[发明专利]用于呼吸道声音的定量检测的方法和系统

说明书

发明领域

本发明涉及医疗设备和方法，且更具体地涉及用于分析身体声音的这样的设备和方法。

发明背景

身体声音通常在各种病症的诊断中被医生使用。医生可将听诊器放置在人的胸或背上并监视患者的呼吸，以便检测异常的或未预期的肺部声音。

将一个或多个扩音器固定在对象的胸或背上并记录肺部声音也是已知的。第6,139,505号美国专利公开了一种系统，在该系统中多个扩音器被置于患者胸周围。扩音器在吸和呼期间的记录被显示在屏幕上或打印在纸上。然后记录由医生可见地检查以便检测患者的肺病。

指定给本申请的受让人的第5,887,208号美国专利公开了用于分析个体中的呼吸道声音的方法和系统。换能器(transducer)固定在胸部上。每个换能器产生指示在换能器的位置处的压力波的信号。然后在每个位置的声能量信号由所记录的压力波确定。声能量信号可经历内插程序以获取胸部上换能器不在的位置处的声能量信号。对于一个或多个呼吸循环的各个时间的声能量信号可显示在屏幕上以用于查看以及视觉分析。

慢性阻塞性肺病(COPD)是通过中年发病的进展缓慢的症状临床表现的肺病，该症状包括久咳、生痰、渐进的和持续的呼吸困难和喘息，且因肥胖和长期吸烟而加重。COPD的诊断一般通过用支气管扩张药来进行，且然后通过测定一秒用力呼气容积(FEV1)和用力肺活量(FVC)来确定。用支气管扩张药后的FEV1/FVC＜0.7的比值通常被作为不完全可逆的气流受限的确认，且因此作为COPD的表示。气流的完全可逆性在排除COPD时是有用的(FEV1＞400mL中的上升)。

哮喘是气道壁发炎且倾向于反应于过敏原和刺激物而收紧的肺病。哮喘的症状包括呼吸困难、喘息、咳嗽和胸闷。生痰也可增多。

与COPD相反，哮喘是间歇的、反应的症状例如由过敏和锻炼引发的偶发的喘息和呼吸困难的早发疾病。哮喘与家族病史相关联。哮喘通常响应于支气管扩张药，如用支气管扩张药后的肺活量测定确定的。12％的上升以及至少200mL的FEV1的绝对上升被认为是支气管可逆性的暗示。因此，COPD和哮喘之间的不同的诊断主要基于肺活量测试连同患者病史一起。但是，由于COPD和哮喘患者的肺活量数据的相当多的生理重叠，如肺活量所确定的支气管可逆性不提供两种疾病的不同诊断的清楚标准。另外的试验例如胸部X光透视、呼出气的一氧化氮水平和痰液分析可被执行以确证诊断。但是，患者对这些试验的反应也有相当多的重叠。

发明概述

在以下的说明和一组权利要求中，两个明确描述的、可计算的或可测量的变量在这两个变量相互之间成比例时被认为是彼此等效的。

在其第一方面，本发明提供了用于分析呼吸道声音的系统。本发明的系统包括设置为被应用于个体的胸部或背部皮肤的实质上平坦的区域的一个或多个声音换能器。每个换能器产生表示达到换能器的压力波的模拟电压信号，其依照本发明的方法由处理器处理。

在本发明的方法的一个实施方式中，处理器执行任一个信号的事件搜索。在另一个实施方式中，处理器设置为通过两个或多个信号的时间平均来计算代表信号以在代表信号中执行事件搜索。然后处理器确定由事件搜索检测到的事件的一个或多个参数，例如事件发生的时间、事件的强度、与事件相关联的峰值的高度、半高峰宽、半上升时间、半下降时间或峰值下的面积。

在一个优选的实施方式中，换能器被分为两组或多组换能器。每组优选地是换能器阵列中的一组相邻换能器，且因此覆盖体表面的不同区域。例如，换能器可分为两组，其中一组由覆盖左肺的一个或多个换能器组成，而另一组由覆盖右肺的换能器组成。作为另一个例子，换能器可被分为六组，其中覆盖每个肺的换能器被分为三个子组(覆盖肺的上部、中间和下部)。对于两组或多组换能器中的每组，处理器计算代表信号，如以上所解释，并对每个代表信号执行事件搜索。然后处理器确定通过搜索检测的事件的一个或多个的参数。处理器还可将对于一个换能器组所确定的参数中的任何一个或多个参数的值与对于其他的换能器组中的任意一个或多个参数的值相比较。例如，处理器可计算两组中的相应的峰值发生之间的时间延迟。处理器还可确定特定类型的事件的重复发生之间的时间延迟。处理器还可设置为计算在对个体的治疗用药之前和之后的各种事件参数的值的比较。处理器还可设置为基于比较中的任何一个或多个作出诊断。例如，处理器还设置为诊断哮喘或COPD。

因此，在其第一方面，本发明提供了用于分析个体的呼吸道的至少一部分中的声音的系统，该系统包括：