JP2010526568A - 流れ制限の検出のための自動制御 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、参照により開示内容が本明細書に組み込まれた2007年5月11日に出願された豪州仮特許出願第2007902561号および2007年8月17日に出願された米国仮特許出願第60/965,172号の出願日の利益を主張する。
提案された技術は、睡眠時無呼吸低呼吸症候群(OSAHS)または閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)に関連した容態等の呼吸状態の検出、診断、および/または、治療のための方法および装置に関する。
2.様々な吸気形状が完全に新しい形状を与えるために平均化する可能性があるので、5回息移動平均は重要性を有する可能性がある。このことは図3に示されている。図3は、302におけるいわゆるM形状の閉塞状態の息の系列であって、304における覚醒で終わり、306において一部の合理的に正常な回復息がその後に続く系列を示している。グラフに示されているように、シングル息平坦化と従来の平坦化は両方ともにM息の系列の最後で高く(前者がより素早く最大値に達する)、覚醒後に、従来の平坦化は実際に0.1未満に下がるが、その理由は息が平坦化されるからではなく、むしろ、M息が正常な息と一緒に平均化され、疑似的に平坦な形状を生成するからである。
3.平坦化指数はM息を検出するために設計されていない。実際に、平坦化指数は、M形状息が起こるとき高くなる。このことは図2および3に示されている。
4.平坦化指数は、機器の患者−ユーザの現在の通気または睡眠状態とは無関係に、圧力増加の原因になる可能性がある。
5.平坦化の重みを減少させるため適用される経験則はある種の患者に治療不足を生じさせる可能性がある。
6.平坦化指数は、流れ制限を検出するため平坦化指数を使用する任意のアルゴリズムの感度および特異性に対し重大性を有する、正常なランダム変動の影響を受ける。
2.流れ信号から吸気波形および呼気波形を抽出する。
3.波形の各成分から、または、適切な場合には、合成波形から特徴を計算する。複数の特徴がパターンを構成すると考えられることがある。
4.未加工変数からファジー入力変数を計算する。このステップは入力変数の新しい空間へのマッピングを構成する。患者の適当な集団のデータマイニングはパラメータ空間の良好な推定を可能にさせる。
5.ファジー出力を生成するためにファジー論理を使用して導出されたファジー変数を結合する。このステップは素人による直観的な理解を可能にさせる行列を使用して定式化することが可能である。
6.圧力制御アルゴリズムによって使用されるべきクリスプ値(実数)を生成するためにファジー出力を逆ファジー化する。
7.複数のソースからのファジー出力を結合する。
8.FFL結果に基づいて治療圧力を調整する。
(a)(低平坦化および低通気)であるならば、流れ制限は重度である。
(b)(高平坦化および高Ti−on−Ttot)であるならば、流れ制限は軽度である。
2.フィルタ出力を2で除算し、「3分間通気」を生じさせる。
3.呼吸1回呼吸量(基本的に、吸気量および呼気量の平均)を計算する。
4.1回呼吸量を息の長さで除算し、すなわち、平均息流速を生じさせ、次に、この値を3分間通気によって除算し、この息が直前の通気と一致する程度の指標を生じさせる。
2.吸気波形は、場合によっては、特定のM形状を考慮するトリミング法を使用して、任意の前方ポーズを取り除かれることがある。このような方法は本明細書中のセクションFに記載されている。
3.M形状決定およびファジーチェアネス決定は、セクションBに示されている典型的な計算に基づいて行われることがある。
4.増強M形状は、場合によっては、M形状の形状指数とチェア形状指数(たとえば、ファジーチェアネス)とのファジー論理和として計算されることがある。
5.フィルタ処理されたシングル息平坦化(SBF)形状指数はセクションAに示された典型的な計算に基づいて決定されることがある。
6.通気率(VR)およびTi−on−Ttot比率(TTR)はセクションGに示された典型的な計算に基づいて決定されることがある。
7.SBF、VR、TTRおよび増強M形状は、上述された典型的なメンバーシップ関数のように変数にファジー化されることがある。
8.ファジールールはその後に、上述されているように表A、B、Cおよび/またはDの行列に従って適用されることがある。
9.息負荷サイクル指標TTRを使用する表BおよびDからのファジールールは、場合によっては、図12に関して上述された「制限覚醒息」関数によって修正されることがある。
10.各ファジールール行列は、別々に上述されているように、収集され、逆ファジー化される。
11.この結果、以下のとおりの流れ制限指標FFLを生じさせるためにすべてファジー論理和がとられたファジー出力が得られる。
FFL=ファジー論理和(SBF−VR,SBF−TTR,M−shape−VR,M−shape−TTR)
式中、SBF−VRは表Aのルールに基づく逆ファジー化結果であり、
SBF−TTRは表Bのルールに基づく逆ファジー化結果であり、
M−shape−VRは表Cのルールに基づく逆ファジー化結果であり、
M−shape−TTRは表Dのルールに基づく逆ファジー化結果である。
12.次に、ファジー持続的平坦化指標(FPF)が、場合によっては、計算され、以下の式によって流れ制限指標FFLとのファジー論理和がとられることがある。指標FPFの典型的な計算は本明細書中のセクションCに記載されている。FFL指標の調整は以下の式によって行うことが可能である。
FFL=ファジー論理和(FFL,FPF)
13.FFLは今度は、たとえば、本明細書中のセクションDに記載された計算を利用して、息フレーム化(たとえば、吸気または呼気波形の検出)が誤っている可能性があるという程度に応じて修正される。得られる不正確な息フレーム化係数は以下の式を用いてFFLが乗じられることがある。
FFL=FFL×不良息フレーム化係数
14.この最終的なFFL値は、場合によっては、たとえば、3のような長さのリングバッファ内で使用されることがあり、最終的に圧力セッティングアルゴリズムによって使用されるFFLの値は、バッファの最新のFFL値の移動平均に基づいていてもよい。この演算の適当な式は以下の式でもよい。
2.FGで圧力を測定する。
3.ステップ1の流速を使用してFGとマスクとの間の圧力低下を計算する。
4.FGにおける圧力からステップ3で計算された圧力低下を差し引いた圧力としてマスクでの圧力を計算する。
5.マスクにおける圧力を使用して、マスク内の通気口を通る流れ(時に意図的な漏れと呼ばれる)を計算する。
6.患者流れ(呼吸流れ)と意図的でない(マスクまたは口)漏れを加えた合計を生じさせるため、FGで測定された流れから通気口流れを減算する。
7.DC(意図的でない漏れ)成分を抽出するためステップ6からの信号をフィルタ処理する。
8.患者流れ(呼吸流れ)を生じさせるため、直前のステップで計算されたDC成分をステップ6において計算された流れから差し引く。
9.たとえば、本明細書中のセクションHにおいて示された方法によって、不必要な高周波を除去するために患者流れを軽くフィルタ処理する。
10.通常の方法で患者流れを使用して息をフレーム化する。
11.たとえば、本明細書中のセクションFに示された方法によって、任意の前方ポーズが吸気の前方から切り取られる。
12.完全な息(吸気+呼気)がフレーム化されると、以下の特徴を計算する。
a.息に先行する任意の無呼吸の長さ。
b.吸気いびき指数(たとえば、現在解析されている吸気の間のいびき信号の平均)。
c.たとえば、本明細書中のセクションAに示されている方法による)現在解析されている息に対する、フィルタ処理されたシングル息平坦化指数(SBF)の値。
d.たとえば、本明細書中のセクションBに示されている方法による、現在の吸気に対するM形状指数の値と現在の吸気に対するファジーチェアネスの値。M形状の値およびファジーチェアネスの値は、増強M形状特徴を生じさせるためファジー論理和をとられる。
e.本明細書中のセクションGに記載された方法による、現在解析されている息に対する通気率(VR)の値およびTi−on−Ttot比率(TTR)。
f.SBF、VR、TTRおよび増強Mを使用して詳しく上述されているようにFFLを計算する。
g.現在解析されている呼気を使用して、バルブライク漏れ率を計算する。
h.現在解析されている呼気の最後で意図的でない漏れを測定する。
i.マスク圧力のための現在のセッティング(すなわち、EPAP)を調べる。
j.現在解析されている呼気を使用して、たとえば、本明細書中のセクションKに記載された方法によって、正規化呼気ピーク位置NEPLを計算する。
k.直前のピーク妨害の値を調べる。
13.重み減少係数は以下の擬似コードのように計算される。セクションJは、利用されることがある個別の重み減少関数の実施例について記載している。
a.deweight = 1.0
b.deweight *= FFL_function_of_Leak(leak)
c.valve−like leak *= valve_like_leak_function_of_leak(leak)
d.dweight *= FFL_function_of_valve_like_leak (valve−like leak)
e.deweight *= FFL_function_of_pressure (EPAP)
f.deweight *= FFL_function_of_NEPL (NEPL)
g.deweight *= FFL_function_of_Jamming (jamming)
14.圧力上昇のため必要とされる現在の閾値(current_crit_FFL)が次に次式を使用して計算される。
Current_crit_FFL = 1.0 − deweight * (1.0 − crit_FFL)
15.未修正crit_FFLの標準値は0.05である。したがって、全部の重み減少が適用された後に、deweight=1.0であるならば、current_crit_FFL=0.05である。代替的に、deweight=0.0であるならば、current_crit_FFL=1.0である。
16.FFLと関連付けられた圧力上昇の値(FFL「モジュール」)は、今度は、計算可能であり、「予め定める」ことが可能である。
a.dp = 1.0 * (FFL − current_crit_FFL)
b.if (dp > 0.0) then
{
max_dp = (EPAP−range−max − EPAP)
if (dp > max_dp) then dp = max_dp
if (dp > 0.0) then FFL_prescription += dp
}
else
FFL_prescription = decay (FFL_prescription,Ti+Te,20)
最後のステップは、息の時間に亘って、好ましくは約20分の時定数を用いて、圧力を指数関数的に単純に減衰させるだけである。
17.今度は、いびきによる圧力上昇が計算され、「予め定められる」ことがあり、本明細書中のセクションJに示されているように個別の重み減少関数を利用することがある。
a.Current_crit_snore = Snore_function_of_Pressure (EPAP)
b.Insp_snore *= Snore_function_of_VR(VR)
c.if (Insp_snore > Current_crit_snore) then
{
dp = 1.5 * (Insp_snore − Current_crit_snore)
max_dp1 = ttot * 0.2
if (dp > max_dp1) then dp = max_dp1
max_dp2 = (EPAP_range_max − EPAP)
if (dp > max_dp2) then dp = max_dp2
if (dp > 0.0) then snore_prescription += dp
}
else snore_prescription = decay (snore_prescription,Ti+Te,20)
18.今度は、無呼吸に起因する圧力上昇が計算されることがある。
if ((apnoea_airway_closed && (apnoea_duration > 10)) then
{
Head_room = (Max_Pressure_Apnoea − EPAP)
if (head−room > 0.0) then
{
new_epap = Max_Pressure_Apnoea − head_room * exp(−ExpRiseTimeApnoea * apnoea_duration)
if (new_epap > EPAP_range_max) then
new_epap = EPAP_range_max
apnoea_prescription += (new−epap−EPAP)
}
}
else apnoea_prescription = decay (apnoea_prescription,Ti+Te,20)
19.新EPAPセッティングがその後に計算されることがある。
a.EPAP = EPAP_range_min + apnoea_prescription + snore_prescription + FFL_prescription
b.新EPAPセッティングはその後に、マスク圧力が毎秒1.0cmH2Oの最大スルーレートで新EPAP値に接近するようにFG圧力を上昇させることにより達成されることがある。同様に、治療圧力は好ましくは患者が吸気中である間に限り上昇させられる。
「睡眠からの覚醒をもたらす増大する呼吸努力によって特徴付けられるが、無呼吸または呼吸低下の規準を満たさない息の系列。これらの事象は以下の規準の両方を満たすことが必要である。
1.より小さい負のレベルへの突然の圧力の変化および覚醒によって終わる、徐々により大きい負になる食道内圧のパターン。
2.事象は10秒以上持続する。」
直前の流れ制限があり(たとえば、FFLが0より大(FFL>0)である)、
通気ステップ変更が後に続くならば(たとえば、大息)、RERAが検出される。
2.3個の最新の通気率を追跡する(VRは平均1回呼吸量対現在の3分間通気の比率である)。
3.3個の最新FFL値を合計し、結果を範囲[0.0:1.0]に制限する。
4.2個の最新VR差を計算する(すなわち、VRn−VRn−1およびVRn−VRn−2)。
5.ステップ4の最大値を取得し、同時にこの最大値をゼロ以上の値に制限する。
6.RERA結果を生じさせるためステップ3の結果にステップ5の結果を乗算する。
7.ステップ6の結果はこの結果の平方根をとることにより正規化されることがある。
8.ステップ7の結果が閾値を上回るならば、RERAが記録されるような閾値が設定されることがある。
9.RERAとして記録された息の間に閾値より低いRERAスコアを有する(複数個の)息が存在する。
10.UARSの極端な場合には覚醒と覚醒との間に3個の検出可能な息しか存在しないので、バッファサイズは3として選択される。
RDI=RERAs+無呼吸+1時間当たりの呼吸低下
シングル息平坦化指数の一実施形態は以下のとおり次の方法によって計算されることがある。
2.息の吸気部分を抽出する。
3.必要に応じて任意の後方ポーズまたは前方ポーズを切り取る。
4.N点(通常はN=65)の標準的な格子の上で結果として得られる吸気を補間する。
5.息面積がユニティベース長で1に正規化されるように係数によって点yの値を除算する。
6.点のミドルハーフの1からの差のrms値を計算する。
2.患者流れが従来通り息をフレーム化するため使用される。
3.患者流れが不要な信号成分をさらに減衰させるFIRフィルタへ連続的に供給される。
4.FIRフィルタは周波数に関して一定の位相遅延を有するので、単にフィルタの遅延を考慮することによって平坦化計算のため必要とされる点を選ぶことが可能である。
5.平坦化を通常の方式で計算する。
M形状指数のような閉塞指標を決定する適当な方法は以下のアルゴリズムを用いて達成されることがある。この指数は、「M」形状化息パターンの存在を検出する。このような指数は、「u」形状化息パターンの標識であると一般に考えられることもある。閉塞指標は、付加的な閉塞指標によって増強または修正されることもある。たとえば、本明細書中により詳しく記載されているように、閉塞性の指数は、「M」形状指数のような第1の閉塞指標と、「h」またはチェア形状指数のような第2の閉塞指標との関数として導出されることがある。
t=i/(N−1) 式中、iは0からN−1まで変化する。
B1=sin(πt)
B2=sin(3πt)
これらの基本関数は、その後に、M形状化指数のすべてのその後の計算と共に使用するため記憶される可能性がある。
F1=sum(B1・fs)
F2=sum(B2・fs)
式中、fsは補間された吸気点を表し、・は点乗積演算子を表す。
F1=4.6082
F2=2.6538
形状指数=0.50
典型的な非流れ制限息は約0.2に過ぎないM形状指数を有する可能性がある。
正規化吸気ピーク位置(NormPeakLoc):
t0は吸気開始の時点であり、
tendは吸気終了の時点であり、
tpeakはピーク吸気流速の時点である。
ピーク吸気流れ対平均吸気流れの比率(RPMIF):
RPMIF=Qpeak/Q’
式中、
Qpeakは吸気中の最大流速であり、
Q’は吸気の間の平均流速である。
ファジーチェアネス=ファジー論理積(ファジーピーク対平均,ファジーピーク位置)
概要が上述された流れ制限指標FFLの実施例は、適時性のある形式で高感度および高特異性の両方を伴って流れ制限に反応するように設計されているが、上気道抵抗の増加に起因して覚醒を妨げることができない場合がある。増加した呼吸努力がt=420における睡眠からの覚醒(上側パネルの大息)で終わる、上気道抵抗に見舞われている患者の図24に示されたトレースを検討する。図24の下側パネルはシングル息平坦化指数を示している。
Yn=yn−1+G(xn−yn−1)
の一つとして使用可能であり、式中、Gはフィルタの利得である。5回息の長さの2倍の速さの時定数が定められることがある。したがって、たとえば、初期的に、息は4秒の長さであると考えられる場合、
時定数=τ=5×4/2=10
である。息は長さが4秒でない可能性があることを考慮するため、息検出アルゴリズムが、検出された直前の5回の息の平均として決定可能である現在の呼吸率(RR、1分当たりの呼吸回数)を取得するため使用されてもよい。このことは、
τ=5×60/2RR
として与えられる適応時定数として実施することが可能である。したがって、RRが、一般的なRRである可能性がある毎分15回の息であるならば、時定数を計算すると従来どおりに10になる。
G=1/τ
によって与えられる。
(SBF指数>0.3)であるならば、
HLF=0.3
さもなければ、HLF=SBF指数。
HLF<PF ならば、
PF=PF+G(HLF−PF)
さもなければ、
PF=PF+3*G(HLF−PF)
この非対称性は、フィルタが任意の持続的に低い入力に向かって緩やかに低下するが、比較的素早くリセットすることを意味している。このことは、流れ制限指標FFLより短い時間フレームの間に一貫して低い平坦化の値だけに対して応答があるように、雑音閾値を改善するために役立つ。
(PF>0.2) ならば、
PF=0.2
さもなければ、 PF=PF
FPF=(PF>0.19ならば、0.0、さもなければ、(0.19−PF)/(0.19−0.05))
図26は図24に示された息と同じ系列に対するFPFの応答を示している。
場合によっては、息検出アルゴリズムは息を不正確にフレーム化することがあり、または、患者の咳または飲み込みは、気道の現在状態に関する情報をほとんど提供しない息の原因となる。選択的な経験則が、吸気時間に基づいて関連している可能性がない息の重みを減少させるため使用されることがある。よって、導出された閉塞指標は、不正確にフレーム化された息を表す息パターンが検出されるならば、調整されることがある。たとえば、図27は、流れ制限指標(たとえば、FFL)によって乗じられる可能性がある重み減少係数のための関数を示している。非現実的に長い(Ti>2.5秒)または短い(Ti<0.7秒)と判定された息は徐々に重みが減少される。
従来、いびきは、閉塞性の指標であると考えることができる校正吸気いびき指数を使用して測定されている。図28は、患者の睡眠中に捕捉された典型的ないびきの系列を示している。上側パネルは、呼吸流速を表し、中央パネルは瞬時いびき(たとえば、着目中の周波数域における音響パワーの指標)を表し、下側パネルは3個のいびき指数を表している。校正吸気いびき指数(図28において「いびき指数」という名前が付けられている)は以下のとおり計算される。
吸気は呼吸流れ信号を使用してフレーム化される。
瞬時いびき信号は現在条件(たとえば、設定圧力、タービン速度など)に起因する背景雑音を考慮するため調整される。
いびき指数は、各吸気の間の瞬時いびき信号の平均(すなわち、おおよそ吸気毎の平均音響パワー)として計算される。
着目中の吸気に対する瞬時いびき値を含む長さnのベクトルSを組み立てる。
n<2、または、n>任意の大きい値、であるならば、中止し、ゼロを返す。
いびきベクトルの下限を減算し、1を加算する。
S=S−min(S)+1
面積Aを計算する。
吸気いびきエントロピー=10.0*se
ある種の圧力治療装置は「前方ポーズトリム」として知られている機能を含む。この機能は、ピークを検出し、吸気の開始を表すことになる適切なゼロ交差まで後方へ外挿することにより、前の呼気から引き続いている任意の呼気ポーズを除去するように現在フレーム化された吸気の前方を切り取るため設計されていた。この機能は図30に示されているように、M形状化息に関して役に立たない可能性がある。図30は、(2番目のピークに関する)不正確なトリムと(前方ピークに関する)正確なトリムとを表している。
(1)通気率(VR)の計算
通気率(VR)のような通気指標は、直前の中期通気(V3)に対する現在息に関する通気の比率として決定されることがある。本実施例では、中期は、3分の時定数τを有するフィルタを使用してフィルタ処理された通気指標でもよい。しかし、その他の時定数が適当であることもある。使用されるフィルタは単純な1次自己回帰フィルタでもよい。フィルタの時定数はかなり長いので、フィルタはゼロから立ち上がるためにある程度の時間を要する。指標は、したがって、時間[t0:3×τ]の間に合理的な通気値とフィルタ出力との間で緩やかに変化する。VRは次のとおり計算することが可能である。
G=1/fsτ
に設定する。式中、fsはサンプリング周波数であり、τは秒単位のフィルタの時定数である。たとえば、サンプリング周波数が50Hzであり、時定数が3分であるならば、Gは、
G=1/(50×180)
によって計算される。
2.フィルタを、0.2リットル/秒のような合理的な通気値に初期化する。
3.全流れから、任意のマスク漏れが差し引かれた通気口流れを差し引いた、適切にフィルタ処理された患者呼吸流れ(Qp)を計算する。
4.中期通気を計算する。
V3=V3+G(Qp−V3)
5.移行期間0<t≦3τの間に
V3=(3τ−t)/3τ×0.2+t/3τ×V3
6.通常の方式で息をフレーム化する。
7.吸気が確認されると、以下の計算をする。
吸気体積:Vi
吸気時間:Ti
平均吸気流速:
呼気体積:Ve
呼気時間:Te
平均呼気流速:
VR=(VRiTi+VReTe)/(Ti+Te)
負荷サイクル指標は上述されているように閉塞性の指標を導出するため導入されることがある。たとえば、呼吸流れの指標から、呼吸流れの指標の関数としての、呼吸サイクルの持続時間に対する呼吸サイクルの吸気部分の持続時間の第2の比率である。同様に、時間的に第1の指標の後に続き得る第2のこのような指標が決定されることがある。閉塞性の指標は、その後に、第1の比率および第2の比率の関数として導出されることがある。
G=1/fsτ
に設定する。式中、fsはサンプリング周波数であり、τは秒単位のフィルタの時定数である。たとえば、サンプリング周波数が0.25Hz(概算の息周波数)であり、時定数が5分であるならば、Gは、
G=1/((1/4)×300)
によって計算される。
2.フィルタを、0.4のような合理的な値に初期化する。
3.全流れから、任意のマスク漏れが差し引かれた通気口流れを差し引いた、適切にフィルタ処理された患者呼吸流れ(Qp)を計算する。
4.中期Ti−on−Ttotを以下のとおり計算する。
TiTtot(5)=TiTtot(5)+G(TiTtot−TiTtot(5))
TTR=TiTtot/TiTtot5
図32および33にグラフ化された関数は、流れ制限(たとえば、FFL)の指標またはいびきの指標の影響の重みを減少させるため使用することが可能である。この関数は、圧力上昇を引き起こすために超える必要がある指標(たとえば、FFLまたはいびき)の閾値を増加させるために適用することが可能である。たとえば、重み減少関数はバルブライク漏れ率に関連することがある。バルブライク漏れ指標は、その値が0と5との間で変化するように通例的な方式で計算することが可能である。実際には漏れが起こっていないときに擬似バルブライク漏れが圧力上昇を妨げることを防止するため、システムは完全な漏れが存在しない程度までバルブライク漏れ値の重みを減少させるように実施される。したがって、バルブライク漏れに起因する重み減少を決定するアルゴリズムは以下のとおりである。
2.完全な漏れの値(呼気終了時の値)を決定する。
3.バルブライク漏れの値に、図32の左側のグラフによって示される関数のような完全な漏れの関数の出力を乗じる。たとえば、完全な漏れが0.025未満(<)であるならば、バルブライク漏れはゼロに設定される。代替的に、完全な漏れが0.05より大(>)であるならば、バルブライク漏れの値は変化がなく、0.025と0.05との間の区間で、バルブライク漏れの値は直線的に減少する。
4.重み減少係数を出力するため、図32の右側のグラフに示されている関数のような漏れの関数と共にバルブライク漏れの値を使用する。たとえば、4未満(<)である値に対し、出力は1であり、5より大きい(>)値に対し、出力はゼロである。4と5の間の区間で、出力は1からゼロまで直線的に減少する。
正規化呼気ピーク位置(NEPL)は、睡眠または閉塞性睡眠流れ波形から目覚め、覚醒、または、重大な口漏れのようなその他の不自然な、非日常的な、もしくは、認知できない事象を表す波形への移行の優れた標識である。よって、本技術の装置は、ピーク呼気流れに基づいて覚醒の指標を導入することがある。たとえば、呼吸サイクルの呼気部分の範囲内でのピーク呼気流れまたは正規化ピーク呼気流れの位置に依存して、覚醒が評価されることがある。このような実施形態では、呼気部分の時間は範囲によって定義されることがあり、定義された範囲内でのピークの出現は覚醒を表す指数を定義する。この指数は、呼気ピークが呼吸サイクルの後半の時間部分または呼気部分の範囲中に出現するならば、覚醒を表すことがある。
2.各息の呼気部分を分離する。
3.ピーク呼気流れが出現した時点を見つける。
4.呼気の始まりからピークまでの時間を全呼気時間で除算し、たとえば、指数は[0.0:1.0]の範囲に入る。
(1)エッセン−治療中のOSA患者
(2)コンコード−徐々に増量されている患者
(3)アウェイク−ResMedから入手可能であるAutoSet Sprit気道圧力機器で呼吸中の人。
2.閉塞に関する(そして、程度に関する)波形の事前の分類は厄介であり、かつ、おそらく高い観察者間変動がある。「ラウンドアップ」のような波形変化を観察するためのCPAP圧力の上昇がない場合、閉塞が実際に存在するかどうかを決定することは困難である。努力の信頼できる指標、たとえば、食道内圧は、検出問題に役立つ可能性があるが、決定の際にこのようなデータを分類する課題は依然として扱いにくい可能性がある。たとえば、レム睡眠は様々の、予期しない波形を生成する可能性がある。
3.学習フェーズは「有意な」数値リソースと多数のプロセッササイクルとを必要とする。
4.結果として得られる分類器は、誰にとっても解釈することが難しく、(たとえば、ニューラルネットワークを使用するならば、結局何個のニューロンになるかに依存して)組み込みシステムにおいて動かすことが数値集約的である可能性がある。
5.結果として得られる分類器を試験するためには、分類器に地球上のすべての人の睡眠研究を供給する必要がある可能性がある。
Claims (89)
- 部分閉塞を検出する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から部分閉塞のパターンを表す形状指数を決定するステップと、
呼吸流れの指標から通気指標を決定するステップと、
決定された形状指数および決定された通気指標の関数として流れ制限指標を導出するステップと、
を備える、方法。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項1に記載の方法。
- 通気指標が現在の1回呼吸量と事前の1回呼吸量とを含む比率である、請求項2に記載の方法。
- 流れ制限指標の関数として圧力要求を計算するステップをさらに備える、請求項3に記載の方法。
- 事前の圧力要求値が、(a)形状指数が呼吸気流中のM形状息の存在を表すこと、および、(b)通気指標が通常の通気未満を表すために十分に減少することの条件として増加される、請求項4に記載の方法。
- 呼吸流れの指標から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数を決定するステップをさらに備え、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項5に記載の方法。
- 部分閉塞を検出する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から部分閉塞のパターンを表す形状指数を決定するステップと、
呼吸流れの指標から負荷サイクル指標を決定するステップと、
決定された形状指数および決定された負荷サイクル指標の関数として流れ制限指標を導出するステップと、
を備える、方法。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項7に記載の方法。
- 負荷サイクル指標が、サイクル時間に対する現在の息吸気時間の比率とサイクル時間に対する事前の平均息吸気時間の比率とを含む比率である、請求項8に記載の方法。
- 流れ制限指標の関数として圧力要求を計算するステップをさらに備える、請求項9に記載の方法。
- 事前の圧力要求値が、形状指数が呼吸気流中のM形状息の存在を表すこと、および、負荷サイクル指標の増加の条件として増加される、請求項10に記載の方法。
- 呼吸流れの指標から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数を決定するステップをさらに備え、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項11に記載の方法。
- 部分閉塞を検出する装置であって、
呼吸ガスの流れを伝達する患者インターフェイスと、
患者インターフェイスと連結され、患者インターフェイスを通る呼吸ガスの流れ流量を表す流れ信号を生成する流れセンサと、
流れセンサと連結され、流れ信号を処理するコントローラと、
を備え、
コントローラが、
(a)流れ信号からの部分閉塞のパターンを表す形状指数の決定と、
(b)流れ信号からの通気指標の決定と、
(c)決定された形状指数および決定された通気指標の関数としての流れ制限指標の導出と、
を制御するように構成されている、装置。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項13に記載の装置。
- 通気指標が現在の1回呼吸量および事前の1回呼吸量を含む比率である、請求項14に記載の装置。
- コントローラおよび患者インターフェイスと連結された流れ発生器をさらに備え、
コントローラが、(a)流れ制限指標の関数として圧力要求を計算し、(b)圧力要求に応じて流れ発生器を設定するようにさらに構成されている、
請求項13に記載の装置。 - コントローラが、(a)形状指数が呼吸気流中のM形状息の存在を表すこと、および、(b)通気指標が通常の通気未満を表すために十分に減少することの条件として事前の圧力要求値を増加させる、請求項16に記載の装置。
- コントローラが、流れ信号から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数の決定を制御するようにさらに構成され、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項13に記載の装置。
- 部分閉塞を検出する装置であって、
呼吸ガスの流れを伝達する患者インターフェイスと、
患者インターフェイスと連結され、患者インターフェイスを通る呼吸ガスの流れを表す流れ信号を生成する流れセンサと、
流れセンサと連結され、流れ信号を処理するコントローラと、
を備え、
コントローラが、
流れ信号からの部分閉塞のパターンを表す形状指数の決定と、
流れ信号からの負荷サイクル指標の決定と、
決定された形状指数および決定された負荷サイクル指標の関数としての流れ制限指標の導出と、
を制御するように構成されている、装置。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ量検出関数である、請求項19に記載の装置。
- 負荷サイクル指標が、現在の息吸気時間対サイクル時間の比率と事前の平均息吸気時間対サイクル時間の比率とを含む比率である、請求項20に記載の装置。
- コントローラおよび患者インターフェイスと連結された流れ発生器をさらに備え、
コントローラが、(a)流れ制限指標の関数として圧力要求を計算し、(b)圧力要求に応じて流れ発生器を設定するようにさらに構成されている、
請求項19に記載の装置。 - コントローラが、(a)形状指数が流れ信号中のM形状息の存在を表すこと、および、(b)負荷サイクル指標の増加の条件として事前の圧力要求値を増加させる、請求項22に記載の装置。
- コントローラが、流れ信号から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数の決定を制御するようにさらに構成され、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項19に記載の装置。
- 部分閉塞の検出のためのシステムであって、
呼吸ガスの流れを伝達するインターフェイス手段と、
インターフェイス手段と連結され、インターフェイス手段を通る呼吸ガスの流れを表す流れ信号を生成する流れ測定手段と、
流れ測定手段と連結され、流れ信号を処理する処理手段と、
を備え、
処理手段が、
(a)流れ信号からの部分閉塞のパターンを表す形状指数の決定と、
(b)流れ信号からの通気指標の決定と、
(c)決定された形状指数および決定された通気指標の関数としての流れ制限指標の導出と、
を処理するように構成されている、システム。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項25に記載のシステム。
- 通気指標が現在の1回呼吸量および事前の1回呼吸量を含む比率である、請求項26に記載のシステム。
- 処理手段およびインターフェイス手段と連結され、インターフェイス手段を通る呼吸ガスの制御された流れを生成する流れ手段をさらに備え、
処理手段が、(a)流れ制限指標の関数として圧力要求を計算し、(b)圧力要求に応じて流れ発生器を設定するためにさらに構成されている、
請求項25に記載のシステム。 - 処理手段が、(a)形状指数が呼吸気流中のM形状息の存在を表すこと、および、(b)通気指標が通常の通気未満を表すために十分に減少することの条件として事前の圧力要求値を増加させる、請求項28に記載のシステム。
- コントローラが、流れ信号から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数の決定を制御するようにさらに構成され、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項25に記載のシステム。
- 部分閉塞の検出のためのシステムであって、
呼吸ガスの流れを伝達するインターフェイス手段と、
インターフェイス手段と連結され、インターフェイス手段を通る呼吸ガスの呼吸流れを表す流れ信号を生成する流れ測定手段と、
流れ測定手段と連結され、流れ信号を処理する処理手段と、
を備え、
処理手段が、
流れ信号からの部分閉塞のパターンを表す形状指数の決定と、
流れ信号からの負荷サイクル指標の決定と、
決定された形状指数および決定された負荷サイクル指標の関数としての流れ制限指標の導出と、
を制御するように構成されている、システム。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項31に記載のシステム。
- 負荷サイクル指標が、現在の息吸気時間対サイクル時間の比率と事前の平均息吸気時間対サイクル時間の比率とを含む比率である、請求項32に記載のシステム。
- 処理手段およびインターフェイス手段と連結され、インターフェイス手段を通る呼吸ガスの制御された流れを生成する流れ手段をさらに備え、
処理手段が、(a)流れ制限指標の関数として圧力要求を計算し、(b)圧力要求に応じて流れ発生器を設定するようにさらに構成されている、
請求項31に記載のシステム。 - 処理手段が、(a)形状指数が流れ信号中のM形状息の存在を表すこと、および、(b)負荷サイクル指標の増加の条件として事前の圧力要求値を増加させるようにさらに構成されている、請求項34に記載のシステム。
- 処理手段が、流れ信号から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数の決定を制御処理するようにさらに構成され、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項19に記載の装置。
- 呼吸部分閉塞を検出する装置を制御するためのプロセッサ読み取り可能な情報を有する情報保持媒体であって、プロセッサ読み取り可能な情報が、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から部分閉塞のパターンを表す形状指数を決定するステップと、
呼吸流れの指標から通気指標を決定するステップと、
決定された形状指数および決定された通気指標の関数として流れ制限指標を導出するステップと、
を備える、情報保持媒体。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項37に記載の情報保持媒体。
- 通気指標が現在の1回呼吸量と事前の1回呼吸量とを含む比率である、請求項38に記載の情報保持媒体。
- プロセッサ読み取り可能な情報が流れ制限指標の関数として圧力要求を計算するステップをさらに備える、請求項37に記載の情報保持媒体。
- 事前の圧力要求値が、(a)形状指数が呼吸気流中のM形状息の存在を表すこと、および、(b)通気指標が通常の通気未満を表すために十分に減少することの条件として増加される、請求項40に記載の情報保持媒体。
- プロセッサ読み取り可能な情報が、呼吸流れの指標から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数を決定するステップをさらに備え、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項37に記載の情報保持媒体。
- 呼吸部分閉塞を検出する装置を制御するためのプロセッサ読み取り可能な情報を有する情報保持媒体であって、プロセッサ読み取り可能な情報が、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から部分閉塞のパターンを表す形状指数を決定するステップと、
呼吸流れの指標から負荷サイクル指標を決定するステップと、
決定された形状指数および決定された負荷サイクル指標の関数として流れ制限指標を導出するステップと、
を備える、情報保持媒体。 - 部分閉塞のパターンがM形状流れ検出関数である、請求項43に記載の情報保持媒体。
- 負荷サイクル指標が、サイクル時間に対する現在の息吸気時間の比率とサイクル時間に対する事前の平均息吸気時間の比率とを含む比率である、請求項44に記載の情報保持媒体。
- プロセッサ読み取り可能な情報が流れ制限指標の関数として圧力要求を計算するステップをさらに備える、請求項43に記載の情報保持媒体。
- 事前の圧力要求値が、形状指数が呼吸気流中のM形状息の存在を表すこと、および、負荷サイクル指標の増加の条件として増加される、請求項46に記載の情報保持媒体。
- プロセッサ読み取り可能な情報が、呼吸流れの指標から決定された部分閉塞のチェアパターンを表す第2の形状指数を決定するステップをさらに備え、導出された流れ制限指標が第2の形状指数のさらなる関数である、請求項43に記載の情報保持媒体。
- 呼吸治療機器の治療セッティングを決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から部分閉塞の程度を表す形状指数を決定するステップと、
呼吸流れの指標から通気の変化の程度を表す通気指標を決定するステップと、
部分閉塞の程度および通気の変化の程度の両方の比例関数として治療セッティングを計算するステップと、
を備える、方法。 - 形状指数が1回から3回までの息の範囲内の複数の息から決定される、請求項49に記載の方法。
- 形状指数がM形状息指数である、請求項49に記載の方法。
- 治療セッティングが自動漸増呼吸治療機器を設定するために適用される、請求項49に記載の方法。
- 呼吸治療のためのセッティングを決定する装置であって、
呼吸流れの指標を決定するセンサと、
(a)呼吸流れの指標から部分閉塞の程度を表す形状指数を決定し、(b)呼吸流れの指標から通気の変化の程度を表す通気指標を決定し、(c)部分閉塞の程度および通気の変化の程度の両方の比例関数として治療セッティングを導出するように構成されたプロセッサと、
を備える、装置。 - 形状指数が1回から3回までの息の範囲内の複数の息からプロセッサによって決定される、請求項53に記載の装置。
- 形状指数がM形状指数である、請求項53に記載の装置。
- 呼吸圧力治療を患者インターフェイスに与えるように構成された流れ発生器をさらに備える装置であって、
プロセッサが治療セッティング時に患者インターフェイスへの治療を制御するように構成され、
装置が自動タイトレーション呼吸治療機器を備える、
請求項53に記載の装置。 - 呼吸治療のための治療セッティングを決定する装置であって、
呼吸流れの指標を決定する手段と、
呼吸流れの指標から部分閉塞の程度を表す形状指数を決定する手段と、
呼吸流れの指標から通気の変化の程度を表す通気指標を決定する手段と、
部分閉塞の程度および通気の変化の程度の両方の比例関数として治療セッティングを導出する手段と、
を備える、装置。 - 形状指数が1回から3回までの息の範囲内の複数の息からプロセッサによって決定される、請求項57に記載の装置。
- 導出された治療セッティングに応答して患者への呼吸圧力治療を生成し提供する手段をさらに備える装置であって、前記装置は自動タイトレーション呼吸治療機器を備える、請求項57に記載の装置。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、治療の変化を決定する方法であって、
呼吸流れの指標から部分閉塞の程度の第1の指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から呼吸パラメータの第2の指標を決定するステップと、
呼吸パラメータによって部分閉塞の程度を適正にするため第2の指標を用いて第1の指標を調節するステップと、
を備える、方法。 - 不正確にフレーム化された息を表す息パターンの検出時に調節された第1の指標を調整するステップをさらに備える、請求項60に記載の方法。
- 調節された第1の指標の比例関数として治療セッティングを生成するステップをさらに備える、請求項60に記載の方法。
- 第1の指標が形状指数である、請求項62に記載の方法。
- 第2の指標が呼吸サイクルの持続時間に対する呼吸サイクルの吸気部分の持続時間の比率の変化の程度を表す、請求項63に記載の方法。
- 第2の指標が吸息と呼息の相対的な持続時間の関数である、請求項64に記載の方法。
- ピーク流れの関数として調節された第1の指標を調整するステップをさらに備える、請求項65に記載の方法。
- ピーク流れがピーク呼気流れ位置である、請求項66に記載の方法。
- 第1の指標がシングル息から決定された形状指数である、請求項60に記載の方法。
- 形状指数がシングル息平坦化の指数である、請求項68に記載の方法。
- 息フレーム化が患者のいびきに関連した周波数を除去するフィルタ処理より前に実行される、請求項68に記載の方法。
- 平坦化が患者のいびきに関連した周波数を除去するフィルタ処理より前に決定される、請求項68に記載の方法。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、機器によって供給されるべき治療圧力の変化を自動的に決定する方法であって、
患者吸気努力が患者吸気流れと相関する程度の第1の指標を決定するステップと、
患者通気の第2の指標を決定するステップと、
前記第1の指標および第2の指標の第1の関数となるように治療圧力の変化を決定するステップと、
を備える、方法。 - 前記第1の指標が部分閉塞の指数である、請求項72に記載の方法。
- 患者通気の前記第2の指標が、患者通気が適切である程度の指標である、請求項72に記載の方法。
- 前記第1の指標が吸息と呼息の相対的な持続時間の指標である、請求項72に記載の方法。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、患者の気道の部分閉塞の指標を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から第1の部分閉塞指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から第2の部分閉塞指標を決定するステップと、
第1の部分閉塞指標および第2の部分閉塞指標の関数として第3の部分閉塞指標を決定するステップと、
を備える、方法。 - 第1の閉塞指標がM形状息パターンを表す指数である、請求項76に記載の方法。
- 第2の閉塞指標がチェア形状息パターンを表す指数である、請求項77に記載の方法。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、患者の気道の部分閉塞の指標を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から第1の部分閉塞指標を決定するステップと、
部分閉塞の履歴的な標識を導出するため第1の部分閉塞指標をフィルタ処理するステップと、
呼吸流れの指標から非閉塞息パターンの検出時にフィルタ処理をリセットするステップと、
を備える、方法。 - 第1の部分閉塞指標が平坦化指数である、請求項79に記載の方法。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、患者の気道の部分閉塞の指標を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
いびきを表す周波数域において呼吸流れの指標をフィルタ処理するステップと、
パワー信号が雑音を表しているかどうかを評価するために時間の関数として周波数域のパワーの大きさを解析するステップと、
を備える、方法。 - 解析するステップが、シャノンエントロピー関数を周波数域のパワーの大きさに適用するステップを備える、請求項81に記載の方法。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、吸気の開始を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れから第1のピークを検出するステップと、
第1のピークの関数として呼吸サイクルの開始を決定するステップと、
を備え、
第1のピークの検出が呼吸サイクル中の第2のピークの検出を回避するため制限されている、方法。 - 睡眠呼吸障害を治療する機器において、患者の気道の部分閉塞の指標を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標の関数として呼吸サイクルの持続時間に対する呼吸サイクル中の吸気部分の持続時間の第1の比率を決定するステップと、
呼吸流れの関数として呼吸サイクルの持続時間に対する呼吸サイクル中の吸気部分の持続時間の第2の比率を決定するステップと、
第1の比率および第2の比率の関数として部分閉塞の指標を導出するステップと、
を備える、方法。 - 睡眠呼吸障害を治療する機器において、患者の気道の部分閉塞の指標を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標から部分閉塞の指標を決定するステップと、
呼吸流れから、漏れの過渡的な変化を表す指標である妨害の指標を決定するステップと、
妨害の指標の関数として部分閉塞の指標を調整するステップと、
を備える、方法。 - 部分閉塞の指標がM形状パターン息の検出の関数である、請求項85に記載の方法。
- 睡眠呼吸障害を治療する機器において、覚醒の指標を自動的に決定する方法であって、
呼吸流れの指標を決定するステップと、
呼吸流れの指標の呼気部分のピーク指標を決定するステップと、
ピーク指標の関数として覚醒の指標を決定するステップと、
を備える、方法。 - ピーク指標の関数が呼気部分の範囲内の位置の関数である、請求項87に記載の方法。
- ピーク指標が呼吸流れの指標の呼気部分の後半時間部分に現れるならば、覚醒の指標が覚醒を表す、請求項88に記載の方法。
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