[发明专利]确定呼出一氧化氮的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于基于潮式呼吸操纵确定肺中一氧化氮产量的方法和设备，具体而言，涉及执行或使用起来相对快速并简单且适用于儿童的方法和设备。

背景技术

已知可以将呼出空气中一氧化氮(NO)的浓度用作各种病理状况的指标。例如，呼出NO的浓度是气道炎症的无创标记。气道炎症通常存在于患哮喘的人体内，可以在测试中使用高浓度呼出NO的监测，这在识别哮喘中是有用的。此外，可以使用呼出NO的测量来在抗炎哮喘管理中监测吸入的皮质类固醇效力。

测量呼出NO的标准化方法要求在至少5cm H₂O的过压下，在50ml/s的固定呼气流速下进行至少10秒(或儿童为6秒)的单次呼气测试。在如下论文中陈述了美国胸腔协会和欧洲呼吸协会推荐的标准化方法：“ATS/ERS Recommendations for Standardized Procedures for the Online andOffline Measurement of Exhaled Lower Respiratory Nitric Oxide and NasalNitric Oxide，2005”，American Journal of Respiratory and Critical CareMedicine，Vol.171，第912-930页2005。

对于一些成年人和年幼儿童来说，以恒定流速呼气仍然是困难或不可能的。因此，美国FDA指出，测量呼出的NO需要受过训练的保健专业人员指导，并且该测量不能用于婴儿或由7岁以下的儿童使用。(FDA 510(k)摘要，NIOX MINO，Aerocrine AB)。

已经提出了替代的呼吸操纵，例如潮式呼吸、屏住呼吸和多次固定流量呼气。专利申请US2007/0282214描述了一种涉及一系列单次呼吸呼气的方法，其中每次呼气都保持在恒定流速，但对于不同呼气使用不同流速。因此，这种方法要求受检者保持一系列不同的恒定流速，因此增加了执行测试的复杂性。这些替代程序的另一个困难是不能容易地将结果与当前的标准化方法比较。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于测量呼出NO水平的方法，其减轻了至少一些上述缺点。

于是，根据本发明，提供了一种测量呼出一氧化氮的方法，包括如下步骤：得到潮式呼吸操纵期间获得的呼出空气中一氧化氮的水平和对应的呼气流速的多个测量结果；将所述测量结果应用到描述呼出一氧化氮的流量相关性的模型；以及使用所述模型导出与固定流速对应的呼出一氧化氮的值。

这种方法利用了在潮式呼吸操纵期间获得的测量结果。潮式呼吸是更简单明了且自然的呼吸过程，因此较利用固定流量的单次呼气执行的测试或需要屏息一段时间执行的测试而言受检者能够简单得多地执行。于是，利用潮式呼吸操纵的呼出NO测量可以由受检者自己执行而无需指导，并且该测量可能与三岁或更大年龄的儿童合作。潮式呼吸一般涉及到成年人每分钟4-20次呼吸，儿童每分钟20-40次呼吸的呼吸频率，以及成年人每次呼吸300-1000ml，儿童100-500ml的呼出体积。

呼出NO的潮式呼吸测量与标准化测试具有若干显著差异。在标准化呼出NO测量条件下，即50ml/s流速的单次呼吸操纵下，呼出NO高度依赖于流量。因此，需要精确控制标准化测试中的流速，准则要求将流速控制到+/-10％之内。在潮式呼吸测量中，不需要这种特定的流速控制，因此更容易执行测试。

假设呼吸率为每分钟4-20和20-40次呼吸(分别针对成年人和儿童)，潮式呼吸操纵期间的呼气流量一般更高，典型地从100到1000ml/s。在这些较高流速下，NO浓度更低，需要更高灵敏度的呼出NO监测系统。此外，必须要在充分高的时间分辨率下操作装置，以便捕捉到呼气期间的呼出NO的呼吸分布。

本发明这一方面的方法利用了潮式呼吸期间获得的测量结果，并将测量结果应用到描述肺中NO产量的适当模型。每个测量结果都包括呼出空气中检测的NO水平的测量结果，即检测的NO浓度或量，以及进行NO测量的点处或附近的呼气的流速。在描述呼出一氧化氮的流量相关性的模型中使用这些测量结果以导出与固定流速对应的呼出NO的值。换言之，将潮式呼吸测量结果转换成与固定流速下预期的水平对应的呼出NO水平。