用于呼吸监测的方法和设备技术

一种呼吸监测系统，具有柔性基板(2)上的变形换能器(5、6)，所述变形换能器被布置为附着到患者的躯干。处理器(3)接收在通道中的来自所述换能器(5、6)的信号，并且处理所述信号以消除、降低或者补偿产生于患者运动伪迹的噪声，从而提供表示呼吸的输出。所述换能器(5、6)具有一尺寸以及在所述基板上的相互位置，使得第一换能器能够覆于第10肋骨的至少部分上并且第二换能器能够覆于第11肋骨或者腹部的至少部分上，并且所述处理器将来自所述第一换能器的数据处理为主要表示肋骨扩张呼吸并且将来自所述第二换能器的数据处理为主要表示膈肌呼吸或者患者运动伪迹。

【技术实现步骤摘要】
用于呼吸监测的方法和设备本申请为分案申请，其原申请是2015年8月19日进入中国国家阶段、国际申请日为2014年2月17日的国际专利申请PCT/EP2014/053048，该原申请的中国国家申请号是201480009393.0，专利技术名称为“用于呼吸监测的方法和设备”。
本专利技术总体上涉及一种在对人类对象中的呼吸事件进行测量和监测中有用的设备。
技术介绍
呼吸率是人每分钟具有的呼吸数量的度量并且是人类对象中的关键生命体征。呼吸量测定是对人类对象中的肺容量或者肺体积的测量。这些呼吸功能的恶化是这些度量的下降或增加。在预先确定的生理正常值之外或者接近预先确定的生理正常值的边界的测量结果是对人类对象中的有害和出现致命的病痛的预指标。呼吸是活的有机体通过其获取氧并且将氧转换为能量的过程。该过程的部分是对空气的机械吸入，这对于人类而言经由鼻子和嘴来实现。机械呼吸努力由呼吸的肌肉来产生。这些肌肉帮助于吸气和呼气二者。组成该集合的肌肉组包括膈肌、肋间外肌及肋间内肌。该过程已知为呼吸努力，并且其由以下中的任一或者两者实现：a)胸廓的沿固定的轨迹的由肋间外肌和肋间内肌的向上及向外的部分移位或者全部移位(在下文中被称为肋骨呼吸)，以产生在胸腔内部的真空，从而将空气吸进到肺中以使得呼吸能够发生，b)膈肌向下推到腹部区域中(在下文中被称为膈肌呼吸)，从而迫使腹部器官向外膨胀并且因此通过增加在腹部区域中的体积来产生在胸部区域中的真空。上面的运动可以被称为使胸廓膨胀。呼吸率或者患者的肺部的容量在一段时间内波动的一个原因，其中身体活动未考虑，能够是患者的健康中的生理改变的结果。身体中的感染能够导致发烧以及较高的心率。感染还产生呼吸努力的增加并且能够是病毒或者细菌或者作为环境或根据用药或外科手术得到的并发症的结果。肺炎、慢性阻塞性肺病(COPD)以及脓毒病都是表示上面的病痛并且能够由波动的呼吸功能来指示。这可以表达患者的呼吸率的变化或者患者吸进空气以进行有效呼吸的能力。呼吸率是在被称为早期预警评分(EWS)的预测性患者得分系统中的主导测度。受诸如COPD的肺部疾病困扰的慢性病患者能够通过测量他们的肺部能力而在时间的长周期上被监测。因为肺部疾病影响呼吸努力的正常机械操作，所以测量患者深呼吸的能力也是对他们的恶化或者恢复的关键测量。对呼吸率的综合测量使得医学工作人员能够更好地在高准确性的情况下评估EWS并且更早地干预。US2012/0296221(Philips)描述了一种用于确定呼吸信号的方法和装置。单个多轴加速器被定位在身体上。WO2009/074928(Philips)描述了对在弹性可变形桥上的ECG电极的使用，并且也存在应变传感器以及加速度计。本专利技术旨在提供一种用于呼吸监测的系统，所述系统比现有技术更加简单和/或更加鲁棒和/或更加可靠。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种呼吸监测系统，包括：柔性基板上的多个变形换能器，其被布置为附着到患者的躯干，以及处理器，其适于接收来自所述换能器的信号，并且适于处理所述信号以消除、降低或者补偿产生于患者运动伪迹的噪声，从而提供表示呼吸的输出。在一个实施例中，所述变形换能器是细长的并且以相互的锐角被布置在所述基板上。优选地，所述角在20°到80°的范围中，优选地25°到40°，并且最为优选地在27°到33°的区域中。在一个实施例中，所述换能器具有一尺寸以及在所述基板上的相互位置，使得第一换能器能够覆于第10肋骨的至少部分上并且第二换能器能够覆于第11肋骨或者腹部的至少部分上，并且所述处理器适于将来自所述第一换能器的数据处理为主要表示肋骨扩张呼吸并且将来自所述第二换能器的数据处理为主要表示膈肌呼吸或者患者运动伪迹。优选地，所述变形换能器以相对于彼此的锐角被定位在所述基板上，并且所述处理器适于基于由所述相互位置定义的顶点关于人类对象指向后方和下方，来处理来自所述换能器的数据。在一个实施例中，所述系统还包括加速度计。在一个实施例中，所述处理器适于通过将运动伪迹的程度与身体位移进行相关来处理加速度计输出，以辅助消除运动伪迹以及检测周期运动的过程。在一个实施例中，所述系统包括陀螺仪。优选地，所述处理器适于通过使得所述身体的姿势能够对所述处理器已知来处理陀螺仪输出，从而使得能够考虑所述换能器的异常。在一个实施例中，所述系统包括用于附着到患者的皮肤的单一传感器以及所述处理器，所述传感器包括具有所述变形换能器的所述基板。在一个实施例中，所述处理器被包括在壳体中，所述壳体在具有信号调节电路的所述基板上。优选地，所述处理器壳体被可释放地安装在所述基板上。在一个实施例中，所述处理器适于经由接口无线地与主处理器通信。在一个实施例中，所述变形换能器包括至少两个应变换能器。在一个实施例中，在所述应变换能器中是压电换能器。在一个实施例中，所述处理器适于检测过度位移，所述过度位移导致来自侵入性或者非侵入性人工通气机器的过度加压。在一个实施例中，所述处理器适于通过对来自所述换能器的输入电压信号进行基线减去来执行信号调节，并且适于使用指数移动平均滤波来进一步调节所述信号。在一个实施例中，所述处理器适于以规律间隔触发伪迹检测算法，其中，在测量结果的限制之外的信号被移除。在一个实施例中，所述处理器适于在确定呼吸率时运行时间域算法。在一个实施例中，所述处理器适于在确定呼吸率时运行频率域算法。优选地，所述时间域算法检查呼吸器波形中的波峰和波谷之间的距离，并且导出呼吸率。在一个实施例中，所述频率域算法使用快速傅里叶变换来提取频率域信息。在一个实施例中，所述传感器包括加速度计，并且所述处理器适于运行所述频率域算法，以将加速度计数据作为次级输入，并且以通过提取来自所述加速度计的频率域信息，来补偿来自所述对象或者环境的周期性干扰，例如，步行。在一个实施例中，所述处理器适于使用所述加速度计数据来检测并且补偿大的运动。在一个实施例中，所述处理器适于假设，变形波形由在指示所述对象的所述呼吸率的率处的波峰和波谷的重复模式来表示，并且接收的换能器信号的幅度被视为仅当所述信号变得如此大而超过所述传感器的输出限制或者如此小而变得不能够从噪声中辨别时是重要的。在一个实施例中，所述处理器适于检测在睡眠对象中的呼吸暂停事件。优选地，所述处理器适于将缺失呼吸信号识别为表示呼吸暂停。在一个实施例中，所述系统还包括无线收发器，并且所述处理器适于发送外部设备数据，以显示对象的呼吸率历史。在一个实施例中，所述处理器适于接收唯一识别符以与特定对象一起使用，并且适于在针对下一使用移除和/或重新充电之后中止或者擦除所述识别符。在一个实施例中，所述处理器适于将扫描的医学记录号(MRN)保存为唯一识别符。在一个实施例中，所述处理器适于在移除或者重新充电之后自动应用临时识别符。在另一方面中，本专利技术提供了一种使用系统来监测人类对象的呼吸的方法，所述系统包括：柔性基板上的多个变形换能器，其在被布置为附着到患者的躯干，以及处理器，其适于接收来自所述换能器的信号，并且适于处理所述信号以消除、降低或者补偿产生于患者运动伪迹的噪声，从而提供表示呼吸的输出，所述方法包括以下步骤：将所述基板附着到人类对象；并且所述处理器处理来自所述换能器的信号，以导出表示所述人类对象的呼吸的输出。在一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种呼吸监测系统，包括：柔性基板，所述柔性基板上的多个变形换能器，包括第一变形换能器和第二变形换能器，粘合剂，位于所述柔性基板上使得所述柔性基板被布置为附着到患者的躯干，安装在所述柔性基板上的加速度计，可释放地安装在所述柔性基板上并且通过导体连接到所述第一变形换能器和所述第二变形换能器以及所述加速度计的电子控制器，所述电子控制器包括信号调节电路和数据处理器，所述数据处理器适于接收来自所述换能器的信号，并且适于处理所述信号以消除、降低或者补偿产生于患者运动伪迹的噪声，从而提供表示呼吸的输出，其中，所述换能器具有一尺寸和在所述柔性基板上的相互位置，使得第一换能器能够覆于第10肋骨的至少部分上并且第二换能器能够覆于第11肋骨或者腹部的至少部分上，其中，所述数据处理器适于处理来自所述第一换能器的数据从而使所处理的来自所述第一换能器的数据主要表示肋骨扩张呼吸，并且处理来自所述第二换能器的数据从而使所处理的来自所述第二换能器的数据主要表示膈肌呼吸或者患者运动伪迹，并且其中，所述数据处理器适于通过将运动伪迹的程度与身体位移和患者躯干的姿势进行相关来处理来自所述加速度计的输出信号。

【技术特征摘要】
2013.02.20 IE 2013/00621.一种呼吸监测系统，包括：柔性基板，所述柔性基板上的多个变形换能器，包括第一变形换能器和第二变形换能器，粘合剂，位于所述柔性基板上使得所述柔性基板被布置为附着到患者的躯干，安装在所述柔性基板上的加速度计，可释放地安装在所述柔性基板上并且通过导体连接到所述第一变形换能器和所述第二变形换能器以及所述加速度计的电子控制器，所述电子控制器包括信号调节电路和数据处理器，所述数据处理器适于接收来自所述换能器的信号，并且适于处理所述信号以消除、降低或者补偿产生于患者运动伪迹的噪声，从而提供表示呼吸的输出，其中，所述换能器具有一尺寸和在所述柔性基板上的相互位置，使得第一换能器能够覆于第10肋骨的至少部分上并且第二换能器能够覆于第11肋骨或者腹部的至少部分上，其中，所述数据处理器适于处理来自所述第一换能器的数据从而使所处理的来自所述第一换能器的数据主要表示肋骨扩张呼吸，并且处理来自所述第二换能器的数据从而使所处理的来自所述第二换能器的数据主要表示膈肌呼吸或者患者运动伪迹，并且其中，所述数据处理器适于通过将运动伪迹的程度与身体位移和患者躯干的姿势进行相关来处理来自所述加速度计的输出信号。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述变形换能器是细长的并且以相互的锐角被布置在所述柔性基板上。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述角在20°到80°的范围中。4.如权利要求3所述的系统，其中，所述角在25°到40°的范围中。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述角在27°到33°的范围中。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述变形换能器在所述柔性基板上以相对于彼此的锐角被定位，并且所述数据处理器适于基于由所述相互位置定义的顶点关于人类对象指向后方和下方来处理来自所述换能器的数据。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述数据处理器适于通过将运动伪迹的程度与身体位移进行相关来处理加速度计输出，以辅助消除运动伪迹的过程，并且所述数据处理器适于检测周期性运动。8.如权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述系统包括陀螺仪。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述数据处理器适于通过使得所述身体的姿势能够对所述数据处理器已知来处理陀螺仪输出，从而使得能够考虑所述换能器的异常。10.如权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述系统包括用于附着到患者的皮肤的单一传感器以及所述数据处理器，所述传感器包括具有所述变形换能器的所述柔性基板。11.如权利要求10所述的系统，其中，所述数据处理器被包括在壳体中，所述壳体在具有信号调节电路的所述柔性基板上。12.如权利要求11所述的系统，其中，所述数据处理器壳体被可释放地安装在所述柔性基板上。13.如权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理器适于经由接口无线地与主处理器通信。14.如权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述变形换能器包括至少两个应变换能器。15.如权利要求14所述的系统，其中，所述应变换能器是压电换能器。16.如权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理器适于检测过度位移，所述过度位移导致来自侵入性或者非侵入性人工通气机器的过度加压。17.如权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理器适...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·穆拉伊，S·丘萨克，C·金塞拉，
申请(专利权)人：PMD设备解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE