CN103181765A - 用于检测在睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态的设备 - Google Patents
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Abstract
在显著地减少对于受检者产生的麻烦和负担的同时，能够正确地并且容易地检测在睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态，并且状态的种类能够得以识别。一种用于检测在活体睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态的检测设备包括：用于引起电流在活体的颈部区域中流动的供电电极部；用于测量由电流在颈部区域中产生的阻抗的测量电极部；基于阻抗的测量值检测呼吸暂停/呼吸不足状态的分析部；和输出检测结果的输出部。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测在受检者睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态的设备。
背景技术
在已知的这种设备中，将温度传感器附接到受检者的口部周边以检测鼻和口的呼吸，并且围绕受检者的胸部和腹部区域缠绕带子以检测由呼吸运动引起的所述区域的运动。然后，基于传感器的检测结果的组合执行判定，从而在睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态得以检测并且该状态的种类得以识别。呼吸暂停/呼吸不足状态的种类被粗略地分类成两个范畴，即，其中在气道阻塞状态下呼吸努力（respiratoryeffort）仍继续的阻塞性呼吸暂停/呼吸不足，和其中呼吸努力自身停止而终止换气的中枢性呼吸暂停/呼吸不足。
专利参考1公开了一种对表示患者的呼吸气流的测量信号处理以使得能够将阻塞性呼吸障碍和中枢性呼吸障碍能够相互区分的评价设备。专利参考2公开了一种通过将在对象的胸部或者腹部区域中获得的测量数据与阈值相比较而确定对象的呼吸状态的状态分析设备。
[现有技术参考]
[专利参考]
[专利参考1]日本专利NO.4,478,027
[专利参考2]日本专利NO.4,588,461
为了诊断睡眠呼吸暂停综合征，执行了多导睡眠描记测试，其中，除了上述生物学信号，脑电波和眼球的运动样式、心电图、肌肉运动、血氧饱和度、打鼾声音大小等也被通宵地测量。在专利参考1中公开并且被附接到鼻部或者口部周边从而检测由于鼻和口呼吸引起的气流变化的传感器不可避免地导致受检者感到麻烦。在专利参考2中公开并且围绕胸部和腹部区域缠绕的带子应该被紧紧地缠绕，以便增强测量准确度。这对于受检者构成沉重的负担。这些麻烦和负担有时可能会妨碍在睡眠期间的测量。
在另一方面，已知一种称为阻抗呼吸的方法。在该测量方法中，使用用于测量心电图的电极的一部分，并且根据由于在胸部和腹部区域（在下文中，通常被称作躯干区域）中的呼吸所引起的阻抗变化来检测呼吸状态。根据该测量方法，能够显著地减少对于患者产生的负担和麻烦。然而，该方法具有以下问题，即，在阻塞性呼吸暂停或者呼吸不足状态中，由呼吸努力引起的阻抗变化经常被错误地识别为正常呼吸。
发明内容
本发明提供一项技术，其中，在显著地减少对于受检者产生的麻烦和负担的同时，正确地和容易地检测在睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态，并且能够识别状态的种类。
因此本发明的一个方面在于提供一种用于检测在活体睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态的检测设备，包括：
供电电极部，该供电电极部被配置为引起电流在所述活体的颈部区域中流动；
测量电极部，该测量电极部被配置为测量由所述电流在所述颈部区域中产生的阻抗；
分析部，该分析部被配置为基于所述阻抗的测量值来检测呼吸暂停/呼吸不足状态；和
输出部，该输出部被配置为输出所述检测的结果。
根据该配置，在其中由在气道阻塞状态中执行的呼吸努力引起明显运动的颈部区域中，测量阻抗变化，并且因此能够检测阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态而不使得受检者感到实质性的麻烦和疼痛。
该设备可以进一步包括呼吸传感器，该呼吸传感器被置放在活体的除了颈部区域之外的区域中，并且被配置为输出对应于活体的呼吸或者呼吸努力的信号，并且
该分析部可以基于阻抗的测量值和呼吸传感器的输出信号判定呼吸暂停/呼吸不足状态的种类。
该输出部可以将判定的结果可视化。
根据该配置，能够改进阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态的检测准确度，并且进而能够使该状态与中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态区分开。
该分析部可以基于阻抗的测量值和呼吸传感器的输出信号判定活体是处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中还是处于中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
该呼吸传感器可以是被配置为测量活体的躯干区域的阻抗呼吸的传感器，并且
在其中阻抗的测量值和呼吸传感器的输出信号等于或者大于各自的阈值的情形中，该分析部可以判定活体处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中，并且，
在其中阻抗的测量值和呼吸传感器的输出信号小于各自的阈值的情形中，该分析部可以判定活体处于中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
在其中通过使用也在多导睡眠描记中使用的、用于测量心电图的电极来测量躯干区域的阻抗呼吸的配置中，特别地，能够使将被附接的传感器的数目最小化，并且因此对于受检者产生的负担能够受到抑制。
供电电极部和测量电极部中的每一个可以包括至少一对电极。而且，供电电极部的该一对电极中的一个电极和测量电极部的该一对电极中的一个电极可以被置放在公共支撑部件上。
在此情形中，到颈部区域的附接能够被更加顺利地执行，并且在电极之间的距离能够被设为是恒定的，从而电位测量进一步得以稳定。
该设备可以被如此配置，使得一对电极起到所述供电电极部和测量电极部的作用。在此情形中，要求使用者仅仅将该一对电极附接到活体，并且因此能够简单地执行测量。
附图说明
图1是示出本发明第一实施例的检测设备的功能框图。
图2是以图解方式示出在其中图1的检测设备的电极组被附接到活体的情形中的布置实例的视图。
图3是示出由图1的检测设备的测量部获得的波形的一个实例的视图。
图4是示出本发明第二实施例的检测设备的功能框图。
图5是示出由图4的检测设备的测量部获得的波形的实例的视图。
图6是示出用于在图4的检测设备中确定呼吸暂停状态的种类的基准的表格。
图7A到7C是以图解方式示出图1的检测设备的电极组的布置实例的视图。
图8A和8B是以图解方式示出图1的检测设备的电极组的修改的视图。
图9A是示出图1的检测设备的修改的功能框图，并且图9B是以图解方式示出电极组的布置实例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
图1是示出本发明第一实施例的检测设备1的功能框图。检测设备1检测在受检者睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态，并且包括主单元10和将被附接到受检者（活体）50的颈部区域51的电极组。
主单元10包括电流供应部11、测量部12、分析部13和输出部14。电极组包括供电电极部20A和测量电极部20B。供电电极部20A由第一供电电极21a和第二供电电极22a构造，并且测量电极部20B由第一测量电极21b和第二测量电极22b构造。
电流供应部11通过各自的信号线25a、25b被电连接到第一供电电极21a和第二供电电极22a。在该实施例中，通过信号线25a、25b将从10μA到1mA（峰峰值）和从10到100kHz的电流从电流供应部11供应到第一供电电极21a和第二供电电极22a。
第一测量电极21b和第二测量电极22b分别地通过信号线26a、26b而电连接到测量部12。第一测量电极21b和第二测量电极22b通过信号线26a、26b向测量部12供应各被附接部分的电位。
如在图2中所示，电极组被附接到受检者50的颈部区域51。测量部12基于被供应到第一供电电极21a和第二供电电极22a的电流的值来测量颈部区域51的阻抗以及在第一测量电极21b和第二测量电极22b之间产生的电位差。
图3所示的波形表示由测量部12测量的颈部区域51的阻抗随着时间的变化。曲线图的横坐标表示在多导睡眠描记中的测量时间。在阻塞性呼吸暂停/呼吸不足的情形中，当在气道阻塞状态下进行呼吸努力时，在吸气（inspiration）期间气道中的压力通常为负，并且因此咽部被朝向胃部拉拽，由此引起与电极组20附接的颈部区域51的阻抗值在很大程度上改变。
在该实施例的检测设备1中，注意力集中在以下事实：阻抗值的变化能够指示在睡眠呼吸暂停综合征中的阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态。该检测设备构造成使得能够基于由测量部12测量的颈部区域51的阻抗的变化来检测呼吸暂停/呼吸不足状态。具体地，分析部13以可通信方式连接到测量部12，并且该分析部13配置成使得当阻抗的测量值超过预定阈值时，判定受检者处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
可替代地，分析部13可以配置成：使得当随时间变化的阻抗的测量值的振幅超过预定阈值时，判定受检者处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中。在随后的说明中，术语“阻抗的测量值”意味着包括阻抗的绝对值和振幅值这两者。测量值和振幅的阈值可以是预定的恒定值，或者是能够根据受检者或测量环境而改变。
输出部14以可通信方式连接到分析部13，并且被配置成利用可视化技术等输出呼吸暂停/呼吸不足状态的检测结果。可以利用各种模式诸如音频输出、打印机打印以及向预定设备的数据传输中的任何一种来实现输出技术。
如在图3中所示，例如，显示了指示阈值的线，从而医务人员能够容易地以视觉方式辨识到阻抗的测量值超过阈值。当例如在看护（通宵监视）医疗护理中发生阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态时，能够即刻地检查患者的状态和其它参数。
除此之外或者替代于此地，例如，如由图3中的阴影部分所示意地，通过改变背景的颜色来指示当获得了超过阈值的测量阻抗值时的时间区段，从而能够使得当呼吸暂停/呼吸不足状态发生时的时间区段是能够辨识的。根据这项技术，例如，在测试结束之后等，能够容易地并且直观地发现发生呼吸暂停状态时的时间区段。
已经如上所述被可视化的呼吸暂停/呼吸不足状态的检测结果通过在显示装置诸如显示监视器（未示出）上显示该结果来输出。可替代地，可以通过利用未示出的打印机构在预定纸张上打印该结果而输出该结果。显示装置和打印机构中的每一个可以被容纳在检测设备1的主单元10中，或者是以可通信方式连接到主单元10的外部设备中。
在该实施例中，如上所述，在睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态由被附接到受检者50的颈部区域51的电极组20检测，并且因此不需要将传感器置放在受检者的口部的周边中，或者紧紧地围绕胸部和腹部区域缠绕带子。因此，在多导睡眠描记测试中，能够检测呼吸状态同时显著地减少受检者的麻烦和疼痛。
下面，将参考图4描述本发明第二实施例的检测设备1A。与第一实施例的那些基本相同或者类似的构件由相同的附图标记表示，并且省略了重复说明。
该实施例的检测设备1A不同于上述检测设备1之处在于，该设备1A包括被置放在除了颈部区域之外的区域中，并且输出对应于受检者呼吸的信号的呼吸传感器30，并且还在于分析部13A基于颈部区域51的阻抗的测量值和来自呼吸传感器的输出信号来判定呼吸暂停/呼吸不足状态的种类。
呼吸传感器30在该实施例中由用于测量心电图并且也在所述多导睡眠描记测试中使用的电极组（在下文中，这种电极被称作“心电图测量电极”）配置，并且该呼吸传感器30基于在电极组之间产生的电位差测量受检者50的躯干区域的阻抗呼吸。躯干区域的阻抗呼吸根据呼吸运动（和呼吸努力）而改变。因此，能够获得所述阻抗作为对应于受检者50的呼吸的信号的输出。所述的利用心电图测量电极组的躯干区域的阻抗呼吸的测量自身是一项已知的技术，并且因此省略了它的详细说明。
分析部13A以可通信方式连接到测量部12和呼吸传感器30，并且被配置成使得基于由测量部12测量的受检者50的颈部区域51的阻抗的测量值，和由呼吸传感器30测量的受检者50的躯干区域的阻抗呼吸的测量值来执行呼吸暂停/呼吸不足状态的检测和状态种类的判定。
图5所示的波形指示由测量部12测量的颈部区域的阻抗和由心电图测量电极测量的躯干区域的阻抗随着时间的变化。曲线图的横坐标表示在多导睡眠描记中的测量时间，并且纵坐标表示阻抗。其中颈部区域的阻抗变化和躯干区域的阻抗呼吸的测量波形竖直布置的图示旨在相互间时间同步地显示它们，而并不是示出它们在波形的测量值之间的绝对的大小关系。
图6是示出在分析部13A判定呼吸暂停/呼吸不足状态的种类的情形中所使用的基准的表格。当颈部区域的阻抗的测量值超过预定阈值并且躯干区域的阻抗呼吸的测量值超过预定阈值时，分析部13A判定受检者处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态意味着其中在气道阻塞状态或者气道收缩状态中执行呼吸努力的状态。因此，在由被附接到躯干区域的心电图测量电极组测量的阻抗中，发生变化；并且在由被附接到颈部区域51的电极组20测量的阻抗中，发生如在第一实施例中所描述的比在正常呼吸期间的变化大的变化。
在图5中，时间周期T1和T3的波形示出所述状态。因为在这些时间周期时的呼吸努力，在躯干区域的阻抗呼吸中观察到与仿佛受检者正常地呼吸那样所获得的变化类似的变化，并且相比之下，在颈部区域中出现明显地比在正常呼吸期间获得的振幅的阻抗变化大的振幅的阻抗变化。
在其中颈部区域的阻抗的测量值小于预定值，并且躯干区域的阻抗呼吸的测量值等于或者大于预定值的情形中，如在图6中所示，分析部13A判定受检者处于正常呼吸状态中。
与当气道关闭或者收缩并且受检者处于呼吸暂停/呼吸不足状态时的时间周期T1比较起来，在时间周期T2中气道被释放。在呼吸暂停/呼吸不足期间，通常，受检者缺氧。因此，在气道释放之后即刻地，经常大幅地执行换气以便解决缺氧。甚至在这种呼吸暂停之后即刻地，气道便被打开，并且因此由于呼吸（努力）引起的颈部区域51的阻抗变化明显地小于在气道关闭或者收缩时期间的阻抗变化。相比之下，在躯干区域的阻抗呼吸中，在气道释放并且呼吸正常地执行的情形中以及在气道关闭的情形中，通常，随着呼吸（努力）的程度更高，振幅都趋向于更大。在图5中的时间周期T2中所示的波形示意了这个状态。
如上所述，仅仅基于在图5中的时间周期T1和T3中所示的躯干区域的阻抗呼吸的测量波形，几乎不能检测阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态。在该实施例中，参考了在阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中显著变化的颈部区域的阻抗，从而能够容易地并且可靠地识别阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态。
如在图6中所示，在其中颈部区域的阻抗的测量值小于预定阈值并且躯干区域的阻抗呼吸的测量值小于预定阈值的情形中，分析部13A判定受检者处于中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态意味着其中并未从呼吸中枢正常地传递关于呼吸的命令，并且呼吸运动自身未被执行的状态。因此，在由被附接到颈部区域51的电极组20测量的阻抗和由被附接到躯干区域的心电图测量电极组测量的阻抗呼吸中都不发生大的变化。因此，颈部区域的阻抗和躯干区域的阻抗呼吸这两者的测量波形均是大致地平坦的，并且被识别为小于各自的阈值的测量值。
输出部14A以可通信方式连接到分析部13A，并且被配置成可视化并且输出呼吸暂停状态的确定结果。所述可视化和输出技术类似于在第一实施例中的输出部14的那些，并且执行显示从而呈现诸如在图5中所示的外观。通过区分状态在其上改变的背景的颜色，能够够将阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态和中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态相互区别。除此之外或者替代于此地，可以显示指示阻塞性或者中枢性呼吸暂停/呼吸不足发生的每一种符号等，从而能够将该两个状态相互区别。
如上所述，根据该实施例，当与测量躯干区域的阻抗呼吸的、众所周知的方法组合时，不仅能够容易地并且可靠地执行阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态的检测，而且还使得能够将该状态区别于中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态。在躯干区域的阻抗呼吸的测量中，当使用在多导睡眠测试描记中也使用的心电图测量电极时，能够使将被附接的传感器的数目最小化，并且因此对于受检者产生的负担能够受到抑制。
已经描述了实施例从而便于理解本发明而非旨在限制本发明。当然本发明可以在不偏离其精神时得到改变或者改进，并且包括其等价形式。
电极组20附接到颈部区域51的位置不限于图2所示那些。只要能够测量在颈部区域51中的两个点之间的电位差，便可以选择图7A到7C所示适当布置中的任何一个。
如在图7A中所示，以与图2所示布置实例相对的方式，例如，供电电极21a、22a可以被置放在下侧中，并且测量电极21b、22b可以被置放在上侧中。如在图7B中所示，可替代地，供电电极21a、22a可以被置放在身体的右侧上，并且测量电极21b、22b可以被置放在身体的左侧上，或者可以采用与此相对的布置。此外，如在图7c中所示，电极可以被横向地布置在一行中，供电电极21a、22a可以被置放在内侧中，并且测量电极21b、22b可以被置放在外侧中，或者可以采用与此相对的布置。
如在图8A中所示，可以采用一种配置，其中第一供电电极21a和第一测量电极21b被公共支撑部件23支撑。如在图8B中所示，可以采用另一种配置，其中第一供电电极21a和第一测量电极21b被同心地布置于公共支撑部件23上。以上也适用于第二供电电极22a和第二测量电极22b。
根据以上配置，电极能够被更加顺利地附接到颈部区域51，并且在电极之间的距离是恒定的。因此，电位测量的稳定性得以增强。这也适用于第二供电电极22a和第二测量电极22b。
如在图9A中所示，可以采用一种配置，其中一对电极21c、22c起到供电电极部20A和测量电极部20B的作用。在此情形中，被连接到测量部12的信号线26a、26b分别并行连接到该一对电极21c、22c，并且如在图9B中所示，该一对电极21c、22c被附接到受检者50的颈部区域51。根据该配置，要求使用者仅仅将该一对电极附接到受检者，并且因此使得能够更加易于进行测量。
可替代地，可以采用一种配置，其中供电电极部20A和测量电极部20B中的每一个包括多对电极。
只要呼吸传感器30能够测量受检者50的躯干部分的阻抗呼吸，呼吸传感器便不必要使用心电图测量电极。可以适当地使用用于测量阻抗呼吸的、众所周知的传感器。
当呼吸传感器30被置放在受检者50的、除了颈部区域51之外的区域中并且该呼吸传感器30能够输出对应于受检者50的呼吸的信号时，并不总是有必要使用用于测量阻抗呼吸的传感器。例如，可以使用能够检测受检者50的鼻和口呼吸的流量传感器。
根据本发明的配置，在显著地减少对于受检者产生的麻烦和负担的同时，能够正确地并且容易地检测在睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态，并且状态的种类能够得以识别。
Claims (9)
1.一种用于检测在活体睡眠期间的呼吸暂停/呼吸不足状态的检测设备，包括：
供电电极部，该供电电极部被配置为引起电流在所述活体的颈部区域中流动；
测量电极部，该测量电极部被配置为测量由所述电流在所述颈部区域中产生的阻抗；
分析部，该分析部被配置为基于所述阻抗的测量值来检测呼吸暂停/呼吸不足状态；和
输出部，该输出部被配置为输出所述检测的结果。
2.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述检测设备进一步包括呼吸传感器，该呼吸传感器被置放在所述活体的、除了所述颈部区域之外的区域中，并且被配置为输出对应于所述活体的呼吸或者呼吸努力的信号，并且
所述分析部被配置为基于所述阻抗的测量值和所述呼吸传感器的输出信号来判定呼吸暂停/呼吸不足状态的种类。
3.根据权利要求2所述的检测设备，其中，
所述输出部被配置为将所述判定的结果可视化。
4.根据权利要求2所述的检测设备，其中，所述分析部被配置为：基于所述阻抗的测量值和所述呼吸传感器的输出信号来判定所述活体是处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中还是处于中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
5.根据权利要求2到4中任何一项所述的检测设备，其中，所述呼吸传感器是测量所述活体的躯干区域的阻抗呼吸的传感器，并且
在其中所述阻抗的测量值和所述呼吸传感器的输出信号等于或者大于各自的阈值的情形中，所述分析部被配置为判定所述活体处于阻塞性呼吸暂停/呼吸不足状态中，并且，
在其中所述阻抗的测量值和所述呼吸传感器的输出信号小于各自的阈值的情形中，所述分析部被配置为判定所述活体处于中枢性呼吸暂停/呼吸不足状态中。
6.根据权利要求5所述的检测设备，其中，所述躯干区域的所述阻抗呼吸由用于测量心电图的电极测量。
7.根据权利要求1到6中任何一项所述的检测设备，其中，所述供电电极部和所述测量电极部中的每一个包括至少一对电极。
8.根据权利要求7所述的检测设备，其中，所述供电电极部的所述一对电极中的一个电极和所述测量电极部的所述一对电极中的一个电极被置放在公共支撑部件上。
9.根据权利要求1到6中任何一项所述的检测设备，其中，一对电极被配置为起到所述供电电极部和所述测量电极部的作用。
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