[发明专利]呼吸数据的分析

说明书

技术领域

本发明涉及测量和/或分析呼吸数据的方法和用于执行该方法的装置。

背景技术

监测对象的呼吸和/或肺功能提供常常对检测和/或诊断肺疾病和/或肺阻塞和/或其它状况的存在有用的数据。呼吸和/或肺功能的准确测量和分析通常需要使用被耦合到待监测的对象的嘴的装置,例如面具或吹嘴。这些装置往往是不舒适的和/或侵入性的，且不适用于监测不配合的和/或虚弱的对象，例如新生儿对象。

呼吸感应体积描记术是监测对象的呼吸和/或肺功能的另一方法，其通过测量胸腔和腹壁的移动来执行。这种方法基于如下理论：在腹部和肋架的前后径的变化的和与肺容量的变化相对应。包含正弦曲线形线圈的两个弹性带用于测量该前后径。所述弹性带之一放置在腋窝下的肋架周围，而另一弹性带在肚脐水平处的腹部周围。

弹性带的膨胀改变线圈的自感，从而允许测量出前后径的变化。弹性带连接到振荡器和解调电子器件，其将读数转换成数字波形。这些波形然后被用于分析和/或描述复杂的呼吸模型的各种测量，例如呼吸率、一次换气量、每分钟换气量、最大吸气流、分数吸气时间、最大和/或平均吸气和/或呼气流测量和胸腔和/或腹部对一次换气量的百分比贡献。

将弹性带安装在待监测的对象上需要移动对象，这在一些情况下在不配合的和/或虚弱的对象中可能是成问题的。

在WO2010066824中公开了用于监测对象的呼吸和/或肺功能的另一已知的方法和相关设备连同用于执行该方法的设备，该专利的内容被并入本文。该方法涉及随着时间的过去对对象的身体的三维形状进行光学测量，并从形状中的变化得到呼吸量数据。对象的呼吸数据可和与在统计数据库中的健康和疾病状态相关联的呼吸数据比较以诊断对象的肺功能。

期望提供允许进行更准确的诊断的处理测量数据的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了分析表示对象的身体的至少部分随着时间的变化的形状的至少三维的数据阵列的方法，数据阵列与具有格点的2维网格、在每个格点处的所述形状的空间中的位置和时间点有关，该方法包括下列步骤：

将数据阵列映射到2维阵列上；

分解2维阵列，

根据分解后的2维阵列形成所述对象的识别标志，其表示所述形状的移动模型。

分解后的2维阵列允许容易地得到身体(特别是胸腔或肋架和/或腹部，或者躯干或胸腔或肋架和/或腹部的左和/或右侧)的移动的主模式。主模式可与胸腔表面移动模型有关。可从主模式得到识别标志。在呼吸分析中，识别标志表示对象的独特呼吸模型。

因为主模式提供关于对象的移动的特定信息，因此它可以比全局参数(例如在肺活量测定法中得到的容量)更准确地区分开疾病状态。在呼吸分析中，主模式常常捕获胸腔壁的细微和局部的部位变化，而容量——是胸腔壁作为整体的移动的全局导数——并不捕获这些变化。因此，主模式允许更准确的诊断被做出。

2维阵列的每行可对应于格点和/或包括在时间点处的多个位置。分解可使用奇异值分解。分解后的2维阵列可以是作为二维阵列的USVT、U、S和VT，并且/或者识别标志可以是根据对所测量的移动给予最大贡献的U的列得到的，并且/或者识别标志可包括从开始列得到的一个或多个频率。

本发明的另一特征提供用不同疾病状态的识别标志填充数据库的方法，识别标志使用上面描述的方法被测量。

该方法可包括比较对象的识别标志和与疾病状态相关联的识别标志和/或确定在对象的识别标志和与疾病状态相关联的识别标志之间的距离。疾病状态的识别标志可根据在具有相同的疾病状态的一组对象上求平均值的识别标志得到。

根据本发明的第二方面，提供识别表示随着时间的过去的呼吸模型的参数值中的呼吸的方法，其包括下列步骤：

形成参数值的时间平均值；

将参数划分为段，每段位于所述参数和所述平均值的连续的交叉点之间；

确定在每段内的参数的极值，极值是呼气的开始或呼气的结束。

参数可以是呼吸量。由该方法确定的段包括呼气的开始或结束。如果一段包括呼气的开始，则下一段将包括那个呼气的结束，开始和结束定义单个呼吸。参数应提供呼吸模型的合理地准确的表示，但它在实际容量或排量方面来说不需要是准确的。该方法在平均值中存在错误时且对平均化的方法是鲁棒的。

时间平均值可包括移动平均值(例如指数移动平均值)和/或可使用低通滤波器(例如高斯滤波器)来形成。呼吸可从一个极值延长到第二个随后的极值。