CN111818852B - 使用心音的慢性血压监测 - Google Patents

Abstract

本文档中讨论了一种系统和方法，使用接收到的生理信息来确定患者心脏收缩性的指示，以及使用心音信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。所述系统可以包括评估电路，其被配置成使用患者的第一心音(S1)信息来确定患者心脏收缩性的指示，并且使用患者的第二心音(S2)信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。

Description

使用心音的慢性血压监测

优先权要求

本申请要求根据2018年3月6日提交的美国临时专利申请序列号62/639,143的35U.S.C.§119(e)享有优先权的利益，该专利申请以引用的方式全部并入本文中。

技术领域

本文档一般涉及医疗设备，尤其是，但不限于使用心音对血压进行慢性监测的系统、设备和方法。

背景技术

血压是循环血液在血管壁上的压力，并且通常指全身系统的大动脉中的压力。当进一步规定时，如左心室(LV)压力等，这种压力指的是生理部分中的压力。血压通常用收缩压和舒张压来表示。收缩压是指心脏收缩时的最大压力，舒张压是指心脏收缩之间的最小压力，每次收缩的测量单位是毫米汞柱(mmHg)。

高血压是导致死亡的危险因素，也是导致其他不良医疗事件的危险因素，这些不良医疗事件包括例如充血性心力衰竭、缺血、心律失常、中风、急性心失代偿、器官衰竭等。高血压也无症状，因此患者在发生不良医疗事件之前不会意识到自己的状况。因此，监测血压信息很重要，例如监测或评估患者的状况或状态，包括一种或多种生理状况的恶化或恢复，或补充其他检测或测定。

发明内容

除其他事情外，本文档讨论了系统和方法以使用接收到的生理信息来确定患者心脏收缩性的指示，以及使用心音信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。所述系统可以包括评估电路，其被配置成使用患者的第一心音(S1)信息来确定患者心脏收缩性的指示，并且使用患者的第二心音(S2)信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。

主题(例如，系统)的示例(例如，“示例1”)可以包括信号接收电路，其被配置成接收患者的生理信息，其包括患者的心音信息；以及评估电路，其被配置成：使用接收到的生理信息来确定患者心脏收缩性的指示；以及使用心音信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。

在示例2中，示例1的主题可以任选地被配置使得所述评估电路被配置成使用患者的第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息。

在示例3中，示例1-2中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述评估电路被配置成使用患者的心音信息来确定心脏收缩性的指示。

在示例4中，示例1-3中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述评估电路被配置成使用患者的第一心音(S1)信息来确定心脏收缩性的指示。

在示例5中，示例1-4中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述评估电路被配置成在使用患者的所述第一心音(S1)信息确定的收缩性的指定范围内使用患者的第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息。

在示例6中，示例1-5中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述评估电路被配置成：

确定用于第一心动周期的心脏收缩性的指示；并且如果所确定的用于所述第一心动周期的心脏收缩性的指示在阈值范围内，则使用用于所述第一心动周期的心音信息确定患者的血压信息。

在示例7中，示例1-6中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述评估电路被配置成：使用来自患者的第一心动周期的第一心音(S1)信息来确定用于第一心动周期的心脏收缩性的指示；并且如果所确定的用于第一心动周期的心脏收缩性的指示在阈值范围内，则使用来自患者的第一心动周期的第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息。

在示例8中，示例1-7中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述阈值范围具有高于用于患者的中间S1值的上边界阈值量。在一个示例中，所述阈值范围的上边界可以比用于患者的中间S1值大25％。在其他示例中，所述阈值范围可以是一个或多个其他值。

在示例9中，示例1-8中任何一个或多个的主题可以任选地被配置成包括心音传感器，其被配置成检测来自患者的心音信息，并使用所述心音信息来确定第一心音(S1)信息和第二心音(S2)信息，其中，所述信号接收电路被配置成接收患者的生理信息，其包括所述第一心音(S1)信息和所述第二心音(S2)信息。

在示例10中，示例1-9中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述第一心音(S1)信息包括第一心音(S1)振幅或能量中的至少一个，并且所述第二心音(S2)信息包括第二心音(S2)振幅或能量中的至少一个。

主题(例如，至少一种机器可读介质)的示例(例如，“示例11”)可以包括在由医疗设备执行时，使所述医疗设备执行以下步骤的指令：接收患者的生理信息，其包括患者的心音信息；使用接收到的生理信息确定患者心的脏收缩性的指示；以及使用所述心音信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。

在示例12中，示例11的主题可以任选地被配置使得在由所述医疗设备执行时，使医疗设备确定心脏收缩性的指示的指令包括执行以下步骤的指令：使用患者的第一心音(S1)信息确定心脏收缩性的指示。

在示例13中，示例11-12中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得在由所述医疗设备执行时，使所述医疗设备使用所述心音信息来确定患者的血压信息的指令包括执行以下步骤的指令：使用患者的第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息。

在示例14中，示例11-13中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得在由所述医疗设备执行时，使所述医疗设备使用第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息的指令包括执行以下步骤的指令：在使用患者的所述第一心音(S1)信息确定的收缩性的指定范围内使用患者的第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息。

主题(例如，方法)的示例(例如，“示例15”)可以包括使用信号接收电路接收患者的生理信息，其包括患者的心音信息；使用评估电路、使用接收到的生理信息确定患者心脏收缩性的指示；以及使用所述评估电路，使用所述心音信息和所确定的心脏收缩性的指示来确定患者的血压信息。

在示例16中，示例15的主题可以任选地被配置使得确定心脏收缩性的指示包括使用患者的第一心音(S1)信息，其中，确定患者的血压信息包括使用患者的第二心音(S2)信息。

在示例17中，示例15-16中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得确定患者的血压信息包括在使用患者的第一心音(S1)信息确定的收缩性的指定范围内使用患者的第二心音(S2)信息。

在示例18中，示例15-17中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得患者的第一心音(S1)信息包括第一心音(S1)振幅或能量中的至少一个，并且患者的第二心音(S2)信息包括第二心音(S2)振幅或能量中的至少一个。

在示例19中，示例15-18中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得确定心脏收缩性的指示包括使用来自患者的第一心动周期的第一心音(S1)信息来确定用于第一心动周期的心脏收缩性的指示，其中，如果所确定的用于第一心动周期的心脏收缩性的指示在阈值范围内，则确定患者的血压信息包括使用来自患者的第一心动周期的第二心音(S2)信息。

在示例20中，示例15-19中任何一个或多个的主题可以任选地被配置使得所述阈值范围具有高于用于患者的中间S1值的上边界阈值量。

主题(例如，系统或装置)的示例(例如，“示例21”)可以任选地组合示例1-20中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合以包括用于执行示例1-20的功能或方法中的任何一个或多个的任何部分的“方法”，或“非暂时性机器可读介质”，其包括指令，所述指令在由机器执行时，使所述机器执行示例1-20的功能或方法中的任何一个或多个的任何部分。

本发明内容旨在提供本专利申请的主题的概述。它不旨在提供本公开的排他性或详尽的解释。包括详细描述是为了提供关于本专利申请的更多信息。在阅读和理解以下详细描述并查看构成其一部分的附图之后，本公开的其他方面对于本领域技术人员来说是显而易见的，其中所述附图中的每一个都不是在限制意义上被理解的。

附图说明

在未必按比例绘制的附图中，类似的数字可以在不同的视图中描述类似的组件。具有不同字母后缀的类似的数字可以表示类似的组件的不同实例。作为示例但非限制性地，附图通常说明本文档中讨论的各种实施例。

图1示出了示例患者管理系统和所述系统可以在其中操作的环境的部分。

图2A-2C示出了左心室(LV)压力和LV容积在不同水平的前负荷、后负荷和收缩力下的示例关系。

图3示出了包括信号接收电路和评估电路的示例系统。

图4-5示出了示例方法以使用所确定的收缩性的指示来确定血压信息。

图6示出了示例机器的框图，在本文讨论的技术中的任何一个或多个可以在其上执行。

具体实施方式

传统的血压测量包括非侵入性测量，例如使用水银压力计或血压袖带。然而，这种测量可能是有繁琐的，往往是不准确的、不连续的(例如，每小时或每天的间隔等)，并且当用于流动的或慢性测量时，往往缺乏患者的灵活性。相比之下，包括持续测量血压的血压传感器的植入系统未必可能是侵入性的，或者需要额外的、另外的不必要的传感器，这就增加了系统的复杂性和成本。植入式压力传感器不适合门诊或长期使用。此外，在某些示例中，使用一个或多个其他传感器连续测定或推断血压(例如，在比每小时或每天更频繁的间隔，例如在每个心动周期，或心动周期的周期等)的植入系统可能不准确，包括噪声周期或不准确的测量，或者需要频繁的和昂贵的校准来保持准确性。在某些示例中，减少这种噪声周期或不准确的测量，更有益于准确地确定血压，而且，在某些示例中，降低流动系统的成本或复杂性，更有益于使用与专用的压力传感器不同的现有的、两用的或多用途的传感器来确定血压。此外，有益于在每个心动周期或每个合格的心动周期连续确定血压。

心音是与在每个心动周期下经过心脏来自血流的心脏振动相关联的反复出现的机械信号，并且可以根据与振动和血流相关联的活动进行分离和分类。心音包括四种主要的声音：第一心音到第四心音。第一心音(S1)是心脏在收缩期开始时关闭房室(AV)瓣、二尖瓣和三尖瓣时发出的振动声。第二心音(S2)是心脏在舒张开始时关闭主动脉瓣和肺动脉瓣时发出的振动声。第三心音和第四心音(S3、S4)与舒张时左心室的充盈压力有关。

当左心室收缩后放松，并且左心室的压力下降到左心房的压力以下，打开二尖瓣，左心房开始充盈左心室。当左心室收缩时，左心室的压力迅速上升。当左心室的压力高于左心房的压力时，二尖瓣会迅速关闭，将左心室与左心房隔离，产生第一心音。及时关闭二尖瓣，当左心室的压力高于主动脉的压力时，主动脉瓣打开，使血液通过主动脉流出左心室，供身体其他部位使用。收缩时左心室中的最大压力，即收缩压，代表左心室收缩后动脉中的最大全身压力(例如，通常为100-140mmHg等)。

当左心室放松时，左心室中的压力下降。当左心室中的压力低于主动脉的压力时，主动脉瓣迅速关闭，使左心室与主动脉隔离，产生第二心音。主动脉瓣打开时动脉系统中的压力为全身舒张压(例如，通常为60-100mmHg等)。及时关闭主动脉瓣，当左心室中的压力低于左心房的压力时，二尖瓣打开，填充左心室。收缩后左心室中的最小压力是左心室舒张压(例如，通常降至5-10mmHg等)，其幅度和时间可能与全身舒张压不同。

心脏瓣膜在心动周期的不同时间的打开和关闭之间切换状态。当心脏和从心脏引出的主要血管(例如，主动脉)内存在特定的相对压力时，这些瓣膜状态就会发生变化。通过各种方法，瓣膜状态变化和状态变化的影响都是可检测到的。例如，瓣膜关闭引起心脏壁的振动，其可以用加速度计或麦克风检测到。瓣膜的运动可以通过超声心动图和磁共振成像(MRI)等成像技术或心内阻抗容积描记术直接检测。

可以使用心音检测各种生理状况，例如，包括急性生理事件，例如一个或多个异常心律(例如，心房颤动、心房扑动、心脏机械不同步等)，以及更多慢性生理事件，例如充血性心力衰竭、缺血等。

此外，心音可以与某些生理信息相关，使得在某些示例中，心音信息可以用作一个或多个生理特征的替代物或用于检测一个或多个生理特征。例如，心音可用于检测心房充盈压力，例如标题为“用于监测舒张血流动力学的方法和装置”的共同转让的美国专利No.7,972,275(Siejko等人)中所说明的，或标题为“用于检测心房充盈压力的方法和装置”的共同转让的美国专利No.8,048,001(Patangay等人)中所说明的，在此通过引用将上述每一个全部并入。

心音通常与血压有关。已经提出基于第一心音和第二心音的频率和/或振幅分量的血压的慢性监测。然而，除其他外，本发明者已经认识到，心音和血压之间的关系根据不同的、相互依存的变量而变化，在某些示例中，心音跟踪血压，但在其他情况下则不跟踪血压，因此，某些心室功能或生理信息可用于确定血压和心音之间相关性增加和减少的时期。相关性的增加和减少可以用来提高使用心音的血压检测的敏感性或特异性，或提高数据收集和存储的效率，以使用心音准确监测血压。因此，与现有的流动系统或设备相比，本文所描述的方法和系统可以在某些示例中提供使用更少的存储或数据处理的更强健的血压监测。

可配置流动的医疗设备，包括植入式、无导线或可穿戴式医疗设备，以监测、检测或治疗各种心脏疾病。各种流动的医疗设备可植入患者体内或放置在患者身上或周围，以监测患者的生理信息，例如心音、呼吸(例如，呼吸速率、潮气量等)、阻抗(例如，胸阻抗、心阻抗等)、压力(例如，血压)、心脏活动(例如，心率)、身体活动、姿势，或患者的一个或多个其他生理参数，或提供电刺激或一个或多个其他疗法或治疗来优化或控制心脏收缩。

传统的心律管理(CRM)设备，例如起搏器、除颤器或心脏监护仪，包括皮下设备，其被配置成植入患者胸部，具有一根或多根导线以将一个或多个电极或其他传感器定位在心脏中的不同位置，例如在心房或心室中的一个或多个。与所述导线的所述一个或多个电极或其他传感器分离或除此之外，CRM设备可以包括由CRM设备中的电源供电的一个或多个电极或其他传感器(例如，压力传感器、加速度计、陀螺仪、麦克风等)。所述导线的所述一个或多个电极或其他传感器、CRM设备或其组合可以被配置成检测来自患者的生理信息，或者向患者提供一个或多个疗法或刺激。

无导线心脏起搏器(LCP)包括小型的(例如，比传统的植入式CRM设备更小的)、自给式设备，其被配置成检测来自心脏的生理信息或向心脏提供一个或多个疗法或刺激，而无需传统的导线或植入式CRM设备并发症(例如，所需的切口和口袋，与导线放置、断裂或迁移相关联的并发症等)。在某些示例中，LCP可以比传统的CRM设备具有更有限的功率和处理能力；然而，可以将多个LCP设备植入心脏或心脏周围，以检测来自心脏的一个或多个腔室的生理信息，或为心脏的一个或多个腔室提供一个或多个疗法或刺激。所述多个LCP设备可以彼此之间通信，或者在一个或多个其他的植入设备或外部设备之间通信。

可穿戴或外部医疗传感器或设备可被配置成检测或监测患者的生理信息，而无需必要的植入物或住院手术、电池更换或修复。然而，与植入式、皮下或无导线医疗设备相比，此类传感器和设备可能会降低患者依从性、增加检测噪声或降低检测灵敏度。

对于上述每个流动设备(例如，植入式、无导线或可穿戴医疗设备等)，每个额外的传感器可以增加系统成本和复杂性，降低系统可靠性，或者增加功耗并缩短流动设备的使用寿命。因此，使用单个传感器来确定多种类型的生理信息可以是有益的。在示例中，加速度计、声学传感器或其他心音传感器可用于确定患者的心音信息以及患者的血压信息或一种或多种其他类型的生理信息。评估电路可以使用心音信息来确定患者的血压信息，并且在某些示例中，使用所确定的血压信息来确定患者状态或风险或恶化病情的等级，并且向患者或临床医生提供警告或指示，使得患者根据上述诊断就医或住院治疗。

图1示出了示例患者管理系统100和系统100可以在其中操作的环境的部分。患者管理系统100可以执行一系列活动，包括对疾病状况的远程患者监视和诊断。这样的活动可以在患者102的附近(例如在患者家中或办公室中)，通过集中服务器(例如在医院、诊所或医生办公室中)或通过远程工作站(例如安全的无线移动计算设备)来执行。

患者管理系统100可以包括流动系统105、外部系统125和用于在流动系统105和外部系统125之间提供通信的通信链路115。

流动系统105可包括植入式医疗设备(IMD)110、一个或多个无导线心脏起搏器(LCP)、可穿戴医疗设备111或一个或多个其他植入式、无导线、皮下、外部或可穿戴医疗设备，其被配置成监测、感测或检测来自患者102的信息，确定关于患者102的生理信息，或提供一个或多个疗法来治疗患者102的各种心脏疾病，例如心脏向身体充分输送血液的能力，其包括心房颤动(AF)、充血性心力衰竭(CHF)、高血压或一种或多种其他心脏疾病。

在示例中，IMD 110可以包括一个或多个传统的心律管理(CRM)设备，例如起搏器、除颤器或心脏监护仪，其植入患者的胸部，具有导线系统108，其包括一个或多个经静脉、皮下或非侵入性的导线或导管，以将一个或多个电极或其他传感器(例如，心音传感器)定位在患者102的心脏的内部、表面或周围或胸部、腹部或颈部中的一个或多个其他位置的内部、表面或周围。

IMD 110可包括评估电路160，其被配置成检测或确定患者102的特定生理信息，或确定一种或多种情况，或向用户(例如患者102、临床医生或一个或多个其他护理者)提供信息或警报。IMD 110可替代地或另外地被配置为治疗设备，其被配置成治疗患者102的一种或多种病情。该疗法可经由导线系统108及相关电极，或使用一个或多个其他传送机构传送至患者102。该疗法可包括抗心律失常疗法，以治疗心律失常或治疗或控制心律失常引起的一个或多个并发症，例如晕厥、充血性心力衰竭(CHF)或中风等。抗心律失常疗法的示例包括起搏、心脏复律、除颤、神经调节、药物治疗或生物疗法等。在其他示例中，疗法可以包括用于纠正CHF患者的不同步和改善CHF患者的心功能的心脏再同步化治疗(CRT)。在一些示例中，IMD 110可包括药物传送系统，例如药物输液泵，以向患者传送药物用于管理心律失常或心律失常引起的并发症、高血压或一种或多种其他生理状况。在其他示例中，IMD 100可包括配置成治疗高血压的治疗电路或模块(例如，神经刺激治疗电路、药物传送治疗电路、刺激治疗电路等)。

可穿戴医疗设备111可以包括一个或多个可穿戴或外部医疗传感器或设备(例如，自动体外除颤器(AED)、动态心电图仪、基于贴片的设备、智能手表、智能配件、手腕或手指佩戴的医疗设备等)。可穿戴医疗设备111可以包括光学传感器，其被配置成检测患者手腕、手指或其他位置上的光容积图(PPG)信号。在其它示例中，可穿戴医疗设备111可包括声学传感器或加速度计以检测声学信息(例如，心音)或血流的声音或振动，阻抗传感器以检测与血流或体积变化相关联的阻抗变化，温度传感器以检测与血流相关联的温度变化、激光多普勒振动计或其他压力、应变或物理传感器以检测与血流相关联的物理变化等。

除其他外，患者管理系统100可以包括被配置成接收呼吸信息(例如，呼吸速率(RR)、呼吸量(潮气量)等)的呼吸传感器、被配置成接收心音信息的心音传感器、被配置成接收阻抗信息的胸部阻抗传感器、被配置成接收心脏电信息的心脏传感器以及被配置成接收有关身体运动(例如，活动、姿势等)的信息的活动传感器，或被配置成接收患者102的生理信息的一个或多个其他传感器。

外部系统125可以包括专用硬件/软件系统，例如编程器、基于远程服务器的患者管理系统，或者可选地，主要由运行在标准个人计算机上的软件定义的系统。外部系统125可以通过经由通信链路115连接到外部系统125的IMD 110来管理患者102。在其他示例中，IMD 110可以经由通信链路115连接到可穿戴设备111，或者可穿戴设备111可以经由通信链路115连接到外部系统125。这可以包括，例如，对IMD 110进行编程以执行获取生理数据的一个或多个、执行至少一个自诊断测试(例如对于设备操作状态)、分析所述生理数据以检测心律失常、或者任选地向患者102传送或调整疗法。另外，外部系统125可以经由通信链路115向IMD 110或可穿戴设备111发送信息或从IMD 110或可穿戴设备111接收信息。所述信息的示例可以包括来自患者102的实时或存储的生理数据、诊断数据，例如对心律失常或心力衰竭恶化的事件的检测、对传送给患者102的疗法做出的响应、或IMD 110或可穿戴设备111的设备操作状态(例如，电池状态、导线阻抗等)。通信链路115可以是感应遥测链路、电容遥测链路或射频(RF)遥测链路，或者基于例如“强”蓝牙或IEEE 802.11无线保真度“Wi-Fi”接口标准的无线遥测。患者数据源接口的其他配置和组合是有可能的。

作为示例而非限制，外部系统125可以包括IMD 110附近的外部设备120，以及通过电信网络122与外部设备120通信的、距离IMD 110相对较远的位置的远程设备124。外部设备120的示例可以包括医疗设备编程器。

除其他可能的功能之外，远程设备124可被配置成评估收集的患者信息和提供警报通知。在示例中，远程设备124可以包括充当用于收集的患者数据存储和分析的中央集线器的集中式服务器。所述服务器可以被配置为单-、多-或分布式计算和处理系统。远程设备124可以从包括例如患者102的多个患者接收患者数据。除了与患者102相关联的其他数据获取传感器或设备外，可以由IMD 110收集患者数据。所述服务器可以包括存储器设备，以将患者数据存储在患者数据库中。所述服务器可以包括警报分析器电路，以评估收集的患者数据，从而确定是否满足特定的警报条件。满足警报条件可能会触发警报通知的生成。在一些示例中，警报条件可由IMD 110替代地或另外地评估。例如，警报通知可以包括网页更新、电话或寻呼机呼叫、电子邮件、SMS、文本或“即时”消息，以及给患者的消息和给紧急服务和临床医生的同时直接的通知。其他警报通知是有可能的。所述服务器可以包括配置成对警报通知进行优先级排序的警报排序器电路。例如，可以使用与检测到的医疗事件相关联的生理数据和与历史警报相关联的生理数据之间的相似性度量来确定检测到的医疗事件的警报的优先级。

远程设备124可另外包括一个或多个本地配置的客户端或远程客户端，其通过网络122安全连接到服务器。客户端的示例可以包括个人台式机、笔记本电脑、移动设备或其他计算设备。系统用户(例如临床医生或其他合格的医学专家)可以使用客户端安全地访问存储在服务器中的数据库中的患者数据，并为医疗保健供应选择患者和警报并确定其优先级。除了生成警报通知之外，包括服务器和互连客户端的远程设备124还可以通过向IMD110发送后续请求，或者通过向患者102、临床医生或授权的第三方发送消息或其他通信来执行后续方案，作为依从性通知。

网络122可以提供有线或无线互连。在示例中，网络122可以基于传输控制协议/Internet协议(TCP/IP)网络通信规范，尽管其他类型或组合的网络实现是有可能的。类似地，其他网络拓扑和布置是有可能的。

外部设备120或远程设备124中的一个或多个可以将检测到的医疗事件输出给系统用户，例如患者或临床医生，或者输出给包括例如在微处理器中可执行的计算机程序的实例的过程。在示例中，所述过程可包括自动生成用于抗心律失常疗法的建议，或用于进一步诊断测试或治疗的建议。在示例中，外部设备120或远程设备124可以包括各自的显示单元，用于显示生理或功能信号，或警报、告警、紧急呼叫或其它形式的警告，以发信号通知心律失常的检测。在一些示例中，外部系统125可以包括外部数据处理器，其被配置成分析IMD110接收到的生理或功能信号，并确认或拒绝心律失常的检测。计算密集型算法，例如机器学习算法，可以在所述外部数据处理器中实现，以回顾性地处理数据从而检测心律失常。

IMD 110或外部系统125的部分可以使用硬件、软件、固件或其组合来实现。IMD110或外部系统125的部分可以使用可以被构造或配置成执行一个或多个功能的专用电路来实现，或者可以使用可以编程或以其他方式配置以执行一个或多个功能的通用电路来实现。这种通用电路可以包括微处理器或其一部分、微控制器或其一部分、或可编程逻辑电路、存储器电路、网络接口和用于互连这些组件的各种组件。例如，除其他外，“比较器”可以包括电子电路比较器，其可以被构造成在两个信号之间执行比较的特定功能，或者所述比较器可以实现为通用电路的一部分，所述通用电路可以由代码驱动，所述代码命令所述通用电路的一部分在所述两个信号之间执行比较。

图2A-2C示出了示例压力-容积(PV)环，其示出了在不同水平的的前负荷、后负荷和收缩力下左心室(LV)压力和LV容积之间的关系，每个相互依赖的变量都会影响心室功能。

预负荷是指心肌细胞在收缩之前的初始拉伸，因此与肌节长度有关。随着血容量的增加，心室的舒张末期压力和容积增加，这使得肌节拉伸，增加了预负荷。相反，随着血容量的减少，心室充盈减少，这使得肌节长度缩短，减少了预负荷。

后负荷是指心脏必须排出血液来对抗的负荷，与主动脉压力密切相关，除非存在主动脉狭窄。后负荷通常表示为室壁应力(σ)：

其中P为心室压力，r为心室半径，以及h为壁厚。

收缩力或收缩性，是指肌肉收缩或纤维缩短的力量或能量。随着收缩力的增加，给定预负荷下的有源张力增加，这增加了等容收缩期间的压力变化率(例如，dP/dt)。

在PV环的左下角，二尖瓣打开。LV容积在舒张过程中增加，直到在舒张末期的PV环的右下角，二尖瓣关闭，然后收缩开始。LV压力在等容收缩期间增加，直到PV环的右上角，主动脉瓣打开。LV容积通过射血减少，直到在收缩末期的PV环的左上角，主动脉瓣关闭，然后舒张开始。LV压力在等容舒张期间减少，直到二尖瓣打开。PV环的宽度(舒张末期容积减去收缩末期容积)为心搏量(SV)。

图2A示出了第一压力-容积(PV)环201，其示出了在不同预负荷水平(例如，控制210、增加的预负荷211和减小的预负荷212)下的左心室(LV)压力和LV容积之间的关系。随着预负荷的增加，心搏量增加。同样，随着预负荷的减少，心搏量减少。然而，预负荷对LV收缩末期压力(LVESP)无显著影响。PV环的宽度而不是高度随预负荷变化。此外，预负荷不影响收缩末期压力-容积关系(ESPVR)205。

图2B示出了第二PV回路202，其示出了在不同的后负荷水平(例如，控制220、增加的后负荷221和减少的后负荷222)下的LV压力和LV容积之间的关系。随着后负荷的增加，心搏量减少，并且LV收缩末期压力和容积增加。同样，随着后负荷的减少，心搏量增加，并且LV收缩末期压力和容积减少。然而，后负荷的变化对LV舒张末期容积或ESPVR 215没有显著影响。

图2C示出了PV环，其示出了不同收缩力水平(例如，控制220、增加的后负荷221和减小的后负荷222)下的LV压力和LV容积之间的关系。随着收缩力的增加，心搏量增加，并且LV收缩末期容积减少。随着收缩力的减少，心搏量减少，并且LV收缩末期容积增加。因此，收缩力的变化影响收缩末期压力-容积关系(ESPVR)225-227，如图2C中的倾斜虚线所示，每个收缩力水平对应一条。然而，收缩力的变化对LV收缩末期压力或LV舒张末期容积无显著影响。

图2A-2C表明，前负荷或收缩力的变化对LV收缩末期压力无显著影响，后负荷或收缩力的变化对LV舒张末期容积无显著影响，并且前负荷或后负荷的变化对收缩末期压力-容积关系(ESPVR)无显著影响，然而收缩力的变化则影响ESPVR。

为了研究后负荷和收缩性变化对心音和血压的影响，苯肾上激素和硝化甘油被用于改变后负荷，多巴酚丁胺被用于改变收缩性。除其他外，本发明者认识到，尽管S2和血压变化之间的关系基本上与后负荷的变化相一致，但是S2和血压之间的关系受到收缩性变化的显著影响。此外，本发明者已经认识到，可以使用S1来确定恒定收缩性状态或没有显著收缩性变化的状态，因为S1基本上与收缩性相关。因此，收缩性的变化和相应的S1可以确定S2基本上跟踪血压的时间段，以及其不跟踪血压的时间段。因此，S1可用于排除具有实质性收缩性变化的节段，这些变化对S2与血压的相关性产生不利影响，从而排除S2跟踪血压的能力。或者，S1可用于调整S2测量，以保持其与血压的相关性。

在示例中，中间S1值以外的S1值可用于检测实质性收缩性变化的时间段。处于或接近中间值的S1值(例如，在中间S1值的25％范围内)可用于确定无实质性收缩性变化的时间段。在其他示例中，阈值外的S1值(例如，S1值大于中间S1值的25％)可用于确定实质性收缩性变化的时间段，从而确定S2与血压相关性降低的时间段。

在其他示例中，处于固定值的S2或者S1的值范围可以用作血压的标记。在示例中，只有当相应的S1在可接受的S1值的范围内时，S2才能被记录并用于血压计算。在其他示例中，可以在不同水平的S1记录或系统记录S2，其中改变S1值可以指示不同水平的收缩力，例如监测血压作为变力状态(例如，运动等)的函数。在其他示例中，可以在S1、心率、阻抗、收缩时间间隔或其特定组合(例如S1和心率等)的特定水平或范围下记录或监测S2。

在示例中，可以在给定的S1值或S1值的范围或在收缩性的一个或多个其他指示中确定日平均值或其他较短或较长时间段的平均值(例如，唤醒时间、睡眠时间、一天中的活动或不活动时间段、长期(例如，30天、60天等)平均值等)。例如，睡眠血压可以用来确定系统漂移。在其他示例中，除了使用S1之外或代替使用S1，可以使用例如收缩时间间隔(STI)、射血前期(PEP)、Q-S2时间段、左心室射血时间(LVET)、LV dP/dt等校正S2。

在示例中，收缩性的指示可以与活动相关，因此，某些收缩性范围可用于确定静息血压、轻度活动时的血压(例如，正常功能)或高强度活动时的血压(如运动等)。在其他示例中，收缩性可以使用例如加速度计、姿势传感器(例如，磁强计)或其他活动传感器(例如，步数、步速率等)与活动、姿势或其组合相关联。范围可以对应于不同程度的活动、姿势等，或者可以使用其他传感器(例如心率、活动等)进一步记录生理信息(例如收缩性、活动、心率、呼吸等)的不同水平下的血压。可以对应不同的情况或信息创建不同的表。例如，可以在给定的S1或S1的范围内单独或与一个或多个其他条件或信息(包括例如心率、活动、姿势、呼吸(例如，速率、图案、模式等)等)的给定值或值范围组合来创建S2的表。在其他示例中，S2或血压测量或测定可使用不同的生理信息(例如，活动等)触发。

在其他示例中，可以使用S2信息结合一个或多个其他生理信息(例如一个或多个其他情况的测定或指示等)来进一步确定血压信息。例如，如果患者患有瓣膜性心脏病，血压的测定可以适于解释这种情况，可以使用生理信息进行检测，也可以从流动或外部系统接收(例如，医疗记录、医生的输入等)。二尖瓣缺损可影响S1，而主动脉瓣缺损可影响S2。流动或外部系统可检测(例如，使用心音形态等)或接收此类情况的指示，并可相应地调整血压的测定。在其他示例中，例如，可以仅使用最大峰值、两个峰值的平均值、第一峰值等来说明分裂的S1或S2。

在示例中，随着收缩性的增加，S1可能具有更高的光谱含量(例如，能量转移到更高的频率)。因此，心音的光谱含量可以用来确定收缩性的指示。在示例中，滤波器可用于过滤与正常、低收缩性状态相关联的频率。该滤波器的输出可以被监测，并且当未过滤的内容物(例如，集合、积分、RMS或振幅)超过阈值时，可忽略S2用于测定血压，或将血压的测定标记为在高收缩性状态下测定。此外，S1的形态随着收缩性变化。在示例中，随着收缩性的增加，S1的宽度(例如，时间)可以减小，或者S1的斜率可以增加。因此，可以忽略S2或使用与收缩性的各种指示相对应的不同的S1形态特征记录S2。在其他示例中，S2的光谱含量(例如，较高频率的增加可指示较高的血压)，或S2与S1的比率可用于进一步确定S2与血压的相关性。

图3示出了包括信号接收电路302和评估电路304的示例系统300。在示例中，信号接收电路302或评估电路304中的一个或两个可以包括在流动系统105或外部系统125中。在其他示例中，信号接收电路302或评估电路304中的一个可以包括在流动系统105中，而另一个可以包括在外部系统125中。在其他示例中，流动系统105和外部系统125可以包括信号接收电路302和评估电路304中的每一个的方面。

信号接收电路302可被配置成接收患者的生理信息，包括例如患者心脏的心音信息(例如，第一、第二、第三或第四心音(S1-S4)等)，或来自患者的一种或多种其他生理信息，例如收缩性信息，阻抗信息、呼吸信息、心电信息，或来自患者的一种或多种其他类型的生理信息。在示例中，所述生理信息可包括心率(例如，变时性)、姿势、活动、一个或多个心脏电或机械间隔(例如，收缩时间间隔(STI)，例如射血前期(PEP)、Q-S2时间段、左心室射血时间(LVET)、LV dP/dt等)、心脏电事件之间、心脏机械事件之间或心脏电事件与心脏机械事件之间的时间间隔等等中的一个或多个。

在示例中，系统300可以包括心音传感器，例如加速度计、麦克风或其他机械或声学传感器，其被配置成从患者的心脏感知心音信息。所述心音传感器可以是流动系统105中的组件。在其他示例中，可配置流动系统105或外部系统125以接收诸如来自患者心脏的心音信息。

评估电路304可被配置成使用接收到的生理信息来确定患者心脏收缩性的指示。在示例中，可以使用患者的S1信息，或者一个或多个其他心音测量、定时或值来确定心脏的收缩性。例如，收缩性的变化反映在S1振幅信息、能量信息(例如积分能量或振幅、RMS能量、光谱含量等)。在某些示例中，S1信息可用于确定收缩性的指示。在其他示例中，可使用收缩时间间隔、一个或多个其他心脏电或机械间隔、阻抗容积描记术或患者的其他阻抗变化来确定收缩性。

评估电路304可以被配置成使用心音信息来确定患者的血压信息。在示例中，S2信息可用于确定血压信息。S2与血压之间的关系受收缩性的影响。因此，评估电路304可以被配置成使用心音信息(例如，S2信息)和确定的心脏收缩性的指示(例如，使用S1信息所确定的)来确定血压信息。

例如，评估电路304可以使用S1信息来确定收缩性的指定范围，或者使用S1信息的指定范围来确定收缩性的指示(例如，S1值或S1值的增加大于平均值或中间S1值或阈值，例如中间S1值增加25％，等等)。在示例中，如果收缩性的指示低于指定值或值范围或在指定值或值范围内(例如，用于心动周期或多个心动周期的S1值)，则可以使用心音信息(例如，用于所述心动周期或相应的多个心动周期的S2值)来确定血压信息。相反，如果收缩性的指示高于或超出所述指定值或值范围(例如，用于心动周期或多个心动周期)，则可以忽略或不确定血压信息(例如，用于所述心动周期或相应的多个心动周期)。

图4示出了使用所确定的收缩性的指示来确定血压信息的示例方法400。在402，可以接收患者的生理信息，例如使用流动系统或外部系统的信号接收电路。所述生理信息可以包括心音信息、一种或多种其他类型的生理信息(例如，呼吸、心率、阻抗、心电信息等)或其组合，例如使用一个或多个流动设备的一个或多个传感器(例如，心音传感器、阻抗传感器、电极等)检测到的。所述信号接收电路可以耦合(例如，通信地耦合)到所述一个或多个传感器，或者所述信号接收电路可以被配置成从耦合到所述一个或多个传感器的一个或多个外部系统接收生理信息。

在404，可以使用接收到的生理信息(例如使用流动系统或外部系统的评估电路)来确定患者的心脏收缩性的指示。在示例中，可以使用心音信息(例如患者的S1信息)来确定心脏收缩性的指示。在其他示例中，可以使用其他接收到的生理信息或接收到的生理信息的组合(例如S1信息和心率信息等)来确定收缩性的指示。

在406，可以使用心音信息(例如，S2信息)和所确定的心脏收缩性的指示(例如S1信息)来确定患者的血压。在示例中，可以使用在指定值的S2信息或S1信息的范围来确定血压信息。在示例中，所述指定值或S1信息的范围可以对应于心脏收缩性的水平。例如，如果S1信息指示心脏的收缩性高，例如使用高于阈值(例如，比平均值或中值高出25％，等等)的S1信息的值。在某些示例中，可使用一个或多个其他阈值，以对应于心脏收缩性的测定，所述阈值高于中值或平均值或关于中值或平均值的正常范围，无论是针对患者还是基于人群。

图5示出了使用所确定的收缩性的指示来确定血压信息的示例方法500。在502，接收生理信息。在504，使用接收到的生理信息来确定收缩性的指示。在506，如果根据接收到的指示收缩性的生理信息所确定的指示在阈值范围内(例如，用于一组心动周期的特定的心动周期)，则在508测定用于所述一组心动周期的特定的心动周期的血压。如果，在506，所确定的收缩性的指示不在阈值范围内，则过程返回到502。例如，所测定的血压可用于启动或调整迷走神经刺激、压力感受器刺激或一种或多种其他血压疗法。

在示例中，在508测定的血压可用于确定或调整疗法，例如闭环系统的一部分。如果所测定的血压在范围内或高于或低于阈值，则可以根据疗法或治疗继续、启动或调整疗法。如果所测定的血压不在范围内或高于或低于阈值，则可根据疗法或治疗中止、启动或调整疗法。

图6示出了示例机器600的框图，在此讨论的技术(例如，方法论)中的任何一个或多个可以在其上执行。本说明书的部分可应用于本文所描述的医疗设备中的一个或多个的计算框架，例如IMD、外部编程器等。

如本文所述，示例可包括逻辑或多个组件或机器600中的机构，或可由其操作。电路系统(例如，处理电路系统)是电路的集合，其实现于包括硬件(例如，简单电路、门、逻辑等)的机器600的有形实体中。电路系统成员可能会随着时间的推移而变得灵活。电路系统包括在操作时可以单独或组合执行特定操作的成员。在示例中，电路系统的硬件可以不变地设计来执行特定的操作(例如，硬连线的)。在示例中，电路系统的硬件可以包括可变连接的物理组件(例如，执行单元、晶体管、简单电路等)，其包括物理改良的机器可读介质(例如，恒定质量粒子的电磁可移动放置等)以对特定操作的指令进行编码。在连接物理组件时，硬件成分的根本电气特性会发生变化，例如，从绝缘体到导体，反之亦然。所述指令使嵌入式硬件(例如，所述执行单元或加载机构)能够通过所述可变连接在硬件中创建电路系统的成员，以便在操作时执行特定操作的部分。因此，在示例中，机器可读介质元件是电路系统的一部分，或者在设备工作时通信地耦合到电路系统的其他组件。在示例中，所述物理组件中的任何一个可用于一个以上电路系统中的一个以上成员中。例如，在操作中，执行单元可以在一个时间点上用于第一电路系统的第一电路并且被所述第一电路系统中的第二电路或者在不同时间被第二电路系统中的第三电路再次使用。以下是关于机器600的这些部件的其他示例。

在替代实施例中，机器600可以作为独立设备操作，或者可以连接(例如，联网)到其他机器。在网络化部署中，机器600可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户端机器或两者的容量运行。在示例中，机器600可以充当对等(P2P)(或其他分布式)网络环境中的对等机。机器600可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、web设备、网络路由器、交换机或网桥，或者能够执行指定由该机器采取的动作的指令(顺序的或其他的)的任何机器。此外，虽然仅示出了一台机器，但术语“机器”还应被视为包括机器的任何集合，其单独或联合执行一组(或多组)指令以执行本文所讨论的任何一种或多种方法论，例如云计算、软件即服务(SaaS)、其他计算机集群配置。

机器(例如，计算机系统)600可以包括硬件处理器602(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核心或其任何组合)、主存储器604、静态存储器(例如，用于固件、微代码、基本输入输出(BIOS)、统一可扩展固件接口(UEFI)等的存储器或存储)606和大容量存储器608(例如，硬盘驱动器、磁带驱动器、闪存或其他块设备)，其中一些或全部可以通过互连(例如，总线)630彼此通信。机器600还可以包括显示单元610、字母数字输入设备612(例如，键盘)和用户界面(UI)导航设备614(例如，鼠标)。在示例中，显示单元610、输入设备612和UI导航设备614可以是触摸屏显示器。机器600可另外包括信号生成设备618(例如，扬声器)、网络接口设备620和一个或多个传感器616，例如全球定位系统(GPS)传感器、罗盘、加速度计或一个或多个其他传感器。机器600可包括输出控制器628，例如串行(例如，通用串行总线(USB))、并行或其他有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC)等)连接来通信或控制一个或多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)。

处理器602、主存储器604、静态存储器606或大容量存储器608的寄存器可以是或包括机器可读介质622，其上存储着一组或多组数据结构或指令624(例如，软件)，其由本文所描述的技术或功能中的任何一个或多个所体现或利用。在机器600执行指令624期间，指令624还可以完全地或至少部分地驻留在处理器602、主存储器604、静态存储器606或大容量存储器608的任何寄存器内。在示例中，硬件处理器602、主存储器604、静态存储器606或大容量存储器608中的一个或任何组合可以构成机器可读介质622。虽然机器可读介质622示为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的缓存和服务器)，其被配置成存储一个或多个指令624。

术语“机器可读介质”可以包括任何介质，其能够存储、编码或携带机器600执行的指令，使机器600执行本公开的一种或多种技术，或者能够存储、编码或携带这样的指令所使用的或与之相关联的数据结构。非限制性机器可读介质示例可包括固态存储器、光学介质、磁性介质和信号(例如，射频信号、其它基于光子的信号、声音信号等)。在示例中，非暂时性机器可读介质包括具有多个粒子的机器可读介质，所述粒子具有恒定(例如，静止)质量，因此非暂时性机器可读介质是物质的组合物。因此，非暂时性机器可读介质是不包括瞬时传播信号的机器可读介质。非暂时性机器可读介质的具体示例可包括：非易失性存储器，例如半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM光盘。

通过使用传输介质的通信网络626、通过利用多个传输协议(例如，帧中继、因特网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)等)中的任何一个的网络接口设备620可以进一步传送或接收指令624。示例通信网络可包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如，因特网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络和无线数据网络(例如，称为

的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族、称为

的IEEE 802.16标准族)、IEEE 802.15.4标准族、对等(P2P)网络等。在示例中，网络接口设备620可以包括一个或多个物理插孔(例如，以太网、同轴或电话插孔)或一个或多个天线以连接到通信网络626。在示例中，网络接口设备620可以包括多个天线，以使用单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO)或多输入单输出(MISO)技术中的至少一个进行无线通信。术语“传输介质”应被视为包括能够存储、编码或携带指令以供机器600执行的任何无形介质，并且包括促进此类软件通信的数字或模拟通信信号或其他无形介质。传输介质是机器可读介质。

上图说明了各种实施例。来自这些实施例中的一个或多个的一个或多个特征可以组合以形成其他实施例。本文所描述的方法示例至少部分地可以是机器或计算机实现的。一些示例可包括计算机可读介质或机器可读介质，其编码有可操作的指令以配置电子设备或系统以执行上述示例中所述的方法。此类方法的实现可以包括诸如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等代码。这种代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。所述代码可以构成计算机程序产品的部分。此外，在执行期间或其他时间，所述代码可以有形地存储在一个或多个易失性或非易失性计算机可读介质上。

上述详细描述旨在是说明性的，而非限制性的。因此，本公开的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求有权享有的等价物的全部范围来确定。

Claims (9)

1.一种使用心音的慢性血压监测系统，包括：

信号接收电路，被配置成接收患者的生理信息，其包括患者的心音信息；以及

评估电路，被配置成：

使用患者的第一心音(S1)信息确定患者的心脏收缩性的指示；以及

在使用患者的所述第一心音(S1)信息确定的收缩性的指定范围内使用患者的第二心音(S2)信息确定患者的血压信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述评估电路被配置成：

确定用于第一心动周期的所述心脏收缩性的指示；以及

如果所确定的用于所述第一心动周期的心脏收缩性的指示在阈值范围内，则使用用于所述第一心动周期的所述心音信息来确定患者的血压信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述阈值范围具有高于用于患者的中间S1值的上边界阈值量。

4.根据权利要求1所述的系统，包括：

心音传感器，被配置成检测来自患者的心音信息，并使用所述心音信息来确定所述第一心音(S1)信息和所述第二心音(S2)信息，

其中，所述信号接收电路被配置成接收患者的生理信息，其包括所述第一心音(S1)信息和所述第二心音(S2)信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第一心音(S1)信息包括第一心音(S1)振幅或能量中的至少一个，并且所述第二心音(S2)信息包括第二心音(S2)振幅或能量中的至少一个。

6.一种计算机可读存储介质，包括在由医疗设备执行时，使所述医疗设备执行以下步骤的指令：

接收患者的生理信息，其包括患者的心音信息；

使用患者的第一心音(S1)信息确定患者的心脏收缩性的指示；以及

在使用患者的所述第一心音(S1)信息确定的收缩性的指定范围内使用患者的第二心音(S2)信息确定患者的血压信息。

7.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，由所述医疗设备执行时，使所述医疗设备确定心脏收缩性的指示的指令包括执行以下步骤的指令：

确定用于第一心动周期的所述心脏收缩性的指示，以及

其中，由所述医疗设备执行时，使所述医疗设备确定患者的血压信息的指令包括执行以下步骤的指令：

如果所确定的用于所述第一心动周期的心脏收缩性的指示在阈值范围内，则使用用于所述第一心动周期的所述心音信息来确定患者的血压信息。

8.根据权利要求7所述的计算机可读存储介质，

其中，所述阈值范围具有高于用于患者的中间S1值的上边界阈值量。

9.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，在由所述医疗设备执行时，使所述医疗设备确定心脏收缩性的指示的指令包括执行以下步骤的指令：

使用患者的第一心音(S1)信息确定用于第一心动周期的所述心脏收缩性的指示是否在阈值范围内，以及

其中，在由所述医疗设备执行时，使所述医疗设备确定患者的血压信息的指令包括执行以下步骤的指令：

如果所确定的用于所述第一心动周期的心脏收缩性的指示在阈值范围内，则使用来自患者的所述第一心动周期的第二心音(S2)信息来确定患者的血压信息。

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