用于識別高血糖的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于識別高血糖的方法和設備，并且特別地涉及一種根據患者的心電圖(ECG)跟蹤的參數感測患者的生理反應以用于高血糖病癥的早期檢測的方法和設備。
【背景技術】
[0002]在本說明書中，對任何現有出版物(或從中獲得的信息)的引用，或者對任何已知事物的引用都不是，并且不應當被認為是對現有出版物(或從中獲得的信息)或已知事物形成與本說明書有關的領域中的常識的一部分的承認或認可或任何形式的暗示。
[0003]高血糖是一種以異常高的血糖水平為特點的病癥。其能夠導致可能致命的酮酸中毒(ketoacidocis)。
[0004]另一方面，低血糖是I型糖尿病患者經歷的最常見的并發癥。如果治療不當，嚴重的低血糖可能導致昏迷以及不可逆轉的腦損傷。
[0005]為了檢測各種類型的糖血癥(glycaemia)的目的，使用了血糖水平(BGL)。當BGL 3.33mmol/l 時，通常認為遇到了低血糖，當 3.33mmol/l < BGL 8.33mmol/l時是正常血糖，而當BGL彡8.33mmol/l時存在高血糖狀態。有時，在不同的水平比如BGL ^ 11.1 mmol/1來定義高血糖。
[0006]按照慣例，為了確定低血糖或者高血糖的病癥，糖尿病患者需要頻繁地監控血糖水平。一種慣用技術例如通常需要通過扎手指對患者抽血。然后通過便攜式裝置對抽取的血進行分析以確定血糖水平。這種技術可能會疼并且因此能夠顯著地妨礙患者進行周期性地檢查血糖水平。顯然，非侵入性技術將是非常期望的。
[0007]最新提出的非侵入性方法包括系統，諸如:紅外/近紅外光譜、離子電滲療法(1ntophoresis)、皮膚電導(skin conductance)等。然而，這些中沒有一種已經證明足夠地可靠或者是非介入的。
[0008]最近，發明人發明了一種有效并且靈敏的系統以使用諸如心率、皮膚阻抗和心電圖(ECG)的生理參數來非侵入性地對低血糖進行監控。在美國專利N0.7450986中公開了這種系統，其全部內容應被認為通過它們的引用結合到本說明書中。如在US7450986中所述，ECG提供比其他生理信號更快、更加普遍適用、非侵入性的用于低血糖早期檢測的臨床以及研宄篩查。
[0009]在圖1中示出了典型的心動周期(心跳)的ECG(心電圖)跟蹤。典型地，ECG跟蹤由P波、QRS復合波和T波組成。
[0010]QT間期尤其反映細胞內動作電位的持續時間。其表示完成心室去極化(ventricular depolarisat1n)和復極化(repolarisat1n)兩者所需的時間。最近的研宄表明胰島素抵抗(insulin resistance)影響心肌的激活并且能夠增加QT間期。因為QT間期受變時性變化的影響，Bazett定義了修正的QT間期(QTc)，這是經常使用的測量標準。QTc間期表示電穩定性和心肌不應性(myocardial refractoriness)的指數，且與心室纖維性顫動和心臟性猝死相關聯。
[0011]其他重要的ECG參數包括從T波的波峰到其終點(TpTe)和相關聯的修正的TpTe (TpTec)的間期，以及，RR間期指數的標準偏差(SDNN)。TpTe間期被提議為復極化的跨壁復極離散(transmural dispers1n)指數。一些研宄顯示:在患者中，TpTe間期的增加伴隨著QT間期的延長。另外，TpTe間期與QT間期的比值是心律失常事件的潛在地重要指數。這些結果暗示TpTe和QT間期是有助于心室復極化的重要參數。另一方面，SDNN被認為反映了對心率變異性(HRV)的交感神經影響和副交感神經影響這兩者。
【發明內容】
[0012]本發明試圖提供一種識別患者的高血糖病癥的非侵入性方法和設備。
[0013]本發明還試圖提供一種使用相對精確、簡單并且廉價的用于檢測高血糖的方法和設備。
[0014]本發明還試圖提供一種高血糖檢測設備，在一個優選方式中，其可以在從這種病癥出現時開始的可接受的時間延遲內觸發警報信號，使得可以及時地采取適當的治療措施。
[0015]以一個廣義的形式，本發明提供一種確定高血糖的方法，包括如下步驟:
[0016]感測患者的QT間期；
[0017]確定所述QT間期的任何變化率；以及，
[0018]在所述QT間期的所述變化率減少預定量的情況下提供指示高血糖的輸出信號。
[0019]優選地，方法還包括如下步驟中的任何一個或組合:
[0020]感測患者的TpTec間期；以及
[0021 ]確定所述TpTec間期的任何變化率；
[0022]由此，基于所述TpTec間期和所述QT間期的每個的所述變化率之間的相互關系，提供指示高血糖的所述輸出信號。
[0023]還優選地，方法還包括如下步驟:
[0024]感測患者的RR間期；
[0025]確定RR間期的標準偏差(SDNN)；以及
[0026]在所述標準偏差(SDNN)在預定值以上的情況下提供指示高血糖的所述輸出信號。
[0027]以另一個廣義的形式，本發明提供一種確定高血糖的方法，包括如下步驟:
[0028]感測心率、QT間期、TpTec和SDNN中的至少一個參數；
[0029]確定所述參數的任何變化率；以及，
[0030]在所述參數的所述變化率在預定范圍內的情況下提供輸出信號。
[0031]以另一個廣義的形式，本發明提供一種用于確定高血糖的設備，包括:
[0032]傳感器；
[0033]以及處理器，用于確定患者的QT間期和所述QT間期的變化率；
[0034]輸出裝置，用于在所述QT間期的所述變化率減少預定量的情況下提供指示高血糖的輸出信號。
[0035]優選地，設備還確定患者的TpTec參數；
[0036]其中，所述處理器還確定所述TpTec參數的任何變化率，以及
[0037]其中，基于所述TpTec參數和所述QT間期的所述變化率之間的相互關系提供該輸出信號。
[0038]優選地，設備還確定患者的RR間期的SDNN ；
[0039]其中，所述處理器還確定所述SDNN參數的任何變化率，以及
[0040]其中，基于所述QT間期、所述TpTec參數、和/或所述SDNN參數的組合或任何一個的所述變化率之間的相互關系提供輸出信號。
[0041]以另一個廣義的形式，本發明提供一種用于確定高血糖的設備，包括:
[0042]傳感器，用于感測包括心率、QT間期、TpTe和/或SDNN的至少一個參數；
[0043]處理器，用于確定所述參數的任何變化率；
[0044]輸出裝置，用于在所述參數的所述變化率在預定范圍內的情況下提供輸出信號。
[0045]優選地，所述處理器包括接收從所述傳感器獲得的數據的神經網絡，所述神經網絡采用最佳學習算法來編程(program)。
[0046]還優選地，所述神經網絡采用最佳貝葉斯網絡來編程。
[0047]還優選地，所述輸出裝置包括音頻和/或視覺警報。
【附圖說明】
[0048]通過以下結合附圖描述的優選但非限制性的實施方式的具體描述，將更全面地理解本發明，其中:
[0049]圖1(a)示出了正常竇性心律的ECG，圖1(b)示出了具有高BGL的患者的ECG，以及圖1(c)示出了具有正常BGL的患者的ECG ;
[0050]圖2示出了在高血糖病癥下ECG參數的典型的變化；
[0051]圖3示出了描述本發明的高血糖檢測方法/系統的流程圖；
[0052]圖4示出了 5個I型糖尿病(TlD)患者的血糖譜(profile)；
[0053]圖5示出了貝葉斯推理的證據框架；
[0054]圖6示出了通常可以怎樣將組件附著到患者上。
【具體實施方式】
[0055]如前所述，在圖1(a)中示出了典型的心動周期(心跳)的ECG(心電圖)跟蹤。
[0056]發明人已經發現高血糖病癥的發生導致ECG信號的變化。
[0057]為了比較，圖1(b)示出了具有9.81mmol/l的高血糖水平(BGL)的患者的ECG，而圖1 (c)示出了具有4.87mmol/l的正常BGL的患者的ECG。
[0058]特別地，發明人已經發現借助最佳神經網絡對ECG (尤其是心率、QT間期、TpTe和SDNN)的有效性的分析為高血糖的早期檢測以及血糖水平的間接測量提供了一種新的基礎。存在能夠影響裝置的精確性的許多因素，諸如環境狀況、壓力等。裝置能夠區分由環境狀況引起的影響、以及引起特定健康狀況出現或發生的影響。
[0059]已經示出了實驗性高血糖的可能性以縮短非糖尿病受驗者和具有I型和2型糖尿病的受驗者的QT間期。可以設想，適當的裝置可以被用于檢測諸如高血糖的病癥，或者可以被用于提供血糖水平的間接測量。
[0060]圖2示出了在高血糖病癥下ECG參數的典型的變化。在高血糖狀態下，記錄了 PR的增加，記錄了 QTc、RTc、TpTec和SDNN的顯著減少，但是并未記錄HR的顯著變化。因此，本發明提供一種用于有效地感測這些參數、處理這些被感測的信號以及提供適當的輸出的方法和設備，使得從而可以采取適當的治療措施。
[0061]圖3示出了描述本發明的高血糖檢測方法/過程的流程圖，其基于ECG參數與他們的變化率的相互關系提供輸出信號。
[0062]存在多種不同的實現裝置的信號感測和信號調節的方式。一種實現策略可以被描述如下。
[0063]可以通過在患者的胸部以II導聯(LeadII)配置放置3個Ag-AgCl電極來實現ECG。隨后，可以使用具有10的增益并且在10Hz處CMRR>100dB的儀表放大器來放大從電極獲得的信號。這通過具有0.5Hz的截止頻率的高通濾波器饋送。可以增加第二級非反相放大器以提供100的增益。為了獲得患者的可靠的心率，帶通濾波器