[發明專利]從呼吸信號中檢測和區別呼吸模式的方法

有效

• 申請號: 201110064713.0
• 申請日: 2005-12-21
• 公開（公告）號: CN102172328A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: J·阿米特斯特德
• 申請（專利權）人: 雷斯梅德有限公司
• 主分類號: A61B5/087
• 分類號: A61B5/087
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

本申請是申請日為2005年12月21日、申請號為200580044321.0、發明名稱為“從呼吸信號中檢測和區別呼吸模式的方法”的中國專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2004年11月23日提交的美國臨時專利申請60/638,169的優先權。

技術領域

本發明涉及用于下面應用的方法，算法和診斷裝置：檢測睡眠呼吸紊亂模式，和區別例如阻塞性睡眠呼吸暫停，中樞性睡眠呼吸暫停和Cheyne-Stokes呼吸以及混合型睡眠呼吸暫停這些不同疾病狀態的模式。

背景技術

呼吸紊亂

睡眠呼吸紊亂(SDB)包括一組紊亂，其中，在睡眠過程中呼吸模式或通氣質量異常。阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)，是最常見的這樣的紊亂(可能影響4-5％的成年人)，其特征在于上氣道的反復閉合或者塌陷以及呼吸部分或者完全減少。該阻塞通常是由上氣道肌肉作用以清除阻塞時暫時喚醒患者而解除的。在阻塞和覺醒的反復循環過程中，OSA患者將會一直不斷地“努力”呼吸，換言之，對于呼吸周期來說，沒有中樞或者腦介導的呼吸中斷。

相反地，在中樞性睡眠呼吸暫停(CSA)中，存在著源自于腦和控制中樞的呼吸中斷。Cheyne-Stokes呼吸(CSB)是一種較為常見的CSA形式。它是由患者呼吸控制器的異常極限周期(limit?cycle)的不穩定性所引起的，在極限周期中存在通氣增強和減弱(waxing?and?waning?ventilation)的節律性交替周期。心衰患者(心臟泵血功能不足的病征)通常患有CSA，特別是隨著病情惡化或者治療已經不能夠有效地補償心臟功能時。Cheyne-Stokes呼吸在心衰患者中表現為潮氣量周期性的變化。該周期包括過度呼吸后伴隨的呼吸暫停和低通氣(hypopnoea)，其特征通常(但并不是總是)在于也被稱為“悉尼海港大橋(Sydney?Harbor?Bridge)”形的駝背形態。CS呼吸的確切原因尚不完全清楚。然而，特征性的增強和減弱的周期很容易使人想到在具有失調增益或失穩反饋環延遲的調節欠佳的控制系統中的極限周期。

各種類型的睡眠呼吸紊亂都是不期望的，因為它破壞了睡眠體系(不同類型睡眠的模式和比例)進而導致白天嗜睡。通氣的反復停止或者通氣量的減少引起血氧水平的(有時顯著地)下降。這些和其它并發癥很可能是造成目前確定的心血管疾病后遺癥的原因。

OSA的治療方案是首先由Sullivan[Sullivan?CE等.Reversal?of?obstructive?sleep?apnea?by?continuous?positive?airway?pressure?applied?through?the?nare

根據多重信號的診斷

SDB和睡眠呼吸暫停診斷的黃金標準是多導睡眠圖(PSG)：住在睡眠實驗室中整夜測量并記錄大量生理學信號。簡要地說，PSG信號集合通常包括一個或多個指示呼吸參數的信號，所述呼吸參數例如患者呼吸氣流速率(用于計算通氣量以及檢測呼吸暫停和低通氣)，復合(multiple)腦電圖(EEG)，眼動圖(EOG)和肌電圖(EMG)信號(用于確定患者的睡眠狀態和體位以及檢測睡眠中的覺醒)，呼吸努力信號(或者是胸腔和腹腔膨脹帶或者是食道壓力測量導管)，打鼾幅度，以及氧飽和度。診斷SDB的另外一種方法是多種波動描記器(PG)，其在患者睡覺期間記錄的參數減少。這些參數包括：鼻/口氣流速率，打鼾幅度，氧飽和度，呼吸努力(胸和腹)以及體位。

在PSG和PG中，記錄呼吸努力信號，使得能夠從CSA或Cheyne-Stokes呼吸中區別出OSA事件。(也有可能是第三類呼吸事件——混合型呼吸暫停——其中，該事件因呼吸驅動的中樞介導缺乏而開始，因氣道阻塞和隨后的覺醒而結束)。在不參考至少氣流信號和呼吸努力的量度的情況下，沒有經驗的觀察者不可能可靠地確定呼吸暫停的類型。然而，經過培訓的有經驗的觀察者(專家)經常能輕易地檢測出事件(呼吸暫停/低通氣)運行中的模式，從而能夠可靠地確定潛在的疾病類型。這個對于具有通氣增強和減弱模式特征的Cheyne-Stokes呼吸尤其正確。

簡單的記錄設備