專(zhuān)利名稱(chēng)：使用分布式電磁(em)組織監(jiān)測(cè)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明在某些實(shí)施方式中涉及生物組織監(jiān)測(cè)，更具體地但不排他地，涉及使用EM測(cè)量法監(jiān)測(cè)生物組織的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在基于EM信號(hào)分析的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，EM輻射信號(hào)被送入體內(nèi)，借此傳播和/或由其反射，然后被攔截和評(píng)估。在過(guò)去幾年里，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。例如，于2009年8月20日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第2010/0056907號(hào)描述了一種監(jiān)測(cè)至少一種心臟組織的方法。該方法包括a)攔截由多個(gè)EM輻射會(huì)話中的患者的至少一種心臟組織反射出來(lái)的電磁(EM)輻射的多次反射，b)根據(jù)所述多次反射對(duì)表示所述至少一種心臟組織的至少一種機(jī)械特性的機(jī)械跟蹤進(jìn)行計(jì)算，c)對(duì)所述機(jī)械跟蹤進(jìn)行分析以便檢測(cè)生理?xiàng)l件的存在與否，以及d)輸出所述分析。在于2008年9月4日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第2010/0256462號(hào)中描述了另一個(gè)實(shí)例，其教導(dǎo)了一種監(jiān)測(cè)胸腔組織的方法。該方法包括在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)在多個(gè)會(huì)話中攔截由患者的胸腔組織反射出來(lái)的電磁(EM)輻射的反射，通過(guò)分析各次反射來(lái)檢測(cè)胸腔組織介電常數(shù)的變化，以及輸出指示該變化的通知。作為在此期間出現(xiàn)的胸腔運(yùn)動(dòng)結(jié)果來(lái)改變反射。如同在這些系統(tǒng)及方法中一樣，EM信號(hào)必須穿過(guò)感興趣區(qū)域以便提供與特定生物參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，EM信號(hào)經(jīng)常遭受?chē)?yán)重的衰減、扭曲及延遲。如果將傳感器置于與所監(jiān)測(cè)的生物組織相關(guān)的最佳位置，則可以提高EM信號(hào)的質(zhì)量。為了提取生物參數(shù)的趨勢(shì)，重要的是使傳感器固定以便在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間按多個(gè)間隔捕獲EM輻射。傳感器必須適當(dāng)?shù)胤胖靡员銣p少EM信號(hào)所遭受的衰減和/或延遲。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括植入式體內(nèi)探針和體外探針，在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)在多個(gè)會(huì)話中利用天線通過(guò)其間的至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)；處理單元，對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化；以及輸出單元，輸出所述變化?？蛇x地，所述體外探針傳遞并攔截所述EM信號(hào)?？蛇x地，所述體外探針傳遞所述EM信號(hào)，所述體內(nèi)探針攔截所述EM信號(hào)。
可選地，所述處理單元對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的液位的變化。
可選地，處理單元是所述植入式體內(nèi)探針的一部分；植入式體內(nèi)探針包括用于將與所述分析的EM信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸至所述體外探針和體外患者管理單元中的至少一個(gè)的通信接口。
可選地，處理單元是體外探針、體外患者管理單元及植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)中的至少一個(gè)的一部分。
可選地，所述入式體內(nèi)探針與植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)集成在一起。
可選地，植入式體內(nèi)探針容納在由最低限度地削弱EM信號(hào)的生物相容性材料制成的外殼中。
可選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于從植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)接收至少一個(gè)參數(shù)的通信接口 ；處理單元根據(jù)所述EM信號(hào)的分析與所述至少一個(gè)參數(shù)的結(jié)合對(duì)所述變化進(jìn)行計(jì)算。
可選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于從植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)接收至少一個(gè)參數(shù)； 并根據(jù)所述至少一個(gè)參數(shù)進(jìn)行操作的通信接口。
可選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于將與所述變化相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)以便允許對(duì)MD的操作進(jìn)行調(diào)節(jié)的通信接口。
更可選地，所述變化為心臟射血分?jǐn)?shù)變化，其中MD為心臟起搏器設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)包括根據(jù)心臟射血分?jǐn)?shù)變化對(duì)心臟起搏器的起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
更可選地，處理單元根據(jù)所述變化對(duì)心輸出量進(jìn)行計(jì)算，調(diào)節(jié)包括根據(jù)所述心輸出量對(duì)起搏元件的起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
更可選地，IMD包括釋藥元件，IMD根據(jù)所述變化對(duì)所述釋藥元件的釋放速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
更可選地，所述變化為患者心臟壓力的變化速率，IMD根據(jù)所述速率對(duì)起搏元件的起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
可選地，所述植入式體內(nèi)探針包括執(zhí)行增強(qiáng)、再生以及操縱EM信號(hào)中的至少一個(gè)的有源元件。
可選地，所述內(nèi)探針和體外探針中的至少一個(gè)包括用于收集與患者身體狀況相關(guān)的數(shù)據(jù)的額外傳感器，所述處理單元將所述變化與所述收集的數(shù)據(jù)相結(jié)合以確定生物參數(shù)。
可選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于從植入所述患者體內(nèi)的肺動(dòng)脈壓力(PAP)設(shè)備接收壓力值的通信接口 ；所述處理單元根據(jù)所述EM信號(hào)的分析和所述壓力值相結(jié)合對(duì)所述變化進(jìn)行計(jì)算。
可選地，所述植入式體內(nèi)探針和所述體外探針中的至少一個(gè)在至少24小時(shí)的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)在多個(gè)會(huì)話中利用天線通過(guò)其間的至少一種組織傳播多個(gè)EM信號(hào)。
可選地，所述植入式 體內(nèi)探針和所述體外探針中的至少一個(gè)包括將與所述EM信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸至包括所述處理單元的外部管理單元的通信接口。
可選地，處理單元對(duì)EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一種介電相關(guān)特性的趨勢(shì)。
可選地，將體外探針集成到可佩帶式元件中。
可選地，體外探針被集成到壁、床墊、手持設(shè)備、智能手機(jī)及一件家具中的至少一個(gè)中。
可選地，EM信號(hào)是射頻(RF)信號(hào)。
可選地，EM信號(hào)是微波(麗)信號(hào)。
可選地，體內(nèi)探針傳輸該EM信號(hào)；進(jìn)一步包括用于對(duì)該EM信號(hào)的振幅進(jìn)行取樣的振幅檢測(cè)器以及用于將所述取樣振幅傳輸至所述體外探針的通信接口。
可選地，體內(nèi)探針傳輸該EM信號(hào)；進(jìn)一步包括用于根據(jù)由所述體內(nèi)探針接收的不同EM信號(hào)的相位對(duì)該EM信號(hào)的相位進(jìn)行協(xié)調(diào)的模塊。
可選地，所述體內(nèi)探針朝包括該體外探針的多個(gè)體外探針傳輸多個(gè)EM信號(hào)，其中，該變化根據(jù)由該探針得到的信號(hào)得出的至少一個(gè)差分測(cè)量進(jìn)行計(jì)算。
可選地，該體外探針朝該體內(nèi)探針傳輸該EM信號(hào)；所述體內(nèi)探針包括用于朝該體外探針和另一個(gè)體外探針中的至少一個(gè)反射該EM信號(hào)的反射器。
可選地，該體內(nèi)探針包括用于攔截感應(yīng)充電場(chǎng)以便為所述體內(nèi)探針充電的感應(yīng)線圈。
更可選地，該體外探針包括用于產(chǎn)生所述感應(yīng)充電場(chǎng)的供電元件電路。
可選地，該體內(nèi)探針與患者體內(nèi)的植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)共享電源。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的方法。 該方法包括將植入式體內(nèi)探針植入患者的體內(nèi)區(qū)域，將體外探針定位在所述患者的皮膚區(qū)域附近，通過(guò)該體內(nèi)區(qū)域及該皮膚區(qū)域之間的至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)并攔截EM 信號(hào)，所述傳播和攔截由該植入式體內(nèi)探針和該體外探針執(zhí)行，對(duì)所述傳播的EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)該至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化，以及輸出該變化。
可選地，該植入式體內(nèi)探針植入在患者的肌肉層和脂肪層之間。
可選地，該植入式體內(nèi)探針植入在胸腔內(nèi)部，并用于通過(guò)肺朝該體外探針傳輸所述EM信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的植入式體內(nèi)探針。該植入式體內(nèi)探針包括利用天線通過(guò)至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)的發(fā)射器，攔截來(lái)自所述至少一種組織的所述EM信號(hào)的反射的接收器， 對(duì)所述反射進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化的處理單元，以及基于所述變化將消息傳送到體外單元的通信單元 。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括植入式反射元件，利用天線捕獲電磁(EM)信號(hào)并捕獲來(lái)自該植入式反射元件的該EM信號(hào)的反射的體外探針，該EM信號(hào)通過(guò)該體外探針和該植入式反射元件之間的至少一種組織傳播，以及對(duì)所述反射進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化的處理單元。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的設(shè)備。 該設(shè)備包括利用天線捕獲電磁(EM)信號(hào)的體外探針，該EM信號(hào)通過(guò)至少一種體內(nèi)組織傳輸，用于從植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)接收心臟數(shù)據(jù)的通信接口，以及對(duì)所述反射進(jìn)行分析并根據(jù)所述EM信號(hào)的分析與所述心臟數(shù)據(jù)的結(jié)合對(duì)所述至少一種體內(nèi)組織的至少一個(gè)生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算的處理單元。
可選地,心臟數(shù)據(jù)是起搏元件的起搏參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的設(shè)備。 該設(shè)備包括利用天線捕獲電磁(EM)信號(hào)的體外探針，該EM信號(hào)通過(guò)至少一種體內(nèi)組織進(jìn)行傳輸，對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析并相應(yīng)對(duì)所述至少一種體內(nèi)組織的至少一個(gè)生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算的處理單元，以及用于將所述至少一個(gè)生物參數(shù)以及基于所述至少一個(gè)生物參數(shù)計(jì)算出來(lái)的指令中的至少一個(gè)傳輸至植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)的通信接口。
可選地，所述至少一個(gè)生物參數(shù)包括選自由心臟射血分?jǐn)?shù)變化、升壓速率及心輸出量組成的組的成員。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的方法。 該方法包括將植入式體內(nèi)探針植入患者的體內(nèi)區(qū)域，通過(guò)至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)，攔截EM信號(hào)，對(duì)傳播的EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化，以及基于所述變化將消息無(wú)線傳送到體外單元。
除非另有定義，本文使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語(yǔ)均具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。雖然和本文描述的方法和材料類(lèi)似或等同的方法和材料可以用于實(shí)施或檢驗(yàn)本發(fā)明的實(shí)施方式，但在下文中將描述示例性的方法和/或材料。在發(fā)生沖突的情況下，將核對(duì)本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)(包括定義)。另外，材料、方法以及實(shí)例僅是說(shuō)明性的并非旨在進(jìn)行必要地限制。
本發(fā)明實(shí)施方式的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施可以涉及手動(dòng)、自動(dòng)或手動(dòng)和自動(dòng)相結(jié)合執(zhí)行或完成所選任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施方式的實(shí)際儀器及設(shè)備，幾項(xiàng)所選任務(wù)可通過(guò)硬件、軟件、固件或其組合利用操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)施。
例如，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的所選任務(wù)的硬件可被實(shí)施為芯片或電路。 作為軟件，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的所選任務(wù)可被實(shí)施為由計(jì)算機(jī)利用任何合適的操作系統(tǒng)執(zhí)行的多個(gè)軟件指令。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，根據(jù)如本文所述的方法和/或系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式的一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)由數(shù)據(jù)處理器(例如 ，用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算平臺(tái)) 執(zhí)行。可選地，數(shù)據(jù)處理器包括存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的易失性存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)指令和/ 或數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器，例如磁硬盤(pán)和/或可移動(dòng)介質(zhì)。任選還提供了網(wǎng)絡(luò)連接。任選還提供了顯示器和/或諸如鍵盤(pán)或鼠標(biāo)的用戶輸入設(shè)備。


本文僅通過(guò)舉例的方式并參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的某些實(shí)施方式。現(xiàn)具體并詳細(xì)地參照附圖，要強(qiáng)調(diào)的是，示出的細(xì)節(jié)是通過(guò)舉例的方式進(jìn)行的，是為了說(shuō)明性地討論本發(fā)明的實(shí)施方式。在這方面，連同附圖一起的描述可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員明了可以如何實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施方式。
在附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的根據(jù)在植入式體內(nèi)探針和體外探針之間傳播的電磁(EM)信號(hào)監(jiān)測(cè)一種或多種生物組織的生物參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖2為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的示例性體外探針的一組組件(一些是可選的)的示意圖3A至圖3C為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100監(jiān)測(cè)的患者的軸向胸平面上的示意圖4為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的將與測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)直接傳輸至患者管理單元(不通過(guò)體外探針)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體內(nèi)探針的示意圖5為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的示例性體內(nèi)探針的一組組件(一些是可選的)的示意圖6為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的將與測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)直接傳輸至詢(xún)問(wèn)器設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體內(nèi)探針的示意圖7為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的詢(xún)問(wèn)器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的示意圖8為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的探針的截面示意圖，該探針可以是體內(nèi)探針或體外探針；以及
圖9為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的利用例如如圖1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)身體組織 (例如，胸腔組織)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明在某些實(shí)施方式中涉及生物組織監(jiān)測(cè)，更具體地但不排他地，涉及使用EM 測(cè)量法監(jiān)測(cè)生物組織的方法及系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種可選地在超過(guò)24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的一種或多種生物組織的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括利用一個(gè)或多個(gè)天線通過(guò)其間的一種或多種生物組織傳播電磁(EM)信號(hào)的植入式體內(nèi)探針和體外探針。例如，電磁(EM)信號(hào)，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)在本文中可以稱(chēng)為EM信號(hào)，可以由一個(gè)探針進(jìn)行傳輸并由另一個(gè)探針攔截和/ 或處理或由另一個(gè)探針?lè)瓷?。植入式體內(nèi)探針可以是指定探針或與另一個(gè)植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)集成在一起或集成到其中的組件，例如，心臟起搏器、植入電極設(shè)備或肺動(dòng)脈壓力 (PAP)設(shè)備。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括對(duì)EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)組織的一個(gè)或多個(gè)生物參數(shù)的變化的處理單元。該處理單元可以與任何一個(gè)探針集成在一起，與MD共享，和/或可以是與任何一個(gè)探針進(jìn)行通信的患者管理單元的一部分。該處理單元連接至輸出單元，該輸出單元輸出變化和/或基于此變化計(jì)算出來(lái)的指令。如下文進(jìn)一步描述，該系統(tǒng)允許減少與監(jiān)測(cè)探針相關(guān)聯(lián)的偽影并允許提高因體外探針相對(duì)容易定位而導(dǎo)致的患者依從性。
可選地，通過(guò)測(cè)量在24小時(shí)或更多的時(shí)間內(nèi)保存的會(huì)話期間受EM信號(hào)影響的組織的介電相關(guān)特性(例如，流體含量或體積的變化)，來(lái)執(zhí)行監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)適用于連續(xù)的、任選可佩帶的使用模式，以及適用于間歇測(cè)量。
每個(gè)探針可以 包括多個(gè)元件，一些或全部用于傳輸，另一些或全部用于接收，其中一些可以以相同頻率互換地進(jìn)行接收及傳輸(隨時(shí)間改變)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種可選地在超過(guò)24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的一種或多種生物組織的方法。該方法基于植入式體內(nèi)探針和體外探針，該植入式體內(nèi)探針植入在患者的體內(nèi)內(nèi)腔中，例如可選地植入在脂肪層和肌肉層之間，該體外探針可以定位在(例如，附接至)患者的皮膚附近。在植入并定位之后，通過(guò)體內(nèi)內(nèi)腔和皮膚之間的一種或多種組織傳播(例如，傳送(transfer ) )EM信號(hào)。現(xiàn)在,對(duì)傳播的EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)組織的一個(gè)或多個(gè)生物參數(shù)的變化。這允許輸出該變化，例如，向用戶呈現(xiàn)該變化或基于該變化生成操作另一個(gè)頂D的指令。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，提供了一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的植入式體內(nèi)探針。該植入式體內(nèi)探針包括利用天線通過(guò)一種或多種組織傳播EM信號(hào)的發(fā)射器，攔截來(lái)自所述組織的所述EM信號(hào)的反射的接收器，對(duì)所述反射進(jìn)行分析以檢測(cè)組織的一個(gè)或多個(gè)生物參數(shù)的變化的處理單元，以及基于所述變化將消息傳送給體外單元(例如，患者管理單元或詢(xún)問(wèn)器(例如，可佩帶式詢(xún)問(wèn)器或固定詢(xún)問(wèn)器))的通信單元。
在詳細(xì)闡述本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式之前，要理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不一定受限于以下描述中陳述的和/或附圖和/或?qū)嵗兴镜慕Y(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及組件和/或方法的布置。本發(fā)明能夠具有其他實(shí)施方式或能夠以各種方式加以實(shí)踐或執(zhí)行。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，圖1為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的根據(jù)在植入式體內(nèi)元件101和體外探針102之間傳播的電磁(EM)信號(hào)監(jiān)測(cè)一種或多種生物組織的生物參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100 的示意圖，該植入式體內(nèi)元件比如為反射器、EM信號(hào)調(diào)制元件及體內(nèi)探針，其可以是心臟起搏器或任何其他植入物的一部分。體外探針102可選地置于患者皮膚上或附近。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，體內(nèi)元件、反射器及EM信號(hào)調(diào)制元件在本文中可以互換指代。
生物參數(shù)可以基于介電相關(guān)特性和諸如呼吸率和/或深度及心跳率的利用EM轉(zhuǎn)換器獲得的額外數(shù)據(jù)之間的組合進(jìn)行確定。可選地，生物參數(shù)可以基于來(lái)自外部源和/或傳感器的介電相關(guān)特性和用戶相關(guān)數(shù)據(jù)之間的組合進(jìn)行確定。
在使用中，探針101、102被可選地放置為使得EM信號(hào)的大部分能量，例如傳輸?shù)?EM信號(hào)的輻射或功率密度，經(jīng)過(guò)感興趣區(qū)域，例如感興趣器官，比如肺。
可選地，探針101、102中的一個(gè)包括發(fā)射器，而另一個(gè)包括接收器。例如，植入式體內(nèi)元件101可以是包括EM接收器，例如射頻(RF)和/或微波(麗)接收器的探針，體外探針102可選地是RF和/或MW發(fā)射器。可選地，這兩個(gè)探針101、102都包括收發(fā)器(作為單個(gè)模塊或作為獨(dú)立的接收器及發(fā)射器)。在該實(shí)施方式中，EM信號(hào)可以沿兩個(gè)方向傳播，從體外探針102至植入式體內(nèi)元件101，反之亦然?？蛇x擇地，只有一個(gè)探針正在收發(fā)EM輻射。應(yīng)注意的是，雖然本文中只描述了一個(gè)體外探針102及一個(gè)體內(nèi)探針101，但可以互換或同時(shí)使用任意數(shù)量的體外探針102和/或體內(nèi)探針101。這些探針可以適于在超過(guò)1、2、 4、8、12、16、20及24小時(shí)、天、星期、月和/或年的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)在多個(gè)連續(xù)的或間歇的會(huì)話中傳輸和/或攔截多個(gè)EM信號(hào)，其中患者可以行走和/或處于監(jiān)測(cè)狀態(tài)。數(shù)字105描述了在探針之間傳播的示例性EM信號(hào)的傳遞?？蛇x地，體外探針102可選地通過(guò)無(wú)線連接110，例如如下文進(jìn)一步描述，與患者管理單元103進(jìn)行通信。
因?yàn)橹踩胧襟w內(nèi)元件101的位置固定在患者的身體98上，所以相對(duì)于體外EM信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備，降低了對(duì)環(huán)境噪聲和/或電流的敏感性和/或?qū)鞲衅鬟\(yùn)動(dòng)偽像的敏感性。
此外，植入式體內(nèi)元件101的固定使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100不易產(chǎn)生相對(duì)于患者的身體和/ 或感興趣監(jiān)測(cè)區(qū)域的不必要的運(yùn)動(dòng)，和/或不易產(chǎn)生其他運(yùn)動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)效果。運(yùn)動(dòng)效果可以指監(jiān)測(cè)患者的各種運(yùn)動(dòng)、監(jiān)測(cè)設(shè)備的至少一個(gè)外部部件的各種運(yùn)動(dòng)或監(jiān)測(cè)患者的器官的各種運(yùn)動(dòng)等。所述運(yùn)動(dòng)例如可以是胸腔運(yùn)動(dòng)、器官運(yùn)動(dòng)、天線運(yùn)動(dòng)、姿態(tài)或位置變化(無(wú)論是監(jiān)測(cè)患者位置的自愿或是非自愿變化 )相關(guān)運(yùn)動(dòng)、活動(dòng)相關(guān)運(yùn)動(dòng)、內(nèi)部生理活動(dòng)的效果、 外部生理活動(dòng)的效果、不法行為比如噪聲、擾動(dòng)和/或干擾。這種運(yùn)動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)效果可以對(duì)從EM信號(hào)提取有用信息造成不良影響。此外，植入式體內(nèi)元件101很少受或不受將傳感器耦合至患者身體的挑戰(zhàn)影響，例如失去耦合至身體的機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致傳輸能量的減少和/ 或輻射能量的相位和/或振幅的改變。
與已植入到植入式體內(nèi)元件101之后的情況一樣，沒(méi)有必要進(jìn)行定位、重新定位和/或注冊(cè)。定位、重新定位和/或注冊(cè)是需要花費(fèi)大量時(shí)間的程序，降低了患者的依從性。 如此，要避免定位、重新定位和/或注冊(cè)偽影。應(yīng)注意的是，因?yàn)橹踩胧襟w內(nèi)元件101可以用于取代被設(shè)置為附接到患者背部的探針，所以避免重新定位和/或注冊(cè)偽影對(duì)患者的依從性和/或信號(hào)分析的魯棒性來(lái)說(shuō)可能是很重要的。例如在監(jiān)測(cè)背部的腫瘤時(shí)，將探針附接到患者背部上在無(wú)支架的情況下是一項(xiàng)難以執(zhí)行的任務(wù)。體內(nèi)元件101的植入允許用戶避免這個(gè)過(guò)程且只注意體外探針102的定位。這允許監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100自身定位且測(cè)量的簡(jiǎn)便性提高了患者使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100執(zhí)行測(cè)量的依從性。例如CHF患者的所述依從性允許對(duì)患者肺部液體的積累進(jìn)行更準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)且可以防止住院治療，因?yàn)榛颊咴谒那闆r惡化之前可以吃藥。
可選地，體內(nèi)元件101的傳輸和/或體內(nèi)元件的反射充當(dāng)用于幫助體外探針102定位和/或重新定位的參考信號(hào)。
另外，將植入式體內(nèi)元件101植入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100而不是將探針置于體外探針102 的位置的相當(dāng)側(cè)，減少了例如通過(guò)皮膚和/或通過(guò)也可以稱(chēng)為串?dāng)_且保存很少或不保存相關(guān)信息的脂肪層從傳輸探針到接收探針的寄生EM場(chǎng)和/或電場(chǎng)。使用體內(nèi)探針，人們可以實(shí)現(xiàn)將EM福射更加定位在感興趣器官周?chē)?br> 探針101、102中的至少一個(gè)包括對(duì)傳播EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)放置在探針101、 102之間的一種或多種組織的一個(gè)或多個(gè)生物參數(shù)的變化的處理單元或與之進(jìn)行通信，例如如下文進(jìn)一步描述。該處理單元可以定位在外部患者管理單元103中(例如，如圖1所例示)，或定位在任何一個(gè)探針中。可選地，該處理單元連接至輸出單元，該輸出單元輸出，例如傳輸或呈現(xiàn)檢測(cè)到的變化。例如，該輸出單元包括用于將該變化無(wú)線傳輸至中央監(jiān)測(cè)單元的發(fā)射器。在另一個(gè)實(shí)例中，該輸出單元包括用于呈現(xiàn)所計(jì)算的變化的屏幕。另外地或可供選擇地，將該變化可選地記錄在諸如閃存單元的存儲(chǔ)庫(kù)中。應(yīng)注意的是，術(shù)語(yǔ)處理單元在本文中可以指本地處理單元、分布式處理單元和/或遠(yuǎn)程處理單元。例如，遠(yuǎn)程處理單元可以是與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100進(jìn)行通信的植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)的處理單元，或MD及體內(nèi)元件 101共享的一體式處理單元，或體外探針102所使用的處理單元。在處理單元是遠(yuǎn)程處理單元的實(shí)施方式中，可以對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)給處理單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，便于遠(yuǎn)程處理單元進(jìn)行遠(yuǎn)程處理?？蛇x地，該處理單元可以包括減少偽影及噪聲的算法，偽影及噪聲會(huì)降低裝置執(zhí)行的測(cè)量的質(zhì)量。例如，這些算法可以包括用于減輕內(nèi)部及外部身體運(yùn)動(dòng)的影響和/或姿態(tài)變化的影響的算法，例如，如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02010/100649號(hào)、國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第 W02009/031150號(hào)和/或國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第2009/031149號(hào)中詳細(xì)描述的基于注冊(cè)的算法?？蛇x地，體內(nèi)元件101是一種可以只執(zhí)行某些所需處理，例如選擇合適的時(shí)間執(zhí)行測(cè)量分析的探針，體外探針102執(zhí)行其他處理活動(dòng)， 從而對(duì)各自的生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
對(duì)傳播EM信號(hào)的分析可選地基于組織的介電相關(guān)特性和/或介電相關(guān)特性的變化，例如，如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02010/100649號(hào)、國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第 W02009/031150號(hào)和/或國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第2009/031149號(hào)中所述，這些申請(qǐng)通過(guò)弓I用結(jié)合于此。如本文中所使用的，生物參數(shù)是指生物指標(biāo)的任何一個(gè)或多個(gè)值，該等生物指標(biāo)反映一種或多種器官和/或組織的特性，例如組織的液位、腫瘤的大小和/或類(lèi)型、器官的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、組織的介電相關(guān)特性及其變化等。可選地，生物參數(shù)可以是一個(gè)或多個(gè)所測(cè)得的生物參數(shù)的值隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。如本文中所使用的，比容(specific volume)、器官或組織的介電相關(guān)特性包括比容內(nèi)的復(fù)合材料的磁導(dǎo)率、電容率及導(dǎo)電率中的一個(gè)或多個(gè)。此介電相關(guān)特性可以受流體的存在或分布、諸如鹽、葡萄糖的物質(zhì)在內(nèi)部組織和/或器官的流體中的濃度、纖維組織的比例、炎性物質(zhì)在內(nèi)部組織和/或器官的流體中的濃度及不同特性的器官或組織在所測(cè)得體積中的物理配置的影響。如本文中所使用的，介電相關(guān)特性的變化可選地是表示一種或多種介電相關(guān)特性的變化和/或體內(nèi)組織的配置的變化或組織之間的體內(nèi)內(nèi)腔的變化的變化。例如,就體內(nèi)內(nèi)腔的流體變化而言，比如當(dāng)血液填充薄壁組織時(shí)，該區(qū)域的介電常數(shù)的變化是預(yù)期的。在另一個(gè)實(shí)例中，組織內(nèi)部的缺血區(qū)可以將其介電相關(guān)特性變?yōu)檩^低介電常數(shù)所反映的纖維組織。在另一個(gè)實(shí)例中，由于一個(gè)區(qū)域中的癌變腫瘤的大小不斷增長(zhǎng)或變得更血管化，這個(gè)區(qū)域可能會(huì)改變介電相關(guān)特性。
可選地，處理單元通過(guò)在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)和多個(gè)EM信號(hào)傳輸會(huì)話期間對(duì)所攔截的傳播EM信號(hào)的變化進(jìn)行分析來(lái)對(duì)介電相關(guān)特性或介電相關(guān)特性的變化進(jìn)行計(jì)算?？蛇x地，EM 信號(hào)為射頻(RF)信號(hào)，例如，如下文詳細(xì)描述的頻率范圍內(nèi)的RF信號(hào)?？蛇x地，EM信號(hào)為微波(麗)信號(hào)，例如，如下文詳細(xì)描述的頻率范圍內(nèi)的麗信號(hào)。
可選地，植入式體內(nèi)元件101是包括結(jié)合其組件并便于植入的諸如封閉管的外部包被的探針。在使用中，可以皮下植入植入式體內(nèi)元件101?？晒┻x擇地，植入式體內(nèi)元件 101可以植入在肌肉下面的區(qū)域中。這種植入通常在僅要求局部麻醉的手術(shù)中執(zhí)行。植入式體內(nèi)元件101也可以在更具侵入性的手術(shù)中植入，例如，更深地植入靠近監(jiān)測(cè)器官或組織的患者體內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，植入式體內(nèi)元件101被設(shè)計(jì)為植入胸腔內(nèi)，體外探針102被設(shè)置為置于胸腔的表面上，例如置于胸腔的前面或置于胸腔的外側(cè)，腋中線上或周?chē)囊父C下方，或靠近胸膜腔的下部分，隔膜上方。其他實(shí)施方式可以包括在感興趣的其他區(qū)域附近植入，例如，在測(cè)量心臟特點(diǎn)的情況下，可能植入的部位在心臟上方、兩乳頭之間的軸上、胸骨的左邊。對(duì)慢性心力衰竭來(lái)說(shuō)，心臟的左心室或立即連接的血管可能是優(yōu)選部位。其他位置也可以能是可接受的部位。在感興趣區(qū)域是腫瘤，例如骨腫瘤的情況下，接近骨上的植入部位是可能的部位。在監(jiān)測(cè)組織是腹腔腫瘤的情況下，可以將體內(nèi)探針插在外部元件對(duì)面的腫瘤側(cè)上。
在另一個(gè)實(shí)例中，該體內(nèi)元件101被皮下植入或被植入在患者背部的脂肪層下， 肌肉層上，體外探針102被放置在基本上平行于胸膜腔的下部、隔膜上方。體外探針102可以定位在患者身體上的幾個(gè)其他位置。
體外探針102可以利用粘著劑或指定附接單元和/或置入單元附接到患者的身體上，例如，如于2008年9月4日提交的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第IL2008/001198號(hào)及第 IL2008/001199號(hào)中所述，這些申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。體外探針102可以集成到衣服、皮帶、背心、一塊布中和/或集成到定位在患者身體上的其他設(shè)備(例如，音樂(lè)播放器和/或脈搏計(jì))中。體外探針102可以可選地利用粘合劑附接到患者的皮膚上?？梢愿浇芋w外探針 102且持續(xù)時(shí)間為整個(gè) 監(jiān)測(cè)時(shí)間或在此期間該體外探針可以移除并更換一次或多次。
體外探針102可以放置在患者的身體附近,例如定位在床墊、床架中或上、患者家中的墻壁和/或椅子上。例如，體外探針102可以是可互換地固定在患者身體附近的手持設(shè)備或合并到患者床上的設(shè)備。在此實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)下的患者只需要站在、坐在或躺在體外探針102旁邊,并啟動(dòng)監(jiān)測(cè)會(huì)話而無(wú)需穿戴或附接體外探針102?？蛇x地,例如基于患者與體外探針的接近性，不同的體外探針102可以互換使用。在某些實(shí)施方式中，例如當(dāng)體外探針接近體內(nèi)探針定位時(shí)，例如當(dāng)皮下植入體內(nèi)探針時(shí)，體外探針可以增強(qiáng)體內(nèi)探針與身體外部環(huán)境的隔離性，和/或保護(hù)體內(nèi)探針免受患者身體外部的EM輻射的干擾并保護(hù)其免受 EM 輻射。可以利用如申請(qǐng)第 61/090，356 號(hào) “ELECTROMAGNETIC EM PROBES, METHODS FORFABRICATION THEREOF, AND SYSTEMS WHICH USE SUCHELECTROMAGNETIC EM PROBES，，中描述的外部部件的材料及配置進(jìn)行此隔離和/或保護(hù)，例如，可以在外部部件中或在如下所述置于體內(nèi)探針位置上的詢(xún)問(wèn)器中進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，體外探針102包括具有發(fā)射器的一個(gè)或多個(gè)前端傳感器204以及任選用于將EM信號(hào)傳輸至安裝在體內(nèi)元件101中的接收器的天線。該接收器攔截EM信號(hào)并至少部分利用任選安裝在其中的處理單元對(duì)該EM信號(hào)進(jìn)行分析。現(xiàn)在，處理單元將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給通信單元(即，圖5)，通信單元將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至患者管理單元103。例如,處理單元201 (即，圖5)對(duì)諸如胸腔組織液位或一個(gè)或多個(gè)介電相關(guān)參數(shù)或變化的生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，如上所述，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至患者管理單元103?？蛇x地，安裝在體外探針102處的接收器接收所傳輸?shù)奶幚砗蟮臄?shù)據(jù)并可選地將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給患者管理單元103。可選地，體外患者管理單元103進(jìn)一步對(duì)所接收的處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和/或存儲(chǔ)?？蛇x地，與監(jiān)測(cè)患者相關(guān)的額外信息被發(fā)送給體外患者管理單元103，例如由處理單元所計(jì)算的生物參數(shù)的趨勢(shì)、體外和/或體內(nèi)探針的運(yùn)行狀態(tài)，例如電池狀態(tài)、 存儲(chǔ)器狀態(tài)、故障等。
可選地，植入式體內(nèi)元件101的功能是一種探針，該探針受可選地通過(guò)體外探針 102發(fā)送給該探針的指令消息的控制，該指令消息包括下載參數(shù)、下載軟件或固件更新、參數(shù)指令的變化、監(jiān)測(cè)算法的參數(shù)、其他功能算法和/或通過(guò)發(fā)射器接收的初始測(cè)量?？蛇x地，指令消息指示植入式體內(nèi)元件101的激活和/或停用，允許對(duì)低級(jí)存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，啟動(dòng)自檢、重置等。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，植入式體內(nèi)元件101被集成或是植入式醫(yī)療設(shè)備 (IMD)的一部分，如上所述?？蛇x地，這種體內(nèi)元件101可以與MD的其他組件和/或功能 (例如，存儲(chǔ)單元、電源、處理單元和/或通信單元)共享資源。所述共享例如可以通過(guò)使用 IMD的計(jì)算和/或處理能力來(lái)執(zhí)行處理功能，例如生物參數(shù)(例如，基于所分析的介電相關(guān)特性的組織中的流體含量)的算法功能或計(jì)算，從而將MD的處理和/或計(jì)算設(shè)備與體內(nèi)探針集成在一起。通過(guò)共享諸如通信能力和/或能量存儲(chǔ)和/或通電方案的資源，從而避免多個(gè)單元，節(jié)省能量、空間及成本。所述集成可以是機(jī)械和/或電子集成或通過(guò)與另一個(gè)植入設(shè)備的通信實(shí)現(xiàn)的集成。
應(yīng)注意的是，如本文所描述的集成不一定是指物理集成。例如，MD及體內(nèi)元件 101可以通過(guò)有線和/或無(wú)線連接彼此進(jìn)行通信。例如，可以將諸如心跳率的感測(cè)到的參數(shù)從IMD發(fā)送到體內(nèi)元件101和/或發(fā)送到體外探針,體外探針使用該參數(shù)例如檢測(cè)患者活 動(dòng)程度。
應(yīng)注意的是，當(dāng)植入式體內(nèi)元件101被集成或是MD的一部分時(shí)，對(duì)患者執(zhí)行單個(gè)植入程序，而不是兩個(gè)不同的程序，以便植入這兩個(gè)設(shè)備。
從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100得來(lái)的信息可以用于對(duì)MD的活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該MD與植入式體內(nèi)元件101通信或集成該植入式體內(nèi)元件101,反之亦然。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，IMD是一種心臟起搏器，例如植入心臟設(shè)備(I⑶)或植入心臟再同步設(shè)備(CRT-D)。在此分析中，由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可以用于對(duì)MD的速度、節(jié)奏和/或功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，根據(jù)下述器官的一個(gè)或多個(gè)生物參數(shù)、液位、介電相關(guān)特性、介電相關(guān)特性的變化和/或機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行該調(diào)節(jié)。例如，從監(jiān)測(cè)裝置獲得的數(shù)據(jù)，例如下述器官的生物參數(shù)、液位、機(jī)械運(yùn)動(dòng)或其他數(shù)據(jù)可以用于MD的算法，例如確定 CRT-D的起搏行為(pacing action)的算法，以對(duì)所述MD的行為產(chǎn)生影響。在此實(shí)施方式中，MD內(nèi)側(cè)的處理單元或處理設(shè)備可以將來(lái)自監(jiān)測(cè)裝置的體內(nèi)探針的數(shù)據(jù)集成到其活動(dòng)函數(shù)中，例如以對(duì)起搏協(xié)議進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在這些實(shí)施方式中，心臟起搏器根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)起搏行為進(jìn)行計(jì)算。例如，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100可以根據(jù)心臟時(shí)間間期的定時(shí)對(duì)當(dāng)前心臟射血分?jǐn)?shù)(舒張末期容積 (end diastolic volume,EDV)除以收縮末期容積(end systolic volume,EVS))進(jìn)行計(jì)算, 心臟起搏器可以相應(yīng)地對(duì)起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)以便優(yōu)化心臟射血分?jǐn)?shù)。
允許計(jì)算射血分?jǐn)?shù)的心臟時(shí)間間期可與可由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100評(píng)估的心臟的機(jī)械運(yùn)動(dòng)相關(guān)。對(duì)心臟的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的計(jì)算可如于2009年8月20日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第 12/544，314 號(hào)“METHODS AND DEVICES OFCARDIAC TISSUE MONITORING AND ANALYSIS” 中所描述的那樣執(zhí)行，該申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。例如，如果射血分?jǐn)?shù)測(cè)得為1/3，則可以改變起搏參數(shù)以得到1/2的射血分?jǐn)?shù)。
在另一個(gè)實(shí)例中，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100可以計(jì)算心輸出量，且心臟起搏器可以相應(yīng)調(diào)節(jié)起搏參數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，心臟壓力的變化速率可以由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100計(jì)算，例如，通過(guò)利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100測(cè)量心臟的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算左心室壓力上升的速率(dP/dt)的方式。 這允許相應(yīng)對(duì)心臟起搏器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在另一個(gè)實(shí)例中，IMD可以是心室輔助設(shè)備(Ventricular AssistDevice, VAD),其活動(dòng)可以利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100，例如通過(guò)根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100所測(cè)得的心臟運(yùn)動(dòng)和/或射血分?jǐn)?shù)優(yōu)化心臟容量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
可選地，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100可以與IMD,比如肺動(dòng)脈壓力(Pulmonaryarterial pressure, PAP)設(shè)備或植入式壓力傳感器等一起使用，或可以與非植入性IMD,例如 Swan-Ganz導(dǎo)管一起使用，以便獲取肺水腫狀態(tài)。在此實(shí)施方式中，IMD提供表示目標(biāo)區(qū)域中水腫發(fā)生機(jī)會(huì)的壓力值，且該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100提供目標(biāo)區(qū)域中的當(dāng)前液位。通過(guò)將現(xiàn)狀(液位)與預(yù)期的狀態(tài)(水腫發(fā)生機(jī)會(huì))結(jié)合在一起，接受對(duì)目標(biāo)區(qū)域的趨勢(shì)進(jìn)行的全面檢查。
可選地，將MD及植入式體內(nèi)元件101的測(cè)量被傳輸至體外探針102。如此，共同通信信道用于這兩個(gè)測(cè)量單元，節(jié)省了能量并減少了輻射。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，MD是一種釋藥設(shè)備。在這些實(shí)施方式中，釋藥速度、量和/或定時(shí)可以根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100監(jiān)測(cè)的生物參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢詫?duì)該釋放進(jìn)行 調(diào)節(jié)，如下文詳細(xì)描述的一樣，并在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02010/100649號(hào)、國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02009/031150號(hào)和/或國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第2009/031149號(hào)中進(jìn)行闡述，這些申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。
應(yīng)注意的是，因?yàn)橹踩胧襟w內(nèi)元件101和MD位于相同地方，所以在本地使對(duì)其進(jìn)行的測(cè)量同步化，例如針對(duì)患者的姿態(tài)和/或活動(dòng)程度。這便于基于測(cè)量的結(jié)合對(duì)趨勢(shì)或結(jié)論進(jìn)行計(jì)算。
可選地，植入式體內(nèi)元件101植入在監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域附近，例如局限于一種或多種器官(比如，心臟)的區(qū)域。如此，由包含很少或不包含與監(jiān)測(cè)的生物參數(shù)相關(guān)的信息的其他體內(nèi)區(qū)域(例如，皮膚組織、脂肪組織、肌肉組織和/或骨組織)引起的衰減、擾動(dòng)和/或干擾與僅基于體外探針測(cè)量的監(jiān)測(cè)相比可以減少，此實(shí)施方式能夠通過(guò)感興趣器官實(shí)現(xiàn)EM 輻射的更多定位。當(dāng)使用單個(gè)體外探針時(shí)，向或從目標(biāo)區(qū)域傳播EM信號(hào)。當(dāng)使用多個(gè)體外探針時(shí)，EM信號(hào)傳播穿過(guò)身體的所有直徑，即穿過(guò)一個(gè)探針與目標(biāo)區(qū)域之間的組織并穿過(guò)一個(gè)目標(biāo)區(qū)域與至少一個(gè)不同的探針之間的組織。這與使用植入式體內(nèi)元件101不同，該植入式體內(nèi)元件只允許傳播的EM信號(hào)穿過(guò)目標(biāo)區(qū)域與體外探針102之間的組織。每種組織都是導(dǎo)致通過(guò)身體傳輸?shù)腅M輻射衰減和/或分散的介電層。例如，表層和/或脂肪層生成回波信號(hào)，例如當(dāng)干擾回波信號(hào)大于來(lái)自監(jiān)測(cè)組織的所需回波信號(hào)時(shí)，該回波信號(hào)會(huì)對(duì)接收探針造成大型干擾。因此，使植入式體內(nèi)探針101接近監(jiān)測(cè)組織減少或消除了此等干擾。
如上所述，該系統(tǒng)可以用于監(jiān)測(cè)胸腔組織。例如，現(xiàn)在參照?qǐng)D3A及3B，其為由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100監(jiān)測(cè)的患者的軸向胸平面上的示意圖。這些圖描述了左肺401、右肺402及心臟 403。在該實(shí)施方式中，圖3A中的植入式體內(nèi)探針450植入在胸腔內(nèi)并指示通過(guò)左肺401 將EM信號(hào)傳輸至體外探針460。所指示的EM信號(hào)穿過(guò)如在420中可見(jiàn)的左肺401，并由體外探針460接收。可選地，體外探針460對(duì)EM信號(hào)執(zhí)行上述分析和/或測(cè)量以計(jì)算一個(gè)或多個(gè)所需生物參數(shù)。如上所述，如果EM信號(hào)已經(jīng)從患者背部進(jìn)行傳輸，那么將體內(nèi)探針450 植入胸腔內(nèi)允許避免已經(jīng)導(dǎo)致的一些干擾和/或額外衰減和/或分散。
在圖3C中，體內(nèi)探針451被皮下植入或被植入脂肪層下及患者背部的肌肉層上。 在該實(shí)施方式中，體內(nèi)探針451適于將EM信號(hào)傳輸?shù)阶蠓?01中，體外探針461適于接收 EM信號(hào)。EM信號(hào)穿過(guò)如在420中可見(jiàn)的左肺401。體外探針461可以對(duì)EM信號(hào)進(jìn)行處理和/或測(cè)量，例如，如上所述。
因?yàn)轶w內(nèi)元件101被置于脂肪層下及肌肉上，所以允許沿所需方向更好地引導(dǎo)EM 信號(hào)的能量。這是因?yàn)橹緦拥慕殡娞匦约凹∪鈱拥慕殡娞匦灾g的差異使從脂肪層至肌肉層的EM輻射偏離而實(shí)現(xiàn)的，使得有很多或有EM輻射傳遞至接收探針和/或傳輸至感興趣區(qū)域。穿透例如皮膚-脂肪-肌肉-肺的多個(gè)介電層的能量比耦合在肌肉-肺多層結(jié)構(gòu)中的能量更加垂直地散射，尤其是因?yàn)镋M能量與穿透脂肪等低介電常數(shù)材料相比更容易與肌肉等高介電常數(shù)材料耦合。植入脂肪層下和/或肌肉組織上的體內(nèi)探針451緩解了介電特性差異并繞過(guò)脂肪層直接輻射到肌肉組織中。此探針可以與肌肉匹配，并因此可以減小尺寸。
應(yīng)注意的是，監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)100的能量消耗與僅包括體外探針的系統(tǒng)的能量消耗相比相對(duì)較低。如此，降低了目標(biāo)區(qū)及相鄰組織的比吸收率(SAR)。實(shí)現(xiàn)了這種情況，因?yàn)楹苌傩枰獋鬏敻吖β仕揭源┩竷H在使用體外探針時(shí)才穿透的某些表皮層、脂肪層和/或肌肉層。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，來(lái)自圖4中所述的實(shí)例，體內(nèi)元件101將與測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)連接105，任選通過(guò)下文描述的圖5中的通信接口 208直接傳輸至患者管理單元 (不通過(guò)體外探針)。在此實(shí)施方式中，至少一個(gè)體內(nèi)元件101將EM信號(hào)傳輸?shù)交颊?01的內(nèi)部身體部分或器官中，并適于接收從內(nèi)部身體部分或器官返回和/或反射的EM輻射。所述至少一個(gè)體內(nèi)探針101可以通過(guò)傳輸EM輻射的相同傳感器接收從身體反射的輻射， 或可以通過(guò)與傳輸EM輻射的元件不同的元件接收從內(nèi)部身體部分反射的EM輻射。所述不同的元件可以是位于傳輸EM福射的體內(nèi)元件101上或另一個(gè)體內(nèi)探針(本圖中未示出)中的元件。此實(shí)施方式可以用于提高患者使用監(jiān)測(cè)裝置及衡量自身的依從性，因?yàn)樵谠搶?shí)施方式中，該測(cè)量在沒(méi)有患者積極參與的情況下可能會(huì)通過(guò)采取短期測(cè)量，例如每隔幾分鐘和/或幾小時(shí)和/或幾天和/或幾周和/或檢測(cè)姿態(tài)時(shí)的幾毫秒測(cè)量發(fā)生?？梢詫⑻幚砗蟮臄?shù)據(jù)或測(cè)量發(fā)送到可以附接和/或不附接例如放置在患者家中的墻壁上或集成到椅子中的體外探針，使得監(jiān)測(cè)患者只需要站在該探針旁邊，且體內(nèi)探針將數(shù)據(jù)，例如所述測(cè)量， 傳遞給體外探針。
在體內(nèi)探針適于發(fā)送EM輻射并從內(nèi)部身體組織接受反射的EM輻射的實(shí)施方式中，減少了傳感器收到的擾動(dòng)和/或干擾，因?yàn)樵搨鞲衅骶哂袑⑺c感興趣區(qū)域分開(kāi)的較少的介電層。每個(gè)所述介電層(例如，表層或脂肪層或肌肉層)會(huì)因介電不一致的緣故而引起的干擾和/或裳減和/或分散，其中就發(fā)送并接收EM福射的外部放置的探針而言,身體 (例如，表層和/或脂肪層)遇到EM輻射會(huì)生成回波信號(hào)，該回波信號(hào)會(huì)對(duì)例如來(lái)自中間介電層的接收傳感器導(dǎo)致大的干擾，例如大約10%的輻射功率的大小的干擾。來(lái)自表層和/ 或脂肪層的所述回波信號(hào)比來(lái)自感興趣區(qū)域的回波信號(hào)具有大得多的功率。因此，具有靠近監(jiān)測(cè)組織的體內(nèi)探針減輕了該干擾，由于皮膚彈性或由于皮膚較柔軟等原因還可以減輕所述干擾隨時(shí)間的變化，因?yàn)轶w內(nèi)探針更緊密地集成到身體中如此緊密集成到身體中(例如，附接到肌肉上或接到胸腔上)，可以導(dǎo)致更少的變化會(huì)隨來(lái)自中間介電層的回波干擾信號(hào)的時(shí)間而發(fā)生，因此通過(guò)獲取基線并監(jiān)測(cè)此基線隨時(shí)間的變化等可以減少此干擾。在具有內(nèi)部組織(例如，肌肉層)的體內(nèi)探針的輻射元件的接口具有與內(nèi)部組織的介電常數(shù)大致相似的介電材料的實(shí)施方式中，由于體內(nèi)元件與感興趣區(qū)域接觸更緊密，甚至更加減少了此干擾，還增強(qiáng)了來(lái)自感興趣區(qū)域的回波信號(hào)。此外，隨著體內(nèi)元件較少受表層和/或脂肪層的運(yùn)動(dòng)的影響，也減少了隨干擾回波信號(hào)的時(shí)間而發(fā)生的變化。
可能有利于對(duì)測(cè)量生物參數(shù)用的傳輸信號(hào)的窄帶信號(hào)的振幅和/或相位進(jìn)行重新評(píng)估和/或評(píng)估。這是有利的，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)生物參數(shù)的計(jì)算基于傳輸信號(hào)與接收信號(hào)之間的差，其中所述差可以用相位和/或振幅差表示，能夠?qū)殡娤嚓P(guān)特性進(jìn)行計(jì)算。此重新評(píng)估可以根據(jù)以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)執(zhí)行
1.振幅重新評(píng)估一可以利用振幅檢波器(例如，功率計(jì))在體內(nèi)元件101中局部執(zhí)行，該振幅檢波器對(duì)傳輸?shù)恼穹M(jìn)行取樣并以數(shù)字形式將該振幅發(fā)送給相應(yīng)對(duì)傳輸?shù)恼穹M(jìn)行重新評(píng)估的體外探針102。該振幅檢波器可以是體內(nèi)元件101的一部分或可以被植入以便與其進(jìn)行通信。作為上述頂D的振幅檢波器可以與體內(nèi)元件101共享資源。
2.相位重新評(píng)估——可以利用來(lái)自?xún)蓚€(gè)或兩個(gè)以上體外檢測(cè)器(例如，如圖3A中的460和461中所示的接觸式傳感器)的差分測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。將 體外探針中的一個(gè)，461，放置在體內(nèi)探針450的附近，該體內(nèi)探針450被皮下植入患者體內(nèi)或在脂肪層下植入患者體內(nèi)。體內(nèi)探針450將兩個(gè)信號(hào)發(fā)送給體外檢測(cè)器，例如，將信號(hào)420發(fā)送給體外探針460，將信號(hào) 421發(fā)送給體外探針461。因?yàn)轶w外探針461靠近體內(nèi)探針450，且因介電相關(guān)特性隨著將體外檢測(cè)器450及461分開(kāi)的表層和/或脂肪層的時(shí)間發(fā)生的變化不大而使距離較近，所以人們可以假設(shè)信號(hào)從體外檢測(cè)器450傳播至體外檢測(cè)器461 (例如，如421中所示)，隨著時(shí)間的變化非常小。
現(xiàn)在參照數(shù)學(xué)描述。X1表不在時(shí)間h來(lái)自體內(nèi)探針450的傳輸信號(hào)的相位,X2表示在時(shí)間t2來(lái)自體內(nèi)探針450的傳輸信號(hào)的相位。類(lèi)似地,Y1表示在時(shí)間h在探針461接收信號(hào)的相位，Y2表示在時(shí)間t2在探針461接收信號(hào)的相位。類(lèi)似地,Z1表示在時(shí)間I1在探針460接收信號(hào)的相位，Y2表示在時(shí)間t2在探針460接收信號(hào)的相位。
如上所說(shuō)明的，由于信號(hào)421隨著時(shí)間的變化非常小，因此應(yīng)理解，Y1-X1 = Y2-X2, 因此，X「X2 = Y1-Y2，且因?yàn)閅「Y2如所測(cè)量的是已知的，所以接收到χ「χ2的值。
T表示計(jì)算的和/或測(cè)量的生物參數(shù)的趨勢(shì),例如,如基于介電相關(guān)特性的變化計(jì)算的一樣。這些介電相關(guān)特性的變化可以通過(guò)觀察在傳輸探針450和接收探針460之間測(cè)得的差分信號(hào)的變化(即，Z(t)-X(t)的變化)，來(lái)測(cè)量。
在&時(shí)，在傳輸 探針450和接收探針460之間測(cè)得的差分信號(hào)為=T1 = Z1-X10類(lèi)似地，在時(shí)間t2時(shí)，在傳輸探針450和接收探針460之間測(cè)得的差分信號(hào)為Z2-X2。
時(shí)間實(shí)例h與t2之間的趨勢(shì)T12為
T12 = TfT2 = Z1-Z2- (Xj-X2)
但如上所述
X1-X2 = Y1-Y2
由于Y1-Y2和Z1-Z2隨著在時(shí)間實(shí)例L與t2時(shí)在探針463及460上進(jìn)行測(cè)量而已知，因此可以對(duì)趨勢(shì)T12進(jìn)行計(jì)算，以便測(cè)量時(shí)間實(shí)例h和t2之間的生物參數(shù)的變化
T12 = T1-T2 = Z1-Z2-(Y1-Y2)
鑒于上面的情況，可以計(jì)算相位Z隨時(shí)間的趨勢(shì)。要注意的是，外部元件可選地可以通過(guò)電纜相互連接。使用類(lèi)似概念及配置，可以對(duì)差分振幅和/或延遲和/或其他EM相關(guān)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算并用于監(jiān)測(cè)生物參數(shù)。
3.鎖相環(huán)(PLL)相位重新評(píng)估——相位重新評(píng)估還可以通過(guò)利用PLL來(lái)實(shí)現(xiàn)，該 PLL可以是體內(nèi)探針450的一部分或可以連接至該體內(nèi)探針。如圖3B所示，信號(hào)發(fā)生器490 通過(guò)例如電纜491朝體外探針471傳輸例如IOMHz的低頻信號(hào)。體外探針471可以朝體內(nèi)探針450傳輸指示的EM信號(hào)，例如，如421中所示。體外探針471可選地置于體內(nèi)探針450 的附近，該體內(nèi)探針450被皮下植入患者體內(nèi)或脂肪層下植入患者體內(nèi)。因?yàn)轶w外探針471 靠近體內(nèi)探針450，且因介電相關(guān)參數(shù)隨著將探針450及470分開(kāi)的表層和/或脂肪層的時(shí)間發(fā)生的變化不大而使距離較近，所以人們可以假設(shè)信號(hào)從探針471傳播至探針450，例如，如421中所示，隨著時(shí)間的變化非常小，且被引入相對(duì)有限的延遲。外部探針及內(nèi)部探針之間的此信號(hào)可以利用磁場(chǎng)(例如，利用磁回路或磁線圈)由一個(gè)引入另一個(gè)。由于身體的滲透率接近1，因此磁場(chǎng)將以大致光的速度穿透身體且不會(huì)受介電常數(shù)的變化及內(nèi)部探針與外部探針較短的幾何(距離)變化的影響。
體內(nèi)探針450通過(guò)利用PLL將信號(hào)變成例如IGHz的高頻信號(hào)，該P(yáng)LL連接至體內(nèi)探針450或其一部分，該高頻信號(hào)與傳輸至體內(nèi)探針的信號(hào)的相位同步。體內(nèi)探針450可以通過(guò)感興趣區(qū)域朝體外探針470傳輸，例如通過(guò)左肺401傳輸信號(hào)420，或傳輸至多于一個(gè)的外部傳感器(該圖中未示出)。利用差分測(cè)量，例如在如上所述的使用外部探針470及 471的信號(hào)的兩個(gè)時(shí)間實(shí)例中，人們可以求得體內(nèi)探針450傳輸?shù)男盘?hào)的傳輸相位和/或可以求得隨體外探針470接收的信號(hào)420的時(shí)間變化的相位和/或振幅趨勢(shì)。這種趨勢(shì)使能夠計(jì)算監(jiān)測(cè)的生物參數(shù)隨時(shí)間的變化。注意，在此實(shí)施方式中，體外探針470和體內(nèi)探針 450的信號(hào)的相位被鎖定在一起很重要。因此，與這里所描述的情況類(lèi)似，可能存在另一個(gè)實(shí)施方式，其中體內(nèi)探針450可以包括本領(lǐng)域已知的用于傳輸EM輻射的自激振蕩器，且體內(nèi)探針450朝體外探針471傳輸EM信號(hào)。在該實(shí)施方式中不連接信號(hào)發(fā)生器490的體外探針471接收此傳輸且可以相應(yīng)鎖定它的相位。這使能夠利用相位鎖定來(lái)通過(guò)外部元件470， 通過(guò)如上文所述的差分測(cè)量得到內(nèi)部元件450的傳輸相位。PLL是描述基于參考信號(hào)生成信號(hào)的組件的一種方式，其中所生成的信號(hào)可以是參考信號(hào)再生或可以是此信號(hào)的任何派生，如更高或更低頻率的信號(hào)，其是參考信號(hào)與有理數(shù)的乘積，或是參考信號(hào)的任何其他倍數(shù)。要注意的是，外部元件470和471可選地可以通過(guò)電纜相互連接。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，體內(nèi)元件101包括反射器，該反射器被設(shè)置為反射照射它的，例如來(lái)自體外探針102的EM信號(hào)。該反射器與傳遞給體內(nèi)元件101的EM信號(hào)進(jìn)行交互和/或?qū)υ揈M信號(hào)產(chǎn)生影響。反射器可選地包括由導(dǎo)電材料(例如，天線、導(dǎo)電板等)制成的一個(gè)或多個(gè)元件。這些元件可以用于沿任選事先設(shè)置的一定方向引導(dǎo)、反射、聚集和/或分散身體中的EM信號(hào)?？蛇x地，具有反射器的體內(nèi)元件101被定位在要監(jiān)測(cè)的組織或器官旁邊或附近。例如，在監(jiān)測(cè)組織是肺的情況下，植入體內(nèi)元件101，以便反射器位于胸膜腔的下部，隔膜上方，或在監(jiān)測(cè)組織是腹腔腫瘤的情況下，將反射器插在外部探針對(duì)面的腫瘤的一側(cè)上。可選地，體外探針102傳輸EM信號(hào)并接收該EM信號(hào)的反射。在另一個(gè)實(shí)施方式中，定位在患者胸腔上(例如，隔膜上方)的體外傳輸單元將反射器反射和/或操縱的EM信號(hào)傳輸至外置在不同位置上(例如，在患者胸腔的外側(cè)上)的體外接收單元。通過(guò)體內(nèi)探針操縱和/或聚集和/或引導(dǎo)該EM能量例如可以通過(guò)相對(duì)于發(fā)送及接收體外探針將體內(nèi)探針，例如反射器按一定角度放置來(lái)進(jìn)行，以便可以將EM輻射從一個(gè)體外探針?lè)瓷涞搅硪粋€(gè)體外探針。聚集EM輻射的另一個(gè)實(shí)例可以使用沿一定方向聚集輻射的凹面反射器。此凹度還可以實(shí)現(xiàn)本領(lǐng)域已知的反射信號(hào)的增益。可選地，反射器包括適于產(chǎn)生在其上接收的兩個(gè)不同頻率的互調(diào)或一個(gè)頻率至自身的倍增的非線性組件，比如混頻器。例如在體外探針102按兩個(gè)頻率(例如，大約912MHz和大約910MHz)傳輸EM能量的情況下，該混頻器可以適于改變成EM信號(hào)的頻率。該反射器可以反射914MHz頻率的傳輸EM能量信號(hào)的混合物，該頻率是兩個(gè)接收信號(hào)頻率的互調(diào)?？蛇x地，反射器包括變頻有源元件，該元件改變接收EM信號(hào)的頻率以避免傳輸信號(hào)和反射信號(hào)之間的干擾?？蛇x地，可以使該反射器成一定角度以便引導(dǎo)所傳輸?shù)腅M輻射穿過(guò)某條路徑朝向體外探針102或接收單元。體外探針102或接收單元可選地根據(jù)特定患者的植入反射器的預(yù)先位置知識(shí)進(jìn)行定位。可選地，這種反射器可以是增強(qiáng)攔截EM輻射信號(hào)，使信號(hào)再生和/或操縱信號(hào)的有源元件。此信號(hào)的可選操縱可以包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，改變接收信號(hào)的擴(kuò)頻碼及使相位和/或頻率和/或振幅發(fā)生偏移。
例如，現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖2為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的示例性體外探針102的一組組件200 (—些是可選的)的示意圖，并參照?qǐng)D6，圖6為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式 的示例性體內(nèi)探針101的一組組件(一些是可選的)的示意圖。這些組件如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第 W02009/031149號(hào)及第W02009/031150號(hào)中所述，這些申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。示例性體外探針102的供電元件電路205可以用于為示例性體外元件101提供能量。供電元件電路 205由儲(chǔ)能設(shè)備、電池(可選地為充電電池)充電?？蛇x地，使用電感應(yīng)從身體的外側(cè)向體內(nèi)元件101提供能量。例如利用能量耦合器和/或感應(yīng)線圈(例如RF磁場(chǎng))接收外部電磁信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能為儲(chǔ)能組件充電或直接將能量提供給體內(nèi)探針的組件。其他選擇可以是通過(guò)利用超聲波耦合和/或振動(dòng)和/或壓電轉(zhuǎn)換器提供能量以便利用遠(yuǎn)程超聲能量來(lái)源為設(shè)備提供能量?？蛇x地，體內(nèi)元件101在可與體外探針102分離或被其使用的元件中可以通過(guò)感應(yīng)來(lái)自位于身體外側(cè)的源的低頻磁場(chǎng)(例如，13. 4MHz的磁場(chǎng))來(lái)提供能量。 此低頻磁場(chǎng)對(duì)身體的穿透性很強(qiáng)。供電元件電路例如通過(guò)可以是體內(nèi)元件101的一部分的植入線圈將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)，如本領(lǐng)域所已知的，其可以對(duì)收到的電磁信號(hào)進(jìn)行整流處理以產(chǎn)生直流電壓，其可以用作供電元件電路的電源或可以為電池和/或電容器充電以備用后?？蛇x地，體內(nèi)元件101可以包含可借助能量通過(guò)患者的皮膚進(jìn)行傳遞的方式從身體外部可再充電的電源。
例如，供電元件電路205可選地包括對(duì)體內(nèi)元件101的供電元件電路205充電的感應(yīng)充電器，該體內(nèi)元件使用能量耦合器和/或感應(yīng)線圈從體外環(huán)境接收外部充電能，例如磁場(chǎng)。供電元件電路205將接收的能量轉(zhuǎn)換為電能以便為植入儲(chǔ)能組件提供能量和/或充電。
另外地或可供選擇地，體內(nèi)元件101可以使用MD的動(dòng)力源，例如除顫器、暈厥檢測(cè)器、心律失常設(shè)備、神經(jīng)刺激器、心室輔助設(shè)備(VAD)、神經(jīng)肌肉刺激器、心臟起搏器、 CRT設(shè)備、CRT-D設(shè)備等。另外地或可供選擇地，功率例如在作為高效光電器件的紅外波長(zhǎng)能量耦合器中可以光學(xué)傳輸。這些選擇及其他選擇都是技術(shù)人員所理解的，且例如在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 2008/0221419 “METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING AHEALTH CONDITION”、 Furman 提出的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng) W02007/066343 ^IMPLANTABLE BIOSENSOR ASSEMBLY AND HEALTHM0NIT0RING SYSTEM”、Kovacs 提出的美國(guó)專(zhuān)利第 5，833，603 號(hào) “MPLANTABLE BIOSENSING TRANSP0NDER”、Najafi 提出的美國(guó)專(zhuān)利第 7，686，762 號(hào)“WIRELESS DEVICE AND SYSTEM F0RM0NIT0RING PHYSIOLOGIC PARAMETERS”中進(jìn)行了描述，這些專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合于此。
可選地，體外探針102包括通信接口 208，該通信接口用于建立和/或保持與體內(nèi)元件101和/或與患者管理單元103和/或與詢(xún)問(wèn)器單元152的連接和/或與這些元件交換信息和/或數(shù)據(jù)(任選雙向的)。該連接允許體外探針102傳遞例如，如上所述的數(shù)據(jù)和 /或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元206中的數(shù)據(jù)。可選地，類(lèi)似的通信單元208 (在本文中可互換稱(chēng)為通信接口 208)是體內(nèi)探針的一部分并被配置為發(fā)送和/或傳輸信息。通信單元208可以與轉(zhuǎn)換器(transducer)共享組件。特別地,通信但與可以使用轉(zhuǎn)化器使用的相同天線。體內(nèi)元件101和體外探針102之間的通信可以是例如借助RF信號(hào)、磁場(chǎng)信號(hào)、調(diào)制音頻信號(hào)和 /或電導(dǎo)信號(hào)進(jìn)行的無(wú)線通信，例如，參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)案第2004/0011366號(hào)，以及上文指定的其他參考文獻(xiàn)。
可選地，通信接口 208基于有線連接，例如通用串行總線(USB)接口，用于與患者管理單元進(jìn)行通信?？蛇x地，通信接口 208用于上傳狀態(tài)參數(shù)，版本控制軟件元件用于更新固件及軟件組件，并用于報(bào)告當(dāng)前的記錄的信息，比如心跳率、呼吸頻率、水腫情況等臨床參數(shù)，和/或由上述探針之一測(cè)量的任何參數(shù)，以及任何參數(shù)或基于該參數(shù)計(jì)算的數(shù)據(jù)。
如圖2所示，體外探針102可以包括一個(gè)或多個(gè)前端傳感器204，比如EM收發(fā)器， 用于向體內(nèi)兀件101傳輸和/或接收多個(gè)EM信號(hào)和/或脈沖。EM信號(hào)可以在所需脈沖中進(jìn)行傳輸并允許從患者身體表面上的各個(gè)部位捕獲EM信號(hào)的反射?？蛇x地，根據(jù)所選的操作模式(例如，根據(jù)所選的掃描頻率、所選的跳頻啁啾等)對(duì)傳輸或接收進(jìn)行調(diào)節(jié)。可以根據(jù)其傳輸和/或接收EM信號(hào)的其他模式和/或選通模式在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第W02009/031149 號(hào)及第W02009/031150號(hào)中進(jìn)行了描述，這兩個(gè)申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此?？蛇x地，將EM信號(hào)作為窄帶寬信號(hào)傳遞給胸腔，盡管可能存在其他采集狀態(tài)，比如寬頻帶信號(hào)。
可選地，體外探針102包括用于對(duì)通過(guò)通信接口 208接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析的處理單元201，和/或可以與管理員的MMI207，例如可以查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示監(jiān)視器相關(guān)聯(lián)?？晒┻x擇地，諸如膝上型電腦、平板電腦、智能手機(jī)、PDA等的輸入/輸出接口可以接收并呈現(xiàn)該數(shù)據(jù)。體外探針102可以使用輸入/輸出接口通過(guò)有線或無(wú)線方式將接收的數(shù)據(jù)傳遞給遠(yuǎn)程客戶端。可以通過(guò)因特網(wǎng)連接、手機(jī)連接、藍(lán)牙連接等來(lái)建立此通信。
如上所述，體內(nèi)元件101和/或體外探針102任選利用如上所述的并在圖1及4 中所示的通信接口 208通過(guò)連接105和/或110與患者管理單元103進(jìn)行通信，該連接可以是無(wú)線數(shù)據(jù)接口。該連接可以是無(wú)線數(shù)據(jù)連接，比如紅外(IR)連接、無(wú)線保真(W1-Fi)連接、藍(lán)牙連接、使用轉(zhuǎn)換器來(lái)傳輸和/或接收EM信號(hào)的無(wú)線電連接、通用異步接收/發(fā)送裝置(UART)連接和/或基于上文規(guī)定的頻帶的射頻(RF)連接。
可選地，如圖7及8中所示，體內(nèi)元件101可以與患者管理單元103通信和/或與詢(xún)問(wèn)器設(shè)備152通信，例如，如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第W02009/031149號(hào)及第W02009/031150號(hào)中所述，這些申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。例如，用戶詢(xún)問(wèn)器設(shè)備152可以集成到標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)院監(jiān)視器、患者家中的第三方遠(yuǎn)程健康網(wǎng)關(guān)和/或智能手機(jī)中。
可選地，體內(nèi)元件101將與經(jīng)過(guò)分析或未分析的所監(jiān)測(cè)的生物參數(shù)和/或介電相關(guān)特性和/或變化相關(guān)的收集數(shù)據(jù)任選地定期轉(zhuǎn)發(fā)給患者管理單元103和/或轉(zhuǎn)發(fā)給將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給患者管理單元102的詢(xún)問(wèn)器設(shè)備152。該詢(xún)問(wèn)器設(shè)備152將來(lái)自患者管理單元 103的指令、更新和/或重新配置任選地定期轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100。可選地，詢(xún)問(wèn)器設(shè)備152 用于利用如上所述的感應(yīng)充電方法，例如通過(guò)形成低頻磁場(chǎng)，將能量傳遞給體內(nèi)元件101。
體內(nèi)元件101的組件，例如，如圖6所示，可以分組和/或封閉和/或密封在外殼 (例如，適于植入患者體內(nèi)的外殼)中，該外殼可以是適于植入患者體內(nèi)的密封外殼。該外殼可以由最低限度地削弱EM信號(hào)的生物相容性材料(例如，聚氨酯)制成。外部部件和內(nèi)部部件可以由與生物組織相容的適用于長(zhǎng)期使用而不易于導(dǎo)致感染、過(guò)敏或免疫反應(yīng)的材料 (例如，鈦、鈦合金、聚氨酯等)構(gòu)成。此外，由內(nèi)部部件或外部部件傳遞的EM輻射應(yīng)該符合人類(lèi)輻射暴露的規(guī)定，例如IEC標(biāo)準(zhǔn)62209-1，其通過(guò)引用結(jié)合于此。
可選地，如 圖6和圖7所示的患者管理單元103和/或詢(xún)問(wèn)器設(shè)備152可選地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)154與醫(yī)療數(shù)據(jù)中心155進(jìn)行通信，例如，如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)第W02009/031149號(hào)及第 W02009/031150號(hào)中所述，這些申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。
可選地，體內(nèi)元件101為增強(qiáng)、再生和/或操縱攔截EM信號(hào)的有源元件。攔截EM 信號(hào)的可選操縱包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，及使相位和/或頻率和/或振幅發(fā)生偏移。
可選地，探針101、102中任一個(gè)與以下的器件相結(jié)合生物傳感器，比如心電圖 (ECG)電極、陀螺儀、溫度傳感器和/或肌電圖(EMG)傳感器、超聲波轉(zhuǎn)換器、血壓傳感器， 例如超聲波、脈動(dòng)血氧計(jì)、活動(dòng)傳感器，例如加速計(jì)及傾斜儀、麥克風(fēng)、二氧化碳監(jiān)測(cè)儀、凝血計(jì)和/或配置來(lái)收集與監(jiān)測(cè)患者的身體狀況和/或其中一種器官相關(guān)的數(shù)據(jù)的任何其他傳感器。如在本文中所使用的，身體狀態(tài)是指與身體活動(dòng)、生命跡象、生物參數(shù)和/或表示患者的健康和/或監(jiān)測(cè)患者的健身的任何其他醫(yī)學(xué)和/或生物信息。這種組合提高了系統(tǒng) 100監(jiān)測(cè)生物參數(shù)的能力和/或基于生物參數(shù)執(zhí)行臨床評(píng)估的能力。例如，可以通過(guò)使用傾斜儀來(lái)提高姿態(tài)識(shí)別。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，該分析允許基于綜合指數(shù)對(duì)某個(gè)患者的生物參數(shù)(例如，臨床狀態(tài))進(jìn)行計(jì)算。例如，生物參數(shù)可以基于諸如肺組織的內(nèi)部組織的介電相關(guān)特性和/或流體含量積累速度與生命跡象和/或利用上述額外的傳感器中的一個(gè)或多個(gè)獲得的檢測(cè)到的生命跡象趨勢(shì)之間的組合來(lái)確定。
如上所述，雖然可以用于短期監(jiān)測(cè)，但監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100也可以適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)是指在患者或監(jiān)測(cè)組織或器官經(jīng)歷可以影響攔截EM信號(hào)的一種或多種變化期間進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。這種變化例如可以拆下監(jiān)測(cè)設(shè)備的至少一個(gè)外部部件，然后將其放回去，可以指?jìng)鞲衅鞯牟贾眉案鼡Q、重新定位監(jiān)測(cè)設(shè)備的至少一個(gè)外部部件、監(jiān)測(cè)設(shè)備的至少一個(gè)外部部件的錯(cuò)位或分離、監(jiān)測(cè)患者的不同姿態(tài)或活動(dòng)程度、運(yùn)動(dòng)影響、幾秒內(nèi)、幾小時(shí)內(nèi)或幾天內(nèi)在生命體中出現(xiàn)的生理過(guò)程，該等生理過(guò)程可能會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100和/或系統(tǒng)等進(jìn)行的測(cè)量產(chǎn)生負(fù)面影響。
如上所述，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)探針具有適于通過(guò)一種或多種內(nèi)部組織和 /或器官傳遞和/或攔截EM信號(hào)的傳感器。該傳感器包括天線，該天線包括至少一個(gè)輻射元件，所述天線適于發(fā)送和/或接收如下所述的頻帶中的EM能量。天線和/或傳感器例如如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02009/031149號(hào)、國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02009/031150號(hào)和/ 或題目為 “ELECTROMAGNETIC EM PROBES, METHODS FOR FABRICATIONTHEREOF, AND SYSTEMS WHICH USE SUCH ELECTROMAGNET ICEM PROBES”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第 61/090，356 號(hào)中所述，這些申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合于此。
如所闡述的，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100可以包括按不同配置設(shè)置的，附接的和/或非附接的并具有體內(nèi)探針和/或體外探針的多個(gè)傳感器。探針可以包括用于傳輸及攔截或?qū)Ｓ糜趥鬏敾驍r截的傳感器。每個(gè)傳感器和/或探針可以包含多個(gè)傳輸和/或接收元件，其中該傳感器和/或探針可以動(dòng)態(tài)選擇接收元件和傳輸元件的不同配置。
例如，現(xiàn)在參照?qǐng)D8，圖8為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的探針500的截面示意圖， 該探針可以是體內(nèi)探針或體外探針。探針500包括任選由對(duì)EM傳播的衰減最少的生物相容性非導(dǎo)電材料制成的外殼499，其包含一個(gè)或多個(gè)EM傳感器5100?；贓M元件捕獲的 EM輻射的讀數(shù)計(jì)算介電特性。可選地，發(fā)射器502用于生成傳輸至EM元件5101以通過(guò)電纜301進(jìn)行傳輸?shù)男盘?hào)?？蛇x地，接收器503用于接收通過(guò)電纜301由EM元件5101接收的信號(hào)?？蛇x地，處理單元202是微處理器或用于分析接收器503的輸出和/或用于控 制發(fā)射器502的任何其他計(jì)算單元，且可以是圖5中所述的處理單元?？蛇x地，如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案第W02010/100649號(hào)、第W02009/031149號(hào)及第W02009/031150號(hào)中所述地執(zhí)行該處理。如圖2及5中出現(xiàn)的且在上文中描述的前端傳感器204可以是像所述傳感器500這樣的傳感器，任選包括所述發(fā)射器502、接收器503及處理單元202。
EM傳感器5100可選地包括杯形腔5103及內(nèi)部容積99，該杯形腔具有開(kāi)口 1510， 如表示開(kāi)口 1510的直徑的所示虛線。杯形腔5103的外表面，即不面向內(nèi)部容積99的杯形腔5103的外側(cè)，任選利用由吸收EM輻射的材料制成的一個(gè)或多個(gè)層5104覆蓋。一個(gè)或多個(gè)可選層104被設(shè)置為吸收電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，EM傳感器5100為利用已知的制造技術(shù)制造的印刷電路板(PCB )EM探針，包括例如如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第61/090，356號(hào)中所闡述的EM探針。該EM 傳感器5100進(jìn)一步包括放置在內(nèi)部容積1020中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射和/或接收元件5101。 可選地，EM輻射例如是從幾百M(fèi)Hz至幾GHz且可選地在下面指定的一個(gè)或多個(gè)頻帶中的射頻(RF)輻射和/或微波(MV)輻射。發(fā)射和/或接收元件5101通過(guò)以小功率損耗攜帶微波和/或RF能量的導(dǎo)電元件301 (例如，電纜)連接至用于生成和/或分析EM信號(hào)的裝置，如下文中以及并入文獻(xiàn)中進(jìn)一步描述的一樣。導(dǎo)電元件301可以通過(guò)杯形腔5103外側(cè)壁上的孔和/或杯形腔5103頂壁上的孔連接至發(fā)射和/或接收元件5101，例如，如申請(qǐng)第 61/090, 356號(hào)所述。連接電纜301的內(nèi)部金屬線用于攜帶適用于發(fā)射和/或接收元件5101 和/或從其接收的信號(hào)，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，在本文中稱(chēng)為EM元件5101。可選地，EM元件5101 由同軸電纜301驅(qū)動(dòng)，同軸電纜的內(nèi)部金屬線及防護(hù)罩連接至EM元件5101?？蛇x地，該防護(hù)罩與杯形腔5103連接和/或耦合。如在本文中所使用的，發(fā)射和/或接收元件是指轉(zhuǎn)換器、天線，例如蝶形天線、超寬帶(UWB)天線、微帶天線、槽饋天線、偶極天線、貼片天線及螺旋天線、喇叭天線和/或傳遞和/或收集EM輻射的波導(dǎo)頂端?？蛇x地，EM元件5101含有多個(gè)傳輸和/或接收元件，且可選地，多根電纜301與該EM元件連接。
所述天線被配置為發(fā)送和/或接收幾個(gè)頻帶中的，例如以下頻帶的至少一個(gè)頻帶中的EM能量
(a)依據(jù)美國(guó)根據(jù)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的規(guī)定47C. F. R. § 95. 628執(zhí)行的ITU-T 建議SA1346或依據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)的標(biāo)準(zhǔn)EN301839的醫(yī)療植入通信服務(wù) (MICS)頻帶范圍，例如，大致402-405MHZ。
(b)短距設(shè)備(SRD)頻帶范圍，例如，大致862-870MHZ。
(C)第一工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療(ISM)頻帶，例如，大致902-928MHZ。或
Cd)第二工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療(ISM)頻帶范圍，例如，大致2. 4-2. 5GHz。
(e)為MD及一個(gè)或多個(gè)其他植入式或外部設(shè)備之間的通信配置的一個(gè)或多個(gè)其他頻帶范圍，例如，大致850-3000MHZ。
在本發(fā)明的某 些實(shí)施方式中，傳遞的EM信號(hào)包括多頻信號(hào)、調(diào)制或非調(diào)制信號(hào)、 連續(xù)或間歇式窄帶或?qū)拵АＴ谀承?shí)施方式中，EM輻射包含僅高于50Mhz的頻率。
探針500和/或傳感器5100可以全部或部分由介電材料封裝，該介電材料便于EM 輻射更好地耦合到包圍內(nèi)部部件的組織中。例如，當(dāng)內(nèi)部部件植入肌肉組織時(shí)，使用介電常數(shù)相對(duì)較高(例如，在20-70之間，可選地大致50)的電介質(zhì)。使天線周?chē)哂休^高的介電常數(shù)也能夠減小此天線的大小，因?yàn)樘炀€的長(zhǎng)度與它周?chē)慕橘|(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)成反比改變。例如,如上所闡述的,如果天線植入肌肉組織并由例如大致50的相對(duì)高的介電常數(shù)包圍，那么周?chē)娊橘|(zhì)中的植入式天線的長(zhǎng)度大致減少了 50的平方根倒數(shù)，在該實(shí)例中，與空氣相比減少了 7左右。可選地，電介質(zhì)具有與包圍該電介質(zhì)的身體組織的介電常數(shù)大致匹配的介電常數(shù)。如此，降低了電介質(zhì)的不連續(xù)性，提高了發(fā)射元件的傳輸效率及EM接收元件的靈敏度。
還參照?qǐng)D9，圖9為根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式的利用例如如圖1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 100監(jiān)測(cè)身體組織(例如，胸腔組織)的方法的流程圖。首先，如131中所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100 使用轉(zhuǎn)換器(transducer，傳感器)和/或傳感器通過(guò)患者的組織或器官將EM信號(hào)從體內(nèi)探針或體外探針傳輸。EM信號(hào)與組織和/或器官進(jìn)行交互。如132中所示，通過(guò)EM信號(hào)反射和/或傳遞中的至少一個(gè)從監(jiān)測(cè)患者攔截，例如在超過(guò)24小時(shí)的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)在一個(gè)或多個(gè)輻射會(huì)話中在與患者的胸腔組織進(jìn)行交互之后。攔截可選地利用上述一個(gè)或多個(gè)EM轉(zhuǎn)換器和/或通過(guò)其他轉(zhuǎn)換器來(lái)執(zhí)行，其他轉(zhuǎn)換器可以是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100的內(nèi)部部件和/或外部部件的一部分。如133中所示，例如利用上述處理單元對(duì)反射和/或攔截的輻射進(jìn)行分析。如134中所示，該分析允許對(duì)生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，例如檢測(cè)監(jiān)測(cè)的胸腔組織的變化，例如，如上文所定義及所闡述的一樣。為了清晰起見(jiàn)，在134中對(duì)EM信號(hào)進(jìn)行分析可以是可選的，比如，體內(nèi)探針可以攔截反射的和/或攔截的EM輻射并對(duì)該反射和/或攔截的輻射進(jìn)行分析，但該體內(nèi)探針將數(shù)據(jù)傳輸至體外探針用于對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。所述數(shù)據(jù)傳輸在135 中示出。如135中所示，例如，利用通信單元將數(shù)據(jù)，例如如上所述，發(fā)送給患者管理單元或體外探針，如上所述。應(yīng)注意的是，反射和/或攔截的EM輻射可以根據(jù)監(jiān)測(cè)期間一種或多種身體運(yùn)動(dòng)(例如，監(jiān)測(cè)患者的胸腔運(yùn)動(dòng))的結(jié)果發(fā)生改變。一種或多種運(yùn)動(dòng)的影響可以根據(jù)姿態(tài)檢測(cè)過(guò)程的輸出作出補(bǔ)償。
期望，在從申請(qǐng)走向成熟的專(zhuān)利期內(nèi)，將開(kāi)發(fā)出許多相關(guān)的系統(tǒng)及方法，術(shù)語(yǔ)檢測(cè)器、傳感器、反射器及處理單元的范圍旨在包括所有在先新技術(shù)。
如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“大約”是指±10%。
術(shù)語(yǔ)“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、"包括(includes)”、“包括 (including)”、“具有(having)”及它們的變化形式是指“包括但不限于”。該術(shù)語(yǔ)包含術(shù)語(yǔ) “由…構(gòu)成”及“實(shí)質(zhì)上由…構(gòu)成”。
短語(yǔ)“實(shí)質(zhì)上由…構(gòu)成”是指組合物或方法可以包括額外的組分和/或步驟，但僅當(dāng)額外的組分和/或步驟并不實(shí)質(zhì)上改變所要求保護(hù)的組合物或方法的基本和新穎特點(diǎn)的情況下如此。
如在本文中所使用的，除非上下文另有明確規(guī)定，單數(shù)形式“一個(gè)(a)”、“一個(gè) (an)"和“該”包括復(fù)數(shù)涵義。例如，術(shù)語(yǔ)“一種化合物”或“至少一種化合物”可以包括多種化合物，包括它們的混合物。
詞語(yǔ)“示例性的”在本文中用來(lái)指“作為實(shí)例、例證或說(shuō)明”。描述為“示例性的” 的任何實(shí)施方式不一定被解釋為相對(duì)于其他實(shí)施方式是優(yōu)選的或有利的和/或排除并入來(lái)自其他實(shí)施方式的特征。
詞語(yǔ)“可選地”在本文中用來(lái)指“在一些實(shí)施方式中提供而在其他實(shí)施方式中不提供”。本發(fā)明的任何特定實(shí)施方式可以包括多種“可選的”特征，除非這些特征相互抵觸。
在本申請(qǐng)中，可以以范圍形式來(lái)呈現(xiàn)本發(fā)明的各種實(shí)施方式。應(yīng)理解，以范圍形式進(jìn)行的描述只是為了方便和簡(jiǎn)潔，而不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā) 明的范圍的固定限制。因此，范圍的描述應(yīng)看作是已具體公開(kāi)了所有可能的子范圍以及在所述范圍內(nèi)的各個(gè)數(shù)值。例如，如I 至6的范圍描述應(yīng)看作是已具體公開(kāi)了子范圍(例如，從I至3、從I至4、從I至5、從2至4、從2至6、從3至6等)，以及在上述范圍內(nèi)的各個(gè)數(shù)值(例如，1、2、3、4、5及6)。無(wú)論范圍的寬度如何這都是適用的。
任何時(shí)候在本文中指定數(shù)值范圍時(shí),它都是指包括在所指示范圍內(nèi)的任何列舉的數(shù)字(小數(shù)或整數(shù))。短語(yǔ)在第一指示數(shù)字與第二指示數(shù)字“之間的范圍”以及“從”第一指示數(shù)字“至”第二指示數(shù)字的“范圍”在本文中可互換使用并且意味著包括第一和第二指示數(shù)字和其間的所有分?jǐn)?shù)和整數(shù)。
應(yīng)理解，本發(fā)明的為了清晰起見(jiàn)在分開(kāi)的實(shí)施方式中加以描述的某些特征還可以相結(jié)合地提供在單個(gè)實(shí)施方式中。相反地，本發(fā)明的為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在單個(gè)實(shí)施方式中描述的各種特征還可以分開(kāi)地或以任何適宜的子組合來(lái)提供在本發(fā)明的任何其他描述的實(shí)施方式中，或適用于任何其他描述的實(shí)施方式中。在各種實(shí)施方式中描述的某些特征并不看作是那些實(shí)施方式的基本特征，除非在沒(méi)有那些要素的情況下該實(shí)施方式是不能實(shí)行的。
雖然本發(fā)明已結(jié)合其具體實(shí)施方式
加以描述，但顯而易見(jiàn)的是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多改變、修改和變化將是顯而易見(jiàn)的。因此，旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的精神和寬泛范圍內(nèi)的所有這樣的改變、修改和變化。
本說(shuō)明書(shū)中提及的所有出版物、專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)通過(guò)引用全部結(jié)合于本說(shuō)明書(shū)， 同樣地，就如同每個(gè)單個(gè)的出版物、專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)被專(zhuān)門(mén)地且單獨(dú)地指明以通過(guò)引用結(jié)合于此。另外，在本申請(qǐng)中的任何參考文獻(xiàn)的引文或標(biāo)識(shí)不應(yīng)看作是承認(rèn)這樣的參考文獻(xiàn)可作為本發(fā)·明的現(xiàn)有技術(shù)被獲得。對(duì)于小節(jié)標(biāo)題部分的使用程度，它們不應(yīng)當(dāng)被看作是必須限制的。
權(quán)利要求
1.一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的系統(tǒng)，包括 植入式體內(nèi)探針和體外探針，在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)在多個(gè)會(huì)話中利用天線通過(guò)其間的至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)； 處理單元，對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化；以及 輸出單元,輸出所述變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體外探針傳遞并攔截所述EM信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體外探針傳遞所述EM信號(hào)，所述體內(nèi)探針攔截所述EM信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的液位的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元是所述植入式體內(nèi)探針的一部分，所述植入式體內(nèi)探針包括用于將與所述分析的EM信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸至所述體外探針和體外患者管理單元中的至少一個(gè)的通信接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元是所述體外探針、體外患者管理單元及植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)中的至少一個(gè)的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述植入式體內(nèi)探針與植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)集成在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述植入式體內(nèi)探針容納在由最低限度地削弱EM信號(hào)的生物相容性材料制成的外殼中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于從植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)接收至少一個(gè)參數(shù)的通信接口 ；所述處理單元根據(jù)所述EM信號(hào)的分析與所述至少一個(gè)參數(shù)的結(jié)合對(duì)所述變化進(jìn)行計(jì)算。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于從植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)接收至少一個(gè)參數(shù)；并根據(jù)所述至少一個(gè)參數(shù)進(jìn)行操作的通信接口。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將與所述變化相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)以便允許對(duì)所述MD的操作進(jìn)行調(diào)節(jié)的通信接口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中,所述變化為心臟射血分?jǐn)?shù)變化,其中所述MD為心臟起搏器設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)包括根據(jù)所述心臟射血分?jǐn)?shù)變化對(duì)所述心臟起搏器的起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元根據(jù)所述變化對(duì)心輸出量進(jìn)行計(jì)算，所述調(diào)節(jié)包括根據(jù)所述心輸出量對(duì)起搏元件的起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述MD包括釋藥元件，所述MD根據(jù)所述變化對(duì)所述釋藥元件的釋放速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述變化為患者心臟壓力的變化速率，所述IMD根據(jù)所述速率對(duì)起搏元件的起搏參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述植入式體內(nèi)探針包括執(zhí)行增強(qiáng)、再生以及操縱所述EM信號(hào)中的至少一個(gè)的有源元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體內(nèi)探針和所述體外探針中的至少一個(gè)包括用于收集與患者身體狀況相關(guān)的數(shù)據(jù)的額外傳感器，所述處理單元將所述變化與所述收集的數(shù)據(jù)相結(jié)合以確定生物參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于從植入所述患者體內(nèi)的肺動(dòng)脈壓力(PAP)設(shè)備接收壓力值的通信接口 ；所述處理單元根據(jù)所述EM信號(hào)的分析和所述壓力值相結(jié)合對(duì)所述變化進(jìn)行計(jì)算。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述植入式體內(nèi)探針和所述體外探針中的至少一個(gè)在至少24小時(shí)的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)在多個(gè)會(huì)話中利用天線通過(guò)其間的至少一種組織傳播多個(gè)EM信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述植入式體內(nèi)探針和所述體外探針中的至少一個(gè)包括將與所述EM信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸至包括所述處理單元的外部管理單元的通信接□。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一種介電相關(guān)特性的趨勢(shì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,將所述體外探針被集成到可佩帶式元件中。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體外探針被集成到壁、床墊、手持設(shè)備、智能手機(jī)及一件家具中的至少一個(gè)中。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述EM信號(hào)是射頻(RF)信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述EM信號(hào)是微波(麗)信號(hào)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體內(nèi)探針傳輸所述EM信號(hào)；進(jìn)一步包括用于對(duì)所述EM信號(hào)的振幅進(jìn)行取樣的振幅檢測(cè)器以及用于將所述取樣振幅傳輸至所述體外探針的通信接口。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體內(nèi)探針傳輸所述EM信號(hào)；進(jìn)一步包括用于根據(jù)由所述體內(nèi)探針接收的不同EM信號(hào)的相位對(duì)所述EM信號(hào)的相位進(jìn)行協(xié)調(diào)的模塊。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述體內(nèi)探針朝包括所述體外探針的多個(gè)體外探針傳輸多個(gè)EM信號(hào)，其中，所述變化根據(jù)由所述探針得到的信號(hào)得出的至少一個(gè)差分測(cè)量進(jìn)行計(jì)算。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中，所述體外探針朝所述體內(nèi)探針傳輸所述EM信號(hào)；所述體內(nèi)探針包括用于朝所述體外探針和另一個(gè)體外探針中的至少一個(gè)反射所述EM信號(hào)的反射器。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述體內(nèi)探針包括用于攔截感應(yīng)充電場(chǎng)以便為所述體內(nèi)探針充電的感應(yīng)線圈。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中，所述體外探針包括用于產(chǎn)生所述感應(yīng)充電場(chǎng)的供電元件電路。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述體內(nèi)探針與所述患者體內(nèi)的植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)共享電源。
33.一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的方法，包括 將植入式體內(nèi)探針植入患者的體內(nèi)區(qū)域； 將體外探針定位在所述患者的皮膚區(qū)域附近；通過(guò)所述體內(nèi)區(qū)域和所述皮膚區(qū)域之間的至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)并攔截EM信號(hào)，所述傳播和攔截由所述植入式體內(nèi)探針和所述體外探針執(zhí)行； 對(duì)所述傳播的EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化；以及 輸出所述變化。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述植入式體內(nèi)探針植入在所述患者的肌肉層和脂肪層之間。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述植入式體內(nèi)探針植入在胸腔內(nèi)部，并用于通過(guò)肺朝所述體外探針傳輸所述EM信號(hào)。
36.一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的植入式體內(nèi)探針，包括 發(fā)射器，利用天線通過(guò)至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)； 接收器，攔截來(lái)自所述至少一種組織的所述EM信號(hào)的反射； 處理單元，對(duì)所述反射進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化；以及 通信單元，基于所述變化將消息傳送到體外單元。
37.一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的系統(tǒng)，包括 植入式反射元件； 體外探針，利用天線捕獲電磁(EM)信號(hào)，并捕獲來(lái)自所述植入式反射元件的所述EM信號(hào)的反射，所述EM信號(hào)通過(guò)所述體外探針和所述植入式反射元件之間的至少一種組織傳播；以及 處理單元，對(duì)所述反射進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化。
38.一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的設(shè)備，包括 體外探針，利用天線捕獲電磁(EM)信號(hào)，所述EM信號(hào)通過(guò)至少一種體內(nèi)組織進(jìn)行傳輸; 通信接口，用于從植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)接收心臟數(shù)據(jù)；以及處理單元，對(duì)所述反射進(jìn)行分析，并根據(jù)所述EM信號(hào)的分析與所述心臟數(shù)據(jù)的結(jié)合對(duì)所述至少一種體內(nèi)組織的至少一個(gè)生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中，所述心臟數(shù)據(jù)是起搏元件的起搏參數(shù)。
40.一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的設(shè)備，包括 體外探針，利用天線捕獲電磁(EM)信號(hào)，所述EM信號(hào)通過(guò)至少一種體內(nèi)組織進(jìn)行傳輸; 處理單元，對(duì)所述EM信號(hào)進(jìn)行分析，并相應(yīng)對(duì)所述至少一種體內(nèi)組織的至少一個(gè)生物參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；以及 通信接口，用于將所述至少一個(gè)生物參數(shù)以及基于所述至少一個(gè)生物參數(shù)計(jì)算出來(lái)的指令中的至少一個(gè)傳輸至植入式醫(yī)療設(shè)備(MD)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)生物參數(shù)包括選自由心臟射血分?jǐn)?shù)變化、升壓速率及心輸出量組成的組的成員。
42.一種監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的方法，包括將植入式體內(nèi)探針植入患者的體內(nèi)區(qū)域； 通過(guò)至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)； 攔截EM信號(hào)； 對(duì)所述傳播的EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)所述至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化；以及 基于所述變化將消息無(wú)線傳送到體外單元。
全文摘要
一種在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)患者的至少一種生物組織的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括植入式體內(nèi)探針和體外探針，其在至少24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)在多個(gè)會(huì)話中利用天線通過(guò)其間的至少一種組織傳播電磁(EM)信號(hào)；處理單元，對(duì)EM信號(hào)進(jìn)行分析以檢測(cè)至少一種組織的至少一個(gè)生物參數(shù)的變化；以及輸出單元，輸出該變化。
文檔編號(hào)A61B5/05GK103068302SQ201180034710
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者什洛米·伯吉達(dá), 阿米爾·薩洛卡, 丹·拉帕波特, 納哈姆·海 申請(qǐng)人:合理醫(yī)療創(chuàng)新有限公司