[发明专利]计算和显示由非侵入式基于阻抗的呼吸容积监测获得的连续监测的潮式呼吸流动-容积环(TBFVL)的装置和方法

说明书

公开了显示患者的流动‑容积环和流动‑容积环横跨所测量呼吸的可变性的方法和系统。所述方法包括：在数据获取装置上获得患者的生理数据集；在处理装置上向生理数据集应用平滑与曲线拟合算法，以获得多个时间点处的实时容积和流动数据；在处理装置上向容积和流动数据应用可视化算法，以基于容积和流动数据而创建一系列流动‑容积环；以及在显示装置上输出流动‑容积环的图表，以帮助评估或诊断患者。

相关申请的参考。

本申请要求具有相同名称的在2017年12月15提交的美国临时申请第62/599,153号的优先权，其全部通过参考具体地并入本文。

技术领域

本发明涉及计算和显示由非侵入式基于阻抗的呼吸容积监测获得的连续监测的潮式呼吸流动-容积环（TBFVL或FVL）的装置和方法。

背景技术

实时流动-容积环监测在某些肺部疾病的诊断、鉴别诊断、监测和治疗反应性的方面是有用的，然而，由于技术困难，因此其对于非插管和潮式容积呼吸患者的临床应用已受到限制。

肺活量测定法是肺功能测试的整体部分，其中，测量并且呈现肺功能状态的各种参数，例如，潮式容积(TV)、功能残气量(FRC)、肺活量(LC)等等（见表1）。虽然肺活量测定法是对于非插管患者中的流动-容积环测量的黄金标准，但潮式呼吸流动-容积环（TBFVL或FVL）可提供传统肺活量测定法不可提供的有用信息。肺活量测定法测试通常需要清醒有意识并且配合的患者。收集肺活量测定法数据所要求的操作通常对于患者或个体具有学习曲线，并且对于给定操作要求肺活量测定法测试在+/-3%内，以被视为是可接受的。儿童、老年人以及患有影响认知功能、吸气/呼气肌肉力量的疾病和肺部疾病（即，谵妄、痴呆、COPD、肌萎缩性脊髓侧索硬化症等等）的人要求大量训练、练习和指导，以实现高质量的结果。通常，不可获得可用结果。通过去除对于患者配合或作出显著呼吸努力的要求，TBFVL测量还具有的优点是，提供了在基础条件下或变化的生理机能（例如，运动或疾病状态）条件下或在进行药物治疗或其它疗法之前和之后展示呼吸功能的数据。

表1。

越来越多证据指示清醒或睡着的自主呼吸患者的TBFVL的动态变化对于正常患者和具有限制性或阻塞性气道的患者两者具有临床意义。然而，在现场缺少监测限制了此信息的使用。

最近，已开发了若干非侵入式方法，以填补对于临床监测所需的技术空白，其包括基于背心和面罩的系统。FloRight（基于背心的系统）通过检测由患者穿戴的柔性线圈中的磁场变化而测量胸腹容积。虽然此方法是非侵入式的，但研究已得出的结论是，其不适于潮式容积测量或长期监测。FloRight和肺量计之间的比较显示的是，FloRight始终低估潮式容积。FloRight系统还要求容积信号的重复漂移校正，这可长期影响测量。使用超声流动计(USFM)的基于面罩的系统利用面罩替代标准PFT的口罩。USFM使用基于超声的空气流动测量，其可比基于背心的容积测量更准确；然而，其不是没有其限制性。面罩的侵入性限制了装置抽查潮式容积和每分钟通气量，并且转而阻止连续长期监测。面罩还增加附加无效空间，这可改变呼吸模式和深度。

非侵入式呼吸监测系统已应用于监测患有肺部疾病（包括哮喘、COPD以及其它）的患者。在基于最大吸气的标准FVL以及TBFVL两者中，在对于受阻塞的患者特别是那些患有严重阻塞性疾病的患者的流动-容积环中可观察到呼气流动限制（见图3C）。被称为负呼气压力(NEP)的技术已与肺量计结合应用，以确定患者在潮式呼吸期间是否具有呼气流动限制。所述技术通过在潮式呼吸的呼气阶段期间施加小负压力而工作，这增加呼气流动。当NEP应用于具有潮式流动限制的患者时，流动-容积环从原始TBFVL偏离，但呼气曲线在具有潮式流动限制的患者中保持相同。此技术仅可在具有口罩的患者中执行，并且要求真空。由于实际限制并且缺少商业技术解决方案，因此所述技术尚未在临床实践中广泛实施。