[发明专利]儿童阻塞性睡眠呼吸暂停症的诊断系统和方法

说明书

本发明一方面作为一种OSAHS的筛选工具，评估其对SpO2记录的自动分析性能。将统计学的、光谱的和非线性的特征组成一个初始特征集。使用一个快速基于相关性过滤器寻找最优子集。对三种模式识别算法的判别能力进行评估：线性判别分析，二次判别分析和逻辑回归。另一方面，采用血氧测定法来确定儿童OSAHS的严重程度。将176例患儿的单通道SpO2记录根据睡眠呼吸暂停低通气指数(AHI)分为三个严重程度组：AHI＜1次每小时(e/h)，1＜AHI＜5e/h，和AHI≥5e/h。为了测试OSAHS的严重程度，使用第一光谱分析来定义和描述SpO2中的频率带。然后通过多层感知器(MLP)神经网络方法将光谱数据与3％氧减指数(ODI3)相结合，以将这些儿童归类到所述三个OSAHS严重度组中的其中一组。

优先权

本专利申请要求申请号为62/207,780的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请申请日为2015年8月20日，本申请结合了该专利的技术方案。

技术领域

本发明涉及睡眠呼吸暂停监测的方法、系统和装置。特别涉及使用血氧测定法诊断儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征和预测其严重程度的方法、系统和装置。

背景技术

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)是以睡眠时上呼吸道反复阻塞，造成间歇性停止呼吸(呼吸暂停)或气流减少(呼吸不足)。呼吸暂停伴随着血氧不足和心动过缓。呼吸暂停通常会使人觉醒，导致睡眠片段化，并造成日间过度嗜睡。因此，阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征被认为是一个主要的公众健康问题。此外，该病症对心血管系统造成长期影响，包括高血压，心律失常，充血性心力衰竭和脑血管疾病。儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征也是一种非常流行但易误诊的疾病。根据美国儿科学会的资料，一般儿科人群中有1％-5％患有阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征。未经治疗的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征对婴幼儿的发育和表现产生负面影响，降低整体健康和生活质量，同时增加医疗开支和相关费用。

在过去的20-30年，儿童阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征也成为一种常见的和令人担忧的医疗状况。它的特点也是睡眠中呼吸模式异常，包括由全部上气道阻塞引起的反复的呼吸暂停(完全的气流停止)和部分上呼吸道阻塞引起的低通气(气流不足)。以夜间反复缺氧、高碳酸血症和伴有觉醒事件为特征的换气不足是导致与中枢神经系统、心血管和代谢系统有关的严重合并症的原因。因此，经常有家长反映一些与OSAHS相关的日间症状，如认知和行为异常，以及非典型的生长。此外，儿童OSAHS的患病率很高，研究显示，在一般儿科人群中的比例高达5.7％。

诊断儿童睡眠呼吸暂停低通气综合征的“黄金标准法”是夜间多导睡眠描记(PSG)。然而，PSG存在许多局限，由于需要记录大量的生理学信号，其不仅复杂，而且成本较高。并且，必须在特殊的睡眠装置中，及技术人员的监管之下才能进行。PSG监测不同的生理学信号，如心电图(ECC)、脑电图(EEG)、眼电图(EOG)、肌电图(EMG)、血氧饱和度、腹部通气效应和打鼾。随后这些记录必须由医学专家分析以获得最终的诊断。尽管其具有较好诊断表现，然而也有诸多缺点，例如复杂、昂贵及费时。此外，为了获得睡眠呼吸暂停及低通气指数(AHI)，所有的PSG信号需要线下检查。所述睡眠呼吸暂停及低通气指数(AHI)用于确定睡眠呼吸暂停低通气综合征是否出现及其严重程度。此外，儿童往往不能容忍PSG的相关设备。因此，最近的研究集中在替代的、简单的诊断技术的发展，如基于夜间脉搏血氧测定法的医疗系统的应用。对单通道睡眠相关记录的分析是一个令人关注的方法，这种方法降低了成本和复杂性。就这一点而言，由于其具有可靠性、简单性和适合于儿童，血氧测量信号的自动处理是一个有前途的替代方法。