本申请涉及生理和病理生理睡眠条件的非侵入性检测系统，包括一种装置，其监测从人体记录的循环脉冲波形和监测从人体记录的循环脉冲收缩期上行程波形；其中所述装置：将所述循环脉冲收缩期上行程波形标准化，使得每个所述收缩上行程的波谷到峰值振幅的大小设定为预定值；确定所述上行程的至少一个指数以表征心脏搏动的收缩期上行程阶段期间心脏的收缩强度；确定所述上行程的至少一个指数的变化，从而表征在与患者的呼吸周期或缺失的预期呼吸周期相关的一系列心脏搏动期间心脏的收缩强度；以及基于已经检测的所述上行程的至少一个指数来确定某些医疗条件和生理状态。个指数来确定某些医疗条件和生理状态。个指数来确定某些医疗条件和生理状态。
【技术实现步骤摘要】
生理和病理生理睡眠条件的非侵入性检测系统
[0001]本申请是申请日为2017年05月29日，申请号为201780035115.6、专利技术名称为“生理和病理生理睡眠条件的非侵入性检测方法和装置”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术和本专利申请涉及了一种用于分析患者的外部记录的生理数据的方法和装置，从而检测和监测患者的各种呼吸状况。
[0003]特别地，本专利申请涉及从患者身体表面记录的循环脉冲波形的分析，用于确定由于呼吸周期引起的胸内压力变化而在其收缩阶段期间心脏性能的变化，并推断出患者的某些呼吸状况和睡眠呼吸紊乱的状况。
[0004]此外，用于确定呼吸活动，或用于确定脉冲传输时间(PTT)(也称为脉冲传导时间)，或其他生理参数的外部传感装置的增加可有益地用于增强睡眠呼吸紊乱事件的表征，详细说明如下。
技术介绍
[0005]先前已经描述了使用外部记录的血液脉冲波来确定睡眠相关的呼吸紊乱状况的本质的几种方法。
[0006]美国专利5,385,144“呼吸诊断装置(Respiration diagnosis apparatus)，Yamanishi等人，6,856,829，“基于脉冲波分析检测睡眠患者的生理状况的方法(Method for detecting physiological condition of sleeping patient based on analysis of pulse waves)”，Ohsaki等人，和6,669,632，“用于电子预测来自脉冲波的胸膜压力的装置和方法(Apparatus and method for electronically predicting pleural pressure from pulse wave signals)”，Nanba、Ohsaki和Shiomi，通常基于使用呼吸调制模式作为胸膜压力波动的指标，其可用于分类呼吸暂停类型。
[0007]这些专利着眼于一系列脉冲波的包络来记录呼吸相关的变化。在呼吸暂停期间，随着胸部更大的压力波动，呼吸调节的水平增加，而中枢性呼吸暂停则相反。
[0008]在5,385,144中，当基于血氧饱和度测量的氧去饱和事件初步发现睡眠紊乱的呼吸时，利用由脉冲信号基线值的变化的时间过程描述的特征模式(即脉冲信号基线包络的调制模式)来区分中枢性和阻塞性睡眠呼吸暂停。调制模式既考虑调制的幅度，也考虑调制包络的形状的特征模式。
[0009]6,669,632描述了一种确定胸膜压力的方法，该方法基于确定通过连接一系列脉冲波中的连续脉冲信号的峰值而定义的第一包络之间的差异，如图1A所示，深色黑线(标记为“第一包络(FIRST ENVELOPE)”)(其中脉冲波的给定时间序列中的脉冲峰值的幅度随着呼吸周期的时间振荡)，第二个包络由连接与脉冲波的第一包络的连续呼吸周期峰值相对应的连续峰值定义，如图1A所示为浅色黑线(标记为“第二包络(SECOND ENVELOPE)”)。
[0010]由图1B表示的这两个包络之间的差异被认为对应于受试者的胸膜压力随时间的变化。可替换的是，可以在相同的过程中使用幅度的一些限定部分的脉冲信号幅度的高度。
[0011]在6,856,829中，表征一系列脉冲中单个脉冲波谷与峰值信号幅度之间的时间序列的模式用于识别和分类睡眠相关的无序呼吸状况。信号峰值、谷值、中点和谷值到峰值幅度包络的时间过程(图2)反映呼吸调节，这可用于定义呼吸暂停的存在或不存在，其类型基于幅度波动的大小和频率。可替换的是，可以使用脉冲信号曲线下的面积代替波谷到峰值的差异。
[0012]虽然这些类型的分析可能受与睡眠相关的呼吸行为相关的胸内压变化的影响，但是这些方法存在一些重要的局限性。一个重要的考虑因素是，随着时间的推移，正常的生理稳态调节导致血管张力变化很大并且通常不一致，这可能改变测量的呼吸调节幅度，因此不利地影响上述分析的准确性，以及它们的解释如以上列出的现有技术专利。类似地，在睡眠期间与唤醒相关的强大血管舒缩变化将极大地干扰这种分析。
[0013]如将详细解释的，本专利技术克服了这些局限和其他限制，这些限制不利地影响患者生理状况的准确评估。
[0014]其他现有技术
[0015]除了基于测量外周脉冲的上述方法之外，用于测量呼吸活动以及检测和分类睡眠紊乱呼吸状况的其他方法和装置在本领域中是已知的。这些包括使用应用于身体的装置，例如加速计、呼吸带、阻抗容积描记装置、胸骨切迹运动传感器等，用于直接测量呼吸活动。这样的方法和装置需要向患者应用感测模态，以便于测量呼吸相关状况，从而帮助确认呼吸紊乱事件的检测，并帮助区分各种类型的这些事件。
[0016]例如，Bauer PT等人的WO2011057116A，“睡眠呼吸紊乱的检测和分化(Detection and differentiation of sleep disordered breathing)”，描述了一种使用三正交轴加速度计的矢量方法，用于监测受试者的睡眠呼吸紊乱并处理和分析所收集的数据以检测相关的呼吸紊乱。
[0017]专利技术人描述了其专利技术描述的优选和最佳模式方式，根据该方式：“它提出了一种监测睡眠呼吸紊乱的方法，其包括以下步骤：(a)利用附有解剖结构的三正交轴加速度计从睡眠对象同时收集多面、三轴数据，以及(b)在收集之后，处理和分析所收集的数据以检测相关的、紊乱的呼吸，其包括评估以下至少其中之一的存在：(a)常规睡眠呼吸紊乱，(b)特异性睡眠呼吸暂停，(c)中枢性和阻塞性睡眠呼吸暂停之间的区别，和(d)呼吸不足。”根据这些专利技术人“优选地，主信号采集装置，即三轴加速度计，将位于受检者的胸部上，处于胸部上的一个位置，例如上面提到的那个位置，因此它可以容易地拾取呼吸运动。”[0018]US 7,510,531，“用于区分中枢性和阻塞性呼吸紊乱事件的系统和方法(System and method for discrimination of central and obstructive disordered breathing events)”描述了基于与呼吸努力相关的患者运动，呼吸紊乱事件如何被分类为中枢性、阻塞性或中枢性阻塞性起源的组合，其中呼吸紊乱分类系统可全部或部分植入。
[0019]类似地，医学文献教导了应用于身体的方法和装置，用于直接测量呼吸活动以诊断睡眠呼吸紊乱状况，例如P.Dehkordi等人的题为“监测躯干加速度以估计呼吸流量和睡眠呼吸暂停检测努力(Monitoring torso acceleration for estimating the respiratory flow and efforts for sleep apnea detection)”的论文中的教导。Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 2012，2012：6345
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8，描述了一种基于集成学习的方法，分别通过胸骨上切迹、胸部和腹部的加速度来估计呼吸流量、胸部呼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于非侵入性检测人体内某些医学状况和生理状态的系统，其包括：一种装置，其监测从人体记录的循环脉冲波形和监测从人体记录的循环脉冲收缩期上行程波形；其中所述装置：将所述循环脉冲收缩期上行程波形标准化，使得每个所述收缩上行程的波谷到峰值振幅的大小设定为预定值；确定所述上行程的至少一个指数以表征心脏搏动的收缩期上行程阶段期间心脏的收缩强度；确定所述上行程的至少一个指数的变化，从而表征在与患者的呼吸周期或缺失的预期呼吸周期相关的一系列心脏搏动期间心脏的收缩强度；以及基于已经检测的所述上行程的至少一个指数来确定某些医疗条件和生理状态。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述医疗条件和生理状态包括以下一个或多个：呼吸状况，某些睡眠紊乱的呼吸状况，或人的心肌收缩性的评价，及其动态变化。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述装置确定所述上行程的至少一个指数是利用在所述收缩期上行程中任何检测到的变化，包括以下中的一个或多个：(a)其动态信号时间过程的变化，(b)在规定的时间内发生的整个收缩期上行程幅度的相对分数，(c)在以整个收缩期上行程度幅度的预定分数开始的规定时间内发生的整个收缩期上行程幅度的相对分数，(d)在标准化的上行程的预定分数之间的时间，(e)作为收缩期上行程的变化率，或(f)作为收缩期上行程的时刻，并且其中标准化的收缩期上行程指数基本上不受脉冲幅度的自发变化的影响。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述呼吸状况，某些睡眠紊乱的呼吸状况，或人的心肌收缩性的评价，及其动态变化是由以下其中之一确定的：(a)推导出的上行程指数值的时间序列模式分析，以及(b)基于监测从人体记录的循环脉冲波形的睡眠呼吸紊乱分析。5.根据权利要求1所述的系统，其中监测从人体记录的循环脉冲波形和监测从人体记录的循环脉冲收缩期上行程波形的装置是使用以下一种或多种方法进行的：外周动脉张力(PAT)测定、体积变化测定、光密度测定、表面反射率测定、脉冲血氧测量、电阻率测量、多普勒超声测量、激光多普勒测量、流量计装置、节段容积描记器...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：伊塔玛医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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