[发明专利]呼吸波形辨识系统

说明书

本发明公开一种呼吸波形辨识方法，包含以下步骤：(a)在一呼吸周期检测呼吸气流；(b)测量该呼吸气流的振幅并测量该呼吸周期的时间；(c)多个取样点依照该振幅与该时间决定一吸气波形与一呼气波形；(d)正规化该吸气波形与该呼气波形的其中之一的该振幅与该时间，以建立正规化波形；以及(e)累加一参考波形与该正规化波形之间的差值，以计算出流量系数，该流量系数决定该正规化波形能被识别为正常呼吸状态与非正常呼吸状态。本发明利用曲线(或加权曲线、标准波形)拟合该吸气波形或该呼气波形，以计算出差值，并根据累积该差值以辨别出该正常呼吸状态与该非正常呼吸状态。本发明还提供了一种呼吸波形辨识系统。

技术领域

本发明涉及呼吸状态识别领域，特别涉及通过曲线、加权曲线与标准波形的至少其中之一拟合呼吸气流的至少一部分的呼吸波形辨识方法及其系统。

背景技术

通常，在患者自行呼吸的过程中，在无法获得所需的氧气浓度(下称不正常呼吸状态)时，则该患者可借助呼吸机维持人体所需的呼吸运动，以补足该氧气浓度。

该不正常呼吸状态通常地发生在该患者睡眠的过程中，通常该不正常呼吸状态又可进一步区分为短暂呼吸暂停(apnea)、浅呼吸(hypopnea)或浅慢呼吸(flowlimitation)，分别地于下文详细说明。

该短暂呼吸暂停的定义是在该患者睡眠过程中，因呼吸中止导致肺部超过数十秒钟无空气流通，而造成该患者血液中血氧浓度降低的现象。患有该睡眠呼吸中止症的该患者，会因睡眠呼吸暂停影响睡眠质量，而有生活不正常、引发心血管疾病、心脏病或脑溢血等隐患。

该浅呼吸定义为成年人在睡眠过程中因发生呼吸变浅而导致气体流量减少的情况。除前述的情况外，该浅呼吸还有可能同时并发氧气饱和度下降(oxygendesaturation)，以及发生长达数十秒以上的短暂觉醒(arousal)的情况。举例而言，在睡眠过程中，若该成年人的气流量及胸腹部的呼吸运动比正常的情况降低50％～70％，并且该成年人血液的氧气饱和度至少降低了4％，则符合该浅呼吸的定义。

该浅慢呼吸定义为该患者因呼吸道部分地受阻，导致气流的通过量比正常的流量低。详言之，在睡眠过程中，由于上呼吸道肌肉群不协调、咽部软组织松厚、扁桃腺增生或扁桃腺肥大等因素，造成该患者在睡眠过程中，反复地发生上呼吸道部分阻塞或全部阻塞的情况，而该情况可能让该患者短暂地觉醒。

通过呼吸中止-浅呼吸指数(apnea-hypopnea index,AHI)可判断是否为浅呼吸或浅慢呼吸。其中，该呼吸中止-浅呼吸指数表示睡眠中每小时发生呼吸中止以及浅呼吸的总和次数。若AHI大于等于15次/小时或AHI大于等于5次/小时，则表示该患者可能在白天发生昏昏欲睡、打呼(或称打鼾)(snore)、目击呼吸中断，以及因短暂噎住/倒吸一口气而觉醒的症状。

值得注意的是，上文中打呼(或称该打鼾)定义为该气流经过比较狭窄的上呼吸道时，因为咽喉的软组织、软颚或悬雍垂发生震动而产生声响的一种症状。

前述所提及的呼吸机，是目前解决不正常呼吸状态最有效的方式。该患者可通过该呼吸机连续供应气体，以达到补足氧气浓度的功效。

呼吸机的种类依照压力供应的形式进一步区分为正压型呼吸机和负压型呼吸机。

以正压型呼吸机为例说明。正压型呼吸机通过检测该患者的呼吸气流，以判断在适当的时机协助该患者进行完整的呼吸运动。

呼吸气流的检测方法可区分为植入型检测技术与非植入型检测技术。植入型检测技术是将检测仪器植入人体内部，例如心脏心室、肺部或喉头等；非植入型检测技术是直接地利用正压呼吸机检测患者的呼吸气流。后者的检测技术相较于前者的检测技术，由于不需植入人体内部，故可以快速地且容易地检测患者的呼吸气流，不致于让该患者产生不舒服的感觉。