[发明专利]非侵入性呼吸监测

说明书

公开了用于测量肺呼吸量的设备和方法，包括：处理器装置，用于接收检测到的一系列心脏搏动，测量一段连续搏动之间的变异性，通过该段连续搏动中的最大值和最小值来识别连续呼吸的开始和结束，识别连续呼吸之间的周期变异性的幅度，并且由此确定用于肺呼吸程度的量度的值；以及输出装置，用于生成所述用于肺呼吸程度的量度的值。所公开的设备和方法在不同医疗领域具有应用。所公开的设备能够用作可穿戴设备，其中生成信号并且可以远程或本地处理所述信号。

技术领域

本发明涉及用于非侵入性(non-invasive)监测呼吸的方法、设备和系统。

背景技术

在患者出现表明可能有呼吸障碍的症状的任何情况下，呼吸功能的测试和监测是很重要的。这样的障碍可以包括例如哮喘、囊胞性纤维症或任何形式的肺病(pulmonarydisorder)。在呼吸功能可能受损的临床情况下，例如在正提供呼吸辅助的情况下，或者在无意识或麻醉的患者中，呼吸功能的测试和监测也是相关的。

肺功能测试在评估怀疑患有呼吸障碍的个体中起着十分重要的作用。这通常用作临床病史和体格检查的延伸，以帮助确认疾病的存在与否，区分疾病的形式并在确诊后量化疾病的严重程度。根据呼吸研究中，可以确定与肺气量(lung capacity)有关的各种值[1]，例如潮气量(VT)，补吸气量(IRV)，补呼气量(ERV)，深吸气量(IC)，肺活量(VC)能够被测量出来，如图1中所示。

确定肺气量的一种方法是使用肺量计。这是这样一种设备，患者在该设备中呼吸，并对各种参数进行测量。它是针对偶发性的使用而设计的。此外，它要求患者是有意识的并能够对指令做出反应。

确定呼吸量的另一种方式是使用临床设备来测量呼吸期间的呼吸率(rate)和肺容量(lung volume)。这种设备需要将面罩固定就位，以便在嘴巴和鼻子上提供密封，从而能够测量吸入和呼出的气体的体积。面罩的需要限制了这种设备的应用范围。

已知的是利用来自诸如脉搏血氧仪的设备的心率来测量呼吸率。虽然测量呼吸率是重要的管理手段，但它不提供有关呼吸量的信息。

期望的是提供用于非侵入性地测量或估算呼吸量的方法和设备，其不需要对吸气或呼气的不间断的直接测量。在一个或多个实施例中，期望的是提供用于利用间接的或非侵入性的辅助测量或估算呼吸量来确定生理特征以便治疗和测试的方法和设备。在一个或多个实施例中，期望的是提供用于间接地或非侵入性地激励或训练以便肺改善的方法和设备，例如为了肺康复或运动训练。此外，在一个或多个实施例中，能够利用根据肺呼吸相对程度的基线进行校准来确定结果。在其它实施例中，能够提供结果，而无需根据基线进行校准。

本说明书中对任何现有的出版物(或从该出版物中得出的信息)或对已知的任何事物的引用并不是并且不应被视为承认或认可或以任何形式暗示该现有的出版物(或从该出版物中得出的信息)或已知的事物形成本说明书涉及的领域中的公知常识的一部分。

发明内容

在第一种广泛的形式中，本发明利用对脉搏间隔变化的分析以推断出呼吸量来提供与肺容量有关的一个或多个参数的量度的估算。

根据一个方面，所公开的方法和设备提供了包括利用估算与肺容量有关的至少一个参数的方法的仪器或设备，该估算方法至少包括以下步骤：

(a)检测一系列心脏搏动；

(b)确定该段连续搏动之间的变异性；

(c)通过该段连续搏动中的最大值和最小值来确定连续呼吸的开始和结束；

(d)确定连续呼吸之间的周期变异性的幅度；和

(e)由此确定肺呼吸相对程度。

在优选形式中，所公开的方法和设备进一步使用针对特定患者的肺容量和呼吸程度的预定值，以及肺呼吸相对程度的值，以提供肺呼吸量的量度(measurement)。