用于跌倒检测的医疗装置的制作方法

1.本公开涉及一种包括用于检测患者已经跌倒的加速度计的医疗装置。


背景技术：

2.用于监测患者和/或输送治疗的多种医疗装置是可用的或已经被提出。这样的装置可以是可植入的、可穿戴的或外部监测装置，并且可以包括用于感测与患者的状况相关的信号的一个或多个传感器或联接至其。一些医疗装置可以从传感器信号检测到不利状况并且输送治疗或生成警报以提醒患者或护理人员。加速度计可以包括在一些医疗装置，诸如起搏器中，以用于确定患者的身体活动，例如，以便以根据患者的活动水平的起搏率提供心脏起搏。加速度计还可以用于确定患者的姿势。
3.一些患者，例如年老或体弱的患者或经历神经或其他医疗状况的患者可能易于跌倒。跌倒可能导致受伤。如果不治疗的话，由于跌倒相关的损伤而导致的并发症便可能会出现并且对患者而言变得更加严重。在一些情况下，跌倒可能不会导致受伤，但却可能是健康恶化的指示。跌倒的原因可能与未确诊的医疗状况或恶化的医疗状况有关。


技术实现要素：

4.本公开的技术一般涉及一种医疗装置系统，其包括产生与患者身体姿势和患者身体加速度相关的信号的加速度计。在一些示例中，医疗装置可以是可植入医疗装置(imd)或可穿戴装置，并且被配置为基于检测患者身体姿势的变化和检测与跌倒的影响相对应的加速度计信号尖峰来检测患者的跌倒。医疗装置可以设置用于检测身体姿势变化和对应于跌倒期间的加速度和/或碰撞的加速度计信号尖峰的各种阈值。当身体姿势的变化和加速度计信号尖峰都发生在彼此预定的跌倒时间窗口内时，可以检测到跌倒。如本文所公开的，医疗装置可以调整一个或多个跌倒检测控制参数以避免错误的跌倒检测和避免未检测到的跌倒。医疗装置可以确定跌倒严重性的度量，其可以用于相对于其他检测到的跌倒数据的存储对捕获跌倒事件的数据存储进行优先化。
5.在一个示例中，一种医疗装置包括加速度计，其被配置为产生加速度计信号；以及控制电路，其被配置为从所述加速度计信号生成身体姿势信号和身体加速度信号，确定所述身体姿势信号和所述身体加速度信号满足跌倒检测标准，以及响应于所述身体姿势信号和所述身体加速度信号满足所述跌倒检测标准而检测到患者跌倒。所述医疗装置还可以包括遥测电路，其被配置为从另一个装置接收事实信号，所述事实信号可以指示所述检测到的患者跌倒是错误检测到的患者跌倒。响应于接收到所述事实信号，所述控制电路还被配置为调整在检测患者跌倒中使用的至少一个跌倒检测控制参数。所述调整的跌倒检测控制参数可以由所述控制电路用于控制以下中的至少一项：从所述加速度计信号生成所述身体姿势信号；从所述加速度计信号生成所述身体加速度信号；或确定满足了所述跌倒检测标准。
6.在另一个示例中，一种由医疗装置检测患者跌倒的方法包括产生加速度计信号并
且从所述加速度计信号生成身体姿势信号和身体加速度信号。所述方法还包括确定所述身体姿势信号和所述身体加速度信号满足跌倒检测标准，以及响应于所述身体姿势信号和所述身体加速度信号满足所述跌倒检测标准而检测到患者跌倒。所述方法还可以包括从另一个装置接收事实信号，其可以指示所述检测到的患者跌倒是错误检测到的患者跌倒，以及响应于接收到所述事实信号，调整至少一个跌倒检测控制参数。所述跌倒检测控制参数可以由所述医疗装置用于控制从所述加速度计信号生成所述身体姿势信号，从所述加速度计信号生成所述身体加速度信号，或确定满足了所述跌倒检测标准。
7.在又一个示例中，一种非暂时性计算机可读介质存储指令，在由医疗装置的控制电路执行时，所述指令使所述医疗装置产生加速度计信号，从所述加速度计信号生成身体姿势信号和身体加速度信号，并且确定所述身体姿势信号和所述身体加速度信号满足跌倒检测标准。所述指令还使所述医疗装置响应于所述身体姿势信号和所述身体加速度信号满足所述跌倒检测标准而检测到患者跌倒。所述指令还可以使所述装置从另一个装置接收事实信号，其可以指示所述检测到的患者跌倒是错误检测到的患者跌倒。所述指令可以使所述装置响应于接收到所述事实信号而调整至少一个跌倒检测控制参数。所述调整的跌倒检测控制参数可以由所述医疗装置用于控制以下中的至少一项：从所述加速度计信号生成所述身体姿势信号；从所述加速度计信号生成所述身体加速度信号；或确定满足了所述跌倒检测标准。
8.在以下附图和描述中阐述了本公开的一个或多个方面的细节。本公开中描述的其它特征、目的和优点将根据描述和附图且根据权利要求书而显而易见。
附图说明
9.图1是植入患者体内并且包括用于检测患者是否已经跌倒的加速度计的imd的示意图。
10.图2是三轴加速度计相关于重力的三维输出向量的概念图。
11.图3是根据一个示例的可以封装在图1的imd的壳体内以提供跌倒检测的电路的框图。
12.图4是根据一个示例的由医疗装置执行的以检测患者跌倒的方法的流程图。
13.图5是根据一些示例的由医疗装置执行的用于建立对应于直立身体姿势的参考向量的方法的流程图。
14.图6是根据另一个示例的由图1的系统执行的用于建立对应于直立姿势的参考向量的方法的流程图。
15.图7是根据另一个示例的用于由图1的医疗装置系统建立参考向量的方法的流程图。
16.图8是由医疗装置执行的用于确定在跌倒检测之后的恢复时间的方法的流程图。
17.图9是根据一些示例的由医疗装置执行的用于设置或调整跌倒检测控制参数的方法的流程图。
18.图10是根据一些示例的可以由医疗装置执行的用于检测身体姿势变化的方法的流程图。
具体实施方式
19.一种可植入或可穿戴的医疗装置被配置为基于身体姿势的变化和指示跌倒影响的加速度计信号尖峰来检测患者跌倒。根据本文公开的技术，医疗装置可以响应于指示检测到的跌倒是错误跌倒检测和/或实际发生的跌倒未被医疗装置检测到的事实信号而自动地调整用于跌倒检测的标准。医疗装置还可以确定跌倒恢复时间，例如，基于跌倒检测之后的身体姿势的变化，用于选择适当的跌倒检测响应，其可以包括对与存储在医疗装置存储器中的所检测到的跌倒相关的数据和信息进行优先权。本文公开的技术可以在各种医疗装置中实施，这些医疗装置可以包括神经刺激器、心脏起搏器或除颤器、药泵、心脏信号监测器或者可能包括或可能不包括治疗输送能力的其他医疗监测装置。
20.图1是植入患者8体内并且包括用于检测患者是否已经跌倒的加速度计12的imd 10的示意图。虽然本文描述的示例涉及imd，但是应当理解，所公开的技术可以在可穿戴医疗装置中实施，该可穿戴医疗装置可以包括在手表、带环、条表、皮带或其他可穿戴基底中或上。执行本文公开的技术的医疗装置系统至少包括加速度计，其产生相关于重力和患者身体姿势的与患者身体姿势相关的信号以用于检测患者跌倒。医疗装置系统可以包括用于监测患者的其他状况或生理信号的附加传感器，其可以在一些示例中用于基于加速度计信号来确证跌倒检测。
21.如本文所用，术语“已经跌倒”与“正在跌倒”的区别在于，如果患者“已经跌倒”，则患者已经与表面，诸如地面或地板发生碰撞。当患者“正在跌倒”时，患者仍处于跌倒过程中并且尚未与表面发生碰撞。换句话说，“正在跌倒”的患者仍在移动通过空气，并且尚未撞到地面或另一个表面；“已经跌倒”的患者已经与表面发生碰撞并且很可能在碰撞之后至少最初地处于非直立位置中，例如，直到从跌倒恢复。
22.如本文使用的术语“身体姿势”是指患者身体相对于地球重力的位置。如本文使用的“直立姿势”通常是指至少患者的上半身与重力相对对准的身体位置。直立姿势的示例包括但不限于站立、行走、跑步和坐着。“非直立姿势”通常是至少患者的上半身不与重力相对对准的身体位置。非直立姿势的示例包括但不限于俯卧、仰卧、斜倚和侧躺位置。虽然患者跌倒通常可能发生于直立或垂直姿势至非直立姿势或水平姿势，但是本文公开的技术包括用于检测源于非直立姿势或水平姿势的跌倒的方法，例如，当患者从躺姿从床上滚下来并且以非直立姿势落在地板上。
23.imd 10包括壳体25，其限定了气密密封的内腔，imd 10的内部组件驻留在该内腔中。壳体25封装了属于本文的imd 10的功能的电路，包括，例如，信号感测电路、治疗输送电路、控制电路、存储器、遥测电路、加速度计12和电源，如结合下面的图3大致描述的。壳体25可以由包括钛或钛合金、不锈钢、mp35n(非磁性镍
‑
钴
‑
铬
‑
钼合金)、铂合金或其它生物相容性金属或金属合金的导电材料形成。在其它示例中，壳体25由包括陶瓷、玻璃、蓝宝石、硅酮、聚氨酯、环氧树脂、乙酰基共聚物塑料、聚醚醚酮(peek)、液晶聚合物或其它生物相容性聚合物的非导电材料形成。
24.在一些示例中，imd 10可以是不需要远离壳体25延伸的医疗导线的无导线装置。在其他示例中，有时称为“头部”的连接器组件27可以联接到壳体25。连接器组件27可以具有一个或多个连接器孔，其用于接收医疗电导线和所需数量的电馈通，以用于将医疗电导线连接器电耦合至封装在壳体25内的电路。例如，当imd 10体现为起搏器、可植入心脏复律
除颤器或神经刺激器时，imd 10可以联接到一个或多个导线，其承载被部署在远离imd 10的植入部位的解剖位置处的电极。虽然图1未示出导线，但是应当理解，用于执行本文公开的跌倒检测技术的跌倒检测技术和硬件、固件和/或软件可以在与一个或多个医疗导线以及不需要导线以联接到imd的无导线的imd结合操作的各种imd中进行实施。
25.imd 10包括加速度计12，其可以封装在壳体25内(或在一些情况下沿着壳体25安装或安装在连接器块27中)或由从imd 10延伸的导线承载。加速度计12可以包括在加速度计电路90中，如下面结合图3所述，其可以包括一个或多个处理单元，处理单元生成指示加速度的一个或多个加速度计信号。在一些示例中，加速度计电路的处理单元也许还能够处理或操纵一个或多个加速度计信号并且将处理后的(或未处理的)信号传输到imd 10的另一个组件。因此，加速度计12可以包括在具有用于生成加速度计信号的组件和/或用于处理加速度计信号的组件的加速度计电路中。此外，虽然本文将某些功能描述为由图3中所示的加速度计电路90执行或具体地由加速度计12执行以用于概念目的，但是应当理解，这样的功能可以附加地或替代地由imd 10的另一个组件，诸如如下面结合图3描述的包括在imd 10中的控制电路或下述的外部装置40的处理器44执行。
26.例如，加速度计12可以包括三轴(三维)加速度计，其通过相应的加速度计元件沿三个不同加速度计轴(标记为x、y和z)中的每一个产生信号。由每个相应的加速度计元件产生的x、y和z信号分量定义了与患者相对于重力的身体姿势相关的合成输出向量信号。假设在同一时间段内患者身体内的装置定向没有显著变化，则在指定时间间隔，例如在几秒或更短的时间内的合成输出向量的方向变化指示患者姿势的变化。当患者8处于直立姿势中时，三轴加速度计12相关于重力14的定向可能在患者之间变化，并且可能会随着时间变化，这是因为imd 10相关于重力14的植入定向可能变化，例如，随着装置转移或旋转而发生。然而，可以识别随着患者身体姿势或定向相对于重力的变化而发生的三维加速度计的合成输出矢量的方向的相对变化，以用于检测患者跌倒。
27.在一些示例中，三轴加速度计12包括三个正交布置的单轴加速度计元件，每一个产生对应于x方向20、y方向22或z方向24上的加速度的相应信号分量。在其他示例中，三个单轴加速度计元件可以以非正交配置布置，其中每个加速度计元件相对于其他两个加速度计沿着唯一的平面定位。
28.在所示示例中，imd 10是皮下无导线装置，然而在其他示例中，一个或多个导线可以从imd 10延伸，以用于将电极或其他传感器(在一些示例中包括加速度计12)定位在远离imd壳体25的期望解剖位置处。imd 10被示为沿着胸部位置植入，但也可以植入其他皮下或肌肉下位置或胸骨下植入，例如，在患者的胸腔内或心内植入在心室内，或在另一器官内。
29.imd 10被配置为经由通信链路42与外部装置40通信。外部装置40可以称为用于医院、诊所或医师办公室中使用的“编程器”，以用于从imd 10检索数据以及对imd 10中的操作参数和算法进行编程以控制imd的功能，包括跌倒检测控制参数以及其他imd感测和/或治疗输送功能。外部装置40可以替代地体现为家庭监测器，以用于从imd 10检索数据以传输到中央数据库或计算机以使得临床医生能够远程监测患者8。外部装置40可以包括处理器44、存储器45、显示单元46、用户界面47和遥测单元48。处理器44控制外部装置的操作并且处理从imd 10接收的数据和信号。可以包括图形用户界面的显示单元46向用户显示数据和其它信息以用于审查imd操作和编程的参数，以及可以显示从imd 14检索的与跌倒检测
相关的加速度计信号。
30.用户界面47可以包括鼠标、触摸屏、小键盘等，以使得用户能够与外部装置40交互以发起与imd 10的遥测会话，以用于从imd 10检索数据和/或向其传输数据，包括用于控制如本文所述的跌倒检测的可编程参数。遥测单元48包括被配置用于与包括在imd 10中的遥测电路进行双向通信的收发器和天线，并且被配置为与处理器44结合操作，以用于经由通信链路60发送和接收与imd功能相关的数据，其可以包括与跌倒检测相关的数据。
31.可以使用诸如wi
‑
fi或医疗植入物通信服务(mics)或其它rf或通信频率带宽或通信协议的无线射频(rf)链路在imd 10与外部装置40之间建立通信链路42。由imd 10存储或获取的数据，包括加速度计信号或从其导出的相关联数据、装置诊断的结果，以及检测到的跌倒和imd 10的感测和/或治疗输送功能的历史，可以由外部装置40在询问命令之后进行检索。认识到在一些示例中，imd 10可以经由中继装置与外部装置通信，中继装置可以是从imd 10接收信号并且将信号传输到外部装置40的另一个可植入医疗装置。例如，当imd 10被植入可能在心脏或另一器官的外部或内部的腹腔或胸腔内时，imd 10可以经由rf通信、组织电导通信或其他实施的通信协议与另一个可植入医疗装置通信，以用于将数据中继至外部装置40。
32.imd 10还被示为与个人通信装置50通信，该个人通信装置50可以是智能电话、平板电脑或由患者使用的并且被配置为经由通信链路56，例如经由链路与imd 10通信的其他装置。个人通信装置50可以被配置为在患者进行他们的日常活动时经由(或其他)通信链路54与另一个装置或设备52配对。例如，设备52可以是体重秤、汽车音频系统、计算机鼠标或键盘、健身追踪器等。如本文所述，imd 10可以经由链路56从患者的外部个人装置50接收无线信号，其指示患者活动，这可能涉及与个人装置50通信的设备52。imd 10可以使用所指示的患者活动，诸如站在体重秤上、开车或坐在汽车上、坐在电脑前、或步行或慢跑，以促进确定或确认参考直立身体姿势。
33.图2是三轴加速度计相关于重力14的合成输出向量30和34的概念图。为了检测跌倒，从与患者身体运动相关的高通或带通滤波加速度计信号检测加速度信号尖峰。另外，从与患者身体位置相对于重力14的变化相关的低通滤波加速度计信号检测患者身体姿势的变化。从带通滤波加速度计信号检测到的加速度信号尖峰和从低通滤波加速度计信号检测到的患者身体姿势的变化可能需要落在彼此的时间窗口内，以便满足跌倒检测标准。当发生跌倒时，身体姿势的变化和加速度信号尖峰是同时发生的。
34.在一个示例中，图2中所示的输出向量30可以表示在通过对x轴、y轴和z轴加速度计元件中的每一个的输出信号进行带通滤波而获取的身体加速度信号的采样时间处的合成身体加速度信号向量。合成输出向量30的幅度可以被计算为加速度计信号的x、y和z分量的数学组合。在一些示例中，输出向量30的幅度被计算为欧几里得范数，即三个正交的x、y和z分量向量的平方和的平方根：
35.∥v∥＝(x2 y2 z2)
1/2
36.一般情况下，如果三轴加速度计没有加速/减速，输出向量的幅度为1.0g(9.8m/s2)。在由于患者跌倒而与地面或其他表面碰撞时，预计输出向量30的幅度将超过阈值幅度。在其他示例中，在给定采样时间的输出加速度向量的幅度可以通过对采样时间的三个加速度信号分量的幅度进行求和来确定。
37.如本文所述，可以确定身体加速度信号的幅度、转换速率和/或频率以检测带通(或高通)滤波的加速度计信号中的加速度信号尖峰。高幅度和高频尖峰可能与跌倒相关，特别是在跌倒期间达到最大加速度和在碰撞时撞击地板或地面时。身体加速度信号的幅度可以以规则的采样间隔或响应于触发事件(例如，检测到的身体姿势的变化)来确定，以确定幅度是否满足尖峰检测阈值幅度。在一些示例中，除了确定加速度计信号的幅度是否达到阈值幅度之外或代替确定加速度计信号的幅度是否达到阈值幅度，可以通过检测到加速度计信号的正转换速率满足正转换速率阈值来检测到对应于患者跌倒的加速度信号尖峰。在一些示例中，加速度信号尖峰检测可能需要检测正转换速率，接下来是负转换速率，这两者都满足相应的正和负转换速率阈值，其中两个转换速率都发生在彼此的指定时间间隔内，使得转换速率对应于单个信号尖峰。以这种方式，可以在时域中检测到对应于跌倒的高频身体加速度信号。
38.为了捕获由跌倒引起的加速度信号尖峰，可以对三维(或二维或单轴)加速度计信号进行带通滤波以去除dc分量和高频噪声。作为示例，加速度计信号可以通过1至30hz带通滤波器或1至10hz带通滤波器进行滤波，以获得包括在跌倒期间和在碰撞时由身体运动引起的加速度的输出信号。滤波器可以是具有截止频率集的可调整滤波器，该截止频率集针对各个患者进行定制以优化跌倒检测性能，例如，以降低错误跌倒检测率和/或降低未检测到跌倒的可能性。例如，imd 10可以在一段时间内(例如，一天、一周或更长时间内)监测加速度计信号以确定在患者的正常日常身体活动期间(例如，与日常生活活动(adl)相关联的)加速度计信号的频率范围。imd 10的控制电路或处理电路可以使用患者adl的频率范围来确定和设置用于从由加速度计12产生的信号生成身体加速度信号的带通滤波器的高通和/或低通截止频率。可以从身体加速度信号检测加速度信号尖峰以检测患者跌倒。
39.三维加速度计的输出信号还可以用于确定身体姿势或位置相对于重力的变化。在这种情况下，获取来自每个加速度计轴的低通滤波信号以获取身体姿势信号。作为一个示例，来自每个轴的加速度计信号可以通过1hz低通滤波器进行滤波，其中去除了由于身体运动而产生的更高频率的加速度信号。
40.在图2所示的示例中，两个输出向量30和34可以从低通滤波信号获得(而不是从如前面的示例中描述的带通滤波的身体加速度信号获得向量30)。在这种情况下，在两个不同的时间点确定这两个身体姿势向量30和34，例如范围是间隔2至12秒，以用于检测身体姿势相对于重力14的变化。输出向量30和输出向量34之间的角度36表示从对应于向量30的一个时间点到对应于向量34的另一个时间点的从身体姿势向量30到身体姿势向量34的方向变化。角度36可以通过使用两个输出向量30和34的点积除以其幅度的乘积的反余弦来确定。在一些示例中，为了简化计算，可以确定两个向量30和34的点积并且可以将所得标量用作两个输出向量之间的角度36的度量。角度36、点积的标量结果或从低通滤波的加速度计信号获得的两个身体姿势向量之间的方向变化的另一个度量与患者身体姿势相对于重力14的变化相关。可以将在两个不同时间点获得的两个身体姿势向量之间的方向变化的度量与变化阈值进行比较以确定该度量是否满足跌倒检测标准。
41.图3是根据一个示例的可以封装在imd 10的壳体25内以提供本文所公开的功能以执行跌倒检测的电路的框图100。imd 10可以包括控制电路80、存储器82、治疗输送电路84、感测电路86、遥测电路90、加速度计电路90和电源98。在一些示例中，imd 10能够输送治疗，
其可以是电刺激治疗，诸如心脏起搏治疗、心脏复律/除颤电击、神经刺激或肌肉刺激。在这种情况下，治疗输送电路84可以联接到电极，电极可以承载在壳体25上和/或由远离壳体25延伸的医疗电导线承载。在其他示例中，治疗输送电路84可以是用于输送药物或生物制剂的药泵，例如胰岛素泵。在这种情况下，治疗输送电路可以包括贮存器和联接至其的端口或导管，以用于保持和输送流体剂。
42.imd 10可以包括用于感测与患者的生理状况相关的机械、电、光或化学信号的感测电路。例如，电极可以联接到感测电路以感测心脏电信号或电神经或肌肉信号。imd 10可以包括在医疗装置中用于监测患者或检测生理或病理状况的各种传感器，诸如压力传感器、声学传感器、温度传感器、阻抗传感器、氧传感器、血液灌注传感器、血流传感器等。
43.控制电路80可以从感测电路86和加速度计电路90接收信号以用于检测生理状况和用于控制由治疗输送电路84输送的治疗。控制电路80可以包括处理器，其被配置为执行存储在存储器82中的各种监测和治疗输送协议并且相应地控制感测电路86和治疗输送电路84。电源98可以包括一个或多个可再充电或不可再充电电池，并且根据需要向控制电路80和其他电路82、84、86、88和加速度计电路90中的每一个提供电力。
44.加速度计电路90包括加速度计12，其可以被imd 10的壳体25封装。然而，应当认识到，当imd 10联接到一个或多个医疗电导线时，加速度计12可以由导线承载，例如沿导线的远侧部分，并且经由电导体联接到壳体25内的电路90。加速度计12(图1所示)可以包括如上所述的一轴、二轴或三轴加速度计。加速度计12的每个轴可以由能够响应于施加在imd 10上并且随后施加在传感器元件上的加速度的变化而产生电信号的压电元件、微机电系统(mems)装置或其它传感器元件来限定，例如，通过将加速度转换为加速度计传感器元件的力或位移而进行，该力或位移由加速度计传感器元件转换为电信号。
45.每个加速度计传感器元件产生对应于与传感器元件的轴对准的向量分量的加速度信号。每个加速度计传感器元件产生对应于沿相应加速度计轴施加在患者上的重力或其他力的向量分量的dc分量。每个加速度计传感器元件沿着相应的轴产生与由于患者运动引起的加速度向量分量相关的ac分量。加速度计电路90可以包括具有相对低截止频率(例如，小于2hz或1hz或更小)的低通滤波器，以用于生成与患者相对于重力的身体位置相关的患者身体姿势信号。作为用于生成身体加速度信号的示例，加速度计电路90还可以包括具有从1到30hz、1hz到20hz或1到10hz的带通的带通滤波器。带通滤波的身体加速度信号与由于患者身体运动引起的加速度相关，例如，在患者身体活动期间以及在跌倒和跌倒碰撞期间。低通滤波的身体姿势信号和带通滤波的身体加速度信号中的每一个由控制电路80接收以用于检测患者跌倒，如本文所公开的。加速度计电路90可以包括一个或多个模数转换器(adc)，其用于向控制电路80提供多位数字信号以进行分析和处理以检测患者跌倒。
46.带通滤波的患者身体活动信号也可以由加速度计电路90生成，控制电路90由控制电路80用于确定患者的身体活动的度量。用于生成患者身体活动信号的带通滤波的截止频率可以不同于用于生成用于检测用于跌倒检测的加速度信号尖峰的身体加速度信号的带通滤波的截止频率。可以基于根据低通滤波的身体姿势信号确定的身体姿势向量的方向变化以及高幅度和/或高斜率或频率的身体加速度信号来确定患者身体活动度量，以确证跌倒检测标准。例如，在检测到的加速度信号尖峰之后的低的不变水平的患者身体活动度量支持阳性检测，而相对高的患者活动度量则可以指示患者正在参与身体活动并且跌倒检测
是错误的。
47.在跌倒检测之前的患者身体活动度量和/或患者活动信号的片断可以包括在存储在存储器82中的跌倒检测数据中，例如，连同原始加速度计信号、生成的身体姿势信号和/或生成的身体加速度信号一起，以提供有用的信息来了解患者在跌倒之前正在做什么或什么可能导致跌倒。跌倒检测之后的患者活动度量和/或患者活动信号的片段可以与跌倒检测数据一起存储在存储器82中。在一些情况下，跌倒后患者的身体活动可能指示错误的跌倒检测或跌倒恢复，但是在其他情况下，患者的身体活动可能是由于癫痫发作或对疼痛的反应。跌倒检测之后的患者活动信号的存储可以用于验证未来的跌倒检测，例如，基于对跌倒后患者活动信号形态的分析，如下面结合图4所述。
48.例如，当imd 10被体现为起搏器时，控制电路80可以根据期望频率的加速度计信号确定患者身体活动度量，以用于确定传感器指示的起搏率(sir)。身体活动度量可以在最小静息水平和与最大运动相关联的最大活动水平之间变化。在一些示例中，活动度量被确定为活动计数。控制电路80可以包括计数器，所述计数器用于在活动计数间隔(例如，2秒间隔)期间当来自加速度计传感器90的患者身体活动信号越过阈值的次数时跟踪活动计数。每个活动计数间隔结束时的计数与在活动计数间隔期间的患者身体运动相关，并且因此与患者身体活动相关。应用于加速度计信号的阈值(当被运动传感器信号越过时，其使得活动计数增加)可以是默认阈值或可编程阈值，或者可以是经过自动调整的阈值。在美国专利号5,720,769(van oort)中总体上公开了用于在n秒间隔内获得活动计数的示例方法。
49.在其它示例中，可以通过在活动计数间隔(例如，两秒间隔，但也可以使用更长或更短的时间间隔来确定活动度量)内对运动信号采样点进行积分或求和来从运动传感器信号获得活动度量。活动量度可以用于识别对应于正常日常活动，诸如在家里四处走动、驾驶汽车、轻任务等的adl范围。在美国专利号6,449,508(sheldon等人)中总体上公开了用于确定患者身体活动度量的其他示例方法。
50.其他类型的传感器可以包括在感测电路86中，感测电路86可以产生与患者身体活动或其他患者生理状况相关的信号。此类传感器包括心率、呼吸活动(诸如每分钟通气量)或血液或组织氧饱和度的传感器。其他类型的传感器可以用于向控制电路80提供与患者的身体活动或其他生理状况相关的信号，以用于确认检测到的跌倒或提供与和检测到的跌倒数据一起存储的跌倒前或跌倒后的数据或信息，以传输至外部装置40以供临床医生审查。
51.控制电路80可以接收来自加速度计电路90的身体加速度信号、身体姿势信号和患者身体活动信号。这些信号中的每一个可以包括一个或多个单轴信号分量和/或两轴或所有三轴信号分量的任意组合。如上所述，每个信号在包括分别与跌倒加速度、相对于重力的身体姿势变化和患者身体活动相关的信号内容的带宽上进行滤波。控制电路80可以包括处理电路，其用于根据本文公开的技术对身体加速度信号、身体姿势信号以及在一些示例中由加速度计电路90生成的患者身体活动信号中的每一个进行采样、平均和分析以用于跌倒检测。
52.控制电路80执行对跌倒检测的响应，其可以包括将跌倒相关数据存储在存储器82中，生成警报或通知(其可以由遥测电路88传输)，调整由感测电路86执行的感测以监测患者的其他生理信号，和/或调整由治疗输送电路输送的治疗(其可以包括打开或关闭治疗)。
53.遥测电路88可以包括用于经由通信链路42与外部装置40进行通信的收发器和天
线，如上面结合图1所描述的。遥测电路88还可以包括用于经由链路56，例如，经由wi
‑
fi或与个人装置50进行通信的发射器和接收器。可以执行与个人装置50的通信以促进基于从个人装置50接收的患者身体姿势信号和信息对患者身体姿势的检测和验证。如下所述，控制电路80可以控制遥测电路88以向外部装置40或个人装置50传输询问或ping，以请求与患者极有可能处于直立位置中的时间相关的确认或数据日志，并且用于将与检测到的患者跌倒相关的通知或警报传输至外部装置40或个人装置50。遥测电路88可以从外部装置40和/或个人装置50接收“事实”数据以确认跌倒检测，并且在一些情况下，获悉遗漏的跌倒检测。控制电路80可以使用事实数据来调整跌倒检测控制参数和用于跌倒检测中的方法，以增加跌倒检测技术的灵敏性和/或特异性。
54.图4是根据一个示例的由imd 10执行的以检测患者跌倒的方法的流程图200。在框252处，控制电路80根据身体姿势信号确定参考向量。在框254处，控制电路80对身体姿势信号进行采样以获得当前身体姿势信号向量。分析当前身体姿势向量和参考向量以检测满足跌倒检测标准的从参考向量到当前身体姿势向量的方向变化。身体姿势向量的方向变化与患者身体姿势相对于重力的变化相关。在一些示例中，在框252处确定的参考向量是对应于直立身体姿势的身体姿势向量并且是基于在患者被验证为处于直立位置中的时间获取的身体姿势信号，例如，如在办公室访问期间指导的或基于来自外部装置40或个人装置50的指示直立姿势的信号建立的。在一些示例中，控制电路80可以验证满足了其他要求以根据稳定、可靠的身体姿势信号建立参考向量。这样的要求可以包括基于从加速度计信号生成的身体活动信号验证患者身体活动低(例如，患者身体活动度量低于预定阈值水平)和/或验证由于在没有其他加速力作用于患者的情况下作用于患者的重力，参考向量幅度为约1g。直立参考向量可以存储在存储器82中并且从存储器82进行检索以与当前采样的身体姿势向量进行比较。下面结合图5至图7描述了用于在框252处建立直立或垂直参考向量的技术的示例。
55.在其他示例中，在框252处确定的参考向量是在比在框254处获得的采样的身体姿势向量之前的时间点从低通滤波的加速度计信号采样的身体姿势向量。通过确定在前一时间点的参考向量，控制电路80能够检测身体姿势向量从前一时间点到当前时间点的方向的相对变化。在框252处确定的参考向量可以是比在框254处获得的当前采样的身体姿势向量早五到十秒，例如，早六秒确定的身体姿势向量。
56.在框254处，控制电路80对从加速度计电路90接收的身体姿势信号进行采样，以根据跌倒检测协议检测患者身体姿势的变化。例如，身体姿势信号可以在白天(或晚上)的选定时间或以期望的采样率连续地进行采样。采样可以包括以期望的采样率对身体姿势信号进行采样，然后在预定的平均时间间隔内对采样信号进行平均以获得平均身体姿势向量。在一个示例中，身体姿势信号以32hz或更低的进行采样，并且对在一到两秒的时间间隔内获取的采样信号进行平均以获得用于n秒间隔的平均身体姿势向量。当接收到三维加速度计信号时，可以在预定时间间隔内对身体姿势信号的采样x分量、y分量和z分量中的每一个进行平均以获得身体姿势信号的平均x轴分量、y轴分量和z轴分量。然后可以将在n秒时间点的平均身体姿势向量确定为由平均x分量、y分量和z分量定义的当前采样的身体姿势向量。当平均时间间隔为两秒时，在一个示例中，参考向量可以是比当前身体姿势向量早六秒获得的平均身体姿势向量。
57.在框256处，确定参考向量和当前身体姿势向量之间的方向变化的度量。如结合图2所讨论的，通过确定当前身体姿势向量和参考向量的点积除以它们的幅度的乘积的反余弦，可以将方向变化度量计算为参考向量和当前身体姿势向量之间的角度。该角度与患者身体位置相对于重力的变化相关。替代地，可以将参考向量和当前身体姿势向量的点积的标量结果确定为与参考向量和身体姿势向量之间的角度相关的方向变化度量。在其他示例中，其他方法可以用于确定与当前身体姿势向量和先前确定的参考向量之间的方向(或角度)变化相关的度量，例如，通过确定和分析在相应x分量、y分量和z分量之间的差异进行。下面结合图10描述确定身体姿势信号的方向变化的度量的另一种方法。
58.在框258处，将当前身体姿势向量和参考信号之间的确定的角度或其他方向变化度量与跌倒检测阈值进行比较。预期当患者跌倒时，身体姿势向量方向将在预定时间间隔，例如在两秒或更短的时间，在四秒或更短的时间，或在六秒或更短的时间内变化阈值量，例如，对应于从直立到非直立姿势的变化。阈值变化可以是至少45度、至少50度、至少60度或其他预定阈值的角度。在一个示例中，如果当前身体姿势向量与参考向量之间的角度至少为57度，控制电路80则可以确定身体姿势向量方向变化满足跌倒检测标准。当点积除以当前身体姿势向量和参考向量的向量幅度的标量结果用作方向变化度量时，阈值可以设置为等于对应的阈值角度的余弦，例如57度的余弦或约0.54。在一些示例中，可以假设向量幅度的乘积为1g，从而消除了除法步骤。
59.然而，用于检测身体姿势向量方向变化的跌倒检测标准不限于检测源于直立或垂直身体位置的阈值变化。一些患者可能会从床上滚下来，在这种情况下，身体姿势向量方向可能会由于在跌倒期间患者从床上的基本水平位置滚至地板而变化。在一些情况下，患者可能以基本水平的位置着地，但也可能以非或半水平的位置着地，例如，以基本上坐在地板上的位置结束。因此，在一些情况下，参考向量可以是比当前身体姿势向量早四到六秒的身体姿势向量，并且参考向量和当前身体姿势向量之间的方向变化对应于患者的滚动。
60.使用图2所示的示例轴定向，其中纵轴是加速度计12的x轴，当患者直立站着时，该纵轴与重力方向基本上垂直对准，两个径向轴，例如，y轴和z轴可以贡献当患者从床上滚下来时的最大的方向变化。因此，作为一个示例，根据参考向量确定方向变化可以包括分析每个向量分量(每个加速度计轴信号)在一到六秒的时间段内的变化，或分析三个向量分量的合成向量的方向变化来确定是否达到阈值方向变化，这可能对应于患者的滚动运动或旋转。在不要求或验证参考向量对应于直立患者姿势的情况下，可以检测到源于在比当前身体姿势向量早的预定时间间隔确定的参考向量的阈值方向变化。在一些示例中，当前身体姿势向量可以与先前在患者处于已知直立位置时建立的直立参考向量和比当前身体姿势向量例如早四到六秒确定的先前身体姿势向量两者进行比较。
61.当在框258处身体姿势向量方向的变化不满足跌倒检测标准时，在框254处控制电路80继续对身体姿势信号进行采样。在一些示例中，当前身体姿势信号成为用于未来与身体姿势矢量进行比较的参考矢量，以用于检测身体姿势向量方向的变化，该变化大于变化阈值并且在预定时间间隔内发生，预定时间间隔可以是身体姿势信号平均时间间隔的倍数。因此，当前身体姿势向量(i)可以存储在存储器82中作为在六秒后确定的i 3身体姿势向量的参考向量，作为一个示例，当每两秒确定新的身体姿势向量时。在其他示例中，当前身体姿势向量(i)可以存储为要与i 1身体姿势向量、i 2身体姿势向量和/或i n身体姿势
向量进行比较的参考向量。
62.当在框258处当前身体姿势向量相对于参考向量的方向变化满足跌倒检测要求时，控制电路80对从加速度计电路90接收的带通滤波的身体加速度信号进行采样(框260)。可以以比身体姿势信号的采样率相对更高的频率对身体加速度信号进行采样，以使得能够检测到随着跌倒发生的相对高频的加速度尖峰。身体加速度信号可以在跌倒窗口内采样，该跌倒窗口是包含在框258处检测到的身体姿势变化的时间窗口，在该时间窗口期间，可以检测到与身体姿势变化相关联的可能跌倒。例如，身体加速度信号可以在存储器82中进行缓冲，并且响应于身体姿势向量的方向变化，可以以64hz和256hz之间的速率在多达在框258处检测到的身体姿势变化的前10秒及其后5秒对身体加速度信号进行采样。身体加速度信号可以在导致在框258处的阈值方向变化检测的身体姿势向量的时间的前四秒和后一秒内延伸的下降窗口内以128hz进行采样。
63.在一些示例中，在框262处对单轴身体加速度信号进行采样并且与尖峰检测标准进行比较。单轴可能足够灵敏以检测由跌倒引起的高幅度尖峰，并且对单轴进行采样可以减少电源的电流消耗。例如，在跌倒窗口期间采样的用于尖峰检测的单轴信号可以是加速度计轴，该轴是径向轴或短轴，其可能经受由于患者的adl和imd旋转或定向变化而导致的较少的变化。然而，当使用单轴时，所选的最佳轴可能在装置、植入物位置、患者和时间之间变化，这是因为由于患者跌倒而导致最可靠的尖峰检测的轴可能会随这些和其他因素而变化。
64.在其他示例中，可以对两轴或所有三轴信号进行采样，以在框262处检测到等于或大于幅度阈值的身体加速度信号的幅度。可以选择x轴、y轴和/或z轴分量的组合作为身体加速度信号。轴信号分量的组合可以用硬件而不是软件或固件处理功能来进行配置，以用于确定轴信号分量的组合以节省电源98。身体加速度信号的幅度可以被确定为单轴采样点的幅度、两轴或所有三轴信号的同时采样点的绝对幅度之和，或源于两轴或所有三轴信号的同时采样点幅度的平方和。
65.在框262处，控制电路80可以基于阈值幅度和/或阈值转换速率或其他尖峰形态标准来检测身体加速度信号尖峰。如前所述，可能需要满足正转换速率阈值的正转换速率且然后是在正转换速率之后的时间限制内满足负转换速率阈值的负转换速率，以检测身体加速度信号尖峰。在框262处，身体加速度信号的绝对值可以与幅度阈值进行比较，例如，通过对带通滤波的加速度计信号的adc信号输出进行整流并且将整流后的信号传递给比较器。如果在跌倒窗口期间身体加速度信号不满足幅度阈值和/或一个或多个转换速率阈值，则未检测到跌倒。控制电路80继续对身体姿势信号进行采样以检测满足跌倒检测标准的姿势变化。在一些示例中，身体姿势的阈值变化和身体加速度信号尖峰都需要在彼此的预定时间间隔，在本文中被称为“跌倒窗口”或“跌倒时间窗口”内被检测到，以便检测跌倒。
66.当在包含检测到的身体姿势变化的跌倒窗口内在框262处检测到身体加速度信号尖峰时，在框264处，imd 10可以检测到患者跌倒。在一些示例中，在框264处进行跌倒检测之前，在框263处，控制电路80可以验证满足了其他跌倒检测标准。例如，控制电路80可以分析身体加速度信号以验证检测到的尖峰不是以与身体活动相关联的规律节奏发生的多个尖峰中的一个。控制电路80可以比较整个跌倒窗口或包含跌倒窗口的延长的身体活动分析窗口内的幅度和/或转换速率，以用于检测多个尖峰，所述尖峰可以指示患者正在执行的重
复活动。当多个身体加速度信号尖峰出现在跌倒窗口或包含跌倒窗口的延长时间段内时，控制电路80可能不会检测到跌倒(例如，基于跌倒窗口内的方向变化和尖峰检测来抑制跌倒检测)。在一些示例中，控制电路80可以确定是否以规则的间隔出现超过幅度阈值的多个尖峰，这表明重复的身体活动涉及身体姿势变化和碰撞。当多个尖峰以节奏出现时，例如，在比跌倒窗口更长的时间窗口内，控制电路80可以在框265处确定未满足身体加速度幅度标准并且在框265处抑制跌倒检测。然而，当至少一个或多个身体加速度信号尖峰出现在满足尖峰检测标准的跌倒窗口内时，当还满足其他患者身体姿势变化标准时，可以在框264处检测到跌倒。在一些跌倒期间，诸如跌下楼梯，多个尖峰可能出现在跌倒窗口内，并且伴随有阈值身体姿势变化。
67.应当认识到可以使用其他传感器信号来在框263处确证跌倒检测，诸如，血压、心脏电信号、患者身体活动(例如，跌倒后保持低位)或由感测电路86产生并且由imd 10监测的其他信号。此类信号可以被监测以检测其他患者状况或者可以取决于使患者易于跌倒的医疗状况并且向临床医生提供用于为患者选择和管理治疗的诊断或预后数据。在一些示例中，在检测到身体加速度信号尖峰和身体姿势变化之后，控制电路80在框263处确定患者身体活动度量以验证患者身体活动低或低于阈值。当未满足其他跌倒检测标准时，诸如如果尖峰后身体活动高，则可以在框265处抑制基于身体姿势变化和检测到的加速度信号尖峰的跌倒检测。在一些示例中，当在框265处抑制跌倒检测(未检测到跌倒)时，控制电路80可以生成并且存储与抑制跌倒检测相关的数据。例如，导致跌倒检测被抑制(即使在跌倒窗口内检测到方向变化和尖峰)的患者活动信号或其他确证信号的事件可以连同与检测到的加速度信号尖峰和身体姿势变化相关的信号和/或数据存储在存储器82中。
68.当满足所有跌倒检测标准时，控制电路80在框264处检测到跌倒。在框266处，控制电路80生成用于存储在存储器82中和/或经由遥测电路88进行立即或将来传输的跌倒数据。在一些示例中，在框266处生成跌倒数据包括生成通知，该通知可以被传输到外部装置40和/或个人装置50以通知护理人员、临床医生或第一响应者检测到的跌倒。例如，通知可以被传输到个人装置50，并且个人装置50可以被配置为向护理人员、第一响应者或医疗中心发送文本消息、电话呼叫或其他形式的消息传递。
69.在框266生成的跌倒数据可以包括时间和日期戳以及由感测电路86获取的其他传感器信号数据和/或由治疗输送电路84输送的任何治疗。例如，当imd 10被配置为接收心脏电信号时，在检测到的跌倒之前和/或包含检测到的跌倒的心脏电信号事件可以与跌倒数据一起存储。在一些示例中，控制电路80在跌倒检测之后继续监测身体姿势信号以确定在跌倒检测和随后的身体姿势变化(例如，在检测到跌倒之后坐起来或站起来)之间的恢复时间。恢复时间可以包括在框266处生成的跌倒数据中。如结合图8所描述的，可以确定恢复时间以用于优先将跌倒数据存储在存储器82中和/或生成被传输至外部装置40或个人装置50的通知。
70.imd 10可以被配置为在框268处从另一个装置(例如，从外部装置40或个人装置50)接收事实信号。在一些示例中，事实信号可以是响应于患者或护理人员在检测到的跌倒之后发起传输而从外部装置传输的信号。可以响应于从imd 10接收到的带有跌倒检测通知的提示，来传输事实信号，从而请求验证跌倒。在其他示例中，具有日期和时间的检测到的跌倒列表以及其他跌倒数据可以由外部装置40或个人装置50基于从imd 10接收的跌倒数
据而生成。患者或护理人员可以选择对应于实际跌倒的跌倒检测来确认真实的跌倒检测，并且可以将确认信号数据传输回imd 10。未经事实信号确认的跌倒检测被imd 10标记为错误的跌倒检测。
71.当在框270处检测到的跌倒被识别为错误的跌倒检测时，控制电路80可以在框274处调整一个或多个跌倒检测控制参数。在调整一个或多个跌倒检测控制参数之前，控制电路80可以确定是否已经达到错误的跌倒检测的阈值数量或频率。作为示例，幅度阈值、转换速率阈值或其他尖峰检测阈值、方向变化阈值、身体姿势信号平均时间间隔、采样率、滤波截止频率、相对于检测到的加速度信号尖峰或相对于检测到的身体姿势变化的下降窗口的开始和/或结束时间，或其任何组合可以在框274处进行调整。在一些示例中，框274处的调整可以包括更新对应于患者的已知直立姿势的参考向量。在一个示例中，基于在框268处接收到的事实信号被识别为错误的跌倒检测的跌倒检测可以使控制电路80增加方向变化阈值和/或增加幅度阈值、转换速率阈值、频率阈值或用于检测加速度信号尖峰的其他阈值。
72.跌倒检测控制参数可以在框274进行调整，以通过提高当患者尚未跌倒并且可能正在参与其他活动，诸如可能涉及突然的姿势变化和/或高加速度信号幅度的锻炼或运动时在对应于根据姿势和加速度信号确定的跌倒的姿势和加速度信号之间的区分度来增加跌倒检测的特异性。如下面结合图9所描述的，用于尖峰检测的方向变化阈值和/或加速度幅度阈值的调整可以包括分别分析在日常生活活动和/或对应于锻炼或其他患者活动的增加的活动期间获取的身体姿势向量方向变化和/或身体加速度信号，以便建立在患者通常从事的活动(其不包括跌倒)期间发生的加速度信号和身体姿势变化的范围或趋势。
73.在需要基于确证信号，诸如患者身体活动或其他感测信号来满足在框263处的其他跌倒标准的示例中，在框274处对跌倒检测控制参数的调整可以包括对其他确证跌倒检测标准的调整。例如，如果使用患者身体活动水平来基于身体姿势变化和加速度信号尖峰来验证跌倒检测，患者活动信号则可能由于跌倒后的活动大于低活动阈值而导致跌倒检测被抑制。然而，如果被抑制的跌倒检测随后基于在框268处接收的事实信号被确认为是真实的跌倒，则可以调整用于抑制检测到的跌倒的跌倒后的患者身体活动阈值。
74.在其他示例中，当与被抑制的跌倒检测相关的数据和信号被存储在存储器82中时，可以分析导致跌倒检测被抑制的患者身体活动信号的形态，使得患者身体活动形态特征可以用于匹配跌倒后的患者活动信号形态，以用于确认未来的跌倒检测。对跌倒后的身体活动信号形态标准的这种调整可能有助于确认与例如，癫痫发作相关的跌倒，其中跌倒后的身体活动信号的形态可能对应于癫痫活动并且不应导致跌倒检测被抑制。
75.当事实信号不包括在框270处的错误的跌倒检测的指示时，跌倒检测控制参数则可以保持不调整，并且控制电路80可以返回监测用于跌倒检测的身体姿势信号和身体加速度信号。虽然事实信号被示为是在跌倒检测之后接收到的，但是可以设想可以在已经检测到多次跌倒之后或当尚未检测到跌倒时接收到事实信号。可以在患者就诊、住院期间或可能与跌倒检测一致或不一致的其他时间期间基于存储在电子病历中的患者数据从外部装置40接收事实信号。在一些情况下，在框268处接收到的事实信号可以包括imd 10未检测到的跌倒的指示。
76.当事实信号指示未检测到跌倒时(框272的“是”分支)，控制电路80可以在框274处调整跌倒检测控制参数。可以响应于未检测到跌倒的信号在框274处调整上面列出的示例
参数中的任一个，然而，在这种情况下，进行调整以使跌倒检测参数对检测跌倒来说更灵敏或基于确证信号不太可能导致跌倒检测被抑制。例如，可以降低方向变化阈值和/或加速度幅度和/或转换速率阈值，可以增加或减少用于确定身体姿势采样点的平均时间间隔，可以扩大跌倒检测窗口，可以增加或降低滤波截止频率，或者可以调整采样率以增加检测给定患者的跌倒的灵敏性。
77.可以响应于单个未检测到的跌倒或响应于单个错误的跌倒检测来执行框274处对跌倒检测控制参数的调整。然而，在一些示例中，可以响应于达到的错误跌倒检测的阈值数量或比率或遗漏的跌倒检测的阈值数量或比率来对跌倒检测控制参数进行调整。
78.在一些情况下，响应于错误的跌倒检测的阈值数量而在框274处对控制参数的调整可以取决于是否已报告任何遗漏的跌倒检测，例如，以允许增加的特异性，而不降低灵敏性。当事实信号指示已经对遗漏的跌倒检测进行记录时，可以将触发对跌倒检测控制参数的调整的错误的跌倒检测的数量或比率调整得更高，以避免增加遗漏的跌倒检测的比率。在框274处根据需要进行任何调整之后，控制电路80可以返回到框254以根据调整的跌倒检测控制参数监测身体姿势信号和身体加速度信号。
79.图5是根据一些示例的由imd系统执行的用于建立对应于直立身体姿势的参考向量的方法的流程图300。在框302处，imd 10可以向外部装置，诸如，图1所示的个人装置50，作为一个示例，其可以是患者的移动智能手机传输无线通信信号询问或ping。imd 10和患者的个人装置50可以被配置为经由例如，配对进行通信。在框304处，imd 10可以向个人装置50传输ping并且等待接收答复。传输的ping可以对应于建立通信的请求并且可以包括对确认直立任务或活动的答复的请求。在其他示例中，可以传输ping以建立通信，并且当响应于ping接收到答复时，imd 10可以传输第二信号，其请求该个人装置50确认直立任务或活动。
80.同时，imd 10可以在框303处对身体姿势信号进行采样并且将采样的信号数据存储在存储器82中。在一些示例中，imd 10通过在如上所述的平均时间间隔内对采样的身体姿势信号进行平均化并且存储在每个平均时间间隔的身体姿势向量来确定身体姿势向量。
81.在框320处，患者的个人装置50可以从imd 10接收传输的ping。响应于接收到ping(以及用于确认直立任务或活动的相关联的请求)，个人装置50可以被配置为生成显示给患者的通知，该通知可以包括可听警报，从而指示患者执行需要处于直立位置中的任务。可以通知患者以直立姿势站立或坐下20秒(或其他选定的时间间隔)以使得imd 10能够在直立姿势期间获取身体姿势信号。患者可以通过使用个人装置50的触摸屏或其他用户界面确认已经呈现直立位置而对通知做出响应。在一些情况下，个人装置50可以显示计时器或其他提示以引导患者完成请求的任务。个人装置50基于患者与个人装置50的交互在框324处确认任务并且在框326处传输确认患者呈现直立位置的答复。
82.当个人装置50在预定时限内，例如在十分钟或更短，或五分钟或更短的时间内没有从患者接收到已经执行了任务的确认时，个人装置50可以取消通知并且等待来自imd 10的下一个ping。imd 10可以被配置为在有限的监听时间(例如，十分钟或更短或五分钟或更短)内监听在框304处的答复，以便减少电源98的电流消耗。当任务被确认时，个人装置50可以在预定的监听时段期间重复地在326处传输答复，使得遥测电路88可以在监听时段期间进入睡眠并且醒来以重复地监听，直到在框304处接收到答复或者监听时段在框306处到
期。如果监听时段到期而没有接收到答复，imd 10则可以等待一天、几小时、一小时或其他预定的时间段，并且在框302处再次传输ping以与个人装置50合作重新尝试确认直立姿势。
83.响应于在框304处接收到答复，imd 10在框308处建立参考向量。参考向量可以是最近存储的身体姿势向量，在接收到答复之后确定的下一个身体姿势向量，或在答复的时间窗口内采样的两个或更多个身体姿势向量的组合。在一些示例中，在接收到答复时，imd 10开始平均窗口，在该平均窗口内对身体姿势信号进行平均，以确定对应于直立位置或姿势的参考向量。一旦在框308处建立或更新了参考向量，遥测电路88就可以不再在框302处传输ping，直到预定的更新周期已经过去，例如，一周或其他预定的时间段。
84.在其他示例中，图5的过程可能涉及第三装置，诸如被配置为与患者的个人装置50通信的设备52(图1所示)。响应于在框320处接收到询问ping，个人装置50在框322处生成指示患者使用设备52执行任务的患者通知。当患者执行所指示的任务时，个人装置50可以与另一个装置，例如，如图1所示的启用bluetooth的设备52进行配对。在说明性示例中，设备52可以是体重秤。患者的个人装置50可以生成通知，其指示患者是时候称量他或她自己了。在踏上体重秤时，体重秤和个人装置50可以配对并且建立链接54(如图1所示)，使得个人装置50可以从体重秤接收患者的体重并且确认执行了需要患者位于站立直立位置中的任务(框324)。响应于基于与设备52的通信确认直立姿势任务，个人装置52可以在框326处将答复传输回imd 10。imd 10在框304处接收答复并且在框308处使用在与确认的直立姿势任务一致的时间段内采样的身体姿势信号建立参考向量。例如，个人装置52可以在对imd10的答复中传输患者何时执行直立任务的时间戳，从而允许控制电路80识别具有对应时间戳的存储在存储器中的采样身体姿势向量。
85.在另一个示例中，imd 10可以在预计患者将执行直立姿势任务或活动，诸如在跑步机上进行的日常锻炼或步行或坐在汽车中时的一天的预定时间ping个人装置50。个人装置50可以与和日常活动相关联的设备52配对，诸如活动跟踪器或汽车的音频系统。个人装置50可以在框326处将答复传输回imd 10以确认患者正参与日常活动，诸如步行或坐在汽车中。imd 10在框308处通过响应于答复获取身体姿势信号来建立参考向量。
86.在一些示例中，基于个人装置50与汽车音频系统配对，从个人装置50接收到指示患者正在乘车或驾驶汽车的答复可能导致imd 10暂时禁用跌倒检测，这是因为患者不太可能经历跌倒，以及禁用跌倒检测可以节省电源88。在这种情况下，控制电路80可以禁用跌倒检测并且在框310处安排重新开始跌倒检测监测的时间。跌倒检测被禁用的持续时间可以是固定的或可编程的，并且可以针对给定患者进行定制，例如基于从个人装置50提取的与平均旅行或通勤时间相关的数据。在一些示例中，跌倒检测被禁用，直到由imd 10从个人装置50接收到指示其不再与汽车音频系统配对或检测到患者正在汽车中移动的信号。
87.图6是根据另一个示例的由图1的imd系统执行的用于建立对应于直立姿势的参考向量的方法的流程图350。在框352处，加速度计电路90、控制电路80和存储器92根据如上所述的监测协议在持续的基础上协作地存储身体姿势信号数据。例如，身体姿势向量可以由控制电路80确定并且在每n秒平均间隔之后存储在存储器82中。在框354处，imd遥测电路88可以向外部装置(诸如个人装置50)传输ping，并且在框356处等待答复。如果在接收到答复之前监听时段到期(框358的“是”分支)，则控制电路80可以返回到框354以等待预定的时间间隔，在该预定的时间间隔之后，遥测电路88可以重复传输ping。ping可以在预定时间间隔
内重复传输，例如，十分钟或更短，并且如果遥测电路88没有接收到答复，则控制电路80可以在控制遥测电路88传输另一个ping之前等待一小时、几小时、一天或其他预定的时间段。
88.当imd遥测电路88在框356处接收到来自个人装置50的答复时，遥测电路88则可以与个人装置50建立通信链路并且在框360处向个人装置50传输日志请求。患者的个人装置50可以获取对应于直立位置的患者活动的日志以及时间和日期信息。个人装置50可以根据请求将日志数据传输到imd 10。
89.例如，患者可以使用体重秤将体重传输到个人装置50。个人装置50存储带有时间和日期戳的体重。在一些情况下，当患者服用利尿剂、患有心力衰竭或出于其他医学原因时，患者可能遵循规定的称重时间表，例如每日称重，使得定期获取的体重数据存储在个人装置50中。在另一个示例中，个人装置50可以包括里程跟踪应用程序，其跟踪患者乘坐汽车的时间。对应于患者何时在汽车(最有可能以直立位置坐下)中的时间和日期数据可以存储在个人装置50中的日志中。在又一个示例中，个人装置50可以记录活动或从另一设备，诸如腕戴活动跟踪器接收活动跟踪。例如，个人装置50可以记录患者在一天的过程中所采取的步数(在步行期间)。活动日志可以包括当检测到患者正在步行(或慢跑)并且处于直立位置中时所取得的日期和时间戳。与直立位置相关联的患者活动的各种日志可以由个人装置50直接获得或从设备52检索并且由个人装置50存储。
90.imd 10在框362处经由遥测电路88接收日志数据。控制电路80在框364处搜索存储的身体姿势数据以将接收到的日志数据中的一个或多个时间和日期戳与存储的身体姿势向量的时间和日期戳相匹配。在与日志数据中的时间和日期戳相匹配的时间和日期获得的一个或多个身体姿势向量可以用于在框366处由控制电路80建立参考向量。当一个以上的身体姿势向量被控制电路80识别为具有与直立活动日志时间和日期相匹配的时间和日期戳时，多个身体姿势向量可以被控制电路80平均或组合使用以建立参考向量。在其他示例中，具有与记录的活动时间和日期戳相匹配的时间和日期戳的单个身体姿势矢量可以作为参考矢量存储在存储器82中。
91.当两个戳在彼此的预定时间间隔内，例如在10秒或更短或5秒或更短时间时，可以确定身体姿势向量的时间和日期戳以匹配记录的活动时间和日期戳。在其他示例中，在选择具有与记录的活动数据相匹配的时间和日期戳的一个或多个存储的身体姿势向量中可以应用附加标准。例如，可以应用与一天中的时间、患者身体活动量度、心率或其他标准相关的标准来接受身体姿势向量作为用于建立参考向量的有效向量。
92.图7是根据另一个示例的用于由图1的医疗装置系统建立参考向量的方法的流程图400。图5和图6两者的过程包括在imd 10和外部装置之间的通信，其由经由遥测电路88传输ping的imd 10发起。电源98的电流消耗可以通过避免在监听模式下给imd遥测电路88上电以从发起通信会话的外部装置接收ping来节省。然而，可以设想外部装置，例如，外部装置40或个人装置50可以通过向imd遥测电路88传输ping以建立通信链路来发起与imd 10的通信。
93.在图7中的框402处，外部装置可以检测或接收身体位置证据或信息。例如，个人装置50可以检测到步行或与设备相配对，该设备与直立位置相关联。在其他示例中，外部装置可以累积带有时间和日期戳的数据日志，诸如行驶里程或患者体重。外部装置可以在框404处传输ping以请求与imd 10通信。同时，在框420处，imd控制电路80可以控制imd遥测电路
88以第一相对低的速率苏醒，例如每小时一次并且在预定时间段内保持在监听模式中。
94.如果imd遥测电路88尚未接收到传输的ping(框422)，控制电路80则可以在框424处确定是否到了增加监听速率的时间。在框426处，例如，控制电路80可以增加唤醒遥测电路88以在一天的预定时间和/或当基于患者身体活动信号检测到身体活动的阈值水平时监听ping的频率。如果到了增加监听速率的时间，控制电路80则更频繁地唤醒遥测电路88，例如每分钟一次或更频繁地在预定的时间间隔内，例如10到15分钟内唤醒以监听ping。如果没有接收到ping，控制电路80则可以切换回以较低速率唤醒遥测电路88以监听ping。
95.在框428处，控制电路80可以确定参考向量的更新间隔是否已经到期，例如三到五天、一周、两周或其他选择的最小更新间隔。当在延长的时间段内没有接收到用于建立或更新参考向量的ping时(框428的“是”分支)，控制电路80则可以调整一天中的预定时间以在框430处切换到高速率地唤醒遥测电路88。例如，根据习惯，当高唤醒率速率被安排为在框426处发生时，预期患者会在一天中的某些时间对自己进行称重、乘坐汽车或步行。如果在框428处在更新间隔期满之前(自上次更新以来)遥测电路88尚未接收到ping以使控制电路80更新参考向量，则可以在框430处调整用于开始在框426处的增加的唤醒速率的一天中的预定时间，例如，提前或推迟10至15分钟，提前或推迟一小时或变换其他时间间隔，以试图增加从外部装置接收预期的ping以确认患者在参与涉及直立位置的活动的可能性。
96.一旦在框422处接收到ping，控制电路80则可以在框434处基于ping是患者当前从事直立活动的指示来对身体姿势信号进行采样。控制电路80可以响应于接收到ping而基于当前采样的身体姿势信号在框436处建立或更新参考向量。在一些示例中，可以在框434处在多个连续时间点对身体姿势向量进行采样以在建立新的参考向量之前验证稳定的身体姿势向量。如果控制电路80不能验证稳定的身体姿势向量，例如，基于连续采样的身体姿势向量在彼此的阈值差之内，则先前建立的参考向量可以保持存储在存储器82中作为在框436处的当前参考向量。
97.控制电路80可以将当前采样的身体姿势向量识别为“稳定的”，这是通过将当前采样的身体姿势向量与先前存储的身体姿势向量和/或先前建立的参考向量进行比较，以验证当前采样的身体姿势信号与先前存储的身体姿势向量和/或先前存储的参考向量的方向差在差阈值内(这指示身体姿势向量是稳定的)来进行的。如果当前采样的身体姿势向量大于与先前存储的身体姿势的差阈值，则当前采样的身体姿势向量可以或可以不存储在存储器82中。在一些示例中，当前采样的身体姿势向量被存储以用于验证随后的身体姿势向量是稳定的以在稍后的时间点更新参考向量。然而，直到采样的身体姿势向量被验证为稳定，例如，在先前参考向量或先前采样的身体姿势向量的差阈值内，先前建立的参考向量可以在框436处继续被用作更新的参考向量。一旦控制电路80确定当前采样的身体姿势向量相对于先前的身体姿势向量是稳定的，在框436处则可以基于当前采样的身体姿势向量更新参考向量。
98.在一些示例中，遥测电路88可以响应于在框422处接收到ping以建立双向通信而在框432处将答复传输回发送装置。外部装置40或个人装置50可以在框406处接收所传输的答复并且在框408处传输指示患者从事直立活动的信号或传输包括与涉及直立姿势的任务或活动相关联的日期和时间戳的累积数据日志。控制电路80可以在框434处搜索先前存储在存储器82中的身体姿势向量以匹配时间和日期戳，而不是使用当前采样的身体姿势信
号，以在框436处建立或更新参考向量。
99.除了或代替如结合图5和图6所描述的等待来自imd 10的ping，个人装置50可以被配置为当识别直立活动时(例如，基于与另一设备52的配对)或当对应于直立活动的更新日志可用时，重复地在框404处将ping传输至imd 10。在框422处，控制电路80可以被配置为唤醒遥测电路88以监听ping。在一天的某些时间期间，控制电路80可以被配置为唤醒遥测电路88以在比在一天的其他时间期间更高的速率监听ping。
100.图8是可以由imd 10执行的以用于确定跌倒检测之后的恢复时间的方法的流程图500。在框502处，控制电路80检测跌倒，例如，如结合图4所描述的。在框504处，控制电路80继续监测身体姿势信号。控制电路80可以在每个n秒平均间隔结束时确定身体姿势向量。n秒平均间隔可以是在跌倒检测之前用于监测身体姿势信号的相同的平均间隔或更短的间隔，例如，0.25秒、0.5秒或1秒，以便在确定用于在跌倒之后恢复的时间中启用更大的时间分辨率。
101.在框506处，控制电路80确定与在跌倒检测的身体姿势向量和当前跌倒后检测的身体姿势向量之间的角度相关的方向变化度量。跌倒检测的身体姿势向量是满足图4的框258处的方向变化阈值的身体姿势向量，从而导致跌倒检测。如果当前跌倒后的身体姿势向量与跌倒检测的身体姿势向量之间的方向变化度量不满足恢复阈值，如在框508处确定的，则未检测到源于跌倒的恢复。不满足恢复标准的姿势变化指示患者可能仍躺在地面上，并且尚未从跌倒恢复。
102.在其他示例中，控制电路80可以另外地或替代地在框506处确定与参考向量和跌倒后检测的身体姿势向量之间的角度相关的方向变化度量。当跌倒后检测的身体姿势向量和参考向量之间的方向变化小于指定的变化阈值时，可以在框514处检测到恢复。参考向量和跌倒后检测的身体姿势向量之间的小于变化阈值的方向变化度量可以指示患者已经恢复并且返回到跌倒前的身体姿势。当跌倒后检测的身体姿势向量与参考向量之间的方向变化度量仍然大于变化阈值时，患者可能在跌倒后仍在地面上或在地面上滚动。因此，在框508处，控制电路80可以要求在跌倒检测的身体姿势向量和跌倒后检测的身体姿势向量之间的方向变化度量大于恢复阈值和/或在参考向量和跌倒后检测的身体姿势向量之间的方向变化度量小于恢复阈值。
103.当在框508处不满足恢复标准时，控制电路80可以在框510处将自跌倒检测起的时间与警报阈值进行比较。例如，控制电路80可以在检测到跌倒时启动计时器并且将自跌倒检测起的时间与警报阈值时间间隔进行比较。如果跌倒严重，患者可能会受伤或失去知觉并且需要帮助。控制电路80可以在框510处确定是否尚未检测到恢复并且警报阈值时间间隔是否期满，可以在框512处生成警报。控制电路80可以控制遥测电路88向外部装置(例如，外部装置40或个人装置50)传输警报，以触发警报和/或通过文本、电话、电子邮件或其他方式向第一响应者、呼叫中心、临床医生或其他护理人员传输消息。
104.如果警报阈值时间间隔尚未期满或已生成警报，控制电路80则继续在框504处对身体姿势信号进行采样以检测恢复。当在当前跌倒后的身体姿势向量和跌倒检测的身体姿势向量之间的方向变化满足恢复标准时，如在框508处确定的，在框514处检测从跌倒的恢复。控制电路80在框516处将恢复时间确定为从跌倒检测到恢复检测的时间间隔(其可以基于身体姿势信号的平均间隔的数量)。在框518处，控制电路80可以使用恢复时间来相对于
其他跌倒检测使跌倒检测优先化，以用于数据存储和报告的目的。在一些情况下，恢复时间可以非常短(例如，一秒或更短)以致于即使当满足用于检测跌倒的患者身体姿势和信号尖峰检测标准时，也能取消、抑制跌倒检测，或将其标记为错误检测。在其他示例中，响应于非常短的恢复时间，控制电路80可以将跌倒识别为低优先级的跌倒。可以将在框516处确定的恢复时间与一个或多个跌倒恢复时间阈值进行比较，以便在框518处使跌倒检测优先化。跌倒恢复时间阈值可以是先前确定的跌倒恢复时间，使得在框518处具有比另一个跌倒检测更长的恢复时间的跌倒检测被给予更高的优先级。控制电路80通常可以基于恢复时间使跌倒检测优先化，其中更长的恢复时间对应于更严重、更高优先级的跌倒检测，以用于数据存储、报告或其他跌倒检测响应目的。
105.在框520处，控制电路80根据在框518处确定的优先级来执行跌倒检测响应。例如，如果先前检测到的跌倒具有比当前确定的恢复时间更短的恢复时间，用于先前跌倒的跌倒检测数据则可以被针对当前检测的跌倒而获取的跌倒检测数据所覆盖。如果恢复时间超过严重性时间阈值(其可能小于在框510处应用的警报阈值时间间隔)，控制电路80则可以控制遥测电路88向外部装置传输通知以通知临床医生和/或患者可以保证用于检查损伤和/或患者随访或跌倒数据的临床审查的医学检查，以管理对医疗状况的治疗、处方药物的调整等。例如，可以由控制电路80确定并且存储在存储器82中以用于传输和审查的跌倒数据可以包括跌倒数据中的趋势，诸如跌倒检测的频率和/或基于跌倒恢复持续时间趋势中的趋势的跌倒严重性的趋势，使得临床医生可以识别患者是否更频繁地跌倒和/或遭受更严重的跌倒。
106.当恢复时间小于先前存储的跌倒检测数据，并且分配用于存储跌倒检测数据的完整集合的存储器已满时，框520处的响应可以包括存储有限量的跌倒检测数据，诸如具有时间和日期戳，不具有或具有有限的附加信号数据或其他信息的检测。如果恢复时间相对较快，例如在几秒内或小于诸如10秒或更短的短恢复时间阈值内，则遥测电路88在跌倒检测时可以不传输通知或警报。
107.图9是根据一些示例的由imd 10执行的用于设置或调整跌倒检测控制参数的方法的流程图600。imd 10可以在imd 10的初始植入时或当第一次开启跌倒检测以建立用于检测患者跌倒的跌倒检测标准时执行600的方法。imd 10可以在接收到指示发生了错误的跌倒检测或遗漏的跌倒检测的事实信号之后，执行600的方法以调整跌倒检测标准，例如，在图4的框274处。
108.在框602处，控制电路80监测加速度计信号以确定患者身体活动度量。如上所述，带通滤波的加速度计信号(其可以是一轴、两轴或所有三轴分量信号的组合)可以作为患者身体活动信号传递到控制电路80。控制电路80可以分析患者身体活动信号以确定患者身体活动的度量，例如通过以预定时间间隔(例如，每两秒)确定与患者身体活动水平相关的活动计数。控制电路80可以在框602处检测大于预定阈值的患者身体活动，例如，大于adl阈值的活动度量。大于adl阈值的活动度量可以表示可能随着姿势的变化和身体加速度信号中的相对较高的峰值而发生的患者活动，当在正常患者活动期间满足了尖峰检测和身体姿势变化时，这可能导致错误的跌倒检测。加速度计信号在正常患者身体活动期间的行为可以用作应用于身体加速度信号的幅度阈值和转换速率阈值或频率阈值的下边界应该是什么的指示。在一些患者中，跌倒可能发生得相对缓慢，其中身体加速度信号中存在多个相对较
低幅度的峰值，例如当患者绊倒并试图在跌倒期间重新站稳或稳住自己，但最终跌倒时。在其他情况下，跌倒可能是突然的并且受到一次大的碰撞，例如，如果患者经历晕厥并且失去肌肉控制。因此，在检测到的患者活动期间表征个体患者身体活动加速度计信号并且使用先前的跌倒检测数据(如果可用的话)可以使imd 10能够设置跌倒检测标准以提高跌倒检测的灵敏性和/或特异性。
109.在框604处，控制电路80可以在检测到的患者身体活动期间确定身体加速度信号(或x信号、y信号和z信号分量中的一个或多个)的峰值幅度。在一些示例中，控制电路80可以确定在检测到的身体活动期间从一个或多个轴获得的身体加速度信号的形态或波形形状。控制电路80可以处理身体加速度信号以检测活动期间身体加速度信号形态的幅度、转换速率、频率、信号峰值的节奏或其他特性化特征。
110.在检测到的患者身体活动期间，控制电路80可以另外地或替代地在框606处确定身体姿势信号数据。控制电路可以确定在检测到的患者身体活动期间身体姿势信号的特性，诸如信号x分量、y分量和/或z分量幅度、合成的身体姿势向量幅度和/或相对于参考向量的最大身体姿势向量方向变化。在检测到的身体活动期间表征身体姿势信号数据可以指导控制电路80对身体姿势方向变化阈值和其他跌倒检测标准的选择。
111.在框608处，控制电路80可以基于对在检测到的患者身体活动期间确定的身体姿势信号数据和身体加速度信号数据的分析来设置跌倒检测标准。控制电路80可以基于在患者活动期间检测到的身体姿势信号的最大方向变化来设置方向变化阈值，这可以在对应于跌倒检测窗口或指定数量的身体姿势信号平均窗口的时间间隔内。控制电路80还可以设置其他身体姿势标准，诸如阈值方向变化，其不是根据与正常患者活动相关联的身体姿势向量的指定的起始x分量、y分量或z分量或与可能在正常患者活动期间呈现的身体姿势相关联的身体姿势向量的指定的结束x分量、y分量或z分量确定的变化。可以设置身体加速度信号尖峰检测标准以避免检测到在正常患者身体活动期间发生的加速度信号尖峰。可以基于在检测到的患者活动期间对身体加速度信号的分析来设置要应用于身体加速度信号以用于尖峰检测的跌倒检测标准，以排除检测到具有与正常患者活动期间的尖峰相匹配的形态的尖峰。可以设置跌倒检测标准以避免在正常身体活动期间的错误的跌倒检测。例如，控制电路80可以将应用于身体加速度信号的幅度阈值设置为大于在患者正常身体活动期间身体加速度信号的最大幅度。如果真实的跌倒检测数据可用，则可以将真实的跌倒检测期间获取的信号尖峰幅度和身体姿势变化度量与正常身体活动期间的最大身体加速度信号幅度和最大身体姿势变化进行比较，使得加速度信号幅度阈值和姿势向量方向变化阈值可以被设置为低于对应于真实的跌倒检测的最低相应值和高于在患者的正常身体活动期间的最大相应值。
112.当存在代表具有与在正常身体活动期间确定的对应特性重叠的身体加速度信号幅度和/或身体姿势信号特性的真实的跌倒检测或遗漏的跌倒检测的混杂数据时，身体加速度信号的形态可以用于区分跌倒与患者的身体活动。例如，跌倒检测标准可以被设置为与身体加速度信号的加速度信号波形的斜率、节奏、频率功率谱、整体形态或其他特征相关，以基于身体加速度信号的形态而区分患者身体活动和患者跌倒。身体加速度信号的形态可以在正常患者身体活动期间获取，其可以包括adl或更剧烈的活动并且被存储以用于在跌倒检测监测期间与潜在的信号尖峰进行比较。跌倒检测尖峰可以基于与正常身体活动
期间获取的身体加速度信号形态不匹配的形态而被检测到。检测非匹配形态可以基于小波分析、斜率、面积、确定时间对准的样本点之间的差异、频域分析或其他方法。
113.图10是根据一些示例的可以由imd 10执行的用于检测身体姿势变化的方法的流程图700。流程图700的方法不需要建立对应于直立位置的参考向量。图10的方法中的参考向量是在比当前采样的身体姿势向量更早的时间点处的采样身体姿势向量。在先前采样的身体姿势向量与当前身体姿势向量之间的身体姿势向量方向的相对变化是根据方向变化度量确定的并且与阈值进行比较。图10的方法可以用于检测对应于不一定源自直立位置的跌倒的身体姿势变化，例如，从床上滚下来或从倾斜或弯曲位置跌倒。
114.在框702处，控制电路80以选定的采样率对身体姿势信号进行采样以获得身体姿势信号的x分量、y分量或z分量中的每一个，这可以包括在平均窗口，例如，在0.25秒、0.5秒、1秒、2秒或其他平均窗口内对采样的信号分量进行平均。在一个示例中，可以通过在平均窗口内对加速度计12的x轴信号、y轴信号和z轴信号中的每一个的采样点求平均来确定采样的身体姿势向量的每个x幅度分量、y幅度分量和z幅度分量，其中采样率为32hz，平均窗口为0.5秒，从而每0.5秒提供一次身体姿势向量的x(i)、y(i)和z(i)幅度分量。应当认识到可以选择其他采样率和平均窗口。
115.在结合图10描述的示例中，监测三维身体姿势向量，使得将x轴、y轴和z轴分量信号中的每一个分析为三维合成身体姿势向量的分量信号。然而，应当认识到，可以使用一轴或两轴信号代替所有三轴信号来实施图10的方法以用于检测在一轴或两轴方向上的身体姿势变化。
116.在框704处，控制电路80确定参考向量分量和在参考向量之后在n个平均窗口内采样的相应身体姿势向量分量之间的幅度差。例如，参考向量可以被称为具有x(i)、y(i)和z(i)分量的第i个身体姿势向量。随后采样的身体姿势向量可以被识别为第i n个身体姿势向量，其是在参考向量之后的在n个平均窗口内获得的。第i n个身体姿势向量中的每一个包括x(i n)、y(i n)和z(i n)分量幅度。
117.在框704处，控制电路80确定针对n个随后采样的身体姿势向量中的每一个确定在参考向量分量幅度和随后采样的身体姿势向量分量幅度之间的差，其中n是在参考向量之后的平均窗口的数量。在一个示例中，控制电路确定在参考向量与四个随后获得的身体姿势向量(n＝1至4)之间的每个向量分量的幅度差。例如，控制电路80可以确定用于x轴的差x(i)
‑
x(i 1)、x(i)
‑
x(i 2)、x(i)
‑
x(i 3)和x(i)
–
x(i 4)，并且类似地分别确定在y(i)和z(i)参考分量和四个y(i n)和z(i n)身体姿势向量分量中的每一个之间的四个差值，其中n等于1至4。参考向量和随后的四个身体姿势向量可以包括在两秒的时间间隔内获得的五个连续采样的身体姿势向量，作为一个示例，五个连续采样的身体姿势向量中的第一个为参考向量。
118.在框706处，针对对应于在参考向量之后的n个不同的时间点处的参考向量之后的n个身体姿势向量中的每一个，确定向量分量差的加权和。在一个示例中，参考向量分量的幅度可以用作加权因子，其乘以针对该向量分量确定的n个差值中的每一个。将每个参考向量分量幅度与针对x轴、y轴和z轴中的每一个确定的n个向量分量差的乘积加在一起，以确定在n个时间点中的每一个处的身体姿势向量的方向变化的度量。例如，对应于n＝1的时间点处的方向变化度量，例如，在参考向量之后的一个平均间隔处，可以被计算为：
119.度量(1)＝x(参考)*δx(1) y(参考)*δy(1) z(参考)*δz(1)
120.其中x(参考)、y(参考)和z(参考)各自代表参考向量的相应x分量、y分量和z分量的幅度，并且δx(1)是幅度差x(i)
‑
x(i 1)，δy(1)是幅度差y(i)
‑
y(i 1)且δz(1)是幅度差z(i)
‑
z(i 1)。
121.可以使用参考向量分量幅度和随后的n个身体姿势向量的x(i n)、y(i n)和z(i n)向量分量中的每一个，针对n个时间点中的每一个确定该方向变化度量。例如，可以针对参考向量和以0.5秒间隔获得的四个后续身体姿势向量中的每一个确定方向变化度量，即度量(n)。除了上面确定的度量(1)之外，还可以基于在时间点i获得的相同参考向量来确定以下三个方向变化度量：
122.度量(2)＝x(参考)*δx(2) y(参考)*δy(2) z(参考)*δz(2)
123.度量(3)＝x(参考)*δx(3) y(参考)*δy(3) z(参考)*δz(3)
124.度量(4)＝x(参考)*δx(4) y(参考)*δy(4) z(参考)*δz(4)
125.在框708处，控制电路80可以确定n个方向变化度量中的任一个是否大于变化阈值。当在n个平均间隔内确定的方向变化度量中的至少一个大于变化阈值时，在框710处检测到对应于患者跌倒的身体姿势变化。可以在图4的框256处确定这些顺序的方向变化度量，其各自基于身体姿势向量分量差的加权和，并且可以基于这些方向变化度量中的至少一个超过变化阈值而在框258处进行身体姿势变化检测。例如，可以设置变化阈值，使得需要至少一个向量分量差以参考向量的至少20％至80％的量发生变化。
126.当在检测到的身体姿势变化的跌倒窗口内检测到身体加速度信号尖峰时，可以如上面结合图4所述的检测到跌倒。在一些示例中，控制电路80可以监测身体加速度信号以检测身体加速度信号尖峰，然后分析身体姿势信号以使用图10的技术来检测在检测到的信号尖峰的跌倒窗口内的身体姿势变化。例如，可以在检测到的身体加速度信号尖峰之前的预定时间间隔从身体姿势信号导出参考向量，并且可以在参考向量时间点之后的n个平均窗口中的每一个内获得后续n个身体姿势向量中的每一个，使得n个身体姿势向量跨越尖峰检测。例如，参考向量可以在身体加速度信号尖峰检测之前两到六秒的平均间隔内确定，并且随后的n个身体姿势向量可以包括在身体加速度信号尖峰检测之后采样的两至六个身体姿势向量。
127.这种将方向变化度量确定为加权向量分量差的总和的技术可以独立于可能随时间发生的相对于患者身体的imd 10定向的变化。在框706处确定的方向变化度量可以与在参考向量和在第i n个时间点的向量之间的角度相关，但却与由于imd 10在患者体内的旋转而导致的加速度计轴相对于重力方向的变化无关。图10的技术可以为检测到涉及可能在滚动、绊倒或翻滚期间发生的一系列身体姿势变化的跌倒提供更大的灵敏性。虽然为了检测到跌倒而描述了用于检测身体姿势变化的这种技术，但是应当认识到使用图10的技术检测身体姿势变化可以执行跌倒后检测，以用于检测跌倒后患者的姿势变化，诸如在地面上滚动以确认患者跌倒。当加速度计轴被定向为使得当患者处于直立位置中时x轴是竖直的时候，在滚动期间身体姿势向量分量的幅度的最大变化可能发生在y轴和z轴上。因此，在一些示例中，图10的方法可以使得能够使用y轴和z轴(或相关于直立身体位置的与竖直轴相对的径向轴)进行跌倒后检测，以检测在地面上的滚动并且根据姿势变化区分滚动和指示跌倒恢复的身体活动。
128.在一些示例中，可以在夜间或当预期患者睡着时启用图10的方法，以用于检测从床上滚下来的跌倒。在一些示例中，接近于1的径向轴分量的幅度，例如，当患者直立时可能相对接近于零的y轴信号分量或z轴信号分量，可以用作用于启用图10的方法的触发器。例如，y轴或z轴分量的高幅度(接近于1)可能指示患者正在躺下或弯腰或倾身。如果这种高幅度持续指定的持续时间，例如一分钟，则可以启用图10的方法以检测到从床上滚下来的跌倒。不同的方向变化度量，例如，如上面结合图4所描述的，可以在白天或预期患者会醒来并且是活跃的时候进行确定并且与相应的方向变化阈值进行比较，以检测满足跌倒检测标准的源于直立姿势的身体姿势变化。
129.控制电路80可以在24小时周期的一部分期间根据一种方法确定方向变化度量并且在24小时周期的第二部分期间根据不同方法确定不同的方向变化度量。以这种方式，控制电路80可以在预期患者具有从直立位置跌倒的风险时的24小时周期的第一部分期间检测到从直立到非直立位置的身体姿势变化，并且在预期患者处于躺卧位置中并且具有从躺卧位置跌倒，例如，从床上滚下来的风险时的24小时周期的第二部分期间检测到从非直立到非直立位置的身体姿势变化。控制电路80可以基于一天中的时间或基于检测到对应于水平(或直立)方向的加速度计轴信号分量的高(或低)幅度在确定第一方向变化度量和第二方向变化度量之间每天切换一次或多次。
130.应当理解，根据示例，本文所描述的方法中的任何一种方法的某些动作或事件可以按不同顺序执行，可被添加、合并或完全省略(例如，并非所有所描述的动作或事件对于实践所述方法来说都是必须的)。此外，在某些实施例中，动作或事件可以例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时地而不是顺序地执行。另外，为了清楚起见，虽然本公开的某些方面被描述为由单个模块或单元来执行，但是应当理解，本公开的技术可以由与例如医疗装置相关联的单元或模块的组合来执行。
131.在一个或多个示例中，所描述的功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合实施。如果以软件实施，则可以将功能以一个或多个指令或代码的形式存储在计算机可读介质上并且可以由基于硬件的处理单元执行功能。计算机可读介质可以包含计算机可读存储介质，其与有形介质相对应，如数据存储介质(例如，ram、rom、eeprom、闪速存储器或可以用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质)。
132.指令可以由一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(dsp)、通用微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑阵列(fpga)或其它等效的集成或离散逻辑电路系统。因此，如本文所使用的，术语“处理器”可以指代任何前述结构或适于实施本文所描述的技术的任何其它结构。而且，所述技术可完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
133.因此，已经参考具体示例在前述描述中呈现了医疗装置。应当理解，本文公开的各个方面可以按与附图中呈现的具体组合不同的组合形式进行组合。应当理解，在不脱离本公开和以下权利要求书的范围的情况下，可以对参考示例进行各种修改。