[发明专利]使用呼吸模式识别的呼吸暂停和呼吸不足检测

说明书

技术领域

本公开涉及呼吸障碍的检测，具体来说涉及用于呼吸暂停和呼吸不足检测的方法和装置。

背景技术

睡眠呼吸暂停（SA）是一种以在睡眠期间重复性地完全或部分停止呼吸（分别为呼吸暂停和呼吸不足）为特征的呼吸障碍。取决于病情的严重性，这些事件的频率在每小时5至100次的范围内。结果，患者表现出睡眠质量不良、白天嗜睡和认知表现不良。睡眠呼吸暂停一般可以被鉴别为两种类型之一——阻塞性睡眠呼吸暂停和中枢性睡眠呼吸暂停（分别为OSA和CSA）。已观察到，作为最常见类型的OSA使发生高血压、心力衰竭（HF）和中风的风险提高3至4倍。此外，具有未治疗的睡眠呼吸暂停的患者与未患这种疾病的对象相比，消耗多达两倍的用于治疗心脏-呼吸疾病的卫生护理资源。另一方面，已证实，在患有高血压或HF的患者中，治疗OSA会降低血压，并极大地改善心血管功能。因此，诊断和治疗这样的患者可能具有非常显著的有益的医疗和公共卫生影响。不幸的是，由于不能获得目前诊断所需要的在睡眠实验室中进行的昂贵的过夜监测，大部分具有睡眠呼吸暂停的人仍然未被诊断。因此，对于开发可以让更广泛的人口基数获准使用的诊断睡眠呼吸暂停的可靠且简单的工具，存在着日益增长的需求。

阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）通常被理解为由咽或上气道（UA）的部分或完全塌陷而导致气流通路阻塞所引起。在OSA中，仍然存在呼吸驱动力，但是患者对抗高阻力的管进行呼吸——一种模拟窒息的情形。因此，OSA的标志是上气道（咽）的变窄、阻塞或完全关闭。这引起特征性的呼吸音，例如打鼾和湍流声音的出现。每次事件一般持续10至60秒，因此通常引起缺氧的发作，并常常引起从睡眠觉醒，因此使睡眠不连贯。结果，患者表现出睡眠质量不良、白天嗜睡和认知表现受损。它是影响约7%成年人的常见疾病。然而，大多数患有OSA的患者仍然未被诊断；在一项研究中显示，患有中度至重度OSA的93%的女性和82%的男性尚未被诊断。

另一方面，中枢性睡眠呼吸暂停（CSA）一般被理解为当从脑干中的呼吸神经元到呼吸肌的呼吸输出存在短暂停止时发生。这种呼吸肌激活的缺乏引起气流的短暂停止（即中枢性呼吸暂停），在此期间没有呼吸换气。与OSA相反，在CSA期间上气道通常是开放的，因此窒息声和打鼾不太可能发生。当气流恢复时，由于咽通常未被阻塞，因此不必定出现打鼾。

目前，标识和诊断睡眠呼吸暂停的标准手段是通过过夜多导睡眠描记法（overnight polysomnography）（PSG），其中患者必须睡在实验室中，并在技术人员的监督下连接许多监测电极。PSG是昂贵的，它的获准使用受到限制，导致在PSG可用的有限地区中存在长的等待名单。

因此，对于设计诊断睡眠障碍例如SA的新方法，已产生兴趣。例如，呼吸音的声学分析在呼吸障碍的研究中发挥越来越多的作用，例如用于标识包括哮鸣音和湿啰音在内的病理性呼吸音，以及用于研究和定位打鼾的位点。在某些睡眠研究中，在口腔水平上方捕获打鼾声以及气管音来研究打鼾，特别是当打鼾是疾病本身的组分并正好在发生变窄和阻塞的位置处产生时。

尽管出现了这些最新发现，但从临床视角来看，鼾声驱动的技术存在根本的局限性。例如，打鼾不必定发生在所有类型的SA中，例如在CSA中。此外，鼾声驱动的技术一般不能评估标识到的病症的严重性。例如，尽管打鼾是OSA的标志，但它可能不一定在每次呼吸暂停和呼吸不足时都发生。因此，如果例如由于不存在打鼾而错过了某些呼吸暂停，则根据每小时呼吸暂停的频率来评估疾病的严重性可能会被低估。由于关于疾病严重性的知识在选择适合的治疗策略中可能是有益的，因此鼾声驱动的技术可能不够理想。

因此，尽管对于根据打鼾声检测OSA的发生已经做出了一些工作，但在例如开发用于检测不同类型的SA的发生的可靠技术和/或提供用于评估这种发病的严重性的可靠方法方面，仍存在大量的改进空间。对于例如与目前在专门的睡眠实验室中实施的技术人员辅助的PSG技术相比，可以让更广泛的人口基数能够有条件使用的可靠的呼吸暂停标识（identification）、鉴别（characterization）和/或诊断技术的需求，也在不断增加。

因此，对于至少克服了已知技术的某些缺点或至少为公众提供了有用的备选方案的用于呼吸暂停和呼吸不足检测的方法和装置，仍存在需求。

提供该背景信息是为了揭示本申请人认为可能与本发明相关的信息。它不必定打算也不应该被解释为承认前述信息构成了本发明的现有技术。

发明内容