确定呼吸参数制造技术

一种肺测量系统，包括肺测量装置，其包括具有气流路径的吹口和定位在所述气流路径中的传感器；和控制器，其可通信地联接到所述传感器。所述控制器包括处理器和存储在存储器中的指令，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下的操作：确定来自所述传感器的测量；确定存储在所述存储器中的特定方程，所述特定方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所确定的测量的输入参数；以及基于所确定的测量与特定方程，确定绝对肺容积的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年7月9日提交的美国临时申请号61/844182的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及通过使用测量的和/或已知的输入参数来推算(例如，计算)呼吸健康参数的方法和/或推算(例如，计算)肺功能参数的方法。
技术介绍
绝对肺容积是肺生理和诊断的关键参数，但在活个体中对其进行测量却不容易。相对简单的是测量从受试者口中呼出的空气量，但是在完整呼气结束时，显著量的空气留在肺中，因为肺和胸壁(包括肋)的机械性能不允许肺完全塌陷。在完整呼气结束时残留在肺中的气体被称为剩余量(RV)，并且在疾病方面可以显著地增加或减小。最大吸气结束时肺中的气体的总体积被称为肺总量(TLC)。TLC包括RV加上可吸入或呼出的气体的最大量，这被称为肺活量(VC)。然而，在正常呼吸过程中，受试者不清空肺部下降至RV或者膨胀肺部至TLC。如从完整呼气中很明显，正常呼吸结束时残留在肺中的气体的量被称为功能残气量(FRC)或胸气体积(TGV)，这取决于所进行的测量的方式。为简单起见，当该体积由惰性气体稀释技术测量时，其将被称为FRC，并且当其由包括气体压缩的气压技术测量时，这将被称为TGV，如在本申请中所描述。为了确定以TLC、FRC、TGV或RV的气体在肺中的总体积，可以使用间接的方法，因为不可能从肺中完全呼出所有气体。用于测量人类肺体积的可接受技术包括，例如：(1)全身体积描记法，其中受试者努力呼吸抵抗气密室内的障碍物，并且通过波义耳定律来计算TGV，障碍物的患者侧上的压力变化可以与该腔中的压力变化有关；(2)多呼吸氦气稀释，其涉及通过在受试者肺中的气体来稀释已知浓度和体积的氦气；(3)氮刷洗，其中在呼出具有100％氧气的已知气体体积时，恢复正常大气氮浓度所需的时间用来推算肺容积；(4)计算机断层摄影术，其中肺的三维成像用来推算肺容积；以及(5)胸部X线检查，其中由胸部X线检查来推算肺容积。然而，最常用的技术是气体稀释和全身体积描记法。虽然用于测量人类肺容积的上述技术被认为是可接受的，但这样的技术可能会产生不期望的测量不准确性，可能需要复杂和/或昂贵的设备，或者可能难以执行。例如，气体稀释涉及由受试者肺中的气体稀释已知浓度和体积的惰性气体，且关键取决于标记气体和肺气体的完全混合。对于因疾病而气体混合不好的受试者来说，这种技术非常不准确，并且通常低估了真正的FRC。全身体积描记法通常被认为精确测量TGV，即使是患病受试者，但需要复杂和昂贵的设备并且难以执行。然而，一些研究已经表明，全身体积描记法可能高估严重受堵患者的肺容积。一旦计算了FRC(例如通过气体稀释法确定)或TGV(例如通过全身体积描记法确定)，则通过可以从正常呼气结束时呼出的气体额外体积(呼气量，ERV)和可以从正常呼气结束时被吸入的额外体积(吸气量，IC)的肺活量测定的测量允许计算TLC和RV。这三个重要的指标(TLC、RV和FRC或TGV)通过下式相互关联：RV＝FRC–ERV、TLC＝FRC+IC和TLC＝RV+ERV+IC＝RV+VC。如果FRC由气体稀释确定且TGV由气压方法确定，则TGV和FRC之间的差是肺中通风不良或“困气”的体积的量度，尽管是近似的。对健康受试者来说，TGV和FRC约等于有很少或没有受困的气体，因此就实际问题而言，在本公开中，术语TGV应当用作FRC的同义词。总之，绝对肺体积(例如TLC、TGV和RV)的确定对于评估肺功能可能至关重要，但不容易由现有技术来确定。
技术实现思路
在一个总的实施方式中，一种肺测量系统包括肺测量装置，其包括具有气流路径的吹口和定位在所述气流路径中的传感器；和控制器，其可通信地联接到所述传感器。所述控制器包括处理器和存储在存储器中的指令，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下的操作：确定来自所述传感器的测量；确定存储在所述存储器中的特定方程，所述特定方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所确定的测量的输入参数；以及基于所确定的测量与特定方程，确定绝对肺容积的值。在与一般实施方式相组合的第一方面，所述传感器包括气流传感器或压力传感器中的至少一个。在与任何前述方面相组合的第二方面，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：基于所述测量，确定所述特定方程的输入参数；以及基于所述输入参数，计算绝对肺容积的值。在与任何前述方面相组合的第三方面，所述输入参数包括与呼吸功能、呼吸力学、呼吸健康、或一般健康相关的参数。在与任何前述方面相组合的第四方面，所述输入参数包括气道开口压力、气道开口压力的微分、气道开口压力的积分、气道开口流量、气道开口流量的微分、气道开口流量的积分、可从强迫肺活量测定导出的参数、可从慢肺活量测定导出的参数、机械阻抗、可从强迫振荡导出的参数、可从脉冲振荡参数导出的参数、压力衰减或上升的时间常数、或流量衰减或上升的时间常数中的至少一个。在与任何前述方面相组合的第五方面，所述肺测量装置包括以下之一：(a)肺活量计；(b)强迫振荡装置；(c)先进的流动中断装置；(d)流动中断装置；(e)组合肺活量计-流动中断装置；或(f)(a)-(e)中的两个或更多个的组合装置。与任何前述方面相组合的第六方面还包括手持式壳体，其至少部分地包围或联接到所述肺测量装置和所述控制器。在与任何前述方面相组合的第七方面，确定特定方程包括从存储在所述存储器中的多个方程中确定所述特定方程。在与任何前述方面相组合的第八方面，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：确定存储在所述存储器中的多个方程中的第二特定方程，所述第二特定方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所确定的测量的第二输入参数；以及基于所确定的测量和所述第二特定方程，确定总肺活量(TLC)、功能残气量(FRC)、胸气体积(TGV)、残余量(RV)、肺对于一氧化碳的弥散量(DLCO)、气道阻力、肺弹性、或肺组织顺应性中的至少一个。在与任何前述方面相组合的第九方面，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：确定存储在所述存储器中的多个方程中的第三特定方程，所述第三特定方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所确定的测量的第三输入参数；以及基于所确定的测量和所述第三特定方程，确定呼吸健康本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肺测量系统，包括：肺测量装置，其包括：吹口，其包括气流路径；以及传感器，其定位在所述气流路径中；和控制器，其可通信地联接到所述传感器，所述控制器包括处理器和存储在存储器中的指令，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下的操作：识别来自所述传感器的测量；识别存储在所述存储器中的特定方程，所述特定方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所识别的测量的输入参数；以及基于所识别的测量与特定方程，确定绝对肺容积的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.09 US 61/844,1821.一种肺测量系统，包括：
肺测量装置，其包括：
吹口，其包括气流路径；以及
传感器，其定位在所述气流路径中；和
控制器，其可通信地联接到所述传感器，所述控制器包括处理器和存储
在存储器中的指令，所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，
以执行包括以下的操作：
识别来自所述传感器的测量；
识别存储在所述存储器中的特定方程，所述特定方程通过使用数据
分析而被开发并且包括基于所识别的测量的输入参数；以及
基于所识别的测量与特定方程，确定绝对肺容积的值。
2.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述传感器包括气流传感
器或压力传感器中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述控制器可操作成采用
所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：
基于所述测量，确定所述特定方程的输入参数；以及
基于所述输入参数，计算绝对肺容积的值。
4.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述输入参数包括与呼吸
功能、呼吸力学、呼吸健康、或一般健康相关的参数。
5.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述输入参数包括气道开
口压力、气道开口压力的微分、气道开口压力的积分、气道开口流率
(flowrate)、气道开口流率的微分、气道开口流率的积分、可从强迫呼吸量
测定导出的参数、可从慢呼吸量测定导出的参数、机械阻抗、可从强迫振荡
导出的参数、可从脉冲示波仪测量导出的参数、压力衰减或上升的时间常数、
或流率衰减或上升的时间常数中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述肺测量装置包括以下
之一：
(a)肺活量计；
(b)强迫振荡装置；
(c)先进的流动中断装置；
(d)流动中断装置；
(e)组合肺活量计-流动中断装置；或
(f)(a)-(e)中的两个或更多个的组合装置。
7.根据权利要求1所述的肺测量系统，进一步包括手持式壳体，其至少
部分地包围或联接到所述肺测量装置和所述控制器。
8.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，识别特定方程包括从存储
在所述存储器中的多个方程中识别所述特定方程。
9.根据权利要求8所述的肺测量系统，其中，所述控制器可操作成采用
所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：
识别存储在所述存储器中的多个方程中的第二特定方程，所述第二特定
方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所识别的测量的第二输入参
数；以及
基于所识别的测量和所述第二特定方程，确定总肺活量(TLC)、功能
残气量(FRC)、胸气体积(TGV)、残余量(RV)、肺对于一氧化碳的弥散
量(DLCO)、气道阻力、肺弹性、或肺组织顺应性中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的肺测量系统，其中，所述控制器可操作成采
用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：
识别存储在所述存储器中的多个方程中的第二特定方程，所述第二特定
方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所确定的测量的第二输入参
数；以及
基于所确定的测量和所述第二特定方程，确定呼吸健康的至少一个定性
指标。
11.根据权利要求10所述的肺测量系统，其中，呼吸健康的所述至少一
个定性指标包括诊断：健康、阻塞性呼吸系统疾病、限制性呼吸系统疾病、
混合毛病、肺动脉血管障碍、胸壁病症、神经肌肉病症、间质性肺病、肺炎、
哮喘、慢性支气管炎、或肺气肿。
12.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述特定方程从包括多
个健康受试者的训练群体导出。
13.根据权利要求12所述的肺测量系统，其中，所述特定方程从进一步
包括多个不健康受试者的训练群体导出。
14.根据权利要求13所述的肺测量系统，其中，所述多个不健康受试者
中的每个具有一种或多种呼吸系统疾病。
15.根据权利要求12所述的肺测量系统，其中，所述特定方程包括基于
在所述训练群体上执行的呼吸测量技术而被计算的常数。
16.根据权利要求15所述的肺测量系统，其中，所述呼吸测量技术包括
身体体积描记法、氦气稀释、或胸部计算机断层扫描(CT)成像中的至少一
个。
17.根据权利要求12所述的肺测量系统，其中，所述训练群体包括历史
或公共数据。
18.根据权利要求12所述的肺测量系统，其中，所述训练群体包括第一
部分和第二部分，所述第一和第二部分中的每个由分类器限定。
19.根据权利要求18所述的肺测量系统，其中，所述分类器包括拟人化
的或肺功能的分类器，并且所述控制器可操作成采用所述处理器来执行所述
指令，以执行包括以下进一步的操作：
至少部分地基于所述分类器，选择所述特定方程。
20.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述呼吸测量发生在重
症监护室、肺功能检测实验室、医生的办公室、社区/工作筛查、或家庭环境
之一中。
21.根据权利要求1所述的肺测量系统，其中，所述特定方程包括线性
方程或非线性方程。
22.根据权利要求1所述的肺测量测试系统，其中，所述特定方程由回
归分析导出。
23.根据权利要求1所述的肺测量测试系统，其中，所述控制器可操作
成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下进一步的操作：
基于时间持续或对所述数据分析的调节中的至少一个，更新存储在所述
存储器中的多个方程中的至少一个。
24.根据权利要求23所述的肺测量测试系统，其中，对所述数据分析的
调节包括增加用于导出所述多个方程的训练群体的受试者的数量。
25.一种确定绝对肺容积的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：O亚当，A拉普拉德，I科恩，Z皮莱斯，JJ弗雷德伯格，J索尔韦，
申请(专利权)人：普尔摩恩先进医疗设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL