专利名称：用于评价胃肠动力的方法和系统的制作方法
用于评价胃肠动力的方法和系统 发明领域
本发明整体上涉及用于非侵入式评价胃肠功能的方法。
背景技术：
过去几十年，制药工业的发展已经成为延长人类生命长度和品质 的关键。除新化合物之外，口服治疗制剂和递送方法的发展已经帮助 改善效力，同时使剂量最小化并减少副作用。然而，人体消化道是异 质的，并且消化酶、吸收率、微生物菌群以及其他因素中的差异使得 胃肠道中的某些地点对于具体的药物的理想程度不同。
药物公司已经集中了相当多努力在靶向药物递送中，即在胃肠
("GI")道内的定位和药物递送速度。这些努力已经导致基本递送设 计形式的变化，例如凝胶胶嚢对比硬的片剂，包衣制剂(coating formulation)等，以及最近对微米和纳米粒度的先进控制。虽然这些进 展已经证明是有益的，但仍存在人为因素GI系统是非常地易变的， 无论是个体之间还是个体内部。关键变量胃肠动力，进而胃肠(或消 化的)传输时间使得确定理想的靶向药物递送复杂化。
胃肠动力也可以并且在许多情况中会对临床评价药物制剂的效力 有显著影响。实际上，正如本领域公知的，如果口服递送药物制剂例 如包含药物制剂的凝胶胶囊会在最佳溶解之前离开胃肠道，从而制剂 的吸收、效力会大大地减少。此外，已经发现在有些情况下胶嚢可以 保持在上胃肠道(即上面的基底中)持续延长的时间段(例如>5小时)。
已经采用各种方法并且系统以评价胃肠动力并且传输时间。通常 采用的方法包括Y闪烁法。然而，存在许多y闪烁法相关的显著缺点。 一个缺点是该方法目前局限于的缺少设备以及专家，因为处理放射性 物质相关的问题(和控制)以及设备费用。进一步的缺点是大规模临 床药物试验是不切实际的。
用于评价胃肠动力的进 一 步的方法以及系统包括获得以及评价胃 肠声音。例如，在美国专利No. 5,301,679公开了一种方法以及系统用 于提供各种疾病的判断性信息，包括胃肠道的疾病，其通过利用置于身体表面上或口腔插入或直肠插入到胃肠道的麦克风俘获身体声音。
其他的系统还可以采用对特定频率范围内的胃肠声音灵敏的麦克
风，其例子是Dalle，等人，"Computer Analysis In Bowel Sounds", Compters1 z'w aw<i M"eWc/we, Vol. 4 (3-4), pp. 247-254 (Feb.
1975》 Sugrue等人,"Computerized Phonoenterography: The Clinical Investigation of the New System", /owm"/G^'m.c"/ Gxy加e她ra/ogy， Vol. 18， No. 2, pp. 139-144 (1994); Poynard,等人，"Qu'attendre des systemes experts pour le diagnostic des troubles fonctionnes intestinaux，，, G^加e她n9/ogy C7/m.ca/ 5/o/ogy， pp. 45c-48c (1990)。
传统声学方法和系统相关的显著缺点是能够从所记录的声音得出 的信息的范围是有限的。时间上，有非常少的(如果有的话)公开内 容针对胃肠声音和胃肠传输时间之间的联系。
因此，期望提供一种系统和体系用于通过腹部听诊评价胃肠动力 并确定胃肠传输时间。
发明概述
本发明的实施方式提供了用于评价胃肠动力的系统和方法。在某 些实施方式中，该系统和方法可以提供各种信息包括胃肠传输时间等 生理参数。
根据本发明的一个方面，提供了用于评价胃肠动力的系统和方法， 其可以被有效地采用以获得一个或者多个从身体的腹部发出的声能相 关信号(即声音)，并根据该声能信号确定至少一个胃肠参数
因此，根据本发明的一个实施方式，提供了用于监控个体胃肠动 力的系统，其包括(a)至少一个可安装在个体身体区域上或个体身体 区域中的传感器，该传感器适合探测声能，并且产生至少一个代表声 能的声能信号；和(b)处理单元(unit),其适于接收声能信号，该处理 单元进一步适于处理声能信号并且确定胃肠事件的发生。
在一个实施方式中，传感器产生多个代表声能的声能信号，处理 单元适于接收并且处理声能信号以确定胃肠事件的发生。
在本发明的一个实施方式中，声能包括胃肠声音。
根据另一个实施方式，提供了监控个体胃肠动力的方法，其包括 步骤(a)探测个体的胃肠系统产生的声能，以及(b)处理声能以确定胃肠参数。
在本发明的一个实施方式中，声能包括胃肠传输时间。
根据本发明进 一 步的实施方式，提供了用于评价来源于个体的临
床数据的方法，其包括步骤将个体的胃肠参数与通过为个体给药药 物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于评价来源于个体的临 床数据的方法，其包括步骤(i)为个体口服给药药物，(ii)监控个 体的胃肠系统产生的声能，(iii)产生至少一个代表声能的声能信号， (iv)处理声能信号以确定与其相关的胃肠参数，以及(v)将胃肠参 数与由于为个体给药药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比 较。
在本发明的一个实施方式中，胃肠参数包括胃肠传输时间。 在一个实施方式中，生理参数包括药物动力学(PK)特征。 根据本发明的另一个实施方式，提供了用于评价个体胃肠动力的 方法，其包括步骤(i)为个体口服给药可摄取物，(ii)监控个体的 胃肠系统产生的声能，(iii)产生至少一个代表声能的声能信号，以及 (iv)处理声能信号以得出与其相关的胃肠参数。
在本发明的一个实施方式中，胃肠参数包括胃肠传输时间。
图IA是一部分人类躯干的图表，其显示典型的胃肠道； 图IB是人类胃的图解；
图2是按照本发明实施方式的胃肠动力分析系统的简图3是图1中所示部分人类躯干的更进一步的图解，其根据本发
明的一个实施方式显示胃肠声音(或声学)传感器的位置；
图4是根据本发明的一个方式的分析器的简图，其显示分析器的
子系统或模块；
图5是根据本发明的一个实施方式，在其上配置系统背心的一部 分人类躯干的更进一步的图解；
图6是根据本发明的另一个实施方式，具有额外生理学传感器的 胃肠动力分析系统的简图7是在胃肠动力实验期间所获得的y闪烁法结果的总结；以及在图7所概述的胃肠 动力实验期间所获得的胃肠声音。
发明的详细说明
在详细地描述本发明之前，需要理解本发明不被特别限制于示例 的结构、工具、系统、材料或方法，当然同样地也可以变化。因此， 尽管许多与本文中描述的那些类似或等同的工具、系统和方法可^^皮用 于实施本发明，但在本文中描述了根据本发明的工具、系统和方法的 实施方式。
也需要理解在附图中所示的所有视图中类似的参数通常指相同的 部分或元件。
除非明确说明，本文所使用的所有技术和科学名词具有与本发明 所属领域的技术人员通常理解的相同含义。更进一步的，在本文中引 用的所有出版物、专利和专利申请不论是上文还是下文，都通过参照 整体并入本文。
最后，除非明确说明，在说明书和所附权利要求书中使用的单数 形式，，一个"、"一种"、"该，，和"一"包括多个指示物。因此，例如，
在提到"一个传感器"时，其包括两个或者更多个这些传感器；在提到"胃 肠事件"时，其包括两个或者更多个这些事件等。
定义
本文所使用的术语"药物组合物"的意思是并且包括任何物质的 化合物或组合物或成分的组合，在为生物体(人类或动物)给药时会 诱导期望的药理学的和/或生理的效果。所以该术语包括通常被认为是 活性的、药物、前体药物和生理活性试剂以及生物药物(例如肽、激
素、核酸、基因构建体(construct)等)的物质。
本文所使用的术语"药物"的意思是并且包括药物组合物，在为 人类或动物口服给药时能够从胃肠道沉积(precipitate)声能或胃肠声 音(或声音)，例如但不限于硬片剂、凝胶胶嚢(硬的和软的)、锭 等固体剂型的形式的药物组合物。
本文所使用的术语"可摄取物"的意思是并且包括任何物质或项 目(item),其为人类或动物口服给药时能够从胃肠道沉积声能或胃肠声音(或声音)。因此"可摄取物"可以包含药物，以及非药物组合 物例如但不限于安慰剂。
本文所使用的术语"胃肠事件"的意思是并且包括与胃肠系统有 关的活性或功能，包括但不限于胃肠混合、排空、收缩和推进。"胃
肠事件，，还可以包含移行性复合运动(mitigating motor complex)( MMC)阶段。
本文所使用的术语"胃肠参数，，的意思是并且包括与胃肠功能有 关的特征，包括但不限于胃肠事件和胃肠传输时间。
本文所使用的术语"胃肠声音，，的意思是并且包括胃肠事件产生 的声能(以及本文所包括的所有信号)。
本文所使用的术语"胃肠传输时间"的意思是胃肠道的一个或者 多个节段的运动时间，其可以受到所通过的材料组合物，胃肠道的状 态、心理压力、性别等等因素的影响。"胃肠传输时间，，是通称，其 可用于描述整体胃肠传输时间、基底-直肠的传输时间、和物料通过量 胃肠道的一个或者多个节段的各种其他运动时间。
本文所使用的术语"整体胃肠传输时间"的意思是药物或可摄取 物从其给给药的点通过其预定路线(例如口服、直肠的)通过胃肠道 各种节段以及其离开身体的运动时间。本文所使用的术语"基底-直肠 的胃肠传输时间，，的意思是药物或可摄取物从进入胃的基底到从直肠 排出的运动时间(参见图1A和1B)。
本文所使用的术语"信号电压包络"的意思是包络(envel叩e), 其来源于多个声能信号电压。"信号电压包络，，具有声能信号电压限 定的上及下边界。
本文所使用的术语"信号振幅包络"的意思是包络，其来源于多 个声能信号振幅。"信号振幅包络"具有声能信号振幅所限定的上及 下边界。
本文所使用的术语"V師"的意思是可以被认为是显著的最低电压 数值。根据本发明，如果信号电压包络低于V 值，则没有应答(即信 号低于检测器的灵敏度)。如果信号电压包络大于V ,持续超过预定 的时间量，则该值被认为是显著的。
本文所使用的术语"个体"的意思是并且包括人类和动物。
本发明提供了用于评价胃肠动力的系统和方法。正如本文详细描述的，本发明的方法和系统可以有效地用于获取从身体的腹部发出的
声能(即声音)相关的一个或多个信号，并测定至少一个基于声能信号 和/或其开始的胃肠信号。
正如本文所描述的，实施本发明实施方式的方法和系统可以包括 人工地、自动地或其组合地执行或完成选择自动地任务或步骤。在本 发明的某些实施方式中，可以通过硬件或软件在任何操作系统上或任
何固件(firmware )或其组合实施多个所选择的步骤。例如作为硬件，
;i明实施方i的所:择的步骤^以被;丸行为多个软件指令,、其由使 用任何适当操作系统的电脑4丸行。无论如何，本发明方法和系统所选 择的步骤可以被描述为由数据处理机执行，例如计算平台用于执行多
个指令。
首先参考图1A,显示了典型的胃肠道的图解(整体上标记为"10") 正如图1中所描述的，胃肠道10整体上包括食管或食管12、胃13、 小肠15和大肠16。大肠包括盲肠17、结肠18和直肠19。
参考图1B,胃13包括基底区(基底)14a和幽门窦(或窦)14b。
在本领域中众所周知，胃肠动力(在正常的男性/女性个体中)典 型地特征在于重复出现三个独特的阶段，被称作移行性复合运动 (MMC)。阶段1包括没有收缩的时期或阶段。阶段1之后的阶段2包 括间歇的、可变的幅度减小的阶段。阶段2之后的阶段3包括重复的 扩展收缩(propagate contraction)的阶段。移行性复合运动具有80 ~ 150分钟的平均周期。
本领域中已经充分确认和已知在每个提到的阶段过程中来源于胃 肠道的不同的声音。参见例如T. Tomomasa,等人，"Gastrointestinal Sounds and Migrating Motor Complex In Fasted Humans", 7Tze Jmm'caw Jo画a/o/Ga欲固&ra/ogy, Vol. 94, No. 2, pp. 374-381 (1999); J. Fa丽， 等人.,"Gastrointestinal Motility as Revealed by Study of Abdominal Sounds", G牆固"油gy, Vol.29, No. 5, pp. 789-800 (1955); W.B. Cannon, "Auscultation of the Rhythmic Sounds Produced by the Stomach and Intestines"，丄a6on3fory 0/尸/2jAs/o/ogy, VI, pp. 339-353 (1905)。
如上所述，尽管已经有各种研究涉及胃肠声音以及来自这些研究 的出版物，但仍缺少信息涉及胃肠声音和移行性复合运动之间的关系。同样有非常少的信息涉及胃肠声音和胃肠传输时间之间的关系。
现在参考图2,显示了一个实施方式胃肠动力分析系统20的简图。 正如图2中所描述的，系统20包括多个声能传感器、22b、 22c和至少 一个分析器24。在图2所示的实施方式中，系统20还包括显示装置 26。
根据本发明，传感器22a、 22b、 22c可以独立地包含接触或非接触 传感器，其检测皮肤表面上或皮肤表面附近的振动和/或声音，并将这 些振动和/或声音转换成电信号。其他的传感器可以包括内部传感器例 如食道内和胃内传感器，其被使用鼻-胃管等引入到病人中。
仅仅作为例子，传感器22a、 22b、 22c可以是电子听诊器、接触式 麦克风、非接触振动传感器例如电容性或光学传感器或任何其他的适 当类型的传感器。优选然而并非必要地，传感器22a、 22b、 22c被选择 成具有声阻抗，其与皮肤表面的阻抗匹配，以提供与皮肤表面的最佳 声耦合。更进一步，由于背景噪声和以及由于胃声音在皮肤表面上或 皮肤表面附近产生的声音振动的相对低振幅，传感器22a、 22b、 22c 还优选然而并非必要地被选择为提供高信噪比、高灵敏度和/或良好的 环境噪声遮盖能力。
根据本发明，传感器22a、 22b、 22c通过导线23或任何其他的适 当媒介发出低水平(即低功率)电信号至分析器24例如无线射频、红 外线等。
可以在本发明范围内采用的适当的传感器被公开在美国专利No. 6,512,830中。
虽然在图2中有三个传感器，但可以将额外的或更少的传感器用 于在患者的腹部11的多个位点检测胃声音，或者在感兴趣的患者身体 上的任何其他位置，并且可以用于评价胃肠动力和/或传输时间。例如 策略上，单个传感器可以位于病人的身体上和/或可以连续地移动到病 人身体上的不同关键定位以检测胃肠声音。
正如下面详细讨论的，分析器24可以包括放大器、过滤器、防瞬 变电压措施及其他放大通过传感器22a、 22b、 22c发送的信号的电路， 衰减噪声信号的电路和/或减少混叠效果的电路。特别的，分析器24可 以包括低通滤波器，其具有在大约1100 ~ 1400 Hz范围内的截止频率。 在本发明的一个实施方式中，低通滤波器具有在大约1200 - 1300 Hz范围内的截止频率。
可替换的或者额外的，高通滤波器可以结合在分析器24内。高通滤波器可以例如具有在大约70 - 90 Hz范围内的截止频率，以便不希望的噪音和声音例如肌肉噪音、呼吸声音、心脏声音、非胃的胃肠声音或任何其他不希望的声音或噪音被基本上衰减或除去。在传感器22a22b、 22c所发送的信号被更进一步发送的信号。
最可能搀杂的的非胃肠声音的光谱能量通常在大约20 250 Hz的频带中。然而，对于成人病人这些搀杂声音的振幅可以被减少，有时候被显著地减少，这通过考虑传感器22a、 22b、 22c的位置。
现在参考图3 ，显示根据本发明的实施方式的传感器22a、 22b、22c的优选位置。正如在图3中所示的，传感器22a被优选地置于接近胃基底的左上四分之一处，传感器22b被优选地置于接近盲肠的右下四分之一处，传感器22c优选地:坡置于接近小肠的坐下四分之一处，更优选接近降结肠。
根据本发明的实施方式，传感器22a、 22b、 22c可以被配置在图3中所明确地描绘的以外的位置，而不离开本发明的范围和主旨。例如，传感器22a可以定位在肚脐和剑突之间距离大约三分之二的横紋(方向线)上，传感器22b可以定位在左肋缘之上，传感器22c可以位于肚脐和耻骨联合之间距离大约二分之一处的中线上。
参考图4，根据本发明的一个实施方式，分析器24适于执行下列功能i)接收记录的来自传感器例如传感器22a、 22b、 22c)的声能(或胃肠声音)信号30; (ii)将信号储备在存储媒体中32;和(iii)根据本发明的实施方式，处理声能信号33,以得出所涉及的至少一个胃肠参数或胃肠事件(和/或其发生)。在某些本发明的实施方式中，分析器24更进一步地适于对胃肠参数或事件与至少一个生理参数进行比较，例如在个体中由于给药药物组合物而诱导的药物动力学(PK)参数。
正如在图4中描述的，根据本发明更进一步设想的实施方式(如下讨论的)，分析器24还适于提供至少一个输出信号39,其代表记录的声能和/或生理特征。
根据本发明的实施方式，信号处理33包括步骤(i)过滤来自信号的无关假象34; (ii)根据信号测定信号振幅包络36;和(iii)确定信号的主频38。根据本发明过滤步骤34可以利用软件例如计算机程序或硬件执 行。因此，在本发明的某些实施方式中，分析器被编程为过滤声能信 号和从信号提取感兴趣的频带。
在一个实施方式中，感兴趣的频率在大约70 -1400 Hz的范围内。 在另一个实施方式中，感兴趣的频率在大约90 -1200 Hz的范围内。
根据本发明，可以采用各种的传统的程序执行所提到的过滤步骤34。
在本发明的其他实施方式中，通过硬件执行过滤步骤34。在一个 实施方式中，分析器电路包括高低通滤波器，其适于从信号过滤无关 的假象34。根据本发明，可以在本发明的范围内采用各种高低通滤波 器。在一个实施方式中，高通滤波器包括布兰克曼窗口 (Blackman windowed)、平衡401 - tap FIR，其截频设定在1250 Hz。
在一个实施方式中，使用变动的赫伯特转换(Hilbert transform) 以5微秒的窗口测定信号振幅包络。正如本领域中已知的，赫伯特转 换通常用于测定信号包络。参见，例如T. Tomomasa ， 等人， "Gastrointestinal Sounds and Migrating Motor Complex In Fasted Humans", 7Vze Jow 77a/o/Gos/raewfero/ogy, Vol.94, No. 2，
pp. 374-381 (1999); J. Fa丽，等人，"Gastrointestinal Motility as Revealed by Study of Abdominal Sounds" ， GaWrae她ra/ogy， Vol.29, No. 5， pp. 789-800 (1955);通过参照将其并入本文。
申请人已经发现赫伯特转换消除短的"砰砰(pops)",即中断的 声能尖脉冲，和将双向的声能信号变成可以使用简单的如上所定义的V 阔值而容易地;故分析的信号。
根据本发明的实施方式，类似的，可以通过各种传统的手段确定 声能信号的主频。在一个实施方式中，通过分离持续时间大于5微秒 的大于V録的峰值而测定主频。
再回到图2，根据本发明，显示装置26可以包括任何适当的介质， 其能够提供至少一种可视化显示，其反应所记录的声能信号(处理前 和处理后的)和/或所记录的胜利特征。在一个实施方式中，显示装置 26包括计算机显示器。
根据本发明的其他实施方式，显示装置26还可以包括可听见的显 示。可听见的显示可以适于提供声音或音调代表例如胃肠事件或MMC期。可听见的显示可以进一步适于提供不同的声音或音调代表选择性
的胃肠事件或MMC期或相关的特征例如期的开始。
显示装置26还可以提供至少一种可视化显示，其代表所记录的声 能信号(处理前和处理后的)和/或记录的生理特征，以及至少一种可 听见的声音或音调代表至少 一 个胃肠事件。
正如本领域技术人员能够理解的，显示装置26还可以是分析器24 的继承元件或部件。
正如本领域技术人员能够理解的，本发明的传感器22a、 22b、 22c 可以通过各种传统手段定位在个体的身体上。作为例子，传感器22a、 22b、 22c可以在支架上包括粘性环或表面，其适于临时附着到患者的 皮肤上。传感器22a、 22b、 22c还可以通过医学胶带或弹性绷带附着到 个体的皮肤上。
参考图5,在本发明的一个实施方式中，传感器22a、 22b、 22c通 过背心40而被定位，并且相对于个体的身体保持基本上静态的位置。 根据本发明，背心40可以包括各种尺寸和材料。
在一个实施方式中，背心40是可以调节的，并且包括重量轻、网 孔材料例如尼龙或合成弹力纤维(lycra)。在本发明的一个实施方式 中，背心40包括至少一个口袋，其被构造成接受和容纳至少一个传感 器。优选，背心40包括多个口袋，其被构造成接受和定位多个传感器； 口袋被定位成在被个体穿戴时对应在患者身体上所选择的位置。
在另 一个设计的实施方式中，背心40和传感器包括简单的凹凸锁 扣系统(male-female snap sysem )。在一个实施方式中，背心40可以 包括多个固定的锁扣系统的固定的凹部分，传感器可以包括能够啮合 的凸部分，因此，可以通过接受背心凹部分而固定在背心上。在其他 实施方式中，背心40可以包括多个固定的锁扣系统的图部分，传感器 包括可以啮合的凹部分，因此能够通过接受背心凸部分而被固定在背 心40上。
在图5所示的实施方式中，背心40包括至少3个口袋42，其适于 接受并容纳声能传感器22a、 22b、 22c。优选，背心40还包括分析器 口袋44，其适于接受分析器24。
正如本领域技术人员容易清楚的，背心40为系统20提供了活动性。在本发明的进一步设计的实施方式中，胃肠动力分析系统20包括 至少一个优选多个额外的传感器，其适于记录一个或者多个生理特征。 这些生理特征包括但不限于ECG、脉搏速度、S02、皮肤温度、核心温 度(core temperature )和呼吸。传感器(例如三轴加速计)也可以被用 于监控身体位置和/或移动。
参考图6，显示了根据本发明胃肠动力分析系统50的一个实施方 式的简图，其采用多功能传感器22a-22c和51-58。在本发明的一个实 施方式中，传感器51包括ECG传感器，其适于监控心脏性能和/或功 能，传感器52包括脉搏速度传感器，其适于监控个体的脉搏速度，传 感器53包括S02传感器，其适于监控个体的血氧水平，传感器54包 括第一温度传感器，其适于监控个体的皮肤温度，传感器55包括第二 温度传感器，其适于监控个体的核心温度，传感器56包括呼吸传感器， 其适于监控个体的呼吸速度和呼吸体积，传感器57包括位置/运动传感 器，其适于监控个体的移动和/或位置。
正如图6所显示的，系统50还包括一个额外的传感器58。在一个 实施方式中，传感器58包括声学传感器，其适于监控非肠胃相关的声 能例如咳嗽。根据本发明，来自声学传感器的信号可以用于鉴定和提 取可能会被声能传感器22a、 22b、 22c记录的非肠胃相关信号或假象。
根据本发明，额外的传感器51-58可以类似地直接附着到个体的 皮肤上。传感器51 ~58也可以;故掺入到背心40中。
如上所述，尽管系统50被显示为具有3个声能传感器22a、 22b、 22c,但系统50可以具有少于3个传感器，例如传感器22a或多于这些 传感器。
还可以理解，尽管系统50被显示为具有十一 (11)个传感器，即 传感器22a-22c和51 ~58，但系统50可以包含任何数目的传感器， 例如1个传感器、3个传感器、6个传感器等，和/或传感器22a~22c 至少一个，以及传感器51 ~58中的零个或更多个的任意組合。例如， 系统50可以包括传感器22a、 22b、 52和57或传感器22a、 52和56。
正如本领域技术人员容易清楚的，本发明的实施方式能够提供一 种或者更多种优点，例如
提供了用于监控胃肠动力的方法和系统，其能够在研究药物 组合物和其相关临床实验的过程中被有效采用用于更好地分析研究和临床数据。
提供了用于监控胃肠动力的方法和系统，其具有减少与药物 组合物的研究和其相关临床实验有关的时间和资源。
提供了用于监控胃肠动力的方法和系统，其在分析胃肠行为 的过程中能够被执业医生容易采用。
实施例
提供了下列实施例以使本领域技术人员能够更清楚地理解和实施 本发明。它们不应该被认为限制本发明的范围，而是仅仅作为其代表 而描述的。
实施例1
一开始为6名男性个体提供健康检查。所有个体都通过了开始的
健康检查。接着在开始实验之前，这些个体在检测中心过夜，并禁食 (即仅有水)至少11个小时。
将3个声能传感器定位在每个个体上。将传感器#1置于患者右侧 乳头下4 6英寸处，即接近胃基底。传感器#2置于右侧乳头下11 ~ 11.5英寸处，即接近盲肠。传感器#3置于左下四分之一，左侧乳头下 大约ll英寸，即接近小肠/降结肠。通过轻质、紧密贴身的尼龙网孔背 心例如背心40将这些传感器牢固地保持在每个患者的身体上。
传感器是常规修改的Welch-Allen Master Elite Plus听诊器。与传 统的听诊器不同，这些基于压力的麦克风采用对剪接震动进而环境噪 音不太敏感的技术。而且，这些传感器还含有信号处理电路，其提高 了信噪比并递送传统的声音或单线输出信号(mono line-out signal)。
不干扰麦克风头或信号处理电子装置，移动支架并将麦克风重新 包装将能量和线输出信号传送到常规的前端模拟电子装置，其具有长 导线允许患者活性。另外，体积被设定在最大值，并将所通过过滤 (onboard filtering )设定为"全部通过(all-pass)",这包括在100國1200 Hz范围内的频率带。
将所有麦克风的通道都进行放大，并通过沖莫拟2-电极1200 Hz低 通过Bessel过滤器进行低通过过滤，接着上样到8000Hz的National Instruments DAQPad-6015。以10分钟的节段记录数据，并通过写在National Instruments Lab VIEW 7.1中的软件进行后处理。
还同时进行y闪烁法分析胃肠动力。为每个个体给药具有放射性 标记(分别为minCb和99mTc-DTPA )溶解的硬凝胶胶嚢和非分解片剂。 利用 一杯水同时服用片剂和胶嚢，因为已知不使用水服用胶嚢会粘附 到食道上最高达到2小时。
正如本领域公知的，放射性核普酸标记释放不同特征能量的y射 线。因此，可以分别追踪药物和胶嚢的内含物。
将含有包装在塑料中的小点mInCl3的可除去标签(sticker)源置 于每个患者的胸部和臀部作为参照确保图片之间在y相机下个体位置 的一致。每20秒拍摄一次照片，并每1分钟通过y闪烁法系统将保存 的图像进行整合。测定胃肠道中的片剂和胶嚢位置并记录用于后续分 析。
在摄取可溶解硬凝胶胶嚢和非分散片剂的过程中还记录胃肠声 音。根据本发明的实施方式，将所记录的声音即声音档案保存在分析 器中。如上对声音档案进行处理。
在实验的一开始，要求个体在y闪烁相机下以仰卧的姿势保持安 静。随后分析多个参数。还计算所有的每个人的声音主频、持续时间 和强度。
还计算声音指数(或SI)。本文所使用的SI的意思是在一 (1 )分钟 时间内所有检测到的声音的绝对振幅的综合，表达为mV/分钟。
如上所讨论的，已知在禁食状态时，上消化道消化会以4阶段循 环模式发生，其中胃的最大收缩(即阶段3)通常以移行性复合运动 (MMC)开始，并^Mv胃朝小肠的回肠进^f亍。MMC之间的时间已经净皮 充分建立，并且通常为大约2小时(尽管1 ~3小时范围内的时间都是 正常的)。
在实验过程中，根据在所有三个传感器中的大SI所鉴定的，在大 部分患者(大约66.7%)中观察到了明显可以鉴定的MMC;其中传感 器#1和#2最高。
参考图7,显示了 y闪烁法检验的概述。如图7所反映的，在除了 1个即"异常值(outlier)"以外的所有实验中，y闪烁法确定在11~29 分钟之间(平均18.88分钟)，药品被从胃排出。因此，可以推断测试 药品随着液体通过了胃。有意思的是，"异常值"显示了 MMC而没有片剂移动。片剂在胃内 的移动仅仅在相应的大声音和通道1的SI之后大约1小时、40分钟后。 在实验的整个持续过程中即5小时51分钟内，没有发生完全的片剂排 出。这一点的原因不清楚，但强调了需要胃肠传输监控。
参考图8~14,显示了图表，其反映传感器所记录的声音，即分钟 声音指数对比时间。正如图8-14中所反映的，在所有6份实验中， 如果在监控中没有发生片剂的胃排空，则在排空时间时记录了显著的 肠声音和SF。在5个个体中，通道#1 (或传感器#1),其监控尾部声音， 产生了对该点记录的最高SI。
占据胃窦的片剂(出现肌肉活动的地方)，其应对通道#1中的首 次大声音。占据胃窦的片剂通常会具有2个或3个大SF以移动，其中 首次或第二次SI对应移动到基底内。
对于"异常值(outlier)，，，肠声音通常与闪烁法数据匹配。似乎存 在大约1小时、40分钟的MMC (即在所有3个通道中的强信号)，这 不会影响片剂的移动。然而，之后，下一个可以考虑的是附带的SI与 片剂从上基底的起始位置到胃窦的移动。之后，存在通道1所记录的 断断续续的声音，但没有移动。尽管显著，但在其他两个传感器中声 音的水平非常低，暗示整体的胃肠静止。
该实验的结果反应在保持仰卧姿势安静的个体中，如y闪烁法所 显示的，本发明传感器所记录的可辨别的声音对应片剂的排出。事实 上，片剂位置在胃中的移动(胃窦或基底)也显著地具有大声音。在 没有经历胃片剂排出的患者中检测到了整体上安静的声音。在许多个 体中还可以清楚地鉴定到MMC。
在不离开本发明主旨和范围的前提下，本领域技术人员能够对本 发明进行各种改变和修改以使其使用各种用途和情况。同样，这些变 化和修改正确地、公正地并被认为在下列权利要求等同的整个范围内。
权利要求
1.用于监控个体胃肠动力的系统，其包括至少一个可安装在接近个体身体区域处的传感器，该传感器适合探测声能，并且产生至少一个代表所述声能的声能信号；和处理单元，其适于接收声能信号，该处理单元进一步适于处理所述声能信号并且从其确定胃肠事件的发生。
2. 权利要求l的系统，其中所述胃肠事件选自胃肠混合、排空、 收缩和推进。
3. 权利要求l的系统，其中所述传感器产生代表所述声能的多个 声能信号。
4. 权利要求3的系统，其中所述处理单元适于接受和处理所述声 能信号，并从其确定至少一个胃肠事件的发生。
5. 权利要求1的系统，其中所述声能包括胃肠声音。
6. —种监控个体胃肠动力的方法，其包括步骤 探测个体的胃肠系统产生的声能，以及 处理所述声能以得出胃肠参数。
7. 权利要求6的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠事件。
8. 权利要求7的方法，其中所述胃肠事件选自胃肠混合、排空、 收缩和推进。
9. 权利要求6的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠传输时间。
10. 用于评价来自个体的临床数据的方法，其包括步骤 将个体的胃肠参数与通过为个体给药药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
11. 用于评价来自个体的临床数据的方法，其包括步骤 为个体口服给药药物，所述药物包括药物组合物； 监控个体的胃肠系统所产生的声能； 产生至少一个代表所述声能的声能信号； 处理所述声能信号以得出与其相关的胃肠参数；以及 将所述胃肠参数与通过为个体给药所迷药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
12. 权利要求10或11的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠传输时
13. 权利要求10或11的方法，其中所述生理参数包括药物动力学 (PK)特征。
14. 评价个体胃肠动力的方法，其包括步骤 为个体口服给药可摄取物；监控个体的肠胃系统所产生的声能； 产生至少一个代表所述声能的声能信号；和 处理所述声能信号以得出与其相关的胃肠参数。
15. 权利要求13的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠传输时间。
全文摘要
描述了用于评价胃肠动力的系统和方法，其可以被有效地用于获取从身体的腹部区域发出的一个或者多个与声能(即声音)相关的信号，并根据声能信号确定至少一个胃肠参数。胃肠参数可以包括胃肠事件，包括胃肠混合、排空、收缩和推进以及胃肠传输时间。
文档编号A61N1/18GK101541372SQ200780043080
公开日2009年9月23日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月20日
发明者D·S·沃克 申请人:史密丝克莱恩比彻姆公司