CN101541372A - 用于评价胃肠动力的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了用于评价胃肠动力的系统和方法，其可以被有效地用于获取从身体的腹部区域发出的一个或者多个与声能(即声音)相关的信号，并根据声能信号确定至少一个胃肠参数。胃肠参数可以包括胃肠事件，包括胃肠混合、排空、收缩和推进以及胃肠传输时间。

Description

用于评价胃肠动力的方法和系统
发明领域
本发明整体上涉及用于非侵入式评价胃肠功能的方法。
发明背景
过去几十年，制药工业的发展已经成为延长人类生命长度和品质的关键。除新化合物之外，口服治疗制剂和递送方法的发展已经帮助改善效力，同时使剂量最小化并减少副作用。然而，人体消化道是异质的，并且消化酶、吸收率、微生物菌群以及其他因素中的差异使得胃肠道中的某些地点对于具体的药物的理想程度不同。
药物公司已经集中了相当多努力在靶向药物递送中，即在胃肠(“GI”)道内的定位和药物递送速度。这些努力已经导致基本递送设计形式的变化，例如凝胶胶囊对比硬的片剂，包衣制剂(coatingformulation)等，以及最近对微米和纳米粒度的先进控制。虽然这些进展已经证明是有益的，但仍存在人为因素：GI系统是非常地易变的，无论是个体之间还是个体内部。关键变量胃肠动力，进而胃肠(或消化的)传输时间使得确定理想的靶向药物递送复杂化。
胃肠动力也可以并且在许多情况中会对临床评价药物制剂的效力有显著影响。实际上，正如本领域公知的，如果口服递送药物制剂例如包含药物制剂的凝胶胶囊会在最佳溶解之前离开胃肠道，从而制剂的吸收、效力会大大地减少。此外，已经发现在有些情况下胶囊可以保持在上胃肠道(即上面的基底中)持续延长的时间段(例如＞5小时)。
已经采用各种方法并且系统以评价胃肠动力并且传输时间。通常采用的方法包括γ闪烁法。然而，存在许多γ闪烁法相关的显著缺点。一个缺点是该方法目前局限于的缺少设备以及专家，因为处理放射性物质相关的问题(和控制)以及设备费用。进一步的缺点是大规模临床药物试验是不切实际的。
用于评价胃肠动力的进一步的方法以及系统包括获得以及评价胃肠声音。例如，在美国专利No.5,301,679公开了一种方法以及系统用于提供各种疾病的判断性信息，包括胃肠道的疾病，其通过利用置于身体表面上或口腔插入或直肠插入到胃肠道的麦克风俘获身体声音。
其他的系统还可以采用对特定频率范围内的胃肠声音灵敏的麦克风，其例子是Dalle，等人，“Computer Analysis In Bowel Sounds”，Computers in Biology and Medicine，Vol.4(3-4)，pp.247-254(Feb.1975)；Sugrue等人，“Computerized Phonoenterography：The ClinicalInvestigation of the New System”，Journal of Clinical Gastroenterology，Vol.18，No.2，pp.139-144(1994)；Poynard，等人，“Qu′attendre dessystemes experts pour le diagnostic des troubles fonctionnes intestinaux”，Gastroenterology Clinical Biology，pp.45c-48c(1990)。
传统声学方法和系统相关的显著缺点是能够从所记录的声音得出的信息的范围是有限的。时间上，有非常少的(如果有的话)公开内容针对胃肠声音和胃肠传输时间之间的联系。
因此，期望提供一种系统和体系用于通过腹部听诊评价胃肠动力并确定胃肠传输时间。
发明概述
本发明的实施方式提供了用于评价胃肠动力的系统和方法。在某些实施方式中，该系统和方法可以提供各种信息包括胃肠传输时间等生理参数。
根据本发明的一个方面，提供了用于评价胃肠动力的系统和方法，其可以被有效地采用以获得一个或者多个从身体的腹部发出的声能相关信号(即声音)，并根据该声能信号确定至少一个胃肠参数
因此，根据本发明的一个实施方式，提供了用于监控个体胃肠动力的系统，其包括：(a)至少一个可安装在个体身体区域上或个体身体区域中的传感器，该传感器适合探测声能，并且产生至少一个代表声能的声能信号；和(b)处理单元(unit)，其适于接收声能信号，该处理单元进一步适于处理声能信号并且确定胃肠事件的发生。
在一个实施方式中，传感器产生多个代表声能的声能信号，处理单元适于接收并且处理声能信号以确定胃肠事件的发生。
在本发明的一个实施方式中，声能包括胃肠声音。
根据另一个实施方式，提供了监控个体胃肠动力的方法，其包括步骤：(a)探测个体的胃肠系统产生的声能，以及(b)处理声能以确定胃肠参数。
在本发明的一个实施方式中，声能包括胃肠传输时间。
根据本发明进一步的实施方式，提供了用于评价来源于个体的临床数据的方法，其包括步骤：将个体的胃肠参数与通过为个体给药药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于评价来源于个体的临床数据的方法，其包括步骤：(i)为个体口服给药药物，(ii)监控个体的胃肠系统产生的声能，(iii)产生至少一个代表声能的声能信号，(iv)处理声能信号以确定与其相关的胃肠参数，以及(v)将胃肠参数与由于为个体给药药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
在本发明的一个实施方式中，胃肠参数包括胃肠传输时间。
在一个实施方式中，生理参数包括药物动力学(PK)特征。
根据本发明的另一个实施方式，提供了用于评价个体胃肠动力的方法，其包括步骤：(i)为个体口服给药可摄取物，(ii)监控个体的胃肠系统产生的声能，(iii)产生至少一个代表声能的声能信号，以及(iv)处理声能信号以得出与其相关的胃肠参数。
在本发明的一个实施方式中，胃肠参数包括胃肠传输时间。
附图说明
图IA是一部分人类躯干的图表，其显示典型的胃肠道；
图IB是人类胃的图解；
图2是按照本发明实施方式的胃肠动力分析系统的简图；
图3是图1中所示部分人类躯干的更进一步的图解，其根据本发明的一个实施方式显示胃肠声音(或声学)传感器的位置；
图4是根据本发明的一个方式的分析器的简图，其显示分析器的子系统或模块；
图5是根据本发明的一个实施方式，在其上配置系统背心的一部分人类躯干的更进一步的图解；
图6是根据本发明的另一个实施方式，具有额外生理学传感器的胃肠动力分析系统的简图；
图7是在胃肠动力实验期间所获得的γ闪烁法结果的总结；以及
图8-14是胃肠声音信号的图解说明，其反映在图7所概述的胃肠动力实验期间所获得的胃肠声音。
发明的详细说明
在详细地描述本发明之前，需要理解本发明不被特别限制于示例的结构、工具、系统、材料或方法，当然同样地也可以变化。因此，尽管许多与本文中描述的那些类似或等同的工具、系统和方法可被用于实施本发明，但在本文中描述了根据本发明的工具、系统和方法的实施方式。
也需要理解在附图中所示的所有视图中类似的参数通常指相同的部分或元件。
除非明确说明，本文所使用的所有技术和科学名词具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。更进一步的，在本文中引用的所有出版物、专利和专利申请不论是上文还是下文，都通过参照整体并入本文。
最后，除非明确说明，在说明书和所附权利要求书中使用的单数形式”一个”、“一种”、“该”和“一”包括多个指示物。因此，例如，在提到“一个传感器”时，其包括两个或者更多个这些传感器；在提到“胃肠事件”时，其包括两个或者更多个这些事件等。
定义
本文所使用的术语“药物组合物”的意思是并且包括任何物质的化合物或组合物或成分的组合，在为生物体(人类或动物)给药时会诱导期望的药理学的和/或生理的效果。所以该术语包括通常被认为是活性的、药物、前体药物和生理活性试剂以及生物药物(例如肽、激素、核酸、基因构建体(construct)等)的物质。
本文所使用的术语“药物”的意思是并且包括药物组合物，在为人类或动物口服给药时能够从胃肠道沉积(precipitate)声能或胃肠声音(或声音)，例如但不限于硬片剂、凝胶胶囊(硬的和软的)、锭等固体剂型的形式的药物组合物。
本文所使用的术语“可摄取物”的意思是并且包括任何物质或项目(item)，其为人类或动物口服给药时能够从胃肠道沉积声能或胃肠声音(或声音)。因此“可摄取物”可以包含药物，以及非药物组合物例如但不限于安慰剂。
本文所使用的术语“胃肠事件”的意思是并且包括与胃肠系统有关的活性或功能，包括但不限于胃肠混合、排空、收缩和推进。“胃肠事件”还可以包含移行性复合运动(mitigating motor complex)(MMC)阶段。
本文所使用的术语“胃肠参数”的意思是并且包括与胃肠功能有关的特征，包括但不限于胃肠事件和胃肠传输时间。
本文所使用的术语“胃肠声音”的意思是并且包括胃肠事件产生的声能(以及本文所包括的所有信号)。
本文所使用的术语“胃肠传输时间”的意思是胃肠道的一个或者多个节段的运动时间，其可以受到所通过的材料组合物，胃肠道的状态、心理压力、性别等等因素的影响。“胃肠传输时间”是通称，其可用于描述整体胃肠传输时间、基底-直肠的传输时间、和物料通过量胃肠道的一个或者多个节段的各种其他运动时间。
本文所使用的术语“整体胃肠传输时间”的意思是药物或可摄取物从其给给药的点通过其预定路线(例如口服、直肠的)通过胃肠道各种节段以及其离开身体的运动时间。本文所使用的术语“基底-直肠的胃肠传输时间”的意思是药物或可摄取物从进入胃的基底到从直肠排出的运动时间(参见图1A和1B)。
本文所使用的术语“信号电压包络”的意思是包络(envelope)，其来源于多个声能信号电压。“信号电压包络”具有声能信号电压限定的上及下边界。
本文所使用的术语“信号振幅包络”的意思是包络，其来源于多个声能信号振幅。“信号振幅包络”具有声能信号振幅所限定的上及下边界。
本文所使用的术语“V阈值”的意思是可以被认为是显著的最低电压数值。根据本发明，如果信号电压包络低于V阙值，则没有应答(即信号低于检测器的灵敏度)。如果信号电压包络大于V阙值持续超过预定的时间量，则该值被认为是显著的。
本文所使用的术语“个体”的意思是并且包括人类和动物。
本发明提供了用于评价胃肠动力的系统和方法。正如本文详细描述的，本发明的方法和系统可以有效地用于获取从身体的腹部发出的声能(即声音)相关的一个或多个信号，并测定至少一个基于声能信号和/或其开始的胃肠信号。
正如本文所描述的，实施本发明实施方式的方法和系统可以包括人工地、自动地或其组合地执行或完成选择自动地任务或步骤。在本发明的某些实施方式中，可以通过硬件或软件在任何操作系统上或任何固件(firmware)或其组合实施多个所选择的步骤。例如：作为硬件，可以作为芯片或电路实施本发明实施方式所选择的步骤。作为软件，本发明实施方式的所选择的步骤可以被执行为多个软件指令，其由使用任何适当操作系统的电脑执行。无论如何，本发明方法和系统所选择的步骤可以被描述为由数据处理机执行，例如计算平台用于执行多个指令。
首先参考图1A，显示了典型的胃肠道的图解(整体上标记为“10”)正如图1中所描述的，胃肠道10整体上包括食管或食管12、胃13、小肠15和大肠16。大肠包括盲肠17、结肠18和直肠19。
参考图1B，胃13包括基底区(基底)14a和幽门窦(或窦)14b。
在本领域中众所周知，胃肠动力(在正常的男性/女性个体中)典型地特征在于重复出现三个独特的阶段，被称作移行性复合运动(MMC)。阶段1包括没有收缩的时期或阶段。阶段1之后的阶段2包括间歇的、可变的幅度减小的阶段。阶段2之后的阶段3包括重复的扩展收缩(propagate contraction)的阶段。移行性复合运动具有80～150分钟的平均周期。
本领域中已经充分确认和已知在每个提到的阶段过程中来源于胃肠道的不同的声音。参见例如T.Tomomasa，等人，“GastrointestinalSounds and Migrating Motor Complex In Fasted Humans”，The AmericanJournal of Gastroenterology，Vol.94，No.2，pp.374-381(1999)；J.Farrar，等人.，“Gastrointestinal Motility as Revealed by Study of AbdominalSounds”，Gastroenterology，Vol.29，No.5，pp.789-800(1955)；W.B.Cannon，“Auscultation of the Rhythmic Sounds Produced by the Stomachand Intestines”，Laboratory of Physiology，VI，pp.339-353(1905)。
如上所述，尽管已经有各种研究涉及胃肠声音以及来自这些研究的出版物，但仍缺少信息涉及胃肠声音和移行性复合运动之间的关系。同样有非常少的信息涉及胃肠声音和胃肠传输时间之间的关系。
现在参考图2，显示了一个实施方式胃肠动力分析系统20的简图。正如图2中所描述的，系统20包括多个声能传感器、22b、22c和至少一个分析器24。在图2所示的实施方式中，系统20还包括显示装置26。
根据本发明，传感器22a、22b、22c可以独立地包含接触或非接触传感器，其检测皮肤表面上或皮肤表面附近的振动和/或声音，并将这些振动和/或声音转换成电信号。其他的传感器可以包括内部传感器例如食道内和胃内传感器，其被使用鼻-胃管等引入到病人中。
仅仅作为例子，传感器22a、22b、22c可以是电子听诊器、接触式麦克风、非接触振动传感器例如电容性或光学传感器或任何其他的适当类型的传感器。优选然而并非必要地，传感器22a、22b、22c被选择成具有声阻抗，其与皮肤表面的阻抗匹配，以提供与皮肤表面的最佳声耦合。更进一步，由于背景噪声和以及由于胃声音在皮肤表面上或皮肤表面附近产生的声音振动的相对低振幅，传感器22a、22b、22c还优选然而并非必要地被选择为提供高信噪比、高灵敏度和/或良好的环境噪声遮盖能力。
根据本发明，传感器22a、22b、22c通过导线23或任何其他的适当媒介发出低水平(即低功率)电信号至分析器24例如无线射频、红外线等。
可以在本发明范围内采用的适当的传感器被公开在美国专利No.6,512,830中。
虽然在图2中有三个传感器，但可以将额外的或更少的传感器用于在患者的腹部11的多个位点检测胃声音，或者在感兴趣的患者身体上的任何其他位置，并且可以用于评价胃肠动力和/或传输时间。例如策略上，单个传感器可以位于病人的身体上和/或可以连续地移动到病人身体上的不同关键定位以检测胃肠声音。
正如下面详细讨论的，分析器24可以包括放大器、过滤器、防瞬变电压措施及其他放大通过传感器22a、22b、22c发送的信号的电路，衰减噪声信号的电路和/或减少混叠效果的电路。特别的，分析器24可以包括低通滤波器，其具有在大约1100～1400Hz范围内的截止频率。在本发明的一个实施方式中，低通滤波器具有在大约1200-1300Hz范围内的截止频率。
可替换的或者额外的，高通滤波器可以结合在分析器24内。高通滤波器可以例如具有在大约70-90Hz范围内的截止频率，以便不希望的噪音和声音例如肌肉噪音、呼吸声音、心脏声音、非胃的胃肠声音或任何其他不希望的声音或噪音被基本上衰减或除去。在传感器22a22b、22c所发送的信号被更进一步发送的信号。
最可能搀杂的的非胃肠声音的光谱能量通常在大约20 250Hz的频带中。然而，对于成人病人这些搀杂声音的振幅可以被减少，有时候被显著地减少，这通过考虑传感器22a、22b、22c的位置。
现在参考图3，显示根据本发明的实施方式的传感器22a、22b、22c的优选位置。正如在图3中所示的，传感器22a被优选地置于接近胃基底的左上四分之一处，传感器22b被优选地置于接近盲肠的右下四分之一处，传感器22c优选地被置于接近小肠的坐下四分之一处，更优选接近降结肠。
根据本发明的实施方式，传感器22a、22b、22c可以被配置在图3中所明确地描绘的以外的位置，而不离开本发明的范围和主旨。例如，传感器22a可以定位在肚脐和剑突之间距离大约三分之二的横纹(方向线)上，传感器22b可以定位在左肋缘之上，传感器22c可以位于肚脐和耻骨联合之间距离大约二分之一处的中线上。
参考图4，根据本发明的一个实施方式，分析器24适于执行下列功能：i)接收记录的来自传感器例如传感器22a、22b、22c)的声能(或胃肠声音)信号30；(ii)将信号储备在存储媒体中32；和(iii)根据本发明的实施方式，处理声能信号33，以得出所涉及的至少一个胃肠参数或胃肠事件(和/或其发生)。在某些本发明的实施方式中，分析器24更进一步地适于对胃肠参数或事件与至少一个生理参数进行比较，例如在个体中由于给药药物组合物而诱导的药物动力学(PK)参数。
正如在图4中描述的，根据本发明更进一步设想的实施方式(如下讨论的)，分析器24还适于提供至少一个输出信号39，其代表记录的声能和/或生理特征。
根据本发明的实施方式，信号处理33包括步骤：(i)过滤来自信号的无关假象34；(ii)根据信号测定信号振幅包络36；和(iii)确定信号的主频38。
根据本发明过滤步骤34可以利用软件例如计算机程序或硬件执行。因此，在本发明的某些实施方式中，分析器被编程为过滤声能信号和从信号提取感兴趣的频带。
在一个实施方式中，感兴趣的频率在大约70-1400Hz的范围内。在另一个实施方式中，感兴趣的频率在大约90-1200Hz的范围内。
根据本发明，可以采用各种的传统的程序执行所提到的过滤步骤34。
在本发明的其他实施方式中，通过硬件执行过滤步骤34。在一个实施方式中，分析器电路包括高低通滤波器，其适于从信号过滤无关的假象34。根据本发明，可以在本发明的范围内采用各种高低通滤波器。在一个实施方式中，高通滤波器包括布兰克曼窗口(Blackmanwindowed)、平衡401-tap FIR，其截频设定在1250Hz。
在一个实施方式中，使用变动的赫伯特转换(Hilbert transform)以5微秒的窗口测定信号振幅包络。正如本领域中已知的，赫伯特转换通常用于测定信号包络。参见，例如T.Tomomasa，等人，“Gastrointestinal Sounds and Migrating Motor Complex In FastedHumans”，The American Journal of Gastroenterology，Vol.94，No.2，pp.374-381(1999)；J.Farrar，等人，“Gastrointestinal Motility as Revealedby Study of Abdominal Sounds”，Gastroenterology，Vol.29，No.5，pp.789-800(1955)；通过参照将其并入本文。
申请人已经发现赫伯特转换消除短的“砰砰(pops)”，即中断的声能尖脉冲，和将双向的声能信号变成可以使用简单的如上所定义的V阙值而容易地被分析的信号。
根据本发明的实施方式，类似的，可以通过各种传统的手段确定声能信号的主频。在一个实施方式中，通过分离持续时间大于5微秒的大于V阙值的峰值而测定主频。
再回到图2，根据本发明，显示装置26可以包括任何适当的介质，其能够提供至少一种可视化显示，其反应所记录的声能信号(处理前和处理后的)和/或所记录的胜利特征。在一个实施方式中，显示装置26包括计算机显示器。
根据本发明的其他实施方式，显示装置26还可以包括可听见的显示。可听见的显示可以适于提供声音或音调代表例如胃肠事件或MMC期。可听见的显示可以进一步适于提供不同的声音或音调代表选择性的胃肠事件或MMC期或相关的特征例如期的开始。
显示装置26还可以提供至少一种可视化显示，其代表所记录的声能信号(处理前和处理后的)和/或记录的生理特征，以及至少一种可听见的声音或音调代表至少一个胃肠事件。
正如本领域技术人员能够理解的，显示装置26还可以是分析器24的继承元件或部件。
正如本领域技术人员能够理解的，本发明的传感器22a、22b、22c可以通过各种传统手段定位在个体的身体上。作为例子，传感器22a、22b、22c可以在支架上包括粘性环或表面，其适于临时附着到患者的皮肤上。传感器22a、22b、22c还可以通过医学胶带或弹性绷带附着到个体的皮肤上。
参考图5，在本发明的一个实施方式中，传感器22a、22b、22c通过背心40而被定位，并且相对于个体的身体保持基本上静态的位置。根据本发明，背心40可以包括各种尺寸和材料。
在一个实施方式中，背心40是可以调节的，并且包括重量轻、网孔材料例如尼龙或合成弹力纤维(lycra)。在本发明的一个实施方式中，背心40包括至少一个口袋，其被构造成接受和容纳至少一个传感器。优选，背心40包括多个口袋，其被构造成接受和定位多个传感器；口袋被定位成在被个体穿戴时对应在患者身体上所选择的位置。
在另一个设计的实施方式中，背心40和传感器包括简单的凹凸锁扣系统(male-female snap sysem)。在一个实施方式中，背心40可以包括多个固定的锁扣系统的固定的凹部分，传感器可以包括能够啮合的凸部分，因此，可以通过接受背心凹部分而固定在背心上。在其他实施方式中，背心40可以包括多个固定的锁扣系统的图部分，传感器包括可以啮合的凹部分，因此能够通过接受背心凸部分而被固定在背心40上。
在图5所示的实施方式中，背心40包括至少3个口袋42，其适于接受并容纳声能传感器22a、22b、22c。优选，背心40还包括分析器口袋44，其适于接受分析器24。
正如本领域技术人员容易清楚的，背心40为系统20提供了活动性。
在本发明的进一步设计的实施方式中，胃肠动力分析系统20包括至少一个优选多个额外的传感器，其适于记录一个或者多个生理特征。这些生理特征包括但不限于ECG、脉搏速度、SO2、皮肤温度、核心温度(core temperature)和呼吸。传感器(例如三轴加速计)也可以被用于监控身体位置和/或移动。
参考图6，显示了根据本发明胃肠动力分析系统50的一个实施方式的简图，其采用多功能传感器22a-22c和51-58。在本发明的一个实施方式中，传感器51包括ECG传感器，其适于监控心脏性能和/或功能，传感器52包括脉搏速度传感器，其适于监控个体的脉搏速度，传感器53包括SO2传感器，其适于监控个体的血氧水平，传感器54包括第一温度传感器，其适于监控个体的皮肤温度，传感器55包括第二温度传感器，其适于监控个体的核心温度，传感器56包括呼吸传感器，其适于监控个体的呼吸速度和呼吸体积，传感器57包括位置/运动传感器，其适于监控个体的移动和/或位置。
正如图6所显示的，系统50还包括一个额外的传感器58。在一个实施方式中，传感器58包括声学传感器，其适于监控非肠胃相关的声能例如咳嗽。根据本发明，来自声学传感器的信号可以用于鉴定和提取可能会被声能传感器22a、22b、22c记录的非肠胃相关信号或假象。
根据本发明，额外的传感器51～58可以类似地直接附着到个体的皮肤上。传感器51～58也可以被掺入到背心40中。
如上所述，尽管系统50被显示为具有3个声能传感器22a、22b、22c，但系统50可以具有少于3个传感器，例如传感器22a或多于这些传感器。
还可以理解，尽管系统50被显示为具有十一(11)个传感器，即传感器22a～22c和51～58，但系统50可以包含任何数目的传感器，例如1个传感器、3个传感器、6个传感器等，和/或传感器22a～22c至少一个，以及传感器51～58中的零个或更多个的任意组合。例如，系统50可以包括传感器22a、22b、52和57或传感器22a、52和56。
正如本领域技术人员容易清楚的，本发明的实施方式能够提供一种或者更多种优点，例如：
●提供了用于监控胃肠动力的方法和系统，其能够在研究药物组合物和其相关临床实验的过程中被有效采用用于更好地分析研究和临床数据。
●提供了用于监控胃肠动力的方法和系统，其具有减少与药物组合物的研究和其相关临床实验有关的时间和资源。
●提供了用于监控胃肠动力的方法和系统，其在分析胃肠行为的过程中能够被执业医生容易采用。
实施例
提供了下列实施例以使本领域技术人员能够更清楚地理解和实施本发明。它们不应该被认为限制本发明的范围，而是仅仅作为其代表而描述的。
实施例1
一开始为6名男性个体提供健康检查。所有个体都通过了开始的健康检查。接着在开始实验之前，这些个体在检测中心过夜，并禁食(即仅有水)至少11个小时。
将3个声能传感器定位在每个个体上。将传感器#1置于患者右侧乳头下4～6英寸处，即接近胃基底。传感器#2置于右侧乳头下11～11.5英寸处，即接近盲肠。传感器#3置于左下四分之一，左侧乳头下大约11英寸，即接近小肠/降结肠。通过轻质、紧密贴身的尼龙网孔背心例如背心40将这些传感器牢固地保持在每个患者的身体上。
传感器是常规修改的Welch-Allen Master Elite Plus听诊器。与传统的听诊器不同，这些基于压力的麦克风采用对剪接震动进而环境噪音不太敏感的技术。而且，这些传感器还含有信号处理电路，其提高了信噪比并递送传统的声音或单线输出信号(mono line-out signal)。
不干扰麦克风头或信号处理电子装置，移动支架并将麦克风重新包装将能量和线输出信号传送到常规的前端模拟电子装置，其具有长导线允许患者活性。另外，体积被设定在最大值，并将所通过过滤(onboard filtering)设定为“全部通过(all-pass)”，这包括在100-1200Hz范围内的频率带。
将所有麦克风的通道都进行放大，并通过模拟2-电极1200Hz低通过Bessel过滤器进行低通过过滤，接着上样到8000Hz的NationalInstruments DAQPad-6015。以10分钟的节段记录数据，并通过写在National Instruments Lab VIEW 7.1中的软件进行后处理。
还同时进行γ闪烁法分析胃肠动力。为每个个体给药具有放射性标记(分别为111InCl3和99mTc-DTPA)溶解的硬凝胶胶囊和非分解片剂。利用一杯水同时服用片剂和胶囊，因为已知不使用水服用胶囊会粘附到食道上最高达到2小时。
正如本领域公知的，放射性核苷酸标记释放不同特征能量的γ射线。因此，可以分别追踪药物和胶囊的内含物。
将含有包装在塑料中的小点111InCl3的可除去标签(sticker)源置于每个患者的胸部和臀部作为参照确保图片之间在γ相机下个体位置的一致。每20秒拍摄一次照片，并每1分钟通过γ闪烁法系统将保存的图像进行整合。测定胃肠道中的片剂和胶囊位置并记录用于后续分析。
在摄取可溶解硬凝胶胶囊和非分散片剂的过程中还记录胃肠声音。根据本发明的实施方式，将所记录的声音即声音档案保存在分析器中。如上对声音档案进行处理。
在实验的一开始，要求个体在γ闪烁相机下以仰卧的姿势保持安静。随后分析多个参数。还计算所有的每个人的声音主频、持续时间和强度。
还计算声音指数(或SI)。本文所使用的SI的意思是在一(1)分钟时间内所有检测到的声音的绝对振幅的综合，表达为mV/分钟。
如上所讨论的，已知在禁食状态时，上消化道消化会以4阶段循环模式发生，其中胃的最大收缩(即阶段3)通常以移行性复合运动(MMC)开始，并从胃朝小肠的回肠进行。MMC之间的时间已经被充分建立，并且通常为大约2小时(尽管1～3小时范围内的时间都是正常的)。
在实验过程中，根据在所有三个传感器中的大SI所鉴定的，在大部分患者(大约66.7％)中观察到了明显可以鉴定的MMC；其中传感器#1和#2最高。
参考图7，显示了γ闪烁法检验的概述。如图7所反映的，在除了1个即“异常值(outlier)”以外的所有实验中，γ闪烁法确定在11～29分钟之间(平均18.88分钟)，药品被从胃排出。因此，可以推断测试药品随着液体通过了胃。
有意思的是，“异常值”显示了MMC而没有片剂移动。片剂在胃内的移动仅仅在相应的大声音和通道1的SI之后大约1小时、40分钟后。在实验的整个持续过程中即5小时51分钟内，没有发生完全的片剂排出。这一点的原因不清楚，但强调了需要胃肠传输监控。
参考图8～14，显示了图表，其反映传感器所记录的声音，即分钟声音指数对比时间。正如图8～14中所反映的，在所有6份实验中，如果在监控中没有发生片剂的胃排空，则在排空时间时记录了显著的肠声音和SF。在5个个体中，通道#1(或传感器#1)，其监控尾部声音，产生了对该点记录的最高SI。
占据胃窦的片剂(出现肌肉活动的地方)，其应对通道#1中的首次大声音。占据胃窦的片剂通常会具有2个或3个大SF以移动，其中首次或第二次SI对应移动到基底内。
对于“异常值(outlier)”，肠声音通常与闪烁法数据匹配。似乎存在大约1小时、40分钟的MMC(即在所有3个通道中的强信号)，这不会影响片剂的移动。然而，之后，下一个可以考虑的是附带的SI与片剂从上基底的起始位置到胃窦的移动。之后，存在通道1所记录的断断续续的声音，但没有移动。尽管显著，但在其他两个传感器中声音的水平非常低，暗示整体的胃肠静止。
该实验的结果反应在保持仰卧姿势安静的个体中，如γ闪烁法所显示的，本发明传感器所记录的可辨别的声音对应片剂的排出。事实上，片剂位置在胃中的移动(胃窦或基底)也显著地具有大声音。在没有经历胃片剂排出的患者中检测到了整体上安静的声音。在许多个体中还可以清楚地鉴定到MMC。
在不离开本发明主旨和范围的前提下，本领域技术人员能够对本发明进行各种改变和修改以使其使用各种用途和情况。同样，这些变化和修改正确地、公正地并被认为在下列权利要求等同的整个范围内。

Claims (15)

1.用于监控个体胃肠动力的系统，其包括：
至少一个可安装在接近个体身体区域处的传感器，该传感器适合探测声能，并且产生至少一个代表所述声能的声能信号；和
处理单元，其适于接收声能信号，该处理单元进一步适于处理所述声能信号并且从其确定胃肠事件的发生。
2.权利要求1的系统，其中所述胃肠事件选自胃肠混合、排空、收缩和推进。
3.权利要求1的系统，其中所述传感器产生代表所述声能的多个声能信号。
4.权利要求3的系统，其中所述处理单元适于接受和处理所述声能信号，并从其确定至少一个胃肠事件的发生。
5.权利要求1的系统，其中所述声能包括胃肠声音。
6.一种监控个体胃肠动力的方法，其包括步骤：
探测个体的胃肠系统产生的声能，以及
处理所述声能以得出胃肠参数。
7.权利要求6的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠事件。
8.权利要求7的方法，其中所述胃肠事件选自胃肠混合、排空、收缩和推进。
9.权利要求6的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠传输时间。
10.用于评价来自个体的临床数据的方法，其包括步骤：
将个体的胃肠参数与通过为个体给药药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
11.用于评价来自个体的临床数据的方法，其包括步骤：
为个体口服给药药物，所述药物包括药物组合物；
监控个体的胃肠系统所产生的声能；
产生至少一个代表所述声能的声能信号；
处理所述声能信号以得出与其相关的胃肠参数；以及
将所述胃肠参数与通过为个体给药所述药物而在个体中诱导的至少一个生理参数进行比较。
12.权利要求10或11的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠传输时间。
13.权利要求10或11的方法，其中所述生理参数包括药物动力学(PK)特征。
14.评价个体胃肠动力的方法，其包括步骤：
为个体口服给药可摄取物；
监控个体的肠胃系统所产生的声能；
产生至少一个代表所述声能的声能信号；和
处理所述声能信号以得出与其相关的胃肠参数。
15.权利要求13的方法，其中所述胃肠参数包括胃肠传输时间。
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