[发明专利]用于确定呼吸频率的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定患者的呼吸频率的方法和装置，它们用于以 测量技术监视患者的呼吸行为。

背景技术

对此，已经公开了多种不同的方法，以便从患者的不同生理学测量信 号中提取关于呼吸行为的信息。于是可能的是，借助以下方法来推导和监 视患者的呼吸行为：

-通过由于胸腔的呼吸运动而引起的生物阻抗的改变，阻抗-体积描 记法(IP)，

-基于心率变异信号，因为由于呼吸性窦性心率不齐，在心率中包含 关于呼吸行为的信息，

-基于容积血流脉搏波的光电测量，光电体积描记法(PPG)，其包 含由于呼吸引起的血压波动产生的附加信号成分，

-基于由于心脏活动引起的在身体表面的电势差，所谓的心电图 (EKG)，

-基于动脉中的脉搏波的脉搏波传播时间(PTT)，因为血压的波动 具有呼吸引起的成分，并且心脏收缩的血压几乎线性地与脉搏波传播与时 间相关。

然而，基于这些方法对呼吸频率的测量受到多种干扰信号影响。在此 已表明的是，由于干扰信号的复杂性几乎不可能对单个信号的品质进行评 价。

这主要基于以下三个原因：

●原因1-间接测量

例如从EKG信号和PPG信号提取呼吸信息是对呼吸行为的间接测 量并且由此总是易受干扰。

●原因2-所提取的呼吸信号的不同形状

由实验室数据和临床数据的分析得到，在所提取的呼吸信号中的呼 吸行为的形状与个体有关并且也随着时间而改变，参见图1。因此， 不能简单地确定所提取的呼吸信号一定好于其他信号。

●原因3-非自然信号

所提取的呼吸信号会不同地受到非自然信号的影响，这些非自然信 号可能由不同的方法产生或者例如可能由于患者的移动或者由于 其他生理过程而形成。

为了改进测量精度，因此由US 2005/0027205公开了：将多个从不同 测量方法中获得的呼吸频率进行平均。在此，使用阻抗-体积描记法(IP) 和光电体积描记法(PPG)作为方法，它们都与运动有关。为了消除由于 患者运动引起的非自然信号，使用了特殊的数学模型来确定诊断值，该模 型对于两个测量通道分别独立地作出预测。预测分别仅仅基于相应通道的 以前的测量值以及如下因素：该因素总体上考虑频率中的通常偏差，即每 个通道的输出信号被平滑和外推。现在，所测量的频率被与预测的值比较， 并且通过该差来确定频率平均的权重。然而，加权在此仅仅基于与相应测 量通道的模型的差。因此，这种方式的前提是，模型比测量更好地描述实 际情况，因为并未进行从测量结果到模型结构的反馈。由此，只能暂时地 使譬如由于患者移动而形成的干扰衰减，而并不能消除持久的或者系统的 干扰影响。特别地，由于生理干扰因素例如Mayer波引起的误差由此被 延迟地接收并且此外明显地歪曲通过这种系统确定的呼吸频率。此外，通 过诊断模型的计算是昂贵且复杂的。

发明内容

因此本发明的任务是，提出一种改进的方法用于确定患者的呼吸频 率，该方法以简单的方式和方法提高了确定的呼吸频率的可靠性并且特别 是也可以消除生理的干扰因素。