[發明專利]用于評估呼吸窘迫的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580052477.7
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN107072594B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 斯坦利·占·蘇;賈森·古;扎卡里·安德魯·蘇
• 申請（專利權）人: SVSIU聯合有限責任公司
• 主分類號: A61B5/091
• 分類號: A61B5/091;A61B5/097;A61B5/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 景懷宇

公開了一種用于根據體積描記法數據來評估呼吸功能的方法和裝置，所述數據可從例如脈搏血氧計獲得。從體積描記圖數據獲得的脈動波形被處理，以獲得第二波形，所述第二波形在多個呼吸周期上延伸并且表示由脈動波形限定的脈搏跳動區域中的呼吸相關變化。分析第二波形以獲得指示呼吸窘迫的信息。可以基于第二波形中的呼吸峰值的大小來計算呼吸指數，其很好地提供了呼吸窘迫的指示。描述了在哮喘和睡眠呼吸暫停中的應用。

相關申請的交叉引用

本發明要求2014年7月28日提交的標題為“測量血氧呼吸指數的方法和裝置”的美國臨時專利申請號62/029,572，以及2014年11月30日提交的標題為“用于檢測睡眠呼吸暫停的血氧呼吸指數(ORI)方法”的美國臨時專利申請號62/085,559的優先權，兩者均通過引用并入本文。

技術領域

本發明通常涉及測量和監測患者的生理參數或狀態，更具體地涉及使用體積描記法評估患者的呼吸努力或窘迫的系統和方法。

背景

光學體積描記法可用于通過檢測奇脈(PP)的存在或程度來評估患者的呼吸努力或窘迫。醫學術語“奇脈”是指吸氣期間收縮期動脈血壓異常大幅度下降，和呼吸周期內體積描記脈搏波幅度的相應異常大的變化。奇脈是呼吸窘迫或努力的指示，并且可能是伴隨呼吸障礙的各種醫學病癥(包括但不限于哮喘，睡眠呼吸暫停和肺氣腫)的癥狀。在正常情況下，呼吸周期內的收縮壓變化通常在2-5毫米汞柱的范圍內。呼吸系統疾病可能會導致奇脈達到10mmHg或更高。為了客觀地確定其病情的嚴重程度，快速檢測和監測奇脈以用于評估急性呼吸窘迫患者狀況的重要性已經在本領域中得到長期認可。國家心肺血研究所已經建議在所有哮喘患者中測量奇脈。

光學體積描記器是通過測量身體部分(通常是指尖，腳趾或耳垂)對紅光和/或紅外(IR)光的吸收變化來測量患者身體部分的血液體積變化的裝置。測量區域(即血管床)中的血液量的變化引起光吸收的變化，因此光的吸收與輸送到該組織的血液量成比例地變化。體積描記信號因此模擬動脈脈壓波形，可用于檢測PP。

經常使用的光學體積描記器的變體是脈搏血氧計，其使用在兩個或更多個不同波長的光，例如約660nm(紅光)和約940nm(紅外光)處獲得的兩個或更多個光吸收信號，來測量血氧飽和度或血紅蛋白氧飽和度(SpO2)。脈搏血氧計通常包括探針，該探針附接到患者的附肢，并且引導來自兩個或更多個光發射器的光信號脈沖通過附肢。由組織透射的光的強度通過光電檢測器進行監測。脈搏血氧計中的輸出體積描記信號的脈動分量反映了動脈血的小動脈床的擴展，并提供了用于監測所關注的血液分析物，氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的濃度變化的基礎。

迄今為止，使用脈搏血氧計檢測奇脈的大多數方法是基于提取和測量來自與呼吸相關的血氧計的體積描記信號(“體積描記圖(pleth)”)的頻率分量，或者基于測量體積描記圖波形高度的變化，或者基于測量體積描記圖基線的變化。然而，注意到這些方法可能缺乏靈敏度和精度，和/或可能是不可靠的，部分原因是單個參數(諸如體積描記圖波形高度)的測量可能不完全適合于量化PP，其代表在呼吸周期的吸氣階段，左心室搏動量(“LVSV”)減少，和/或在呼吸周期的呼氣階段，LVSV增加。此外，那些沒有充分測量在心動周期期間發生的舒張期變化的技術可能是不準確的，因為它們沒有充分考慮到舒張期變化對奇脈的貢獻。授權給D.H.Arnold的美國專利6,869,402,7,044,917和7,828,739(其通過引用被并入本文)描述了一種用于量化PP的技術，該技術基于比較從單一體積描記圖信號提取的兩個脈沖波形的曲線下面積(AUC)。Arnold指出，作為二維參數的AUC可能比基于檢測波形高度或基線的變化的技術更適合于量化LVSV和相關血流量的變化，從而更適合于測量PP。盡管基于在體積描記圖信號期間測量的最小和最大AUC值之間的差異△AUC的PP估計(PEP)顯示出與呼吸努力或窘迫相關，但是該技術也被發現產生頻繁的假陽性，并且在檢測和量化PP中可能缺乏一致性，特別是當測量期間脈搏和/或呼吸頻率變化時。

因此，可以理解，可能存在與用于評估患者的呼吸困難和/或努力以及測量奇脈的當前解決方案和技術相關聯的顯著的問題和缺點。