非侵入性呼吸监测制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非侵入性呼吸监测
本专利技术涉及用于非侵入性(non-invasive)监测呼吸的方法、设备和系统。
技术介绍
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(lungcapacity)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(lungvolume)。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。
技术实现思路
在第一种广泛的形式中，本专利技术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)。根据另一方面，所公开的方法和设备提供了一种用于估算与肺容量相关的至少一个参数的设备，所述设备包括处理器，存储器装置和用于在该处理器上执行动作的软件，所述设备适合于接收指示心脏搏动的数据，并且适合于确定该段连续搏动之间的变异性，软件检测该段搏动中的最大值和最小值，并且由此识别连续呼吸；并且其中，利用连续呼吸之间的周期变异性的幅度来确定肺呼吸相对程度。本专利技术的实施方式是特别有利的，因为它们允许监测呼吸量，而不需要除ECG或其它的心脏搏动测量仪器之外的任何附加监测，ECG或其它的心脏搏动测量仪器很可能无论如何被部署在许多临床情况中。此外，它允许在无需笨重的装备的情况下不间断地监测呼吸量。公开了用于测量肺呼吸量的设备，其包括处理器装置，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。还公开了使用针对特定患者的肺容量和呼吸程度的预定值，以及上述确定的值，以提供肺呼吸量的量度。还公开了一种设备，其中，肺呼吸程度的量度是肺呼吸相对程度的相对量度。此外，肺呼吸相对程度的相对量度可以通过将用于量度的所述值与通过校准的基线量度进行比较来确定。此外，公开了一种设备，其中，利用用于肺呼吸程度的量度的值来确定吸气或呼气时人的一个或多个器官的移动。还公开了其中利用用于肺呼吸程度的量度的所述值来确定吸气或呼气时人的多个器官的移动的设备被进一步用于维持放射疗法中或MRI或CT扫描中的放射靶向器官。另外，公开的是，该设备是可穿戴的，并且处理器步骤中的某些步骤或输出装置彼此远程执行。此外，公开的是一种设备，包括处理器，并且包括适合于实施所公开的方法的软件。所公开的方法和设备能够提供：该段连续搏动之间的变异性是测量该段连续搏动之间的变异性。而且，所公开的方法和设备能够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是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。此外，所公开的方法和设备能够确定连续呼吸之间的周期变异性的幅度是识别连续呼吸之间的周期变异性的幅度。附图说明现在将参照附图描述本专利技术的说明性实施例，在附图中：图1示出了与呼吸有关的各种量度；图2显示根据心率变异性推导出的呼吸图；图3A至3F示出了根据各种不同研究参与者的心率推导出的呼吸图；图4A和4B显示了由心率数据确定的计算出来的吸入量与来自临床测量的测量出来的量之间的关系；图5示出用于实施本专利技术的说明性设备的功能框图；图6是示出用于数据捕捉的过程的流程图；图7是能够在本领域技术人员描述或预期的任何设备或仪器中使用的过程的流程图；图8描绘了校准过程的输出图；图9描绘了接收到的心脏搏动数据的图；图10描绘了计算出来的HRV波形的图；图11描绘了HRV呼吸波形的图；图12描绘了测量出来的呼吸波形的图；图13描绘了HRV呼吸波形和测量呼吸波形的同步的图；图14描绘了来自HRV的呼吸波形的输出图；和图15描绘了正在无线传输数据的由人类受体穿戴的所公开的设备和仪器的设备。具体实施方式描述了仅作为示例给出的以下方式，以便提供对优选实施例的主题的更精确的理解。然而，应该理解的是，本专利技术是广泛适用的，并且能够以许多不同的方式和设备来实施。所描述的示例旨在说明本专利技术的具体实施方式，而不是对其进行限制。例如，尽管主要使用心脏活动的电量度来描述本专利技术，但是原则上其它的心脏搏动测量技术，例如基于压力的系统(诸如手腕，手指和身体穿戴的脉搏测量设备)，声学系统，成像或用于收集心率数据的任何其它技术都可以用于收集所需的心脏数据。然而，可以理解的是，时间间隔量度的精确度直接关系到本专利技术可以应用的精确度和准确度。在将要在下面更详细描述的实施方式中，使用心电图(ECG)来评估心脏的电活动，包括心率和心律。心率变异性(HRV)是在没有明显的传导系统障碍的正常健康个体中观察到的生理现象。这可以通过搏动之间的心率变化而反映出来，该变化可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量肺呼吸量的设备，包括：处理器装置，其用于：(a)接收检测到的一系列心脏搏动；(b)测量一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识别连续呼吸的开始和结束；(d)识别连续呼吸之间的周期变异性的幅度；和(e)由此确定用于肺呼吸程度的量度的值；以及输出装置，其用于产生所述用于肺呼吸程度的量度的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.27 AU 20159034721.一种用于测量肺呼吸量的设备，包括：处理器装置，其用于：(a)接收检测到的一系列心脏搏动；(b)测量一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识别连续呼吸的开始和结束；(d)识别连续呼吸之间的周期变异性的幅度；和(e)由此确定用于肺呼吸程度的量度的值；以及输出装置，其用于产生所述用于肺呼吸程度的量度的值。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述肺呼吸程度的量度是肺呼吸相对程度的相对量度。3.根据权利要求2所述的设备，其中，通过将用于量度的所述值与通过校准的基线量度进行比较来确定肺呼吸相对程度的相对量度。4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中，用于肺呼吸程度的量度的所述值被用于确定在吸气或呼气时人的一个或多个器官的移动。5.如权利要求1、2、3或4所述的设备，其中，用于肺呼吸程度的量度的所述值被用于确定在吸气或呼气时人的多个器官的移动。6.如权利要求5所述的设备，其中，确定多个器官的移动的利用是在放射疗法中。7.如权利要求5所述的设备，其中，确定多个器官的移动的利用是在MRI或CT扫描中。8.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，所述设备是可穿戴的。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器的步骤(a)-(e)中的某些步骤或所述输出装置相互远程地执行。10.一种估算与肺容量有关的至少一个参数的方法，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·库克，
申请(专利权)人：杰米格德有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU