專利名稱：用于生物節(jié)律活動(dòng)的有益調(diào)整的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及醫(yī)療裝置，具體涉及治療和診斷裝置，其關(guān)于用戶的生理變量為用戶提供反饋。
背景技術(shù)：
測量用戶的生理變量并且然后為了修改該變量為用戶提供反饋的設(shè)備在本領(lǐng)域是公知的。授予Gavish的美國專利5,076,281、5,800,337和6,090,037描述了通過測量用戶的一個(gè)或多個(gè)變量調(diào)整生物節(jié)律活動(dòng)的方法和設(shè)備，上述專利結(jié)合于此以作參考。所述專利描述了提供給用戶的刺激的產(chǎn)生，從而以一種方式改變用戶的生物節(jié)律活動(dòng)，該方式以一種預(yù)定的方式與被監(jiān)視的生物節(jié)律活動(dòng)相關(guān)。
授予Gavish的美國專利5,423,328描述了一種用于監(jiān)視呼吸的應(yīng)力檢測設(shè)備，尤其描述了一種檢測和監(jiān)視由呼吸產(chǎn)生的用戶的胸部或腹部周長變化的方法，該專利結(jié)合于此以作參考。授予Gavish的美國專利4,580,574描述了活體組織的無創(chuàng)監(jiān)視特性的方法，該專利結(jié)合于此以作參考。
授予Gavish的美國專利6,090,037描述了通過監(jiān)視用戶的生物節(jié)律活動(dòng)為用戶提供刺激模式來調(diào)整用戶的節(jié)律身體活動(dòng)的技術(shù)，其中該刺激模式類似但不同于被監(jiān)視的生物節(jié)律活動(dòng)，從而當(dāng)用戶自主地跟隨時(shí)在生物節(jié)律活動(dòng)中產(chǎn)生變化，該專利結(jié)合于此以作參考。
Gavish等人的PCT專利公開文本W(wǎng)001/02049描述了促進(jìn)提高用戶健康的技術(shù)，包括適于測量第一生理變量的第一傳感器，該第一生理變量表示用戶的自主活動(dòng)，適于測量第二生理變量的第二傳感器，所述第二生理變量并不完全受到用戶的直接自主控制，和電路，其適于從所述第一和第二傳感器接收各自的第一和第二傳感器信號(hào)并且與之響應(yīng)以產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改自主活動(dòng)的參數(shù)，該申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給本專利申請(qǐng)的受讓人并且結(jié)合于此以作參考。所述‘049公開文本也描述了一種干涉診斷系統(tǒng)，其包括在局部部位的局部計(jì)算設(shè)備，該局部計(jì)算設(shè)備在該部位對(duì)用戶施加干涉并且從一個(gè)或多個(gè)附著到用戶的傳感器接收一個(gè)或多個(gè)表示用戶的生理狀況的輸入信號(hào)。所述的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例包括使用一個(gè)傳感器監(jiān)視呼吸運(yùn)動(dòng)，并且指導(dǎo)用戶修改呼吸模式，以試圖優(yōu)化由第二傳感器測量的血液供氧。
B.Gavish的名稱為“重復(fù)血壓測量可以直接探查動(dòng)脈特性”的摘要，《美國高血壓雜志》(2000年4月)；13(4)，第2部分190A，提出關(guān)于多個(gè)心臟收縮和心臟舒張血液測量的直線的斜率是生理意義上的參數(shù)，該文獻(xiàn)結(jié)合于此以作參考。
D.R.Begault的名稱為“用于多媒體的3-D音頻顯示設(shè)計(jì)所面對(duì)的挑戰(zhàn)”的文章，《美國聲科學(xué)雜志》(1999)；J 1051357，描述了3-D聲音的產(chǎn)生和心理生理關(guān)聯(lián)，其允許收聽者感覺三維聲音的方向，該文獻(xiàn)結(jié)合于此以作參考。Wenzel等人的名稱為“使用非個(gè)別化的頭部相關(guān)的傳輸功能的定位”的另一篇文章，《美國聲科學(xué)雜志》(1993年7月)；94(1)，第222-234頁，描述了3-D聲音的合成，從而能夠允許收聽者感覺虛擬聲源的3-D方向和定位，該文獻(xiàn)結(jié)合于此以作參考。另外，名稱為“3-D聽覺顯示的示范”、由NASA/埃姆斯(Ames)研究中心出售的盒式磁帶允許收聽者使用普通的盒式磁帶播放器和標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)來感受三維效果。
全部結(jié)合于此以作參考的其它感興趣文章包括(a)Cooke等人的文章，名稱為“受控呼吸方案探查人的自發(fā)心血管周期”，《美國生理學(xué)雜志》，(1998)；274H709-H718；(b)Pitzalis等人的文章，名稱為“呼吸速度對(duì)RR間隔和心臟收縮血壓變動(dòng)之間的關(guān)系的影響一種頻率依賴現(xiàn)象”，《心血管研究》(1998)；38332-339；(c)Bemardi等人的文章，名稱為“慢性心力衰竭中呼吸速度對(duì)血氧飽和和運(yùn)動(dòng)性能的影響”，《手術(shù)刀》(1998年3月2日)；3511308-1311；(d)Mortara等人的文章，名稱為“異常清醒的呼吸模式在慢性心力衰竭中是普遍的并且可以通過心率可變性的測量來防止自發(fā)健康狀況的評(píng)估”，《循環(huán)》(1997年7月1日)；96246-252；(e)Rovere等人的文章，名稱為“在心肌梗塞之后總心臟死亡率預(yù)測中的壓力反射靈敏度和心率可變性”，《手術(shù)刀》(1998年2月14日)；351478-484；(f)Gimondo和Mirk的文章，名稱為“使用雙多普勒超聲波檢查法評(píng)估小腸運(yùn)動(dòng)性的新方法”，《X光學(xué)的AJR美國雜志》(1997年1月)；168(1)187-192。
至少部分遠(yuǎn)程操作的設(shè)備在本領(lǐng)域中也是已知的。授予Gessman的美國專利4,102,332描述了一種用于遠(yuǎn)程電話復(fù)蘇的設(shè)備，該專利結(jié)合于此以作參考。該設(shè)備包括由帶有已知的心臟癥狀歷史的用戶攜帶的心電圖儀和去纖顫器，所述心電圖儀和去纖顫器可以用于診斷和治療急性心臟癥狀。為了便于診斷和治療，該設(shè)備可以連接到電話線，從而遠(yuǎn)程的醫(yī)生可以進(jìn)行診斷和實(shí)施治療。
授予Schweizer的美國專利4,195,626描述了根據(jù)節(jié)律模式向?qū)ο笫┘涌陕牭降?、視覺的電或觸覺刺激的一種生物反饋室，該專利結(jié)合于此以作參考。對(duì)象的反應(yīng)被測量、分析和用于控制所述刺激。
授予Morgan的美國專利5,782,878描述了一種包括外部去纖顫器、去纖顫器通信裝置和通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，該專利結(jié)合于此以作參考。為了執(zhí)行去纖顫，信息在患者和通信站之間來回傳輸。
授予Esters的美國專利5,794,615描述了一種用于治療充血性心力衰竭的系統(tǒng)，該專利結(jié)合于此以作參考。該專利描述了在兩個(gè)獨(dú)立的呼吸周期期間控制輸送到患者的加壓氣體的流速。該系統(tǒng)可以響應(yīng)由流量傳感器提供的反饋而完全自動(dòng)化，所述流量傳感器確定估計(jì)的患者流速。
授予Brown的美國專利5,678,571描述了一種用于治療患者中醫(yī)療狀況的方法，包括選擇用于治療醫(yī)療狀況的心理策略，然后編碼用于交互式視頻游戲的電子指令，該專利結(jié)合于此以作參考。該游戲執(zhí)行所述心理策略，并且將所述電子指令裝載到基于微處理器的單元，該單元配備有用于顯示所述視頻游戲的顯示器。該游戲包含用于定量分析患者的醫(yī)療狀況的計(jì)分指令，咨詢指令和自理指令。該視頻游戲可以與連接到基于未處理的單元的心理變量測量設(shè)備結(jié)合使用。
授予Bro的美國專利5,596,994描述了一種自動(dòng)的和交互的積極動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其允許醫(yī)生，咨詢者或訓(xùn)練者產(chǎn)生和向客戶發(fā)送一系列動(dòng)機(jī)信息和/或問題以改變或增強(qiáng)特定的行為問題，該專利結(jié)合于此以作參考。
授予Lachmann等人的美國專利5,752,509描述了一種用于為患者人工換氣的系統(tǒng)，該專利結(jié)合于此以作參考。該換氣系統(tǒng)具有用于將可控的吸氣脈沖輸送給患者的氣體輸送單元，用于測量關(guān)于循環(huán)系統(tǒng)的函數(shù)的至少一個(gè)參數(shù)的監(jiān)視單元，例如血?dú)夥治鰞x，和控制單元，該控制單元基于測量的循環(huán)系統(tǒng)參數(shù)確定最佳的最大吸氣壓力和吸氣脈沖的壓力幅度。
評(píng)估容量的呼吸監(jiān)視裝置的描述可以在下面的專利中發(fā)現(xiàn)授予Dietz的美國專利5,485,850、授予Hardway等人的專利4,033,332、授予Douglas的專利4,381,788、授予Diamond的專利4,474,185、以及美國專利5,367,292，5,070,321和5,052,400，所有的這些專利都結(jié)合于此以作參考。
授予Chen等人的美國專利5,690,691描述了一種便攜式或可植入的胃起搏器，其包括布置在胃腸(GI)道中一個(gè)器官上的多個(gè)電極，從而輸送電刺激以協(xié)調(diào)通過GI道的材料的蠕動(dòng)，該專利結(jié)合于此以作參考。
美國專利5,590,282和4,526,078描述了用于使計(jì)算機(jī)合成音樂的技術(shù)，該專利結(jié)合于此以作參考。
授予Knispel等人的美國專利4,883,067描述了一種方法，該方法將對(duì)象的腦電圖轉(zhuǎn)換為音樂，從而引起和控制對(duì)象的各種心理和生理狀態(tài)，該專利結(jié)合于此以作參考。
授予Yagi的美國專利4,798,538描述了一種腹部呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，該專利結(jié)合于此以作參考。人的腹部呼吸的狀態(tài)由附著到腹部區(qū)域的傳感器測量，并且檢測到的呼吸模式與理想的呼吸模式作比較。
授予Lichter等人的美國專利5,827,179描述了一種實(shí)時(shí)生物數(shù)據(jù)處理PC卡，其適于輸入和處理來自一個(gè)或多個(gè)生物數(shù)據(jù)傳感器的生物數(shù)據(jù)，并且適于與其它實(shí)時(shí)生物數(shù)據(jù)處理PC卡互換，該專利結(jié)合于此以作參考。
授予Braun等人的美國專利6,050,940描述了一種通用的、低成本的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供全面的生理數(shù)據(jù)收集，并且對(duì)各種醫(yī)療以及其它模擬數(shù)據(jù)收集應(yīng)用具有面向廣泛數(shù)據(jù)對(duì)象的可編程性和可配置性，該專利結(jié)合于此以作參考。
授予DeVito的美國專利6,001,065描述了用于測量和執(zhí)行諸如腦電圖(EEG)和肌電圖(EMG)這樣的生物電信號(hào)的實(shí)時(shí)FFT分析以用于控制系統(tǒng)的技術(shù)，該專利結(jié)合于此以作參考。與諸如視頻游戲、電影、音樂、虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫這樣的電子媒體的被動(dòng)和主動(dòng)交互也被描述了。
在包括CHF的許多心血管疾病和包括COPD的肺病中，呼吸模式顯示不規(guī)則。這些不規(guī)則是用于疾病相關(guān)的死亡率和發(fā)病率的已知標(biāo)志。典型的不規(guī)則包括潮式呼吸(中樞性窒息的反復(fù)發(fā)作與呼吸過度交替)，速度為大約每分鐘一次調(diào)整的調(diào)幅呼吸(周期性呼吸)，重復(fù)性嘆息，和具有無規(guī)則幅度和周期的呼吸。呼吸模式不規(guī)則性的減小表明健康的提高。在心血管和精神疾病中，控制血壓和血量以使供應(yīng)給器官的血液波動(dòng)最小化(動(dòng)態(tài)靜止)的心血管反射的損傷在臨床上顯著。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一種用于生物節(jié)律活動(dòng)的有益調(diào)整的設(shè)備包括控制單元和至少一個(gè)生理傳感器，該生理傳感器適于被應(yīng)用到用戶和產(chǎn)生指示用戶生物節(jié)律活動(dòng)的傳感器信號(hào)。所述控制單元適于接收和分析所述傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)所述分析，典型地通過產(chǎn)生輸出信號(hào)在用戶上執(zhí)行干涉。所述分析典型地包括在所述傳感器中識(shí)別第一和第二特征。所述第一特征指示用戶的自主行動(dòng)，該自主行動(dòng)典型地為用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的一個(gè)方面。第二特征表示期望被提高的用戶的生理變量，多數(shù)人通常不能對(duì)所述變量實(shí)行自主控制(當(dāng)用于本發(fā)明申請(qǐng)的上下文和權(quán)利要求中時(shí)稱為“利益相關(guān)變量”)。所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
在一個(gè)典型的使用階段，所述設(shè)備連續(xù)地檢測生物節(jié)律活動(dòng)，識(shí)別所述第一和第二特征，并且響應(yīng)所述特征的分析調(diào)整所述干涉。用戶典型地在延續(xù)一段時(shí)間的多個(gè)階段期間使用該設(shè)備，通常為數(shù)天，數(shù)月，或數(shù)年。每個(gè)階段典型地具有大約10-20分鐘的時(shí)間長度，最典型地為15分鐘。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用戶的所述自主行動(dòng)包括呼吸，所述自主行動(dòng)的可修改參數(shù)包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)。所述輸出信號(hào)典型地包括可理解的刺激，例如聲模式和/或動(dòng)態(tài)圖形模式，其由響應(yīng)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的分析的設(shè)備產(chǎn)生。所述刺激典型地試圖調(diào)節(jié)用戶的呼吸，例如通過訓(xùn)練用戶開始新的呼吸模式。例如所述輸出信號(hào)可以指導(dǎo)用戶改變吸氣和呼氣的定時(shí)從而導(dǎo)致吸氣對(duì)呼氣比率的減小。對(duì)于一些干涉，期望減小該比率，例如從典型的1∶1或1∶2的干涉前水平典型地朝著1∶4減小。對(duì)于一些應(yīng)用，利益相關(guān)的變量是呼吸的幅度(或頻率)。
所述設(shè)備的常規(guī)使用可以增加用戶對(duì)疾病相關(guān)的呼吸不規(guī)則的自主控制的程度，例如在本發(fā)明的背景技術(shù)中所描述的。這樣的常規(guī)使用因此可以有利于減小與一些醫(yī)療狀況相關(guān)的死亡率和發(fā)病率。例如，所述設(shè)備的使用可以有利于治療下面的狀況·一些心血管疾病，包括充血性心力衰竭(CHF)；·一些肺病，包括慢性阻塞性肺病(COPD)；
·一些神經(jīng)疾病，例如驚恐性障礙；·高血壓；和·機(jī)能亢進(jìn)，例如在兒童中產(chǎn)生的。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括分別產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)的第一和第二傳感器。所述第一特征從所述第一和/或第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出，而所述第二特征同時(shí)從所述第一和第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出。對(duì)于某些應(yīng)用，所述第一和第二傳感器分別包括監(jiān)視腹部呼吸和胸部呼吸的各個(gè)呼吸傳感器。在這些應(yīng)用中，用戶的所述自主行動(dòng)包括呼吸，所述自主行動(dòng)的可修改參數(shù)典型地包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)。所述利益相關(guān)變量為(a)所述干涉試圖改變的腹部呼吸和胸部呼吸之間的相差；(b)所述干涉試圖增加的腹部呼吸幅度對(duì)胸部呼吸幅度的比率；或(c)(a)和(b)的組合。例如，在CHF和COPD中，腹肌常常表現(xiàn)出減小的功能性，其由腹部對(duì)胸部呼吸幅度的減小的比率表示。所述干涉試圖增加該比率并且由此對(duì)這些狀況的方面產(chǎn)生積極的效果。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括適于測量心血管反射的多個(gè)傳感器。所述傳感器產(chǎn)生多個(gè)傳感器信號(hào)，所述第一和第二特征都從所述傳感器信號(hào)導(dǎo)出。例如，可以通過檢測心率的呼吸調(diào)節(jié)和/或使用體積描記法測量的皮膚血量變化無創(chuàng)地監(jiān)視壓力反射靈敏度。在這些應(yīng)用中，用戶的所述自主行動(dòng)包括呼吸，所述自主行動(dòng)的可修改參數(shù)典型地包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)。利益相關(guān)變量典型地為壓力反射靈敏度的測量值，該測量值典型地被表示為所述傳感器信號(hào)中的一個(gè)的兩個(gè)方面之間的互相關(guān)，例如周期和信號(hào)幅度。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一和第二特征同時(shí)被監(jiān)視。在其它實(shí)施例中，所述第一和第二特征不同時(shí)地被監(jiān)視。例如，在操作的第一階段，所述設(shè)備可以記錄所述第二特征的值的基準(zhǔn)測量值，所述基準(zhǔn)測量值是在受到所述設(shè)備產(chǎn)生的干涉之間的用戶的生理狀態(tài)的診斷指示。在操作的第二階段，所述設(shè)備響應(yīng)所述基準(zhǔn)測量值執(zhí)行干涉。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括第一和第二傳感器。所述第一傳感器產(chǎn)生指示生物節(jié)律活動(dòng)的第一傳感器信號(hào)，所述特征從所述第一傳感器信號(hào)導(dǎo)出，所述第二傳感器產(chǎn)生第二傳感器信號(hào)，所述第二特征從所述第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出。
典型地，所述設(shè)備在數(shù)據(jù)記錄器中存儲(chǔ)隨著時(shí)間產(chǎn)生的所述傳感器信號(hào)和已分析的特征(“存儲(chǔ)數(shù)據(jù)”)，所述數(shù)據(jù)記錄器典型地包括電子存儲(chǔ)器和/或永久存儲(chǔ)介質(zhì)。諸如“智能卡”這樣的可互換數(shù)據(jù)記錄器的選擇使用允許多個(gè)用戶使用所述設(shè)備，每人保留他或她的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
對(duì)于一些應(yīng)用，所述設(shè)備被構(gòu)造成以診斷模式操作，其中所述設(shè)備不執(zhí)行干涉。在該模式中，所述設(shè)備在數(shù)據(jù)記錄器中存儲(chǔ)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以用于隨后的分析。
所述數(shù)據(jù)記錄器典型地保留來自使用所述設(shè)備的多個(gè)階段的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以包括從之前階段計(jì)算的趨勢(shì)，并且可以依照操作者指令由所述設(shè)備字母一數(shù)字地或圖形地顯示。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以允許所述評(píng)估所述設(shè)備的常規(guī)和重復(fù)使用的成功。另外，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一些方面(包括所述設(shè)備的當(dāng)前和過去使用)可以被顯示，從而對(duì)用戶提供幫助和反饋。例如，在干涉期間或當(dāng)用戶當(dāng)前未使用所述設(shè)備時(shí)，顯示數(shù)據(jù)可以促使用戶對(duì)生物節(jié)律活動(dòng)進(jìn)行期望的調(diào)整。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)健康狀態(tài)參數(shù)從在所述傳感器信號(hào)中識(shí)別的第三特征導(dǎo)出，或者從單獨(dú)的健康狀態(tài)傳感器接收。這些參數(shù)與期望保持在規(guī)定范圍內(nèi)以避免不希望效果的生理變量關(guān)聯(lián)。這樣的參數(shù)的例子包括呼吸速度，其應(yīng)當(dāng)被監(jiān)視以避免換氣過度；心率，其應(yīng)當(dāng)被監(jiān)視，從而甚至當(dāng)微小的用力也會(huì)導(dǎo)致帶有嚴(yán)重心力衰竭的患者心動(dòng)過速時(shí)，防止使用所述設(shè)備；體重；身高；年齡；ECG；和血壓。例如，在干涉時(shí)為了減小吸氣對(duì)呼氣的比率，諸如呼吸幅度的健康狀態(tài)參數(shù)被解釋為干涉益處的指示。如果所述參數(shù)超過或通過某一閥值(例如大于大約三倍的靜止呼吸幅度的呼吸幅度)，隨后造成吸氣對(duì)呼氣的比率變化的輸出信號(hào)的變化被延遲，直到所述參數(shù)再次落在所述閥值之下。
這里描述的技術(shù)可以與下面兩個(gè)專利中描述的技術(shù)結(jié)合使用申請(qǐng)于2000年7月6日、名稱為“干涉診斷設(shè)備”的美國專利申請(qǐng)09/611,304，和授予Gavish等人的PCT專利公開文本W(wǎng)O01/02049，上述專利被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明申請(qǐng)的受讓人并且結(jié)合于此以作參考，包括其中描述的遠(yuǎn)程中介技術(shù)。例如，依照操作者指令，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以被下載到本地或遠(yuǎn)程位置以用于進(jìn)一步處理，和/或用于產(chǎn)生由醫(yī)療保健供應(yīng)者使用的報(bào)告，以檢查所述設(shè)備的常規(guī)使用的順應(yīng)性，性能和/或結(jié)果。
對(duì)于一些應(yīng)用，對(duì)用戶的一些在線或離線反饋由語音或視聽信息傳遞。這樣的反饋可以包括，例如使用錯(cuò)誤和建議的正確行動(dòng)，當(dāng)需要時(shí)與干涉同步的引導(dǎo)，警告信息，和/或順應(yīng)性和/或性能數(shù)據(jù)的總結(jié)。
在本公開和權(quán)利要求中“診斷”應(yīng)當(dāng)被理解成響應(yīng)用戶的一個(gè)或多個(gè)生理變量產(chǎn)生評(píng)估。所述評(píng)估可以在執(zhí)行干涉之前、期間和/或之后產(chǎn)生。例如，用戶呼吸模式規(guī)則性的長期變化可以通過比較之前干涉評(píng)估和治療期間和/或之后的評(píng)估而確定。替代地或附加地，在干涉期間產(chǎn)生的評(píng)估可以用于監(jiān)視用戶反射系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)。進(jìn)一步替代地或附加地，可測量癥狀的減輕典型地通過比較干涉前和干涉后的評(píng)估而被測量。對(duì)于一些應(yīng)用，所述設(shè)備記錄第二特征的治療后測量值(例如，鍛煉后與鍛煉前相比呼吸規(guī)則性的變化)，以便能夠測量治療的短期益處。例如，這用于指示緩解呼吸困難(呼吸急促)的治療的成功，所述緩解呼吸困難在CHF和COPD的治療中是有益的治療行動(dòng)。
在本公開和權(quán)利要求中“用戶”應(yīng)當(dāng)被理解成生物節(jié)律活動(dòng)被監(jiān)視的人，盡管“操作者”可以是用戶或者不是用戶的其它人，例如健康護(hù)理人員，操作者通過所述設(shè)備界面配置所述設(shè)備和/或管理在遠(yuǎn)程設(shè)施或離線的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生診斷或報(bào)告，或指導(dǎo)用戶使用所述設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，因此提供了一種裝置，其包括傳感器，其適于產(chǎn)生指示該裝置的用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)具有指示用戶的自主行動(dòng)的第一特征，和指示用戶的利益相關(guān)變量的第二特征；和控制單元，其適于接收所述傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改由所述第一特征指示的所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于識(shí)別所述傳感器信號(hào)中的所述第一和第二特征。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于響應(yīng)所述第一特征和所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于識(shí)別指示用戶已將所述參數(shù)修改到期望的程度的所述第一特征的一方面，和響應(yīng)識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)的所述方面，產(chǎn)生新的輸出信號(hào)，以指導(dǎo)用戶進(jìn)一步修改所述自主行動(dòng)的所述參數(shù)。
所述第一特征可以從下列選擇，包括所述傳感器信號(hào)一方面的周期，所述傳感器信號(hào)一方面的速度，所述傳感器信號(hào)一方面的上升時(shí)間，所述傳感器信號(hào)一方面的下降時(shí)間，在傳感器一方面的一點(diǎn)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最大值，所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最小值，在所述方面的兩個(gè)或以上的生物節(jié)律周期上平均的所述傳感器信號(hào)一方面的最大幅度，在所述方面的兩個(gè)或以上的生物節(jié)律周期上平均的所述傳感器信號(hào)一方面的最小幅度，所述傳感器適于產(chǎn)生具有所述第一特征的所述傳感器信號(hào)。替代地或附加地，所述第一特征包括所述傳感器一方面的兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)差，所述點(diǎn)表征所述生物節(jié)律活動(dòng)的單個(gè)周期。進(jìn)一步替代地或附加地，所述第一特征包括所述傳感器信號(hào)一方面的兩個(gè)點(diǎn)之間的信號(hào)值差異，所述點(diǎn)表征所述生物節(jié)律活動(dòng)的單個(gè)周期。
所述第二特征可以包括所述生物節(jié)律活動(dòng)的一方面的可變性，所述方面從下列選擇，包括所述生物節(jié)律活動(dòng)的包絡(luò)，所述生物節(jié)律活動(dòng)的幅度，所述生物節(jié)律活動(dòng)的周期，所述包絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)，所述幅度的SD，所述周期的SD，在該情況下所述控制單元適于響應(yīng)所述方面的可變性產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置包括健康狀態(tài)傳感器，其適于產(chǎn)生指示用戶的健康狀態(tài)參數(shù)的健康狀態(tài)信號(hào)，所述健康狀態(tài)參數(shù)指示用戶的健康狀態(tài)，所述控制單元適于接收所述健康狀態(tài)信號(hào)，并且確定所述健康狀態(tài)參數(shù)是否超過閥值。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元包括存儲(chǔ)器，并且所述控制單元適于在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)在第一時(shí)間周期產(chǎn)生的所述第二特征的值，在所述第一時(shí)間周期所述控制單元停止產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，和在所述第一時(shí)間周期結(jié)束之后的第二時(shí)間周期，響應(yīng)所述第二特征的存儲(chǔ)值產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于以游戲的形式產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，并且改變所述游戲的參數(shù)，從而導(dǎo)致用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
對(duì)于一些應(yīng)用，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括用戶的肌肉活動(dòng)，所述傳感器適于產(chǎn)生指示所述肌肉活動(dòng)的所述傳感器信號(hào)。替代地或附加地，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括心臟活動(dòng)，所述傳感器適于產(chǎn)生指示所述心臟活動(dòng)的所述傳感器信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器適于連接到帶，所述帶適于圍繞用戶的軀體放置。
所述傳感器可以從下列選擇，包括快速響應(yīng)溫度傳感器，心電(ECG)監(jiān)視器，至少一個(gè)肌電描記(EMG)電極，腦電(EEG)監(jiān)視器，血?dú)鉂舛葌鞲衅鳎怆妭鞲衅?，光體積描記傳感器，脈氧計(jì)，和激光多普勒傳感器。
所述傳感器也可以適于檢測從用戶的組織排出的氣體的濃度，或者用戶的微血管特性。在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器包括電阻抗傳感器，其適于檢測用戶的至少一個(gè)器官的電阻抗。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。對(duì)于一些應(yīng)用，所述利益相關(guān)變量是用戶的呼吸幅度，并且所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述呼吸幅度的提高。替代地，所述利益相關(guān)變量是用戶的壓力反射靈敏度的測量值，并且所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述壓力反射靈敏度的測量值的提高。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述利益相關(guān)變量從下列選擇，包括用戶的呼吸頻率，用戶的血壓，用戶的血氧飽和度，用戶的潮氣末CO2水平，用戶的組織氧合水平，用戶的脈搏波速度，用戶的皮膚血量的變化，用戶的峰值氣流的測量值，用戶的皮膚脈搏量的幅度，用戶的動(dòng)脈順應(yīng)性，和用戶的心電圖參數(shù)，并且所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療用戶的心血管疾病。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療用戶的肺病。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療選自下列的用戶狀況，包括神經(jīng)疾病，高血壓，和機(jī)能亢進(jìn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出信號(hào)包括可理解的刺激，所述控制單元適于產(chǎn)生所述可理解的刺激，從而指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。所述可理解的刺激可以包括選自下列的至少一個(gè)，包括圖像，字母一數(shù)字文本，聲音，聲模式，和動(dòng)態(tài)圖形模式，并且所述控制單元適于產(chǎn)生所述刺激，從而指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置包括揚(yáng)聲器，所述可理解刺激包括音樂，所述控制單元適于驅(qū)動(dòng)所述揚(yáng)聲器以產(chǎn)生所述音樂，從而指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器適于產(chǎn)生具有第三特征的傳感器信號(hào)，所述第三特征指示用戶的健康狀態(tài)參數(shù)，所述健康狀態(tài)參數(shù)指示用戶的健康狀態(tài)，并且所述控制單元適于確定所述健康狀態(tài)參數(shù)是否超過閥值。對(duì)于一些應(yīng)用，所述控制單元適于響應(yīng)確定所述第三特征超過所述閥值而停止產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。替代地或附加地，所述控制單元適于響應(yīng)確定所述第三特征超過所述閥值而產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括呼吸，所述傳感器適于產(chǎn)生指示呼吸的傳感器信號(hào)。所述傳感器可以選自下列，包括流量計(jì)，其適于通過檢測用戶的呼吸氣流來檢測呼吸；麥克風(fēng)，其適于通過檢測用戶的呼吸音來檢測呼吸；和加熱絲，其適于通過檢測用戶的呼吸氣流來檢測呼吸。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述自主行動(dòng)包括呼吸，所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述呼吸的參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一特征包括選自吸氣時(shí)間和呼氣時(shí)間的至少一個(gè)呼吸參數(shù)，并且所述傳感器適于產(chǎn)生具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。替代地或附加地，所述第一特征包括用戶的皮膚脈搏量的平均頻率，并且所述傳感器適于產(chǎn)生具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。進(jìn)一步替代地或附加地，所述第一特征包括用戶的潮氣末CO2水平，并且所述傳感器適于產(chǎn)生具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，呼吸的所述參數(shù)包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)，所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述定時(shí)參數(shù)。所述定時(shí)參數(shù)可以包括用戶的吸氣和呼吸的模式，在該情況下所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述模式。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述模式，從而減小吸氣時(shí)間對(duì)呼氣時(shí)間的比率。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器適于檢測用戶器官的特性的變化，所述特性選自下列，包括所述器官的周長，所述器官的體積，和所述器官的壓力。所述傳感器可以選自下列，包括手指體積描記器，壓力袖帶，和應(yīng)變儀。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一特征包括指示用戶的所述自主行動(dòng)的多個(gè)第一特征，并且所述控制單元適于響應(yīng)所述多個(gè)第一特征中的至少一個(gè)關(guān)系而產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于使用選自頻域中的互相關(guān)分析和時(shí)域中的互相關(guān)分析的分析方法確定所述關(guān)系。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一特征包括由所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)限定的兩個(gè)或多個(gè)光譜分量之間的關(guān)系。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一特征包括由所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)限定的至少一個(gè)光譜分量。所述光譜分量可以由所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)的第一子集限定，所述點(diǎn)的第一子集位于不同于所述點(diǎn)的第一子集的所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)的第二子集中，所述點(diǎn)的第一子集具有共同的特性。所述共同特性可以選自下列，包括所述傳感器信號(hào)的局部最大值和局部最小值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，也提供了一種裝置，其包括第一傳感器，其適于測量自主生理變量和與之響應(yīng)產(chǎn)生利益相關(guān)傳感器信號(hào)，所述自主生理變量指示該裝置的用戶的自主行動(dòng)；第二傳感器，其適于測量利益相關(guān)生理變量和與之響應(yīng)產(chǎn)生利益相關(guān)傳感器信號(hào)，所述利益相關(guān)生理變量指示用戶的呼吸的幅度；和控制單元，其適于接收所述自主和利益相關(guān)傳感器信號(hào)，并且與之響應(yīng)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述自主行動(dòng)包括用戶的呼吸，并且所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)生理變量的提高。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步提供了一種裝置，其包括第一傳感器，其適于產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)；第二傳感器，其適于產(chǎn)生第二傳感器信號(hào)；和控制單元，其適于接收所述第一和第二傳感器信號(hào)，識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)和所述第二傳感器信號(hào)的至少一個(gè)中的第一特征，所述第一特征指示該裝置的用戶的自主行動(dòng)；從所述組合的第一和第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出第二特征，和響應(yīng)所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述第二特征指示的用戶的生理變量的提高。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于響應(yīng)所述第一特征和所述第二特征產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種裝置，其包括第一傳感器，其適于測量該裝置的用戶的腹部呼吸，并且產(chǎn)生腹部呼吸傳感器信號(hào)；第二傳感器，其適于測量用戶的胸部呼吸，并且產(chǎn)生胸部呼吸傳感器信號(hào)；和控制單元，其適于接收所述腹部呼吸和所述胸部呼吸傳感器信號(hào)，并且與之響應(yīng)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改用戶的呼吸的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，呼吸的所述參數(shù)包括呼吸的定時(shí)參數(shù)，并且所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，從而指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述定時(shí)參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述腹部和胸部呼吸傳感器信號(hào)指示的用戶的生理變量的提高。所述生理變量可以包括所述腹部呼吸和所述胸部呼吸之間的相差，在該情況下所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述相差的變化。所述生理變量可以包括腹部呼吸幅度對(duì)胸部呼吸幅度的比率，在該情況下所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述比率的增加。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于設(shè)置所述輸出信號(hào)以治療選自下列的用戶的狀況，包括充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺病。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，另外地提供了一種裝置，其包括傳感器，其適于產(chǎn)生傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)指示呼吸自律控制受損的對(duì)象的呼吸；和控制單元，其適于接收所述傳感器信號(hào)，和與之響應(yīng)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)導(dǎo)致對(duì)象不自主地修改呼吸的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于產(chǎn)生稍稍與呼吸異相的所述輸出信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器適于當(dāng)對(duì)象睡眠時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以治療對(duì)象的睡眠性呼吸暫停。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器適于當(dāng)對(duì)象無意識(shí)時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器適于當(dāng)對(duì)象昏迷或被麻醉時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種診斷裝置，其包括傳感器，其適于測量指示該裝置的用戶的自主生物節(jié)律行動(dòng)的自主生理變量，并且與之響應(yīng)產(chǎn)生傳感器信號(hào)；和控制單元，其適于接收所述傳感器信號(hào)以確定所述自主行動(dòng)隨時(shí)間的變化水平，并且與之響應(yīng)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于確定所述變化水平以便于診斷。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器包括呼吸傳感器。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于確定所述信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間的變化水平。替代地或附加地，所述控制單元適于確定所述信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化水平。進(jìn)一步替代地或附加地，所述控制單元適于確定所述信號(hào)的周期和所述信號(hào)的速度的至少一個(gè)隨時(shí)間的變化水平。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種診斷裝置，其包括體積描記傳感器，其適于產(chǎn)生傳感器信號(hào)；和控制單元，其適于接收所述傳感器信號(hào)以確定所述信號(hào)隨時(shí)間的變化水平，和與之響應(yīng)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元適于確定所述變化水平從而便于診斷。替代地或附加地，所述控制單元適于確定所述信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間的變化水平。進(jìn)一步替代地或附加地，所述控制單元適于確定所述信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化水平。更進(jìn)一步替代地或附加地，所述控制單元適于確定所述信號(hào)的周期和所述信號(hào)的速度的至少一個(gè)隨時(shí)間的變化水平。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步提供了一種促進(jìn)提高用戶健康的方法，其包括接收指示用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)具有指示用戶的自主行動(dòng)的第一特征，和指示用戶的利益相關(guān)變量的第二特征；和響應(yīng)所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改由所述第一特征指示的所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，接收所述傳感器信號(hào)包括通過用戶軀體部分周長的變化監(jiān)視用戶的呼吸運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種促進(jìn)提高用戶健康的方法，其包括接收指示自主生理變量的自主傳感器信號(hào)，所述自主生理變量指示用戶的自主行動(dòng)；接收指示利益相關(guān)生理變量的利益相關(guān)傳感器信號(hào)，所述利益相關(guān)生理變量指示用戶的呼吸幅度；和響應(yīng)所述自主傳感器信號(hào)和所述利益相關(guān)傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，另外地提供了一種促進(jìn)提高用戶健康的方法，其包括接收第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)；識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)和所述第二傳感器信號(hào)的至少一個(gè)中的第一特征，所述第一特征指示用戶的自主行動(dòng)；從組合的所述第一和第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出第二特征；和響應(yīng)所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種促進(jìn)提高用戶健康的方法，其包括接收指示用戶的腹部呼吸的腹部呼吸傳感器信號(hào)；接收指示用戶的胸部呼吸的胸部呼吸傳感器信號(hào)；響應(yīng)所述腹部和胸部呼吸傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改用戶的呼吸參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，也提供了一種方法，其包括接收指示呼吸自律控制受損的對(duì)象的呼吸的傳感器信號(hào)；和響應(yīng)所述傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)導(dǎo)致對(duì)象不自主地修改呼吸的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步提供了一種促進(jìn)提高用戶健康的方法，其包括測量指示用戶的自主生物節(jié)律行動(dòng)的自主生理變量，并且與之響應(yīng)產(chǎn)生傳感器信號(hào)；接收所述傳感器信號(hào)；確定所述自主行動(dòng)隨時(shí)間的變化水平；和響應(yīng)所述變化水平產(chǎn)生輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還進(jìn)一步提供了一種促進(jìn)用戶診斷的方法，其包括使用體積描記法產(chǎn)生傳感器信號(hào)；
接收所述傳感器信號(hào)；確定所述信號(hào)隨時(shí)間的變化水平；和響應(yīng)所述變化水平產(chǎn)生輸出信號(hào)。
從本發(fā)明實(shí)施例的下面詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將更全面地理解本發(fā)明，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的有益調(diào)整的系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示圖1的系統(tǒng)的控制單元的部件的示意性方塊圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的典型的被監(jiān)視的生物節(jié)律活動(dòng)信號(hào)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的若干被監(jiān)視的生物節(jié)律活動(dòng)信號(hào)的示意圖；和圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示執(zhí)行圖1的設(shè)備的監(jiān)視的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于用戶22的生物節(jié)律活動(dòng)的有益調(diào)整的系統(tǒng)20的示意圖。系統(tǒng)20包括控制單元30，該控制單元接收來自連接到用戶的至少一個(gè)生理傳感器32的生物節(jié)律活動(dòng)信號(hào)。所述控制單元也可以接收來自一個(gè)或多個(gè)健康狀態(tài)傳感器34和/或來自傳感器32的健康狀態(tài)信號(hào)?？刂茊卧?0，所述傳感器，所述傳感器信號(hào)和所述健康狀態(tài)信號(hào)在下文更詳細(xì)地進(jìn)行描述?？刂茊卧?0與傳感器32和34之間的連接可以是有線或無線的。
控制單元30分析接收的傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)該分析，典型地通過使用刺激單元36產(chǎn)生用戶輸出信號(hào)在用戶22上執(zhí)行干涉，對(duì)于所述輸出信號(hào)是音頻的應(yīng)用，所述刺激單元36例如包括耳機(jī)或揚(yáng)聲器。所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致用戶的生理變量的提高。在典型的使用階段，所述設(shè)備連續(xù)地檢測生物節(jié)律活動(dòng)并且響應(yīng)所述活動(dòng)的分析修改所述干涉。用戶典型地在延續(xù)一段時(shí)間的多個(gè)階段期間使用所述設(shè)備，通常為數(shù)天，數(shù)月或數(shù)年。每個(gè)階段典型地具有大約10-20分鐘的時(shí)間長度，最典型地大約為15分鐘。
對(duì)于一些應(yīng)用，傳感器32包括力傳感器，所述力傳感器用于典型地通過基于附著到彈性帶的應(yīng)變儀測量的胸或腹周長的變化監(jiān)視呼吸運(yùn)動(dòng)，包括用戶呼吸的吸氣和呼氣相的定時(shí)和深度，例如上面參考的美國專利5,423,328和美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT申請(qǐng)公開文本中所描述的。典型地，傳感器32由用戶22自安裝。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示控制單元30的部件的方塊圖。控制單元30由分立的部件或分立的與定制的或半定制的部件的組合實(shí)現(xiàn)。替代地，所述控制單元30包括連接到顯示器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的或定制的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算計(jì)用軟件編程以實(shí)現(xiàn)其中描述的功能。例如，該軟件可以用電子形式在網(wǎng)絡(luò)上下載到控制單元，或者它可以替代地提供于有形的媒介上，例如磁或光媒介或其它永久存儲(chǔ)器。
控制單元30包括中心處理單元(CPU)39，其連接到和控制該控制單元的獨(dú)立部件的操作。為了清楚，CPU 39和其它部件之間的連線未示出。如下所述，CPU 39可以依照操作者指令按一種或多種不同的模式操作。
監(jiān)視器40接收來自傳感器32的生物節(jié)律活動(dòng)信號(hào)(BAS)，并且典型地識(shí)別其中的第一特征和第二特征。所述第一特征指示用戶的自主行動(dòng)(例如，吸氣和呼氣的定時(shí))，并且典型地是用戶生物節(jié)律活動(dòng)的一個(gè)方面。所述第二特征指示期望被提高的且多數(shù)人通常不能施加自主控制的用戶的生理變量(“利益相關(guān)變量”)，例如吸氣的深度或規(guī)則性。監(jiān)視器40典型地也識(shí)別BAS的第三特征，其指示用戶的大體生理狀態(tài)(“健康狀態(tài)變量”)。替代地或附加地，監(jiān)視器40從任意的健康狀態(tài)傳感器34，或者從連接到或集成到系統(tǒng)20的任意鍵盤，或通過將該系統(tǒng)連接到計(jì)算機(jī)，接收一個(gè)或多個(gè)健康狀態(tài)變量。監(jiān)視器40分析這些特征，并且響應(yīng)該分析輸出隨后的定量參數(shù)，該定量參數(shù)表示被檢測的用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)模式組成·一個(gè)或多個(gè)生物節(jié)律活動(dòng)參數(shù)(BAP)，其從BAS的第一特征導(dǎo)出，并且用于大體上限定用于干涉的刺激模式(例如，當(dāng)傳感器32監(jiān)視呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，(a)吸氣時(shí)間和呼氣時(shí)間，和/或(b)幅度)。這里所述的技術(shù)可以使用上面參考的美國專利5,076,281和5,800,337中描述的BAP的細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。
·一個(gè)或多個(gè)利益相關(guān)參數(shù)(BRP)，其從所述第二特征導(dǎo)出，并且與用戶的一個(gè)或多個(gè)利益相關(guān)變量關(guān)聯(lián)，例如呼吸模式規(guī)則性。典型地，利益相關(guān)變量包括由正在受系統(tǒng)20治療的用戶22的病狀或其它現(xiàn)象改變的用戶的參數(shù)。例如，利益相關(guān)變量可以包括連續(xù)測量或間斷測量的血壓，血氧合(例如，SpO2)，脈搏波速度，皮膚血量的變化，呼吸參數(shù)(例如，峰值氣流)，或者用戶22的心電圖(ECG)測量值。對(duì)于一些應(yīng)用，BRP從檢測的兩個(gè)或多個(gè)第一特征之間的關(guān)系導(dǎo)出；和·一個(gè)或多個(gè)健康狀態(tài)參數(shù)(HSP)，其從第三特征和/或從由健康狀態(tài)傳感器34，鍵盤，或外部計(jì)算機(jī)接收的信號(hào)導(dǎo)出，并且與期望保持在指定范圍內(nèi)以避免不期望效果的生理變量相關(guān)。HSP的例子包括呼吸速度，其可以被監(jiān)視以避免甚至當(dāng)微小的用力也會(huì)導(dǎo)致帶有嚴(yán)重心力衰竭的患者心動(dòng)過速時(shí)，防止使用所述設(shè)備；ECG；血壓；和/或諸如體重、身高和年齡這樣的非生物節(jié)律指示。當(dāng)合適時(shí)，控制單元30評(píng)估HSP以確定它們是否處于安全范圍內(nèi)。例如，對(duì)于具有特定性別、年齡和體重的用戶，某個(gè)測量的心率可能被確定成太高或太低，因此迫使干涉提前結(jié)束并產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。
這些參數(shù)典型地被連續(xù)地或間斷地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器/存儲(chǔ)器41中，所述數(shù)據(jù)記錄器/存儲(chǔ)器41典型地包括工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化易失和永久存儲(chǔ)器部件。附加地，在系統(tǒng)20的一些構(gòu)造中，或者在操作者選擇的模式中，從傳感器32接收的BAS被連續(xù)或間斷地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器41中。當(dāng)醫(yī)生例如為了診斷目的想要接近生物節(jié)律活動(dòng)的具體結(jié)構(gòu)時(shí)，BAS的存儲(chǔ)尤其有用。例如，異常呼吸模式常常是復(fù)雜的，與其分析的結(jié)構(gòu)相比，并且醫(yī)生更熟悉和樂于使用原始信號(hào)。對(duì)于一些應(yīng)用，數(shù)據(jù)記錄器41另外地存儲(chǔ)該系統(tǒng)的用戶的數(shù)據(jù)和從內(nèi)部時(shí)鐘(未示出)接收的時(shí)間。例如由智能卡或用戶ID和密碼簡化的可互換數(shù)據(jù)記錄器的任意使用使多個(gè)用戶能夠使用該設(shè)備，每人保留他或她自己的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
對(duì)于一些應(yīng)用，控制單元30被設(shè)置成意診斷模式操作，其中所述系統(tǒng)不執(zhí)行干涉。在該模式中，所述控制單元在數(shù)據(jù)記錄器41中存儲(chǔ)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以用于隨后的分析。
數(shù)據(jù)記錄器41典型地保留來自系統(tǒng)的用戶的多個(gè)階段的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以包括從之前階段計(jì)算的趨勢(shì)，并且可以依照操作者指令由所述設(shè)備字母一數(shù)字地或圖形地顯示。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以允許評(píng)估系統(tǒng)的常規(guī)或重復(fù)使用的成功。另外，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一些方面(包括設(shè)備的當(dāng)前和過去使用)可以被顯示，從而對(duì)用戶提供幫助和反饋。例如，在干涉期間或當(dāng)用戶當(dāng)前未使用所述系統(tǒng)時(shí)，顯示數(shù)據(jù)可以促使用戶對(duì)生物節(jié)律活動(dòng)進(jìn)行期望的修改。
比較器42接收BAP，BRP和HSP的值，并且將這些值與之前已存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器41中的值比較，以便評(píng)估這些參數(shù)隨時(shí)間的變化。這樣的比較有益于評(píng)估系統(tǒng)20的常規(guī)使用的持續(xù)益處。這樣的比較也有益于識(shí)別從用于該生理變量的基準(zhǔn)值測量的生理變量值的偏差。該基準(zhǔn)值包括但不限于(a)標(biāo)準(zhǔn)化值，其基于預(yù)定的或操作者預(yù)選擇的值；(b)用戶特征的最概然值，其由比較器42對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器41中的數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)方法而確定；和(c)表征系統(tǒng)的推薦使用的值，其由制造商預(yù)設(shè)或由操作者預(yù)選擇。
比較器42典型地進(jìn)一步從預(yù)定時(shí)間周期存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器41中的BAS，BAP，BRP和HSP的值導(dǎo)出一組參數(shù)，在這里被稱為互相關(guān)參數(shù)(CCP)。CCP典型地由時(shí)間相關(guān)或由光譜互相關(guān)分析導(dǎo)出，其在本領(lǐng)域中是已知的數(shù)學(xué)方法。典型的CCP數(shù)據(jù)將心血管反射表征為心率的呼吸調(diào)節(jié)程度。典型地，CCP數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器/存儲(chǔ)器41中，并且由比較器42傳遞給驅(qū)動(dòng)器44，其在下面進(jìn)行描述。
對(duì)于一些應(yīng)用，比較器42使用上面參考的美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本中所述的技術(shù)工作，包括但不限于參考圖4所示和所述的方法。
典型地根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)期望通知用戶其輸入中的非預(yù)期數(shù)值出現(xiàn)時(shí)，比較器42使用視聽信息系統(tǒng)45為用戶提供反饋。所述信息系統(tǒng)包括警報(bào)發(fā)生器46，和語音信息器48和/或顯示器50，其可以由警報(bào)發(fā)生器啟動(dòng)。由所述信息系統(tǒng)產(chǎn)生的典型信息包括·錯(cuò)誤信息，其指示系統(tǒng)的錯(cuò)誤使用，例如傳感器32或34的不適當(dāng)安裝(其會(huì)導(dǎo)致無意義或無BAS信號(hào))，或者不符合系統(tǒng)使用原則(其會(huì)減小系統(tǒng)的效率)。所述信息典型地包括建議的校正作用；·鍛練指導(dǎo)信息，其典型地是言語的和/或視聽的指令，在接收用戶刺激之后這些指令可以幫助指導(dǎo)無經(jīng)驗(yàn)的用戶修改他或她的生物節(jié)律活動(dòng)；·警報(bào)信息，如果出現(xiàn)生理參數(shù)的非期望數(shù)值所述警報(bào)信息指導(dǎo)用戶采取何種措施，例如如果心率變得太快時(shí)停止鍛煉；和·總結(jié)信息，其為用戶提供他或她與干涉的順應(yīng)性總結(jié)和/或性能數(shù)據(jù)。
替代地或附加地，CPU 39根據(jù)比較器42指示的非期望數(shù)值的類型修改系統(tǒng)的設(shè)定。例如，CPU 39可以改變用戶刺激從(a)想要通過行為的變化(例如吸氣呼氣比率的減小)來指導(dǎo)用戶的指導(dǎo)類型的刺激，到(b)想要保持IE的比率同時(shí)心率或血壓獲得或返回期望值的中立類型的刺激，或到(c)無效類型的刺激，例如海浪聲，其沒有任何指導(dǎo)或保持成分，而是設(shè)計(jì)成用于保持患者注意力。
用戶和/或操作者典型地能夠設(shè)置關(guān)于信息系統(tǒng)45的操作的偏好。語音信息器48可以設(shè)置成按以下方式啟動(dòng)·總是啟動(dòng)，即，提供有助于用戶同步生物節(jié)律活動(dòng)和用戶刺激的用戶語音；
·僅僅當(dāng)用戶不同步他或她的生物節(jié)律活動(dòng)和用戶刺激的時(shí)候啟動(dòng)；或·僅僅當(dāng)語音信息為正確操作所必需時(shí)啟動(dòng)，例如，當(dāng)一段預(yù)定期間沒有生物節(jié)律活動(dòng)信號(hào)被檢測到時(shí)，或者當(dāng)電池被放電時(shí)，其導(dǎo)致CPU關(guān)閉控制單元。
對(duì)于一些包括該設(shè)備的常規(guī)使用的治療應(yīng)用，提供這樣的優(yōu)先選擇是有利的，因?yàn)椴皇炀毜挠脩艨赡芷珢鄣谝贿x擇，而更熟練的用戶可能偏愛第三選擇。典型地，語音和視覺信息的使用被最小化，從而避免分散用戶的注意力。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)記錄器41或CPU 39啟動(dòng)顯示器50或語音信息器48以向用戶提供詢問表，用戶典型地通過按按鈕來回答所述詢問表。所述回答被存儲(chǔ)并且可能是有用的，例如用于評(píng)估臨床結(jié)果，例如生活質(zhì)量。
生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52為用戶22提供刺激，其被設(shè)置成至少改變用戶生物節(jié)律活動(dòng)的至少一個(gè)方面。使用刺激單元36將用戶刺激傳遞到用戶22。生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52通過應(yīng)用來自驅(qū)動(dòng)器44的一套規(guī)則來轉(zhuǎn)換BAP值而獲得用于產(chǎn)生用戶刺激的參數(shù)。例如，用戶刺激可以是聲模式，其隨時(shí)間而變化以教導(dǎo)用戶22改變與吸氣和/或呼氣相關(guān)的時(shí)間周期。
在一個(gè)實(shí)施例中，生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52包括聲合成器54。(在其它實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器52包括，例如機(jī)械刺激器，電刺激器，壓力施用器，或視覺刺激器。)所述合成器產(chǎn)生音頻輸出，典型地其中諸如笛子的第一器具的聲音對(duì)應(yīng)吸氣，諸如吉他的第二器具的聲音對(duì)應(yīng)呼氣。合成器54的操作典型地由定義音符的編碼的存儲(chǔ)序列和帶有開/關(guān)命令的器具控制，以便產(chǎn)生用戶可選擇的旋律。例如，第一器具的聲音的持續(xù)時(shí)間可以比最后一分鐘期間用戶的平均吸氣時(shí)間多2％，第二器具的聲音的持續(xù)時(shí)間可以比最后5分鐘期間用戶的平均呼氣時(shí)間多10％，其中變換參數(shù)(例如，2％，1分鐘，10％，5分鐘)從驅(qū)動(dòng)器44被接收。生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52和驅(qū)動(dòng)器44可以執(zhí)行上面參考的美國專利5,076,281和5,800,337和美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本中描述的技術(shù)。
對(duì)于一些應(yīng)用，控制單元30連接到遠(yuǎn)程設(shè)施38，例如醫(yī)院和醫(yī)療診所，以用于數(shù)據(jù)的上載或下載，從而用于實(shí)時(shí)或間歇地遠(yuǎn)程顯示和/或分析。典型地，遠(yuǎn)程設(shè)施38通過諸如因特網(wǎng)這樣的分布式網(wǎng)絡(luò)與控制單元30和/或用戶22通信。替代地或附加地，遠(yuǎn)程設(shè)施通過本領(lǐng)域中已知的其它方式與控制單元和/或用戶通信，例如通過電話調(diào)制解調(diào)器或通過使用電話的語音。載上面參考的美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本中描述的遠(yuǎn)程中介技術(shù)可以用于這樣的遠(yuǎn)程通信和分析。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)記錄器41的所有或部分內(nèi)容通過從遠(yuǎn)程設(shè)施38接收的命令下載、修改和/或刪除，或通過任選地使用操作者已知的但用戶未知的操作命令(例如，按組合按鈕)本地下載、修改和/或刪除。對(duì)于一些應(yīng)用，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一些方面可離線顯示以便向用戶提供關(guān)于設(shè)備的以前使用的信息。替代地或附加地，這樣的離線顯示能使諸如健康護(hù)理提供者這樣的操作者遠(yuǎn)程地為用戶提供技術(shù)支持(典型地在電話會(huì)談期間)。例如，操作者可以要求用戶從顯示器讀出相關(guān)存儲(chǔ)器位置的內(nèi)容，這些內(nèi)容提供了有助于解決操作問題的數(shù)據(jù)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的典型的被監(jiān)視的BAS 60的示意圖，其包括表征信號(hào)結(jié)構(gòu)的示例性特殊點(diǎn)62。所述特殊點(diǎn)可以用于由監(jiān)視器40確定參數(shù)BAP，BRP和HSP。典型地通過執(zhí)行各個(gè)信號(hào)的特殊時(shí)間點(diǎn)分析來進(jìn)行該確定。例如，這樣的分析可以包括(a)在一個(gè)或多個(gè)特殊點(diǎn)求信號(hào)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)，(b)確定時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最大值或最小值，和/或(c)確定表征生物節(jié)律周期的兩個(gè)特殊點(diǎn)之間的時(shí)間或信號(hào)值的差異。所述分析也可以包括兩個(gè)或多個(gè)生物節(jié)律周期期間發(fā)生的平均活動(dòng)。所述特殊點(diǎn)例如可以是極大值，極小值，和轉(zhuǎn)向點(diǎn)(例如，如上面參考的美國專利5,800,337中所描述的)。這些和其它特殊點(diǎn)的檢測可以使用上面參考的美國專利5,800,337中描述的技術(shù)執(zhí)行。
圖3中所示的例子僅僅用于示例性目的。該例子假設(shè)用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的第n個(gè)周期可以由一個(gè)在[tmin(n)，Emin(n)]的最小點(diǎn)，和一個(gè)在[tmax(n)，Emax(n)]的最大點(diǎn)表征，其中tmin(n)和tmax(n)代表時(shí)間值，Emin(n)和Emax(n)代表信號(hào)值。因此，Emax(n)代表在第n個(gè)周期的生物節(jié)律活動(dòng)的上包絡(luò)，Emax(n)代表在第n個(gè)周期的生物節(jié)律活動(dòng)的下包絡(luò)。典型地使用諸如三次樣條近似這樣的標(biāo)準(zhǔn)方法，這兩個(gè)包絡(luò)可選地隨時(shí)間轉(zhuǎn)變?yōu)槠交€。生物節(jié)律活動(dòng)的幅度由等式A(n)＝Emax(n)-Emin(n)定義(如果平滑被執(zhí)行，在平滑之后)。生物節(jié)律活動(dòng)的周期T(n)由等式T(n)＝tmin(n+1)-tmin(n)定義。生物節(jié)律活動(dòng)的上升時(shí)間Trise(n)和下降時(shí)間Tfall(n)分別由Trise(n)＝tmax(n)-tmin(n)和Tfall(n)＝tmin(n+1)-tmax(n)定義。
這些和其它特殊點(diǎn)的確定可以容易地從[t(n，j)，E(n，j)]給出的多期生物節(jié)律活動(dòng)的周期歸納，所述[t(n，j)，E(n，j)]在第n個(gè)周期中標(biāo)記第j個(gè)特殊點(diǎn)。在該情況下E(n，k)跨越該包絡(luò)，幅度A(n，j，k)＝E(n，k)-E(n，j)，并且對(duì)應(yīng)的時(shí)間段T(n，j，k)＝t(n，k)-t(n，j)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的幾個(gè)被監(jiān)視的BAS 70的示意圖。在該實(shí)施例中，系統(tǒng)20包括適于測量心血管反射的多個(gè)生理傳感器32。所述傳感器產(chǎn)生多個(gè)傳感器BAS 70。所述傳感器中的一個(gè)典型地包括呼吸傳感器72，其提供連續(xù)的呼吸信號(hào)74。所述傳感器中的另一個(gè)包括光電傳感器76，其執(zhí)行光學(xué)體積描記法以便監(jiān)視(典型地以AC模式)脈動(dòng)皮膚血量變化，并且當(dāng)使用周期和幅度(值由圈82表示)的搏動(dòng)間分析之后分別提供心率信號(hào)78和皮膚脈搏量信號(hào)80。該實(shí)施例典型地用于設(shè)計(jì)成減慢呼吸、增加壓力反射靈敏度的的干涉。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示操作監(jiān)視器40的方法的流程圖。在特殊點(diǎn)檢測步驟100，典型地如上面參考圖3所述，使用BAS檢測特殊點(diǎn)。在各個(gè)計(jì)算步驟102，104和106，通過計(jì)算包絡(luò)，幅度和時(shí)間段執(zhí)行搏動(dòng)間分析。在緩沖存儲(chǔ)步驟108，搏動(dòng)間分析的結(jié)果被存儲(chǔ)以用于在緩存中進(jìn)一步分析，所述緩存可以是數(shù)據(jù)記錄器41的一個(gè)組成部分。在模式特征化步驟110，生物節(jié)律活動(dòng)模式特征化被執(zhí)行以產(chǎn)生參數(shù)BAP，BRP和HSP。產(chǎn)生模式特征化的過程典型地對(duì)生物節(jié)律信號(hào)的特性和疾病病狀或用戶狀況對(duì)其改變具有特定性。(例如，在高海拔呼吸變得異常并且類似于CHF患者。)BAP的計(jì)算可以使用上面參考的美國專利5,076,281和5,800,337執(zhí)行。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用戶的自主行動(dòng)包括呼吸，所述自主行動(dòng)的可修改參數(shù)包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)。用戶刺激典型地包括可理解的刺激，例如聲模式和/或動(dòng)態(tài)圖形模式，其由響應(yīng)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的分析的設(shè)備產(chǎn)生。所述刺激典型地試圖調(diào)節(jié)用戶的呼吸，例如通過訓(xùn)練用戶開始新的呼吸模式。例如所述輸出信號(hào)可以指導(dǎo)用戶改變吸氣和呼氣的定時(shí)從而導(dǎo)致吸氣對(duì)呼氣比率(I∶E比率)的減小。對(duì)于一些干涉，期望減小該比率，例如從典型的1∶1或1∶2的干涉前水平典型地朝著1∶4減小。對(duì)于一些應(yīng)用，利益相關(guān)的變量是呼吸的幅度，造成I∶E比率的變化，從而導(dǎo)致幅度的逐漸變化(例如，在一個(gè)階段或在多個(gè)階段期間)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，BRP與傳感器信號(hào)的一些方面的可變性或規(guī)則性相關(guān)，例如包絡(luò)，幅度或指定點(diǎn)之間的時(shí)間(即，傳感器信號(hào)的周期)。例如，這樣的可變性可以表示成為一個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)，其為最近一個(gè)時(shí)間周期(典型地大約為1分鐘)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)而被計(jì)算。當(dāng)傳感器信號(hào)測量絕對(duì)確定的生物節(jié)律變量例如心動(dòng)周期或心率時(shí)，使用未修改的SD。當(dāng)正在測量的變量具有絕對(duì)意義但是未校準(zhǔn)時(shí)，例如皮膚脈搏量，相對(duì)可變性可以由SD的值除以用于計(jì)算SD的所述方面在所述周期的平均值定義，例如幅度的SD除以平均幅度。當(dāng)正在測量的變量未校準(zhǔn)和對(duì)照任意參考值(例如一些傳感器中的呼吸包絡(luò))測量時(shí)，可變性可以由所述方面的SD除以另一個(gè)相關(guān)方面的平均值計(jì)算，例如包絡(luò)的SD除以相關(guān)幅度的平均值。在一個(gè)實(shí)施例中，生物節(jié)律活動(dòng)的可變性由下面的等式表示可變性＝1-[SD(上包絡(luò))+SD(幅度)]/平均值(幅度)
當(dāng)生物節(jié)律活動(dòng)周期具有幾乎相同的結(jié)構(gòu)時(shí)其接近一致。發(fā)明人相信諸如利益相關(guān)參數(shù)這樣的用于可變性或規(guī)則性的測量值提供關(guān)于用戶狀況和/或干涉效果的有價(jià)值反饋。
心率(周期)的呼吸調(diào)節(jié)和皮膚脈搏量被認(rèn)為反映了神經(jīng)系統(tǒng)的功能性。更具體而言，這些生理變量在交感神經(jīng)活動(dòng)和副交感神經(jīng)活動(dòng)之間表現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，所述副交感神經(jīng)活動(dòng)在一些心血管疾病中受損，例如高血壓和CHF。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，BRP基于該生理理解而被計(jì)算。為了定量地分離有助于心率(或周期)的呼吸調(diào)節(jié)和皮膚脈搏量的呼吸，典型地執(zhí)行(a)呼吸信號(hào)和(b)心率信號(hào)或皮膚脈搏量信號(hào)之間的互相關(guān)分析(這些信號(hào)如圖4所示)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，HSP對(duì)應(yīng)于期望保持在范圍內(nèi)的平均值或趨勢(shì)，如上面引用的美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本所描述的。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算的一個(gè)或多個(gè)生理變量的可變性的趨勢(shì)被用作HSP。例如，當(dāng)呼吸被用作生物節(jié)律活動(dòng)時(shí)，干涉朝著盡可能地減小呼吸速度的方向引導(dǎo)，如上面提到的美國專利5,076,281所述，如果用戶迫使自己更慢和更深地呼吸，呼吸規(guī)則性(HSP)可能開始減小，這傾向于使干涉更低效。比較器42典型地向驅(qū)動(dòng)器44指示該趨勢(shì)的檢測，所述驅(qū)動(dòng)器被編程以將用戶引導(dǎo)到帶有提高的呼吸規(guī)則性的呼吸模式。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器32包括分別產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)的第一和第二傳感器。第一特征從所述第一和/或第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出，而第二特征同時(shí)從所述第一和第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出。例如，對(duì)于一些應(yīng)用，所述第一和第二傳感器包括分別監(jiān)視腹部呼吸和胸部呼吸的各自的呼吸傳感器。在這些應(yīng)用中，用戶的自主活動(dòng)包括呼吸，自主活動(dòng)的可修改參數(shù)典型地包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)。利益相關(guān)參數(shù)為(a)所述干涉試圖減小的腹部呼吸和胸部呼吸之間的相差；(b)所述干涉試圖增加的腹部呼吸幅度對(duì)胸部呼吸幅度的比率；或(c)(a)和(b)的組合。例如，在CHF和COPD中，腹肌常常表現(xiàn)出減小的功能性，其由腹部對(duì)胸部呼吸幅度的減小的比率表示。所述干涉試圖增加該比率并且由此對(duì)這些狀況的一個(gè)方面產(chǎn)生積極的效果。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器32包括心電圖(ECG)傳感器，其典型地使用阻抗法檢測呼吸。使用ECG傳感器檢測BAP，并且典型地使用上面參考的美國專利5,076,281中所述的技術(shù)用BAP指導(dǎo)用戶的呼吸。典型地，心率和心率可變性提供了HSP和BRP。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器32包括光體積描記法傳感器，其監(jiān)視皮膚血量變化。由光體積描記法傳感器產(chǎn)生的信號(hào)同時(shí)包含呼吸分量和血管舒縮活動(dòng)分量，典型地為每分鐘4-8個(gè)周期，在該周期由系統(tǒng)20指導(dǎo)的慢呼吸對(duì)心血管系統(tǒng)具有類似共振的效果，并且與周圍血管阻力的減小相關(guān)。BRP典型地由皮膚脈搏量的幅度表示，并且BRP由皮膚脈搏量的平均頻率表示。由于皮膚脈搏量的減小所指示的小血管的血管收縮是不期望的效果，因此對(duì)于一些應(yīng)用該參數(shù)可以附加地表示HSP。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器32包括一組以不同波長工作的兩個(gè)光體積描記法傳感器，其一起用作脈氧計(jì)，該脈氧計(jì)監(jiān)視血氧飽和度(SpO2)。由于低SpO2與對(duì)組織的低血氧供應(yīng)有關(guān)，因此SpO2是CHF和COPD的有價(jià)值臨床指標(biāo)。這樣，SpO2可以同時(shí)用于BRP和HSP。此外，不規(guī)則的SpO2指示病理狀態(tài)。脈氧計(jì)的所述傳感器的一個(gè)或兩個(gè)也能夠產(chǎn)生上面提到的所有生理變量，以與利用單個(gè)傳感器的實(shí)施例一起使用。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器32包括流量計(jì)，加熱絲(用于監(jiān)視呼吸流量)，用于監(jiān)視生物節(jié)律活動(dòng)的節(jié)律方面的快速響應(yīng)溫度傳感器，心臟活動(dòng)傳感器，肌肉活動(dòng)傳感器，一個(gè)或多個(gè)肌電圖(EMG)電極，腦電圖(EEG)監(jiān)視器，微血管特性傳感器，激光多普勒傳感器，手指體積描記器，壓力袖帶，或應(yīng)變儀。替代地或附加地，傳感器32適于檢測器官溫度，血?dú)鉂舛?，從組織排出的氣體的濃度，用戶的至少一個(gè)器官的電阻抗，或用戶器官的周長、體積或壓力的變化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器32包括在呼吸循環(huán)期間測量CO2變化的二氧化碳監(jiān)測儀。所述二氧化碳監(jiān)測儀起到呼吸監(jiān)視器的作用。潮氣末CO2是不適當(dāng)換氣和肌肉疲勞的指示，其通常表征CHF和COPD病狀。因此潮氣末CO2可以代表BAP，BRP和/或HSP。在使患者擺脫換氣過程中潮氣末CO2在臨床上尤其重要。在一個(gè)實(shí)施例中，在該擺脫過程中可選地結(jié)合上面參考的美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本中所描述的技術(shù)使用系統(tǒng)20。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，傳感器32包括適于監(jiān)視呼吸音的麥克風(fēng)，BAP從所述呼吸音導(dǎo)出。這些聲音典型地被分析以確定用戶氣道的狀態(tài)的指示，空氣流過所述氣道時(shí)氣道產(chǎn)生所述聲音。在哮喘和其它呼吸相關(guān)狀況中，由系統(tǒng)20執(zhí)行的干涉被認(rèn)為導(dǎo)致了由呼吸音的光譜表示的癥狀的緩解。因此，同樣的聲音可以被分析以同時(shí)確定BRP和HSP。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)20包括系統(tǒng)20可以對(duì)接的對(duì)接臺(tái)(未示出)。該對(duì)接臺(tái)具有用于存儲(chǔ)控制單元30，傳感器32和34，以及刺激單元36的隔間。典型地，該控制臺(tái)附加地包括用于為控制單元30的電池充電的電池充電器，和通信單元，該通信單元包括典型地適于連接到普通電話插孔的通信端口，和用于將通信單元電連接到控制單元的機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一和第二特征(例如，I∶E比率和吸氣幅度)同時(shí)被監(jiān)視。在其它實(shí)施例中，第一和第二特征不同時(shí)被監(jiān)視。例如，在操作的第一階段，系統(tǒng)20可以記錄第二特征的值的基準(zhǔn)測量值，所述基準(zhǔn)測量值是在受到所述設(shè)備產(chǎn)生的干涉之間的用戶的生理狀態(tài)的診斷指示。在操作的第二階段系統(tǒng)20響應(yīng)所述基準(zhǔn)測量值執(zhí)行干涉。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用戶刺激采用游戲的形式，并且游戲的參數(shù)被改變，從而玩該游戲?qū)е掠脩粜薷淖灾餍袆?dòng)的參數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制單元30適于通過產(chǎn)生用戶不自覺響應(yīng)的用戶刺激而執(zhí)行干涉。典型地，這樣的不自覺用戶刺激與其想要調(diào)整的生物節(jié)律活動(dòng)(例如，呼吸)稍稍異相。當(dāng)用戶為呼吸的自律控制受損的對(duì)象時(shí)，該方法例如可以用于諸如無意識(shí)對(duì)象，例如當(dāng)對(duì)象處于昏迷或麻醉時(shí)。另外，當(dāng)對(duì)象睡眠時(shí)可以使用該方法，例如當(dāng)對(duì)象受到由對(duì)象對(duì)呼吸的不充分控制導(dǎo)致的睡眠性呼吸暫停時(shí)。例如，通過聽覺或其它刺激，干涉可以刺激正在本能地呼吸的無意識(shí)對(duì)象的呼吸肌。
對(duì)于一些應(yīng)用，即使當(dāng)干涉被應(yīng)用到無意識(shí)用戶，用戶半清醒地或無意識(shí)地調(diào)整自主行動(dòng)的一方面。例如，如上所述，許多人無意識(shí)地和容易地使他們的呼吸，行走，和跑步受到外部節(jié)律刺激的影響，例如快節(jié)奏音樂甚至閃光燈。類似地，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以應(yīng)用于不能有意識(shí)地試圖協(xié)調(diào)自主行動(dòng)和施加干涉的節(jié)奏的人。因此，對(duì)于一些應(yīng)用，在一個(gè)或多個(gè)傳感器正在測量用戶的各自生理變量，并且諸如這里描述的干涉應(yīng)用到用戶的同時(shí)，這些實(shí)施例的一些的用戶可以閱讀，行走，吃喝，甚至睡眠。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)20指導(dǎo)用戶22以一種形式改變他或她的呼吸模式，從而典型地增加組織氧合。本發(fā)明的該應(yīng)用尤其有益于治療充血性心力衰竭(CHF)，充血性心力衰竭常常導(dǎo)致受折磨的患者產(chǎn)生潮式呼吸。該呼吸模式導(dǎo)致平均組織氧合的下降，原因在于過慢呼吸不能將足夠的氧氣水平供應(yīng)到身體，且換氣過度對(duì)患者早已虛弱的心臟造成了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)并且不會(huì)最佳地氧合身體。優(yōu)選地，音樂模式包括對(duì)用戶的音樂或聲音指導(dǎo)，以按照計(jì)劃吸氣和呼氣，所述計(jì)劃逐漸將他的呼吸帶到期望的健康模式，從而增加組織氧合。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在上面引用的Mortara和Bernardi的文章中描述的方案被用于應(yīng)用這里所述的技術(shù)，從而獲得組織氧合的增加。對(duì)吸氣的音樂或聲音指導(dǎo)可以包括，例如演奏通常音調(diào)和/或音量提高的一系列音符的笛子，而呼氣的指導(dǎo)可以包括音調(diào)和/或音量下降的大提琴或吉他音符。替代地，用戶在階段的開始無論何時(shí)聽到笛子或具有特殊高音調(diào)的聲音時(shí)被指導(dǎo)吸氣，而無論何時(shí)聽到大提琴、吉他或具有特殊低音調(diào)的聲音被指導(dǎo)呼氣。用于產(chǎn)生音樂的優(yōu)選方案在上面參考的美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本中被描述，尤其參考圖16。
在一些應(yīng)用中，傳感器32傳送指示皮膚血量和/或血氧水平的信號(hào)。作為響應(yīng)，生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52調(diào)整音樂的節(jié)奏參數(shù)，從而指導(dǎo)用戶調(diào)整吸氣相和/或呼氣相的持續(xù)時(shí)間，由此朝著期望的值驅(qū)使來自傳感器32的信號(hào)。例如，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)編程控制單元30以逐漸增加呼氣相在呼吸中所占的比例，同時(shí)逐漸將呼吸速度減小到大約每分鐘六次呼吸，會(huì)在一些患者中產(chǎn)生血氧合明顯增加和血壓明顯減小的期望結(jié)果。
以類似于上面關(guān)于血氧合所描述的方式，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其它自律神經(jīng)系統(tǒng)功能可以使用系統(tǒng)20被監(jiān)視和改變。例如，在本領(lǐng)域中已知減小的心律可變性與心血管損傷有關(guān)。(例如，見上面引用的La Rovere等人的文章。)為了治療該現(xiàn)象，在一個(gè)應(yīng)用中傳感器32將指示用戶22心率的信號(hào)發(fā)送到控制單元30，并且生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52調(diào)整音樂和其它干涉的方面從而增加心率可變性。已表明減慢呼吸增加心率可變性。(例如，見上面引用的Pitzalis等人的文章。)替代地或附加地，系統(tǒng)20被操作從增加用戶血管的機(jī)械順應(yīng)性。該順應(yīng)性反映了血管響應(yīng)從心臟噴出的血液通過那里而膨脹的能力。已知足夠水平的動(dòng)脈順應(yīng)性在緩沖從心臟高壓推動(dòng)的脈動(dòng)模式的血液方面很重要，由此使血流平緩地進(jìn)入微血管系統(tǒng)。作為對(duì)比，減小的動(dòng)脈順應(yīng)性與壓力反射的不適當(dāng)功能相關(guān)，所述壓力反射在控制血壓的反饋系統(tǒng)中由身體使用。已知?jiǎng)用}順應(yīng)性隨著年齡的增加而減小，以及在許多心血管疾病，例如高血壓，充血性心力衰竭和動(dòng)脈硬化癥中減小。而且，動(dòng)脈順應(yīng)性響應(yīng)血壓的快速升高而減小，并且響應(yīng)交感神經(jīng)活動(dòng)的減小而減小，例如當(dāng)人受到精神壓力時(shí)。
優(yōu)選地，系統(tǒng)20以大體類似于上面關(guān)于增加血氧合的描述的方式增加動(dòng)脈順應(yīng)性。因此，生物節(jié)律調(diào)節(jié)器52可以修改音樂或提供給用戶的其它干涉的參數(shù)以便確定合適的工作參數(shù)，該工作參數(shù)導(dǎo)致來自傳感器32的信號(hào)指示動(dòng)脈順應(yīng)性正在增加。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)許多心血管指標(biāo)通過導(dǎo)致用戶的呼吸速度或另外的自主或非自主生理參數(shù)以大約每分鐘6次重復(fù)循環(huán)而被優(yōu)化。
動(dòng)脈順應(yīng)性變化優(yōu)選地通過監(jiān)視響應(yīng)用戶心臟的每次搏動(dòng)的脈搏波速度的變化而被測量。脈搏波速度的減小通常是期望的，因?yàn)樗鼈冇蓜?dòng)脈順應(yīng)性增加而引起。脈搏波速度的變化典型地通過計(jì)算響應(yīng)相同心搏在離心臟的不同距離處被測量的事件之間的時(shí)間延遲而被測量。例如，傳感器32可以包括心電圖電極和光體積描記傳感器，并且控制單元30可以測量由所述電極測量的心電圖信號(hào)QRS合成與由光體積描記傳感器測量的光體積描記信號(hào)中相應(yīng)變化的產(chǎn)生之間的時(shí)差。
優(yōu)選地，生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52設(shè)置音樂呼吸指導(dǎo)或其它應(yīng)用的干涉，從而最大地減小脈搏波速度測量值，同時(shí)基本連續(xù)地監(jiān)視用戶舒適地堅(jiān)持呼吸或其它療法的能力。例如，即使確定脈搏波中附加的邊際減小可以通過將呼吸速度從每分鐘六次降到五次而獲得，但是如果也確定用戶可能在更慢的速度下進(jìn)行過大的呼吸和/或使心臟和呼吸肌過負(fù)荷，這樣的減小典型地不能進(jìn)行。
對(duì)于本發(fā)明的一些應(yīng)用，期望在大約0.05Hz-0.15Hz之間的頻率對(duì)用戶施加干涉，所述頻率對(duì)應(yīng)于與“邁爾波”相關(guān)的血管舒縮頻率-在更小血管的腔中的周期性波動(dòng)。例如，用戶可以被指導(dǎo)在血管舒縮頻率下呼吸。替代地或附加地，刺激單元36對(duì)用戶身體的其它區(qū)域施加循環(huán)劑量的機(jī)械輸入，例如正或負(fù)空氣或流體壓力。進(jìn)一步替代地或附加地，電極，磁體，加熱或冷卻單元，或放置在用戶身體之上、之中或附近的電磁輻射放射單元，在血管舒縮頻率下向或從用戶身體的指定區(qū)域施加或去除相應(yīng)形式的能量。
在指定的個(gè)體中，血管舒縮頻率隨著長時(shí)間周期而變化，并且本發(fā)明人相信，即使在短時(shí)間周期也會(huì)變化，例如用戶22與系統(tǒng)20相互作用的典型的15分鐘期間。優(yōu)選地，傳感器32基本上連續(xù)地將指示用戶22的血管舒縮頻率的當(dāng)前值的信號(hào)傳送到控制單元30。假設(shè)通過接近地匹配干涉的應(yīng)用頻率和血管舒縮頻率的當(dāng)前值，系統(tǒng)20能夠獲得一種形式的心血管共振，該心血管共振引起了已知的心血管健康指標(biāo)的明顯提高。(例如，見上面引用的Cook等人的文章。)所述干涉可以包括這里描述的任何干涉，例如引起的呼吸速度變化，循環(huán)施加的機(jī)械壓力，加熱，冷卻，或電場、磁場或各種形式的電磁輻射的應(yīng)用。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，這些干涉中的一個(gè)或多個(gè)在血管舒縮頻率下被循環(huán)地施加到受損組織，以便增強(qiáng)組織的康復(fù)。
在患者具有COPD的情況下，在本領(lǐng)域中公知的是，通過吸氣負(fù)載每分鐘呼吸15次，同時(shí)每個(gè)呼吸周期的60％用于吸氣，每個(gè)周期的40％用于呼氣，從而指導(dǎo)患者增加他的呼吸耐久力。由于該訓(xùn)練需要高度的精神集中和體力，并且由于該工作的比較麻煩，因此多數(shù)患者難以遵照這樣的訓(xùn)練，甚至專注的患者也傾向于停止進(jìn)行該訓(xùn)練，除非受到健康護(hù)理人員的直接監(jiān)督。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，作為對(duì)比，基本上消除了腦力，原因在于用戶僅僅需要聽音樂和根據(jù)其節(jié)奏和模式而呼吸。另外，通過實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶當(dāng)前的呼吸模式，該實(shí)施例提供了比諸如“吸氣指示燈”更大的功能性，所述“吸氣指示燈”僅僅具有60％的工作周期并且每分鐘打開15次。作為對(duì)比，生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器52典型地逐漸改變用戶的呼吸模式使之從其初始測量狀態(tài)(例如，每分鐘8次呼吸，30％吸氣和70％呼氣)變化到期望的最終狀態(tài)。優(yōu)選地，通過由{[呼吸速度]，[吸氣∶呼氣比率]}定義的二維參數(shù)指導(dǎo)用戶呼吸導(dǎo)致該變化。典型地，處理器指導(dǎo)用戶呼吸，從代表初始狀態(tài)的空間中的一點(diǎn)沿著通過該空間的最短路線到達(dá)代表期望的最終狀態(tài)的空間中的一點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)注意生物節(jié)律活動(dòng)調(diào)節(jié)器優(yōu)選地跟蹤用戶在沿著該路線的每個(gè)點(diǎn)呼吸的能力，并且如果他/她未成功地實(shí)現(xiàn)當(dāng)前的呼吸要求，那么就不會(huì)指導(dǎo)他/她朝著隨后的目標(biāo)更艱難地推進(jìn)。
已知一些患者的呼吸系統(tǒng)在手術(shù)之后恢復(fù)很慢，而另一些患者經(jīng)過數(shù)天或數(shù)星期就成功地使他們自己擺脫機(jī)械呼吸機(jī)。因此，本發(fā)明的一些應(yīng)用涉及使用這里所述的裝置和方法，其已作必要的修正，從而在合適的呼吸方法中逐漸重新訓(xùn)練依賴呼吸機(jī)的患者或手術(shù)后的患者。用于監(jiān)護(hù)患者的許多機(jī)械呼吸機(jī)被觸發(fā)以支持患者呼吸作用，而不是指定每次呼吸的定時(shí)和深度。由于本發(fā)明的一些實(shí)施例利用用戶對(duì)他/她自身呼吸的自主控制，因此當(dāng)利用系統(tǒng)20來擺脫依賴呼吸機(jī)的患者時(shí)使用該觸發(fā)的呼吸機(jī)是優(yōu)選的。
這里所述的技術(shù)可以結(jié)合上面參考的美國專利申請(qǐng)09/611,304和’049PCT公開文本中描述的技術(shù)而實(shí)施。
應(yīng)當(dāng)理解盡管大體關(guān)于具有病狀的用戶描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是大體健康的用戶也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且選擇使用本發(fā)明的方面以便獲得心理壓力緩解和/或放松，或?yàn)榱思∪庠馘懢?，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或娛樂的人也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于上面特別所示和所述的內(nèi)容。相反地，本發(fā)明的范圍包括上面所述各種特征的組合和分組合，以及其未包含在現(xiàn)有技術(shù)中的變化和修改，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員在閱讀上述的描述后可以想到這樣做。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括傳感器，用于產(chǎn)生指示該裝置的用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)具有指示該用戶的自主行動(dòng)的第一特征和指示該用戶的利益相關(guān)變量的第二特征；和控制單元，用于接收所述傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)于所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)該用戶修改由所述第一特征指示的所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元識(shí)別所述傳感器信號(hào)中的所述第一和第二特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元響應(yīng)于所述第一特征和所述第二特征產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元識(shí)別指示該用戶已將所述參數(shù)修改到期望程度的所述第一特征的一方面，和響應(yīng)于識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)的所述方面，產(chǎn)生新的輸出信號(hào)，以指導(dǎo)該用戶進(jìn)一步修改所述自主行動(dòng)的所述參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一特征選自以下內(nèi)容組成的列表所述傳感器信號(hào)一方面的周期、所述傳感器信號(hào)一方面的速度、所述傳感器信號(hào)一方面的上升時(shí)間、所述傳感器信號(hào)一方面的下降時(shí)間、在傳感器一方面的一點(diǎn)處的時(shí)間導(dǎo)數(shù)、所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最大值、所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最小值、在所述方面的兩個(gè)或多個(gè)生物節(jié)律周期上平均的所述傳感器信號(hào)一方面的最大值的幅度、以及在所述方面的兩個(gè)或多個(gè)生物節(jié)律周期上平均的所述傳感器信號(hào)一方面的最小值的幅度，以及其中所述傳感器產(chǎn)生具有所述第一特征的所述傳感器信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一特征包括所述傳感器一方面的兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)差，所述點(diǎn)表征所述生物節(jié)律活動(dòng)的單個(gè)周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一特征包括所述傳感器信號(hào)一方面的兩個(gè)點(diǎn)之間的信號(hào)值差異，所述點(diǎn)表征所述生物節(jié)律活動(dòng)的單個(gè)周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二特征包括所述生物節(jié)律活動(dòng)一方面的可變性，所述方面選自以下內(nèi)容組成的列表所述生物節(jié)律活動(dòng)的包絡(luò)、所述生物節(jié)律活動(dòng)的幅度、所述生物節(jié)律活動(dòng)的周期、所述包絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)、所述幅度的SD、所述周期的SD、以及其中所述控制單元響應(yīng)于所述方面的所述可變性產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，包括健康狀態(tài)傳感器，用于產(chǎn)生指示該用戶的健康狀態(tài)參數(shù)的健康狀態(tài)信號(hào)，所述用戶的健康狀態(tài)參數(shù)指示該用戶的健康狀態(tài)，以及其中所述控制單元接收所述健康狀態(tài)信號(hào)，并且確定所述健康狀態(tài)參數(shù)是否超過閥值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元包括存儲(chǔ)器，并且所述控制單元在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)在第一時(shí)間周期上產(chǎn)生的所述第二特征的值，在所述第一時(shí)間周期，所述控制單元停止產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，和在所述第一時(shí)間周期結(jié)束之后的第二時(shí)間周期，響應(yīng)于所述第二特征的存儲(chǔ)值產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元以游戲的形式產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，并且改變游戲的參數(shù)，從而導(dǎo)致該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括該用戶的肌肉活動(dòng)，以及其中所述傳感器產(chǎn)生指示所述肌肉活動(dòng)的所述傳感器信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括心臟活動(dòng)，以及其中所述傳感器產(chǎn)生指示所述心臟活動(dòng)的所述傳感器信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器連接到帶，所述帶圍繞該用戶的軀體放置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器選自以下內(nèi)容組成的列表快速響應(yīng)溫度傳感器、心電圖(ECG)監(jiān)視器、至少一個(gè)肌電描記(EMG)電極、腦電圖(EEG)監(jiān)視器、血?dú)鉂舛葌鞲衅?、光電傳感器、光體積描記傳感器、脈氧計(jì)和激光多普勒傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器檢測從該用戶的組織排出的氣體的濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器包括電阻抗傳感器，用于檢測該用戶的至少一個(gè)器官的電阻抗。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器檢測該用戶的微血管特性。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述利益相關(guān)變量是該用戶的呼吸幅度，以及其中所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述呼吸幅度的提高。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述利益相關(guān)變量是該用戶的壓力反射靈敏度的測量值，以及其中所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述壓力反射靈敏度的測量值的提高。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述利益相關(guān)變量選自以下內(nèi)容組成的列表用戶的呼吸頻率、用戶的血壓、用戶的血氧飽和度、用戶的潮氣末CO2水平、用戶的組織氧合水平、用戶的脈搏波速度、用戶的皮膚血量的變化、用戶的峰值氣流的測量值、用戶的皮膚脈搏量的幅度、用戶的動(dòng)脈順應(yīng)性和用戶的心電圖參數(shù)，以及其中所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療該用戶的心血管疾病。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療該用戶的肺病。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療選自下列的用戶狀況，包括神經(jīng)疾病、高血壓、和機(jī)能亢進(jìn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述輸出信號(hào)包括可理解的刺激，其中所述控制單元產(chǎn)生所述可理解的刺激，從而指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述可理解的刺激包括選自下列的至少一個(gè)，包括圖像、字母-數(shù)字文本、聲音、聲模式和動(dòng)態(tài)圖形模式，以及其中所述控制單元產(chǎn)生所述刺激，從而指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，包括揚(yáng)聲器，其中所述可理解刺激包括音樂，以及其中所述控制單元驅(qū)動(dòng)所述揚(yáng)聲器以產(chǎn)生所述音樂，從而指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器產(chǎn)生具有第三特征的傳感器信號(hào)，所述第三特征指示用戶的健康狀態(tài)參數(shù)，所述用戶的健康狀態(tài)參數(shù)指示用戶的健康狀態(tài)，其中所述控制單元確定所述健康狀態(tài)參數(shù)是否超過閥值。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述控制單元響應(yīng)于確定所述第三特征超過所述閥值而停止產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述控制單元響應(yīng)于確定所述第三特征超過所述閥值而產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括呼吸，其中所述傳感器產(chǎn)生指示呼吸的傳感器信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中，所述傳感器選自下列，包括流量計(jì)，用于通過檢測該用戶的呼吸氣流來檢測呼吸；麥克風(fēng)，用于通過檢測該用戶的呼吸音來檢測呼吸；和加熱絲，用于通過檢測該用戶的呼吸氣流來檢測呼吸。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中，所述自主行動(dòng)包括呼吸，以及其中所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述呼吸的參數(shù)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述第一特征包括選自吸氣時(shí)間和呼氣時(shí)間的至少一個(gè)呼吸參數(shù)，以及其中所述傳感器產(chǎn)生具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述第一特征包括用戶的皮膚脈搏量的平均頻率，以及其中所述傳感器產(chǎn)生具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述第一特征包括用戶的潮氣末CO2水平，以及其中所述傳感器產(chǎn)生具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述呼吸的參數(shù)包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)，以及其中所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述呼吸的定時(shí)參數(shù)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置，其中，所述定時(shí)參數(shù)包括該用戶的吸氣和呼吸的模式，其中所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述模式。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的裝置，其中，所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述模式，從而減小吸氣時(shí)間周期對(duì)呼氣時(shí)間周期的比率。
41.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳感器檢測該用戶的器官的特性變化，所述特性選自下列內(nèi)容，包括所述器官的周長、所述器官的體積和所述器官的壓力。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，其中，所述傳感器可以選自下列內(nèi)容，包括手指體積描記器、壓力袖帶和應(yīng)變儀。
43.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一特征包括指示該用戶的所述自主行動(dòng)的多個(gè)第一特征，其中所述控制單元響應(yīng)于所述多個(gè)第一特征中的至少一個(gè)關(guān)系而產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其中，所述控制單元使用下列分析方法確定所述關(guān)系，包括頻域中的互相關(guān)分析和時(shí)域中的互相關(guān)分析。
45.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一特征包括由所述傳感器信號(hào)中的若干點(diǎn)限定的兩個(gè)或多個(gè)光譜分量之間的關(guān)系。
46.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一特征包括由所述傳感器信號(hào)中的若干點(diǎn)限定的至少一個(gè)光譜分量。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其中，所述光譜分量由所述傳感器信號(hào)中的若干點(diǎn)的第一子集限定，所述點(diǎn)的第一子集位于不同于所述點(diǎn)的第一子集的所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)的第二子集當(dāng)中，所述點(diǎn)的第一子集享有共同的特性。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置，其中，所述共同的特性選自下列內(nèi)容，包括所述傳感器信號(hào)的局部最大值和局部最小值。
49.一種裝置，包括第一傳感器，用于測量自主生理變量和響應(yīng)于所述自主生理變量而產(chǎn)生利益相關(guān)傳感器信號(hào)，所述自主生理變量指示該裝置的用戶的自主行動(dòng)；第二傳感器，用于測量利益相關(guān)生理變量和響應(yīng)于所述利益相關(guān)生理變量產(chǎn)生利益相關(guān)傳感器信號(hào)，所述利益相關(guān)生理變量指示該用戶的呼吸幅度；和控制單元，用于接收所述自主傳感器信號(hào)和利益相關(guān)傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)于所述自主傳感器信號(hào)和利益相關(guān)傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中，所述自主行動(dòng)包括用戶的呼吸，以及其中所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的參數(shù)。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)生理變量的提高。
52.一種裝置，包括第一傳感器，用于產(chǎn)生第一傳感器信號(hào)；第二傳感器，用于產(chǎn)生第二傳感器信號(hào)；和控制單元，用于接收所述第一和第二傳感器信號(hào)，識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)和所述第二傳感器信號(hào)的至少一個(gè)中的第一特征，所述第一特征指示該裝置的用戶的自主行動(dòng)；從組合的所述第一和第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出第二特征，和響應(yīng)于所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述第二特征指示的用戶的生理變量的提高。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的裝置，其中，所述控制單元響應(yīng)于所述第一特征和所述第二特征產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
55.一種裝置，包括第一傳感器，用于測量該裝置的用戶的腹部呼吸，并且產(chǎn)生腹部呼吸傳感器信號(hào)；第二傳感器，用于測量用戶的胸部呼吸，并且產(chǎn)生胸部呼吸傳感器信號(hào)；和控制單元，用于接收所述腹部呼吸和所述胸部呼吸傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)于所述腹部呼吸傳感器信號(hào)和所述胸部呼吸傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)該用戶修改用戶的呼吸的參數(shù)。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的裝置，其中，所述呼吸的參數(shù)包括呼吸的定時(shí)參數(shù)，以及其中所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，從而指導(dǎo)該用戶修改呼吸的所述定時(shí)參數(shù)。
57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述呼吸的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述腹部和胸部呼吸傳感器信號(hào)指示的用戶的生理變量的提高。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的裝置，其中，所述生理變量包括所述腹部呼吸和所述胸部呼吸之間的相差，以及其中所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述呼吸的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述相差的變化。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的裝置，其中，所述生理變量包括腹部呼吸幅度與胸部呼吸幅度的比率，以及其中所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)該用戶修改所述呼吸的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述比率的增加。
60.根據(jù)權(quán)利要求57所述的裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述輸出信號(hào)以治療選自下列的用戶的狀況，包括充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺病。
61.一種裝置，包括傳感器，用于產(chǎn)生傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)指示呼吸自律控制受損的對(duì)象的呼吸；和控制單元，用于接收所述傳感器信號(hào)，和響應(yīng)于所述傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)導(dǎo)致對(duì)象不自主地修改所述呼吸的參數(shù)。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的裝置，其中，所述控制單元產(chǎn)生稍微與呼吸異相的所述輸出信號(hào)。
63.根據(jù)權(quán)利要求61所述的裝置，其中，所述傳感器當(dāng)對(duì)象睡眠時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的裝置，其中，所述控制單元產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以治療所述對(duì)象的睡眠性呼吸暫停。
65.根據(jù)權(quán)利要求61所述的裝置，其中，所述傳感器當(dāng)對(duì)象無意識(shí)時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的裝置，其中，所述傳感器當(dāng)對(duì)象昏迷時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的裝置，其中，所述傳感器當(dāng)對(duì)象被麻醉時(shí)應(yīng)用到對(duì)象。
68.一種診斷裝置，包括傳感器，用于測量指示該裝置的用戶的自主生物節(jié)律行動(dòng)的自主生理變量，并且響應(yīng)于所述自主生理變量產(chǎn)生傳感器信號(hào)；和控制單元，用于接收所述傳感器信號(hào)以確定所述自主行動(dòng)隨時(shí)間的變化水平，并且響應(yīng)于所述變化水平產(chǎn)生輸出信號(hào)。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述變化水平以便于診斷。
70.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其中，所述傳感器包括呼吸傳感器。
71.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間的變化水平。
72.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化水平。
73.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述信號(hào)的周期和所述信號(hào)的速度的至少一個(gè)隨時(shí)間的變化水平。
74.一種診斷裝置，包括體積描記傳感器，用于產(chǎn)生傳感器信號(hào)；和控制單元，用于接收所述傳感器信號(hào)以確定所述信號(hào)隨時(shí)間的變化水平，和響應(yīng)于所述變化水平產(chǎn)生輸出信號(hào)。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述變化水平從而便于診斷。
76.根據(jù)權(quán)利要求74所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間的變化水平。
77.根據(jù)權(quán)利要求74所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化水平。
78.根據(jù)權(quán)利要求74所述的裝置，其中，所述控制單元確定所述信號(hào)的周期和所述信號(hào)的速度的至少一個(gè)隨時(shí)間的變化水平。
79.一種易于提高用戶健康的方法，包括接收指示用戶的生物節(jié)律活動(dòng)的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)具有指示用戶的自主行動(dòng)的第一特征，和指示用戶的利益相關(guān)變量的第二特征；和響應(yīng)于所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)該用戶修改由所述第一特征指示的所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括響應(yīng)于所述第一特征和所述第二特征產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
81.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括識(shí)別指示用戶已將所述參數(shù)修改到期望程度的所述第一特征的一方面，以及響應(yīng)于識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)的所述方面，產(chǎn)生新的輸出信號(hào)，以指導(dǎo)該用戶進(jìn)一步修改所述自主行動(dòng)的所述參數(shù)。
82.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第一特征從下列選擇，包括所述傳感器信號(hào)一方面的周期、所述傳感器信號(hào)一方面的速度、所述傳感器信號(hào)一方面的上升時(shí)間、所述傳感器信號(hào)一方面的下降時(shí)間、在傳感器一方面的一點(diǎn)處的時(shí)間導(dǎo)數(shù)、所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最大值、所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的最小值、在所述方面的兩個(gè)或以上的生物節(jié)律周期上平均的所述傳感器信號(hào)一方面的最大幅度、以及在所述方面的兩個(gè)或以上的生物節(jié)律周期上平均的所述傳感器信號(hào)一方面的最小幅度，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收具有所述第一特征的所述傳感器信號(hào)。
83.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第一特征包括所述傳感器信號(hào)一方面的兩個(gè)點(diǎn)之間的信號(hào)值差異，所述點(diǎn)表征所述生物節(jié)律活動(dòng)的單個(gè)周期。
84.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第一特征包括所述傳感器信號(hào)一方面的兩個(gè)點(diǎn)之間的信號(hào)值差異，所述點(diǎn)表征所述生物節(jié)律活動(dòng)的單個(gè)周期。
85.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第二特征包括所述生物節(jié)律活動(dòng)的一方面的可變性，所述方面從下列選擇，包括所述生物節(jié)律活動(dòng)的包絡(luò)、所述生物節(jié)律活動(dòng)的幅度、所述生物節(jié)律活動(dòng)的周期、所述包絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)、所述幅度的SD、以及所述周期的SD，其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括響應(yīng)于所述方面的可變性產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
86.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，包括接收指示用戶的健康狀態(tài)參數(shù)的健康狀態(tài)信號(hào)，所述健康狀態(tài)參數(shù)指示用戶的健康狀態(tài)，其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括確定所述健康狀態(tài)參數(shù)是否超過閥值。
87.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括存儲(chǔ)在第一時(shí)間周期產(chǎn)生的所述第二特征的值，在所述第一時(shí)間周期停止產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，和在所述第一時(shí)間周期結(jié)束之后的第二時(shí)間周期，響應(yīng)于所述第二特征的存儲(chǔ)值產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
88.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括以游戲的形式產(chǎn)生所述輸出信號(hào)，和改變所述游戲的參數(shù)，從而導(dǎo)致用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
89.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括用戶的肌肉活動(dòng)，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收指示所述肌肉活動(dòng)的所述傳感器信號(hào)。
90.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括心臟活動(dòng)，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收指示所述心臟活動(dòng)的所述傳感器信號(hào)。
91.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括通過用戶的軀體的一部分的周長變化監(jiān)視用戶的呼吸運(yùn)動(dòng)。
92.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括進(jìn)行選自下列的測量，包括快速溫度測量，心電圖測量，肌電圖測量，腦電圖測量，血?dú)鉂舛葴y量，光電測量，光體積描記法測量，脈氧計(jì)測量，從組織排出的氣體濃度的測量，用戶的至少一個(gè)器官的電阻抗的測量，用戶的微血管特性的測量，和激光多普勒測量。
93.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中，所述利益相關(guān)變量是用戶的呼吸幅度，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述呼吸幅度的提高。
95.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中，所述利益相關(guān)變量是用戶的壓力反射靈敏度的測量值，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述壓力反射靈敏度的測量值的提高。
96.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中所述利益相關(guān)變量從下列選擇，包括用戶的呼吸頻率、用戶的血壓、用戶的血氧飽和度、用戶的潮氣末CO2水平、用戶的組織氧合水平、用戶的脈搏波速度、用戶的皮膚血量的變化、用戶的峰值氣流的測量值、用戶的皮膚脈搏量的幅度、用戶的動(dòng)脈順應(yīng)性、和用戶的心電圖參數(shù)，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
97.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療用戶的心血管疾病。
98.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療用戶的肺病。
99.根據(jù)權(quán)利要求93所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高，從而治療選自下列的用戶狀況，包括神經(jīng)疾病，高血壓，和機(jī)能亢進(jìn)。
100.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生可理解的刺激，從而指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
101.根據(jù)權(quán)利要求100所述的方法，其中，產(chǎn)生所述可理解的刺激包括產(chǎn)生選自下列的至少一個(gè)刺激，包括圖像、字母-數(shù)字文本、聲音、聲模式、和動(dòng)態(tài)圖形模式，從而指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
102.根據(jù)權(quán)利要求100所述的方法，其中，產(chǎn)生所述可理解的刺激包括產(chǎn)生音樂，從而指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
103.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收具有第三特征的傳感器信號(hào)，所述第三特征指示用戶的健康狀態(tài)參數(shù)，所述健康狀態(tài)參數(shù)指示用戶的健康狀態(tài)，其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括確定所述健康狀態(tài)參數(shù)是否超過閥值。
104.根據(jù)權(quán)利要求103所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括響應(yīng)確定所述第三特征超過所述閥值而停止產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
105.根據(jù)權(quán)利要求103所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括響應(yīng)確定所述第三特征超過所述閥值而產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。
106.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述生物節(jié)律活動(dòng)包括呼吸，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收指示呼吸的所述傳感器信號(hào)。
107.根據(jù)權(quán)利要求106所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括通過檢測用戶的呼吸氣流來檢測呼吸。
108.根據(jù)權(quán)利要求106所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括通過檢測用戶的呼吸音來檢測呼吸。
109.根據(jù)權(quán)利要求106所述的方法，其中，所述自主行動(dòng)包括呼吸，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述呼吸的參數(shù)。
110.根據(jù)權(quán)利要求109所述的方法，其中，所述第一特征包括選自吸氣時(shí)間和呼氣時(shí)間的至少一個(gè)呼吸參數(shù)，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
111.根據(jù)權(quán)利要求109所述的方法，其中，所述第一特征包括用戶的皮膚脈搏量的平均頻率，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
112.根據(jù)權(quán)利要求109所述的方法，其中，所述第一特征包括用戶的潮氣末CO2水平，以及其中接收所述傳感器信號(hào)包括接收具有所述第一特征的傳感器信號(hào)。
113.根據(jù)權(quán)利要求109所述的方法，其中，呼吸的所述參數(shù)包括呼吸的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)參數(shù)，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述定時(shí)參數(shù)。
114.根據(jù)權(quán)利要求113所述的方法，其中，所述定時(shí)參數(shù)包括用戶的吸氣和呼吸的模式，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述模式。
115.根據(jù)權(quán)利要求114所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述模式，從而減小吸氣時(shí)間對(duì)呼氣時(shí)間的比率。
116.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括檢測用戶器官的特性的變化，所述特性選自下列，包括所述器官的周長、所述器官的體積、和所述器官的壓力。
117.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第一特征包括指示用戶的所述自主行動(dòng)的多個(gè)第一特征，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括確定所述多個(gè)第一特征中的至少一個(gè)關(guān)系，和響應(yīng)于所述至少一個(gè)關(guān)系產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
118.根據(jù)權(quán)利要求117所述的方法，其中，確定所述關(guān)系包括使用選自下列的分析方法頻域中的互相關(guān)分析和時(shí)域中的互相關(guān)分析。
119.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第一特征包括由所述傳感器信號(hào)中的若干點(diǎn)限定的兩個(gè)或多個(gè)光譜分量之間的關(guān)系。
120.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述第一特征包括由所述傳感器信號(hào)中的若干點(diǎn)限定的至少一個(gè)光譜分量。
121.根據(jù)權(quán)利要求120所述的方法，其中，所述光譜分量由所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)的第一子集限定，所述點(diǎn)的第一子集位于不同于所述點(diǎn)的第一子集的所述傳感器信號(hào)中的點(diǎn)的第二子集中，所述點(diǎn)的第一子集具有共同的特性。
122.根據(jù)權(quán)利要求121所述的方法，其中所述共同特性選自下列，包括所述傳感器信號(hào)的局部最大值和局部最小值。
123.一種易于提高用戶健康的方法，包括接收指示自主生理變量的自主傳感器信號(hào)，所述自主生理變量指示用戶的自主行動(dòng)；接收指示利益相關(guān)生理變量的利益相關(guān)傳感器信號(hào)，所述利益相關(guān)生理變量指示用戶的呼吸幅度；和響應(yīng)所述自主傳感器信號(hào)和所述利益相關(guān)傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
124.根據(jù)權(quán)利要求123所述的方法，其中，所述自主行動(dòng)包括用戶的呼吸，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述呼吸的參數(shù)。
125.根據(jù)權(quán)利要求123所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述利益相關(guān)變量的提高。
126.一種易于提高用戶健康的方法，包括接收第一傳感器信號(hào)和第二傳感器信號(hào)；識(shí)別所述第一傳感器信號(hào)和所述第二傳感器信號(hào)的至少一個(gè)中的第一特征，所述第一特征指示用戶的自主行動(dòng)；從組合的所述第一和第二傳感器信號(hào)導(dǎo)出第二特征；和響應(yīng)于所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
127.根據(jù)權(quán)利要求126所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述第二特征指示的用戶的生理變量的提高。
128.根據(jù)權(quán)利要求126所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括響應(yīng)所述第一特征和所述第二特征產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
129.一種易于提高用戶健康的方法，包括接收指示用戶的腹部呼吸的腹部呼吸傳感器信號(hào)；接收指示用戶的胸部呼吸的胸部呼吸傳感器信號(hào)；響應(yīng)于所述腹部和胸部呼吸傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改用戶的呼吸參數(shù)。
130.根據(jù)權(quán)利要求129所述的方法，其中呼吸的所述參數(shù)包括呼吸的定時(shí)參數(shù)，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)從而指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述定時(shí)參數(shù)。
131.根據(jù)權(quán)利要求129所述的方法，其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改所述自主行動(dòng)的參數(shù)，從而導(dǎo)致所述腹部和胸部呼吸傳感器信號(hào)指示的用戶的生理變量的提高。
132.根據(jù)權(quán)利要求131所述的方法，其中，所述生理變量包括所述腹部呼吸和所述胸部呼吸之間的相差，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述相差的變化。
133.根據(jù)權(quán)利要求131所述的方法，其中所述生理變量包括腹部呼吸幅度對(duì)胸部呼吸幅度的比率，以及其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以指導(dǎo)用戶修改呼吸的所述參數(shù)，從而導(dǎo)致所述比率的增加。
134.根據(jù)權(quán)利要求131所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括設(shè)置所述輸出信號(hào)以治療選自下列的用戶的狀況，包括充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺病。
135.一種方法，包括接收指示呼吸自律控制受損的對(duì)象的呼吸的傳感器信號(hào)；和響應(yīng)于所述傳感器信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)導(dǎo)致對(duì)象不自主地修改呼吸的參數(shù)。
136.根據(jù)權(quán)利要求135所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生稍微與呼吸異相的所述輸出信號(hào)。
137.根據(jù)權(quán)利要求135所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括當(dāng)對(duì)象睡眠時(shí)接收所述傳感器信號(hào)。
138.根據(jù)權(quán)利要求137所述的方法，其中，產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括產(chǎn)生所述輸出信號(hào)以治療對(duì)象的睡眠性呼吸暫停。
139.根據(jù)權(quán)利要求135所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括當(dāng)對(duì)象無意識(shí)時(shí)接收所述傳感器信號(hào)。
140.根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括當(dāng)對(duì)象昏迷時(shí)接收所述傳感器信號(hào)。
141.根據(jù)權(quán)利要求135所述的方法，其中，接收所述傳感器信號(hào)包括當(dāng)對(duì)象被麻醉時(shí)接收所述傳感器信號(hào)。
142.一種易于提高用戶健康的方法，包括測量指示用戶的自主生物節(jié)律行動(dòng)的自主生理變量，并且響應(yīng)于該自主生理變量產(chǎn)生傳感器信號(hào)；接收所述傳感器信號(hào)；確定所述自主行動(dòng)隨時(shí)間的變化水平；和響應(yīng)所述變化水平產(chǎn)生輸出信號(hào)。
143.根據(jù)權(quán)利要求142所述的方法，其中，確定所述變化水平包括確定所述變化水平以便于診斷。
144.根據(jù)權(quán)利要求142所述的方法，其中，測量所述自主生理變量包括測量用戶的呼吸。
145.根據(jù)權(quán)利要求142所述的方法，其中，確定隨時(shí)間的所述變化水平包括確定所述信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間的變化水平。
146.根據(jù)權(quán)利要求142所述的方法，其中，確定隨時(shí)間的所述變化水平包括確定所述信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化水平。
147.根據(jù)權(quán)利要求142所述的方法，其中，確定隨時(shí)間的所述變化水平包括確定所述信號(hào)的周期和所述信號(hào)的速度的至少一個(gè)隨時(shí)間的變化水平。
148.一種易于用戶診斷的方法，包括使用體積描記法產(chǎn)生傳感器信號(hào)；接收所述傳感器信號(hào)；確定所述信號(hào)隨時(shí)間的變化水平；和響應(yīng)于所述變化水平產(chǎn)生輸出信號(hào)。
149.根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，確定所述變化水平包括確定所述變化水平以便于診斷。
150.根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，確定隨時(shí)間的所述變化水平包括確定所述信號(hào)的包絡(luò)隨時(shí)間的變化水平。
151.根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，確定隨時(shí)間的所述變化水平包括確定所述信號(hào)的幅度隨時(shí)間的變化水平。
152.根據(jù)權(quán)利要求148所述的方法，其中，確定隨時(shí)間的所述變化水平包括確定所述信號(hào)的周期和所述信號(hào)的速度的至少一個(gè)隨時(shí)間的變化水平。
全文摘要
一種裝置(20)，包括傳感器(32)，用于產(chǎn)生指示該裝置的用戶(22)的生物節(jié)律活動(dòng)的傳感器信號(hào)，所述傳感器信號(hào)具有指示用戶的自主行動(dòng)的第一特征，和指示用戶的利益相關(guān)變量的第二特征。該裝置還包括控制單元(30)，用于接收所述傳感器信號(hào)，并且響應(yīng)于所述第二特征產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)指導(dǎo)用戶修改由所述第一特征指示的所述自主行動(dòng)的參數(shù)。
文檔編號(hào)A61B5/04GK101026995SQ200380109759
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者本亞明·加維什 申請(qǐng)人:因特爾丘爾有限公司