JP2014507187A - 逐次分類器を用いる心不全検出 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に記載するシステムおよび方法を開発する際に特定のセンサに対して検査された1つの所定タイプの複合値入力は、時間窓内の長期平均および短期平均の差であり、以降「St_avg−Lt_avg@X days ago」と略記する。この複合値入力を計算するために、システムはまず、センサ読取値の短期平均を計算する。短期平均は、長期平均に対して使用される時間の窓より、基準日前のより小さい時間の窓にわたる平均である。一例では、短期平均は、先の5日間にわたる等、先のY日間にわたる平均値である。別の例では、短期平均は、基準日の2日前に開始する5日間の窓にわたる等、基準日のX日前に開始するY日間の窓にわたる平均値であり得る。短期平均はまた、7日間あるいは3日間にわたる平均値、または間の別の値でもあり得る。
特定のセンサに対する別の所定タイプの複合値入力は、時間窓内の長期平均およびベースラインの差である。この複合値入力を計算するために、本明細書に記載するように、まず、センサ読取値の長期平均を計算する。
さらに別の所定のタイプの複合値入力は、時間窓内の特定のセンサ読取値に対するMデータ点の最大セットとMデータ点の最小セットとの差である。この複合値入力により、システムは、特定のセンサ読取値の変動が時間窓内にどれくらい発生するかを評価することができる。一例では、システムは、20日間等の時間窓に対するM個の最大センサ読取値を特定し、これらの読取値を「最大セット」とであるものとみなす。システムは、時間窓に対するM個の最小センサ読取値を特定し、これらを「最小セット」とみなす。そして、システムは、各セットのセンサ読取値の中央値を確定し、最小セットの中央値を最大セットの中央値から減じてデータ点に達する。
y=f(x,β)+ε
式中、yは1つまたは複数の応答変数を表し、xは1つまたは複数の予測変数を表し、βは1つまたは複数の未知のモデルパラメータを表し、εは雑音項を表す。回帰モデルの例としては、限定されないが、線形回帰モデル、ロジスティック回帰モデル、人工ニューラルネットワークまたは決定木を挙げることができる。
y=β0+β1x1+…+βkxk+ε,
式中、βi,i=0,…kは、予測変数xi,i=1,…kの相対的な寄与を特定するモデルパラメータを表す。モデルパラメータβi,i=0,…kを、最小二乗法、最小絶対偏差法または最尤法等の推定方法によって、訓練セットから特定することができる。
データ生成デバイスの一例は、植込み型心調律管理デバイスである。所定の植込み型心調律管理デバイスとしては、ペースメーカ、除細動器、心臓再同期デバイス、心調律モニタリングデバイス等が挙げられる。他の植込み型データ生成デバイスとしては、圧力センサ、心音センサ、加速度計およびインピーダンスセンサが挙げられる。しかしながら、外部ペースメーカ、外部除細動器、外部再同期デバイス、外部圧力センサ、外部心音モニタおよび外部インピーダンスセンサを含む、外部デバイスからのエピソードデータを生成することも可能である。心臓活動をモニタリングする外部デバイスの更なる例としては、24時間以上、心臓の電気的活動を連続的にモニタリングする、携帯型心電図検査デバイスまたはホルターモニタが挙げられる。データ生成デバイスは、特定の患者に対して心臓信号情報を提供することができるものである。
ここで、システムのハードウェアのさらなる詳細な実施形態について添付図面を参照して説明する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
患者における心不全を検出する方法であって、
少なくとも第1センサおよび第2センサを使用して2つ以上のセンサ測定値を収集することにより、患者から生理学的データを収集するステップと、
少なくとも第1センサ測定値に基づいて第1複合値を計算するステップであって、前記第1複合値が、患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第1複合値が第1指定範囲外である場合、少なくとも第2センサ測定値に基づいて第2複合値を計算するステップであって、前記第2複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第2複合値が第2指定範囲外である場合、心不全状態の変化の警告を生成するステップであって、前記警告が、前記患者の心不全状態が悪化した可能性の指示を含む、ステップと、
を含み、
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲を変更することができる、方法。
(項目2)
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲が、医療提供者によって変更される、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲が、患者母集団、患者の年齢、患者の性別および患者のイベント情報からなる群のうちの1つに基づくアルゴリズムによって変更される、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記センサのうちの少なくとも1つが外部センサである、項目1〜3のいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
前記センサのうちの少なくとも1つが、植込み型医療デバイスに存在する、項目1〜4のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
前記センサが、心調律管理デバイスに存在する、項目1、2、3または5に記載の方法。
(項目7)
前記第1複合値が、前記第2複合値より心不全に対して感度が高い、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
前記第1複合値が、前記第2複合値より心不全の早期のマーカーである、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
(項目9)
前記第1複合値が、前記第2複合値よりパワー−費用効率が高い測度である、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
(項目10)
前記第1センサが呼吸数センサであり、前記第1複合値が、ある期間にわたる呼吸数に対する現在値および過去値に基づいて計算される、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
(項目11)
前記第2センサが経胸腔インピーダンスセンサであり、前記第2複合値が、ある期間にわたる経胸腔インピーダンスに対する現在値および過去値に基づいて計算される、項目1〜10のいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
前記第1複合値および前記第2複合値のうちの一方または両方が、回帰モデルを用いて計算される、項目1〜11のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
患者における心不全を検出するシステムであって、
患者から生理学的データの2つ以上のセンサ測定値を収集する第1センサおよび第2センサと、
少なくとも第1センサ測定値に基づいて第1複合値を計算するように構成されたプロセッサであって、前記第1複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示であり、
前記プロセッサが、前記第1複合値が第1指定範囲外である場合に、少なくとも第2センサ測定値に基づいて第2複合値を計算するようにさらに構成され、前記第2複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、プロセッサと、
前記第2複合値が第2指定範囲外である場合に、心不全状態の変化の警告を生成するように構成された通信モジュールであって、前記警告が、前記患者の心不全が悪化した可能性の指示を含む、通信モジュールと、
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲を変更するように構成された範囲変更モジュールと、
を具備するシステム。
(項目14)
医療提供者から、前記第1指定範囲および前記第2指定範囲に対する変更を受け取るように構成されたユーザインタフェースをさらに具備する、項目13に記載のシステム。
(項目15)
アルゴリズムに基づいて前記第1指定範囲および前記第2指定範囲に対する変更を確定することができる解析モジュールをさらに具備する、項目13に記載のシステム。
(項目16)
前記第1センサおよび前記第2センサのうちの少なくとも1つが外部センサである、項目13〜15のいずれか一項に記載のシステム。
(項目17)
心調律管理デバイスを具備し、前記心調律管理デバイスが前記第1センサおよび前記第2センサを含む、項目13〜15のいずれか一項に記載のシステム。
(項目18)
前記第1センサが呼吸数センサであり、前記第1複合値が、ある期間にわたる呼吸数に対する現在値および過去値に基づいて計算される、項目17に記載のシステム。
(項目19)
前記第2センサが経胸腔インピーダンスセンサであり、前記第2複合値が、ある期間にわたる経胸腔インピーダンスに対する現在値および過去値に基づいて計算される、項目17または18に記載のシステム。
(項目20)
患者における心不全を検出する方法であって、
少なくとも第1センサおよび第2センサを使用して2つ以上のセンサ測定値を収集することにより、患者から生理学的データを収集するステップであって、前記第1センサおよび前記第2センサが心調律管理デバイスに存在し、前記第1センサが呼吸数センサであり、前記第2センサが経胸腔インピーダンスセンサである、ステップと、
少なくとも第1センサ測定値に基づいて第1複合値を計算するステップであって、前記第1複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第1複合値が第1指定範囲外である場合に、少なくとも第2センサ測定値に基づいて第2複合値を計算するステップであって、前記第2複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第2複合値が第2指定範囲外である場合に、心不全状態の変化の警告を生成するステップであって、前記警告が、前記患者の心不全状態が悪化した可能性の指示を含む、ステップと、
を含み、
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲を、医療提供者が変更することができ、
前記第1複合値が、ある期間にわたる呼吸数に対する現在値および過去値に基づいて計算され、
前記第2複合値が、ある期間にわたる経胸腔インピーダンスに対する現在値および過去値に基づいて計算される、方法。
Claims (20)
- 患者における心不全を検出する方法であって、
少なくとも第1センサおよび第2センサを使用して2つ以上のセンサ測定値を収集することにより、患者から生理学的データを収集するステップと、
少なくとも第1センサ測定値に基づいて第1複合値を計算するステップであって、前記第1複合値が、患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第1複合値が第1指定範囲外である場合、少なくとも第2センサ測定値に基づいて第2複合値を計算するステップであって、前記第2複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第2複合値が第2指定範囲外である場合、心不全状態の変化の警告を生成するステップであって、前記警告が、前記患者の心不全状態が悪化した可能性の指示を含む、ステップと、
を含み、
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲を変更することができる、方法。 - 前記第1指定範囲および前記第2指定範囲が、医療提供者によって変更される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1指定範囲および前記第2指定範囲が、患者母集団、患者の年齢、患者の性別および患者のイベント情報からなる群のうちの1つに基づくアルゴリズムによって変更される、請求項1に記載の方法。
- 前記センサのうちの少なくとも1つが外部センサである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサのうちの少なくとも1つが、植込み型医療デバイスに存在する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサが、心調律管理デバイスに存在する、請求項1、2、3または5に記載の方法。
- 前記第1複合値が、前記第2複合値より心不全に対して感度が高い、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1複合値が、前記第2複合値より心不全の早期のマーカーである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1複合値が、前記第2複合値よりパワー−費用効率が高い測度である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1センサが呼吸数センサであり、前記第1複合値が、ある期間にわたる呼吸数に対する現在値および過去値に基づいて計算される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2センサが経胸腔インピーダンスセンサであり、前記第2複合値が、ある期間にわたる経胸腔インピーダンスに対する現在値および過去値に基づいて計算される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1複合値および前記第2複合値のうちの一方または両方が、回帰モデルを用いて計算される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 患者における心不全を検出するシステムであって、
患者から生理学的データの2つ以上のセンサ測定値を収集する第1センサおよび第2センサと、
少なくとも第1センサ測定値に基づいて第1複合値を計算するように構成されたプロセッサであって、前記第1複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示であり、
前記プロセッサが、前記第1複合値が第1指定範囲外である場合に、少なくとも第2センサ測定値に基づいて第2複合値を計算するようにさらに構成され、前記第2複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、プロセッサと、
前記第2複合値が第2指定範囲外である場合に、心不全状態の変化の警告を生成するように構成された通信モジュールであって、前記警告が、前記患者の心不全が悪化した可能性の指示を含む、通信モジュールと、
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲を変更するように構成された範囲変更モジュールと、
を具備するシステム。 - 医療提供者から、前記第1指定範囲および前記第2指定範囲に対する変更を受け取るように構成されたユーザインタフェースをさらに具備する、請求項13に記載のシステム。
- アルゴリズムに基づいて前記第1指定範囲および前記第2指定範囲に対する変更を確定することができる解析モジュールをさらに具備する、請求項13に記載のシステム。
- 前記第1センサおよび前記第2センサのうちの少なくとも1つが外部センサである、請求項13〜15のいずれか一項に記載のシステム。
- 心調律管理デバイスを具備し、前記心調律管理デバイスが前記第1センサおよび前記第2センサを含む、請求項13〜15のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第1センサが呼吸数センサであり、前記第1複合値が、ある期間にわたる呼吸数に対する現在値および過去値に基づいて計算される、請求項17に記載のシステム。
- 前記第2センサが経胸腔インピーダンスセンサであり、前記第2複合値が、ある期間にわたる経胸腔インピーダンスに対する現在値および過去値に基づいて計算される、請求項17または18に記載のシステム。
- 患者における心不全を検出する方法であって、
少なくとも第1センサおよび第2センサを使用して2つ以上のセンサ測定値を収集することにより、患者から生理学的データを収集するステップであって、前記第1センサおよび前記第2センサが心調律管理デバイスに存在し、前記第1センサが呼吸数センサであり、前記第2センサが経胸腔インピーダンスセンサである、ステップと、
少なくとも第1センサ測定値に基づいて第1複合値を計算するステップであって、前記第1複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第1複合値が第1指定範囲外である場合に、少なくとも第2センサ測定値に基づいて第2複合値を計算するステップであって、前記第2複合値が、前記患者の心不全状態が変化した可能性の指示である、ステップと、
前記第2複合値が第2指定範囲外である場合に、心不全状態の変化の警告を生成するステップであって、前記警告が、前記患者の心不全状態が悪化した可能性の指示を含む、ステップと、
を含み、
前記第1指定範囲および前記第2指定範囲を、医療提供者が変更することができ、
前記第1複合値が、ある期間にわたる呼吸数に対する現在値および過去値に基づいて計算され、
前記第2複合値が、ある期間にわたる経胸腔インピーダンスに対する現在値および過去値に基づいて計算される、方法。
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