[发明专利]用于测量呼吸率的系统和方法

说明书

技术领域

本文中描述的主题大体上涉及呼吸率监测并且更具体地涉及用于生成指示患者的呼吸率的信号的系统和方法。

背景技术

呼吸率是每分钟人进行的呼吸数量。呼吸率可以随着发烧、生病和其他医学状况而增加或减少，并且因此患者的呼吸率被频繁地监测作为分析患者的医学健康状态的手段。呼吸率可以表示为每分钟呼吸的数量或者表示为频率（例如，1Hz的频率对应于每分钟60次呼吸）。患者的呼吸率可以人工地（例如，通过使临床医生对患者在时间段内进行的呼吸数量计数）或者经由自动呼吸测量系统测量。

发明内容

提供了用于生成指示患者的呼吸率的信号的系统和方法。在一个方面，生成具有调制频率的正弦差分电流信号。差分电流信号在与患者的胸部接触的电极之间传递。基于差分电流信号在电极之间的传递，接收电压信号。电压信号包括在调制频率处的正弦电压，该正弦电压具有基于患者的呼吸而变化的幅度。通过将电压信号乘以正弦信号而生成包括低频分量和高频分量的输出信号。正弦信号具有调制频率和恒定幅度。输出信号被滤波以去除高频分量，并且滤波后的输出信号包括具有指示患者的呼吸率的特性的波形。

在用于生成指示患者的呼吸率的信号的另一相关方面中，接收具有基于患者的呼吸而变化的幅度的幅度调制（AM）信号。AM信号基于正弦电流信号在与患者的胸部接触的电极之间的传递。使用乘法器对AM信号进行解调。乘法器的输出包括具有指示患者的呼吸率的特性的波形。

在另外的相关方面中，用于生成指示患者的呼吸率的信号的系统包括电流源，该电流源配置为生成具有调制频率的正弦差分电流信号。差分电流信号在与患者的胸部接触的电极之间传递以生成电压信号。电压信号是在调制频率处的正弦电压，该正弦电压具有基于患者的呼吸而变化的幅度。信号源配置为生成具有调制频率和恒定幅度的正弦信号。乘法器配置为通过将电压信号乘以正弦信号来生成包括低频分量和高频分量的输出信号。滤波器配置为对输出信号进行滤波以去除高频分量。滤波后的输出信号包括具有指示患者的呼吸率的特性的波形。

在另外的相关方面中，一种患者监测装置包括用于生成指示患者的呼吸率的信号的系统。用于生成信号的系统包括电流源，该电流源配置为生成具有调制频率的正弦差分电流信号。差分电流信号在与患者的胸部接触的电极之间传递以生成电压信号。电压信号是在调制频率处的正弦电压，该正弦电压具有基于患者的呼吸而变化的幅度。信号源配置为生成具有调制频率和恒定幅度的正弦信号。乘法器配置为通过将电压信号乘以正弦信号来生成包括低频分量和高频分量的输出信号。滤波器配置为对输出信号进行滤波以去除高频分量。滤波后的输出信号包括具有指示患者的呼吸率的特性的波形。

本文中描述的主题提供了许多技术优点。如下所述，乘法器用于对呼吸信号进行解调。乘法器的使用消除了传统系统中存在的噪声源，因此使得能够实现更高精度的呼吸读数。另外，该噪声减少将产生针对ECG和调搏器脉搏检测功能的更好性能。本文中描述的系统和方法还消除了传统系统中存在的差分信号处理的复杂性并且使得能够经由简化的滤波器设计实现信号处理。以下详细描述这些技术优点和其他技术优点。

本文中描述的主题的一个或多个变化的细节在以下附图和描述中阐明。根据描述和附图以及根据权利要求书，本文中描述的主题的其他特征和优点将是明显的。

附图说明

图1是描绘用于生成指示患者的呼吸率的信号的示例系统的方框图；

图2是用于测量患者的呼吸率的示例系统的示意图；

图3是描绘用于生成指示患者的呼吸率的信号的方法的示例步骤的流程图；以及

图4描绘示例患者监测装置。

具体实施方式

图1是描绘用于生成指示患者106的呼吸率的信号的示例系统的方框图。系统包括电流源102，该电流源102配置为生成差分电流信号104。差分电流信号104中的每一个是具有调制频率和恒定幅度的正弦电流。调制频率是比患者的呼吸率的频率表示高一个或多个数量级的相对高的频率。例如，健康的成人在休息时的通常呼吸率是每分钟12-20次呼吸。表示为频率的这样的呼吸率对应于0.20-0.33Hz的频率范围。相反，在示例中，差分正弦电流信号104具有大约40KHz的频率。