多傳感器無(wú)線腹部監(jiān)測(cè)裝置,系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】多傳感器無(wú)線腹部監(jiān)測(cè)裝置，系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)是提交于2012年9月7日的序列號(hào)為61/697951的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的 非臨時(shí)申請(qǐng)，其整體通過(guò)引用并入本文。
[0003] 關(guān)于聯(lián)邦資助的研宄或開(kāi)發(fā)
[0004] 此項(xiàng)工作是由美國(guó)退伍軍人事務(wù)部門支持，聯(lián)邦政府對(duì)本發(fā)明具有一定的權(quán)利。
[0005] 通過(guò)光盤(pán)提交合并的參考資料
[0006] 不適用
[0007] 關(guān)于資料受版權(quán)保護(hù)的公告
[0008] 本專利文件中的資料的一部分受到根據(jù)美國(guó)和其他國(guó)家的版權(quán)法的版權(quán)保護(hù)。版 權(quán)權(quán)利人不反對(duì)任何人傳真復(fù)制專利文件或?qū)＠_(kāi)文本，因?yàn)樗霈F(xiàn)在美國(guó)專利和商標(biāo) 局公開(kāi)提供的文件或記錄中，但保留全部版權(quán)權(quán)利。著作權(quán)所有者不據(jù)此放棄任何秘密維 護(hù)本專利文件的權(quán)利，包括但不限于根據(jù)37C. F. R § 1. 14的權(quán)利。
技術(shù)領(lǐng)域
[0009] 本發(fā)明總體上涉及到腹部監(jiān)測(cè)，更具體地涉及腹部機(jī)能障礙監(jiān)測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0010] 據(jù)我們所知，目前不存在能夠在貫穿本文所描述的腹部功能障礙的譜帶上提供連 續(xù)、無(wú)線的腹部生理性監(jiān)測(cè)的市售系統(tǒng)。"現(xiàn)有技術(shù)"包括利用聽(tīng)診器和手動(dòng)觸診開(kāi)展間歇 性腹部診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的一個(gè)方面是一種多傳感器無(wú)線腹部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)適用在下腹部周 圍，并嵌入了專用無(wú)線傳感器的薄型帶。該系統(tǒng)被配置為連續(xù)地監(jiān)測(cè)胃腸和腹壁的一系列 功能。該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)無(wú)線地發(fā)送到諸如智能電話或計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，用來(lái)存儲(chǔ)和下載到 中央服務(wù)器。所獲取的數(shù)據(jù)可以通過(guò)專用軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，所述專用軟件生成能夠通過(guò) 圖形用戶界面呈現(xiàn)的臨床上可解釋的信息。該裝置提供可以為不同臨床環(huán)境下帶有高流行 疾病的大范圍住院患者和門診患者立即采取行動(dòng)的數(shù)據(jù)，將在下文中討論。
[0012] 本發(fā)明的系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)以下的一些或全部功能：（1)實(shí)時(shí)聲學(xué)監(jiān)測(cè)，測(cè)量由胃 腸道運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的連續(xù)聲音以及通過(guò)監(jiān)測(cè)腹部動(dòng)脈脈搏來(lái)測(cè)量心率；（2)腹圍監(jiān)測(cè)，測(cè)量 腹圍內(nèi)隨時(shí)間的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變化；（3)肌電圖，測(cè)量前腹部肌肉組織的收縮；（4)運(yùn)動(dòng)感測(cè)， 推斷呼吸速率和其他形式的運(yùn)動(dòng)；(5)皮膚電傳導(dǎo)，推斷情緒或生理壓力；以及（6)全球定 位，跟蹤運(yùn)動(dòng)和位置。
[0013] 本發(fā)明的另一個(gè)方面是包括一個(gè)適用于腹部外部周圍并且嵌有專用無(wú)線傳感器 的薄型帶的多傳感器腹部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)被配置成連續(xù)地、安全地和舒適地監(jiān)測(cè)腹內(nèi)聲信號(hào)和腹 圍，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在符合HIPAA的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。
[0015] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)被配置為無(wú)線地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)智能手機(jī)，以便存 儲(chǔ)并下載到中央服務(wù)器。通過(guò)專用軟件監(jiān)測(cè)來(lái)自AbStats的數(shù)據(jù)，該專用軟件生成能夠通 過(guò)圖形用戶界面呈現(xiàn)的臨床上可解釋的信息。該系統(tǒng)被配置成為不同臨床環(huán)境下帶有高流 行疾病的大范圍住院患者和門診患者提供可以立即采取行動(dòng)的數(shù)據(jù)。
[0016] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，該系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)聲學(xué)監(jiān)測(cè)，以測(cè)量由胃腸道運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的 連續(xù)聲音。另外，該系統(tǒng)可以被配置成測(cè)量腹圍以監(jiān)測(cè)腹圍內(nèi)隨時(shí)間的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變化。
[0017] 如以上所詳細(xì)討論的，在下文中，本發(fā)明提供了一種新穎的工具來(lái)為患者和提供 商在例常就診之間跟蹤疾病，并未公眾提供一種量化自身生理參數(shù)的方式。
[0018] 本發(fā)明的其他方面將在說(shuō)明書(shū)的后續(xù)部分提出，其中的詳細(xì)描述是為了充分公開(kāi) 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而不將本發(fā)明限制于其上。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 通過(guò)參照僅用于說(shuō)明目的的下列附圖，能夠更充分地理解本發(fā)明：
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)多傳感器無(wú)線腹部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0021] 圖2是圖1的腰帶和數(shù)字聽(tīng)診器型換能器的示意性側(cè)視圖。
[0022] 圖3是展示根據(jù)本發(fā)明的配置為接收各個(gè)傳感器的示例孔陣列的示意圖。
[0023] 圖4A是根據(jù)本發(fā)明的腹圍傳感器系統(tǒng)的示意性頂視圖，該腹圍傳感器系統(tǒng)包括 可以圍繞使用者的腹部佩帶的柔順帶。
[0024] 圖4B是示出帶有該帶的腹部擴(kuò)展的圖4A的傳感器系統(tǒng)的示意圖。
[0025] 圖5是用于圖1至圖4B所示的無(wú)線腹部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0026] 圖6是用于根據(jù)本發(fā)明的傳感器融合處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] A.系統(tǒng)說(shuō)明
[0028] 1、聲學(xué)傳感器帶和系統(tǒng)
[0029] 參考圖1，多傳感器無(wú)線腹部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例包括多個(gè)薄型高聚焦聲學(xué) 傳感器12,其被施加到前腹壁16,例如執(zhí)行聲學(xué)監(jiān)測(cè)以測(cè)量由胃腸道運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的聲音， 并通過(guò)監(jiān)測(cè)腹部動(dòng)脈脈搏測(cè)量心率。
[0030] 圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字聽(tīng)診器換能器12的具有四個(gè)傳感 器線性陣列的系統(tǒng)10。傳感器12由被配置成束縛患者的腹部16的彈性腰帶14支撐。
[0031] 應(yīng)該理解的是，根據(jù)多傳感器方案的需要，其他傳感器配置也是可行的。在2傳感 器系統(tǒng)的情況下，一個(gè)傳感器定位在腰部帶16上，使其鄰近腹部16在過(guò)回盲瓣（未示出） 區(qū)域處的右下部，而另一個(gè)傳感器12鄰近腹部16在乙狀結(jié)腸處的左下部（未示出）。
[0032] 這些聲學(xué)傳感器12被配置為連續(xù)地并且非介入地監(jiān)測(cè)和捕獲一系列代表胃腸和 腹壁功能的音頻信號(hào)。所捕獲的數(shù)據(jù)由系統(tǒng)10從所有板載傳感器12以同步的方式記錄。 由傳感器12獲得的數(shù)據(jù)被饋送到容納信號(hào)處理和數(shù)據(jù)采集部件的控制單元20。數(shù)據(jù)采集 單元24和處理器22獲得來(lái)自傳感器12的原始數(shù)據(jù)。該單元可以具有用于用戶操縱裝置 的用戶接口 26,以及用于對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和/或進(jìn)行與數(shù)據(jù)采集/信號(hào)處理相關(guān)聯(lián) 的編程的存儲(chǔ)器28。還可以包括無(wú)線收發(fā)機(jī)30來(lái)將所獲取的傳感器數(shù)據(jù)和/或配置數(shù)據(jù) 傳送到中央儲(chǔ)存庫(kù)或數(shù)據(jù)庫(kù)（未示出）。
[0033] 圖2示出了腰帶和數(shù)字聽(tīng)診器型換能器12的示意性側(cè)視圖。該傳感器具有感測(cè) 表面54,其直徑D wte比腰部截面52的直徑D inne,和頂部部分50大。因此，傳感器12被支 撐在帶14的孔40 (參照?qǐng)D3)內(nèi)。
[0034] 圖3示出了配置為接收各個(gè)傳感器的孔40的示例陣列42。每個(gè)孔40的尺寸優(yōu)選 地具有與傳感器12的腰部截面52的直徑D imw匹配的直徑。應(yīng)當(dāng)理解，陣列42可以配置 為具有任意數(shù)量或圖形的孔40。
[0035] 雖然圖1至圖3所示的傳感器12被例示為用于監(jiān)測(cè)和捕獲代表胃腸和腹壁的功 能的一系列音頻信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)聲傳感器，但也可以理解，可以采用其他類型的傳感器 來(lái)結(jié)合或替代所述聲傳感器。例如，傳感器12可以包括以下的一種或多種：電容測(cè)量電極， 用于腹圍監(jiān)測(cè)以測(cè)量腹圍內(nèi)隨時(shí)間的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變化；肌電傳感器，用來(lái)測(cè)量前腹部肌肉 組織的收縮；運(yùn)動(dòng)傳感器，用來(lái)推斷呼吸速率和其他形式的運(yùn)動(dòng)；皮膚電傳導(dǎo)傳感器，用來(lái) 推斷情緒或生理上的壓力；和全球定位傳感器，用來(lái)跟蹤運(yùn)動(dòng)和位置。
[0036] 2、腹闈傳感器
[0037] 圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的腹圍傳感器系統(tǒng)100的俯視圖，該腹圍傳感器 系統(tǒng)100包括可以佩戴在用戶的腹部16的柔順帶。系統(tǒng)100被配置為可穿戴、使用方便以 及支持其他的傳感器。此外，腹圍傳感器100可以集成其它協(xié)助臨床使用的服裝和系統(tǒng)。
[0038] 系統(tǒng)100使用的外彈性殼體120和內(nèi)彈性殼體122來(lái)夾帶非彈性內(nèi)帶124。帶100 的彈性特性可以通過(guò)選擇材料（例如以萊卡或其它彈性織物用于殼體120和122)進(jìn)行調(diào) 整。非彈性帶124優(yōu)選由機(jī)械非柔順材料（例如尼龍布等織物）組成，其在端部126、128 附接至所述外彈性殼體120和內(nèi)彈性殼體122。
[0039] 內(nèi)帶124配備有一個(gè)柔性導(dǎo)電織物電極陣列130。在非彈性內(nèi)帶124的一端126 具有一個(gè)內(nèi)電容電極134,并且在其相對(duì)端128具有外部線性電容器電極陣列130。雖然圖 4A和圖4B中示出由八個(gè)電極132組成陣列130,但可以理解，系統(tǒng)100可以由更多的電極 132 (例如優(yōu)選超過(guò)64個(gè)電極132)實(shí)現(xiàn)。
[0040] 內(nèi)帶124中集成的電容檢測(cè)元件132、134被配置為檢測(cè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并提供絕對(duì)圓 周和周長(zhǎng)測(cè)量。圖4A示出了初始配置中的帶100。圖4B示出了腹部膨脹后的帶100,其中 自由端126和傳感器134相對(duì)于所述陣列130移動(dòng)距離D。
[0041] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，電極132由控制器尋址（例如，見(jiàn)圖1的控制器20)，該 控制器包括一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)換器部件和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容檢測(cè)電路（均未示出），以允許訪問(wèn) 每個(gè)電極132。如圖4A和4B所示，當(dāng)發(fā)生周長(zhǎng)膨脹時(shí)，非彈性帶124的端部126和128出 現(xiàn)相對(duì)位移D。此位移D改變了電極134相對(duì)于陣列130中的電極132的位置。由于測(cè)量 的電