改善生理反应的方法和系统与流程

本发明涉及用于生理和其他数据记录和监测的系统和方法。

背景技术：

1、人们参与涉及体力活动，特别是个体训练，以改善健康和体力的定期的和周期的(训练)方案，参加体育赛事或运动或锻炼相关损伤的康复。这项训练大的部分涉及身体锻炼期，其次是休息期。成功的训练可以提高表现。训练还考虑了其他方面，例如可帮助个体适应运动负荷和恢复的营养(包括训练前后的成分)。此外，固定因素(如遗传构成)以及其他可变因素(如近期损伤或身体伤害，感染和环境因素)也可能在成功训练中发挥作用。其他方案可能涉及摄入膳食补充剂，如钙片和ω-3胶囊，或其他补充剂，如葡萄糖胺、软骨素、肌酸等，以协助身体训练和全身健康。

2、人们还参与其他定期和不定期或一次性的活动，以增强他们的健康或康复，或作为预防措施防范不健康或疾病。实例包括下列活动，例如，针对疾病的疫苗接种，针对过敏的疫苗接种，选择性手术如整形和整容手术，非紧急医疗干预如髋关节置换，激素替代疗法，牙科干预和药物康复。定期或不定期或一次性的活动还可能涉及摄入膳食补充剂和/或其他补充剂或药物，如止痛药或抗炎药物。

3、目前，个体的活动或活动计划主要是基于观察和/或基于个体对他们健康问题的感受和反应的主观反应。此外，目前可能会计划与外部控制因素(例如训练师或医生的可用性，诊所或训练机构的营业时间和/或工作时间)相一致的活动。此外，可围绕其他人的委托计划活动。

4、此外，训练的强度也可以由活动的时间和个体的起始身体状态决定。

5、本领域的技术人员众所周知，已经研究了许多所描述的活动在活动之后对个体免疫反应的影响。在开展活动之前，对个体的免疫状况进行的调查很少。此外，最近仅描述了在慢性疾病状态下，个体的免疫系统呈现周期性行为。需要更多地了解个体的免疫状态或免疫循环，以便这些信息可用于提供针对个体的活动管理的预测分析和建议。

6、本文中涉及本发明的背景技术的讨论，包括对文献，行动，材料，装置，制品等的参考，旨在解释本发明的上下文。在任何权利要求的优先权日期，这不应被视为承认或暗示所提及的任何材料是公布的，已知的或公知常识的一部分。

技术实现思路

1、本发明使用通过分析生物标记物的连续测量获得的个体免疫状态或免疫循环的知识来提供针对个体的活动管理的预测分析和建议。

2、已知免疫反应对于维持健康，例如对抗感染，是重要的。还已知免疫反应在慢性疾病状态，例如自身免疫和癌症，中发挥作用，以及在损伤后甚至在运动或手术的恢复期间都发挥作用。免疫系统是涉及许多不同组成和过程的复杂系统，包括细胞和先天反应以及过程，如炎症。免疫反应是协调的生理过程，众所周知其是由伤害或损伤引发的，并且最终在大约两周的时间内稳定终止。

3、各种因素可能影响个体的免疫状态，反应或反应能力。例如，营养因素、激素因素、维生素缺乏症、高压力、高皮质醇水平和睡眠剥夺、遗传因素和强烈的体育训练。认识到维持健康的免疫状态对于维持整体的健康状态是至关重要的。

4、感染或损伤或手术后发生免疫反应。这包括初始阶段，其包括本领域技术人员公知的级联过程。可通过生物标记物监测免疫系统的活动和免疫反应，生物标记物包括但不限于c-反应蛋白(crp)、il-6、血清淀粉样蛋白a(saa)、结合珠蛋白、原降钙素和红细胞沉降率(esr)。此外，免疫系统的活动或免疫状态可以通过全身效应表现出来，全身效应包括体温升高，心率变化和血压变化，他们可以用作替代标记物，并且可以通过适当的监测装置如体温计，心率监测器和血压计进行监测。免疫反应的初始急性阶段之后是标记物稳态返回到正常的低水平。这些过程在感染，疫苗接种和伤害(包括意外伤害和/或由于手术导致的伤害)方面进行良好的表征。个体之间对这些事件的免疫反应是变化的。变化归因于许多因素，包括但不限于个体的遗传构成，年龄，营养状态，疾病状态，药物治疗，环境因素，身体伤害或现有的创伤和压力。

5、意料不到的是，我们现在发现，良性或其他健康个体(正常)，即非慢性疾病状态下的免疫系统以连续重复模式呈现免疫活动的上升和下降，在这里定义为正常免疫循环。已经使用相同的免疫标记物识别了这种活动，尽管它们的水平低于患病状态下常见的水平。意料不到的是，只有使用新一代具有灵敏性增加的试剂，如高敏c反应蛋白和超敏c反应蛋白，才可以准确地辨别这些波动。

6、意料不到的是，虽然公认免疫生物标记物在该领域中是有用的，但是我们还发现体温是正常个体的免疫循环的特征。连续监测免疫系统以检测健康或非慢性患病个体的免疫循环不是公知的或常规的。

7、本发明人已经发现，在健康或非慢性患病个体中，通过某些生物标记物的升高，鉴别出免疫活动升高(在这里称为促炎阶段)，之后，通过这些生物标记物的下降，鉴别出免疫活动下降(这里称为抗炎阶段)。此外，在免疫学触发事件(例如感染，损伤，疫苗接种或手术)时，个体免疫系统的状态或阶段可能会导致个体免疫反应的一些变化。报导的变化包括反应的幅度或程度，如疫苗接种的高水平或低水平反应或损伤或手术后的短或长的恢复时间。在收到伤害时，个体免疫循环的阶段或状态将触发免疫反应，其幅度或程度可能在促炎阶段增加，而相比之下，反应可能在抗炎阶段最小化，相对较少或减弱。虽然在疫苗接种之后需要增加的反应，但相反的，即低水平的反应更适合于由于体育锻炼或手术导致的损伤或伤害。因此，触发事件的最佳时机将由活动的类型和期望的结果决定。例如，对疫苗接种的良好反应或期望的反应是增加的免疫反应，包括增加的炎症，而相比之下，对体育训练或手术的良好或期望的反应是降低的反应，例如减轻的炎症或酸痛和减少的正常或计划活动的恢复和继续时间。

8、本发明人认为，相比抗炎状态，促炎状态引起对内部或外部触发事件(例如肌肉损伤或疫苗接种)的反应更强。这种反应可能包括疼痛程度，酸痛，疲劳和恢复正常活动的时间长短，可能，但未必，会被确定为由生物标记物测量的反应幅度的相对增加。本发明人认为，针对个体的免疫状态和循环的触发事件的时间可以解释在个体之间和在同一个体中观察到的反应的一些变化。本发明人认为，关于免疫循环的时间是疫苗接种的反应程度和由于身体伤害而导致的损伤的恢复时间的重要决定因素。

9、根据第一方面，本发明提供了一种用于确定受试者的免疫状态或免疫循环的系统，所述系统包括：用于从受试者获得生理数据的采样部件；用于存储从受试者获得的生理数据的数据存储部件；用于分析生理数据，从而确定受试者的免疫状态或免疫循环的周期性和免疫循环的处理部件；以及用于输出受试者的免疫状态或免疫循环的周期性以及免疫循环和/或受试者的未来状态或免疫循环的输出部件。

10、本发明考虑到将受试者的生理数据作为方法和系统的一部分，该方法和系统提供对获得的数据的分析和解释，并将该数据输出给个体和/或其顾问、训练师、教练、医生或任何其他相关人员以提供关于其免疫状态、循环的信息作为参考和/或提供与免疫状态或循环相关的建议，用于计划或进行活动以改善个体的健康，康复和表现，最大限度地进行恢复并降低/减轻有害结果，如恢复时间长，无效或次优疫苗接种事件或损伤风险或延迟的损伤恢复或轻微伤害，如训练、过度训练、过度疲劳、压力或睡眠剥夺。输出结果可以采取能打印或显示在屏幕上的报告的形式。

11、未来状态通常是受试者在接下来的1-10天内的预测状态或受试者的下一个预测免疫循环，并且由于知道未来状态，受试者或任何其他相关人员可以基于该信息作出决定或选择生活方式。

12、虽然不能控制所有潜在的相关免疫学事件或触发事件，如接触感染和意外伤害，但是本发明的系统和方法适用于可以用免疫系统控制和同步的情况。实例包括预防性疫苗接种或接触身体损伤或伤害的时间，所述损伤或伤害是活动或活动计划的一部分而引起，包括补充体力消耗，训练方案，包括体育训练、康复、物理治疗、选择性或非紧急手术和/或其他潜在的伤害，如压力或睡眠剥夺。

13、优选地，处理部件还包括推理机，以将受试者的免疫循环和/或状态与活动数据库进行比较，并且基于其免疫循环知识，针对个体的当前免疫状态和/或预测的未来免疫状态生成受试者在特定时间进行活动的建议。

14、根据第二方面，本发明提供一种用于改善受试者对活动的生理反应的系统，所述系统包括：用于获得与活动和/或受试者相关的数据的输入部件；用于从受试者获得生理数据的采样部件；用于存储从受试者获得的生理数据的数据存储部件；用于分析生理数据，从而确定受试者的免疫循环的周期性或状态的处理部件；以及用于输出受试者的免疫循环的周期性，过去和未来免疫循环和状态以及受试者的免疫系统的当前或未来状态和/或循环的输出部件。

15、本发明考虑到受试者的免疫循环作为方法和系统的一部分。该方法和系统提供获得的数据的分析，报告和/或解释，并以建议的形式输出和考虑采取活动或制定活动计划，以改善个体的表现和健康，最大限度地进行恢复和降低或减轻有害的结果，如伤害或延迟恢复。有利地，本发明可以用于改善受试者对许多领域的活动的生理反应，包括运动、健身、医学、美学、健康和康复以及预防性干预。本发明可以应用于个体，团体或个人群体，例如精英运动员，专业和半专业运动员，业余运动员，健康和健身爱好者或关心他们的健康，表现和从活动和伤害(包括手术)中恢复的个体。

16、优选地，处理部件还包括推理机，用于将活动数据与受试者的免疫循环和/或状态进行比较，并产生针述受试者的个性化建议。

17、该活动可以包括训练计划、健身方案、疫苗接种、康复、选择性或非紧急手术，饮食和饮食摄入，补充剂摄入，调节免疫反应的药物摄入，生活方式决定和压力活动中的一种或多种，如在特定时间相对于免疫状态引起不想要的或增强的免疫反应的睡眠剥夺或过劳。

18、建议可以包括但不限于从事某些活动的最佳时间/天数。关于训练和/或锻炼的建议的一个实施方式可以包括何时进行活动和在特定日子进行的训练活动的强度(例如，负荷)。负荷通常意味着增加活动的量、频率、强度中的一个或任何组合，卸荷意味着减少活动的量、频率、强度中的一个或任何组合。此外，建议可能包括休息和恢复措施或活动。例如，冰浴、按摩、冥想、摄入补充剂和/或营养剂、摄入药物如抗炎药物、水疗、有氧活动、物理治疗和其他肌肉骨骼疗法。关于生活方式决定的进一步建议可以包括提供有关某些活动(例如睡眠)的影响的信息或建议，在某些时间的睡眠剥夺时可能更有压力，比其他时间产生更大的影响或需要更长的恢复时间。

19、优选地，输入部件进一步获得与活动的日期相关的数据，使得推理机比较活动的时间，活动数据和受试者的免疫循环和/或状态，并产生针对受试者的建议。

20、例如，运动员可以在特定的一天安排体育赛事，并且活动计划可以包括要求他们能够在指定日期以最佳水平表现的修改，并且可以建议在前一天休息，尽管受试者的免疫循环状态处于最佳负荷阶段。训练和/或健康健身活动的实例可以包括步行、慢跑、冲刺和负重训练。建议可以是增加或减少此类活动的强度和持续时间。在对活动数据反应的另一个建议可以是优化来自补充剂和/或营养剂摄入的益处，例如在可能对其摄入有较高需求的时候，例如在免疫系统的促炎阶段。

21、此外，如果活动是选择性或非紧急手术，则会产生关于何时进行选择性或非紧急手术或何时避免手术的建议，因为对这种干预的反应有变化。类似地，对于预防性疫苗接种，可以提供针对增强的免疫反应的最佳时间的建议。免疫系统的状态，无论是在促炎状态还是抗炎状态下，都会影响一些活动的效率，例如疫苗接种，由于训练、过度训练或手术导致的损伤或伤害的恢复。有利的是，免疫状态的知识可以基于所获得和分析的活动和/或生理数据来提出建议，以便进行活动以优化、最大化或改善有益结果和/或最小化、避免或管理(例如，由药物治疗引起的)不必要的或有害的结果，如延长的恢复期。

22、在替代实施方式中，处理部件还包括推理机，用于比较受试者的免疫循环和/或状态，并产生针对受试者的建议。有利地，这是不参考活动数据的建议，并且用户不需要指定要进行的活动。在这种情况下，受试者确定其免疫循环和状态，本发明的系统和方法基于免疫系统的状态和/或循环提供可进行(或不应该执行)的可能活动的建议清单。

23、优选地，输入部件进一步获得与受试者和/或活动相关的人体测量和生物特征数据。输入部件还可以从受试者进一步获得与营养摄入，偏好和生活方式习惯(即身高、体重、年龄、吸烟状况等)相关的数据，以便为活动计划提供更全面的建议。

24、优选地，生理数据包括免疫系统标记物或替代生物标记物或特征，通过所述免疫系统标记物或替代生物标记物或特征可鉴定免疫循环和/或状态，例如基础或休息温度。

25、优选地，该建议提供与进行活动，避免活动，推迟活动一段时间或加速活动相关的信息(即，建议明天而不是隔天进行活动)。

26、优选地，该建议提供与身体锻炼的强度、持续时间或社交生活方式活动相关的信息，例如睡眠剥夺(例如深夜的睡眠剥夺导致更严重的后果和更长的恢复时间)。

27、优选地，免疫循环和/或状态由生理数据的连续时间依赖性变化确定。

28、优选地，生理数据的连续时间依赖性变化包括生理数据的至少两个或多个实例，以确定个体的免疫动态和免疫状态。通过两次测量，可以确定免疫标记物的增加或减少。如果不能确定，可能需要三次或更多次测量。免疫循环可以通过在足够的时间段内获得三个或更多个生理数据实例来确定，以分析免疫循环的动态和周期性。

29、例如，通过在足够的时间段内获得两个或更多个生理数据实例而确定的免疫状态可以分析个体是否处于促炎状态(免疫循环标记物升高)或抗炎阶段(标记物降低)。

30、两个连续测量可以给出状态，即正在上升的标记物表示促炎阶段，降低的标记物表示抗炎阶段。需要三次或更多次连续测量来确定循环(即确定至少一个谷或峰)。对于例如疫苗接种或单次压力事件的一次性活动，状态信息可能是足够的信息，而方案或长期计划的活动可能需要循环相关的信息。

31、优选地，每天或近每天(例如每隔一天)进行两次、三次或更多次连续测量从受试者中获得生理数据，以便准确地分析免疫状态或周期，其周期性和幅度。获得的生理数据的频率取决于所测量的变量。如果使用血液样品，可以每天或每两天或每周三次进行取样，因为取样是可行的或方便的。采用刺手指采集血液样品可以方便经常取样。至于温度，可以采取任何数量的样品-特别是如果受试者佩戴传感器装置。优选地，在一天的同一时间和相同的身体状态(例如休息)下采集/获取样品和数据，以避免与非免疫相关的变化和已知昼夜变化相关的混杂变化。作为实例，优选的温度数据是在一天的同一时间的基础或休息测量值。

32、采样部件可以包括用来测量生理信息的一个或多个装置。优选地，采样部件包括但不限于接触式或非接触式温度传感器、血液采样装置、血液生物标记物传感器、血液检测单元或唾液收集单元、替代标记物的尿液或汗液感测和监测装置中的一种或多种，如血压计和心率监测仪。

33、在一个替代实施方式中，采样部件可以是用于接收手动输入参数的输入装置。参数可以是受试者的体温或容易测量或获得的受试者的任何参数。例如，受试者可以输入他们的血液测试结果、生物标记物水平、温度、血压和心率。

34、根据第三方面，本发明提供了一种用于确定受试者的免疫状态或免疫循环的方法，包括步骤：从受试者获得生理数据；分析生理数据，从而确定受试者的免疫状态和/或循环；以及输出受试者的免疫状态或免疫循环的周期性，以及免疫循环或受试者的未来状态或免疫循环。

35、根据第四方面，本发明提供一种用于优化受试者对活动的生理反应的方法，包括步骤：获得与受试者的活动和/或生理数据相关的数据；并基于活动和受试者在其免疫循环中的当前或未来状态提出一个或多个建议。

36、优选地，通过使用根据本发明第三方面的方法来确定未来的免疫状态和免疫循环。

37、根据第五方面，本发明提供一种用于改善受试者对活动的生理反应的方法，包括步骤：获得与活动相关的数据；从受试者获得生理数据；分析生理数据，从而确定受试者的免疫循环和/或状态；并根据活动数据和受试者在其免疫循环中的当前或未来状态提出建议。

38、优选地，该方法还包括步骤：比较活动数据和受试者的免疫循环和/或状态，以基于生理数据和活动数据的组合产生一个或多个建议。活动或活动计划可以是训练、康复、选择性和非紧急手术、保健和健康、生活方式或疫苗接种决定的任何一种或多种。

39、本发明考虑到受试者的免疫状态和周期作为方法和系统的一部分。该方法和系统提供获得的数据的分析和解释，并报告以在采取活动或制定活动计划或建议时考虑，以改善个体的表现和健康，最大限度地进行恢复和降低或减轻有害的结果，如个体的伤害或延迟恢复。虽然已知影响免疫系统的一些环境因素是不可预测的(即接触感染、病毒、损伤)，但是使用本发明的系统和方法的受试者可以采取措施，即通过避免在个体身体/免疫系统不是最佳的时间进行负荷、过度训练或过度刺激身体(或限制暴露于如手术或感染/病人带来的伤害等)来减轻感染或受伤的风险，从而通过免疫同步解决这些问题。

40、有利地，本发明利用生理数据(例如生物学标记物和生物特征或变量或生理学标记物)的测量来增强和改善计划活动的结果，并由此改善受试者的健康，表现和恢复。这些活动包括但不限于训练和/或减轻伤害风险或延长的恢复，训练本身包括康复，负荷、卸荷、减量训练、伤害预防、伤害管理、伤害治疗、运动维持、过度训练预防、运动表现的时间。在团体设置中，例如在团队或小组中，个人、教练或团队领导可以使用该信息。教练也可以使用它来选择运动员是否进行活动。有利的是，这些措施将防止过度训练，延长运动员的寿命和提高运动员的表现，和/或减轻可预防的伤害的风险或延长的恢复，以及提供数据，以协助运动员或团队针对事件进行更为知情的选择。

41、在本发明的一个实施方式中，针对受试者本身的免疫状态或循环，同步并调整活动或活动计划。活动计划可以包括有助于改善健康和康复的培训计划、康复计划、全身健康或康复计划，包括优化有益活动，如摄入能量，免疫或维生素补充剂，冥想和其他恢复过程以及运动时间，以及最小化不利或有害的伤害，如睡眠剥夺，过度劳累或接触感染的风险。活动计划可以包括膳食类型(模式和数量)、摄入能量、免疫或维生素补充剂、冥想和其他恢复过程以及锻炼时间。由本发明的系统和方法提供的活动计划的建议在受试者进行上述的某些活动时，针对其免疫状态或周期给予提议或建议，以便改善这些活动的益处。例如，表现、健康、康复、减轻伤害的机会、协助损伤处理或愈合、协助康复。此外，这样的建议可以包括不进行行动，例如在不能获得最大益处的时候不消费补充剂，从而节省个体和/或团队的补充剂的成本。

42、活动计划可以包括增加身体属性(如强度、肌肉质量、速度、耐力、柔韧性、爆发性等)的训练，并且还可以包括许多因素，包括负荷、卸荷、休息、营养、恢复方法如按摩、水疗、冥想、物理疗法和其他肌肉骨骼疗法以及本领域技术人员已知的其他方法。此外，该活动可以涉及训练、康复计划，其可以更好地调整为避免过度训练，伤害，免疫抑制，感染风险和心理倦怠。进一步，活动计划可以包括针对疫苗接种和/或选择性非紧急干预或手术或选择性医疗项目的最佳时间的建议。进一步，如果个体知道他们的免疫状态，活动计划可以包括改进或优化从不可避免的或计划外的伤害或损伤中恢复的建议，即根据他们在事件和潜在的伤害发生时的状态参与预定的体育赛事的结果。这些建议可以包括但不限于，基于伤害或损伤持续或可能持续时受试者的免疫循环或状态，摄入营养补充剂或免疫调节药物如抗炎药物。

43、本发明通过从受试者获得生理数据来识别受试者的个体免疫状态或循环。根据这些数据，如果采取足够的测量，可以获得免疫循环的周期性。这使得能够确定个体的免疫循环的动态，个体的当前免疫状态以及循环的预测以识别受试者在不久的将来的免疫状态，即受试者将在其免疫循环中的位置。本发明的系统和方法通过将活动数据与他们免疫循环中的个体当前和/或预测状态相关联来提出改善/优化某些活动的结果的建议。例如，如果知道受试者在其循环中的免疫状态将在两天内处于x点，并且我们知道对于特定活动，x点最适合休息，则系统将建议个体进行休息。

44、此外，本发明可以检测免疫系统的早期变化，例如个体可能没有意识到或能够通过检测个体的免疫系统何时超出受试者正常(以上)或可接受的水平的感染或疾病的亚临床表现，并可根据输入的生理数据建议更改已经计划的活动，训练方案活动计划。监测免疫标记物或替代免疫标记物，如亚临床温度升高，血压升高或心率升高，可以对感染或潜在未确诊的疾病给予早期预示。

45、本发明的系统或方法可以进一步确定受试者的数据根据其循环何时不进行跟踪或者在常规或正常参数之外，给出某些事情正在发生的预示(早期)，如即将发生或即将到来的感染，亚临床损伤或异常生理状态，如营养耗尽、代谢超负荷、过度训练等。因此，可建议受试者采取措施纠正异常情况，如休息、寻求医疗救治、摄入补充剂、避免接触危险因素，如接触感染或睡眠剥夺和压力等免疫活动。系统可能会提供建议，作为警告，以停止遵循先前生成的活动计划，或提供其活动计划的更新版本。

46、有利地，在关于训练、康复和物理治疗的活动计划的情况下，本发明可以提供建议：(i)提高受试者适应身体负荷的能力；(ii)优化受试者从身体负荷中恢复的能力；(iii)确定受试者应该谨慎使用用于身体负荷和/或卸荷的强度、频率、量(和与身体负荷相关的其他因素)的时期；(iv)确定受试者应避免身体负荷的时期；以及(v)确定受试者对恢复方法的反应最佳的时期。

47、在关于健康或康复的活动计划的情况下，本发明可以提供建议，其包括但不限于(i)优化关于预防性干预的受试者的活动计划，例如疫苗接种、非紧急手术、服用补充剂和营养剂、药物治疗、避免风险，如感染或损伤，睡眠剥夺，过度疲劳和其他压力。

48、优选地，在任何活动开始之前，分析受试者的免疫循环和状态。有利地，在健康计划的情况下，本发明可以提供建议：(i)优化受试者对疫苗的反应能力；(ii)优化受试者从手术中恢复的能力；(iii)优化何时摄入营养补充剂的成分；(iv)优化受试者对康复和物理治疗以及其他恢复措施(包括药物治疗)的反应能力；(v)提供对潜在未确诊疾病的预见。

49、本发明使用通过分析生物标记物的连续测量获得的个体免疫状态或免疫循环的知识来提供针对个体的活动管理的预测分析和建议。