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心血管疾病的检测系统和方法

  • 专利名称
    心血管疾病的检测系统和方法
  • 发明者
    玛丽·A·约翰逊
  • 公开日
    2012年10月31日
  • 申请日期
    2010年12月8日
  • 优先权日
    2009年12月8日
  • 申请人
    Aum心血管股份有限公司
  • 文档编号
    A61B8/02GK102762152SQ201080063793
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种用于检测冠状动脉疾病的系统,包括 至少一个声学传感器; 耦接在所述至少一个声学传感器上、被配置来对所述至少一个声学传感器进行定位以采集声学数据的壳体; 被配置来调节从所述至少一个声学传感器接收到的声学数据的电子子系统; 耦接在所述电子子系统上、被配置来接收所述调节后的声学数据并至少部分基于所述调节后的声学数据的波形形状来判断出现了冠状动脉疾病的处理器;以及 被配置来呈现包括与所述调节后的声学数据相关的至少一个波形的图形用户界面的电子装置2.根据权利要求I的系统,其中所述用户图形界面包括两个波形与患者的第一组声学数据相关联的第一波形和与所述患者的第二组声学数据相关联的第二波形3.根据权利要求2的系统,其中所述第一波形表示出现了冠状动脉疾病,所述第二波形与治疗所述冠状动脉疾病之后所取得的声学数据相关联4.根据权利要求I的系统,其中所述处理器和所述电子子系统中的至少一个耦接在所述壳体上5.根据权利要求I的系统,其中所述电子装置包括所述处理器和所述电子子系统中的至少一个6.根据权利要求I的系统,其中所述的电子装置包括从下面的组中选择的一个智能手机、个人数字助理、平板电脑、MP3播放器、膝上型电脑、笔记本电脑、台式电脑、监示器和医疗装置7.根据权利要求I的系统,其中所述壳体包括手持装置8.根据权利要求7的系统,其中所述壳体耦接到所述电子装置9.根据权利要求8的系统,其中所述壳体是无线地耦接到所述电子装置10.根据权利要求I的系统,其中所述壳体包括贴片11.根据权利要求I的系统,其中所述壳体包括手套或者身体罩衫中的一个12.根据权利要求I的系统,其中所述的图形用户界面包括对所述声学数据来源的图形描述13.根据权利要求I的系统,其中所述的声学数据来源是血管14.根据权利要求I的系统,其中所述的图形用户界面包括诊断结论15.一种用于检测冠状动脉疾病的系统,包括 声学系统,包括 至少一个声学传感器, 耦接在所述至少一个声学传感器上、被配置来对所述至少一个声学传感器进行定位以采集声学数据的壳体, 被配置来调节从所述至少一个声学传感器接收的声学数据的电子子系统,以及耦接在所述电子子系统上、被配置来接收所述调节后的声学数据并用来至少部分基于所述调节后的声学数据的波形的形状来判断出现了冠状动脉疾病的处理器;以及 耦接在所述声学系统上、被配置来至少部分基于电信号来判断出现了冠状动脉疾病的心电图装置16.根据权利要求15的系统,其还包括被配置来至少部分基于来自于所述声学系统的波形形状以及来自于所述心电图装置的电信号、呈现表示出现或者没有冠状动脉疾病的显示装置17.一种检测冠状动脉疾病的方法,包括 接收声学数据; 调节所述声学数据; 绘制所述声学数据的波形; 对与冠状动脉疾病相关联的波形形状进行波形分析;以及 呈现包括所述波形的输出18.根据权利要求17的方法,进一步包括采集声学数据19.根据权利要求17的方法,其中呈现进一步包括呈现一个包括所述声学数据的来源的图形描述的输出20.根据权利要求19的方法,其中呈现进一步包括呈现血管的图像21.根据权利要求17的方法,进一步包括产生诊断结论22.根据权利要求21的方法,其中如果所述诊断结论是出现了冠状动脉疾病,所述方法进一步包括 如果所述波形形状与冠状动脉疾病相关的话,给患者推荐治疗方法; 在所述治疗之后,为所述患者重复所述接收、调节、绘制图形和分析,以获得第二波形;以及 呈现包括所述波形和所述第二波形的输出23.根据权利要求21的方法,其中所述诊断结论包括预测、建议的化验或者建议的治疗方案其中的至少一个24.一种用于检测冠状动脉疾病的系统,包括 至少一个声学传感器; 耦接在所述至少一个声学传感器上、被配置来对所述至少一个声学传感器进行定位以采集声学数据的壳体; 配置来调节从所述至少一个声学传感器接收的声学数据的电子子系统; 耦接到所述电子子系统、被配置来接收所述调节后的声学数据并至少部分基于所述调节后的声学数据的波形的形状来判断出现了冠状动脉疾病的处理器;以及 被配置来呈现与确定是否有冠状动脉疾病相关的输出的电子显示装置,所述输出包括所述声学数据的来源的图形描绘25.根据权利要求24的系统,其中所述输出包括预测、建议的化验和建议的治疗方案其中的至少一个26.根据权利要求24的系统,其中所述声学数据的来源是血管27.根据权利要求24的系统,其中所述的电子装置包括从下面的组中所选择的一个智能手机、个人数字助理、平板电脑、MP3播放器、膝上型电脑、笔记本电脑、台式电脑、监示器和医疗装置28.根据权利要求24的系统,其中所述的壳体包括手持式装置29.根据权利要求24的系统,其中所述的壳体包括贴片30.根据权利要求24的系统,其中所述壳体包括手套或者身体罩衫中的一个
  • 技术领域
    本发明大体上涉及医学诊断领域,尤其是涉及医学诊断领域内的改进的心血管疾病的检测系统和方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    本发明的实施例涉及心血管疾病的检测系统和方法实施例的优点是提供快速、非侵入式的系统和方法来识别临床上相关的冠状动脉疾病下文对本发明实施例的描述并不旨在将本发明限制在这些实施例上,而是使本领域普通技术人员能够制造和使用这项发明参考图1,检测患者的心血管疾病的系统100的实施例包括可以定位于患者体外、接收从患者的心血管系统获得的声学数据的声学传感器102 ;传感器壳体104,在它里面或者上面安装有传感器102 ;调节从传感器102接收到的声学数据的电子子系统106 ;以及分析调节后的声学数据以判断出现了心血管疾病的处理器108所述声学数据能够从冠状动脉或者任何适当的血管或者生理结构内的血流和/或沿着它们传播的震动获得所述声学数据能够另外和/或可替换地从心律或者声音得到在一些实施例中,系统100可以进一步包括一个显示器或者其它通信装置110和/或存储模块系统100的实施例可以由内科医生或者其它医学专家用来判断在患者的至少一个冠状动脉中出现了狭窄和/或狭窄的严重程度,但是可以另外和/或可替换地由任何适当的人用来判断和/或预测任何适当的与心血管相关的疾病,比如任何适当血管内的狭窄、中风以及高血压,这些实施例将在下文进行讨论声学传感器102的实施例的作用在于将患者的心血管系统内产生的声波转换成电信号所述电信号可以是血管中血流性质和/或者心脏功能性质(比如冠状动脉顺应性的变化或者心瓣膜血管化的变化)的反映在实施例中,声学传感器102能够从下面至少一个冠状动脉接收声学数据,包括左前降支冠状动脉、右冠状动脉、左主动脉、左回旋支动脉(left circumflex artery)以及它们的对角部分(diagonal)、分支以及伴随部分(corollaries)声学传感器102可以另外和/或可替换地从下面至少一个接收声学数据颈动脉(比如检测狭窄作为中风和/或全身动脉粥样硬化的预测因素)、肾动脉(比如检测狭窄作为肾移植排斥反应的预测因素)、心率(比如检测奔马律S3或S4声音、Dock杂音、二尖瓣或三尖瓣乳头状局部缺血和/或任何适当的心脏病)或者患者身上任何适当的血管或者位置(比如来检测局部缺血、狭窄、高血压或者其它心血管疾病)这样,实施例中的声学传感器102,除别的功能之外,可以用来检测冠状动脉疾病、血栓的发展、主动脉瘤、瓣膜异常、乳头肌功能异常、心功能不全的S3和/或S4指示、血管湍流;以及用来筛查心脏骤停以及肺动脉高血压在使用时,声学传感器102和传感器壳体104可以被放置在患者的体外,并被定位在要获得并被分析声学数据的血管和/或心脏区域的附近声学传感器102可以被定位在患者的胸部上,比如是在患者的左边第四肋间空间上,以获得冠状动脉的声学数据,但是可以被另外和/或者可替换地定位在任何适当的位置上,以获得其它动脉的声学数据声学传感器102可以从多个来源接收多组声学数据,这些声来源可以组合起来在装置灵敏度较大时使用在一些实施例中,声学传感器102可以被重新定位在各个位置,从组合的多个位置接收声学数据在一些实施例中,系统100可以包括从任何适当组合的位置接收声学数据的多个声学传感器例如,系统100可以包括从每个冠状动脉接收声学数据的四个传感器另一个例子,系统100可以包括从左前降支冠状动脉和右冠状动脉中的每一个接收声学数据的两个传感器另一个例子是,系统100可以包括从颈动脉和冠状动 脉接收声学数据的两个传感器在一个实施例中,声学传感器102包括压电材料,但是可以被替换成机械或者声波传感器、话筒、水诊器、声纳传感器或者任何适当的声学、超声波和/或震动转换器或传感器为方便之故,通篇将使用术语“声学传感器”,但是使用这个术语并不意味着限制传感器的类型、构造或者特性,如果可以的话,会给出具体实施例作为示例例如,传感器102可以采集血管内部或外部的声音、震动(seismic)、顺应性、压力、流量和/或速度数据中的至少一种,判断那个或者相关联的血管的疾病状态在实施例中,声学传感器102可以与阻抗匹配材料一起使用,比如与凝胶体或者其它与超声波检查时使用的那些流体类似的流体一起使用声学传感器102还可以与信号调节、滤波、放大、转换、缩放和/或噪声抑制或者消除电路结合使用,它们中的至少一些将在下文详细描述这样的电路可以与声学传感器102、传感器壳体104和/或系统100的其它一些组件一起使用例如,一个实施例包括用震动转换器作为声学传感器102、放大器、扬声器或者扬声器插孔和数字滤波电路,以建立与湍流、组织顺应性变化、血管钙化和/或血小板形成相关联的血管变化相对应的至少一个脉冲传递函数在滤波之前的信号路径上,可以依赖于实际声音来源和转换器之间的组织的厚度对高频进行预加强(pre-emphasis)在实施例中还可以用数字滤波电路,提供解加强(de-emphasis),如先前所提到的,建立至少一个脉冲传递函数其它实施例可以包括数字模式识别电路和/或算法,对声学信号取窗(windowing),适应性地从周围环境中去掉噪声,抑制所观察到的信号中的重复信号传感器壳体104的实施例的功能是为声学传感器102提供结构上的支撑,并提供一个将声学传感器102定位在患者上的界面传感器壳体104可以局部或者完全包住声学传感器102,并可以包括电池之类的电源,或者从电源到声学传感器102的连接在实施例中传感器壳体104的具体构造可以有变化例如,图2描绘的传感器壳体104是听诊器状的装置200听诊器状的装置200的实施例包括一个末梢端,其中或者其上附着有声学传感器102在一个实施例中,所述末梢端是手持式,像通常的听诊器装置一样,并可以由用户将其定位,以将声学传感器102放置在适当位置,比如患者左边第四肋间空间在一个实施例中,听诊器状装置200不会给用户提供与所述声学传感器所采集的声学数据相关联的可听见声音,虽然在其它实施例中,可以提供可听到的或者可看见的反馈例如,在一些实施例中,听诊器状装置200可以包括用户戴的耳机,或者任何适当的音频界面,给用户提供与声学数据相关联的可听见声音,比如处理过的或者加强后的数据,和/或任何与判断出现了心血管疾病相关的适当的声音如图3的各种实施例所描述,传感器壳体104包括皮肤贴片(dermal patch) 3000在实施例中,皮肤贴片300是可去掉地贴在患者皮肤上的粘性贴片,包括里表面或者其它让声学传感器102所附着的适当的表面声学传感器102可以用胶水之类的粘接剂粘在皮肤贴片300上、缝在皮肤贴片上、或者以任何适当的方式皮肤贴片300的实施例可以包括一个或多个声学传感器102例如,在图3A所绘的实施例中,皮肤贴片300可以包括一个声学传感器,以从多个位置接收声学数据,多个皮肤贴片相对于彼此设置在患者上虽然图3A描绘了三个皮肤贴 片300,但是在其它实施例中可以使用多些或者少些的皮肤贴片可替换的是,如图3B所描绘的,皮肤贴片300可以包括预先安放在相关位置附近的一个或多个声学传感器102,从冠状动脉或者任何适当的位置群采集声学数据皮肤贴片300可以从一组可用尺寸的皮肤贴片中选择,以供多个尺寸和/或形状的患者使用,并/或者被配置来方便且舒适地贴着身体的一个或多个区域在实施例中,皮肤贴片300可以由生物相容的布料、塑料或者其它合适的材料制成,用生物相各的粘接剂粘于患者如图4所描绘的,传感器壳体104包括可以裹在患者的胸部、腹部、躯干、肩膀、脖颈或者任何适当部位的身体罩衫400身体罩衫400可以类似于皮肤贴片(300)的变形,除了身体罩衫400可以有弹性而紧紧地地匹配患者之外身体罩衫400的实施例可以是包围住身体用尼龙、按扣或者其它装置固定的条状材料、拉在身体上的绑带、衬衫或者任何适当的罩着患者的身体或者身体的一部分的服装图5描绘的是另一个实施例,其中传感器壳体104包括戴在用户手上的手套500手套500可以包括罩住用户手指的指部502和/或者罩住用户手掌的掌部504在另一个实施例中,指部包括一个连体部分,使得手套500包括一个带或不带拇指部的连指状结构在实施例中,在手套500的指部502和/或掌部504定位一个或多个声学传感器102,使得用户可以将他们的手指和/或手掌定位和按压在患者身体上或者附近以接收声学数据在其它实施例中,声学传感器102可以位于手套500上的任何合适位置在另一个实施例中,传感器壳体104可以包括一个导管、探针和/或导线在导管上/内或者在导线上/内可以放置一个或多个声学传感器102,用来实时或者作为植入的监控系统评估一个或多个血管的狭窄、血栓或者血小板的发展这样一个系统的实施例可以皮下植入,植入在肌肉下方、在一个单板装置(on-board device)的内部,作为单个传感器和/或作为身体外的传感器这样一个实施例,与下文根据图6-9所讨论的实施例类似,可以由内科专家用一个或多个手持装置、个人数字助理(PDA)、智能电话、微控制器、远程监控系统、计算机、平板电脑和/或其它用于反馈、处理和/或诊断用的系统来使用实施例还可以用在汽车或者其它装备中,用来将司机、驾驶员或者乘客的心脏病警告给单板处理器(on-board processor),以警告那些在车辆中的人或者给远程的监控者图6-9描绘的是各种进一步的实施例,其中,传感器壳体104都包括手持装置所述手持装置的具体构造和特征可以根据用途、环境和/或用户来改变例如,一些实施例可以被配置用于临床环境,比如医院、诊所、内科专家的办公室之类,而其它实施例可以包括方便的特征,使它们适用于现场应用,比如救护车和其它交通工具、急诊部和急救工具箱(First Responder kits)、军队和/或野外临时的医疗设施、不完善的诊所环境、发展中或者灾难地区之类可以再定制其它实施例,使得非内科专家可以使用它们进行迅速的初步反馈,这将在下文有更详细讨论图6描述了一个手持传感器壳体604,被配置与笔记本或者其它便携式计算机装置606 —起使用,除其它之外,可以适用于,例如救护车和其它交通工具、急救部门和急救工具箱在一个实施例中,传感器壳体604包括多个声学传感器602,被配置放在患者体外传感器壳体604可以是带线的,以防止丢失或者放错地方,并且可以和计算装置606经由USB线缆608或者其它一些合适的有线通信技术进行通信在另一个实施例中,传感器装置604和计算机装置606 进行无线通信,比如经由射频(RF)、蓝牙或者其它一些适当的通信技术或者协议手持传感器壳体604可以由用户握着或者把持着,被压在或者穿过靠近冠 状动脉或者其它位置,接收声学数据实施例中,手持传感器壳体604可以符合用户手握,比如,通过带有球茎形状和/或手指柄的形状,或者可以是矩形或者任何适当的形状图6中的传感器壳体604的具体形状和构造是一个非限制性的例子图7描绘的是组合的声学传感器/EKG系统700的实施例系统700应用来自于手持传感器壳体604内的声学传感器102(图7中看不见)的声音或者超声波数据,与用于临床诊断和治疗的心电图(EKG)系统706的电信号相呼应系统700可以,例如,由外科医生、麻醉师和其它内科专家使用,进行非心脏病的术前筛查,比如结合现有的和接受的术前风险评估和打分和/或优化内科疗法,包括¢-受体阻滞药或者手术期间的抑制素系统700特别是可以用来判断出现了 ST抬高在实施例中,传感器壳体604和声学传感器102通常和EKG系统706的制造或者成模相兼容在图7的实施例中,传感器壳体604被描绘成有线的,但是,在其它实施例中,可以是无线的,比如本文参考其它实施例所讨论的如所描绘的,EKG系统706包括显示结果的显示器在其它实施例中,显示器可以和壳体604和EKG系统706中的一个或者两者集成在一起,或者可以提供单独的显示装置在其它实施例中,超声心动图、计算机断层扫描、IVUS、血流储备分数(FFR)、CCTA、血管造影研究、心脏MRI (核磁共振成像)、核扫描、钙化积分和/或应激EKG也可以和声学传感器102及手持传感器壳体604—起使用实施例可以与心脏除颤器或者起搏器一起使用来确定在心脏中出现了顺应变化、限流病变、心肌梗塞或者血栓因此,实施例可以应用可植入的或者外部装置中的一个,或者二者还有其它实施例可以与其他技术、工艺和疗法一起使用,比如使用声学传感器102及其数据进行一个或多个优化的内科治疗(medicaltherapy);断定限流、临床相关的病变;判断亚临床病变;断定干预的交错(interventionstaggering),即,进行多个支架手术并断定哪一个是最紧急的问题;以及/或者断定在哪里定位OCT、IVUS和FFR测量再有其它实施例可以应用成像技术,比如红外、温度、超声波成像、多普勒超声波2D、X射线、CT扫描、核扫描、震动(seismic)和/或其它皮下成像技术,结合起来识别血管的位置,用于传感器壳体604的导航还有一个实施例可以将随行的声学传感器102与起搏器或者除颤器结合起来,作为冠状动脉疾病、狭窄、血栓和/或充血性心力衰竭发展或进展的警告机构
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专利名称:心血管疾病的检测系统和方法心血管疾病影响数百万人的生命,并且有可能在没有警告的情况下影响患者的健康。特别是,冠状动脉狭窄(冠状动脉闭塞)的检测通常涉及对患者病史评估、进行体检、应激测试和/或进行冠状动脉造影。但是,评估患者的病历并进行体检可能不能提供足够的信息来得出确信的结论,并且虽然经常用应激测试来检测可能出现的冠状动脉疾病,但是应激测试的灵敏度和特异性变化很大,取决于是单根血管的疾病还是多根血管的疾病。而且冠状动脉造影是侵入式手术,可能会让患者花销很多并且/或者具有风险。因此,需要在医学诊断领域创建一种改进的检测冠状动脉疾病的系统和方法。
本发明的实施例提供这样的改进的系统和方法。实施例尤其是涉及用声学数据来检测冠状动脉疾病的系统、方法和装置。实施例能够使快速、非侵入式地识别临床相关的冠状动脉疾病成为可能,最终拯救生命。所述非侵入属性是实施例许多方便方面其中的一个例子,能够以一种合算、精确的方式满足广泛的、至今还未能满足的需要。在提供迅速且容易理解的、能够缩短患者介入路径的指示的情况下,可以实时、清晰地给出结论,使实施例适用于许多环境、目的、用户和患者。在一个实施例中,一种用于检测冠状动脉疾病的系统包括至少一个声学传感器;耦接在所述至少一个声学传感器上、被配置来对所述至少一个声学传感器进行定位以采集声学数据的壳体;被配置来调节从所述至少一个声学传感器接收的声学数据的电子子系统;耦接在所述电子子系统上、被配置来接收所述调节后的声学数据并且至少部分基于所述调节后的声学数据的波形形状来判断出现了冠状动脉疾病的处理器;以及被配置来呈现包括与所述调节后的声学数据相关的至少一个波形的图形用户界面的电子装置。在另一个实施例中,一种用于检测冠状动脉疾病的系统包括一个声学系统,该声学系统包括至少一个声学传感器、耦接在所述至少一个声学传感器上且被配置来对所述至少一个声学传感感器进行定位以采集声学数据的壳体、被配置来调节从所述至少一个声学传感器接收到的声学数据的电子子系统、以及耦接在所述电子子系统上并被配置来接收所述调节后的声学数据并用来至少部分基于所述调节后的声学数据的波形的形状来判断出现了冠状动脉疾病的处理器;以及耦接在所述声学系统上且被配置来至少部分基于电信号来判断出现了冠状动脉疾病的心电图装置。在另一个实施例中,一种用于检测冠状动脉疾病的方法包括接收声学数据;调节所述声学数据;绘制所述声学数据的波形;对与冠状动脉疾病相关联的波形形状进行波形分析;以及呈现包括所述波形的输出。在另一个实施例中,一种用于检测冠状动脉疾病的系统包括至少一个声学传感器;耦接在所述至少一个声学传感器上、且被配置来对所述至少一个声学传感器进行定位以采集声学数据的壳体;配置来调节从所述至少一个声学传感器接收的声学数据的电子子系统;耦接到所述电子子系统、被配置来接收所述调节后的声学数据并至少一部分基于所述调节后的声学数据的波形形状来判断出现了冠状动脉疾病的处理器;以及被配置来呈现与确定是否有冠状动脉疾病相关的输出的电子显示装置,所述输出包括所述声学数据的来源的图形描绘。 通过考虑下文对本发明各个实施例的详细描述并结合附图会更完整地理解本发明,其中图I描述的是根据一个实施例的心血管疾病检测系统。图2描述的是根据一个实施例的传感器壳体。图3A描述的是根据一个实施例的传感器壳体。图3B描述的是根据一个实施例的传感器壳体。图3C描述的是根据一个实施例的传感器壳体。图4描述的是根据一个实施例的传感器壳体。图5A描述的是根据一个实施例的传感器壳体。图5B描述的是图5A的传感器的另一个视图。图6描述的是根据一个实施例的系统。图7描述的是根据一个实施例的系统。图8描述的是根据一个实施例的系统。图9描述的是根据一个实施例的系统。图10描述的是根据一个实施例的系统。图IlA描述的是根据一个实施例的系统。图IlB描述的是根据一个实施例的系统。图12A描述的是根据一个实施例的呈现在显示器上的图形用户界面。图12B描述的是根据一个实施例的呈现在显示器上的图形用户界面。图12C描述的是根据一个实施例的呈现在显示器上的图形用户界面。图13A描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图13B描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图14A描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图14B描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图15A描述的是根据一个实施例的图形用户界面。
图15B描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图16A描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图16B描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图16C描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图16D描述的是根据一个实施例的图形用户界面。图17描述的是根据一个实施例的系统。图18描述的是根据一个实施例的系统。图19是根据一个实施例的方法流程图。 虽然本发明能够被修改成各种变形和替换形式,它们的具体形式已经通过附图的示例进行了展示并将进行详细描述。但是,应当理解的是,其意旨不在于将本发明限制在所描述的特定的实施例中。相反,其意图是涵盖所有落在所附权利要求所限定的本发明的精神和范畴内的所有变形、等同物和替换方式。

图8描绘的是用于评估冠状、颈动脉和/或肾动脉狭窄的系统800的实施例。系统800包括手持传感器壳体804,其具有一个或多个与便携式计算装置806通信的传感器102(图8中看不到)。在实施例中,便携式计算装置806可以包括IPAD、IPHONE、IPOD、个人数字助理(PDA)、智能电话、笔记本、手提电脑、平板电脑或者其它计算装置。在其它实施例中,手持式传感器壳体804包括一个单板处理器,它可以省掉便携式计算装置806。传感器壳体804和计算装置806可以进行有线通信,比如已经描述的,或者是无线通信,如本文根据别的实施例所讨论的。系统800可以用或者不用血流储备分数(FFR),比如确定限流病变的位置,并可以通过使用扫描整个动脉的超声波技术来辅助治疗的优化。系统800的实施例因此可以提供量化的信息。图9描绘的是一个实施例,其中,手持式传感器壳体604可以与智能手机或者PDA装置906—起使用。系统900因此可以是高度便携的并可以用在多种环 境中。在实施例中,传感器壳体604和装置906可以进行有线通信或者无线通信。在一个实施例中,像诸如图形数据之类的数据从传感器壳体604发送到装置906,并可以用于立即转诊。在另一个实施例中,所述数据可以被发送给读取中心、心脏专家或者处理器,进行进一步的处理和/或分析。虽然下文会更加详细地讨论用户界面的实施例,比如装置906用的,装置906可以适用于简化的图形用户界面(GUI),比如响应测试而呈现简单的YES/N0的图形用户界面,可以有可选的别的信息。与其它分析和诊断系统相比较,这个特征以及便携和相对可承受得起的价格,可以提供容易理解的输出,使图9的实施例广泛适用于各种用户和状况。另一个实施例可以用贴片300替代图9的系统中的壳体604。这样的实施例可以是一次性、顾客级别的系统,作为使用系统的结果,提供简单的输出,指引顾客进行进一步诊断和/或到适当的资源。例如,顾客可以购买一个工具包,它包括一次性的贴片300和一个具有代码的卡,比如能从ITUNES或者类似的来源下载智能手机或者PDA应用或者“app. ”。在实施例中,贴片300可以与智能手机进行无线或有线通信。应用一旦下载并安装在顾客的智能手机上之后,可以引导顾客应用所述贴片,然后运行测试。如果所述结果证明需要进一步的医疗救助,所述应用可以提供这样的输出。所述应用还可以提供生活方式的推荐,比如节食和锻炼信息,以及与心脏病警告征兆相关的信息,以进一步教育顾客。传感器壳体可以是前面提到的实施例中的一种,或者所述传感器壳体可以是这些变形的任意组合,或者是以任何适当的方式支撑声学传感器102的适当的壳体。例如,图3A和5的实施例可以结合起来,使得所述传感器壳体是一个手套,其具有多个可以相对于彼此装在手套上的皮肤贴片。如本领域技术人员会理解的,也存在其它可能性。再次参考图1,实施例的电子子系统106的功能是将声学数据调节为更适于分析的格式。所述电子子系统可以直接或者间接地耦接在声学传感器102上,比如通过线缆、蓝牙、RF或者互联网。电子子系统106可以包括执行放大、滤波、下采样(downsampling)、模拟-数字信号变换、高/低频带转换和/或噪音消除之类信号处理功能的电子元件。例如,电子子系统106可以应用一系列的滤波器从数据和超过IOOHz的频率消除非狭窄的频率,比如在共有的US7,520,860专利中所描述的电子子系统,其整体内容通过引用包含于此。电子子系统106的其它实施例可以包括任何适当的元件,对声学数据进行任何适当的信号处理。例如,先前提到的与声学传感器102结合使用的电路可以与电子子系统106合在一起,或者被包括在其中。
实施例的处理器108功能在于分析调节后的声学数据,判断出现了心血管疾病和/或作出别的适当的结论。处理器108可以直接或者间接地耦接到电子子系统和/或声学传感器,比如通过缆线、蓝牙、RF或者互联网。处理器108可以计算所述声学数据的快速傅立叶变换(FFT)分析,使用FFT数据来诊断冠状动脉狭窄或者任何适当的心血管或者其它疾病。根据声学数据相对于患者的采集位置,所述处理器可以判断在左前降支冠状动脉、右冠状动脉、左主冠状动脉、左旋动脉其中一个或多个的狭窄等等。特别是,所述处理器可以将所述FFT数据在诊断图上进行制图,在一个实施例中,这个图是频谱的Iog-Iog图,在y轴上是FFT数据的谐波幅度,在X轴上是谐波频率,如美国专利号7,520,860所描述的,参考上文。诊断图可以是物理图和/或可以是在所述图的每个预期轴上的计算比较。处理器108可以分析所述诊断图,首先判断所述频谱是否限定了一个钟形曲线,然后比较所述钟形曲线的特征和一个上倾临界值(upslope threshold)、下倾临界值(downslope threshold)和最大幅度临界值。例如,所述处理器判断所述曲·线的上倾(所述曲线坡度上升之处的较低的频率)是否基本上出现在50Hz,或者略高,所述曲线的下倾(所述曲线的坡度下降之处的较高的频率)是否基本上出现在80Hz或者之下,以及所述FFT数据的最大谐波幅度是否在2.5单元??之上。如果处理器108断定所述FFT数据所制的图符合所有四个标准,那么处理器108断定所述动脉有闭塞。处理器108可以另外和/或可替换地计算所述钟形曲线之下的能量总和,并分析所述总和,以断定所述动脉的闭塞的百分比的估计值。例如,根据所述钟形曲线之下的能量之和的幅度,可以断定所述动脉具有0-25%、25-50%、50-75%、75-90%或者超过90%的闭塞。类似地,还可以判断所述动脉具有超过75%或者小于75%的闭塞。可以用其它临界值和/或其它曲线特征来判断其它类型的心血管疾病。处理器108可以另外和/或可替换地分析一个冠状动脉的声学数据,以预测其余冠状动脉中的至少一个冠状动脉的闭塞。所述处理器还可以另外和/或可替换地分析两个或者三个冠状动脉的声学数据,以预测全身的心血管疾病。这些预测,例如可以是涉及考虑所分析的动脉或者多个动脉的闭塞百分比,以及/或者一个冠状动脉接近另一个的程度。处理器108可以另外和/或可替换地分析所述声学数据,判断冠状动脉的闭塞是否临床上相关。例如,处理器108可以建议考虑进一步的诊断化验,比如传递应激测试、超声心动图和/或钙评分。此外,处理器108可以建议考虑介入和/或治疗,比如冠状动脉搭桥、冠状动脉造影或者血管成型、药物治疗、生活方式改变、戒烟和/或体重管理。如图6-9中所示,系统100的实施例可以进一步包括耦接在处理器108上的通信装置或者显示器110,其作用是呈现诸如处理器108的声学数据、分析和/或结论之类的信息给用户和/或患者。例如,参考图5B,通信装置110可以直接安装在传感器壳体500上。在第二个变形中,比如图6-9中所描述的,通信装置110可以通过有线连接(比如,USB线缆,如图6所示)、无线连接(比如蓝牙,如图10中所示)、或者便携式存储器(比如用于在传感器壳体200和通信装置110之间交换数据的闪存驱动902,如图11中所示)、有线或者无线网络连接(比如互联网连接,图中未示)、或者任何其它适合的装置或者方法远程连接到传感器壳体。通信装置110可以是所述系统的一个集成部分,或者可以是单独的单机装置,比如个人数字助理(PDA)、手机、电子书、传呼机、诸如手提、桌面或者平板电脑之类的个人计算机、电子健康记录、定制的装置或者任何适当的显示器。在实施例中,通信装置110包括目视显示器。所述目视显示器可以经由图形用户界面(GUI)呈现数据的图形表现、结论和/或任何适当的信息给用户。如图12A所示,目视显示器1202的一个实施例呈现了描绘冠状动脉或者动脉的一个实图或者草图。所述图形描绘可以包括将疾病区域突出的心脏的全部或者局部示图。所述图形描绘可以另外和/或可替换地包括由脂肪堵塞(fatty blockage)、饼图和/或数字标记所代表的百分比堵塞所表示一个或多个冠状动脉的剖视图。如图12B所示,目视显示器1202的另一个实施例,或者另一个屏幕,呈现所述诊断图形,并可以用图中的线来图示钟形曲线上倾临界值和/或下倾临界值,以展示断定动脉狭窄的算法。这样的显示器会最适合于内科专家分析或者希望有与一个结果相关的更多信息。如图12C的实施例中所示,目视显示器1202呈现出处理器的预测和考虑别的诊断化验、介入和/或治疗的建议。但是,目视显示器1202的其它实施例可以是上述或者其它变形的任意一种组合,并且包括传达任何适当信息的任何适当的图像和/或文本。例如,图13描绘的是图形用户界面(GUI) 1302的实施例。⑶11302可以显示在目视显示器1202上,结合上文讨论的任何一个实施例,比如图6-9所描述的。⑶11302可以包括基本的患者识别和统计信息1304。GUI1302的实施例还可以包括用脂肪堵塞所代表的百分比闭塞所图示的一个或多个冠状动脉的剖视图1306。在图13的示例实施例中,特定患者 的左前降支冠状动脉近侧(proximal)具有大约90%的堵塞。因此,视图1306显示的是具有堵塞的动脉。⑶11302还包括使用声学传感器102从患者扫描得到的输出波形1308。波形1308表示的是冠状动脉疾病。图13是基于实际的患者数据。在图13A的⑶11302中所图示的扫描之后,患者进行了经皮冠状动脉介入治疗(PCI)或者造影。图13B描绘的GUI1302具有更新后的视图1306以及扫描PCI后(post-PCI)得到的新的波形1310,并呈现成与PCI前(pre-PCI)的波形1308重叠。通过比较图13A和图13B可以看出,波形1308/1310中出现了显著的变化,这个变化通过1310处的新的带阴影的波形post-PCI图示,并展示所述通过用声学数据来检测冠状动脉疾病的系统实施例的效果,这可以在波形1308中看到。图14和15所呈现的是另外两个患者的两个额外的例子,PCI前或者造影前的结果呈现在图14A和15A中,PCI后或者造影后的结果出现在图14B和15B中。患者2(图14)左前降支冠状动脉有80%的堵塞,患者3 (图15)的左前降支冠状动脉具有60%的堵塞,对角支(diagonal branch) D2 具有 75-90% 的堵塞。图16是⑶11302的另一个实施例。图16A描绘的是患者I的正常波形1310(图13),图16B增加了患者2的正常波形1310(图14),图16C增加了患者3的正常的波形1310(图15)。图16D增加了与扫描前每个患者相关联的波形,显示患者I有90%的堵塞,患者2有80%的堵塞,患者3有60%的堵塞,并重叠有每个患者正常的扫描。因此,图16图示的是检测冠状动脉疾病的实施例的效果,同时以清楚、容易识别的视觉输出的方式呈现出结果。总体上参考图13-16,与波形1308相比,波形1310被认为是患者“正常的”波形。在实施例中可以定义“正常的”波形,选择与“反常”相关联的频率范围或者频带。例如,在患病的冠状动脉中,在大约30Hz到大约70Hz范围内的多个峰值与S3、S4、心肌疾病、MI、心室顺应性变化和/或与速度/湍流的变化相关的纵向/横向波形相关联。例如,参照患者I的图13,它显示的是40、45、50和60Hz附近的峰值,以及患者2的图14,它显示了在55Hz附近的峰值。250Hz左右至1000Hz左右范围内的多个峰值与冠状动脉中的湍流或者速度变化相关联,比如是因为局部堵塞、MI、心肌病和/或心室顺应性。例如,参考患者I的图13,该图显示了在650Hz左右的峰值,和患者2的图14,该图显示了在350、600和750Hz左右的峰值。再次参考图I和图17,通信装置110可以额外和/或者可替换地包括扬声器。所述扬声器传达的信息可以与所述目视显示器传达的信息类似,但是是以能够听见的声音的形式,这在特殊环境和设置下更方便和/或是某些用户和内科专家优选的。扬声器可替换地和/或另外包括由声学传感器102接收到的模拟的或者实际的血流声音。在一些实施例中,所述扬声器可以耦接在传感器壳体上,或者系统的任何适当部分,比如是图17所描述的听诊器的听筒1702。如图18所示,实施例可以进一步包括存储模块1802,其功能是存储包括声学数据、声学数据分析、处理器108的结论和/或图形呈现的信息。存储模块1802可以是本地或者远程存储装置,比如计算机硬驱、闪存或者服务器。存储模块1802可以在任何特定的时候存储所述任何信息。例如,存储模块1802可以在声学传感器102接收到所述声学数据 之后存储所述声学数据,存储模块1802可以用来将所述声学数据传输到电子子系统106进行调节,送到处理器108进行分析,和/或送到通信装置110进行信息的展示。在另一个例子中,存储模块1802存储处理器108分析所述声学数据之后的信息,比如用于电子医疗记录。虽然为了简明之故忽略了,但是实施例可以包括各种传感器、传感器壳体、通信装置和存储模块的每个组合和互换。参考图19,描绘的是检测心血管疾病的方法1900的实施例的流程图。在步骤1902,接收声学数据。在一个实施例中,可以从至少一个冠状动脉接收所述声学数据,可以由至少一个声学传感器采集所述声学数据,这些实施例在上文进行了讨论,或者是由任何适当的传感器来进行。数据可以完全是从声学传感器获得的,或者数据可以从其它辅助装置额外接收到;例如参考图7和相关的讨论。也可以使用数据采集的改善或者增强技术,t匕如管理腺苷引起主动性充血,进一步加强相关的声音成分。另外或者可替换的是,在实施例中可以指引患者在用声学传感器扫描时朝前倾,以进一步加强相关的声音成分。 在步骤1904,调节声学数据。调节声学数据可以包括放大所述声学数据、对所述声学数据进行滤波、对所述声学数据进行下采样、将所述声学数据从模拟变换到数字信号和/或消除所述声学数据中的噪声中的一个或多个,并可以由所述系统的电子子系统进行,这些内容的实施例在上文进行了讨论。在步骤1906,处理所述声学数据。处理可以包括计算调节后的数据的快速傅立叶变换,获得快速傅立叶变换(FFT)数据。在步骤1908,产生诊断输出。诊断输出可以包括将所述FFT数据进行制图,制成幅度对频率的图,建立诊断图,或者用某种别的形式呈现数据。还可以用散点图、相关和/或交叉表之类的图形技术将数据呈现给人或者给另一个处理单元,进行进一步的分析,来检测冠状动脉疾病。图表还可以对应于Log Hz对dB、Log Hz对频率因子、顺滑的频率曲线和/或声谱图。可以使用这样的图,比如在步骤1910,找到相关的频率峰值和/或能量来检测冠状动脉疾病。
在步骤1910,分析诊断输出。在实施例中,该分析可以是计算机驱动的或者用户驱动的,或者是二者的结合。在步骤1912,根据对诊断图的分析,产生一个或多个诊断结论。实施例可以与上文US7, 520,860专利中描述的那些类似,参考上文,除了下面所描述的。还可以根据一种或多种统计方法进行分析,包括但不限于变量分析法(ANOVAI)、相关性、因子分析和皮尔森卡方检验(Chi-Square test)来检测冠状动脉疾病。可以用数据来判断与血管内异常相关联的血管内流体和速度的变化,包括冠状动脉疾病、肾动脉狭窄、颈动脉狭窄和外周动脉疾病。实施例还可以判断血管的雷诺氏数(Reynauld’number)。数据还可以用来基于多个患者的风险因子评估问题,作为判断树的输入,目的是评估冠状动脉疾病、血栓、血管内狭窄、心脏病、中风和/或其它疾病的发展的可能性。方法1900的实施例可以进一步包括传达所述声学数据、诊断图形和诊断结论中的至少一个。传达可以是可见的和/或可听见的,可以由上文描述的系统的目视显示器或者/和扬声器执行。方法1900的实施例可以进一步包括存储声学数据、诊断图形和诊断结 论中的至少一个,并可以由上文描述的系统的存储模块来执行。方法1900的实施例,通过在步骤1902沿着血管的长度采集多组外部胸腔数据,包括但不限于LMAIN、LAD近端、LAD对角线、中间LAD、顶点LAD、LCX、边缘和RCA,可以用来判断沿着血管的主体的限流病变的位置。然后在步骤1908,在用户界面上显示所述数据为图形、血管位置或者数目。可以用多个位置来说明沿着冠状动脉主体的病变位置,所述位置包括但不限于左边第二肋间空间、穿过胸腔到乳头上方的位置,腋窝之下,腋窝垂直下方大约15厘米,在尖处(apex)和在下剑突(右边冠状动脉)中的一个或多个。实施例可以和弗雷明罕风险分数、术前筛选算法或者急性心肌梗塞急救协议中的一个或多个结合使用,以帮助对危险中的人进行分诊,进行药物或者介入治疗。例如,参考图7,实施例还涉及使用超声波数据分离带有非ST段抬高心肌梗死心电图(NSTEMI EKG)报告的需要心脏介入的患者。因此,实施例涉及各种使用声学数据检测冠状动脉疾病的系统、方法和装置。实施例可以使迅速、非侵入式识别临床上相关的冠状动脉疾病成为可能,最终拯救生命。实施例的非侵入和便捷的方面可以用来以合算和精确的方式满足大量的还未满足的需求。可以实时、清楚地给出结果,提供迅速、容易理解的结果可以缩短患者介入的路径,使实施例适于广泛的环境、目的、用户和患者。可以提供这些和其它优点,不用进行特殊的技术训练或者特殊的染色剂(dyes)或者给药方案(drug regimes)而有直接结果。本文描述了各种系统、装置和方法的实施例。这些实施例是通过举例的方式给出的,并不旨在限制本发明的范围。另外,应当理解的是,所描述的所述实施例的各种特征可以以各种方式结合使用,产生许多额外的实施例。另外,虽然描述了与所披露的实施例一起使用的各种材料、维度、形状、构造和位置等等,在不超过本方面的范围,也可以使用除此之外所披露的其它材料、维度、形状、构造和位置等。相关领域内的普通技术人员会明白,本发明包括的特征可以比上面描述的任何一个实施例中所描述的特征少。此处所描述的实施例不是要穷尽本发明的各个特征可以结合的方式。相应地,所述实施例不是多个特征排他性的组合;而是,所述发明可以包括从不同的单个实施例中选择的不同特征的组合,本领域技术人员会明白这一点。通过引用上述的文献所包含的任何内容是有限的,不会在本文中包含与明确披露的信息相抵触的主题。上文通过引用所包括的文献进一步受到限制,使得在所述文献中没有包括的权利要求通过引用包括在本文中。上文任何通过引用包括的文件进一步受到限制,使得所述文件中所提供的任何定义没有通过引用包括于此,除非有明确的表示。为了解释本发明的权利要求,明确规定,除非在权利要求中引用了具体的术语 “用于...的装置” “用于...的步骤”,才会引发美国专利法35U.S. C第112部分、第六段的规定。


本发明的实施例提供这样一种改进的系统和方法。实施例尤其是涉及用声学数据来检测冠状动脉疾病的系统、方法和设备。实施例能够使迅速、非侵入地识别与临床相关的冠状动脉疾病成为可能,最终拯救生命。所述非侵入属性是实施例许多方便方面其中的一个例子,能够以一种合算、精确的方式满足广泛的、至今还未能满足的需要。在提供迅速且容易理解的、能够缩短患者介入路径的指示的情况下,可以实时、清晰地给出结论,使实施例适用于许多环境、目的、用户和患者。



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