CN109310336B - 用于预测身体组织的失调症的成功治疗的系统 - Google Patents

用于预测身体组织的失调症的成功治疗的系统 Download PDF

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Abstract

一种预测身体组织的失调症的成功治疗的方法和系统，该方法包括以下步骤：利用一装置获取来自患者身体组织的能量信号数据。在控制器中分析获取的能量信号数据，以确定与身体组织相关联的活动得分值。在控制器中将活动得分值与阈值进行比较，其中，该阈值基于来自正常无疾病患者的相同身体组织的能量信号数据。基于该比较，确定特定疗法在治疗身体组织时的成功概率。还公开了用于执行所述方法的系统。

Description

用于预测身体组织的失调症的成功治疗的系统
本申请要求2016年5月18日提交的美国临时申请号62/338050的优先权，其内容通过引用全部并入于此。
技术领域
本发明涉及一种用于预测身体组织的失调症的成功治疗的系统。
背景技术
美国专利No.7160254(其全部内容通过引用而并入于此)公开了一种胃电图(EGG)系统和方法，以收集和评估来自腹腔内器官和其它基于运动的器官的肌电信号。EGG系统在分析EGG数据时帮助诊断器官失调症(disorder)。尽管EGG系统非常适合其预期用途，但需要能够基于从器官获取的电信号数据来以高准确度预测器官失调症。
发明内容
该实施方式的目的是满足上面提到的需要。根据本实施方式的原理，该目的通过提供以下方法来实现：一种预测身体组织的失调症的成功治疗的方法，该方法包括以下步骤：利用一装置获取来自患者身体组织的能量信号数据。在控制器中分析获取的能量信号数据，以确定与身体组织相关联的活动得分值。在所述控制器中将所述活动得分值与一阈值进行比较，其中，所述阈值基于来自正常无疾病患者的相同身体组织的能量信号数据。基于该比较，确定特定疗法在治疗所述身体组织时的成功概率。
根据实施方式的另一方面，提供了一种方法，该方法通过对患者的身体器官执行胃电图来预测身体器官的失调症的成功治疗。在控制器中，基于来自所述胃电图的数据确定与所述身体器官相关联的活动得分值。控制器将所述活动得分值与一阈值进行比较，其中，所述阈值基于来自正常无疾病患者的相同身体器官的胃电图数据。基于该比较，确定特定疗法在治疗所述身体器官时的成功概率。
根据实施方式的又一方面，一种用于预测身体组织的失调症的成功治疗的系统，该系统包括至少一个传感器，该至少一个传感器被构造并布置成获取来自患者身体组织的能量信号数据。具有处理器电路的控制器被构造并布置成：1)基于来自所述至少一个传感器的数据，确定与所述身体组织相关联的活动得分值，并且2)将所述活动得分值与一阈值进行比较，以基于所述比较确定特定疗法在治疗所述身体组织时的成功概率，其中，所述阈值基于来自正常无疾病患者的相同身体组织的能量信号数据。所述系统还可以包括疗法递送结构，该疗法递送结构被构造并布置成将该特定疗法递送至所述身体组织。
当参照附图考虑下面的详细描述和所附权利要求时，本实施方式的其它目的、特征以及特性、以及结构的相关部件的操作与功能的方法、制造的零件和经济状况的结合将变得更清楚，其全部形成了本说明书的一部分。
附图说明
根据下面结合附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明将变得更好理解，其中，相同标号指相同部件，其中：
图1是根据实施方式提供的EGG系统的框图。
图2是实施方式的方法步骤的流程图。
图3是根据实施方式的用于预测身体组织的失调症的成功治疗和用于递送该身体组织疗法的装置的框图。
具体实施方式
从美国专利No.7160254已知，EGG和水负荷试验准确检测伴有相关胃轻瘫(gastroparesis)的功能性胃出口梗阻。另外，除了其它幽门疗法外，幽门球囊扩张也已被证明可以纠正胃轻瘫。参照表1、表2以及图表1，并且根据该实施方式，EGG数据和来自幽门球囊扩张的数据可以被用于预测何时应当使用球囊扩张来纠正胃轻瘫。
表1、扩张后成功与预测3CPM活动和模型拟合(逻辑回归模型结果)的关联(％-排空>60％在120分钟时)
Figure GDA0002990098530000031
参照下表2，基于来自正常无疾病患者的胃的3CPM(每分钟循环)频率数据建立活动阈值。在该例子中，如果活动得分>或＝0.59(活动阈值)，那么通过球囊扩张患者的幽门来成功治疗胃轻瘫的可能性为96.15％(参见表2)。如果所获取的活动得分低于活动阈值0.59，那么不应进行幽门球囊扩张，因为基于这种预测模型，其不会帮助患者。
Figure GDA0002990098530000032
图表1中的以下线性回归分析证明了胃肌电活动(GMA)3cpm阈值(GMAT)的推导预测胃排空正常化和幽门球囊扩张后的症状改善。GMAT敏感性和特异性预测正常化在93.33％的患者正确分类的情况下分别为96.15％和75.00％。
图表1--对扩张后成功(％排空＞60％在120分钟时)与预扩张3cpm活动和模型拟合的关联的线性回归分析，联合活动得分线性回归：-8.299+0.128(3cpm0min)+0.210*(3CPM10min)+0.074*(3cpm20min)-0.073*(3cpm30min)，阈值＞0.59。
Figure GDA0002990098530000041
活动得分和基线活动阈值计算将用作查看影响胃排空和/或功能的所有失调症的潜在所有可能治疗的起点。
基于所获得的EGG数据和扩张后成功，已经使用统计分析和线性回归确定了一公式来预测幽门的球囊扩张治疗的成功。
该公式如下：
活动得分＝-8.299+0.128*(3CPM0min)+0.210*(3CPM10min)+0.074*(3CPM20min)-0.073*(3CPM30min)，其中，3CPM是以分钟为单位的在所指示时段中身体器官的3CPM频率活动水平的度量。
用于预测身体器官的治疗成功的方法步骤的示例是：
1.执行任何类型的EGG或者更具体地利用水负荷来从身体器官获取胃动力数据。
2.分析数据以用于3CPM活动水平以及胃动过速(tachygastria)和胃动过缓(bradygastria)。
3.收集和合并数据并利用所开发公式进行分析，以提供所得活动得分。
4.基于来自正常无疾病患者的身体器官的EGG数据，将活动得分相对于已建立的活动阈值进行成比例缩放。
5.如果活动得分的水平高于治疗和疾病特定的确定阈值(活动阈值)，则疗法被报告为具有高成功概率或低成功概率。
6.操作者选择胃失调症的疾病或状态以及预期疗法的类型。
7.操作员激活计算键/图标。
8.装置提供关于针对给定失调症的治疗和成功可能性的信息。
用于获取和处理该方法的EGG数据的EGG系统的示例可以是美国专利No.7160254所公开的类型。因此，如图1所示，系统10包括电极12(优选为两个或三个)和连接至单个信号处理模块16(SPM)的呼吸传感器14。标准仪表放大器18为电极信号17提供第一增益级。高通滤波器20提供额外增益，然后是低通滤波器22。呼吸信号19由低通滤波器21进行滤波，然后传递到16位A/D转换器24上。电极信号17也被传递至板载16位A/D转换器24。数字化电极信号17'和数字化呼吸信号19'各自被传递至微控制器26，其经由标准通用串行总线(USB)连接或无线信号发送器32协调至主计算机28和打印机30的数据传递。A/D转换器24可以是微控制器26的一部分。在该实施方式中，微控制器26包括处理器电路27，处理器电路27经由上述公式确定活动得分。因此，微控制器或控制装置26可以被认为是处理装置。微控制器28还包括存储部28，该存储部提供足够的板载存储器以存储整个检查的有用数据以供以后下载。光学隔离36对于用于患者电隔离的任何硬布线(例如，线缆连接)通信系统来说是必要的；无线系统增强了患者隔离，但需要相当大的额外成本和复杂性。电源34提供电力。显示器38向操作员显示数据。
使用本文所述系统和方法的示例包括但不限于：
示例A：
1.执行EGG研究
2.获取EGG数据并利用标准化方法分析数据
3.选择疾病状态：胃轻瘫
4.选择预期治疗方法：球囊扩张幽门
5.激活计算键/图标
6.活动得分的数值等于或高于幽门成功扩张的活动阈值，那么：
a.执行扩张
7.活动得分的数值低于幽门成功扩张的活动阈值，那么：
a.不执行扩张，研究其它治疗方式(modalities)
i.BOTOX注射、起搏器等
示例B：
1.执行EGG研究
2.获取EGG数据并利用标准化方法分析数据
3.选择疾病状态：胃轻瘫
4.选择预期治疗方法：起搏器
5.激活计算键/图标
6.活动得分的数值高于起搏器插入成功的活动阈值，那么：
a.放置起搏器
7.活动得分的数值低于起搏器插入成功的活动阈值，那么：
a.不放置起搏器，研究其它治疗方式
i.BOTOX注射、扩张、药物等
示例C：
1.执行EGG研究
2.获取EGG数据并利用标准化方法分析数据
3.选择疾病状态：胃动过缓、良好的3CPM信号
4.选择预期治疗方法：甲氧氯普胺药物
5.激活计算键/图标
6.活动得分的数值等于或高于甲氧氯普胺成功的活动阈值，那么：
a.让病人服药
7.活性得分的数值低于甲氧氯普胺成功的活动阈值，那么：
b.不给予甲氧氯普胺，研究其它治疗方式
i.替代药物等
尽管已经利用常规EGG系统描述了上述实施方式和示例以从器官获得电活动数据，但可以采用从任何身体组织获取电数据的任何方法或系统来获取所述数据。
用于执行本发明的实施方式的步骤的算法的示例在图2中示出。在步骤200，从患者的身体组织获取电信号数据。可以采用EGG系统或任何其它电信号获取系统。在步骤210，优选利用上面定义的公式或特定于身体组织的数据的其它类似获取的公式分析所获取的数据，以获取所得活动得分(例如，如上所述的活动得分)。在步骤220，将该活动得分与一阈值(例如，如上所述的活动阈值)进行比较。该阈值基于来自正常无疾病患者的相同身体组织的电活动数据。在步骤230，基于该比较，确定特定疗法的成功概率。该疗法可以是任何已知的疗法，诸如给药、手术、扩张、能量治疗等。例如，如果活动得分高于活动阈值，那么该治疗很可能成功并因此加以执行。然而，如果活动得分低于活动阈值，那么该疗法不太可能成功，因此不应执行。
如本文所使用的，“身体组织”可以包括身体器官或包括身体的非器官部分的组织。例如，除了器官，组织还可以是骨头、肌肉、以及神经。组织可包括作为组织组合的关节和关节联接。
每个组织都有其自己的特定电信号或产生的电磁场，这可能传达了健康和疾病信息。经由计算区分健康信号与疾病信号或场允许标识治疗点目标。然后可以应用诸如能量的疗法恢复以将场“调谐”回正常来实现治疗。如本文所使用的，能量是非常宽泛的术语，并且可以被用于意指电能、磁能、辐射能、热能、光能、振动能或其它未知形式的能量。能量的传输可以包括：直接接触、和/或经由或通过诸如空气、水等的介质传输。
参照图3，以上步骤可以通过物理手持装置10'来实施，其作为一示例，可以包括图1的装置10的所有元件。因此，装置10'包括微控制器26和处理电路27，但也可以包括被配置成如上所述递送有缺陷器官该疗法的疗法递送结构40。装置10'还被配置成从电极或传感器12获取能量信号数据。如上还提到，装置10'和方法不限于基于运动性的器官，并且可以与可以从其获取能量数据信号的任何身体组织一起采用。
存在通过递送能量来影响组织的常规装置。这些装置通常基于证明效果的临床研究在特定时间内递送经计量的能量。例如，一个仿生膝关节装置经由直接接触递送电动7.5CPM能量，这将重生膝关节软骨。Stretta装置提供射频能量，其在组织中产生热并导致食道肌肉生长。支气管中的类似装置递送65摄氏度的热以改变支气管平滑肌。
该实施方式的装置10'与这些常规装置不同，因为其测量组织/器官的健康或疾病，然后基于对所需效果的算法计算，以预期成功率提供经计量和监测的疗法(举例来说，如上所述的能量)。例如，3CPM EGG信号直接与ICC(健康收缩功能所需的界面细胞)的完整性相关。3CPM水平计算利用激励器纠正胃轻瘫时电刺激的成功性。
本文所公开的装置10'和方法在更基础层面上基于获取来自异常组织的能量(例如，电能、磁能、辐射能或其它类型的能量)信号数据来区分疾病状态，将所获取数据与正常组织数据进行比较，并计算该异常组织的成功治疗率，如果计算出治疗成功，则向该组织递送能量以使该组织恢复到与健康相关联的正常能量水平。例如，在使用刺激异常组织一定时间之后，健康信号返回组织并且不再需要刺激。在上面公开的示例中，幽门扩张可纠正梗阻并允许组织能量水平恢复正常。从组织获取能量信号数据和管理该疗法不需要来自与组织的直接连接。考虑到在相距组织一定距离处的空气传输和其它传输方法。
装置10'感测或获取组织的能量并确定异常组织或不合适的组织。装置10’可以包括EGG系统，其可以检测与其它疾病(诸如腹部的子宫内膜异位症、肿瘤等)一致的交替能量水平。
本文所述操作和算法可以被实现为如所述具有处理器电路27的微控制器或控制装置26内的可执行代码，或者存储在独立计算机或机器可读非暂时性有形存储介质上，其基于利用一个或更多个集成电路实现的处理器电路执行所述代码来完成。所公开电路的示例实现包括在逻辑阵列(诸如可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA))中或者通过诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路的掩模编程来实现的硬件逻辑。这些电路中的任何一个也可以利用由诸如微处理器电路(未示出)的对应内部处理器电路执行的基于软件的可执行资源来实现和利用一个或更多个集成电路实现，其中执行存储在内部存储器电路中的可执行代码导致实现该处理器电路的集成电路将应用状态变量存储在处理器存储器中，从而创建执行如本文所述的电路操作的可执行应用资源(例如，应用实例)。因此，在本说明书中使用术语“电路”是指利用一个或更多个集成电路实现的并且包括用于执行所述操作的逻辑的基于硬件的电路，或者是指包括处理器电路(利用一个或更多个集成电路实现的)的基于软件的电路，该处理器电路包括处理器存储器的保留部分，以供存储由处理器电路执行该可执行代码而修改的应用状态数据和应用变量。存储器电路28可以例如利用诸如可编程只读存储器(PROM)或EPROM的非易失性存储器和/或诸如DRAM等的易失性存储器来实现。
前述优选实施方式已经出于例示本发明的结构性和功能性原理以及例示采用该优选实施方式的方法的目的进行了示出和描述，并且在不脱离这种原理的情况下经受改变。因此，本发明包括涵盖在所附权利要求的精神内的所有修改例。

Claims (3)

1.一种用于预测身体组织的失调症的成功治疗的系统，所述身体组织具有特定电信号或产生的电磁场，所述系统包括：
至少一个传感器，所述至少一个传感器被构造并布置成放置在身体外部以获取来自患者的身体组织的能量信号数据，所述能量信号数据包括所述身体组织的特定电信号或电磁场；以及
具有处理器电路的控制器，所述处理器电路被构造并布置成：1)基于来自所述至少一个传感器的数据，使用线性回归计算与成功治疗所述身体组织相关联的活动得分值，并且2)将所述活动得分值与疾病特定和处理特定阈值进行比较，以便基于所述比较，确定特定疗法在治疗所述身体组织时的成功概率，其中，所述疾病特定和处理特定阈值是基于来自正常无疾病患者的相同身体组织的能量信号数据的，所述能量信号数据包括特定电信号或者电磁场；以及
疗法递送结构，所述疗法递送结构被构造并布置成将为电能或者磁能形式的能量作为所述特定疗法递送至所述身体组织，而不与所述身体组织直接连接，以恢复所述身体组织的正常电能模式或者磁能模式并且实现对所述身体组织的治疗。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器包括电极。
3.一种预测身体组织的失调症的成功治疗的系统，所述系统包括：
至少一个传感器，所述至少一个传感器被构造并布置成获取来自患者的身体组织的能量信号数据；以及
具有处理器电路的控制器，所述处理器电路被构造并布置成：1)基于来自所述至少一个传感器的数据，使用线性回归计算与成功治疗所述身体组织相关联的活动得分值，并且2)将所述活动得分值与疾病特定和处理特定阈值进行比较，以基于所述比较确定特定疗法在治疗所述身体组织时的成功概率，其中，所述疾病特定和处理特定阈值是基于来自正常无疾病患者的相同身体组织的能量信号数据的，
其中，所述身体组织是胃，并且所述控制器被构造并布置成基于以下公式确定所述活动得分值：
活动得分值＝-8.299+0.128*(3CPM0min)+0.210*(3CPM10min)+0.074*(3CPM20min)-0.073*(3CPM30min)，
其中，3CPM是所述胃在以分钟为单位的特定时段3CPM0min、3CPM10min、3CPM20min、以及3CPM30min中的3CPM频率活动水平的度量，其中，CPM是每分钟循环。
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