CN104602757A - 调节子宫肌肉活动 - Google Patents

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Abstract

一种用于调节子宫肌肉活动的方法和系统，包括：利用电子子宫监视器(EUM)测量子宫收缩，并通过比较所感测的测量与所期望的水平，使用子宫收缩的所感测的测量来调节子宫肌肉活动。所感测的水平和所期望的水平之间的差被用来计算药物或电信号的人工或自动应用的水平。

Description

调节子宫肌肉活动
技术领域
本发明一般涉及用于基于肌电图(EMG)测量调节子宫肌肉活动的方法和系统。
背景技术
分娩主动管理是已知的(例如，“Active Management of Labor(分娩主动管理)”，Jason A.Pates，医务部，Andrew J.Satin，医务部，妇产科和妇科，健康科学统一服务大学，琼斯大桥路4301，贝塞斯达，医务部20814，美国，妇产科临床N Am 32(2005)221-230)。早产活动的管理也得到了讨论(例如，参见“Management of preterm labor(早产的管理)”，ACOG实践公报No.43，美国大学妇产科妇科医学，妇产科2003；101：1039至1047；以及King JF，Flenady V，PapatsonisD，Dekker G，Carbonne B，“Calcium channel blockers for inhibitingpreterm labour(钙通道阻滞剂抑制早产)”，系统评价科克伦数据库2003，第1期，号：CD002255 DOI：10.1002/14651858.CD002255)。
然而，尽管知道如何增加或减少子宫的活动，迄今还没有人描述或暗示通过利用受控的环路活动管理感测子宫活动来增加或减少子宫的活动(诸如分娩或早产)，如将在下文中本发明的实施例的描述中描述的。这具有优于现有技术的显著优点。例如，使用宫缩抑制剂药物是昂贵的，并可能引起副作用。使用电信号抑制或加强收缩也可能有副作用。使用收缩增强激素可能导致胎儿的压力。通过利用受控的环路活动管理来感测子宫活动，可以降低或消除成本和可能的副作用。
发明内容
如下文中更详细的说明，除其他事项外，本发明涉及，用于基于EMG测量调节子宫肌肉活动的方法和系统。肌肉活动可以通过使用药物和/或电刺激来控制。该系统可以被实现为闭环控制系统，其中控制决策可以是自动的或者是基于人工的(医生决策)。
因此，根据本发明的非限制性实施例，提供了用于调节子宫肌肉活动的方法和系统，包括利用电子子宫监视器(EUM)测量子宫收缩，以及通过比较所感测的测量与所期望的水平，使用子宫收缩的所感测的测量来调节子宫肌肉活动，其中所感测的水平和所期望的水平之间的差被用来计算药物或电信号的人工或自动应用水平。
所述EUM和处理器可以在控制回路中操作，该控制回路具有用于电信号或药物的自动应用的电信号发生器或药物传送系统。
附图简介
根据结合附图进行的以下详细描述，本发明将会理解和领会得更充分：
图1是根据本发明的非限制性实施例的用于基于EMG测量调节子宫肌肉活动(子宫收缩)的系统/方法的简化流程图；
图2A是根据本发明的非限制性实施例的该系统的简化图示，包括电子子宫监视器(EUM)，其与电信号发生器和/或药物传送系统一起操作；
图2B是根据本发明的非限制性实施例的作为子宫监视器(家庭或医院/诊所系统)一部分的EUM的简化图示，其与电信号发生器和/或药物传送系统协作；以及
图3是根据本发明的非限制性实施例的EUM的简化图示。
具体实施方式
现在参照图1，其是根据本发明的非限制性实施例的用于基于EMG测量调节子宫肌肉活动(子宫收缩)的系统/方法的简化流程图。在本发明的一个非限制性实施例中，利用电子子宫监视器(EUM)完成子宫收缩的测量，在下文中参照图2A-2B和3描述其示例。所感测的测量用于通过连续地比较所感测的测量和所期望的水平来调节子宫肌肉活动。如果测量的收缩幅度比所期望的水平强，则施加收缩减少的药物或脉冲。如果测量的收缩幅度太弱，则施加收缩增强剂。所期望的和实际的收缩水平之间的差可以定义为误差信号。控制电平可以正比于该误差信号，或者可以是该误差信号的比例/积分/微分(PID控制器)。也可以采用其他控制方法，诸如继电式控制器(通-断控制器)，也被称为滞后控制器。
子宫活动可以被增加或减少。根据本发明的非限制性实施例，可以使用电刺激增加子宫活动(见妇产科1989年2月；73(2)：286-90，“Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation At Acupuncture Points InThe Induction Of Uterine Contractions(子宫收缩的诱导中穴位点的经皮神经电刺激)”Dunn PA，Rogers D，Halford K.物理治疗部，穆拉宾医院，墨尔本，澳大利亚和生殖生物学2008年10月；79(4)：633-7 Epub2008年6月11日，“Stimulation of fetal hypothalamus induces uterinecontractions in pregnant rats at term(胎儿丘脑刺激引起到期孕鼠的子宫收缩)”，Endoh H，Fujioka T，Endo H，Inazuka Y，Furukawa S，NakamuraS.生殖神经医学部，山口大学研究生院，宇部，山口755-8505，日本)；和/或催产素的活动(见Lee HJ，Macbeth AH，Pagani JH，Young WS(2009年6月)“xytocin：the Great Facilitator of Life(催产素：生命的伟大促进者)”，神经生物学进展88(2)：127-51 doi：10.1016/i.pneurobio.2009.04.001)。例如，稀释的催产素静脉内给药通常用来增加子宫活动。
根据本发明的非限制性实施例，可以通过使用宫缩抑制剂来减少子宫活动(见Br J妇产科.1987年11月；94(11)：1040-4，“Inhibitionof uterine contractions of premature labour with an oxytocin analogue.Results from a pilot study(使用催产素模拟的早产子宫收缩的抑制，由试点研究产生)”，Akerlund M，Stromberg P，Hauksson A，Andersen LF，Lyndrup J，Trojnar J，Melin P，妇产科和妇科，大学医院，瑞典隆德)；和/或干扰电信号(见Am J妇产科.2005年12月；193(6)：1986-93，“Electrical inhibition of preterm birth：inhibition of uterine contractility inthe rabbit and pup births in the rat(早产的电抑制：兔子和鼠幼崽生产的子宫收缩的抑制)”，Karsdon J，Garfield RE，Shi SQ，Maner W，Saade G.儿科，纽约市立医院，纽约，NY 10038-2649，美国.Jeffrey.Karsdondowntownhospital.org.)。宫缩抑制剂的示例在不限制的情况下为阿托西班、黄嘌呤、茶碱和氨茶碱的静脉内给药。
在本发明的一个实施例中，在分娩活跃期间，一方面临床医生(例如，助产士或医生)调节子宫活动至使进行宫颈扩张并且胎头位置的水平，但另一方面不会造成对胎儿的压力。在本实施例中，系统使用闭环控制，该闭环控制使用EUM作为子宫活动传感器和一定剂量的电刺激/催产素作为控制方法。需要注意的是，只有活动增加的控制，但没有活动减少的控制。
药物的自动应用可以通过电子操作的药物分配器(经皮贴剂、侵入性(针)分配器、静脉内分配器和许多其他)来完成，其与EUM传感器进行通信。
在本发明的另一实施例中，如果出现了早期子宫活动，该系统减少子宫活动至不会导致早产的水平。通过利用受控环路活动管理感测子宫活动，该系统根据需要使用最小量的药物/信号，以减少子宫活动到所期望的水平。需要注意的是，只有活动减少的控制，但没有活动增加的控制。
在本发明的另一实施例中，该系统被用于治疗经历自发收缩的非妊娠女性。
子宫收缩可能在非妊娠女性的月经期间发生，其造成显著疼痛(见Aguilar，H.N.；Xiao，S.；Knoll，A.H.；Yuan，X.(2010年)“Physiologicalpathways and molecular mechanisms regulating uterine contractility(调节子宫收缩的生理途径和分子机制)”，人类生殖更新16(6)：725-744doi：10.1093/humupd/dmq016.JSTORl306737.PMID 20551073)。子宫活动传感器检测子宫收缩的水平和宫缩抑制剂药物对收缩的影响。这种子宫收缩的测量可以有助于减少或消除药物/信号的使用，同时减少子宫活动到所期望的水平。需要注意的是，只有活动减少的控制，但没有活动增加的控制。
在另一设置中，这样的传感器可以用于由子宫收缩产生的疼痛的诊断(不只是疼痛的控制)，特别是在月经期间。所感测的子宫活动与已知的由于月经的子宫收缩(预先测量或以其他方式存储)进行比较，并且如果所感测的子宫活动指示为月经子宫收缩，则可以作出诊断。
在本发明的另一实施例中，该系统被用于治疗经历诱导收缩的非妊娠女性。
当子宫被医疗手术刺激时，子宫收缩可能发生在非妊娠女性身上。一个示例是IVF胚胎移植期间(参见“Uterine contractions at the time ofembryo transfer alter pregnancy rates after in-vitro fertilization(在胚胎移植时的子宫收缩改变体外受精后的妊娠率)”，R Fanchin，C Righini，FOlivennes，S Taylor，D de Ziegler and R Frydman，产科和妇科和生殖内分泌科，Antoine Beclere医院，克拉马尔，法国，牛津期刊，人类生殖，第13卷，第7期，第1968-1974页)。其目的是根据需要使用尽可能少的药物/电抑制剂信号以减少子宫活动到所期望的水平(或甚至完全防止收缩)。这可以是一阶(段级)或两阶段(或多阶)协议。在两阶段协议中，在第一阶段期间，通过施加刺激(插入导管)来进行测试，而不具有实际医疗效果。子宫响应使用传感器(EUM)被记录下来。在第二阶段期间，在实际医疗治疗期间，基于第一阶段和/或子宫活动的实时分析，应用控制宫缩抑制剂。在另一个设置中，IVF胚胎移植之后子宫活动长达数周地被测量和调节，以检测不需要的子宫收缩。
现在参照图2A-2B，其中示出EUM 10的示例，其在美国专利7447542中被描述。简言之，美国专利7447542描述了一种用于肌动扫描(myographic)子宫活动的三维监视(例如，计量、成像和显示)的改进系统。该系统包括感测在肌肉中产生的肌电活动的肌电图(EMG)系统、一个或多个位置传感器以及与EMG系统和位置传感器通信的处理器。处理器处理EMG系统的数据和来自位置传感器的三维位置信息，以提供在三维空间中的肌电活动的输出，从而提供收缩强度数据作为时间的函数。与现有技术的子宫内压力导管相反，该EUM测量是非侵入性的。另一种已知的技术，托科-测力计(toco-dynamometer)，不提供收缩强度的信息。
EUM 10(或EUM电极10)，包括安装在基板14上的一个或多个子宫电子活动传感器12，该基板14被放置在妊娠或非妊娠女性的腹壁上。基板14可以是“树”16的形式，具有安装在“分支”36的一部分的传感器12，“分支”36从“主干”38延伸。设置一个或多个受信标记18，从而使得能够重复定位EUM 10，即，在每次使用时在腹部上的相同位置定位EUM 10。子宫电子活动传感器12可以包括肌电图(EMG)电极，诸如但不限于，9个EMG表面记录Ag/AgCl电极和可选参比电极。
基板14可以由非对称的识别元件40形成，诸如切口或其他标记(例如，放置在预先确定的位置的特定几何形状，诸如三角形或六边形)，以防止设备错误地安装在腹部上。
如上所述，通过使用现有的位置传感器或者使用电极的公知结构，每个子宫活动传感器12的三维位置和方向是已知的。处理器34处理该子宫活动传感器12的电信号和三维位置和方向，以提供包括肌电活动数据的输出作为子宫活动传感器12的三维位置和方向的数学函数。这通过使用例如所有子宫体积上肌电活动的积分，提供了收缩强度数据作为时间的函数。
EUM电极10通常仅供单次使用，例如维持功能至少18小时(相对较长的分娩时间)。然而，本发明不限于这样的设备，并且本发明也可用于多种用途。
EUM电极10能够识别单独传感器12及其位置。例如，为了便于视觉识别，传感器12可以、从左到右、从上到下以数字被标识，和/或可以被彩色编码和/或可以被分别独特地定型。另外或替代地，每个传感器12可以被分配由处理器34识别的唯一位置代码，从而使每个传感器12的位置是已知的。
如图2B所示，提供EUM 10作为子宫监视器(家庭或医院/诊所)系统的一部分。EUM 10在其家庭的范围内附接到该女性。EUM 10感测或监视数据，执行收缩的局部控制，和/或经由处理器34(也被称为EUM单元34，可以围绕颈部穿戴或安装在身体的另一部分上)将数据传输到远程站点(例如，网站)，以执行收缩的远程调节。
如上所述，在图2A和2B中，EUM 10的传感器12和处理器34与电信号发生器55(例如，电极、电刺激装置、电干扰信号等)和/或药物传送系统57(例如，静脉内、皮下注射针、经皮贴剂以及其他)协作，用于管理电刺激或干扰和/或药物。
现在参照图3，对于非妊娠女性，子宫较小，所以替代图2A-2B中的实施例，而使用电极阵列50来感测子宫的电活动。电极阵列50包括安装在基板54上的一个或多个子宫电活动传感器52(类似于图2A-2B电活动传感器12和基板14)。基板54可以是条带的形式，其可以被缠绕在女性的躯干或其他部位。例如，因为患者没有妊娠，电极可以被置于背部和腹部上。
由于在一些操作期间，例如IVF胚胎移植期间，临床医生使用超声波方式来操纵导管，电极阵列设计可以具有没有电极的区域，以允许访问所述超声波探头。
可以理解的是，为清楚起见，在分开的实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以被以组合提供在单个的实施例中。相反地，为了简洁，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以分别地或以任何合适的子组合形式提供。

Claims (16)

1.一种用于调节子宫肌肉活动的方法，包括：
利用电子子宫监视器(EUM)(10)测量子宫收缩；以及
其特征在于，通过比较所感测的测量与所期望的水平，使用子宫收缩的所感测的测量来调节子宫肌肉活动，其中所感测的水平和所期望的水平之间的差被用来计算药物或电信号的人工或自动应用的水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述子宫肌肉活动被增加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述子宫肌肉活动被减少。
4.根据权利要求2所述的方法，其中使用电刺激增加所述子宫肌肉活动。
5.根据权利要求2所述的方法，其中通过给药催产素增加所述子宫肌肉活动。
6.根据权利要求3所述的方法，其中通过给药宫缩抑制剂减少所述子宫肌肉活动。
7.根据权利要求3所述的方法，其中通过使用干扰电信号减少所述子宫肌肉活动。
8.根据权利要求1所述的方法，包括调节所述子宫肌肉活动，至使进行宫颈扩张并且胎头位置、但不会造成对胎儿的压力的水平。
9.根据权利要求1所述的方法，包括调节所述子宫肌肉活动至不会导致早产的水平。
10.根据权利要求1所述的方法，包括调节所述子宫肌肉活动，以治疗经历收缩的非妊娠女性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述非妊娠女性在月经期间经历收缩。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述非妊娠女性在IVF过程期间经历收缩。
13.一种用于调节子宫肌肉活动的系统，包括：
电子子宫监视器(EUM)(10)，所述电子子宫监视器(EUM)(10)用于测量子宫收缩；以及
其特征在于，处理器(34)，该处理器能够操作，以通过比较所感测的测量与所期望的水平，使用子宫收缩的所感测的测量来调节子宫肌肉活动，其中所感测的水平和所期望的水平之间的差被用来计算药物或电信号的人工或自动应用的水平。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述EUM(10)和所述处理器(34)在控制回路中操作，所述控制回路具有用于所述电信号或药物的自动应用的电信号发生器(55)或药物传送系统(57)。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述子宫肌肉活动被增加。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述子宫肌肉活动被减少。
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