CN101874734B - 检测和治疗呼吸功能不全的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了呼吸功能不全例如慢性阻塞性肺部疾病的严重性变化的检测装置、系统和方法。在实施方式中，检测监控可以在压力治疗中选择性确定，以满足目标通气量。供应压力或代表数据可以与一个或多个阀值比较，该阀值是选来表示RI或COPD病情变化，例如恶化。比较结果可以激发一个或多个警告胡消息，以通知患者或内科医生患者的RI或COPD病情变化，从而患者可以更及时地治疗。

Description

检测和治疗呼吸功能不全的装置
相关申请的交叉引用 
本发明要求了专利申请号61/214,843、申请日2009年4月29日的美国临时专利申请的优先权，其公开的内容在此结合作为参考。 
技术领域
本发明涉及检测和/或治疗呼吸功能不全例如慢性阻塞性肺部疾病的系统、方法和装置。具体地说，本发明涉及检测在这些情况下的严重度变化。 
背景技术
呼吸功能不全影响了数百万人口。对于患有这种疾病的患者，肺部不能吸入足够的氧气或排出足够的二氧化碳，以满足患者身体细胞的需求。例如，慢性阻塞性肺部疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)影响接近1,300万美国人和1,000万欧洲人。慢性阻塞性肺部疾病是一种对肺部有损害的疾病。肺部的气道和肺泡可以失去其弹性。肺泡壁可以被破坏或发炎。肺部气道也可能比正常情况产生更多的粘液，阻碍气流。这种损害典型地将表现在呼吸困难。慢性阻塞性肺部疾病的患者典型地会咳嗽，排出粘液，呼吸短促，喘息，和感到胸闷。肺气肿和慢性阻塞性支气管炎可以认为是一种慢性阻塞性肺部疾病。慢性阻塞性支气管炎的特点可以是在肺部较大的气道中的炎症反应。肺气肿的特点可以是炎症反应导致的肺部组织破坏。 
吸烟被认为是导致慢性阻塞性肺部疾病的一个主要原因。很多患有慢性阻塞性肺部疾病的人都有吸烟的历史。广泛地接触肺部刺激物，例如空气污染或化学气体，也可以导致慢性阻塞性肺部疾病。 
慢性阻塞性肺部疾病可以发展很慢，症状一直恶化。慢性阻塞性肺病导致残疾的重要原因。它使人进行身体活动例如走路或锻炼困难。起初，在剧烈运动的过程中症状可能很明显。但是，随着病情的发展，症状在温和活动甚至休息过程中更为明显，慢性阻塞性肺病可以甚至导致死亡。它在美国是导致死亡的第四个主要原因。 
目前还没有慢性阻塞性肺病的治疗方法。没有办法使患者的肺部气道和气泡恢复到未患病前的状态。但是，治疗和生活方式改变有助于慢性阻塞性肺病患者感觉舒适一些，能继续活动并阻止病情的发展。 
已经有可以诊断患者的慢性阻塞性肺病的装置。例如，慢性阻塞性肺病可以通过肺活量测定法诊断。这通常包括通过测量吸入和呼出的空气量和/或速度(流动)来测量肺功能。X射线可以显示肺的过渡扩张，有助于排除其他肺病。肺功能测试包括肺容量，气体传递可以出现肺的过渡扩张。这允许带有肺气肿的慢性阻塞性肺病或没有肺气肿的慢性阻塞性 肺病之间有区别。胸腔的高分辨率的计算机断层扫描可以显示在肺部中肺气肿的分布，并有助于排除其他肺部疾病。 
血氧定量法也有助于分析，通过显示低的氧气水平或血氧不足和/或高二氧化碳水平或呼吸酸性中毒来实现。血样也可以显示出高血常规，这可以是长期低血氧的反应(即，反应性红细胞增多症)。 
现有技术中有需要提供改进的技术和装置，解决患有呼吸功能不足或慢性阻塞性肺病的患者的情况。 
发明内容
本发明的一方面涉及一种检测呼吸功能不全和/或慢性阻塞性肺病的存在或情况变化(例如，恶化或严重性变化)的系统。一方面，这包括评估至少一个严重性变化指示器。该指示器表示患者呼吸功能不全和/或慢性阻塞性肺病情况的信息。 
根据本发明的一些实施方式，方法包括评估患者的至少一个呼吸功能不全情况。在该方法中，测量在呼吸治疗装置或呼吸气流发生器进行压力治疗过程中患者呼吸治疗的至少一个压力特征。该方法还包括基于所述至少一个压力测量评估至少一个呼吸功能不全情况变化指示器或严重性变化指示器。该指示器表示关于患者的呼吸功能不全的严重性变化。该方法的自动化可以由一种装置或系统实现。在一些实施方式中，该方法的一些方面可以自动化、半自动化、手动或其结合。 
在本发明的一些实施方式中，一种装置监控患者，以评估患者的病情。该装置典型地包括至少一个传感器或传感器，以产生表示气流发生器施加压力的信号。该装置也包括与至少一个传感器连接的处理器。该处理器可以控制基于测量表示压力信号施加的压力的至少一个情况变化指示器的评估。所述至少一个指示器表示患者的呼吸功能不全情况的严重性变化的信息。在一些实施方式中，该装置可以选择性地包括由所述处理器控制的气流发生器或气道内正压(PAP)装置，其设置为向患者接口产生高于大气压的可呼吸气体。 
在本发明的系统、装置或方法的一些实施方式中，压力的测量可以为测量呼吸治疗装置产生的压力，以通过呼吸治疗装置保持或基本保持中目标通气量。该目标通气量可以为每分钟通气量、肺泡总通气量估计、或肺泡通气量估计。此外，严重性变化的评估包括压力测量的阀值比较。在一些实施方式中，阀值比较包括测量压力和呼吸治疗装置为了维持目标通气量的至少一个在先测量压力。阀值比较可以表示在一段时期内压力测量的重复上升的指示，例如1天、2天、3天、4天、5天或更多。 
在本发明装置或方法的一些实施方式中，所述阀值比较包括测量压力和呼吸治疗装置为了维持目标通气量的在先测量压力之间的差值。所述阀值比较也可以包括测量压力和呼吸治疗装置为了维持目标通气量的在先测量压力之间的比值。 
在本发明装置或方法的进一步实施方式中，严重性变化的指示器的评估也可以包括另一个阀值比较，确定的呼吸速率和在先的呼吸速率。该阀值比较可以表示在一段时期内确定的呼吸速率的重复上升的指示，例如1天、2天、3天、4天、5天或更多。 
在本发明的方法或装置的一些实施方式中，严重性变化指示器可以产生警告。该警告可以是被激活的灯或文本或图片或听得见的信息或其他通信信息或其结合。作为选择，可以发送一个电子信息。该电子信息可以包括表示严重性变化指示器评估的结果的数据。 
在进一步的实施方式中，系统监控患者，以评估患者的呼吸功能不全病情或慢性阻塞性肺病病情。所述系统可以包括气流发生器，该气流发生器向患者产生高于大气压的可呼气气体。该系统还可以包括压力装置，以产生表示气流发生器施加的压力的信号。此外，还包括有处理装置，用于基于表示压力的信号施加的压力测量，控制严重性变化指示器的评估。指示器表示患者的呼吸功能不全病情或慢性阻塞性肺病的严重性变化。 
本发明的一些实施方式包括用于监控患者的系统，以评估患者的呼吸功能不全的病情。该系统典型地包括至少一个传感器，以产生与患者呼吸系统的压力治疗相关的信号。所述系统也可以包括处理器，该处理器基于所述至少一个传感器的信号测量，控制严重性变化指示器的评估，从而严重性变化指示器表示患者的呼吸不全病情的严重性变化的信息。测量可以表示由所述至少一个传感器的信号确定的呼吸辅助治疗的程度。在一些实施方式中，严重性变化指示器的评估控制可以包括评定与呼吸气流限制相关的检测数据，以消除上气道阻塞。作为选择，严重性变化指示器的评估的控制可以包括，评定表示呼吸速率的测量。此外，严重性变化指示器的评估的控制可以包括，评定由所述至少一个传感器的信号确定的呼吸循环周期的测量。此外，严重性变化指示器的评估的控制可以选择性地包括，评定表示内源性呼气末正压的测量。类似地，严重性变化指示器的评估的控制可以包括，评估表示呼气气流限制的测量。在一些实施方式中，测量可以表示由所述至少一个传感器的信号确定的在呼气后段中测得的气流量，评估的控制还可以评定呼吸速率或通气中未发生变化。 
在一些实施方式中，用于监控患者以评估患者的呼吸功能不全情况的装置，包括至少一个传感器，该传感器产生代表一个或多个患者的生理特征的信号；以及，包括与所述至少一个传感器连接的处理器。该处理器基于一个或多个来自所述信号的测量值，控制严重性变化的评估。所述指示器表示患者的呼吸功能不全病情的严重性变化的信息。 
上述实施方式的各个方面可以与其他实施方式的各个方面结合，以获得进一步的实施方式。 
本发明的其他方面将在以下详细描述、摘要和权利要求中变得更为清楚。 
附图说明
本发明通过非限制实施例和附图进行说明，其中相同附图标记表示相同元件： 
图1展示了实现呼吸功能不全或慢性阻塞性肺病的严重性变化指示器的监控装置的元件； 
图2为装置的示例方法，该装置实现用于检测呼吸功能不全患者的病情的严重性变化指示器； 
图3展示了可以用于本发明实施例的几个示例的严重性变化指示和警告； 
图4为诊断流程图示例，用于利用装置进行治疗，该装置与一个或多个慢性阻塞性肺病严重性变化指示相结合。 
具体实施方式
本发明包括用于治疗呼吸功能(respiratory insufficiency，RI)不全例如慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)的患者的方法和装置。本发明可以检测疾病病情的严重性变化。例如，一些COPD患者的病情恶化。病情恶化需要修改医学治疗方案。恶化不处理可能导致病情进一步恶化，并可能需要住院。但是，如果病情恶化足够发现，例如在其发作的最早期，可以进行治疗而避免住院。本发明装置的严重性改变指示提供了检测RI或COPD患者的这些变化的基础，以及通告患者和/或医疗机构，对RI或COPD患者的病情的医疗干预的潜在需求。 
图1中展示了本发明用于实现一个或多个严重性变化指示器(severity change indicator，SCI)的装置的实施例。在该实施例中，检测装置100典型地包括患者呼吸接口102、输送管110、控制器104和气流发生器例如伺服控制送风器105。 
患者呼吸接口例如带有输送管110的面罩108，通过患者的口和/或鼻孔给患者呼吸系统提供呼吸治疗。作为选择，患者的呼吸接口可以通过鼻罩、鼻与口罩、全面罩或鼻枕或气管切开插管来实现。 
通过气流发生器，检测装置100可以对患者呼吸接口产生呼吸压力治疗。为此目的，该装置还可以包括压力传感器106例如压力传感器，以测量吹风器105产生的压力，并产生表示测量压力的压力信号p(t)。在该装置中，传输管110可以作为感应管，以允许检测供应到面罩或患者呼吸接口的压力水平。 
检测装置100可以选择性地设置有流量传感器107，该流量传感器可以与患者呼吸接口结合。流量传感器产生表示患者呼吸流量的信号。来自传感器的信号可以用于检测阻塞性睡眠呼吸暂停或中枢神经性睡眠呼吸暂停、呼吸不足、心源性气流、呼吸速率和其他与呼吸相关的参数。在一些实施例中，面罩108或输送管110附近的气流可以通过呼吸速率描记器和差压传感器或类似装置，例如利用一捆管子得到流量信号f(t)。作为选择，压力传感器可以作为流量传感器，流量信号可以基于压力的变化而产生。虽然压力或流量传感器在图中处于控制器14的外壳内，但是压力或流量传感器可以更靠近患者，例如在面罩108或输送管110中。其他用于产生呼吸流量信号或压力信号的装置也可以采用。例如，可以采用电机转速传感器(motor RPM sensor)，基于系统特征来估计气流发生器提供的压力或流量信号。 
基于流量f(t)和/或压力p(t)信号，带有一个或多个处理器114的控制器104产生吹风器控制信号。例如，控制器可以产生所需的压力设定点，以及以通过比较设定点和压力传感器的测量情况，伺服控制吹风器，以满足设定点。因此，控制器104可以改变由吹风器输送给患者接口的压力。作为选择，这些压力改变可以利用机械排泄阀(未图示)通过控制排泄，以增加或减少排气，同时保持相对稳定的吹风速度。 
通过该控制器或处理器，装置可以用于各种不同压力治疗，例如用于通过调整适当的压力输送方案，压力治疗睡眠呼吸紊乱、陈史式呼吸(Cheyne-Stokes Respiration)、睡眠呼吸暂停(例如，CPAP，APAP，Bi-Level CPAP，AutoVPAP)等，或其结合。例如，美国专利6,532,957、6845,773和6,951,217所记载的装置压力治疗，在此整体结合作为参考，该压力治疗可以通过本发明的COPD检测装置100来实现。例如，如这些专利所描述，在治疗过程中，通过比较测量的通气量和目标通气量，控制器和气流发生器可以设置为保证特定目标通气量，例如每分钟通气量、肺泡总通气量或肺泡通气量，给患者接口；或者通过将测量的潮气量与目标潮气量比较，输送潮气量。这可以通过压力变化来实现，这提供双水平形式的治疗或其他形式治疗，这些治疗可以在患者呼气循环中更平稳地复制变化。 
作为选择，检测装置100也可以包括额外的诊断传感器112，该诊断传感器帮助本发明的一个或多个严重性变化指示器的评估。例如，装置可以包括血氧计。该血氧计可以产生表示患者血液氧气水平的信号。血氧计或监控装置可以选择国际申请号PCT/AU2005/001543(公开号WO/2006/037184)或国际申请号PCT/AU1996/000218(公开号WO/1996/032055)所揭露的装置，在此结合作为参考。如这些PCT国际申请所记载， 监控器可以作为诊断传感器，也可以选择性地提供血压和/或心跳或脉搏监控器，以测量患者的心跳和/或血压。 
在一些实施例中，诊断传感器也可以包括心电图(ECG)监控器。该装置可以设置为检测心脏相关的特征，例如心跳，并也可以确定呼吸参数(例如中枢神经性睡眠呼吸暂停、呼吸不足，等)。作为选择，这些参数可以由控制器104的分析运算确定，该分析运算基于传输给控制器的ECG数据，或者可以通过监控器来确定并传送到控制器104。 
在一些实施例中，诊断传感器可以包括运动传感器。例如，胸骨上切迹传感器或胸带传感器可以被用来产生表示呼吸时患者消耗体力的运动信号。其他合适的传感器可以包括国际申请号PCT/AU1998/000358(公开号WO1998/052467)揭露的运动感应装置，在此结合作为参考。运动传感器因此提供了患者消耗体力的测量和/或呼吸速率，并可以用作为流量传感器的替换，或者与流量传感器联用，以确定所述严重性变化指示器。 
在一些实施例中，可以设置有诊断元件，以通过在患者呼吸系统中产生振动来确定呼气流量限制。例如，装置可以通过分析在被迫振动过程中的压力和/或流量测量值来确定吸气和呼气之间的实际和理想阻抗值中的变化。例如，可以利用傅立叶分析。基于这种振动来确定复数阻抗的其他数学方法也可以采用(例如，适当地预过滤，然后通过正弦和余弦波计算内积，或者计算正弦和余弦波的最小二乘方拟合等)，受迫振动可以通过受控制的扬声器或放大器来实现，这记载在Vasilliou等人的名称为″Expiratory flow limitationduring mechanical ventilation detected by the forced oscillation method″(Eur Respir J，1996，9，779-786)中或者Peslin等人的名称为″Respiratory mechanics studied by forced oscillationsduring artificial ventilation″(Eur Rospir J，1993，6，772-784)中。受迫振动可以通过适当驱动风扇电机由气流发生器来实现，例如通常用于持续气道内正压(CPAP)或无创正压通气的气流发生器。这种方法广泛地用于CPAP治疗中，作为检测上通气道受阻的一部分，尤其是辨别阻塞性和非阻塞性呼吸暂停(例如，美国专利号5,704,345)。 
来自传感器的信号可以被发送到控制器104。在来自传感器的信号不是数字信号以及控制器不是数字控制器时，可以采用模数(A/D)转换器(未图示)。基于来自传感器的信号，控制器以一个或多个变化指示器SCI评定患者的病情变化。 
控制器可以选择性地包括显示装置116，例如一个或多个警告灯(例如，一个或多个LED)。显示装置也可以是显示屏，例如LCD。显示装置116的触发通常可以根据检测装置100特定的严重性变化指示器的评定，通过控制器设置。显示装置也可以可视地显示信息给检测装置100的用户或者临床医生或者内科医师。显示装置116也可以显示图像用户 界面，以便检测装置100的操作。用户、临床医生或者内科医生可以基于由控制器或处理器感应的输入开关118的操作来操控检测装置100。 
作为选择，控制器可以包括通信装置120，该通信装置用于接收和/或发送检测装置100的数据或信息。例如通信装置可以是无线收发机例如蓝牙或WIFI收发机。通信装置也可以是网络通信装置，例如电话调制解调器和/或网卡，并通过国际互联网直接发送信息，或者通过检测装置对应的计算机发送信息。通常，通信装置120可以被用于发送警告或信息给临床医生或内科医师可评估设备122，例如多患者监控系统，以允许内科医生从远程患者数据记录装置例如检测装置100查看数据。在这些系统中，可以设置数据库来记录患者监控数据。内科医生或临床医生可以接收患者需要更密切观察或应当入院的报告或警告。 
控制器104或处理器114典型地可以设置为实现特定的控制方法，例如在此描述的算法。因此，控制器可以包括集成芯片、存储器和/或其他控制指令、数据或信息存储媒介。例如，包含控制方法的程序指令可以编码在设备存储器中的集成芯片上。这些指令也可以或作为选择，利用适当的数据存储媒介装载为软件或固件。通过这种控制器或处理器，装置可以被用于根据传感器数据确定和分析患者相关的各种不同参数。因此，处理器可以控制严重性变化指示器的评定。 
图2的流程图展示了检测装置100的控制器104的示例方法或算法。在步骤200中，检测装置100可以为患者接口投送呼吸压力处理。例如，处理器可以伺服控制气流发生器，以投送压力治疗来实现目标通气量。在该实施例中，目标通气量可以由内科医生预先设定或者由呼吸治疗装置的学习模式自动设置。其后，当使用该装置治疗患者时，装置将测量投送的通气量，并调整供应给患者的压力，以保证被测量的通气量满足目标通气量。因此，如果患者的呼吸引起被测量的通气量开始低于或高于目标通气量，气流发生器将在供应的压力支持中相应地提高或降低进行补偿。 
在治疗过程中，在步骤202中，检测装置100将监控装置投送的压力测量。例如，基于来自压力传感器的信号，装置可以在特定时间周期例如满足目标通气量的疗程(例如，一天，一夜，等)中测量供应的压力或平均压力。该信息可以记录以及关联时间确认信息，以确定特定疗程或日期。该信息随后可以被存储在多区段写入的装置中。 
基于控制器104实施的分析算法，检测装置将根据在204中测得的压力来评估呼吸功能不足或COPD严重性变化指示器。例如，可以相对于一个或多个阀值，评估一个或多个测得的供应压力。典型地，选择每个阀值，从而比较的结果显示患者的RI或COPD病情严重性的变化，例如患者开始出现一定的RI或COPD恶化，从而内科医生可以认定患者需要进一步RI或COPD治疗。例如，该装置的当前疗程的确定压力测量(例如，以厘米 水柱(cmH2O)计算的平均供应压力)可以与一个或多个在前疗程(一个在前疗程的平均压力测量值或者多个在前疗程的平均测量值)的一个或多个压力测量进行比较。压力测量值相对于在先确定的压力测量值存在变化(例如，呼吸辅助治疗程度的增加或增加一定量)可以被作为严重性变化指示器。 
通过进一步的实施例，通过若干疗程(例如，3-7个疗程)连续将当前测量值和在先测量值，在为期几天内检查压力支持测量值的连续上升，例如检测治疗若干天中的连续增加，可以作为严重性变化指示器。作为选择，等于或大于一个或多个预定阀值的增加，也可以被认为是患者的RI或COPD病情变化的指示。这些评估可以指示患者RI或COPD病情需要内科医生考虑改变RI或COPD治疗(例如，处方药等)。 
这些变化可以通过与历史压力数据的比较来测定。这可以通过检查两个或多个测量值是否相等。也可以通过测量连续和/或相继的疗程之间的区别，或者将这些与预定阀值进行比较。类似地，可以通过比值来进行比较，该比值为当前压力测量值与一个或多个在先测量值的比值，以及将比值结果相对一个或多个阀值(例如，表示变化量的阀值)进行评估。因此，可以选择阀值以确定变化多大，从而忽略小的变化。作为进一步的实施例，监控疗程的两个或者多个连续天数的供应压力的增加或者增加一定量，且在随后的相同连续时间段没有相当的减少，可以作为COPD病情指示器。 
作为选择，或者在此基础上，严重性变化指示器可以基于检测装置100检测的其他RI或COPD代表数据或呼吸参数的变化，例如呼吸速率、呼吸体力消耗、血气水平、其他测量值例如使用小时数增加，以及这些的结合，这些参数可以由装置选择性确定。例如，来自当前疗程的平均呼吸速率可以与在前疗程进行比较，以在一个或多个比较中确定变化或变化量，该比较类似于上述的压力测量值比较。例如，当前疗程的平均呼吸速率的增加，可以从与在先疗程例如一个或多个在先监控疗程的类似确定的呼吸速率比较，而确定。这些变化可以作为本发明的RI或COPD严重性变化指示器。作为进一步的实施例，在监控疗程两个或多个连续天数的呼吸速率或者其他代表数据的增加或增加一定量，且在随后的相同连续时间段没有相当的减少，可以作为病情指示器。 
在这些情况下，变化的程度和发生变化的时间长度将被评估，以确定急剧恶化的可能性，并可以用变量或系数表示。例如，系数可以表示变化量较大和/或发生变化的时间较长。根据参数，较大的增加和/或较长的时间变化可以表示更有可能发生急剧恶化。 
作为选择，严重性变化指示器可以基于若干阀值和若干不同参数的比较。例如，若干疗程中供应压力的增加与若干疗程中呼吸速率或其他代表性测量值的变化一起，可以共同 作为RI或COPD严重性变化的指示器。因此，在此描述的病情指示器的任何结合可以作为本发明的严重性变化的指示器。 
与供应压力、呼吸速率或其他代表性数据测量值相关的阀值，可以通过RI或COPD患者病情和变化的实验分析来确定。例如，可以通过分析正在接受呼吸治疗仪器(提供目标通气量)治疗的RI或COPD患者，以及通过将数据与从患者RI或COPD病情的变化或恶化的测量值的关联，来确定。 
作为进一步的实施例，基于其他代表性数据的严重性变化指示器可以包括监控患者的呼吸循环周期(例如，吸气时间占呼吸循环(吸气和呼气)总时间的比例)，这一测量值可以表示为Ti/Ttot。例如Ti/Tot的增加可以被认为是RI或COPD的严重性发生改变。 
类似地，内源性呼气末正压(″Intrinsic PEEP″或″PEEPi″)中检测或监控到的变化，可以被评估作为严重性变化的指示器。内源性呼气末正压为克服呼气气流限制所需的压力。在实施例中，检测装置可以计算一个或多个表示内源性呼气末正压的测量值，例如呼气气流限制的测量值(例如，由治疗过程中周期性进行的受迫振动技术确定的吸气和呼气之间的真实和/或理想阻抗值的改变)。这种装置可以不旨在治疗内源性呼气末正压，但是可以利用这些测量值和/或其变化，直接作为COPD或RI恶化的表示。如果装置旨在通过调整呼气末压力(end expiratory pressure，EEP)来治疗内源性呼气末正压，治疗控制算法(旨在降低一个或多个内源性呼气末正压的测量值)产生的呼气末压力的增加，也可以被用来分析作为RI或COPD中严重性变化的指示。在这些实施例中，在这种治疗装置中其余的未治疗的内源性呼气末正压(可以与治疗控制算法提供的呼气末压力的增加结合)，也可以被评估作为COPD或RI严重性变化指示器。在这些实施例中，内源性呼气末正压的周期性确定可以在监控或治疗疗程内完成，或者在监控或治疗疗程之间完成，从而从若干个疗程和/或在一个疗程内评估出变化。 
在进一步的实施例中，呼气末段中测得流量的增加(例如，数据样本)可以被评估作为严重性变化指示器。在这种情况下，如果测得的增加没有从其它变化(例如，呼吸速率或通气量)中得到合理解释，这种增加可以作为严重性变化的指示。因此，在呼吸速率和/或通气量没有变化或明显变化的情况下，测得流量的这种增加可以视为显示RI或COPD中严重性的变化。 
在一些实施例中，一个或多个严重性变化指示器的评估可以包括有算法，该算法检查记录的测量值的变化率，例如通过采用高斯(Gaussian)或其他光滑微商计算(例如，高斯倒数卷积)。这种变化的评估可以更抗偶然背离阀值，从而避免严重性变化的误检测或指示。检测数量上的明显增加的其它方法包括回归分析，其中至少某个值的统计上明显梯 度(在某些指定显著水平)可以作为严重性变化的指示。类似地，算法可以应用模式分类技术(例如，模糊逻辑，特征空间的边界不平行于轴的范畴，与边界距离的测量，等等(例如，Duda，Hart和Stork的″Pattern Classification″(2nd ed.)所描述的任何技术)，以提供高的灵敏度和明确性，降低对噪声和异常点的敏感性，并提供对呼吸功能不全或COPD的严重性变化的检测更进步的响应。例如，模糊分类函数可以被用来检测呼吸速率(respiratoryrate，RR)的小变化和在压力支持(pressure support，PS)中适度的大变化，作为可以处罚警告的严重性变化指示器。 
作为进一步的实施例，压力支持或者呼吸辅助治疗程度的变化可以是因为上通气道阻力的增加，尤其是涉及到上气道伸缩性降低导致上气道部分或全部阻塞。为了避免错误诊断患者呼吸功能不全恶化，严重性变化指示器评估还可以包括数据分析，通过参考其他数据排除RI或COPD的严重性变化。例如，分析可以考虑上气道阻塞的可能性，这种阻塞可以是呼吸治疗辅助增加的原因，而不是呼吸功能不全。例如，检测装置可以分析呼吸气流形状，以检测吸气受限，这可以作为上气道阻塞的指示。如果检测到上气道阻力明显增加，呼吸辅助治疗的增加将不作为呼吸功能不全情况的指示。在这种情况下，严重性变化指示器可以不指示患者的RI或COPD情况严重性的变化。如果在呼吸辅助资料的程度有一定的增加下，若没有检测到上气道没有阻塞，严重性变化指示器可以用来指示RI或COPD严重性的变化。 
根据本发明，监控装置100提供了方便的方式，在患者睡觉的时候监控患者。因此，在图2的可选步骤206中，当装置根据严重性变化指示器SCI，确定患者的RI或COPD病情恶化，指示器可以用于触发装置，以给患者和/或临床医生提供适当形式的警告或消息，告知患者的状态，从而患者可以更有效率地接受必要治疗。 
系统的警告或消息可以有很多形式。例如，控制器在响应肯定的严重性变化指示器，可以触发监控装置的状态指示灯(例如，LED或显示屏或LCD上的图像)。关于指示器的评价的更详细信息也可以被显示在显示屏上。作为选择，控制器也可以发送信息给临床医生或内科医生。这种消息可以通过有线或无线通信。例如，控制器可以通过传呼系统产生一条信息，例如通过自动拨打传呼系统。控制器可以设置为产生自动语音信息。控制器也可以通过传真发送信息。在一些实施方式中，控制器也可以通过任何互联网协议发送信息，例如email信息或者其他结合网络数据文件传输协议。这些信息甚至可以加密，以保持患者信息的保密性。典型的消息可以识别患者。这样的信息可以包括任何系统已记录的患者的变化数据。该信息甚至可以表示由于检测到RI或COPD潜在的恶化，患者应当进行另外的RI或COPD治疗。 
因此，装置可以呈现给患者或内科医生的显示或警告的实施例，可以是警告信息例如图形或文本信息。信息可以根据一个或多个设定的严重性变化指示器SCI，在该装置上或在远程装置上显示出来。若干示例信息330，332，334，336，338如图3所示。信息330是基于在若干天数(例如连续或相机的使用周期)中测得的压力供应(如图3的“PS”所示)的变化。信息332是基于供应压力测量值和随后治疗周期的呼吸速率(respiratory rate，RR)测量值之间的比较。信息334是基于供应压力测量值和随后治疗周期的附加阀值(如图3Y和X所示)之间的差值或比值。信息336是基于多治疗疗程的供应压力的连续增加，系数为Y。信息338基于在若干治疗疗程中其他代表性数据测量值的连续降低。这些其他代表性数据测量值在图3用“ORD”表示。同样作为选择，单个信息可以基于这些信息中两个或多个示例变化的结合，从而警告信息只有当结合条件达到时才被激发。 
尽管可以采用一条简单的警告信息，但是也可以根据多个不同的严重性变化指示器或重复的严重性变化指示器激发不同的信息，产生分级别的警告信息，以描述患者的情况。例如，一个严重性变化指示器在某天可以激发一条初始警告信号。但是，可以在随后日子中由第二或不同的严重性变化指示器产生不同的信息例如具有较高紧急度。例如，随着供应压力增加的天数增加，可以产生不同的信息。在这种实施例中，在第一条信息之后，第二条信息可以更为紧急表示患者应当立即与内科医生联系，进行医学检查。这样，装置可以监控或存储与警告相关的数据，从而警告可以根据在先的警告和/或历史的严重性变化指示器逐步地改变。 
此外，尽管所有这些信息可以由控制器104通过检测装置100的显示装置116显示给患者，以及通过通信装置120发送给内科医生，这些信息也可以由其他方式发送。例如，第一条信息可以只通过通信装置120发送给内科医生系统122，使之只发送给内科医生或临床医生，而不显示在显示装置116上。但是，第二条信息(可以更为紧急)可以由显示装置116显示，并发送给内科医生系统122。也可以通过装置控制器控制的扬声器发出声音警告。声音警告将取决于信息的紧急度。 
利用本发明的一些实施例的临床方法如图4所示。在步骤428中，患者进行RI例如COPD诊断，并可能有恶化的危险。在步骤430中，患者通过压力治疗来保持目标通气量例如每分钟通气量。在步骤432中，装置将基于压力治疗监控和分析信息，以确定COPD情况指示器的措施，如上文所描述。在步骤44中，评估一个或多个严重性指示器的阀值。如果严重性指示器表明患者的情况正在变化或恶化，在步骤446中激发警告。但是，如果严重性变化指示器没有表明情况变化的存在，装置将不产生警告，并回到步骤432继续监 控和分析。这样，本发明可以通过不同的装置实现，这取决于患者的需求，并利用患者所需的其他设备的现有部件。 
在本发明的一些实施例中，可以根据使用或未使用压力治疗装置的患者确定的数据，产生一个或多个指示器。例如，处理装置可以监控呼吸功能不全或COPD恶化的增加，并确定在此描述的RI或COPD的严重性变化指示器。这种监控装置可以包括至少一个传感器，以探测运动、压力、呼吸速率、心跳等的变化。例如，可以采用非接触的生物运动传感器(non-contact biomotion sensor)，例如BiancaMed’s Doppler装置，利用发射和返回传感器的低功率脉冲的射频频率能量，来检测呼吸速率、心跳和运动。作为选择，或者在此基础上，其他呼吸监控装置例如呼吸带(respiratory band)可以被用来检测体力消耗和/或虚弱的增加。测得的数据可以作为RI或COPD严重性变化指示器的基础，如上所述。该测得数据可以与其他传感器确定的其他数据结合，以确定严重性变化指示器。该监控装置可以选择性地用来确定没有呼吸治疗设备的指示器。作为选择，这种监控器或非接触传感器可以设置为呼吸治疗装置的一部分或外部元件，可以发送数据(例如，通过无线或有线通信线路)到呼吸治疗装置(例如，通风机)，治疗设备和/或监控器确定本发明的指示器。作为选择，监控装置可以设置为传输数据和/或指示器给内科医生系统，例如通过国际互联网接口或其他通信接口(例如，通过有线和/或无线线路)。 
作为进一步的实施例，上述实施例可以实施为用于确定呼吸功能不全的患者发生急剧恶化的可能性。这种设备可以包括至少一个传感器，用来测量患者的至少一个呼吸参数。设备的控制器可以与至少一个传感器连接，并可以设置为评估在至少一个较早的第一时间测量的呼吸参数与在第二时间测量的呼吸参数，以确定呼吸参数发生变化的时候。当确定呼吸参数的变化时，第一时间和第二时间之间变化的程度和时间长度通过控制器进行评估，以确定急剧恶化发生的可能性。在一些实施例中，呼吸参数的变化程度越大，时间越长，发生急剧恶化的可能性越大。这样，呼吸参数的变化可能一直增加。此外，在这些实施例中，在第二时间测得的呼吸参数与多个较早的第一时间测得的呼吸参数进行评估，以确定呼吸参数随时间的变化趋势。此外，控制器可以设置为基于所确定的急剧恶化的可能性，来提供警告信息。此外，设备可以选择性地包括气流发生器，可以用于提供给患者正压支持。 
虽然RI或COPD严重性变化指示器技术已经在上述实施例中进行了说明，但是这些实施例仅仅作为示范性。进一步的修改将落入本发明的精神和范围内。例如，虽然本发明采用集成设备，但是设备的部件可以在一个系统的多个部件中共享。例如，监控装置可以或者没有与压力治疗实施装置分离，可以仅从患者测量生理数据，并转发数据给另一个处 理系统。第二处理系统可以分析数据，以评定本发明的指示器。第二处理系统也可以评估指示器，并产生如在此描述的警告信息，例如以电子形式发送一个或多个所述信息给患者监控装置，以显示在装置上警告患者。也可以采用其他变化方案，而不脱离本发明的精神和范围。 
其他的实施例也可以通过参考一下段落来确定。从这点来说，本发明可以包括： 
一种评估患者呼吸功能不全病情的方法，包括：利用呼吸治疗设备为患者提供呼吸压力治疗；确定所述呼吸治疗设备提供的压力的测量值；并基于该压力测量值评估严重性变化指示器，该指示器表示患者呼吸功能不全病情的严重性变化的信息。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述压力测量值包括所述呼吸治疗设备为维持目标通气量产生的压力测量值。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述目标通气量为每分钟通气量。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述目标通气量为肺泡通气量的估计。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述目标通气量为总肺泡通气量的估计。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述严重性变化指示器的评估包括压力测量的阀值比较。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述阀值比较包括所述压力测量值和所述呼吸治疗设备用于维持所述目标通气量的在先压力测量值。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述阀值比较给出几天期间压力测量值中重复上升的指示。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述阀值比较包括所述压力测量值与所述呼吸治疗设备用于维持所述目标通气量的在先压力测量值的差值。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述阀值比较包括所述压力测量值与所述呼吸治疗设备用于维持所述目标通气量的在先压力测量值的比值。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述严重性变化指示器还包括另一个阀值比较，该阀值比较包括确定的呼吸速率和在先的呼吸速率。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述另一个阀值比较给出几天期间所述确定的呼吸速率重复上升的指示。 
根据上述任何一段所述的方法，还包括基于所述严重性变化指示器产生警告。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述警告包括被激活的灯。 
根据上述任何一段所述的方法，其中所述警告包括消息。 
根据上述任何一段所述的方法，还包括发送电子消息，该消息包括表示确定所述严重性变化指示器的结果的数据。 
一种用于监控患者以评估患者的呼吸功能不全病情的装置，包括：传感器，该传感器用于产生表示气流发生器投送的压力的信号；处理器，该处理器与所述传感器连接，所述处理器设置为基于从表示压力的信号得到的压力测量值，控制严重性变化指示器的评估，所述指示器给出患者的呼吸功能不全病情严重性变化的信息。 
根据上述任何一段所述的装置，还包括气流发生器，该气流发生器设置产生高于大气压的可呼吸气流，提供给患者接口，其中所述处理器设置为控制所述气流发生器。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述气流发生器设置为产生高于大气压的可呼吸气流，以维持目标通气量，其中测量压力包括所述气流发生器为维持所述目标通气量而产生的压力。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述目标通气量为每分钟通气量，测量压力是平均压力。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述目标通气量为肺泡通气量的估计。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评估包括所述测量压力的阀值比较。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述阀值比较包括测量压力与在该装置在先治疗疗程过程中为了维持目标通气量的在先测量压力。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述阀值比较给出几天期间测量压力中反复上升的指示。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述阀值比较包括测量压力和在该装置在先治疗疗程过程中为了维持目标通气量的在先测量压力的差值。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述阀值比较包括测量压力和在该装置在先治疗疗程过程中为了维持目标通气量的在先测量压力的比值 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评估还包括另一个阀值比较，该阀值比较包括确定的呼吸速率和在先呼吸速率。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述另一个阀值比较给出在几天期间确定的呼吸速率的反复上升的指示。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述处理器设置为基于所述严重性变化指示器发出警告。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述警告包括被激活的灯。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述的警告包括消息。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述处理器设置为控制发送电子消息，该电子消息包括表示所述严重性变化指示器的评估结果的数据。 
根据上述任何一段所述的装置，还包括与所述处理器连接的发送器，其中所述处理器设置为控制消息的发送，该消息包含表示所述严重性变化指示器的数据。 
一种用于监控患者以评估患者呼吸功能不全病情的系统，包括：压力装置，该压力装置产生表示气流发生器投送压力的信号；处理装置，该处理装置基于从所述表示压力的信号所得到的压力，控制严重性变化指示器的评估，所述指示器表示患者的呼吸功能不全病情的严重性变化的信息。 
根据上述任何一段所述的系统，还包括用于发送表示慢性阻塞性肺病病情变化指示器的消息。 
根据上述任何一段所述的系统，还包括用于基于慢性阻塞性肺病病情变化指示器，警告装置的使用者。 
根据上述任何一段所述的系统，还包括气流发生器，该气流发生器设置为产生高于大气压的可呼吸气流，并提供给患者接口，以满足目标通气量。 
根据上述任何一段所述的系统，其中所述目标通气量为肺泡通气量的估计。 
一种用于监控患者以评估患者呼吸功能不全病情的装置，包括：传感器，该传感器产生与患者呼吸系统的压力治疗相关的信号；处理器，该处理器设置为基于来自所述传感器的信号测量，控制严重性变化指示器的评估，所述严重性变化指示器表示患者呼吸功能不全病情的严重性变化的信息。 
根据上述任何一段所述的装置，所述信号测量表示从所述传感器的信号确定的呼吸辅助治疗的程度。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评估的控制，包括评定与吸气受限相关的检测数据，以排除上气道阻塞。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评估的控制，包括评定表示呼吸速率的测量。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评定从所述传感器的信号得到的表示呼吸循环周期的测量。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评估的控制，包括评定表示内源性呼气末正压的测量。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述严重性变化指示器的评估的控制，包括评定表示呼气受限的测量。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述测量表示由所述至少一个传感器的信号确定的在呼气后段中测得的气流量，评估的控制还可以评定呼吸速率或通气量的明显变化。 
根据上述任何一段所述的装置，其中所述处理器的评估包括确定与一个或多个随后的信号测量值相比，一个或多个较早的信号测量值的变化。 
一种用于确定呼吸功能不全患者发生急剧恶化的可能性的设备，包括：至少一个传感器，该传感器用于测量患者的至少一个呼吸参数；控制器，该控制器与所述至少一个传感器连接，其中所述控制器设置为评估在至少一个较早第一时间测得的呼吸参数与在第二时间测得的呼吸参数，以确定呼吸参数变化的时间，当确定有呼吸参数变化时，评估变化程度、所述至少一个较早第一时间与第二时间之间的时间长度，以确定发生急剧恶化的可能性。 
根据上述任何一段所述的设备，其中呼吸参数变化较大和时间长度较长表示发生急剧恶化的可能性更大。 
根据上述任何一段所述的设备，其中所述呼吸参数的变化是随时间的增加。 
根据上述任何一段所述的设备，其中在第二时间测得的所述呼吸参数与在多个较早第一时间测得的呼吸参数进行评估，以确定所述呼吸参数随时间的变化趋势。 
根据上述任何一段所述的设备，其中所述控制器设置为基于确定的发生急剧恶化的可能性，提供警告信号。 
根据上述任何一段所述的设备，还包括气流发生器，该气流发生器为患者提供正压支持。 

Claims (34)

1.一种用于监控患者以评估患者的呼吸功能不全病情的装置，其特征在于，包括：传感器，该传感器用于产生表示气流发生器投送的压力的信号；处理器，该处理器与所述传感器连接，所述处理器设置为基于从表示气流发生器投送的压力的信号得到的压力测量值，控制严重性变化指示器的评估，所述严重性变化指示器的评估包括多个疗程内压力测量值的连续上升的检测，所述指示器给出患者的呼吸功能不全病情严重性变化的信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：还包括气流发生器，该气流发生器设置产生高于大气压的可呼吸气流，提供给患者接口，其中所述处理器设置为控制所述气流发生器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述气流发生器设置为产生高于大气压的可呼吸气流，以维持目标通气量，其中压力测量值包括所述气流发生器为维持所述目标通气量而产生的压力。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述目标通气量为每分钟通气量，所述压力测量值是平均压力。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述目标通气量为肺泡通气量的估计。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估包括将从多个疗程中的一个疗程到所述多个疗程的在先疗程的压力测量值的连续增加与一个或多个预定阈值进行比较。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述压力测量值的连续增加持续几天。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估还包括另一个阈值比较，该阈值比较包括确定的呼吸速率和在先呼吸速率。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述另一个阈值比较给出在几天期间确定的呼吸速率的反复上升的指示。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述处理器设置为基于所述严重性变化指示器发出警告。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述警告包括被激活的灯。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述的警告包括消息。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述处理器设置为控制发送电子消息，该电子消息包括表示所述严重性变化指示器的评估结果的数据。
14.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：与所述处理器连接的发送器，其中所述处理器设置为控制消息的发送，该消息包含表示所述严重性变化指示器的数据。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：血氧计，其中所述严重性变化指示器的评估还基于所述血氧计的测量。
16.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：心电图监控器，其中所述严重性变化指示器的评估还基于所述心电图监控器的测量。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：运动传感器，其中所述严重性变化指示器的评估还基于所述运动传感器的测量。
18.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估还包括检测：在呼吸速率或通气量没有同时发生变化的情况下，呼气末段中测得流量的增加。
19.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：非接触的生物运动传感器，其中严重性变化指示器的评估还基于所述非接触的生物运动传感器的测量。
20.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述严重性变化的评估还包括测定呼吸速率中的小变化以及压力测量值中适度的大变化。
21.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理器还基于另一个严重性变化指示器的评估，发出进一步警告。
22.一种用于监控患者以评估患者呼吸功能不全病情的系统，其特征在于，包括：压力装置，该压力装置产生表示气流发生器投送压力的信号；处理装置，该处理装置基于从所述表示气流发生器投送的压力的信号所得到的压力，控制严重性变化指示器的评估，所述严重性变化指示器的评估包括多个疗程内压力测量值的连续上升的检测，所述指示器给出患者的呼吸功能不全病情的严重性变化的信息。
23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，还包括：用于发送表示慢性阻塞性肺病病情变化指示器的消息的装置。
24.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，还包括：用于基于慢性阻塞性肺病病情变化指示器，警告设备的使用者的装置。
25.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，还包括：气流发生器，该气流发生器设置为产生高于大气压的可呼吸气流，并提供给患者接口，以满足目标通气量。
26.根据权利要求25所述的系统，其特征在于：所述目标通气量为肺泡通气量的估计。
27.一种用于监控患者以评估患者呼吸功能不全病情的装置，其特征在于，包括：传感器，该传感器产生与患者呼吸系统的压力治疗相关的、表示气流发生器投送的压力的信号；处理器，该处理器设置为基于来自所述传感器的信号的压力测量值，控制严重性变化指示器的评估，所述严重性变化指示器的评估包括多个疗程内压力测量值的连续上升的检测，所述严重性变化指示器表示患者呼吸功能不全病情的严重性变化的信息。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于：所述压力测量值表示从所述传感器产生的信号确定的呼吸辅助治疗的程度。
29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估的控制，还包括评定与吸气受限相关的检测数据，以排除上气道阻塞。
30.根据权利要求27所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估的控制，还包括评定表示呼吸速率的测量。
31.根据权利要求27所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估的控制，还包括评定从所述传感器的信号得到的表示呼吸循环周期的测量值。
32.根据权利要求27所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估的控制，还包括评定表示内源性呼气末正压的测量。
33.根据权利要求27所述的装置，其特征在于：所述严重性变化指示器的评估的控制，还包括评定表示呼气受限的测量。
34.根据权利要求27所述的装置，其特征在于：所述处理器的评估包括确定多个疗程内用于检测所述压力测量值的连续上升的、随后的信号测量值与在先的信号测量值相比的变化。
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