CN106714671A - 用于手术后感染的早期检测的系统和方法 - Google Patents

用于手术后感染的早期检测的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106714671A
CN106714671A CN201580051994.2A CN201580051994A CN106714671A CN 106714671 A CN106714671 A CN 106714671A CN 201580051994 A CN201580051994 A CN 201580051994A CN 106714671 A CN106714671 A CN 106714671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
infection
sensor
signal
biomarkers
produce
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580051994.2A
Other languages
English (en)
Inventor
伊夫·巴永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sofradim Production SAS
Original Assignee
Sofradim Production SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP15306462.1A external-priority patent/EP3143925B1/en
Application filed by Sofradim Production SAS filed Critical Sofradim Production SAS
Priority to CN202210818415.4A priority Critical patent/CN115005778A/zh
Publication of CN106714671A publication Critical patent/CN106714671A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14539—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring pH
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/41—Detecting, measuring or recording for evaluating the immune or lymphatic systems
    • A61B5/412—Detecting or monitoring sepsis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/71—Suction drainage systems
    • A61M1/73—Suction drainage systems comprising sensors or indicators for physical values
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/90—Negative pressure wound therapy devices, i.e. devices for applying suction to a wound to promote healing, e.g. including a vacuum dressing
    • A61M1/95—Negative pressure wound therapy devices, i.e. devices for applying suction to a wound to promote healing, e.g. including a vacuum dressing with sensors for exudate composition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0271—Thermal or temperature sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3324—PH measuring means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3368—Temperature

Abstract

描述了一种用于检测手术后感染的早期病征的体内系统和方法。所述体内系统包括：引流系统，其具有被配置为将流体从手术部位引流的管；至少一个传感器单元，其用于感测至少一种感染生物标记的存在；处理器，其用于处理由所述至少一个传感器单元产生的信号；发送器，其用于发送所述信号；以及通知系统，其用于接收所述信号，通过将所述信号与阈值进行比较来分析所述信号，判定感染的存在，并且产生关于感染的存在的指示。

Description

用于手术后感染的早期检测的系统和方法
技术领域
本申请涉及检测系统和方法的领域。具体地，本发明涉及用于检测手术后感染的早期病征的系统和方法。
背景技术
在一些情况下，经历手术的患者可能需要在约1至2天(或有时甚至更长的时间，例如，1至2周)内在手术部位留下引流道。通常，医护人员每隔几个小时监测这样的引流道以便确定手术部位的状态，例如，手术部位是否没有干扰而恰当地愈合或者是否可能发生感染。当仅仅每隔几个小时来监测这样的引流道时，感染可能在被注意且恰当处理之前已经处于进行性阶段。此外，内科医生通常检查以检测感染存在的那些病征是当感染处于进行性状态时出现的并且可能在感染早期阶段无法通过典型的监测来检测的病征。
因此，需要用于手术后感染的早期和持续检测的改进的系统和方法。
发明内容
本发明的实施例提供了用于感染的早期和持续检测的体内系统和方法。这些系统可以包括外部管，外部管具有监测流过其中的体内流体的能力。这种系统的实例可以包括定位成紧靠近手术部位以用于监测手术后感染的导尿管、腹膜透析系统、血液/肾透析系统、分流器、导管或引流系统。这样的系统使得能够在感染在其变得进行性和严重之前而仅处于其初始阶段时检测感染的早期病征，因此可以在患者的状况或手术部位的状况是危象之前很好地提供适当的处理。这些系统还可以包含实时持续自动自监测而无需人为干预，并且可以产生感染的存在以及甚至各个阶段(如果有的话，例如轻度阶段、进行性阶段或严重阶段)的指示。可以通过关于感染存在(和可能的阶段)的指示来通知护理提供者或患者。在一些实施例中，本发明的系统包括用于感测各种感染生物标记(即，指示感染存在的生物标记)的存在的传感器。在一些情况下，这样的感染生物标记可以是可以在感染发生时增加的直接型生物标记。直接型感染生物标记可以是菌种。例如，直接型感染生物标记可以是通常与临床/院内感染相关的细菌，包括葡萄球菌属、埃希氏菌属、假单胞菌属、链球菌属、肠球菌属和肠杆菌属，与胃肠道穿孔相关的细菌诸如在胃肠细菌菌群中常见的共生菌和/或可替代地潜在地栖居于胃肠道的病原体细菌。此外，直接型感染生物标记还可以包括非特异性菌种，其产生和释放例如与硫相关的气体、氢和氨。特异性细菌的直接型生物标记可以进一步包括通过这些细菌的内源性代谢而释放或“呼出”挥发性有机化合物的细菌。也就是说，在将限定的化学物质或生物化学物质添加到细菌环境中之后，该化学物质/生物化学物质被这些菌种代谢或转化成挥发性有机化合物。
在一些实施例中，直接型感染生物标记可以包括可用于通过聚合酶链反应(PCR)对感兴趣的细菌的至少半定量分析(以菌落形成单位(CFU)每毫升计，即，[CFU/ml]))的特异性遗传物质标志，例如菌种或亚菌种特异性DNA引物。
然而，在其他情况下，感染生物标记可以是作为感染存在的间接副产物的间接型生物标记，例如pH、乳酸、渗出液流、流体粘度、局部/全身氧饱和度、以及局部/全身温度。间接型生物标记的进一步实例可以是诸如IL-1、IL-6、IL-10和TNF-α的免疫调节中介物、诸如淀粉酶的胰腺酶、诸如脂多糖结合蛋白(LBP)的炎症参数例如以及诸如葡萄糖的代谢参数。
间接型生物标记的水平或浓度的变化(例如，增长或下降)可以指示感染存在。
在一些实施例中，该系统包括用于感测多于一种类型(直接型或间接型)的感染生物标记的多于一个传感器。在一些实施例中，可以存在传感器的组合，一些用于感测间接型感染生物标记，一些用于感测直接型感染生物标记。
根据一些实施例，一种用于检测患者的手术后感染的早期病征的系统可以包括：引流系统，其包括被配置为将流体从手术部位引流的管；至少一个传感器单元，其用于感测至少一种感染生物标记的存在；处理器，其用于处理由至少一个传感器单元产生的信号；发送器，其用于发送处理后的信号的发送器；以及通知系统，其用于接收处理后的信号，通过将处理后的信号与阈值(预定的阈值或基于感测到的生物标记的变化参数和/或这些参数的变化率的适应性且变化的阈值)进行比较来分析处理后的信号，判定感染的存在，并且产生关于感染存在的指示。
在一些实施例中，引流系统还可包括容器，经过管的流体被引流到该容器中。
在一些实施例中，所述至少一种感染生物标记选自由以下构成一组间接型感染生物标记：pH、乳酸和渗出液的流率，或其组合。感染生物标记可以选自其中的间接型生物标记的进一步实例可以是诸如IL-1、IL-6、IL-10和TNF-α的免疫调节中介物，诸如淀粉酶的胰腺酶、诸如脂多糖结合蛋白(LBP)的炎症参数以及诸如葡萄糖的代谢参数。在其他实施例中，所述至少一种感染生物标记是直接型感染生物标记，其为选自由以下构成的组的菌种：大肠杆菌、假单胞菌属、铜绿假单胞菌，恶臭假单胞菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌属、肠球菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏菌属以及其它肠杆菌科，或其组合。在其他实施例中，可以选择其他菌种。在一些实施例中，直接型感染生物标记可以包括可用于通过聚合酶链反应(PCR)对感兴趣的细菌的至少半定量分析(以菌落形成单位(CFU)每毫升计，即，[CFU/ml]))的特异性遗传物质标志，例如菌种或亚菌种特异性DNA引物。
根据一些实施例，该系统可以包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于感测选自由以下构成的组的间接型感染生物标记：pH、乳酸和渗出液的流率或其组合，所述第二传感器用于感测由以下构成的组的直接型感染生物标记：大肠杆菌、假单胞菌属、铜绿假单胞菌，恶臭假单胞菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌属、肠球菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏菌属以及其它肠杆菌科，或其组合。在这样的实施例中，通知系统包括分析器，所述分析器用于分析由第一和第二传感器检测到的信号，并且判定感染的存在。
根据一些实施例，通知系统包括用于分析经处理的信号并判定感染的存在的分析器。在一些实施例中，所述分析器进一步判定感染阶段。
在一些实施例中，当所述感染生物标记是pH时；如果pH水平等于或低于7.1，则可以产生第一指示，并且如果pH水平等于或低于6.8，则可以产生第二指示。当所述感染生物标记是乳酸时；如果在手术后的第一小时期间乳酸的浓度等于或高于阈值3mM，则可以产生第一指示，如果在第一指示后6小时内乳酸的浓度超过所述阈值，则可以产生第二指示，并且如果在第一指示后24小时内乳酸的浓度超过所述阈值，则可以产生第三指示。
在一些实施例中，当所述感染生物标记是诸如IL-1、IL-6、IL-10和TNFα的免疫调节中介物时；如果这些中介物中的至少一种的水平高于基线值/阈值的100％，则可以产生第一指示。在一些实施例中，基线值可在手术期间获得或从所收集的渗出液的最初的部分中获得。如果这些中介物中的至少一种的水平高于基线值的200％，或者如果这些中介物中的至少两种的水平高于基线值的100％，或者如果这些水平在4小时至24小时范围内的间隔内在至少两次连续测量中被观察到有增长的趋势，则可以产生第二指示。
在一些实施例中，当所述感染生物标记是LBP时；如果LBP的水平高于基线值的100％，则可以产生第一指示。在一些实施例中，基线值可在手术期间获得或从所收集的渗出液的最初的部分中获得。如果LBP的水平高于基线值的200％，或者如果LBP的水平在4小时至24小时范围内的间隔内在至少两次连续测量中被观察到有增长的趋势，则可以产生第二指示。当所述生物标记是葡萄糖时；如果葡萄糖的水平低于正常值的至少20％(指示性地为8[mmol/l])，并且至少在一天期间具有降低的趋势，则可以产生第一指示，而如果葡萄糖的水平低于基线值/正常值的30％，在至少2天期间具有降低的趋势，则可以产生第二指示。当所述生物标记是淀粉酶时；如果在手术后的最初24小时之前淀粉酶的水平高于100U/l，则可以产生第一指示，而如果在4小时至24小时的范围内的间隔内在至少两次连续测量中观察到超过至少100U/l的淀粉酶的水平，则可以产生第二指示。
在一些实施例中，当感染生物标记是渗出液的流率时；如果在手术后6小时所述流率高于5[ml/hr]，则可产生第一指示，如果在手术后6小时所述流率高于10[ml/hr]，则可产生第二指示，并且如果在手术后6小时所述流率高于20[ml/hr]，则可以产生第三指示。当感染生物标记是非溶血性菌种时；如果菌落形成单位(CFU)高于102[CFU/ml]，则可以产生第一指示，如果CFU高于103[CFU/ml]，则可以产生第二指示，并且如果CFU高于104[CFU/ml]，则可以产生第三指示。当感染生物标记是溶血菌种(例如，金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、溶血性大肠杆菌亚种)时；如果菌落形成单位(CFU)高于101[CFU/ml]，则可以产生第一指示，如果CFU高于102[CFU/ml]，则可以产生第二指示，并且如果CFU高于103[CFU/ml]，则可以产生第三指示。
在一些实施例中，所述阈值可以基于例如实验来预先确定，而在其他实施例中，所述阈值可以是可调节的，并且可以由通知系统根据由所述至少一个传感器感测到的至少一种感染生物标记的参数的趋势变化来改变。
根据一些实施例，所述发送器将经处理的信号无线地发送到通知系统。在一些实施例中，所述指示可以在显示单元(例如，屏幕)上显示。
在一些实施例中，传感器可以持续地感测感染生物标记的存在。在其他实施例中，传感器可以周期性地(例如，每隔几分钟或甚至在短于1分钟的时间段内)感测感染生物标记的存在。通常，传感器可以感测到感染生物标记的存在的时间段可以被设计成与生物标记的类型相对应。
在一些实施例中，通常当感染生物标记是间接型生物标记时，传感器可以沿着所述管定位。但是，在其他实施例中，通常当感染生物标记是直接型生物标记时，传感器可以位于容器内。而在其他实施例中，当感染生物标记是间接型生物标记例如免疫调节中介物(例如IL-1、IL-6、IL-10和TNFα)或LBP时，或当感染生物标记是通过PCR DNA引物特异性检测和鉴定的直接型生物标记(诸如细菌DNA)时；这些生物标记不能沿着所述管持续地被感测。因此，在这种情况下，所述管可以配备有能够(优选地半自动地，更优选自动地)收集样品的系统，以用于通过定点护理(POC)分析器检测和测量感兴趣的标记。
根据一些实施例，用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法可以包括以下步骤：通过使用包含在引流系统中的传感器来感测至少一种感染生物标记的存在；处理由传感器产生的信号；将经处理的信号发送到通知系统；由通知系统接收经处理的信号；通过将信号与阈值进行比较来分析经处理的信号；以及判定感染的存在。
根据一些实施例，当不能沿着所述管持续地感测感染生物标记时，用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法可以包括以下步骤：通过使用用于检查引流系统中所收集的样本的定点护理(POC)分析器来测量至少一种感染生物标记的存在；处理由POC分析器产生的信号；将经处理的信号发送到通知系统；由通知系统接收经处理的信号；通过将信号与阈值进行比较来分析经处理的信号；以及判定感染的存在。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括该步骤：基于由包含在引流系统中的一个或多个传感器产生的信号或通过POC分析器产生的信号，或者通过上述传感器或分析器的任意组合产生的信号来产生关于感染存在的指示。在一些实施例中，感测感染生物标记的存在的步骤可以持续进行，而在其它实施例中，感测感染生物标记的存在的步骤可以周期性地进行。
附图说明
从结合附图的以下的详细描述中，将会更全面地理解和领会本发明，其中：
图1是根据本发明的实施例的用于检测手术后感染的引流系统的示意图；
图2是根据本发明的实施例的用于感测间接型感染生物标记的传感器系统的示意图；
图3是根据本发明的实施例的用于感测直接型感染生物标记的传感器系统的示意图；
图4是根据本发明的实施例的包括通知系统在内的引流系统的示意图；
图5是根据本发明的实施例的描绘用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法的流程图；
图6是根据本发明的另一实施例的描述用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法的流程图；并且
图7是根据本发明的另一实施例的描述用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法的流程图。
应当理解，为了说明的简单性和清楚性，附图中所示的元件不一定准确地或按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，或者若干物理部件可以被包括在一个功能块或元件中。此外，在认为适当的情况下，附图标记可在图中重复以指示对应的或类似的元件。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，为了不模糊本发明，没有详细描述公知的方法、程序和组件。
现在参照图1，图1是根据本发明的实施例的用于检测手术后感染的引流系统的示意图。引流系统100可以包括引流管103，引流管103被构造为将积聚在手术部位附近的体内流体引流。管103可以连接在手术部位与容器或罐101之间。经过管103的体内流体可以聚集在容器101中，使得经引流的流体被收集在容器101内。这种类型的引流系统(包括管和引流流体进入其中的容器)被称为封闭式引流系统。在其他实施例中，引流系统100可以是开放式引流系统，而不包括容器，并且因此流体被引流到敷料或类似物。然而，与开放式引流系统相比，封闭式引流系统以更高效的方式提供了防止各种污染物进入手术部位的气密回路，因此系统100可优选地为封闭式引流系统。
在一些实施例中，引流系统100可以包括抽吸元件102，其可以引起低压或高压以便从手术部位主动地抽吸流体、通过管103至容器101内。然而，在其他实施例中，引流系统100不需要包括主动抽吸元件102，并且从手术部位的引流可以被动地操作。
在一些实施例中，引流系统100可以进一步包括各种类型的传感器，所述传感器用于例如通过传感器系统104感测直接型感染生物标记的存在或者例如通过传感器系统105感测间接型感染生物标记的存在。直接型感染生物标记可以是在可能在手术部位在手术之后开始的感染的非常早期阶段可能存在于从手术部位流出的体内流体中出现的各种类型的细菌或细菌副产物。当在手术部位发生感染时，这种直接型感染生物标记的浓度会增大，从而监测直接型感染生物标记的存在和浓度可以指示感染的存在，甚至指示感染阶段，无论是例如轻度阶段、进行性阶段或严重阶段。例如，直接型感染生物标记可以是通常与临床/医院的感染相关的细菌，包括：葡萄球菌属、埃希氏菌属、假单胞菌属、链球菌属、肠球菌属、沙雷氏菌属、克雷伯氏菌属、摩根氏菌属、变形杆菌属和其他肠杆菌属，与胃肠道穿孔相关的细菌诸如通常在胃肠细菌菌群中发现的共生细菌和/或可替代地潜在栖居于胃肠道的病原体细菌。此外，直接型感染生物标记还可以包括非特异性菌种，其产生和释放例如硫相关气体、氢和氨。特异性细菌的直接型生物标记可以进一步包括这样的细菌，其通过这些细菌的代谢而释放或“呼出”挥发性有机化合物。也就是说，在向细菌的环境添加限定的化学物质或生物化学物质之后，该化学物质/生物化学物质被这些菌种代谢(通过这些细菌的内源性代谢或通过外源性代谢)或转化成挥发性有机化合物。在一些实施例中，直接型感染生物标记可以包括可用于通过聚合酶链反应(PCR)对感兴趣的细菌的至少半定量分析(以菌落形成单位(CFU)每毫升计，即[CFU/ml])的特异性遗传物质标志，诸如菌种或亚菌种特异性DNA引物。
间接型感染生物标记可以是作为感染存在的间接副产物的生物标记，例如，pH、乳酸、渗出液流、流体粘度、局部/全身的氧饱和度、以及局部/全身温度。例如，当手术部位中发生感染时，pH可能相对于体内流体的标准pH降低。因此，监测pH水平可以指示感染存在。此外，pH的水平和/或pH水平降低至其新的较低水平所花费的时间甚至可以指示感染阶段，例如轻度阶段、进行性阶段或严重阶段。如果感染生物标记被选择为乳酸，则在感染存在时，乳酸的浓度预期将快速增长，因此传感器应当能够检测乳酸的存在和浓度。间接型生物标记的其他实例可以是诸如IL-1、IL-6、IL-10和TNF-α的免疫调节中介物、诸如淀粉酶的胰腺酶、诸如脂多糖结合蛋白(LBP)的炎症参数以及诸如葡萄糖的代谢参数。
在一些实施例中，系统100可以包括用于感测多于一种类型的感染生物标记的多于一个传感器。在一些实施例中，可以存在传感器的组合，一些用于感测间接型感染生物标记，一些用于感测直接型感染生物标记。例如，系统100可以仅包括用于感测直接型感染生物标记的传感器系统104。系统100并且由此传感器系统104可以包括用于感测多于一种直接型感染生物标记的多于一个传感器单元。在其他实施例中，系统100可以仅包括用于感测间接型感染生物标记的传感器系统105。系统100并且由此传感器系统105可以包括用于感测多于一种间接型感染生物标记的多于一种类型的传感器单元。但是，在其他实施例中，系统100可以包括用于感测间接型感染生物标记的传感器系统104和用于感测间接型感染生物标记的传感器系统105的组合。系统100可以包括用于感测多于一种直接型感染生物标记的多于一种类型的传感器单元(例如，包含在传感器系统104中的传感器单元)、以及用于感测多于一种间接型感染生物标记的多于一种类型的传感器单元(例如，包含在传感器系统105中的传感器单元)。通常，系统100被配置为检测的生物标记的类型越多，则系统100越精确地检测手术部位处的感染的存在，此外还检测出感染阶段。传感器的任意组合和任何数量的传感器可以被包含在内作为系统100的一部分。例如，传感器系统104可以包括用于检测葡萄球菌的传感器，并且传感器系统105可以包括用于检测pH水平的一个传感器单元和用于检测乳酸的浓度的另一传感器单元。其他实施例可以包括其他的组合。
在一些实施例中，传感器系统104和/或传感器系统105中的每一个可以连接到电子板106。电子板106可以包括可以将通过传感器系统104和/或传感器系统105对生物标记的检测传输到外部接收器(如图4的系统200中所示)的发送器和天线(未示出)。电子板106可以包括用于向其中的所有电子部件供电的电源，例如，至少一个电池。电子板106可以进一步包括处理器(未示出)，所述处理器用于在由至少一个传感器系统104和/或105产生的信号被发送到外部接收器之前对处理所述信号。电子板106内的处理器可以执行对由传感器产生的信号的完全处理，使得所发送的信号可以显示给用户或者可以用于向用户产生关于感染存在的通知，在一些情况下产生关于感染阶段的通知。在其他实施例中，处理器可以仅对由传感器产生的信号执行初始处理，然后可以将经处理的信号发送到外部接收器用于进一步处理。
现在参照图2，图2是根据本发明的实施例的用于感测间接型感染生物标记的传感器的示意图。根据一些实施例，传感器系统105可以用于检测间接型感染生物标记，例如pH、乳酸、渗出液流、流体粘度、局部/全身的氧饱和度、以及局部/全身温度。间接型生物标记的进一步实例可以是诸如IL-1、IL-6、IL-10和TNF-α的免疫调节中介物、诸如淀粉酶的胰腺酶、诸如脂多糖结合蛋白(LBP)的炎症参数以及诸如葡萄糖的代谢参数。如果传感器系统105检测到上述的间接型感染生物标记中的至少一种，则其可以指示感染的存在，在一些情况下指示感染的阶段。
通常，用于感测间接型感染生物标记的传感器沿着管103定位，从而持续地检测间接型生物标记的水平或浓度等发生的变化。在一些实施例中，传感器系统105可以位于引流管103内，引流管103插入到患者体内，因此具有传感器系统105更靠近手术部位或伤口部位以更密切地监测感染存在的优点。在其它实施例中，传感器系统105可以沿着管103定位，与紧靠近手术部位监测感染的存在相比，具有仅监测离开手术部位的渗出液流的内容物的优点，因为沿着管103通常存在来自手术之后存在于手术部位的、通常有可能与细菌的不相关的材料的较少的噪声。用于感测间接型感染生物标记的传感器系统105通常不位于容器101内，因为如果位于容器内，则当这些变化发生时，传感器系统105将不能检测间接型生物标记的水平或浓度的持续的实时变化，而传感器系统105将仅能够检测间接型生物标记的累积，并且这对于间接型感染生物标记的类型不太适合。
在一些实施例中，传感器系统105可以包括用于感测多于一种间接型感染生物标记的存在、水平或浓度的多于一个传感器单元。例如，传感器系统105可以包括用于感测pH的传感器123(在一些实施例中，传感器123可以包括用于感测pH的多于一个的传感器，例如，用于感测pH的两个或三个传感器，以便提供更精确的检测)、用于pH调节和/或用于感测另外的间接型感染标记(即，温度)的温度传感器121、以及用于感测乳酸的传感器124。其它类型的传感器和传感器的其他组合可以被包含在内作为传感器系统105的一部分。
在一些实施例中，传感器系统105可以是中空的，以使得经过管103的被引流的流体也能够经过传感器系统105，从而实现被引流的流体与作为传感器系统105的一部分而实施的至少一个传感器之间的接触。被包含在内作为传感器系统105的一部分的各个传感器中的每一个需要流体与相应的感测元件接触，因此经过管103被引流的流体需要经过传感器系统105并且与各个感测元件接触。
温度传感器121可以通过感测从手术部位经过管103引流的流体的温度来感测温度的局部升高。当感染开始时，其可能引起温度的升高，因此感测温度的变化可以指示感染的存在。
pH传感器123可以感测从手术部位经过管103引流的流体的pH水平。PH传感器123可以包括用于感测pH以便在多个pH传感器的检测之间比较的多于一个传感器，并且因此实现对pH水平的更好和更精确的确定。通常，pH传感器123与温度传感器结合用于pH调节，因为pH可能受到温度变化的影响。当感染存在时，感染区域的pH通常因由细菌引起的发炎反应和先天免疫活动而降低，这导致巨噬细胞和嗜中性粒细胞吞噬体对内含物的释放。巨噬细胞的染色体内pH在从发炎开始起15至60分钟后逐渐地降低至4-5的pH水平。这种酸化对于细菌杀死是重要的。中性粒细胞吞噬体具有较少酸性，并且一些研究甚至报告了短暂的碱化。中性粒细胞和巨噬细胞构成了在非常早期的阶段起作用的试图消除细菌感染的“前线”。因此，通过检测pH水平的降低，可以作出感染存在的指示。
在一些实施例中，pH传感器123可以是例如由荷兰的Sentron Europe BV研制的离子敏感场效应晶体管(ISFET)pH传感器、或德国的PreSens-Precision Sensing GmbH研制的pH微传感器或非侵入性pH传感器，不过其它pH传感器可以包含在传感器系统105中。
乳酸传感器124可以感测从手术部位经过管103引流的流体中的乳酸的浓度。作为一种革兰氏阴性细菌(例如，假单胞菌属或肠杆菌科)的内毒素的代谢结果的产物，乳酸通过不同的途径产生。内毒素可能导致血管塌陷并减少局部感染组织处的组织灌注和氧化，导致增加乳酸盐产量。由于细菌感染，乳酸在乳酸脱氢酶同功酶的分布和/或表达改变后也可能增加。虽然乳酸还可以由于诸如急性疾病(例如，肾盂肾炎、急性动脉硬化性心脏病、急性胰腺炎、肺炎、急性胃肠出血、急性酒精中毒、腹膜炎、急性肝炎、肝脏的急性脂肪变性)的其他状况而以增大的量产生，但是诸如渗出液的局部组织液或脑脊液中的乳酸的浓度的增大最常见是细菌感染的结果。感染存在时，乳酸的浓度通常会增大，因此如果乳酸传感器124感测到乳酸浓度的增大，则可以作出感染存在的肯定指示。
其他感测单元可以包含在传感器系统105内。另外的感测单元的一些实例可以是来自用于感测渗出液的粘度、渗出液水平或流率的传感器之中。来自局部组织，即，来自手术部位处的组织的粘度和渗出液水平或流率越高，则感染存在的几率越高。伤口渗出液通常被定义为“从伤口流出的物质”、“伤口流体”、“伤口引流”和“过量的正常流体”。目前已知的是，伤口渗出液是响应于伤口病因学、伤口愈合生理学、伤口环境和复合病理过程之间的复杂相互作用而产生的。渗出液源自已经从血管渗漏出的流体，并且其非常类似于血浆。流体以毛细血管的渗透性和跨毛细管壁的压力(静水压和渗透压)确定的速率从毛细血管渗漏到身体组织中。在伤口中，初始损伤引发炎症，愈合过程的早期阶段。炎症涉及的例如肥大细胞释放的组织胺的中介物增大了毛细血管渗透性，使得白血细胞可以逃出并且血管渗漏更多的流体。过量的流体进入伤口，在这里它形成渗出液的基础。在愈合中的伤口中，渗出液的产量通常随时间而降低。然而，在没有如期愈合的伤口中，渗出液的产量可能继续并且可能由于正在进行的炎症或诸如细菌感染的其他过程而过量，这可能加剧已恶化的炎症。除了渗出液的体积增大，粘度增大也可以指示细菌感染，并且可以通过包括例如压力传感器在内的各种传感器来检查。
在一些实施例中，传感器系统105可以包括pH传感器和乳酸传感器、或pH传感器和渗出液流率传感器、或乳酸传感器和渗出液流率传感器或pH传感器、乳酸传感器和渗出液流率传感器。其他实施例可以包括pH传感器、乳酸传感器和流率传感器与其他可能的传感器(例如，用于测量温度的传感器、用于测量粘度的传感器、测量氧饱和度的传感器等)的其他组合。
由传感器121检测到的温度水平(在被发送到外部接收器之前，或者在所检测到的信号被发送到外部接收器之后)可以与阈值比较。对检测到的信号的比较温度水平与阈值的这种分析不仅能够关于感染存在进行判定，而且能够对感染阶段进行判定，无论是轻度阶段，进行性阶段还是严重阶段，因此相应地可以调整和适应患者治疗。在一些实施例中，传感器121可以检测温度的变化率，并且所述变化率可以与阈值比较，以便判定感染的存在。
根据一些实施例，每种类型的检测信号与不同的相应阈值比较。在一些实施例中，所述阈值可以是预定阈值，或者其可以是可调节的阈值，例如，可以根据生物标记的变化水平而变化或者可以根据感测到的生物标记的水平的趋势的增大或降低而改变的阈值。可调整阈值可以例如根据从手术后经过的时间而改变。也就是说，在手术后较短时间段内可能足够的某个阈值在手术后较长时间段之后可能不再相关联。例如，如果传感器用于感测pH，则用于在手术后不久判定感染存在的阈值可以是pH 7.1。如果传感器(例如传感器123)感测到pH水平低于7.1，则可以关于感染存在作出肯定指示。然而，手术后的几个小时到几天，指示感染存在的阈值甚至可以低于7.1，并且应当在6.8左右。也就是说，如果在手术后几小时或几天，检测到的pH水平为7.1，则可能不作出关于感染存在的明确指示。然而，如果感测到的pH水平低于6.8，则可以作出关于感染存在的肯定指示。还可以使用pH的其它阈值水平。
在一些实施例中，传感器系统105可以包括参考电极或参考传感器122，以便用作对各种类型的传感器的参考，因此处理器可以将各种传感器的感测信号与参考传感器的感测信号进行比较，从而判定由传感器感测到的信号是否确实指示感染存在。在一些实施例中，在由传感器感测到的信号与由所述参考感测到的信号之间的比较之后，除了关于感染存在作出指示之外，还可以对感染阶段作出指示。
根据一些实施例，传感器系统105可以进一步包括用于记录由传感器系统105中的感测单元感测到的信号的存储器单元125。存储器单元125可以是EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)或任何其他类似的单元。在一些实施例中，存储器单元125可以包括用于处理由传感器系统105产生的信号的处理器。然而，在其他实施例中，存储器单元125不需要包括处理器，并且可以在外部接收器(如图4所示)中完成处理。
在一些实施例中，传感器系统105可以进一步包括电触头115，其可以是开口的以接纳电子板，例如电子板106(图1)。如参照图1所描述的，电子板106可以包括发送器和天线(未示出)，所述发送器和天线可以将由传感器系统105产生的对生物标记的存在的检测发送到外部接收器(如在图4的系统200中所示)。电子板106可以包括用于向其中的所有电子部件供电的电源，例如，至少一个电池。电子板106可以进一步包括处理器，所述处理器用于在信号被发送到外部接收器之前处理由传感器系统105产生的信号。电子板106中的处理器可以执行对由传感器系统或传感器单元产生的信号的完全处理，使得所发送的信号可以显示给用户或者可以用于为用户产生关于感染存在的通知，在一些情况下产生关于感染阶段的通知。在其他实施例中，处理器可以仅对由传感器产生的信号执行初始处理，然后可以将经处理的信号发送到外部接收器用于进一步处理。
现在参照图3，图3是根据本发明的实施例的用于感测直接型感染生物标记的传感器系统的示意图。根据一些实施例，传感器系统104可用于检测直接型感染生物标记，其包括各种类型的细菌，例如，大肠杆菌、包括铜绿假单胞菌和恶臭假单胞菌在内的假单胞菌、包括金黄色葡萄球菌在内的葡萄球菌、链球菌、肠球菌、沙雷氏菌属、克雷伯氏菌属、摩根氏菌属、变形杆菌属和肠杆菌科。
在一些实施例中，传感器系统104可以包括可以检测挥发性有机化合物的存在的传感器单元。这种挥发性有机化合物可以用作特异性菌种或一组菌种的标志，例如，硫化合物。也就是说，通过至少一个传感器判定各种挥发性有机化合物的存在以及分析由传感器产生的信号可以提供定性的数据，即，细菌的存在的鉴定。在一些实施例中，这样的分析可以进一步提供定量的数据，即，细菌污染度或感染严重性的阶段或水平。
细菌浓度的逐渐增大对应于细菌侵入手术部位的不同阶段。例如，细菌的定植阶段通常可以由少于102菌落形成单位每毫升[CFU/ml]的值表示，污染阶段通常可以由102与106[CFU/ml]之间的值表示，并且感染阶段通常可以由超过106[CFU/ml]的值表示。由传感器系统104检测到102[CFU/ml]可以帮助诊断在感染的临床观察病征之前的早期感染阶段。
当感染生物标记是溶血菌种(例如，金黄色葡萄球菌，溶血性链球菌，溶血性大肠杆菌亚种)时，污染阶段通常可以用101与104[CFU/ml]之间的值表示，并且感染阶段通常可以由超过104[CFU/ml]的值表示。通过传感器系统104检测到101[CFU/ml]可以帮助诊断在感染的临床观察病征之前的早期感染阶段。
在一些实施例中，传感器系统104可以包括加热电阻器，所述加热电阻器用于将传感器系统104的腔室的温度控制为例如30℃或37℃，用于增大传感器系统104的灵敏度水平或检测水平。可以在传感器系统104的腔室内保持其他温度水平，同时提供用于增大传感器系统104的灵敏度水平或检测水平的最佳温度。
在一些实施例中，传感器系统104可以包括至少一个开口134，引流来自手术部位的流体的管103可以穿过该开口，使得引流的体内流体可以与传感器系统104内的感测单元接触，并因此检查可能指示感染存在的细菌的存在。在一些实施例中，传感器系统104可以包括用于照射穿过管103的体内流体的至少一个照射源131，例如LED。传感器系统104可以进一步包括光电检测器132，所述光电检测器用于检测从照射源131传递穿过经过传感器系统104的体内流体的照射。
传感器系统104可以进一步包括溶胶凝胶材料133或任何其它种类的材料，假设细菌正在从手术部位引流的体内流体内流动，上述材料可以捕获其内部的细菌。溶胶凝胶材料133可以指由包含液相和固相的凝胶状网络而制成的材料，通常包括金属氧化物，例如，硅和钛的氧化物。如果细菌存在于从手术部位引流同时经过管103并经过传感器系统104的流体内，则这样的细菌可以捕获在材料133中，并且因此被照射源131照射并被光电检测器132检查。溶胶凝胶133可以位于照射源131与光电检测器132之间，使得来自照射源131的光可以照射溶胶凝胶133，可以穿过溶胶凝胶133，并且可以到达光电检测器132。由光电检测器132检测到的光与从照射源131照射的光相比的特性的变化可以指示细菌的存在，甚至指示溶胶凝胶133中存在的细菌的浓度。通常，溶胶凝胶133可以位于同一轴线上，照射源131和光电检测器132沿着该同一轴线定位。在一些实施例中，溶胶凝胶133可以位于其他位置，同时确保来自照射源131的光可以穿过溶胶凝胶133并且被光电检测器132检测。
根据一些实施例，传感器系统104可以被设计为检测至少一种类型的细菌。也就是说，溶胶凝胶材料133可以被设计成捕获至少一种类型的细菌。然而，根据其他实施例，溶胶凝胶材料133可以被设计成捕获多于一种类型的细菌，因此照射源131可以包括用于照射和对多于一种类型的细菌的引起反应的多于一个照射源。此外，光电检测器132还可以被设计为检测多于一种类型的照射源的光信号，以实现对多于一种类型的细菌的检测。由于不同的细菌可以被活化或者可以改变某一波长的光的某些特性，因此为了检测多于一种类型的细菌，照射源131应当包括多于一种类型的照射源，每种以不同的波长照射。因此，光电检测器132应当被设计为在来自每种照射源的光与其对应的细菌之间的可能反应之后检测那些不同的波长。
根据一些实施例，传感器系统104可以在管103插入到手术部位处(即，紧邻手术部位)位于引流管103内，因此具有更靠近手术或伤口部位以便更密切地监测感染存在的优点。在其他实施例中，传感器系统104可以沿着管103定位，因此具有仅监测离开手术部位的渗出液流的内容物的优点。然而，在其他实施例中，传感器系统104可以位于容器101中，因此具有感测直接型感染生物标记(即，细菌的)的总浓度或水平的优点，并且在一些情况下，感测细菌的浓度或水平的总变化率，其可以在给定实例中比渗出液的任何单一离散读数更准确。对于直接型感染生物标记，即，对于细菌，监测细菌的积累并且由此监测细菌的浓度与监测渗出液中的细菌的存在的单一离散读数相比更为准确，并且可帮助在检测感染存在时避免“假”警报。
现在参照图4，图4是根据本发明的实施例的包括通知系统在内的引流系统的示意图。系统200可以包括引流系统，所述引流系统包括引流管103，所述引流管用于从手术部位将渗出液引流到容器101，渗出液在所述容器中积聚。容器101可以包括抽吸元件102，其可以引起低压或高压，以便将流体或渗出液从手术部位通过管103主动地抽吸到容器101。然而，在其他实施例中，引流系统100不需要包括主动抽吸元件102，并且从手术部位的引流可以被动地操作。而且，在其他实施例中，引流管103不需要将流体引流到容器中，而是可以是开放系统的一部分，从而将流体引流到敷料或类似物上。
系统200可以进一步包括用于检测直接型感染生物标记的至少一个传感器系统104以及用于检测间接型感染生物标记的至少一个传感器系统105。传感器系统104和105中的每一个可以包括用于检测多于一种类型的感染生物标记的多于一个传感器单元。在一些实施例中，传感器系统104和/或105中的每一个可以连接到电子板106。电子板106可以包括发送器和天线(未示出)，其可以将由传感器系统104和/或105进行的对感染生物标记的检测传输到外部接收器。通常，由传感器系统104或105中的任一者或两者收集的数据的发送可以是例如基于射频、蓝牙、无线局域网(WLAN)或Wi-Fi的无线发送，或任何其它类型的无线发送。根据一些实施例，外部接收器可以是可以通过蓝牙接收由至少一个传感器单元产生的、与感测感染生物标记的存在相关的信号的移动设备，例如，移动电话107。根据其他实施例，外部接收器可以是用于通过WLAN或Wi-Fi接收由至少一个传感器单元产生的信号某种调制解调器108。其他类型的接收器，通常为无线接收器，可以用作系统200的一部分。在其他实施例中，外部接收器可以不是无线接收器，而是有线接收器，即，可以通过导线连接有电子板106的有线接收器，并且数据的发送可以通过物理导线来进行。在一些实施例中，外部接收器可以包括用于处理由至少一个传感器单元产生的信号的处理器，其可以由传感器系统104或105中的任一个封装。在其他实施例中，外部接收器不需要包括处理器。
根据一些实施例，传感器系统104和/或105可以与美国专利第8750396号中所描述的远程设备107和108通信，该美国专利由本申请的受让人共有，并且整体通过引用并入本文中。在一些实施例中，传感器系统104和/或105可以将患者信息发送到远程设备，如在美国专利申请第13/942225中所描述的，该美国专利由本申请的受让人共有，并且整体通过引用并入本文。
在一些实施例中，系统200可以进一步包括通知系统109。通知系统109可以从外部接收器接收检测到的数据或信号，用于处理和用于产生关于手术部位处的感染存在的指示。通知系统109可以包括用于处理由传感器系统或传感器单元产生的信号的处理器。如果外部接收器107或108甚至电子板106包括处理器，则通知系统109无需必然包括处理器。通知系统109可以进一步包括用于比较经处理的信号与阈值来分析经处理的信号的分析器。无论是直接型感染生物标记还是间接型感染生物标记，每种生物标记可以具有与所检测且处理的信号比较的其自身的特定阈值。在分析器比较了所处理的信号与阈值之后，可以产生关于手术部位处的感染存在的指示。由系统109关于感染存在的指示可以通过产生被系统200的操作者(例如，内科医生或护士或任何其他医疗护理提供者)注意到的某种类型的警报来进行，或者可以由经历了手术操作的患者注意到。可以由通知系统109产生各种类型的通知，例如，一旦判定感染存在，就可以产生某种声音，光源可以被打开，或者可以改变其颜色；文字指示可以出现在显示单元上，例如通知系统109的屏幕上；等等。
根据一些实施例，通知系统109，并且更具体地，包含在通知系统109内的分析器可以判定感染的存在，以及判定感染阶段。判定感染阶段可以对应于判定感染处于第一阶段、第二阶段还是第三阶段等等。通常，感染的第一阶段对应于轻度阶段，例如，感染处于非常早期的阶段并且无法通过典型的监测来检测到；感染的第二阶段可以对应于进行性阶段，例如，感染正在进行并且不再处于其最初的轻度阶段；并且第三阶段可以对应于严重感染阶段，例如，感染处于关键阶段并且需要立即处理。可以使用对感染的不同阶段的其他定义。
在一些实施例中，可以与信号比较的阈值可以在特定传感器开始感测程序或检测程序之前预先确定。但是，在其他实施例中，阈值可以适应于感测到的各种感染生物标记的水平或浓度的变化。适应性阈值可以意味着分析器可以基于感测信号的变化或基于对感测信号的趋势的分析来改变阈值的值。例如，如果生物标记是pH，并且在手术后不久pH水平最初是低的，则适当的阈值可以低于本来的预定阈值，反之亦然。感测信号的趋势的增大或减小可以用于根据可以产生哪个感染存在的指示以及感染阶段指示来调整阈值。在一些实施例中，阈值可以基于任何感染生物标记的水平或浓度的变化率。例如，如果检测到感染生物标记的水平或浓度的快速增大，则阈值应当高于在没有检测到感染生物标记的水平或浓度的变化率的情况下的本来的预定阈值。在上述的感染生物标记的水平快速增大的实例中，可以认为可能是来自正被监测的体内区域(例如，来自手术部位或来自胃肠道等)的泄漏导致了这种增大的变化率。因此，阈值需要调整以避免在对感染的检测时的“假”警报。
例如，在感染生物标记是pH的情况下，则如果pH水平等于或低于7.1，则可以产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。也就是说，如果由pH传感器(可以是传感器系统105的一部分)感测到的pH水平等于或小于7.1，则通知系统109可以产生关于感染存在和感染阶段的第一指示，即，感染的初始和轻度阶段。在其他实施例中，可以使用可以与感测的pH信号比较的不同的阈值。如果pH水平等于或低于6.8，则可以产生第二指示，其可以对应于进行性感染阶段或严重阶段。也就是说，如果由pH传感器检测到的信号等于或低于6.8，则通知系统109可以关于感染存在以及进行性感染阶段或严重阶段产生第二指示。可以使用用于指示感染的进一步发展的阶段或水平的这种第二指示的其他阈值。
此外，如果感染生物标记是pH，则关于感染存在(和水平)进行指示所根据的阈值可以基于pH水平的变化率，其在感染的情况下通常为下降。例如，如果平均下降率超过0.1[pH单位/小时]长于1小时，则可以产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。如果平均下降率超过0.1[pH单位/小时]多于3小时，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。如果平均下降率超过0.1[pH单位/小时]多于6小时，则可以产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。在另一个实例中，如果平均下降率超过0.2[pH单位/小时]多于1小时，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。在其他实施例中，可以选择其他的平均下降速率和/或其他的时间线。
在其它实例中，对感染存在(和水平)作出指示所根据的阈值可以基于pH水平相对于阈值/基线水平保持基本上不可改变的总时间。例如，如果pH水平低于基线(例如，低于7.1)的总时间长于1小时，则可以产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。如果pH水平低于基线(例如7.1)的总时间长于3小时，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。如果pH水平低于基线(例如，低于7.1)的总时间长于6小时，则可以产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。在其他实施例中，可以选择其他的时间线和/或其他的阈值或基线。
在生物标记是乳酸的情况下，如果乳酸的浓度等于或高于阈值3[mM]，则可以例如由通知系统109在手术后第一小时(或左右)期间产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。这种指示可以指示感染存在，并且进一步指示感染阶段是轻度，从而检测手术后的早期病征。在其他实施例中，例如通过传感器系统105感测的乳酸的浓度可以与之比较的阈值可以不同于3[mM]。在其他实施例中，通知系统109内的分析器可以将所感测到的乳酸的浓度与不同的阈值进行比较。通常，可以根据检查对感染早期阶段典型的乳酸浓度的变化的实验来预先确定适当的阈值。在一些实施例中，阈值不需要预先确定，而是可以为自适性阈值，所述自适性阈值可以根据手术后不久的乳酸的浓度的初始水平来改变或根据在通过例如传感器系统105进行的几个周期性感测事件期间乳酸的浓度的变化的斜率来改变。
如果乳酸的浓度在第一指示后超过阈值达6小时，则可以例如由通知系统109产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。也就是说，如果在第一指示后感测到的乳酸的浓度水平仍然高于阈值3[mM]达6小时，则包括在通知系统109中的将感测到的浓度水平与阈值进行比较的分析器可以产生不仅感染存在而且感染处于进行性阶段的通知。如果在第一指示后乳酸的浓度高于阈值达24小时，则可以例如产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。通知系统109内的分析器可以将所感测的乳酸的浓度与阈值3[mM]进行比较，并且如果在第一指示之后感测到的浓度高于阈值达24小时，则分析器可以产生感染存在以及感染处于严重的阶段的指示和通知。一旦护理提供者被通知了手术部位中的感染阶段，则不管感染存在，护理提供者都可以使用在处理这种感染中最适当的手段(例如，药物)。其他时间线和其他阈值可以用于产生上述的任何指示。
此外，如果感染生物标记是乳酸，则关于感染存在(和水平)作出指示所根据的阈值可以基于乳酸的水平的变化率，其在感染的情况下通常为增大。如果平均增长率在手术后超过0.1[mM/hr]多于1小时，则例如可以产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。如果在手术后平均增长率超过0.1[mM/hr]多于3小时，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。如果在手术后平均增长率超过0.1[mM/hr]多于6小时，则可以产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。在另一个实例中，如果在手术后平均增长率超过0.2[mM/hr]多于1小时，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。在其他实施例中，可以选择其他的平均增长率和/或其他的时间线。
在其他实施例中，关于感染存在(和水平)作出指示所根据的阈值可以基于乳酸的水平相对于阈值/基线水平保持基本不变的总时间。例如，如果乳酸的浓度保持高于基线(例如，高于3[mM])的总时间长于1小时，则可以产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。如果乳酸的浓度保持高于基线(例如，高于3[mM])的总时间长于3小时，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。如果乳酸的浓度保持高于基线(例如，高于3[mM])的总时间长于6小时，则可以产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。在其他实施例中，可以选择其他的时间线和/或其他的阈值或基线。
在感染生物标记是从手术部位流出的渗出液的流率的情况下，如果手术后6小时流率高于5毫升/小时[ml/hr]，则可以例如由通知系统109产生可以对应于轻度阶段感染的第一指示。通知系统109内的分析器可以将由传感器系统105感测到的流率与手术后6小时的阈值5[ml/hr]进行比较。如果感测到的流率超过阈值5[ml/hr]，则分析器以及由此通知系统109可以产生对不仅感染存在而且感染处于轻度的阶段的指示或警报。阈值的值可以不同于5[ml/hr]，同时指示轻度感染阶段，从而检测手术后的早期病征。阈值的值可以基于检查手术部位中的感染的行为和特性的实验来预先确定。在其它实施例中，阈值可以不是预定的，而是可以根据感测到的流率的变化而改变。例如，如果初始流率已经接近阈值，则通知系统109可以将阈值调整为不同于初始选择的阈值。此外，阈值可以改变，同时对应于感测到的流率的值的变化。
如果在手术后6小时流率高于10[ml/hr]，则可以例如产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。如果从手术进行6小时后感测到的流率超过10[ml/hr]的新阈值，则分析器或通知系统109可以产生不仅感染存在而且感染处于进行性阶段的指示。可以选择其他阈值和其他定时。在一些实施例中，阈值可以是适应性的或可变的以对应于感测到的参数的变化。
如果在手术后6小时流率高于20[ml/hr]，则可以例如产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。如果从手术进行后6小时传感器系统105感测到的流率超过20[ml/hr]，则通知系统109可以产生关于感染存在以及感染处于严重阶段的指示。可以选择其他阈值和其他定时。在一些实施例中，阈值的值可以是适应性的或可变的以对应于感测到的参数的变化。
在感染生物标记是诸如IL-1、IL-6、IL-10和TNFα的免疫调节中介物的情况下；如果这些介体中的至少一种的水平高于基线/阈值的100％，则可以产生第一指示。在一些实施例中，可在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分中获得基线值。如果这些中介物中的至少一种的水平高于基线值的200％，或者如果这些中介物中的至少两种的水平高于基线值的100％，或者如果这些水平是在4至24小时范围内的间隔内以至少两次连续测量而观察到具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
在感染生物标记是LBP的情况下；如果LBP的水平高于基线值的100％，则可以产生第一指示。在一些实施例中，可在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分中获得基线值。如果LBP的水平高于基线值的200％，或者如果在4至24小时范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到LBP水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。当所述生物标记是葡萄糖时；如果葡萄糖的水平低于正常值(指示性地为8[mmol/l])的至少20％，并且至少在一天期间内具有下降的趋势，则可以产生第一指示，而如果葡萄糖的水平低于基线/正常值的30％，至少在2天期间内具有下降的趋势，则可以产生第二指示。当所述生物标记是淀粉酶时；如果在手术后的最初24小时之前淀粉酶的水平高于100U/l，则可以产生第一指示，而如果在4至24小时的范围内以两次连续测量观察到淀粉酶的该水平超过100U/l，则可以产生第二指示。
在生物标记是直接型感染生物标记的情况下，即菌种的情况下，生物标记可以选自由以下构成的组中：大肠杆菌、假单胞菌属、铜绿假单胞菌，恶臭假单胞菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌属、肠球菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏菌属以及其它肠杆菌科，或其组合。当感染生物标记是非溶血菌种时，如果菌落形成单位(CFU)高于102[CFU/ml]，则可以由通知系统109产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示。也就是说，如果在手术之后形成的菌落单位的数量超过每毫升102个，则通知系统109可以产生关于感染存在和感染处于轻度阶段的指示。如果CFU高于103[CFU/ml]，则可以例如由通知系统109产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。如果CFU高于104[CFU/ml]，则可以例如由通知系统109产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。可以选择其他阈值和其他定时。在一些实施例中，阈值可以是适应性的或可变的以对应于感测到的参数的变化。
当感染生物标记是溶血菌种(例如，金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌和溶血性大肠杆菌亚种)时，如果菌落形成单位(CFU)高于101[CFU/ml]，则可以产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示，如果CFU高于102[CFU/ml]，则可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示，并且如果CFU高于103[CFU/ml]，则可以产生可以对应于严重感染阶段的第三指示。
在一些实施例中，对任何直接型感染生物标记的存在的读取或感测应当至少每增加1Log的CFU而发生。增加0.3Log的CFU基本上等同于细菌的一倍增时间，因此通常应当每两倍增时间进行对细菌的存在的读取。各种细菌的倍增时间的一些实例可以如下：
对于克雷伯氏菌属、变形杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏菌属和大肠杆菌型细菌，倍增时间可以是每20至45分钟；
对于假单胞菌型细菌，倍增时间可以是每30至40分钟；
对于葡萄球菌型细菌，倍增时间可以是每20至30分钟；以及
对于链球菌型细菌，倍增时间可以是每20至30分钟。
相应地，对于假单胞菌型细菌，应至少每1小时进行这些细菌的存在的感测。
在一些实施例中，在某些细菌的倍增时间比上述关于各种类型细菌的倍增时间更快的情况下，与如果该倍增时间类似于上述那些的倍增时间会产生的指示相比，可以产生可以对应于更进行性感染阶段的指示。例如，如果生物标记是金黄色葡萄球菌(即，葡萄球菌和溶血型细菌)，则检测到102[CFU/ml]可产生第二警报等级，如上所述。然而，如果金黄色葡萄球菌的倍增时间少于20分钟，这是链球菌型细菌的典型倍增时间，则这可能引起可能对应于感染的更高阶段(例如，严重感染阶段)的指示。
在一些实施例中，感染生物标记可以是温度。然而，比测量离散的温度水平更重要的是测量温度的变化率，因为温度的变化率是关于感染存在的良好指示。温度的变化率越高，感染的进展越大。例如，如果温度的变化率为0.5[℃/hr]，则可以由通知系统109产生可以对应于轻度感染阶段的第一指示，并且如果温度的变化率为1℃/小时，则可以产生可以对应于进行性或严重的感染阶段的第二指示。
在一些实施例中，可以存在用于早期感染诊断的另外的生物标记，例如，组A可以包含以下生物标记：RANTES(调节活化，正常T细胞表达和分泌)骨桥蛋白，或巨噬细胞迁移抑制因子(MIP)，例如MIP-1、MIP-1a、MIP-1b、MIP-2和IL-2I。如果组A中提及的中介物/生物标记中的至少一种的水平大于基线值的两倍，则可以产生第一指示。基线值/初始值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分中获得，或者可代替地，根据在健康患者体内观察到的平均值或中值获得。如果这些中介物中的至少一种的水平大于基线值的三倍半，或者如果这些中介物中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中所公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
另外的生物标记可以包括其他炎症标记IL-1β和IL-8。如果这些生物标记中的至少一种的水平大于基线值/初始值的三倍(初始值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分获得，或者可替代地，根据在健康患者体内观察到的平均值或中值获得)，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些生物标记中的至少一种的水平大于基线值的5倍，或者如果这些中介物中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生关于感染存在的第二指示。
来自组A的生物标记的其他实例可以包括另外的炎症标记、例如MCP-1和MCP-2的单核细胞趋化蛋白。如果这些生物标记中的至少一种的水平大于基线值(初始值/基线值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分中获得，或者根据在健康患者体内观察到的平均值或中值获得)的两倍，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些中介物/生物标记中的至少一种的水平大于基线值的5倍，或者如果这些中介物中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
来自组A的生物标记的其它实例可以包括另外的炎症标记IL-17、IL-18和IL-27。如果这些生物标记中的至少一种的水平低于基线值(基线值/初始值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分获得，或者根据在健康患者体内观察到的平均值或中值获得)的80％，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些生物标记中的至少一种的水平低于基线值的66％，或者如果这些中介物中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
在一些实施例中，可以有用于早期感染诊断的另外的生物标记，例如，组B可以包括具有促凝血或抗凝血活性的生物标记。优选地，在手术操作后第一天(即，手术之后的第一天)当渗出液通常含有大量的血液时，应监测B组的生物标记。这种生物标记的实例可以是抗凝血酶III、蛋白C和蛋白S。如果这些生物标记中的至少一种的水平低于基线值(基线值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分获得，或者在健康患者根据体内观察到的平均值或中值获得)的80％，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些中介物/生物标记中的至少一种的水平低于基线值的66％，或者如果这些来自组B的亚组生物标记中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
来自组B的生物标记的其他实例可以包括F1.2和血栓调节素。如果这些中介物中的至少一种的水平大于基线值(基线值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分获得，或者在健康患者根据体内观察到的平均值或中值获得)的一倍半，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些中介物中的至少一种的水平大于基线值的二倍半，或者如果这些来自组B的亚组中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生关于感染存在的第二指示。
来自组B的凝血生物标记的另一个实例是D二聚体。如果这些中介物中的至少一种的水平大于基线值(初始值/基线值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分获得，或者根据在健康患者体内观察到的平均值或中值获得)的五倍，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些中介物中的至少一种的水平大于基线值的十倍，或者如果这些来自组B的亚组生物标记中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
组B的生物标记的又一个实例可以包括血小板因子4、纤溶酶原活化物抑制剂、TAT和交联的纤维蛋白。如果这些生物标记中的至少一个的水平大于基线值(基线值/初始值可以在手术期间或从收集的渗出液的最初的部分获得，或者根据在健康患者体内观察到的平均值或中值获得)的两倍，则可以产生关于感染存在的第一指示。如果这些中介物中的至少一种的水平大于基线值的三倍半，或者如果这些来自组B的亚组生物标记中的至少一种与选自所有上述生物标记(相对于图1、图2、图3和图4的描述中公开的生物标记)中的产生第一指示水平的至少一种生物标记结合，或者如果在在4至24小时的范围内的间隔内以至少两次连续测量观察到这样的水平具有增长的趋势，则可以产生第二指示。
在一些实施例中，可以存在用于早期感染诊断的另外的杂项生物标记，例如，组C可以包括细胞受体型标记，诸如：CC趋化因子受体(CCR)、CCR3、C5L2、CRTh2、可溶性Fas受体(可溶性)、Fc-γRIII、可溶性FLT-1、GP130、可溶性IL-2受体、包括组II在内的可溶性磷脂酶A2(PLA2-II)、可溶性RAGE、可溶性ST2(IL-1受体)、Toll样受体(TLR)2、TLR4、辣椒素受体、(TRPV)1、可溶性TREM-1，可溶性TNF受体，可溶性尿激酶型纤溶酶原活化物受体(uPAR)、ADAMTS-13、例如促血管产生素-1和促血管产生素-2的促血管产生素、内皮细胞粘附分子(ELAM)-1、内皮祖细胞(cEPC)、Endocan、内皮素-1、可溶性细胞内粘附分子(ICAM)-1、层粘连蛋白、新喋呤、血小板衍生生长因子(PDGF)-BB、E-选择素、可溶性L-选择素、P-选择素、血管细胞粘附分子(VCAM)-1、血管内皮生长因子(VEGF)、血管性血友病因子和抗原、肾上腺髓质素、肾上腺髓质素、丙氨酰胺、血管紧张素转化酶(ACE)、2-花生四烯酸甘油、肽素、C型利尿钠肽(CNP)、循环核苷酸、弹性蛋白，cGRP、47kD HK、神经肽Y，一氧化氮(NO)、硝酸盐、亚硝酸盐，P物质、四氢生物喋呤、血管活性肠肽(VIP)、血清淀粉样蛋白A(SAA)、血浆铜蓝蛋白、C反应蛋白(CRP)、铁蛋白、α1-酸糖蛋白、铁调素、降钙素原、正五聚蛋白3、心房利尿钠肽(ANP)、脑促尿钠排泄肽(BNP)、碳青霉烯磷酸合酶(CPS)、内皮素-1、前内皮素-1、可过滤的心脏抑制物质(FCS)、Gc-球蛋白、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、α谷胱甘肽S-转移酶(GST)、肝细胞生长因子(HGF)、MEGX试验、心肌血管紧张素II、NSE、胰腺炎相关蛋白-I、前B细胞菌落增强因子(PBEF)，蛋白S-100b、例如表面活性剂蛋白A、表面活性剂蛋白B、表面活性剂蛋白C和表面活性剂蛋白D的表面活性蛋白、肌钙蛋白、α2巨球蛋白、白蛋白、抗内毒素核心抗体(EndoCab)、载脂蛋白C1、Bcl-2、β-血小板球蛋白、胱天蛋白酶-1、神经酰胺、胆固醇、例如C3，C4和C5a的补充因子、末端补体复合物、树突细胞、二肽基肽酶、二碘酪氨酸(DIT)、类花生酸、弹性蛋白酶、弹性蛋白酶、a1-抗胰蛋白酶复合物、红细胞产生素、F2、脂肪酸酰胺水解酶、游离DNA、G-CSF、GM-CSF、凝溶胶蛋白、生长素释放肽、生长停滞特异性蛋白(Gas)、例如HSP 70、HSP 72、HSP 73、HSP 90和HSP 32的热休克蛋白(HSP)、HDL胆固醇、可溶性HLA-G5蛋白、H2S、透明质酸、水解IgG抗体、间α抑制蛋白(IalphaIp)、白细胞中的细胞内氧化氮、IP-10、乳铁蛋白、瘦蛋白、血清溶菌酶、例如MMP-2、MMP-9、MMP-1、MMP-8、MMP-13、MMP-7、MMP-3和MMP-10的基质金属蛋白酶(MMP)、神经降压素、痛敏肽、孤啡肽FQ、NF-kB、核小体、肽聚糖、氨基酸、纤连蛋白、纤溶酶α2抗血纤维蛋白溶酶复合物、肾素、抵抗素、硒、硒蛋白P、碳酸氢盐、鞘磷脂酶、亚硫酸盐、例如TGF-b的转化生长因子(TGF)、例如TIMP-1、TIMP-2和TIMP-3的金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)、尿酸、膜联蛋白V结合、黄嘌呤氧化酶、可溶性CD11b、肝素结合蛋白(HPB)、晚期糖基化终产物的可溶性受体(RAGE)、IL-10、IL-13、GM-CSF、IP-10、IFNg、IL-1a、GP130、IL-2受体、Fas、TNF-受体1和TNF-受体2。
在一些实施例中，来自组A的生物标记在指示感染存在方面与关于图1、图2、图3和图4所列出的生物标记相比而准确度较低。然而，作为组A的一部分列出的生物标记在具有或不具有图1和图2中列出的生物标记的情况下仍然可以提供关于感染存在的信息。来自组B的生物标记比来自组A的生物标记稍微较不优选，并且来自组C的生物标记不如组B中的生物标记优选。然而，来自组A、组B或组C中的任一组的生物标记可以单独地、与来自组A、组B或组C的其他生物标记任意组合、与关于图1至图4列出的生物标记组合、或者不进行这种组合，以提供关于感染存在的信息。
在一些实施例中，所有公开的生物标记(图1至图4、组A、组B和组C中列出的那些)可以与用于早期感染诊断的细胞分析相结合，因为细胞剂型的变化可以指示感染事件。优选地，对涉及炎症反应和/或感染的细胞(例如，嗜中性粒细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞(即，单核细胞、巨噬细胞)和淋巴细胞)的分析，并且更优选地，对嗜中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的分析可以与对上文列出的至少一种生物标记的检测结合。在一些实施例中，对巨噬细胞的分析可以在亚型水平上进行，例如经典活化的巨噬细胞或M1和巨噬细胞，或者可替代地，活化的巨噬细胞或M2，或者可替代地，LPS/IFNγ活化的巨噬细胞和IL-4活化的巨噬细胞。在一些实施例中，对淋巴细胞的分析可以在亚型水平进行，例如，包括天然杀伤细胞、TH1CD4+细胞和CD8+细胞毒性T淋巴细胞在内的先天免疫细胞。这些分析可包括对于细胞表面标记(例如，分化簇(CD)，例如MHC I类、CD4、CD8[T淋巴细胞]、CD14、CD33、CD86、CD206、CD56[天然杀伤]、CD66b[粒细胞，嗜中性粒细胞]和CD64)的组合使用免疫测定。所述分析可以包括对从对特定单个细胞表面标记或细胞表面标记的组合的分析而得到的细胞类型的鉴定；更优选地，对细胞亚型的鉴定，如上所述。对于任何一种上述细胞，在4至24小时范围内的间隔内，如果存在超过基线值至少50％的持续增长的趋势，则可以产生关于感染存在的第一指示。在一些实施例中，对增长趋势的检查和确定应当优选地在手术后的最初几天内进行。
在一些实施例中，如上所述，定义为轻度、进行性和严重的感染阶段可分别对应于感染的第一指示、感染的第二指示和感染的第三指示。
在一些实施例中，除了轻度、进行性或严重之外的其他阶段可以由系统200的用户或操作者定义，根据其来产生感染存在以及感染阶段或水平的通知。
在一些实施例中，系统200可以包含多于一种类型的生物标记：多于一种间接型生物标记或多于一种直接型生物标记，或者至少一种直接型生物标记和至少一种间接型生物标记的组合。当系统200包括多于一种类型的生物标记时，考虑多种类型的生物标记的组合阈值可以是由通知系统109可以产生关于感染存在以及感染阶段的通知所根据的阈值。例如，系统200可以包括用于检测pH水平的一个传感器单元和用于检测乳酸的浓度的另一个传感器，使得系统200需要检测的生物标记是pH和乳酸。如果通知系统109内的分析器记录pH低于或等于7.1，并且乳酸浓度增加0.1[mM/hr]多于1小时，则通知系统109可以产生不是指感染处于轻度的第一阶段而是指可以对应于进行性感染阶段的第二指示的指示或警报。也就是说，如果单独检测每种生物标记，则通知系统109会产生感染存在的第一指示以及可以对应于轻度感染阶段的指示。然而，当系统200检测到多于一种类型的生物标记，并且每种生物标记超过其对应的阈值时，则可以得出结论：感染阶段实际上已进一步进展，因此通知系统109可以产生可以对应于进行性感染阶段的第二指示。可以看出，当系统200包括用于感测多于一种类型的生物标记的传感器时，不仅对于感染存在，而且对于感染阶段，系统200可以更准确。
根据一些实施例，系统200内的传感器单元或传感器系统中的每一个可以持续地感测其对应的感染生物标记的存在，例如，可以不停止地激活传感器。在其他实施例中，每个传感器可以周期性地(例如，每隔几分钟)感测其相应的感染生物标记的存在。例如，代谢改性相当快。因此，可以在不到1分钟内观察到由于多形核细胞和巨噬细胞的脱颗粒而下降的pH。乳酸的浓度的变化可能需要更多时间，例如，约小于5分钟。渗出物的流率甚至可以更加平缓，例如，可以在小于15分钟内变化。因此，如果传感器要感测pH的存在，则传感器应当即使不是持续地也要至少在短于1分钟的时间段内感测pH的水平。如果传感器要感测乳酸的浓度，则传感器应当即使不是持续地也要至少在短于5分钟的时间段内感测该浓度。如果传感器要感测渗出物的流率，则传感器应当即使不是持续地也要至少在短于15分钟的时间段内感测该流率。
如果系统200要感测直接型感染生物标记(即菌种)的存在，则传感器应当持续地感测菌落的形成，并且如果不是持续地则要在短于10分钟的时间段内周期性地感测细菌菌落的形成。
在一些实施例中，可以通过使用定制的统计和数学模型(即，对每个特定的人/患者使用这样的模型)，通过多变量分析来分析任何所列出的标记的组合与术后感染之间的相关性，所述统计和数学模型例如：链模型、贝叶斯模型、逻辑回归、规范相关分析、主成分分析或任何其他类似的模型。如上所述，使用统计和数学模型可以提供对平均差和标准差的获得从而提供了误差的估计和余量，并且提供对相关性的获得从而提供了变量对之间的量化关系。相关系数可以测量数值变量之间的线性关联的强度。在一些实施例中，散点图中的预测椭圆作为双变量正态性的视觉测试也可以给出对相关强度的指示。
在一些实施例中，使用定制的统计和数学模型可以利用术后感染确定性的相关概率来帮助预测早期术后感染的可能性。然后可以通过确认的术后感染的早期诊断的概率等级来产生警报等级。
在一些实施例中，可以通过将感染生物标记的组合与例如来自电子医疗记录(EMR)或电子健康记录(EHR)的患者数据相关联来进一步改进并发症的早期诊断。这可以最终实现通过用于使用大数据分析来分析术后感染与利用特定患者的医疗数据的各种属性完成的标记的组合之间的相关性的临床算法的实施，所述大数据分析诸如数据收集(数据挖掘)、数据分析、统计分析、预测建模和预测模型部署。依据数据的复杂性和数据集的可用性，还可以探索机器学习算法以便改进相关性分析。
在一些实施例中，定制的数据分析方法的使用可以对于每个特定患者利用来自感染生物标记的组合和患者医疗数据的术后感染确定性的相关概率来帮助预测早期术后感染的可能性。然后可以通过确认的术后感染的早期诊断的概率等级来产生警报等级。例如，如果术后感染的概率等于或高于50％，则可以产生第一警报等级；如果术后感染的概率等于或高于75％，则可以产生第二警报等级；并且如果术后感染警报的概率等于或高于90％，则可以产生第三警报等级。
现在参照图5，图5是描绘根据本发明的实施例的用于确定患者手术后感染的早期病征的方法的流程图。根据一些实施例，用于确定手术部位中的感染的早期病征的方法可以包括通过使用包含在引流系统中的传感器来感测至少一种感染生物标记的存在的步骤(500)。引流系统可以是闭环式引流系统或开环式路引流系统，闭环式引流系统包括容器，渗出物被引流到容器中，在开环式引流系统中，流体被引流到某种敷料上。所述方法可以进一步包括以下步骤：处理由传感器产生的信号(510)，将经处理的信号发送到通知系统(520)，以及由通知系统接收经处理的信号(530)。在一些实施例中，对经处理的信号的发送可以无线地进行。在一些实施例中，通知系统可以类似于通知系统109(图4)。在一些实施例中，所述系统可以进一步包括通过将信号与阈值进行比较来分析经处理的信号的步骤(540)。所述阈值可以是预定阈值或者可以基于与感染生物标记相关的感测参数的趋势而不断地改变的可调整阈值。根据一些实施例，所述方法可以进一步包括判定感染存在的步骤(550)。在一些实施例中，所述方法可以进一步包括不仅判定感染存在而且判定感染阶段(例如感染阶段是轻度阶段、进行性阶段还是严重阶段)的步骤，不过其他阶段可以由系统(例如系统200)的用户或操作者定义。
在一些实施例中，感测感染生物标记的存在的步骤持续地进行。在其它实施例中，感测感染生物标记的存在的步骤周期性地进行。在一些实施例中，可以对每种类型的生物标记调整周期性感测。例如，如果生物标记是pH，则可以在小于1分钟的时间段内进行感测，并且如果生物标记是菌种，则可以每10分钟或少于10分钟进行感测。
现在参照图6，图6是描绘根据本发明的另一实施例的用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法的流程图。根据一些实施例，用于在患者的手术之后确定手术部位处感染存在的方法可以包括以下步骤：通过使用包含在引流系统中的传感器感测至少一种感染生物标记的存在(600)，处理由传感器产生的信号(610)，将经处理的信号发送到通知系统(620)，以及通过通知系统接收经处理的信号(630)。根据一些实施例，所述方法可以进一步包括基于生物标记随时间的变化水平选择阈值的步骤(640)。所述方法可以进一步包括通过将信号与阈值进行比较来分析经处理的信号的步骤(650)。在一些实施例中，所述阈值可以是预定阈值或可以是可调整阈值，所述可调整阈值可以由通知系统根据感测到的与一种感染生物标记或多种感染生物标记相关的参数的趋势随时间的增长或下降而改变。
根据一些实施例，所述方法可以进一步包括判定感染存在的步骤(660)和产生关于感染存在的指示的步骤(670)。在一些实施例中，所述方法可以包括产生感染阶段(例如，轻度阶段、进行性阶段或严重阶段)的指示的步骤，不过还可以选择其他阶段，由此来定义阈值的对应的水平。
在一些实施例中，感测感染生物标记的存在的步骤持续地进行。在其它实施例中，感测感染生物标记的存在的步骤周期性地进行。在一些实施例中，可以对每种类型的生物标记调整周期性感测。例如，如果生物标记是pH，则可以在小于1分钟的时间段内进行感测，并且如果生物标记是菌种，则可以每10分钟或少于10分钟进行感测。
现在参照图7，图7是描绘根据本发明的又一个实施例的用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法的流程图。根据一些实施例，当不能沿着管持续地感测感染生物标记时，用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法可包括以下步骤：通过使用用于检查在引流系统中收集的样本的定点护理(POC)分析器来测量至少一种感染生物标记的存在(700)，处理由POC分析器产生的信号(710)，将经处理的信号发送到通知系统(720)，以及由通知系统接收经处理的信号(730)。根据一些实施例，所述方法可以进一步包括以下步骤：选择阈值(740)并通过将信号与阈值进行比较来分析经处理的信号(750)。在一些实施例中，所述阈值可以是预定阈值或可以是可调整阈值，所述可调整阈值可以由通知系统根据感测到的与一种感染生物标记或多种感染生物标记相关的参数的趋势随时间的增长或下降而改变。
根据一些实施例，所述方法可以进一步包括判定感染存在的步骤(760)。在一些实施例中，所述方法可以进一步包括产生关于感染存在的指示的步骤(770)。在一些实施例中，所述方法可以包括产生感染阶段(例如，轻度阶段、进行性阶段或严重阶段)的指示的步骤，不过还可以选择其他阶段，由此来定义阈值的对应的水平。
在一些实施例中，POC分析器可包含在引流系统中，而在其它实施例中，POC分析器可位于引流系统外部，同时由引流系统以半持续方式收集的样本可进入POC分析器，例如，POC分析器可以手动地、半自动地或全自动地被供给有由引流系统收集的样本。
应当理解，本发明不限于上面已经具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (23)

1.一种用于检测患者的手术后感染的早期病征的系统，所述系统包括：
引流系统，其包括被配置为将流体从手术部位引流的管；
至少一个传感器单元，其用于感测至少一种感染生物标记的存在；
处理器，其用于处理由所述至少一个传感器单元产生的信号；
发送器，其用于发送所述信号；以及
通知系统，其用于接收所述信号，通过将所述信号与阈值进行比较来分析所述信号，判定感染的存在，并且产生关于感染的存在的指示。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述引流系统进一步包括容器，经过所述管的所述流体被引流到所述容器内。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述至少一种感染生物标记选自由以下构成的组：pH、乳酸、渗出液的流率、免疫调节中介物、胰腺酶、炎症参数和代谢参数，或其组合。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述至少一种感染生物标记为选自由以下构成的组的菌种：大肠杆菌、假单胞菌属、铜绿假单胞菌，恶臭假单胞菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌属、肠球菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏菌属以及其它肠杆菌科，或其组合。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统，其中所述系统包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于感测选自由以下构成的组的感染生物标记：pH、乳酸、渗出液的流率、免疫调节中介物、胰腺酶、炎症参数和代谢参数，或其组合，所述第二传感器用于感测选自由以下构成的组的感染生物标记：大肠杆菌、假单胞菌属、铜绿假单胞菌，恶臭假单胞菌、葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌属、肠球菌属、克雷伯氏菌属、变形杆菌属、沙雷氏菌属、摩根氏菌属以及其它肠杆菌科，或其组合。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述通知系统包括用于分析由所述第一传感器和第二传感器检测到的信号并且判定感染的存在的分析器。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统，其中所述通知系统包括用于分析所处理的信号并判定所述感染存在的分析器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述分析器进一步判定感染的阶段。
9.根据权利要求8所述的系统，其中当所述感染生物标记为pH时；如果pH水平等于或低于7.1，则产生第一指示，并且如果pH水平等于或低于6.8，则产生第二指示。
10.根据权利要求8所述的系统，其中当所述感染生物标记是乳酸时；如果在手术后乳酸的浓度的平均增长率超过0.1[mM/hr]的阈值长于1小时，则产生第一指示，如果在手术后所述平均增长率超过所述阈值长于3小时内，则产生第二指示，并且如果在手术后所述平均增长率超过所述阈值长于6小时，则产生第三指示。
11.根据权利要求8所述的系统，其中当所述感染生物标记是渗出液的流率时；如果在手术后6小时所述流率超过5[ml/hr]，则产生第一指示，如果在手术后6小时所述流率超过10[ml/hr]，则产生第二指示，并且如果在手术后6小时所述流率超过20[ml/hr]，则产生第三指示。
12.根据权利要求8所述的系统，其中当所述感染生物标记是菌种时；如果菌落形成单位(CFU)超过102[CFU/ml]，则产生第一指示，如果CFU超过103[CFU/ml]，则产生第二指示，并且如果CFU超过104[CFU/ml]，则产生第三指示。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的系统，其中所述发送器将所处理后的信号无线地发送到所述通知系统。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的系统，其中所述指示显示在显示单元上。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的系统，其中所述传感器沿着所述管定位。
16.根据权利要求2至15中的任一项所述的系统，其中所述传感器位于所述容器内。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的系统，其中所述传感器持续地感测感染生物标记的存在。
18.根据权利要求1至16中的任一项所述的系统，其中所述传感器周期性地感测感染生物标记的存在。
19.一种用于确定患者的手术后感染的早期病征的方法，所述方法包括：
通过使用包含在引流系统中的传感器来感测至少一种感染生物标记的存在；
处理由所述传感器产生的信号；
将所述信号发送到通知系统；
由所述通知系统接收所述信号；
通过将所述信号与阈值进行比较来分析所述信号；以及
判定感染的存在。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法进一步包括：产生关于感染的存在的指示的步骤。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述感测感染生物标记的存在的步骤是持续进行的。
22.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述感测感染生物标记的存在的步骤是周期性地进行的。
23.根据权利要求19至22中的任一项所述的方法，进一步包括：在分析所述信号的步骤之前基于生物标记随时间的变化水平来选择与所述信号进行比较的阈值的步骤。
CN201580051994.2A 2014-09-26 2015-09-25 用于手术后感染的早期检测的系统和方法 Pending CN106714671A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210818415.4A CN115005778A (zh) 2014-09-26 2015-09-25 用于手术后感染的早期检测的系统和方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14306496.2 2014-09-26
EP14306496 2014-09-26
EP15306462.1 2015-09-18
EP15306462.1A EP3143925B1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 System for early detection of post-surgery infection
PCT/IB2015/001971 WO2016046634A1 (en) 2014-09-26 2015-09-25 System and method for early detection of post-surgery infection

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210818415.4A Division CN115005778A (zh) 2014-09-26 2015-09-25 用于手术后感染的早期检测的系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106714671A true CN106714671A (zh) 2017-05-24

Family

ID=54695764

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210818415.4A Pending CN115005778A (zh) 2014-09-26 2015-09-25 用于手术后感染的早期检测的系统和方法
CN201580051994.2A Pending CN106714671A (zh) 2014-09-26 2015-09-25 用于手术后感染的早期检测的系统和方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210818415.4A Pending CN115005778A (zh) 2014-09-26 2015-09-25 用于手术后感染的早期检测的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11058332B2 (zh)
CN (2) CN115005778A (zh)
AU (3) AU2015323511B2 (zh)
CA (1) CA2960927A1 (zh)
WO (1) WO2016046634A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021102776A1 (zh) * 2019-11-28 2021-06-03 北京肿瘤医院(北京大学肿瘤医院) 一种用于早期体腔内感染性并发症诊断的标记物及方法
CN114007502A (zh) * 2019-03-26 2022-02-01 内尔夫技术公司 用于预测和检测术后并发症的系统、方法和设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11226343B2 (en) * 2016-04-08 2022-01-18 Biothelis Methods and kits for diagnosing postoperative pulmonary infections in patients who underwent surgery
US11439797B2 (en) * 2017-02-10 2022-09-13 Medtronic Advanced Energy Llc. Surgical drain system and container
US20180368744A1 (en) * 2017-06-26 2018-12-27 International Business Machines Corporation Urine catheter ph sensor
AU2018385767A1 (en) 2017-12-15 2020-06-11 Gastroklenz Inc. Sensor monitoring system for in-dwelling catheter based treatments
US11255844B2 (en) 2018-03-06 2022-02-22 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Peritoneal dialysis systems and related methods
US11318241B2 (en) 2019-03-27 2022-05-03 Medsix Inc. System and method for wound monitoring
USD984637S1 (en) 2019-06-26 2023-04-25 Gastroklenz Inc. Measurement vessel
USD903126S1 (en) 2019-06-26 2020-11-24 Gastroklenz Inc. Monitoring device
CA3144280A1 (en) 2019-06-26 2020-12-30 Gastroklenz Inc. Systems, devices, and methods for fluid monitoring
CN112730849B (zh) * 2021-01-14 2023-03-10 山西医科大学第二医院 内源性孤啡肽作为糖尿病合并无症状性心肌缺血的血清生物标志物的应用
US20220233151A1 (en) * 2021-01-22 2022-07-28 Ethicon Llc Bariatric surgery post-surgical monitoring
US20220233136A1 (en) * 2021-01-22 2022-07-28 Ethicon Llc Colorectal surgery post-surgical monitoring
US20220240869A1 (en) * 2021-01-22 2022-08-04 Ethicon Llc Hysterectomy surgery post-surgical monitoring

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080064980A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable Medical Device and Methods for Automated Detection of Infection
US20080262322A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Medtronic, Inc. Indicator metrics for infection monitoring
US20080269582A1 (en) * 2007-04-28 2008-10-30 Hebah Noshy Mansour Methods and devices for surgical drains with sensors
US20090155770A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Implantable devices for fiber optic based detection of nosocomial infection
CN102057275A (zh) * 2008-06-04 2011-05-11 凯希特许有限公司 检测减压伤口治疗中的感染
WO2014043650A2 (en) * 2012-09-17 2014-03-20 Theranova, Llc Systems, devices and methods for urine monitoring
CN103800994A (zh) * 2014-02-28 2014-05-21 昆山韦睿医疗科技有限公司 负压伤口治疗系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE382862T1 (de) * 2003-11-03 2008-01-15 Ethicon Inc Verfahren, peptide und biosensoren mit eignung zum nachweis eines breiten spektrums von bakterien
US8536661B1 (en) * 2004-06-25 2013-09-17 University Of Hawaii Biosensor chip sensor protection methods
US20060282028A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Howard Pamela A Wound Management System
US20090171170A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical Monitoring With Portable Electronic Device System And Method
US11457842B2 (en) * 2008-01-15 2022-10-04 Patient Shield Concepts, Llc Method and apparatus for determining a deterioration of respiratory function
EP2257320A2 (en) * 2008-03-12 2010-12-08 Bluesky Medical Group Inc. Negative pressure dressing and method of using same
US8750396B2 (en) 2012-08-07 2014-06-10 Covidien Lp System, method, and software for communicating with medical devices
US20150019257A1 (en) 2013-07-15 2015-01-15 Covidien Lp System and method for predictive care management

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080064980A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable Medical Device and Methods for Automated Detection of Infection
US20080262322A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Medtronic, Inc. Indicator metrics for infection monitoring
US20080269582A1 (en) * 2007-04-28 2008-10-30 Hebah Noshy Mansour Methods and devices for surgical drains with sensors
US20090155770A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Implantable devices for fiber optic based detection of nosocomial infection
CN102057275A (zh) * 2008-06-04 2011-05-11 凯希特许有限公司 检测减压伤口治疗中的感染
WO2014043650A2 (en) * 2012-09-17 2014-03-20 Theranova, Llc Systems, devices and methods for urine monitoring
CN103800994A (zh) * 2014-02-28 2014-05-21 昆山韦睿医疗科技有限公司 负压伤口治疗系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114007502A (zh) * 2019-03-26 2022-02-01 内尔夫技术公司 用于预测和检测术后并发症的系统、方法和设备
WO2021102776A1 (zh) * 2019-11-28 2021-06-03 北京肿瘤医院(北京大学肿瘤医院) 一种用于早期体腔内感染性并发症诊断的标记物及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2960927A1 (en) 2016-03-31
CN115005778A (zh) 2022-09-06
AU2015323511A1 (en) 2017-03-02
AU2015323511B2 (en) 2019-10-03
WO2016046634A1 (en) 2016-03-31
US20210353189A1 (en) 2021-11-18
US20170281064A1 (en) 2017-10-05
AU2021229182A1 (en) 2021-10-07
US11058332B2 (en) 2021-07-13
AU2020200006A1 (en) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106714671A (zh) 用于手术后感染的早期检测的系统和方法
Corrie et al. Blood, sweat, and tears: developing clinically relevant protein biosensors for integrated body fluid analysis
Jagannath et al. A sweat-based wearable enabling technology for real-time monitoring of IL-1β and CRP as potential markers for inflammatory bowel disease
Carrier et al. Evaluation and use of three cowside tests for detection of subclinical ketosis in early postpartum cows
Voyvoda et al. Use of a hand-held meter for detecting subclinical ketosis in dairy cows
US20190323056A1 (en) Diagnostic System and Process for Rapid Bacterial Infection Diagnosis
TWI413770B (zh) 無線生醫監測系統
CN109640796B (zh) 用于提供与在连续监测系统中测得的分析物值相关联的信号质量度的方法
Upasham et al. SLOCK (sensor for circadian clock): passive sweat-based chronobiology tracker
EP2015069A1 (en) Method of measuring daily urinary excretion and apparatus for measuring daily urinary excretion
Westerdahl et al. Primary aldosteronism among newly diagnosed and untreated hypertensive patients in a Swedish primary care area
KR101732300B1 (ko) 분석물질의 전기화학적 측정을 페일세이프하는 방법들 뿐만 아니라 상기 방법들을 통합한 기기들, 장치들 및 시스템들
US20130149725A1 (en) Methods and compositions for diagnosis of urosepsis and urinary tract infection
Yudhana et al. Multi sensor application-based for measuring the quality of human urine on first-void urine
Summa et al. Comparison of a human portable glucometer and an automated chemistry analyzer for measurement of blood glucose concentration in pet ferrets (Mustela putorius furo)
JP2010038735A (ja) 腹膜機能の評価方法および腹膜機能評価用イムノクロマト試験紙
Jones et al. Determination of the effect of in vitro time, temperature, and tourniquet use on whole blood venous point‐of‐care lactate concentrations
US20200080987A1 (en) Biofluid sensing device cytokine measurement
Qi et al. Biological variations of thirteen plasma biochemical indicators
EP3143925B1 (en) System for early detection of post-surgery infection
US20160313296A1 (en) Use of orp for characterizing stroke patients
Baig et al. Comparision between bed side testing of blood glucose by glucometer vs centralized testing in a tertiary care hospital
CN101632022B (zh) 脓毒性并发症的诊断
KR20200077059A (ko) 시료 내 바이오마커를 이용하는 질병 자가 진단 장치
US10928352B2 (en) Analyte detection in a contaminated sample

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170524

RJ01 Rejection of invention patent application after publication