[发明专利]确定呼吸参数

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年7月9日提交的美国临时申请号61/844182的优先权， 其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及通过使用测量的和/或已知的输入参数来推算(例如，计算) 呼吸健康参数的方法和/或推算(例如，计算)肺功能参数的方法。

背景技术

绝对肺容积是肺生理和诊断的关键参数，但在活个体中对其进行测量却 不容易。相对简单的是测量从受试者口中呼出的空气量，但是在完整呼气结 束时，显著量的空气留在肺中，因为肺和胸壁(包括肋)的机械性能不允许 肺完全塌陷。在完整呼气结束时残留在肺中的气体被称为剩余量(RV)，并 且在疾病方面可以显著地增加或减小。最大吸气结束时肺中的气体的总体积 被称为肺总量(TLC)。TLC包括RV加上可吸入或呼出的气体的最大量， 这被称为肺活量(VC)。然而，在正常呼吸过程中，受试者不清空肺部下降 至RV或者膨胀肺部至TLC。如从完整呼气中很明显，正常呼吸结束时残留 在肺中的气体的量被称为功能残气量(FRC)或胸气体积(TGV)，这取决 于所进行的测量的方式。为简单起见，当该体积由惰性气体稀释技术测量时， 其将被称为FRC，并且当其由包括气体压缩的气压技术测量时，这将被称为 TGV，如在本申请中所描述。

为了确定以TLC、FRC、TGV或RV的气体在肺中的总体积，可以使用 间接的方法，因为不可能从肺中完全呼出所有气体。用于测量人类肺体积的 可接受技术包括，例如：(1)全身体积描记法，其中受试者努力呼吸抵抗气 密室内的障碍物，并且通过波义耳定律来计算TGV，障碍物的患者侧上的 压力变化可以与该腔中的压力变化有关；(2)多呼吸氦气稀释，其涉及通过 在受试者肺中的气体来稀释已知浓度和体积的氦气；(3)氮刷洗，其中在呼 出具有100％氧气的已知气体体积时，恢复正常大气氮浓度所需的时间用来 推算肺容积；(4)计算机断层摄影术，其中肺的三维成像用来推算肺容积； 以及(5)胸部X线检查，其中由胸部X线检查来推算肺容积。然而，最常 用的技术是气体稀释和全身体积描记法。

虽然用于测量人类肺容积的上述技术被认为是可接受的，但这样的技术 可能会产生不期望的测量不准确性，可能需要复杂和/或昂贵的设备，或者可 能难以执行。例如，气体稀释涉及由受试者肺中的气体稀释已知浓度和体积 的惰性气体，且关键取决于标记气体和肺气体的完全混合。对于因疾病而气 体混合不好的受试者来说，这种技术非常不准确，并且通常低估了真正的 FRC。全身体积描记法通常被认为精确测量TGV，即使是患病受试者，但需 要复杂和昂贵的设备并且难以执行。然而，一些研究已经表明，全身体积描 记法可能高估严重受堵患者的肺容积。

一旦计算了FRC(例如通过气体稀释法确定)或TGV(例如通过全身 体积描记法确定)，则通过可以从正常呼气结束时呼出的气体额外体积(呼 气量，ERV)和可以从正常呼气结束时被吸入的额外体积(吸气量，IC)的 肺活量测定的测量允许计算TLC和RV。

这三个重要的指标(TLC、RV和FRC或TGV)通过下式相互关联：RV ＝FRC–ERV、TLC＝FRC+IC和TLC＝RV+ERV+IC＝RV+VC。

如果FRC由气体稀释确定且TGV由气压方法确定，则TGV和FRC之 间的差是肺中通风不良或“困气”的体积的量度，尽管是近似的。

对健康受试者来说，TGV和FRC约等于有很少或没有受困的气体，因 此就实际问题而言，在本公开中，术语TGV应当用作FRC的同义词。总之， 绝对肺体积(例如TLC、TGV和RV)的确定对于评估肺功能可能至关重要， 但不容易由现有技术来确定。

发明内容

在一个总的实施方式中，一种肺测量系统包括肺测量装置，其包括具有 气流路径的吹口和定位在所述气流路径中的传感器；和控制器，其可通信地 联接到所述传感器。所述控制器包括处理器和存储在存储器中的指令，所述 控制器可操作成采用所述处理器来执行所述指令，以执行包括以下的操作： 确定来自所述传感器的测量；确定存储在所述存储器中的特定方程，所述特 定方程通过使用数据分析而被开发并且包括基于所确定的测量的输入参数； 以及基于所确定的测量与特定方程，确定绝对肺容积的值。

在与一般实施方式相组合的第一方面，所述传感器包括气流传感器或压 力传感器中的至少一个。