的决策是 基于大的群体的一般特征的。另外，典型地不考虑个体与一般训练群体之间的差异。以这 种方式训练可能导致不必要的警告和/或不能针对具有与一般训练群体的标准不同的生 理标准的特定患者生成警告。
[0007] 为了减轻这一问题，可以将来自临床医生的关于发出的警告的有效性的直接反馈 用于学习。然而，这样的方法对于不具有这种直接反馈学习的益处的系统是不可能的。另 夕卜，如果提前数小时就响应于预测事件发出了警告，那么来自临床医生的关于警告的有效 性的立即反馈是没有意义的。
[0008] 本申请提供了克服以上提及的问题和其他问题的新的经改进的方法和系统。


【发明内容】

[0009] 根据一个方面，提供了一种用于监测患者的医学系统。所述医学系统包括被编程 为接收所述患者的患者数据的至少一个处理器。所述患者数据包括生命体征测量结果和实 验室结果。所述至少一个处理器还被编程为根据接收到的生命体征测量结果来计算有关所 述患者的生理状况的生命体征不稳定性指数（VIX)。另外，所述至少一个处理器被编程为根 据接收到的实验室结果来计算有关所述生理状况的实验室不稳定性指数（LIX)。此外，所述 至少一个处理器被编程为将所述VIX和所述LIX整合为对患者恶化的指示。
[0010] 根据另一方面，提供了一种用于监测患者的医学方法。接收所述患者的患者数据。 所述患者数据包括生命体征测量结果和实验室结果。根据接收到的生命体征测量结果来计 算有关所述患者的生理状况的生命体征不稳定性指数（VIX)。根据接收到的实验室结果来 计算有关所述生理状况的实验室不稳定性指数（LIX)。将所述VIX和所述LIX整合为对患 者恶化的指示。
[0011] 根据另一方面，提供了一种用于监测患者的图形用户接口（⑶I)。所述⑶I包括对 所述患者的恶化指示的显示。所述恶化指示将生命体征不稳定性指数（VIX)与实验室不稳 定性指数（LIX)进行整合。所述VIX和所述LIX指示所述患者的生理状况的不稳定性。所 述VIX是根据生命体征测量结果计算得来的，并且所述LIX是根据实验室结果计算得来的。
[0012] 一个优势在于考虑了多个生理参数的不稳定性指数。
[0013] 另一个优势在于减少了警告。
[0014] 另一个优势作用使临床医生的注意力集中在需要额外的警觉的患者上。
[0015]另一个优势在于独立于等待时间长的数据来处理等待时间短的数据。
[0016] 另一个优势在于增高的对异常患者状况的敏感性。
[0017] 另一个优势在于对可用数据的适应性。
[0018] 另一个优势在于降低了无关的值触发警告的可能性。
[0019] 另一个优势在于针对患者的状况不是平均群体的典型状况的情况来进行调节。
[0020] 本领域普通技术人员在阅读和理解了以下详细说明之后，将意识到本发明的其他 优势。
[0021] 本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。 附图仅出于图示优选实施例的目的，而不应被解释为对本发明做出限制。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1是患者护理环境的信息技术（IT)基础设施的方框图。
[0023] 图2是临床决策支持系统的方框图。
[0024] 图3是针对血液动力学稳定性的生命体征不稳定性指数（VIX)和对应的输入的图 形表示。
[0025] 图4是基线VIX和生命体征不稳定性指数的图形表示。
[0026] 图5是针对血液动力学稳定性的VIX和对应的输入的图形表示。
[0027]图6是临床决策支持系统的流程图。
[0028] 图7是对使用生命体征不稳定性指数和实验室不稳定性指数的普遍值的查找的 图形说明。
[0029]图8是显示多个病床的恶化指示值的图形用户接口（GUI)。
[0030] 图9是显示有关恶化指示值的详细信息的⑶I。
[0031] 图10是图示对图1的CDSS的备选实施例的操作的流程图。

【具体实施方式】
[0032] 参考图1和图2,提供了护理一个或多个患者的患者监测环境（例如重症监护 室（ICU))的信息技术（IT)基础设施10。IT基础设施10包括一个或多个患者数据发生 器12、任选的患者信息系统14、临床决策支持系统（CDSS) 16、一个或多个患者数据使用者 (consumer) 18等。适当地，IT基础设施10的部件经由诸如因特网、局域网、广域网、无线网 或虚拟私人网等的通信网络20互连。
[0033] 患者数据发生器12生成在患者监测环境中被护理的对应患者的患者数据。患者 的患者数据包括以下中的一个或多个：生理数据；入院、出院和转院（ADT)数据；实验室数 据；临床数据；结果数据和警告数据。生理数据包括以下中的一个或多个：生理参数波形、 典型地以预定的采样频率（例如1秒）或者在参数变化时生成的生理参数的测量结果、观 察到的生理参数和计算出的生理参数。这样的生理参数的范例包括收缩血压（SBP)、心率 (HR)、Sp02等。ADT数据包括诸如年龄、国籍等的人口统计数据的值、以及护理偏好，例如拒 绝复苏ONR)、仅进行舒适的措施（CM0)、允许自然死亡（AND)、入院或者收入监护室的原因 等。ADT数据典型地是在患者被收入和/或离开医学机构和/或在诸如ICU和/或普通病 房的医学机构的患者护理环境之间转移时生成的。实验室数据包括实验室测试结果，并且 实验室数据典型地是在事件发生（例如临床医生安排实验室测试）时零星生成的。临床数 据包括指示用来提高患者健康的措施的数据以及其他的观察，例如意识水平、介入措施、透 析、施用的药物、患者的社会历史和先前病史、当前疾病的病史、患者具有的其他社会或风 险因素（例如基因组）等。结果数据包括指示患者在医学机构中的处置和/或停留的结果 的数据，例如患者的状况恶化还是改善、患者是否死亡等。典型地，在采取医学介入之后，在 患者在医学机构处的停留期间生成结果数据。警告数据是指示警告（例如患者的恶化）的 数据，并且警告数据典型地是响应于对恶化的检测而生成的。
[0034] 典型地取决于患者数据的类型来人工地和/或自动地生成患者数据。对于前者， 可以采用用户输入22。任选地，患者数据发生器12包括为用户提供用户接口的显示设备 24,在所述用户接口内人工地输入患者数据，和/或所述用户接口用于向临床医生显示患 者数据。对于后者，可以采用例如测量生理参数和/或实验室结果的传感器26 (例如Sp02 传感器）和/或监测和/或处理诸如患者数据的数据的处理器28。患者数据发生器的范例 包括但不限于生理监测器、移动通信设备、实验室系统、定点照护（point of care)系统、临 床信息系统等。
[0035] 患者信息系统14将来自IT基础设施10 (例如来自患者数据发生器12和/或⑶SS 16)的患者数据存储在IT基础设施10的一个或多个数据库30中。例如，患者信息系统14 可以存储来自患者数据发生器12中的一个的患者的SBP。患者信息系统14能被配置为将 来自用户输入设备32的患者数据存储在数据库30中和/或允许在显示设备34上查看存 储的患者数据。显示设备34也可以被用来帮助从用户输入设备32接收数据。适合地，患 者信息系统14人工地存储针对预定的时间量（例如一年）的患者数据，从而允许IT基础 设施10的其他部件（例如CDSS16)访问历史患者数据。患者信息系统的范例包括但不限 于电子医学记录系统、科室系统等。
[0036] ⑶SS 16接收来自IT基础设施10 (例如来自患者数据发生器12和/或患者信息 系统14)的患者的患者数据。CDSS可以备选地被配置为还从其他源（例如用户输入设备 36)接收患者数据，CDSS任选地被配置有为用户提供用户接口的显示设备38,在所述用户 接口内输入患者数据、和/或被配置有诸如数据库的在IT基础设施10的外部的源。例如， 患者数据包括当前患者数据（例如生理参数的当前测量结果）和/或历史患者数据（例如 生理参数的先前测量结果）。CDSS 16使用接收到的患者数据来监测患者的健康。例如，监 测包括在患者的状况看上去正在恶化时生成警告；所述监测对汇总患者的状态、生命体征 不稳定性指数（VIX)值等进行报告。
[0037] ⑶SS 16任选地还包括过滤器40。接收到的患者数据中的至少一些经过将患者数 据整理成标准化格式和/或过滤不适合监测患者的健康的患者数据的过滤器40。有利地， 对患者数据的整理允许在各种主机内采用⑶SS16,并且允许⑶SS使用来自各种主机的具 有原本格式的数据。所述过滤可以包括以下中的一个或多个：将患者数据与常态的预定范 围进行比较、确保患者数据满足可用性的时间准则、以及对数据进行交叉检验。例如，典型 地过滤生理数据以去除不在预定的界限（例如指示可能的值的界限）内的测量结果和/或 在其他方式上非常不可能的测量结果。作为另一范例，典型地过滤ADT数据以去除不属于 目标人口统计（例如年龄、种族等）的患者的ADT。例如，未达到预定的年龄（例如成年年 龄，例如，在美国通常为18岁）和/或超过预定的年龄（例如不可能或不太可能的年龄） 的患者的ADT数据。作为又一范例，典型地过滤实验室结果以去除不在预定的界限（例如 指示可能的值的界限）内和/或超过了预定的时期（例如24小时）的结果。有利地，这去 除了陈旧的和/或可能无关的数据，由此降低了错误警告的可能性。
[0038] ⑶SS 16的VIX模块42根据接收到的（在相关情况下经过滤的）患者数据来计 算VIX值。VIX典型地将多个生理参数的等待时间短的数据（例如当前生理参数）任选地 与静态数据（例如人口统计数据）组合成反映诸如患者的血液动力学状态、肺稳定性、营养 稳定性等的患者的生理状况的稳定性的量度。CDSS 16可以被配置为在显示设备38上显示 患者的VIX值。可以连续地和/或在诸如计时器事件、用户输入事件、新数据的可用性等的 事件发生时计算VIX值。例如，临床医生可以人工地触发针对患者的VIX计算，从而确定患 者的血液动力学稳定性。⑶SS 16还可以被配置为典型地将VIX值保存在患者信息系统14 中以用于历史分析。
[0039]通过向基于预测变量来生成VIX值的选定的VIX模型提供预测变量的值来计算针 对生理状况的稳定性的VIX值。预测变量是以下中的一个或多个：生理参数、从静态数据 提取的特征（例如种族）和与确定生理状况的稳定性相关的类似项。适合地，基于生理状 况和/或数据可用性来从VIX模型数据库44中的多个VIX模型中选择VIX模型。例如，第 一 VIX模型是针对第一生理状况的稳定性而选择的，并且第二VIX模型是针对第二生理状 况的稳定性而选择的。作为另一范例，在HR和无创SBP的测量结果可用时选择第一 VIX模 型，并且在HR和有创SBP可用时选择第二VIX模型。另外，由模型产生的VIX值的范围典 型地是0和1之间，其中，所述值越接近1，患者就越可能不稳定。可以使用诸如逻辑回归、 多项式逻辑回归、线性回归和支持向量机学习的任何预测模型方法来开发VIX模型。
[0040] 通用VIX模型包括比如具有以下形式的针对血液动力学不稳定性的逻辑回归模 型：

【权利要求】
1. 一种用于监测患者的医学系统（10)，所述系统（10)包括： 一个或多个处理器（84)，其被编程为： 接收所述患者的患者数据，所述患者数据包括生命体征测量结果和实验室结果； 根据接收到的生命体征测量结果来计算有关所述患者的生理状况的生命体征不稳定 性指数（VIX); 根据接收到的实验室结果来计算有关所述生理状况的实验室不稳定性指数（LIX);并 且 将所述VIX和所述LIX整合成患者恶化的指标。
2. 根据权利要求1所述的医学系统（10)，其中，所述生理状况是血液动力学稳定性。
3. 根据权利要求1和2中的任一项所述的医学系统（10)，其中，所述LIX是使用模拟 所述生理状况的不稳定性和与接收到的实验室结果相对应的实验室测试之间的关系的模 型而被计算的。
4. 根据权利要求1-3中的任一项所述的医学系统（10)，其中，所述整合包括： 使用所述VIX和所述LIX来查找VIX-普遍性表格中的普遍性值，所述普遍性值指示针 对不同的VIX范围和LIX带的训练群体中的不稳定VIX分割的普遍性，所述VIX范围以预 定的增量跨越所述VIX的可能值的范围，所述LIX带表示所述生理状况的风险的不同程度 并且包括所述LIX的可能值的范围，其中，所述训练群体的所述VIX分割与预定的时间段上 的VIX趋势相对应；并且 通过对所述普遍性值进行线性调节来将所述普遍性值映射到所述指标的值，从而它在 所述VIX-普遍性表格中的普遍性值的范围上缩放。
5. 根据权利要求1-4中的任一项所述的医学系统（10)，其中，所述至少一个处理器 (84)还被编程为： 使用上基线和下基线来过滤VIX以去除离群值，上基线值是先前的时间段上的最大 VIX值，并且下基线值是先前的时间段上的最小VIX值。
6. 根据权利要求5所述的医学系统（10)，其中，如果VIX值超过对应的上基线值的预 定的分数或者小于对应的下基线值的预定的分数，则对所述VIX值进行抑制。
7. 根据权利要求1-6中的任一项所述的医学系统（10)，其中，所述至少一个处理器 (84)还被编程为： 使用以下中的一个或多个来显示所述指标：文本、颜色编码和条形图，所述颜色编码识 别患者恶化的风险的不同程度。
8. 根据权利要求7所述的医学系统（10)，其中，所述至少一个处理器（84)还被配置 为： 独立于所述指标，响应于使用所述VIX检测显著患者恶化而加亮对所述指标的所述显 不〇
9. 根据权利要求1-8中的任一项所述的医学系统（10)，其中，所述至少一个处理器 (84)还被编程为： 显示所述指标的可选择值的趋势线；并且 在选择所述可选择值中的一个之后显示包括以下中的一个或多个的工具提示：生命体 征测量结果、实验室结果以及选定值的其他相关数据。
10. -种用于监测患者的方法，所述方法包括： 接收所述患者的患者数据，所述患者数据包括生命体征测量结果和实验室结果； 根据接收到的生命体征测量结果来计算有关所述患者的生理状况的生命体征不稳定 性指数（VIX); 根据接收到的实验室结果来计算有关所述生理状况的实验室不稳定性指数（LIX);并 且 将所述VIX和所述LIX整合成患者恶化的指标。
11. 根据权利要求10所述的医学方法，其中，所述生理状况是血液动力学稳定性。
12. 根据权利要求10和11的中任一项所述的医学方法，其中，所述LIX是使用模拟所 述生理状况的不稳定性和与接收到的实验室结果相对应的实验室测试之间的关系的模型 而被计算的。
13. 根据权利要求10-12中的任一项所述的医学方法，其中，所述整合包括： 使用所述VIX和所述LIX来查找VIX-普遍性表格中的普遍性值，所述普遍性值指示针 对不同的VIX范围和LIX带的训练群体中的不稳定VIX分割的普遍性，所述VIX范围以预 定的增量跨越所述VIX的可能值的范围，所述LIX带表示所述生理状况的风险的不同程度 并且包括所述LIX的可能值的范围，其中，所述训练群体的所述VIX分割与预定的时间段上 的VIX趋势相对应；并且 通过对所述普遍性值进行线性调节来将所述普遍性值映射到所述指标的值，从而它在 所述VIX-普遍性表格中的普遍性值的范围上缩放。
14. 根据权利要求10-13中的任一项所述的医学方法，还包括： 使用上基线和下基线来过滤VIX以去除离群值，上基线值是先前的时间段上的最大 VIX值，并且下基线值是先前的时间段上的最小VIX值。
15. 根据权利要求10-14中的任一项所述的医学方法，其中，所述至少一个处理器（84) 还被编程为： 使用以下中的一个或多个来显示所述指标：文本、颜色编码和条形图，所述颜色编码识 别患者恶化的风险的不同程度。
16. 根据权利要求15所述的医学方法，其中，所述至少一个处理器（84)还被配置为： 独立于所述指标，响应于使用所述VIX检测显著患者恶化而加亮对所述指标的所述显 不〇
17. 根据权利要求10-16中的任一项所述的医学方法，还包括： 显示所述指标的可选择值的趋势线；并且 在选择所述可选择值中的一个之后显示包括以下中的一个或多个的工具提示：生命体 征测量结果、实验室结果以及选定值的其他相关数据。
18. 至少一个处理器（84)，其被编程为执行根据权利要求10-17中的任一项所述的方 法。
19. 一种承载软件的非瞬态计算机可读介质（92)，所述软件控制一个或多个处理器 (84)来执行根据权利要求10-17中的任一项所述的方法。
20. -种用于监测患者的图形用户接口（⑶I)，所述⑶I包括： 对所述患者的恶化指标的显示，所述恶化指标整合了生命体征不稳定性指数（VIX)和 实验室不稳定性指数（LIX)，所述VIX和LIX指示所述患者的生理状况的不稳定性，所述 VIX是根据生命体征测量结果而被计算的，并且所述LIX是根据实验室结果而被计算的。
【文档编号】G06F19/00GK104487975SQ201380037955
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2012年5月18日
【发明者】L·J·埃谢曼, A·A·弗劳尔, B·D·格罗斯, J·J·弗拉西卡, L·尼尔森, M·赛义德 申请人:皇家飞利浦有限公司