专利名称：Bode 指数测量的制作方法
BODE指数测量本专利申请依据35U.S.C. § 119 (e)要求享有2009年12月21日提交的美国临时申请No. 61/288370的优先权，在此通过引用将其内容并入本文。本发明涉及一种用于确定患者的BODE指数值的方法和系统。慢性阻塞性肺病(COPD)是一种呼吸疾病，其特征为气道发炎。它的特征是不完全可逆的气流受限。气流受限是愈来愈严重的并与肺部对有害颗粒或气体的异常发炎反应相关。COPD的症状可包括咳嗽、喘鸣和产生粘液并且其严重性可以部分地根据分泌物的体积和颜色来判断。加重是COPD症状的恶化。加重可能会伴随不同程度的生理性恶化。加重可以以咳嗽增多、呼吸困难(即，呼吸短促)及生痰为特征。通常，加重由全科医生或住院医师确诊，或通过问卷检测出。 BODE指数是关于COPD严重性的四维评级系统。BODE指数基于四个参数1)身体质量指数(B)、2)阻塞程度(0)、3)呼吸困难(D)、和4)运动能力(E)。BODE指数提供COPD患者肺部康复后有价值的预后信息。研究指出，CCffD患者在完成肺部康复之后BODE指数会有所改进。进一步，BODE指数也是死亡率、加重的频率和严重性的一个很好的预测指标。身体质量指数通常通过将患者的体重除以患者身高的平方来获得。患者气道的阻塞程度通过用力呼气量的一秒钟测定(FEV1)值(用肺量计试验)来衡量。患者的呼吸困难(即，呼吸短促)水平是通过呼吸困难问卷来确定的。患者的运动能力通过六分钟步行测试来评价。分配给每个参数(S卩，身体质量指数(B)、阻塞程度(O)、呼吸困难(D)、和运动能力(E)) —个点值，并将点值求和以获得BODE指数。BODE指数通常在0_10点的范围内，较高的分数指示较高的死亡风险，见以下的表I。表IBODE 点
麵I__2__3_4I Μ 身体质量<21>21
指数，BMl______
气道 W 塞 >65% 54-64% 36-49% <35%
(14J FEV1
衡最)______呼吸W难0-123IH卷______
六分钟步 >350m 250-349m 150-249m <149m
Ir 测 u: (以米为 丨n位测w 的离)BODE指数的测量需要临床医生来实施呼吸困难问卷并评估六分钟步行测试(例如，利用两个圆锥(以30米的距离隔开)，以及秒表)。因此，为了计算其BODE指数，患者通常需要到诊所或肺部康复中心，因此，通常不会经常性地采集BODE指数。另外，基于问卷的评估，诸如呼吸困难用到的那种，具有主观性并且依赖于记忆，这对老年人来说尤其较为困难。 据此，本发明的目的是提供一种确定BODE指数值的系统和方法，其克服传统技术的缺点。所述目的根据本发明的一个实施例是通过提供一种用于确定患者的BODE指数值的计算机实现的方法实现的。所述方法包括使用身体质量指数测量设备来测量患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据；使用气道阻塞测量设备来测量患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据；使用呼吸速率传感器来测量患者的呼吸速率并获得呼吸速率数据；使用活动监测器来测量患者的身体活动并获得身体活动数据；以及，在一个或多个计算机处理器上执行一个或多个计算机程序模块以基于身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据来确定患者的BODE指数值。本发明的另一方面提供一种用于确定患者的BODE指数值的系统。所述系统包括身体质量指数测量设备、气道阻塞测量设备、至少一个传感器和至少一个处理器。所述身体质量指数测量设备被配置用于测量患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据。所述气道阻塞测量设备被配置用于测量患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据。所述传感器被配置用于测量a)患者的呼吸速率以获得呼吸速率数据，和b)患者的身体活动以获得身体活动数据。所述处理器被配置用于处理身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据以确定患者的BODE指数值。本发明的另一方面提供一种用于确定患者的BODE指数值的装置。所述装置包括身体质量指数测量器件，其用于测量患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据；气道阻塞测量器件，其用于测量患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据；至少一个感测器件，其用于测量a)患者的呼吸速率以获得呼吸速率数据，和b)患者的身体活动以获得身体活动数据；和用于处理身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据以确定患者的BODE指数值的器件。 基于考虑以下描述和所附权利要求并参考附图
，本发明的这些和其它方面，以及操作方法和相关结构要素的功能以及各部分的组合和制造的经济性，将变得更加明显，所有附图均构成本说明书的一部分，其中不同附图中类似的附图标记表示相应部分。然而特别需要明确的是，附图仅出于图示和描述的目的，而非旨在定义本发明的界限。也应该注意至IJ，此处公开的一个实施例的特征也可用于此处所公开的其它实施例中。如说明书和权利要求中所使用的，单数形式“一”和“该”包括多个指示物，除非上下文中明确做出其它说明。图I是图示了根据本发明的实施例的用于确定患者的BODE指数值的方法的流程图；图2示出了根据本发明的实施例的用于确定患者的BODE指数值的系统；图3示出了根据本发明的另一实施例的确定患者的BODE指数值的系统；以及图4示出了根据本发明的实施例的传感器(例如，加速度计)的定位。图I是图示了根据本发明的实施例的用于确定BODE指数值的计算机实现的方法的流程图。方法100实现持续测量BODE指数，例如，在患者家庭环境下。方法100使用集成的传感器组来测量与BODE指数相关的四个参数(即，身体质量指数(B)、阻塞程度(O)、呼吸困难(D)和运动能力(E))。方法100通过计算机系统来实现，所述计算机系统包括被配置用于执行一个或多个计算机程序模块的一个或多个处理器210 (如图2中所示和描述)。在一个实施例中，处理器210 (如图2中所不和描述)可包括一个或多个其中的处理器。方法100始于程序102。在程序104，测量患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据。在一个实施例中，患者的身体质量指数通过身体质量指数测量设备202(如参考图2所示和描述)，或302 (如参考图3所示和描述)来测量。在程序106，测量患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据。在一个实施例中，用气道阻塞测量设备204 (如参考图2所示和描述)，或304 (如参考图3所示和描述)来测量患者的气道阻塞。在程序108，使用呼吸速率传感器206 (如参考图2所示和描述)，或306 (如参考图3所示和描述)来测量患者的呼吸速率并获得呼吸速率数据。在程序110，使用活动监测器208 (如参考图2所示和描述),或308 (如参考图3所示和描述)来测量患者的身体活动并获得身体活动数据。在一个实施例中，可使用关于系统200 (如图2所示)所描述的独立的传感器来测量患者的身体活动和呼吸速率。在另一实施例中，可使用单个传感器，如传感器306 (如参考图3所示和描述)来测量患者的身体活动和呼吸速率两者。在程序112，处理器210 (如参考图2所示和描述)，或310 (如参考图3所示和描述)被配置用于使用身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据来确定患者的BODE指数值。换言之，来自各传感器的数据随后被转换为BODE指数值以提供对BODE指数的客观和持续的测量。方法100终止于程序114。在一个实施例中，可以通过由一个或多个处理器210执行的一个或多个计算机程序模块来执行程序102-114 (如参考图2所示和描述)。图2示出了用于根据一个实施例来确定患者的BODE指数值的系统200。在一个实施例中，患者可以在他/她的家庭环境下使用系统200。系统200可以包括身体质量指数测量设备202、气道阻塞测量设备204、活动监测器206、呼吸传感器208和处理器210。在一个实施例中，处理器210可以包括其中的一个或多个处理器。在一个实施例中，处理器210可以是计算机系统的一部分或构成计算机系统。在一个实施例中，系统200可包括用户接口 211，其与处理器210通信。用户接口211被配置用于接受来自患者(或护理者)的输入,并传输(和显不)系统200的输出。在一个实施例中，用户接口 211可包括小键盘以允许患者或护理者向处理器210中输入信息(例 如，患者的身高、患者的BMI、FEV1值、或峰流量计的读数)以确定患者的BODE指数值。在一个实施例中，用户接口 211可包括显示屏，其为患者提供可视数据输出(例如，BODE指数值)。在一个实施例中，用户接口 211可以是图形用户接口。在一个实施例中，用户接口211可以以与传感器组(S卩，活动监测器和/或呼吸速率传感器)一体的方式提供。在另一个实施例中，用户接口 211可以在远离或靠近传感器组来提供。身体质量指数(或BMI)通常是用数学公式来计算的，所述公式考虑了患者的体重和身高。BMI通过用患者的体重除以患者身高的平方获得。例如，当在公制中测量BMI时，患者的体重是以千克为单位测量的，而患者的身高是以米为单位测量的。在一个实施例中，身体质量指数测量设备可包括称重计或体重计。可以使用用户接口 211将用体重计测量的患者体重输入到处理器210中。还测量患者的身高并使用用户接口 211将其输入到处理器210中。在一个实施例中，患者的身高是使用身高测量计来测量的。在一个实施例中，身高测量计和体重计可以集成以形成单个设备。在一个实施例中，体重计和/或身高测量计是电子的并能电子地向处理器210输入数据(即，患者的体重和/或患者的身高)而不需要患者使用用户接口 211。处理器210被配置用来计算身体质量指数，例如，用保存在处理器或相关存储器(未示出)中的数学公式(如前所述)。在另一实施例中，身体质量指数测量设备202可包括BMI计。例如，在一个实施例中，BMI计可以是泰勒(Taylor)公司提供的泰勒5700身体质量指数(BMI)计，或者是Seca公司提供的Seca 882远程显示BMI计。在这样的实施例中，患者可能需要使用用户接口211将从BMI计获得的BMI值输入到处理器210中。或者，如上所述，数据可能无需经由用户接口 211而自动和直接地输入到处理器210中。然而，以上所述BMI计和体重计仅是用于测量身体质量指数数据的两个范例，预期可以使用本领域中己知的其它身体质量指数测量设备来测量患者的身体质量指数数据。如上所述，身体质量指数测量设备202可以直接连接到处理器210上。在这样的实施例中，身体质量指数测量设备202可以例如通过有线或无线网络连接到处理器。在一个实施例中，使用气道阻塞测量设备204测量气道阻塞。在一个实施例中，气道阻塞测量设备204可包括肺量计。在一个实施例中，肺量计是手持肺量计。例如，手持肺量计可以是Micro Direct, Inc提供的MicroGP肺量计。肺量计可包括模拟肺量计或数字肺量计。在一个实施例中，气道阻塞是使用肺量测定来评定的。在肺量测定中，患者向连接到肺量计的接口件中呼吸。肺量计被配置用于记录患者在一段时间内吸入和呼出的空气的量和速率。在一个实施例中，在肺量测定期间，患者尽其所能深呼吸并尽可能用力并尽可能长地呼出。在一个实施例中，肺量测定通常重复三遍以确保可再现性。肺量计测量用力呼气量的一秒钟测定(FEV1)(即，最大吸入后最大呼出的第一秒内的呼出体积)。FEV1是肺能够多快地排空的一个度量。较小的FEV1值通常指示较严重的气道阻塞。肺量计也可配置用于测量用力肺活量(FVC) (S卩，在一次用力呼气中所能呼出的最大空气体积)，和呼气峰流速(PEF)。肺量计也可被配置用于测量FEVi/FVCKS卩，FEV1表达为 FVC的百分比)。FEV1ZiFVC提供具有临床意义的气流受限指数。例如，当FEV1ZiFVC的值小于70%时指示气流受限和COPD的可能。在表2中图示了气道阻塞评级。表2将FEV1示出为预测值的百分比。预测值基于患者的年龄、患者的性别、患者的身高、患者的体重、和/或患者的种族确定。表 2
轻度气逬Bi寒屮度气逬祖难极取度气逬附寒FEV,>预测值的M测 的1预测Iii的FEV,<预测值的80% 50%^FEV,</BU1I SOo/o^FEVfjl 测 30%_值的80%_值的50%__如果测量的FEV1值大于预测值的80%，那么患者可能有轻度气道阻塞。如果测量的FEV1值在50%到80%之间，那么患者可能有中度气道阻塞。如果测量的FEV1值在30%到50%之间，那么患者可能有重度气道阻塞。如果测量的FEV1值小于30%，那么患者可能有极重度的气道阻塞。在另一实施例中，气道阻塞设备204可包括峰流量计。峰流量计被配置用于测量患者的最快呼气速度，或者呼气峰流量(PEFR或PEF)。峰流量读数在患者气道未受限时较大而在患者气道受限时较小。以上所描述的肺量计和峰流量计仅是用于测量气道阻塞数据的两个范例，然而，预期可以使用本领域己知的其它气道阻塞测量设备来测量患者的气道阻塞数据。在一个实施例中，气道阻塞设备204可以直接连接到处理器210。在这样的实施例中，气道阻塞设备204可以例如通过有线或无线网络连接到处理器210。在另一实施例中，患者可以使用用户接口 211手动将从气道阻塞设备204获得的气道阻塞数据(即，从肺量计获得的FEV1的值，或峰流量计获得的峰流量读数)输入到处理器210中。活动监测器206被配置用于检测患者的身体运动，使得来自活动监测器的信号与患者身体活动的水平相关。在一个实施例中，活动监测器可以包括加速度计，诸如三轴加速度计。这样的加速度计可包括被配置用于确定至少三个轴上的加速度数据的感测元件。例如，在一个实施例中，三轴加速度计可以是STMicroelectronics提供的三轴加速度计(即，制造商产品型号LIS3L02AQ)。在另一实施例中，活动监测器206可以是压电传感器。压电传感器可以包括压电元件，其对患者的身体运动敏感。在一个实施例中，活动监测器206可以定位在，例如，患者的胸部或患者的腹部。然而，以上所述的加速度计和压电传感器仅是用于测量身体活动的两个范例，预期可使用本领域中已知的其它活动监测器来测量患者的身体活动数据。在一个实施例中，被配置用于测量患者的呼吸模式的呼吸速率传感器208可包括加速度计或麦克风。在一个实施例中，加速度计可以是三轴加速度计。例如，三轴加速度计可以是STMicroelectronics提供的三轴加速度计(即，制造商产品型号LIS3L02AQ)。 在另一实施例中，麦克风被构造并布直为接收患者的吸气声首以便确定患者的呼吸速率。在一个实施例中，呼吸速率传感器208可以是纽约阿兹利的Ambu I at or yMonitoring, Inc 所提供的 Respiband 。在又一实施例中，呼吸速率传感器208可包括胸带和麦克风，如美国专利No. 6159147所述，在此通过引用将其并入。在这样的实施例中，例如胸带可置于环绕患者的胸部以测量患者的呼吸速率。然而，以上所述的加速度计、麦克风、及胸带和麦克风的组合仅是测量呼吸速率数据的几个范例，预期可使用本领域中已知的其它呼吸速率传感器来测量患者的呼吸速率数据。在一个实施例中，活动监测器206和/或呼吸速率传感器208可以直接连接到处理器210。换言之，来自活动监测器206和/或呼吸速率传感器208的数据可以自动并直接地输入到处理器210中而无需经由用户接口 211输入。在这样的实施例中，活动监测器和/或呼吸速率传感器例如通过有线或无线的网络连接到处理器210。处理器210被配置用于处理身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据以确定患者的BODE指数值。在一个实施例中，系统200可包括单个处理器用于处理身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据以确定患者的BODE指数值。在另一实施例中，系统200可包括多个处理器，其中每个处理器被配置用于执行特定的功能或操作。在这样的实施例中，所述多个处理器可被配置用于处理身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据以确定患者的BODE指数值。在一个实施例中，处理器210被配置用于接收来自患者的输入信息(例如，患者的体重和身高)并进一步处理这些输入数据而获得身体质量指数数据。换言之，如以上所解释，处理器210被配置用于计算身体质量指数，例如，利用保存在处理器中的数学公式(如上所述)。在另一实施例中，处理器210被配置用于接收来自身体质量指数测量设备202的身体质量指数数据。处理器210被配置用于接收来自气道阻塞测量设备204的气道阻塞数据、来自活动监测器206的身体活动数据、和来自呼吸速率传感器208的呼吸速率数据。
分配给每个参数(即，身体质量指数数据(B)、气道阻塞数据(或阻塞程度)(O)、呼吸速率数据(或呼吸困难)(D)、和身体活动数据(运动能力)(E))—个点值并将这些点值存储在处理器210中。处理器210被配置用于将每个参数(B卩，身体质量指数(B)、阻塞程度
(O)、呼吸困难(D )、和运动能力(E ))的点值相加以获得患者的BODE指数。BODE指数通常在0-10点之间的范围，较高的分数指示较高的死亡风险，见以下的表3。表权利要求
1.ー种用于确定患者的BODE指数值的计算机实现的方法，所述方法包括 使用身体质量指数測量设备(202)来測量所述患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据； 使用气道阻塞測量设备(204)来測量所述患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据； 使用呼吸速率传感器(208)来測量所述患者的呼吸速率并获得呼吸速率数据； 使用活动监测器(206)来測量所述患者的身体活动并获得身体活动数据；以及在一个或多个计算机处理器上执行ー个或多个计算机程序模块以基于所述身体质量指数数据、所述气道阻塞数据、所述呼吸速率数据和所述身体活动数据来确定所述患者的所述BODE指数值。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述活动监测器为加速度计或压电传感器。
3.如权利要求I所述的方法，其中，所述呼吸速率传感器为加速度计或麦克风。
4.如权利要求I所述的方法，其中，所述气道阻塞測量设备为肺量计。
5.如权利要求I所述的方法，其中，所述身体质量指数測量设备为称重计。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述活动监测器和所述呼吸速率传感器均为加速度计。
7.—种用于确定患者的BODE指数值的系统(200),所述系统包括 (a)身体质量指数測量设备(202)，其被配置用于测量所述患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据； (b)气道阻塞測量设备(204)，其被配置用于测量所述患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据； (c )传感器(206，208 )，其被配置用于测量 1)所述患者的呼吸速率以获得呼吸速率数据， 2)所述患者的身体活动以获得身体活动数据，或 3)呼吸速率和身体活动两者；以及 (d)至少ー个处理器(210)，其被配置用于处理所述身体质量指数数据、所述气道阻塞数据、所述呼吸速率数据和所述身体活动数据以确定所述患者的所述BODE指数值。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述传感器測量身体活动并包括加速度计或压电传感器。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述传感器測量呼吸速率并包括加速度计或麦克风。
10.如权利要求7所述的系统，其中，所述气道阻塞測量设备为肺量计。
11.如权利要求7所述的系统，其中，所述身体质量指数測量设备为称重计。
12.如权利要求7所述的系统，其中，所述传感器測量呼吸速率和身体活动两者并包括加速度计。
13.ー种用于确定患者的BODE指数值的装置(200)，所述装置包括 (a)身体质量指数測量器件(202)，其用于测量所述患者的身体质量指数以获得身体质量指数数据； (b)气道阻塞測量器件(204)，其用于测量所述患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据； (c)感测器件(206，208)，其用于测量1)所述患者的呼吸速率以获得呼吸速率数据， 2)所述患者的身体活动以获得身体活动数据，或 3)呼吸速率和身体活动两者；以及 (d)用于处理所述身体质量指数数据、所述气道阻塞数据、所述呼吸速率数据和所述身体活动数据以确定所述患者的所述BODE指数值的器件(210)。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述感测器件測量身体活动并包括加速度计或压电传感器。
15.如权利要求13所述的装置，其中，所述感测器件測量呼吸速率并包括加速度计或麦克风。
16.如权利要求13所述的装置，其中，所述气道阻塞測量器件为肺量计。
17.如权利要求13所述的装置，其中，所述身体质量指数測量器件为称重计。
18.如权利要求13所述的装置，其中，所述感测器件測量呼吸速率和身体活动两者并包括加速度计。
全文摘要
提供一种用于确定患者的BODE指数值的计算机实现的系统和方法。所述方法包括使用身体质量指数(BMI)测量设备来获得BMI数据。气道阻塞测量设备测量患者的气道阻塞以获得气道阻塞数据。呼吸速率传感器测量患者的呼吸速率以获得呼吸速率数据。活动监测器测量患者的身体活动以获得身体活动数据。处理器执行计算机程序模块以基于身体质量指数数据、气道阻塞数据、呼吸速率数据和身体活动数据来确定患者的BODE指数值。
文档编号G06F19/00GK102713916SQ201080058689
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年12月21日
发明者A·O·M·昌, M·阿塔克胡拉米 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司