CN105377127A - 用于基于无线传感器监视数据来监视和诊断病人状况的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种适合于附着到受试者以用于检测受试者的ECG信号的设备。该设备包括第一、第二以及第三电极，其中，该电极形成正交构造。可以使用公共电极来获得ECG数据的两个通道，并且可以使用矢量数据进一步将所述两个通道组合以获得另一通道。可以以适合于优化受试者的ECG谱的各种特征的检测的矢量角来执行通道组合。还提供了一种使用可植入心脏设备以及表面附着无线传感器的方法，其中，从可植入心脏设备且从表面附着无线传感器获取的数据两者都被用于诊断病人的心脏状况并且施予适当的治疗。

Description

用于基于无线传感器监视数据来监视和诊断病人状况的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请号61/787,772以及2014年1月8日提交的美国临时申请号61/924,986的优先权，这些申请中的每一个的公开被整体地通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明涉及用于实时地（或准实时地）监视病人的生命体征（诸如病人的各种血液动力参数）的一个或多个无线传感器以及无线传感器的网络。另外，本发明涉及将无线表面附着传感器与可植入心脏监视设备一起使用以便提供医疗状况的改善的诊断、监视以及治疗。此外，本发明涉及将此类无线传感器与电子医疗记录存储和管理系统集成以便管理病人保健，诸如提供临床决策支持，促进诊断和确认治疗选项。

背景技术

监视病人的各种生命体征已经是医院情人监护的重要方面，尤其是对于具有处于晚期的疾病、遭受严重外伤或者处于其它紧急环境中的病人而言。另外，各种生理状况的门诊病人监视正在越来越多地被用于评估病人的健康状况以及心脏疾病、糖尿病及其它疾病的早期检测和治疗。例如，可以使用心电图（ECG或EKG）来评估病人的心脏状况，其中，电极被放置在胸部、手臂和/或腿的某些位置处。这些电极可以用导线连接到ECG机器，并且由ECG机器接收到的电信号可以被分析和显示以获得医生的信息和进一步解释。

还进行了开发用以通过减少被直接地或间接地附着到病人的设备的数目和体积来改善病人的舒适度、自由度和隐私的系统的尝试。例如，美国专利号7,979,111公开了用于病人监视的无线电极布置和方法，其中，适合于附着到病人的身体表面的多个无线电极能够无线地连续地监视受试者。共同待决美国专利申请号13/835,049（公开为美国专利申请公开号20130204100）进一步描述了用于监视受试者的血液动力参数的无线传感器的网络。这两个文献的公开被整体地通过引用结合到本文中。

对于具有与心脏的电系统有关的各种心脏状况或者处于其高风险的病人而言常常指示表示需要诸如可植入心律转复除颤器（ICD）或起搏器之类的可植入设备作为治疗，所述各种心脏状况诸如室性和房性心律不齐，包括但不限于心室纤颤、心室心搏过速、心房纤颤以及心搏徐缓等。这些可植入设备可以监视和/或管理病人的某些心脏状况并防止或控制否则将干扰日常生活或者危及生命的心脏事件，并且因此可以允许具有某些心脏状况的病人在具有相对少的限制和大体上低水平的不适的情况下继续其正常生活。

然而，对于这些可植入设备而言可能存在限制性因素，诸如检测相关心脏状况事件并施予适当治疗时的不准确。例如，ICD的引线与心脏肌肉的定位和接触可以受到病人移动的影响，并且该问题对于年纪小且更加活跃的病人而言更为尖锐。ICD还可以在被病人穿戴达到延长时间段（例如，多年）之后具有引线故障。引线定位误差和故障可以引起不准确或失真的电记录图，并且从而导致不充分、过度侵入性或者另外不适当的心脏干预，诸如次数过多的无保证的电击或者具有不必要的大量值的电击，其可能引起不适，疼痛以及堆病人的生活质量的其它不期望影响。

近十年来，并且尤其是在制定2009年美国复苏和再投资法案之后，保健提供商面临关于电子记录管理（EMR）和电子健康记录（EHR）（或者个人健康记录（PHR））的更多规章。同时，医疗软件提供商已经开发了促进电子数据存储和管理的过多系统以使得保健提供商能够遵守此类增加的规章。例如，病人的EHR可以提供在护理输送背景下的一个或多个遭遇期间收集的病人健康信息的纵向电子记录，其可以包括诸如病人人口统计信息、药物、生命体征、病历、实验室测试结果以及放射学报告等信息。EHR还可以用来提供决策支持、质量管理以及结果报告。

需要一种将由病人穿戴的无线传感器的实时监视能力与由电子健康记录管理系统提供的数据存储和处理能力集成以用于个性化的监视和临床决策支持、改善诊断中的准确度并确认由医生提议的治疗选项的系统。

发明内容

根据本发明的某些实施例，提供了一种用于监视受试者的系统。该系统包括可附着到受试者或者植入受试者体内的多个无线传感器，每个传感器包括被配置成检测与受试者的至少一个血液动力状况相对应的信号的传感部件以及被配置成向所述多个无线传感器中的另一个无线地发射所检测信号的通信部件。该系统还包括被配置成从所述多个无线传感器中的至少一个接收信号的监视设备。所述多个无线传感器中的至少一个被选择成是控制接点，该控制接点还被配置成无线地从所述多个无线传感器中的另一个接收所检测信号，并且将该接收信号无线地中继到监视单元。

在本系统的某些实施例中，所述多个无线传感器被配置成形成网状网络。

在本系统的某些实施例中，生命体征包括选自脉冲血氧测量、氧饱和度、氧合血红蛋白饱和度、血糖水平、血压、血液速度、学院刘速率、呼吸速率、脉搏率、CO2水平、药物浓度、血液蛋白浓度、血液酒精水平、心率、心律、心率变化性、有机或无机物质浓度、心搏、心输出量、pH水平、病原体和皮肤电反应中的一个或多个的血液动力参数。

在本系统的某些实施例中，系统的所述多个无线传感器中的至少一个包括被配置成检测与受试者的第一血液动力参数相对应的信号的传感部件，并且所述多个无线传感器中的至少另一个包括被配置成检测与受试者的第二血液动力参数相对应的信号的传感部件，第二血液动力参数不同于第一血液动力参数。

在本系统的某些实施例中，所述多个传感器中的至少一个是可植入的。

在本系统的某些实施例中，所述多个传感器中的至少一个被配置成可附着到病人的皮肤。

在本系统的某些实施例中，所述传感部件包括电磁检测器、热检测器、压力检测器、超声波检测器、光学检测器和化学检测器、磁性检测器、激光检测器以及x射线检测器中的至少一个。

在本系统的某些实施例中，监视设备是便携式计算设备。

在本系统的某些实施例中，所述多个无线传感器中的至少一个是包括以正交构造布置的三个电极的表面地附着ECG传感器。

在某些实施例中，该系统包括用于检测病人的移动、检测病人的活动水平（例如，病人行进的速度和距离、燃烧的卡路里等）和/或涉及可能应当立即得到医疗关注的跌倒或事故的事件的加速度计和/或陀螺测试仪（或陀螺仪）。在某些实施例中，该系统还包括用以确定病人的地理位置的GPS接收机或其它定位设备。

根据本发明的某些实施例，提供了一种管理用于受试者的心脏状况的方法。该方法包括：

（a）用具有被植入受试者的心脏中的传感器部件的至少一个可植入设备来检测在第一定义时间段内的受试者的胸内电记录图信号；

（b）基于电记录图信号来确定受试者是否正在经历心脏状况；

（c）用被附着到受试者的皮肤的至少一个表面传感器来在第一定义时间段内检测受试者的ECG信号；

（d）基于步骤（c）中的所检测ECG信号，确定将由所述至少一个可植入设备执行的治疗动作的参数，该动作能够影响受试者的心脏的电系统以便解决该心脏状况；以及

（e）由所述可植入心脏设备用在步骤（d）中确定的参数来执行该动作。

在本发明的某些实施例中，心脏状况包括心室纤颤、心室心搏过速、心房纤颤以及心搏徐缓中的一个或多个。

在所述方法的某些实施例中，所述至少一个可植入心脏设备是起搏器。

在本发明的某些实施例中，要执行的动作是用电流使心脏起搏，并且该动作的参数包括起搏电流的量值和起搏电流的施予定时中的至少一个。

根据本发明的某些实施例，提供了一种监视用于受试者的状况的方法，其包括：

（a）用被附着到皮肤的传感器或植入受试者的体内的一个或多个无线传感器来检测与受试者的一个或多个生命体征有关的信号；

（b）用计算设备无线地从所述一个或多个无线传感器接收信号；

（b）用计算设备来访问受试者的至少一个医疗记录；以及

（d）使用计算设备的处理器基于从无线传感器接收到的信号和被访问的医疗记录来进行关于受试者的状况的诊断。在所述方法的某些实施例中，

信号是由一个或多个无线传感器实时地获取的实时信号。在某些实施例中，从包含受试者的EMR的数据库检索医疗记录。在某些实施例中，通过将诊断包括在受试者的EMR中来更新数据库。

根据本发明的某些实施例，提供了一种监视用于受试者的状况的方法，其包括：

（a）用被附着到皮肤的传感器或植入受试者的体内的一个或多个无线传感器来检测与受试者的一个或多个生命体征有关的信号；

（b）用计算设备无线地从所述一个或多个无线传感器接收信号；

（c）利用计算设备的处理器基于从无线传感器接收到的信号来进行关于受试者的状况的诊断；

（d）用计算设备来访问受试者的至少一个医疗记录；以及

（e）用计算设备基于在步骤（c）中进行的诊断和在步骤（d）中访问的医疗记录来确定受试者的健康状态。在某些实施例中，所述方法还包括根据如在（e）中确定的病人健康状态来更新施加于病人的治疗中的参数。在某些实施例中，该方法还包括根据如在（e）中确定的病人健康状态来更新给一个或多个预定护理者或医务人员的通知。在其它实施例中，所述方法还包括根据如在（e）中确定的病人健康状态来修改无线传感器获取的信号时的背景。在某些实施例中，从包含受试者的EMR的数据库中检索医疗记录，并且该方法还包括更新数据库以包括受试者的EMR中的健康状态。在其它实施例中，该健康状态涉及受试者是否遵循规定治疗。

根据本发明的某些实施例，提供了一种用于检测受试者的ECG信号的被附着到受试者的设备。该设备包括第一电极、第二电极以及第三电极，电极中的每一个具有用于接触受试者的皮肤区域的末端。从第二电极的末端到第一电极的末端的方向定位基本上垂直于从第三电极的末端到第一电极的末端的方向定位。电极中的每一个被电连接到被配置成获得ECG信号的两个通道的电路，第一通道测量第一电极与第二电极之间的电信号的差，并且第二电极测量第一电极与第三电极之间的。

在某些实施例中，所述设备还包括通信部件，其被配置成将由电路测量的信号无线地发射到外部计算设备。在某些实施例中，设备的第一、第二和第三电极每个位于星形基底的远端附近。在某些实施例中，所述设备还被配置成使用矢量数学将ECG信号的两个通道组合成第三通道。

根据本发明的某些实施例，提供了一种操作上述设备的方法，其包括：

使用第一、第二以及第三电极来获取ECG数据的第一通道和第二通道；以及

使用矢量数学将ECG信号的第一和第二通道组合成第三通道。在所述方法的某些实施例中，通过以使检测到心房纤颤的机会最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。在某些实施例中，通过以使第三通道中的P波（如果存在的话）的量值最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。在其它实施例中，通过以使R波的量值最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。在其它实施例中，

通过以使心跳之间的S-T段的变化最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。

根据本发明的某些实施例，提供了一种管理用于受试者的心脏状况的方法。该方法包括

（a）用具有被植入受试者的心脏中的传感器部件的至少一个可植入设备来检测在第一定义时间段内的受试者的胸内电记录图信号；

（b）基于电记录图信号来确定受试者是否正在经历心脏状况；

（c）用被附着到受试者的皮肤的至少一个表面传感器来在第一定义时间段内检测受试者的ECG信号；

（d）基于ECG信号来确定受试者是否正在经历心脏状况；

（e）基于步骤（b）和（d）中的每一个的结果，确定是否由可植入心脏设备来执行治疗的动作以影响受试者的心脏的电系统以便解决该心脏状况；以及

（f）如果（e）中的确定结果肯定的，则用可植入心脏设备来执行该动作。

在本方法的某些实施例中，所述至少一个可植入心脏设备是心律转复除颤器或起搏器。在本发明的某些实施例中，心脏状况包括心室纤颤、心室心搏过速、心房纤颤以及心搏徐缓中的一个或多个。在某些实施例中，（e）中的确定还包括：

当（b）的结果是否定的时，确定不执行所述动作。

在所述方法的其它实施例中，（c）中的确定还包括：

当（b）和（d）的结果都是肯定的时，确定执行所述动作。

在其它实施例中，所述方法还包括：

当（b）的结果是肯定的且（d）的结果是否定的时，（g）将（a）—（d）重复预定次数；以及

（j）基于（g）中的每次重复的确定结果的组合来确定是否将执行治疗的动作。

在某些实施例中，该表面传感器包括通信部件，其被配置成将在（a）中检测到的ECG信号无线地发射到可植入心脏设备，并且其中，（b）、（d）以及（e）中的每一个中的确定由可植入心脏设备的处理器执行。

在某些实施例中，所述方法还包括：

（g）由所述至少一个可植入心脏设备将关于（a）中的电记录图信号、（b）中的确定结果以及（e）中的确定结果中的至少一个的所选信息无线地发送到所述至少一个表面传感器；以及

（h）由所述至少一个表面传感器将从所述至少一个可植入心脏设备接收到的信息以及关于（c）中的ECG信号和（d）中的确定结果中的至少一个的所选信息无线地发送到外部计算设备以用于存储和进一步分析。在其它实施例中，所述方法包括基于由计算设备接收到的信息向医务人员发送警报。

在某些实施例中，（b）、（d）以及（e）中的每一个中的确定由被无线地链接到所述至少一个表面传感器和所述至少一个可植入心脏设备中的每一个的计算设备基于由计算设备从所述至少一个表面传感器和所述至少一个可植入心脏设备接收到的ECG信号和电记录图信号来执行。

附图说明

当结合附图来阅读时将更好地理解在本文中公开的各种方面和实施例，其中，相同的附图标记指代相同部件。出于举例说明本申请的各方面的目的，在图中示出了某些优选实施例。然而，应理解的是本申请不限于所示的精确布置、结构、特征、实施例、方面以及设备，并且该布置、结构、特征、实施例、方面以及设备可以单独地或者与其它布置、结构、特征、实施例、方面以及设备相组合地使用。附图不一定按比例描绘，并且绝不意图限制本发明的范围，而是仅仅为了阐明本发明的所示实施例而提出。在这些图中：

图1是根据本发明的一个实施例的包括多个无线传感器和主节点及其之间的通信模式的网络结构的示意性框图；

图2A是根据本发明的实施例的表面附着接点的三个电极（三极）的正交构造的说明性描绘；

图2B是根据本发明的一个实施例的每个具有三极构造的多个表面附着接点在病人身体上的布置的说明性描绘；

图3描绘了根据本发明的一个实施例的用于针对如图2A和2B中所示的三极传感器的电设计的框图；

图4描绘了根据本发明的一个实施例的被附着在病人身上的各种类型的无线传感器及其与监视设备和服务器的通信；

图5描绘了图示出根据本发明的一个实施例的利用来自不同类型的无线传感器的数据来诊断病人的各种状况的过程的流程图；

图6是根据本发明的一个实施例的用于使用ICD和（一个或多个）表面附着无线传感器来监视和管理心室纤颤的过程的说明性流程图；

图7是根据本发明的一个实施例的用于使用起搏器和（一个或多个）表面附着无线传感器来监视和管理房性心律不齐的过程的说明性流程图；

图8是图示出根据本发明的实施例的用于病人的个性化ECG监视的过程的流程图；

图9描绘了图示出根据本发明的实施例的利用基于来自无线传感器的数据已经病人的现有EMR的诊断的结果以实现临床决策支持的过程的流程图；以及

图10是图示出根据本发明的实施例的利用基于来自无线传感器的数据以及病人的现有EMR的诊断的结果以便确定用于该诊断的原因并更新监视协议的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考上述各图来讨论本发明的某些实施例。在一个实施例中，本发明提供了一种用于管理用于受试者（其在本文中与“病人”可互换地使用）的保健的系统。该系统包括适合于附着到受试者的皮肤或者可植入受试者的体内的多个无线传感器。所述多个无线传感器可以形成网络。网络的类型可以利用路由拓扑，包括：星形、网状、准网状网络或者任何其路由拓扑。每个传感器可以包括被配置成检测与受试者的至少一个生理状况相对应的信号的传感部件以及被配置成将检测到的信号无线地发射到另一无线传感器或外部监视单元的通信部件。所选传感器的通信部件还可以被配置成接收和/或中继从其它无线传感器发射的信号。

如本文所述，无线传感器包括传感部件，其被配置成检测对应于生理状态、诸如包括病人的血液动力参数的生命体征的信号。如在本领域中已知的血液动力涉及血流的研究。包括心脏、动脉、微循环以及静脉的循环系统运行以输送血液以向身体的细胞输送O₂、营养素和化学品，并去除细胞废物。心脏是通过有节奏地收缩和放松来产生心输出量（CO）的循环系统的驱动器。这产生局部压力的变化，并且与心脏和静脉中的复杂瓣膜系统组合，确保血液在一个方向上围绕循环系统移动。如本文所使用的血液动力参数（或性质）包括与血流相关联的生理状况，其不仅包括血流本身的物理性质，例如血流速度、血流压力以及脉搏率，而且包括与诸如细胞、蛋白质、化学品等血液组分有关的那些参数。

如在公开实施例中设想的要监视的生命体征可以包括但不限于ECG（心电图）、EEG（脑电图）、EMG（肌电图）、EOG（眼电图）、ERG（网膜电图）、温度、脉冲血氧测量、氧饱和度氧合血红蛋白饱和度血液组分浓度（例如，葡萄糖水平、脂质水平、胆固醇水平、三酸甘油酯水平、不同的盐的水平、不同类型的细胞的浓度、诸如凝血酶之类的血蛋白的浓度、肿瘤标志物、心力衰竭标志物）、肾功能测试组分（例如，尿中的白蛋白、尿素以及肌酸酐的浓度）、肝功能测试组分、器官机能、血压（诸如心房压、心室压、肺动脉压、收缩压、舒张压等）、血液速度、呼吸率、脉搏率、（潮气末）CO2水平、血液药物浓度、血液中的有机或无机物质浓度（例如，尿酸、维生素、重金属、一氧化碳、细菌毒素）、心输出量、心率、心律、心率变化性、pH、病原体、运动、体重等。另外，所述系统可以用来监视偏头痛、病人的皮肤电反应以及堆电神经和肌肉刺激的反应等。根据要监视底层生理状况的类型，传感部件可以包括但不限于电化学检测器（诸如用于检测表面电位或电流的针电极电流电极或带状电极）、电磁检测器（光学检测器，诸如红外检测器和可见光检测器以及x射线检测器、伽玛射线检测器等）、热检测器、压力检测器、超声检测器、化学检测器、磁性检测器、x射线检测器、加速度计、陀螺测试仪、运动检测器等。还可以使用新兴传感器技术中的其它检测器，诸如激光多普勒、纸传感器、传感器纹身等。

此外，每个无线传感器包括被配置成用于与其它传感器的无线通信的通信部件。例如，在美国专利号7,979,111中描述的无线电极（包括发射电路，诸如远程遥测仪52）可以是此类无线传感器。无线传感器可以包括如上述专利中所述的微粒，或者可以包括完全集成和功能性通信电路，其包括放大器、处理器、存储器、电池以及RF模块。无线传感器中的每一个或所选的一些还可以包括适当尺寸的存储器（例如，4GB或8GB，以存储大量或大尺寸的病人的相关医疗记录）、数据处理器、电源等。

在某些实施例中，无线传感器形成网络，其中，每个sensor（在下颚文中也称为“节点”、“传感器节点”或规则节点）不仅捕捉并宣传其自己的数据，而且充当用于其它节点的中继器，亦即，网状网络中的节点相互合作以在网络中传播数据。在某些实施例中，该网状网络还包括一个或多个控制节点（或主节点），其与所选的或者所有规则节点通信。主节点可以充当数据获取、处理以及指挥中心，并且下面将进一步描述。在其它实施例中，无线传感器例如出于同步信号获取的目的而仅相互通信。在其它实施例中，无线传感器仅与外部控制节点通信，而不相互通信或形成网状网络。

无线传感器或无线传感器的网络可以连续地监视受试者的所选声明体征，并且将经由传感器的通信部件从传感部件获取的信号传送到控制或主节点。每个无线传感器可以被编程，使得由传感器检测到的落入预定（例如，可接受或正常）范围内的信号不被发射或者以较低频率发射。可以例如基于传感器的类型、病人的状况、病人正在使用的治疗等来单独地设定针对不同病人和针对每个无线传感器的用于信号的可接受范围。如本文所述，控制或主节点包括通信部件，其被配置成从所述多个无线传感器中的每一个无线地接收信号并向所述多个无线传感器中的每一个发送和/或命令。控制或主节点还可以包括与通信部件耦合的监视单元。例如，该监视单元可以包括可读介质和被耦合到计算机可读介质的处理器。该计算机可读介质可以存储已编码指令以用于由计算机处理器执行，该计算机处理器在指令执行时还行预先设计的任务。

在某些实施例中，网状网络的主节点可以是装配有通信部件（诸如安全装置）以用于与无线传感器通信的PC或工作站计算机。主节点还可以包括便携式设备，其具有处理器、存储器、显示器和/或用以向用户呈现信息的其它视听输出能力以及与无线传感器无线地通信的能力。在其它示例中，主节点可以包括商用便携式计算设备，诸如智能电话（例如，iPhone、基于Android的电话、WindowsMobile电话等）、平板电脑（诸如iPad、SamsungGalaxyGoogleNexus7或10等）或其它类似设备。在其它示例中，还可以在一个或多个规则节点上实现主节点的控制和通信能力以将此类规则节点“升级”成“超级节点”，其包括传感能力和如本文所讨论的主节点的功能两者。

在下文中，将包括适合于获取与心脏功能有关的电生理学信号的ECG电极的无线传感器用于举例说明传感器和由其形成的网络的操作原理。在这些传感器中，每个传感器包括一个或多个电极，其可以获取与ECG信号的质量有关的数据，诸如所检测电压、所检测电流和/或皮肤电阻的振幅，并将此类数据发射到其它传感器或主节点。ECG电极可被结合到单个单元中，或者其可以利用成品卡扣连接器ECG电极来粘附到胸部并电连接到皮肤。

在ECG应用中，通常要求多个无线传感器，其在预定位置上位于病人的身体上面。如下面将进一步讨论的，这些无线传感器可以进一步自配置成集合或群组，其以同步方式向主节点无线地发送诊断质量ECG信号，其可以基于发射的ECG信号而导出或合成ECG频谱以用于显示的或者医生（或其它用户）可使用的其它形式。这些传感器还可以被配置成当满足接近准则时、例如当主节点在与无线传感器的预定距离内、例如在3英尺内时向/从主节点发送和/或接收信号。

为了说明的目的而非限制，可以用如图1中所示的示意性框图来表示由多个传感器形成的网状或准网状网络。所示网络由六个传感器节点和单个主节点110组成。传感器节点可以被划分成三个集群：集群120（包括节点1和节点6）、集群130（节点2和节点5）以及集群140（节点4和节点9）。图1中的箭头表示节点之间的通信路径。如在本示例中所描绘的，网络支持至少两个通信模式：（1）主节点与每个节点之间的通信以及（2）节点之间的通信。此类配置允许传感器节点进行其自己的判定并独立于主节点而重配置网络。网状网络内的无线通信可以基于利用时分多址（TDMA）的原理的专用通信堆栈，具有选自各种MICS波段（医疗植入通信服务服务）或ISM（工业科学和医疗频带（900MHz、2.4GHz或5.8GHz））波段的频率，如本领域的技术人员将认识到的。

对于被配置成检测ECG信号的无线传感器而言，在本文中描述了其示例，传感器可以被以与传统3引线、5引线或12引线ECG引线的配置类似的方式被附着到病人的皮肤以实现ECG信号记录。在某些实施例中，可以将无线传感器布置在每个以正交构造布置的一组或多组电极中，诸如图2A和2B中所示的那些。

如图2A中所示，表面节点200可以包括被以正交构造附着在皮肤上的三个电极210、220以及230（截面图，每个是表示接触皮肤的每个电极的中心位置的圆）。三个电极被设置在星形接地或垫圈的远端附近，该星形基底或焊盘可以由聚合材料、织物或其它结构制成。如众所周知的，ECG在进行测量的两个ECG电极的矢量中测量由电流通过心脏传导得到的电压。当ECG的矢量与传导的矢量完全相同时，信号达到最大值，并且当矢量是正交的时，信号是零。传导角对不不同的人而言可以不同，并且随着身体位置和呼吸而改变。如图2A中所示的三极传感器测量相互正交的两个矢量、电极210与电极220之间的通道1、电极210与电极230之间的通道2（即，电极210为两个通道所共用）上的信号。

在图3中图示出此类三极传感器的结构的示例性框图。三个电极310经由针对电击和射频干扰进行保护的输入保护电路320而被连接到仪表放大器330。仪表放大器330测量其两个输入端之间的差，并以例如约10的增益将其放大。已放大信号被带通滤波器340滤波（通常至0.05Hz至60Hz或者替换地100Hz或150Hz的频率响应）。可以在带通滤波器级中提供附加增益以达到约300的总系统增益。这导致任何电极度之间的约10mV的输入范围。然后可以用A/D转换器350将单独的通信信号数字化。转换器的分辨率可以是12位或16位。数字化ECG信号通过微处理单元（MPU）360。已处理信号可以不被存储在与MPU360耦合的存储器370、例如闪存中。另外或替换地，已处理信号可以被发送到RF发射极380并经由天线390直接地或间接地发射到外部设备（未示出），智能电话、平板电脑或计算机。

如图2和3中所示的三极传感器的配置不包括接地电极。然而，如果需要或期望的话可以添加接地电极作为第四电极（例如，以减少伪像）。可以将使用常见的电极技术所示的每个电极附着到病人的皮肤，所述常见电极技术诸如银/氯化银（Ag/AgCl）“浮置”电极，其被经由电极凝胶（具有带有医学级粘合剂的泡沫垫圈、布等的底座）附着到病人的皮肤以促进离子导电。

可以使用矢量数学将从两个正交通道获取的信号组合以获得对应于任何期望矢量角的信号。这可以用来优化感兴趣的任何特定波形信号的测量结果，从而帮助检查各种心脏状况。例如，P波的不存在可以是用于诊断心房纤颤的重要特性。由于P波通常是非常小的，所以改善信噪比可能是至关重要的。例如，可以通过将矢量角调整至与心房的去极化的轴（其与p波的最大振幅重合）重合来确认p波的存在。这可以克服本领域的技术人员已知的某些病人在标准ECG矢量中显示出非常小的p波的问题。

调整组合通道的矢量角还可以用来在诸如心房纤颤之类的某些状况下确认p波的不存在。例如，可以将矢量角递增以尝试检测p波的存在，其被视为通常在R波之前的0.12至0.20秒的ECO的偏转。如果在所有角度的多次搏动中未看到偏转，则可以确认p波不存在。还可以调整矢量角以找到最大R波振幅，其可以改善检测R波峰值的时间的准确度，导致对R间的间隔的测量结果中的改善，其是对于心房纤颤的检测而言重要的特征，因为在心房纤颤中，R间的间隔混乱地改变。区别由于间隔的有噪声测量而引起的真R间变化性是重要的。作为另一示例，还可以优化病人的ECG波形的S-T段，其与心肌梗死（MI）和心肌缺血有关。本领域的技术人员将认识到可以用这种技术来优化其它ECG特征和心脏状况。

在某些实施例中，可以将多个表面节点放置在病人的皮肤上面。如图2B中所示，可以将第一表面节点放置在刚好在锁骨下面的胸骨上的高处。这可以有利于检测慢心房节律，因为其最接近于心脏的心房，提供用以监视心房纤颤的最佳时机。在此位置上存在将用任何肌电图（EMG）伪像来污染ECG的较少肌肉，并且其可以在不太可能移动并用运动伪像来污染ECG的组织上面。可以在最接近于心室处添加可选第二表面节点270。这一组的两个电极可以在标准12引线ECG的位置V4和V5处，并且第三个是用于左腿位置的代用品。可以以各种方式将来自两个表面节点的信号组合以提供标准3、5或12引线ECG的真实表示。第二表面节点还可能能够测量由于主血管的堵塞而引起的心室缺血。还可以添加可选第三三极表面节点280以提供足以导出全12引线ECG的信号。

在其中存在超过一个无线传感器（如所示，图2B中所示的三个三极传感器）的系统中，无线传感器每个可以单独地将所收集的生理数据发射到外部设备（例如，如本文所述的监视设备）替换地，无线传感器中的一个可以包括充当主节点或网关所需的硬件和软件，所述主节点或网关从其它无线传感器接收所检测的生理数据，并以适当的速率（例如，以节省传感器的电池电力）经由无线电或WiFi链路将此类信号转送到外部监视设备。还可以在几乎没有信息损失的情况下可选地压缩该传输。所发射的生理数据可以被监视设备用适当的程序处理，或者可以被进一步上传到服务器以用于下面进一步描述的处理和/或分析。

此外，根据本发明的一个实施例的无线传感器可以包括用于监视多个不同生命体征的不同传感部件。例如，一个传感器可以包括用于监视脉搏率的用来检测器，并且另一传感器可以包括用于血糖水平测量的电化学检测器（还可以用红外检测器或眼睛扫描仪来测量葡萄糖水平）。针对另一示例，一个无线传感器可以包括表面附着传感部件，诸如一个或多个ECG电极，并且另一传感器可以包括可植入传感部件，诸如被耦合到心室（例如，右心室）的植入心内压力换能器。因此，用于监视不同生命体征的不同类型的无线传感器可以根据病人的护理需要而被病人方便地穿戴或者植入病人体内。出于说明而非限制的目的，图4描绘了不同类型的无线传感器的使用，其包括三个表面附着节点410、420、430（每个包含ECG传感器，例如本文所述的三极传感器）、体重传感器460、腿监视传感器450以及氧饱和度（SpO2）传感器（诸如穿戴在病人的手指上的脉冲血氧测量计）470，其还可以用来监视ECG。附加传感器（未示出）可以包括可以被用于监视心率、血压、温度或其它血液动力性质的手腕传感器或挂件。节点410包括ECG传感器412、温度传感器414和加速度计416以及无线传输模块。因此，节点410可以充当主节点以接收由节点420和430发送的ECG测量信号以及来自其它传感器的信号，并且将从所有传感器收集的数据无线地中继到外部设备，例如监视设备480或云485，其中的每一个可以被连接到病人的EMR记录。类似于节点410，节点420和430还可以每个包括其它传感器，诸如加速度计、陀螺测试仪、温度传感器、GPS接收机等（未示出）。从各种传感器收集的实时监视数据可以被与来自病人的EMR记录的信息组合以优化传感器所使用的信号检测算法和/或进行诊断辅助或临床支持决策，如下面将进一步描述的。

混合传感器的使用还可以以更高效和/或更加可靠的方式为护理者提供关于病人状况的更全面信息。例如，同时地使用不同类型的无线传感器来监视不同的声明体征可以提供冗余和监视矢量的改善的稳健性以及促进从不同类型的传感器（针对不同的生命体征）收集的数据之间的不一致性的调解，降低虚警率等。还可以将某些生命体征视为具有较高优先级（例如，因为用于监视这些声明体征的传感器具有较高可靠性或准确度），并且同样地，当从其它生命体征收集的数据可以暗示病人处于不同的状况时可以对从这些生命体征收集的数据给定更多权值。另外，当使用植入无线传感器，尤其是相对深地植入病人体内（例如，在病人的心脏中）的那些，可以使用一个或多个表面附着传感器、例如位于植入传感器附近的那些来将从植入的传感器获取的信号中继到例如主节点，从而提供潜在地更好质量的信号以用于进一步处理和分析。例如，对于被植入病人的心室中的无线传感器而言，可以将另一无线传感器附着在病人的胸部以接收并重新广播由植入的传感器获得的信号。可以进一步与由病人穿戴的某些医疗设备（例如，恢复设备、机器人、假体等）相结合地使用无线传感器，以用于收集并发射所感测的信号作为用于这些设备的反馈或输入，从而进一步增强其功能。

可以对从不同类型的传感器收集的数据进行加权、排序、处理、确认、发射到EMR服务器，并与病人的EMR中的其它数据一起使用。可以按病人疾病状况和健康状态将ECG及其它生命体征按优先级排序。例如，具有AF外科手术的另一健康的病人具有有限的参数集，而刚刚被解除具有糖尿病以及肥胖症的功病的充血性心力衰竭（CHF）以及多种药物的病人可以基于ECG、血糖水平和体重而被针对与疾病特定算法有关的安歇生命体征信号进行监视。

例如，系统可以存储包含特定生命体征的阈值水平的“诊断模板”，其可以在经受监视的病人达到用于生命体征的阈值水平时触发诊断。响应于信息病人特定信息，该系统可以基于疾病特定风险因数（例如具有心房纤颤的病人体内的心率变化性）以及病人特定风险因数（例如，具有高血压的病人体内的血压的波动）来调整“诊断模板”。该系统还可以根据指示和病人的现有状况对不同的生命体征不同地加权，使用预定统计模型来测量病人的生命体征变化性、随时间推移的趋势以及与先前状态的偏差，所述预定统计模型例如为使用诸如平均值、标准偏差以及协方差之类的测量结果的统计模型。可以在传感器节点、被配置成从各种传感器（或者从如图4中所示的网关传感器节点）接收传感器数据的监视设备或者被连接到监视设备的服务上面执行数据处理和分析。

在示例性实施例中，可以使用如图5中所描绘的不同类型的无线传感器的配置来诊断病人的各种状况。胸部节点510包括ECG模块/传感器512和加速度计模块514，并且腹部节点520包括SpO2模块/传感器522和加速度计模块524。ECG测量数据516可以被用作用于心律不齐检测算法530的输入。当在532处检测到心律不齐时，可以在534处确定病人具有心律不齐。另外，可以将ECG数据516与SpO2数据526一起用作用于睡眠呼吸暂停检测算法540的输入。当在542处位检测到呼吸暂停且未检测到心律不齐时，在544处得出无呼吸暂停的诊断。分别地来自加速度计模块514和524的胸部移动数据518和腹部移动数据528可以被一起用作用于呼吸检测算法550的输入。当基于呼吸检测算法和睡眠呼吸暂停的检测而在552处检测到呼吸的存在时，病人被诊断为具有障碍性呼吸暂停554。当未检测到呼吸的存在（在检测到睡眠呼吸暂停的同时）时，在556处病人被诊断为具有中枢性睡眠呼吸暂停。

在某些实施例中，本发明提供了一种用于与适合于附着到受试者的皮肤以便监视病人的ECG的一个或多个无线传感器相组合地使用可植入心脏设备来监视用于受试者（或病人）的心脏状况的系统。以这种方式，由可植入心脏设备的内部电极（其经受定位误差或失败且难以调整或替换）获得的电记录图（EGM）可以被与从皮肤附着无线传感器或节点（其在定位稳定性方面更加稳健且更容易调整/操纵）收集的ECG信号进行交叉检查，从而改善由可植入设备进行的某些心脏状况的检测和管理的置信度和准确度。

在本发明的某些实施例中，可植入心脏设备可以包括ICD、单或多室起搏器、心脏再同步治疗设备以及能够监视、干预或影响病人心脏的电系统的其它可植入电子设备。应理解的是当代ICD可以被设计成执行常规起搏器的功能，并且因此ICD可以表示一大类的可植入心脏设备。

在本发明的某些实施例中，所述一个或多个无线传感器（例如，（一个或多个）表面传感器、（一个或多个）表面节点）每个可以包括被配置成检测ECG信号的传感部件。另外，该无线传感器可以包括被配置成将所检测的信号或其它信息无线地发射到其它表面节点以及从其它表面节点无线地接收所检测信号或其它信息的通信部件。所选表面节点还可以与可植入设备无线地进行通信。在某些实施例中，所选表面节点还可以接收从可植入设备发射的信号。例如，该无线传感器可以用来基于ECG信号而检测心脏状况中的一个或多个，诸如室性和房性心律不齐，包括但不限于心室纤颤、心室心搏过速、心房纤颤以及心搏徐缓。可植入设备和表面节点可以以许多不同的方式彼此相交互，诸如：（1）报名节点向可植入设备提供诊断性信息，该可植入设备可以使用此类信息来自其操作中进行调整；（2），表面节点和可植入设备交换信息，使得可植入设备和表面节点两者的操作可以被彼此影响；和/或（3）表面节点主动地参与监视/治疗决策，例如，确定是否和何时向病人施予治疗（诸如电击或起搏）以影响心脏的电系统，从而解决所检测的状况。可植入设备可以包括通信部件，其将无线地向和/或从表面节点中的一个或多个发射和/或接收信息，如下面将进一步描述的，其中，可以适当地通过RF、磁性、声学、电学、光学及其它传输手段来执行通信。可植入设备还可以包括被配置成处理从可植入设备的传感器接收到的信息和从表面节点接收到的信息的软件以及用于适当地施予治疗以解决所检测的心脏状况。

在某些实施例中，可以使用诸如远程或中央服务器之类的附加部件基于从可植入设备和表面节点接收到的信息来进行此类诊断/治疗。再次地，可以使用可植入设备来执行与用由系统节点提供的信息进行的决策相对应的动作。

在某些实施例中，表面附着无线传感器包括适合于获取与心脏功能有关的电生理学信号的ECG电极的无线传感器用于举例说明传感器和由其形成的网络的操作原理。在其它实施例中，表面附着无线传感器可以包括一个或多个三极传感器，如图2A和2B中所示，如上文所讨论的。

在其中采用多个无线传感器的某些实施例中，可以将无线传感器配置成形成网络，该网络可以使用诸如星形、网状、准网状或任何其它路由拓扑之类的路由策略。网络可以包括一个或多个主节点或其它设备，其可以从无线传感器接收信号并具有附加的信号处理、决策及其它监督或协调功能。（一个或多个）主节点或其它设备不需要被附着到病人的主体。例如，主节点可以是台式计算机或膝上型PC、平板电脑、智能电话等，如上文所讨论的。

在某些实施例中，可以使用一个或多个表面附着传感器、诸如位于植入心脏设备附近的那些来将从植入传感器获取的信号例如中继到外部监视设备，从而提供潜在地更好质量的信号以用于进一步处理和分析。例如，对于ICD而言，可以将无线传感器附着在病人的胸部处以接收和重新发送由ICD的植入传感器获得的信号。

图6图示出根据本发明的实施例的包括ICD和一个或多个表面节点（SN）的系统的操作。在步骤1010期间，ICD连续地扫描电记录图数据以检测心室纤颤（VF）。应理解的是VF在本文中仅被用作示例，并且还可以通过本文所述过程的适当修改来解决ICD通常监视或管理的其它状况，诸如心律不齐、心动过速等。因此，当在本文中使用VF时，应认为是参考ICD可以监视或管理的其它状况。

如图6中所示，如果在判定框1020中检测到VF，则控制流程转到步骤1030，并且ICD经由无线通信来扫描病人身体上的（一个或多个）表面节点的存在。如果在判定框1040中ICD没有检测到（一个或多个）SN，则控制流程转到步骤1050，并且ICD基于ICD的编程来部属预定除纤颤治疗。如果ICD检测到（一个或多个）SN，则可以在适当地使用但不限于（一个或多个）RF、电学、磁性、声学或光学通信协议来在ICD与（一个或多个）SN之间建立（一个或多个）安全的无线链路。然后，控制流程转到步骤1060，并且ICD将VF诊断与（一个或多个）SN进行交叉引用。如果SN（一个或多个）也在判定框1070中检测到VF（例如，通过使用本领域中已知的技术），则控制流程转到步骤1080，并且ICD部属预定除纤颤治疗（例如，通过施予预定量值和持续时间的电击电流）。如果（一个或多个）SN并未检测到VF事件，则控制流程转到步骤1090并处罚使用加权或未加权数据的ICD中的评估算法或者来自ICD和（一个或多个）SN两者的诊断。此类评估算法的示例是基于（一个或多个）SN和ICD的诊断的表决系统。例如，在算法在步骤1090中被触发之后，控制流程转到步骤1100，并且ICD和（一个或多个）SN每个使用由两个设备独立地获取的数据来执行五次连续诊断。控制流程然后转到步骤1110，并且ICD将诊断与（一个或多个）SN进行交叉引用。如果ICD在判定框1120中在全部的五次诊断中都检测到VF，则控制流程转到步骤1130，在该步骤中ICD忽视由（一个或多个）SN进行的诊断并部署预定除纤颤治疗。如果在判定框1120中ICD诊断对于VF而言小于100%，则ICD可以在决策中结合由（一个或多个）SN进行的诊断。例如，在判定框1140中，如果（一个或多个）SN检测到VF的任何事件，则控制流程转到步骤1080，并且ICD部署除纤颤电流。如果（一个或多个）SN在全部的五个事件中并未检测到任何VF，则控制流程然后转到步骤1150，并且ICD可以判定不施予除纤颤，或者用修改参数（例如，根据期望或需要，用修改的波形、减少的能量或减少的持续时间）来施予除纤颤电流

独立于最终决策，ICD可以进一步阱该事件的相关电记录图数据和决策发射到（一个或多个）SN，如在步骤1160中那样使用但不限于具有适当加密的（一个或多个）RF、电学、磁性、声学或光学通信协议。控制流程然后转到步骤1170，其中，（一个或多个）SN（或从多个SN中选择的SN）进一步将用于事件的来自ICD和（一个或多个）SN两者的数据打包并使用但不限于（一个或多个）RF、电学、磁性、声学或光学通信协议发射到远程服务器。数据到服务器的传输可以通过（一个或多个）安全中继站。该数据包还可以包含给服务器（内部或第三方）的警告，使得服务器可以生成用于但不限于（一个或多个）医疗专业人员、（一个或多个）护理者和/或（一个或多个）护理提供商的通知。该服务器还生成将事件编档到EMR系统的条目。

图7图示出根据本发明的一个实施例的包括起搏器和一个或多个表面节点的系统的操作。应理解的是本文所述的起搏器还可以是具有起搏能力的ICD。在步骤2010期间，起搏器（PM）连续地扫描用于房性心律不齐的电记录图数据，该房性心律不齐可能是心房纤颤（AF）的前兆，诸如心房异位搏动（有时称为早发性心房收缩或PAC）。如果在判定框2020中检测到一个或多个PAC，则控制流程转到步骤2030且PM经由可包括但不限于（一个或多个）RF、电学、磁性、声学以及光学通道的无线通信来扫描（一个或多个）身体表面节点的存在。如果在判定框2040中并未由PM检测到（一个或多个）SN，则控制流程转到步骤2050，并且PM确定起搏治疗的参数以实现后续部属。如果PM检测到（一个或多个）SN，则可以在适当地使用但不限于（一个或多个）RF、电学、磁性、声学或光学通信协议来在PM与（一个或多个）SN之间建立（一个或多个）安全的无线链路。然后，控制流程转到步骤2060，并且PM从（一个或多个）SN）收集ECG数据。在步骤2070中，PM使用来自PM和（一个或多个）SN两者的数据来导出用于起搏治疗的参数（诸如起搏电流的量值、施予起搏电流的定时等）。然后PM在步骤2080中部属施予该治疗。

在起搏事件之后，PM可以如在步骤2090中那样使用但不限于具有适当加密的（一个或多个）RF、电学、磁性、声学或光学通信协议将相关电记录图数据和起搏电流参数发射到（一个或多个）SN。控制流程然后转到步骤2100，其中，（一个或多个）SN进一步将来自PM和（一个或多个）SN两者的数据打包并使用但不限于（一个或多个）RF、电学、磁性、声学或光学通信协议发射到远程服务器。数据到服务器的传输可以通过（一个或多个）安全中间站。该数据包还可以包含给平台（内部或第三方）的警告，使得服务器将生成用于但不限于（一个或多个）医疗专业人员、（一个或多个）护理者和/或（一个或多个）护理提供商的通知。该服务器还可以生成将事件编档到EMR系统的条目。

应理解的是在上文相对于图6所示的表决算法中，可以根据期望或需要来改变连续诊断的数目和持续时间。可以设计表决或判定算法的其它方案。此外，对于结合图6和7两者描述的过程而言，当来自（一个或多个）SN和可植入设备的信息两者都可用并被相结合地用于心脏状况的评估，则可以基于ICD的设计和状况、（一个或多个）SN的设计和配置以及影响ICD与（一个或多个）SN之间针对诊断或解释同一心脏事件的的相对可信任性的其它考虑因素来为可植入设备分配不同的权值。替换地，可以通过考虑从（一个或多个）SN和可植入心脏设备接收到的信息采用多元优化方法来进行具有是正确结论的最佳概率的诊断结论和/或导出用于将在可植入心脏设备的能力范围内施予的治疗的一组参数，其可以最佳地解决检测到的事件。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于获取、发射、分析以及利用用由病人穿戴的无线传感器实时地监视的生命体征（例如，血液动力参数、器官功能、验血结果）以及病人的医疗记录以实现临床决策支持及其它病人保健目的。此类综合系统包括无线传感器和监视单元，并且还可以包括存储病人的EMR数据的（一个或多个）远程服务器。

如在本文中讨论的监视单元或设备（和/或被连接到监视单元或设备的远程服务器）可以包括计算机程序，其管理实时数据从无线传感器的传输以及基于实时监视数据以及病人的EMR来执行某些指定任务，例如诊断病人的状况、向病人或医生警告病人的已诊断状况、针对受试者的诊断或治疗提出建议和/或确认由医生提出的诊断或治疗等。监视单元（或被与之耦合的远程服务器）可以进一步将从无线传感器接收到的实时监视数据与病人的既往病史其它有关资料（例如，存储的人口统计信息、生命体征历史、先前的诊断、药物、过敏性反应等）结合。

病人的EMR及其它相关数据可以被存储在监视单元的持久性存储介质（）中，或者通过有线和/或无线通信从监视单元可访问医生计算机或远程服务器（诸如由保健提供商操作的位于远处的服务器或者云服务器）发射。并且，由无线传感器中的一个或多个获取和存储的数据还可以被异步地或同时地上传到监视单元和/或进一步到远程服务器以实现长期存储和/或进一步分析。换言之，可以通过结合由无线传感器收集的数据来连续地或不时地更新病人的EMR。在不脱离本发明的范围的情况下，此数据可以被本地地存储在传感器上或者远程地存储在网络上的任何位置。例如，可以从远程服务器或计算机检索病人EMR中的病人的病历的所选部分以存储在具有存储介质的所选无线传感器上面，该存储介质具有足够的存储容量，使得相关病人数据可以在其中病人医疗记录否则不可用的临床环境或另一环境中在由病人穿戴的无线传感器上被到处携带并可容易地访问。

在必要时可以处理由无线传感器收集和发射的实时监视数据以提取临床相关信息（例如，作为诊断）并针对特定的EMR系统格式化，并且以服从当前规章标准的公式作为单独条目和/或文件附件输入到位于计算机或数据服务器上的EMR数据库中。数据传输频率、数据格式、安全性及其它设置可以是在无线传感器被激活之前预置的，但是可以根据由驾驶系统检测到的病人的当前条件和/或从其它源获得的临床信息（例如，药物、过敏性反应、实验室结果、过去/当前诊断）而使得其可调整。例如，可以响应于已更新病人EMR来调整由无线传感器进行的监视的参数。当病人的EMR信息比更新时（包括病人状况的改变或“健康事件”的检测、已更新实验室结果、药物的变化/开始、成像结果或者新的诊断），监视系统可以改变监视的协议，例如将无线数据上传到监视单元的数据传输频率、用于警报和警告的阈值水平等。作为示例，如果病人的EMR被更新成包括病人开始摄取的新药物（例如，β阻断药），则安装在监视单元或远程服务器处的监视程序可以判定是否需要改变病人监视协议。在如果病人具有低心率，则β阻断药可以使得病人倾向于产生心搏徐缓。在这种情况下，监视系统可以适当地调整心率的传输频率以监视心搏徐缓的征兆。

另外，已经开给病人的药物（及其剂量）的列表可以被与用于摄取该药物的时间表一起存储在病人EMR中。监视系统还可以访问病人EMR并瞎子药物、其剂量以及时间表以便向保健专业人员或病人提供警报（例如，声音或振动警报、文本消息或其它类型的通知）。如果在病人EMR中改变了药物或时间表，则可以向监视系统发送通知，并且可以因此更新报警时间表。另外，监视单元还可以基于从无线传感器接收到的数据进行病人是否已经摄取药物和/或由医生开的药物的正确剂量的确定。可以配置监视程序，使得检测到的病人的不合规可以触发给病人以及给负责医生的警报或通知。这样，监视系统还可以充当“合规监视器”。

应注意的是诊断可以基于从无线传感器发射的数据和病人的现有EMR两者（即，在EMR被更新以结合新的诊断之前）。

图8图示出根据本发明的实施例的用于病人状况的个性化ECG监视的方法。使用先前所述的三极ECG传感器作为示例，在610处获取原始双通道ECG数据，并且可以在620处用来导出病人的解剖结构的参数，例如心室和/或心房心脏轴的取向。在630处，可以产生解剖结构调整3引线ECG。在640处，针对已知或怀疑心脏并发症或其不存在而对病人的EMR进行交叉检查。如果在病人的EMR中存在将ECG数据弄清楚或与之不一致的任何东西，则可以在650处修改ECG数据以将该信息考虑在内。已修改ECG数据的结果在660处到诊断算法。

另外，在病人EMR被更新之后，监视程序可以重新评估病人的状况以判定是否要执行附加动作（例如，是否向适当的接收者发送某些警报或者是否必须调整监视协议）。图9图示出根据实施例的利用基于来自无线传感器的数据以及病人的现有EMR的诊断结果以便实现临床决策支持的示例性方法。在710处，由监视程序基于从无线传感器接收到的数据（例如，由结合图4描述的算法）来进行诊断。灾20处，诊断被自动地（在没有用户的辅助或干预的情况下）输入到病人的EMR中。该新诊断和病人病历被一起在临床决策支持平台730中使用，其包括决策支持算法732。决策支持算法对新诊断和病人的病历进行交叉引用以确定病人的当前状况是已知且有益于健康的状况（在733处）、医疗紧急事件（在734处）还是药物相互作用（在735处）。基于确定的结果，可以执行不同的动作（例如，在747处将向医务人员发送警报、在738处将向护理者发送警报以及在736处将评估结果记录到病人EMR中）。另外，决策支持算法可以在740处实时地调整当前提供给病人的任何治疗的参数，诸如通气机的压力。

图10图示出根据本发明的实施例的利用基于来自无线传感器（例如，图4中所示）的数据以及病人的现有EMR的诊断结果以便确定用于该诊断的原因并更新监视协议的示例性方法。在810处，从被附着到病人皮肤的无线ECG传感器收集生命体征数据。在820处，将生命体征从无线传感器（或者如上所述的一个或多个所选中继传感器）发射到服务器（例如，监视单元、医生计算机、云服务器等）。在830处，上传数据被诊断算法处理，并且特定状况（例如，心室心搏过速）被预先诊断为结果。在840处，诊断算法进一步来自加速度计和SpO2传感器的数据进行交叉引用，并排除物理活动中的突然增加。此外，诊断算法对病人的EMR进行交叉引用并确定什么可能相关联或者是用于所检测条件的原因（例如，正在由病人摄取的氟哌啶醇药物）。因此，在870处用适当的消息来通知或警告医务人员，并且在880处诊断事件被输入到病人的EMR。并且，可以在860处基于所确定的状况原因（例如，发射ECG数据的频率被更新成30分钟）来更新监视协议或设置，并且在860处将新设置发送到无线传感器或（一个或多个）中继传感器。

作为附加示例，集成监视系统可以允许医生提供由病人显示出且被无线传感器检测到的症状的正确诊断。例如，虽然用于健康人的氧饱和度是90—100%，但对于具有慢性阻塞性肺病的病人而言，“正常”氧饱和度则低得多。因此，如果病人具有由传感器网络检测到的低于90%（例如，86%）的氧饱和度水平，则监视单元将不会产生报警条件，并且如果医生在关于此病人的“正常”氧饱和度的错误信念下进行治疗土建，则可以提醒该医生。在另一示例中，如果已经摄取β阻断药的病人具有低心率，例如低于40/分钟，其被无线传感器检测到并报告给在远处或者在医生办公室中的医生，则系统可以进行该确定并警告医生不应再给病人开β阻断药，而是应考虑其它药物或治疗。作为另一示例，如果病人正在摄取抗菌素，则抗菌素的适当剂量可以取决于病人的体重，使得病人的肾脏功能和肝功能不会受到损害。如果病人的体重在医生给出处方时已被弄错，则剂量也可能是不正确的，这可以导致无效的治疗或者不期望的副作用。在这种情形中，系统可以基于由病人穿戴的体重传感器或者用存储在医生计算机上面或者从服务器下载的病人的EMR信息来确认由医生所开药的剂量，并且如果开药的剂量不在适合于此类病人的预定范围内则向医生报警。作为另一示例，如果拜访保健提供商的病人抱怨发烧和胸痛，则医生可以检查病人过去的医疗记录，其被存储在由病人穿戴的无线传感器中，包括病人的X射线测试结果，并且确定病人遭受肺炎。如果病人还具有如病人的既往病史所指示的酒精（或其它物质）依赖或滥用的历史，则可以基于此信息以及病人的体重及其它相关信息用适当的剂量为该病人开抗菌素，或者可以针对该病人规定另一治疗。该触发可以被输入到被无线地耦合到监视单元以用于发送和接收信息的医生办公室中的计算机或系统的监视单元中。此外，系统还可以将输入的处方通知药房，并指引病人在此类药房处填写该药房。还可以由病人或医生用监视与规定治疗有关的生命体征的无线传感器来实时地（例如，可以将由传感器获取的数据实时地或间歇性地发射到可被医生访问的监视设备（金鞋型传输指代与传感器进行的数据获取或采样速率相比以较低间隔获取的数据的传输））或在病人每次拜访医生办公室时监视干感兴趣的病人的生理状况，包括规定治疗（包括药物治疗、手术程序等）对病人的影响。

本发明在范围方面并不受限于本文所述的特定实施例。根据前述描述和附图，除本文所述那些之外的本发明的各种修改将变得对于本领域的技术人员而言显而易见。

本领域的技术人员将认识到在不显著地影响设备的结构和操作的情况下可以在优选实施例之间修改和互换针对设备的优选实施例所描述的各种机制。单词“优选实施例”或“优选地”的使用意图暗示任何其它实施例不那么优选或者未被涵盖在本发明的范围内。本领域的技术人员将认识到本发明具有许多应用，可以用许多方式来实现，并且同样地不会受到前述实施例和示例的限制。

可以将本文所述的不同实施例的任何数目的特征组合成一个实施例，可以改变特地当元件的位置，并且可以有具有少于或多于本文所述的所有特征的替换实施例。还可以以现在已知或将变得已知的方式整体地或部分地将功能分布在多个部件之间。

本领域的技术人员将认识到的是在不脱离本发明的宽泛发明概念的情况下可以对上述实施例进行改变。因此应理解的是本发明不限于公开的特定实施例，而是意图在本发明的精神和范围内涵盖修改。虽然已经示出并描述了被应用于本发明的示例性实施例的本发明的基本特征，但将理解的是在不脱离本发明的精神的情况下，可由本领域的技术人员进行公开发明的形式和细方面的各种省略和替换和更改。因此，所附权利要求意图涵盖对本文所述的部件的按照惯例已知、将来开发的改变和修改，如本领域的技术人员将理解的。

Claims (19)

1.一种适合于附着到受试者以用于检测受试者的ECG信号的设备，包括：

第一电极、第二电极以及第三电极，电极中的每一个具有用于接触受试者的皮肤区域的末端；

其中，从第二电极的末端到第一电极的末端的方向定位基本上垂直于从第三电极的末端到第一电极的末端的方向定位；以及

其中，电极中的每一个被配置成获得ECG数据的两个通道，第一通道测量第一电极与第二电极之间的电信号的差，并且第二通道在第一电极与第三电极之间。

2.权利要求1的设备，还包括通信部件，其被配置成将由电路测量的信号无线地发射到外部计算设备。

3.权利要求1的设备，其中，所述第一、第二和第三电极每个定位在星形基底的远端附近。

4.权利要求1的设备，其中，所述设备还被配置成使用矢量数学将ECG数据的两个通道组合成第三通道。

5.一种操作设备的方法，该设备包括：

第一电极、第二电极以及第三电极，电极中的每一个具有用于接触受试者的皮肤区域的末端，其中，从第二电极的末端到第一电极的末端的方向定位基本上垂直于从第三电极的末端到第一电极的末端的方向定位，以及其中，电极中的每一个被配置成获得ECG数据的两个通道，第一通道测量第一电极与第二电极之间的电信号的差，并且第二通道在第一电极与第三电极之间，

所述方法包括：

使用第一电极、第二电极以及第三电极来获取ECG数据的第一通道和第二通道；以及

使用矢量数学将ECG数据的第一和第二通道组合成第三通道。

6.权利要求5的方法，其中，通过以使检测到心房纤颤的机会最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。

7.权利要求5的方法，其中，通过以使第三通道中的P波（如果存在的话）的量值最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。

8.权利要求5的方法，其中，通过以使R波的量值最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。

9.权利要求5的方法，其中，通过以使心跳间的S-T段的变化最大化的矢量角将第一通道和第二通道组合来执行所述组合。

10.一种管理用于受试者的心脏状况的方法，包括：

（a）通过具有被植入受试者的心脏中的传感器部件的至少一个可植入心脏设备来检测在第一定义时间段内的受试者的胸内电记录图信号；

（b）基于电记录图信号来确定受试者是否正在经历心脏状况；

（c）通过被附着到受试者的皮肤的至少一个表面传感器来在第一定义时间段内检测受试者的ECG信号；

（d）基于ECG信号来确定受试者是否正在经历心脏状况；

（e）基于步骤（b）和（d）中的每一个的结果，确定是否由可植入心脏设备来执行治疗的动作以影响受试者的心脏的电系统以便解决该心脏状况；以及

（f）如果步骤（e）中的确定结果是肯定的，则通过可植入心脏设备来执行该动作。

11.权利要求10的方法，其中，所述至少一个可植入心脏设备是可植入心律转复除颤器或起搏器。

12.权利要求10的方法，其中，所述心脏状况包括心室纤颤、心室心搏过速、心房纤颤以及心搏徐缓中的一个或多个。

13.权利要求10的方法，其中，步骤（e）中的确定还包括：

当步骤（b）的结果是否定时，确定不执行所述动作。

14.权利要求10的方法，其中，步骤（c）中的确定还包括：

当步骤（b）和（d）的结果都是肯定时，确定执行所述动作。

15.权利要求10的方法，还包括：

当步骤（b）的结果是肯定的且（d）的结果是否定的时：

将步骤（a）-（d）重复预定次数；以及

（j）基于步骤（a）-（d）的每次重复的确定结果的组合来确定是否执行治疗的动作。

16.权利要求10的方法，其中，所述表面传感器包括通信部件，该通信部件被配置成将在步骤（a）中检测到的ECG信号无线地发射到所述可植入心脏设备，并且其中，步骤（b）、（d）以及（e）中的每一个中的确定由所述可植入心脏设备的处理器执行。

17.权利要求16的方法，还包括：

由所述至少一个可植入心脏设备将关于步骤（a）中的电记录图信号、步骤（b）中的确定结果以及步骤（e）中的确定结果中的至少一个的所选信息无线地发送到所述至少一个表面传感器；以及

由所述至少一个表面传感器将从所述至少一个可植入心脏设备接收到的信息以及关于步骤（c）中的ECG信号和步骤（d）中的确定结果中的至少一个的所选信息无线地发送到外部计算设备以用于存储或进一步分析。

18.权利要求17的方法，还包括：

由外部计算设备基于由计算设备接收到的信息向医务人员发送警报。

19.权利要求10的方法，其中，步骤（b）、（d）以及（e）中的每一个中的确定由无线地链接到所述至少一个表面传感器和所述至少一个可植入心脏设备中的每一个的计算设备基于由计算设备从所述至少一个表面传感器和所述至少一个可植入心脏设备接收到的ECG信号和电记录图信号来执行。