[发明专利]基于贴片的生理传感器

说明书

本发明涉及一种身体佩戴的贴片传感器，用于同时测量患者的血压(BP)、脉搏血氧饱和度(SpO2)和其他生命体征和血液动力学参数，其特征在于感测部分具有柔性外壳，柔性外壳可完全佩戴在患者胸部上并封入电池、无线发射器以及所有传感器的感测和电子组件。贴片传感器测量心电图(ECG)、阻抗体积描记图(IPG)、光电体积描记图(PPG)和心音图(PCG)波形，并共同处理这些波形以确定生命体征和血液动力学参数。测量PPG波形的传感器还包括加热元件，以增加胸部组织的灌注。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月8日提交的标题为“PATCH-BASED PHYSIOLOGICAL SENSOR(基于贴片的生理传感器)”的美国临时专利申请No.62/845,097的优先权和权益，其全部内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及测量来自例如位于医院、诊所和家中的患者的生理参数的系统的使用。

背景技术

可以通过测量来自患者的生物特征信号来评估许多生理参数。一些信号，诸如心电图(ECG)、阻抗体积描记图(IPG)、光电体积描记图(PPG)和心音图(PCG)波形，是使用直接连接或附着到患者皮肤的传感器(例如，电极、光学器件、麦克风)测量的。处理这些波形会产生诸如心率(HR)、心率变异性(HRV)、呼吸率(RR)、脉搏血氧饱和度(SpO2)、血压(BP)、每搏输出量(SV)、心输出量(CO)等参数，以及与胸腔阻抗相关的参数，诸如胸腔积液含量(FLUIDS)。在单个时间点获得这些参数时，可以从这些参数中识别出许多生理状况；其他参数可能需要长期或短期的持续评估以识别参数的趋势。在这两种情况下，重要的是获得一致且具有高重复性和准确性的参数。

一些测量ECG波形的设备被完全佩戴在患者身上。这些设备通常具有简单的贴片式系统，包括直接连接到下面电极的模拟和数字电子设备。通常，这些系统测量HR、HRV、RR，在一些情况下还测量姿势、运动和跌倒。这样的设备通常被采用相对较短的时间段，诸如几天到几周范围内的时间段。它们通常是无线的，并且通常包括诸如收发器之类的技术，以在短距离内向第二设备传输信息，该第二设备通常包括蜂窝无线电以将信息传输到基于网络的系统。

生物阻抗医疗设备通过感测和处理与时间相关的ECG和IPG波形来测量SV、CO和FLUIDS。通常，这些设备通过粘附在患者身体不同位置的一次性电极连接到患者。测量ECG和IPG波形的一次性电极通常被佩戴在患者的胸部或腿部上，并且包括：i)与患者接触的导电水凝胶；ii)与水凝胶接触的Ag/AgCl涂层孔眼；iii)将孔眼连接到从设备延伸出来的导线或电缆的导电金属柱；以及iv)将电极粘附到患者身上的粘合剂背衬。测量BP(包括收缩压(SYS)、舒张压(DIA)和平均(MAP)BP)的医疗设备通常使用被称为示波法或听诊的基于袖带的技术，或插入患者动脉系统的压敏导管。测量SpO2的医疗设备通常是光学传感器，其夹在患者的手指或耳垂上，或通过粘合剂组件附着于患者的前额。

发明内容

本发明涉及改进对医院、诊所和家庭中的患者的监测的方法和系统。如本文所述，提供贴片传感器以无创地测量生命体征，诸如HR、HRV、RR、SpO2、TEMP和BP，以及复杂的血液动力学参数，诸如SV、CO和FLUIDS。贴片传感器粘附在患者胸部，无需袖带和电线即可连续且无创地测量上述参数。以这种方式，简化了进行此类测量的传统协议，这些协议通常涉及多台机器并且可能需要几分钟才能完成。贴片传感器将信息无线传输到外部网关(例如，平板电脑、智能手机或非移动、插件系统)，其可以与现有的医院基础设施和通知系统(诸如医院电子病历(EMR)系统)集成。通过这样的系统，护理人员可以收到生命体征变化的警报，作为响应，可以迅速进行干预以帮助病情恶化的患者。附加地贴片传感器可以从医院外部的位置监视患者。

更具体地，本发明的特征在于一种胸戴贴片传感器，其测量患者的下列参数：HR、PR、SpO2、RR、BP、TEMP、FLUIDS、SV、CO和一组对血压和全身血管阻力敏感的参数，其被称为脉冲到达时间(PAT)和血管传输时间(VTT)。