[发明专利]通过语音分析估计肺容量

说明书

一种系统(20)包括电路(26，42)和一个或更多个处理器(28，36)，该一个或更多个处理器被配置为协同地执行过程，该过程包括：从电路接收表示由受试者(22)发出的语音的语音信号(62)，该语音包括一个或更多个语音片段，将语音信号分成多个帧(64)，使得帧的一个或更多个序列(66)分别表示语音片段，通过对每个序列计算在属于该序列的帧的期间由受试者呼出的空气的相应的估计的流速，并基于该估计的流速计算估计的空气总体积中相应的一个，来计算受试者在发出语音片段的同时呼出的相应的估计的空气总体积，并响应于该估计的空气的总体积，生成警报。还描述了其他实施例。

发明领域

本发明总体上涉及医疗诊断领域，并且尤其涉及肺容量的估计。

背景

医学界认识到肺容量的各种度量。例如，肺的肺活量(VC)被定义为深度吸气后肺中的空气体积和深度呼气后肺中的空气体积之差。潮气体积(TV)是正常吸气后的空气体积和正常呼气后的空气体积之差。(休息时TV可能低至VC的10％)。传统上，肺容量是在医院或诊所用肺活量计测量的。患有诸如哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)和充血性心力衰竭(CHF)的疾病的患者可能会经历肺容量减少。

美国专利申请公开2015/0216448(其公开内容通过引用并入本文)描述了用于测量用户肺活量和耐力以检测慢性心力衰竭、COPD或哮喘的计算机化方法和系统。该方法包括在用户的移动通信设备上提供客户端应用，所述客户端应用包括用于执行以下操作的可执行的计算机代码：指导用户用空气来填充他的肺，并在呼气的同时发出一定响度(分贝)范围内的语声；通过移动通信设备接收并登记所述用户的语声；停止语声的登记；测量在所述响度范围内的语声接收时间的长度；以及在移动通信设备屏幕上显示接收时间的长度。

国际专利申请公开WO/2017/060828(其公开内容通过引用并入本文)描述了一种包括网络接口和处理器的装置。处理器被配置为经由网络接口接收患有与过量流体的积聚相关的肺部病症的受试者的语音，通过分析语音识别语音的一个或更多个语音相关参数，响应于语音相关参数评估肺部病症的状态，并且响应于此而生成指示肺部病症的状态的输出。

国际专利申请公开WO/2018/021920描述了一种语音气流测量系统，该语音气流测量系统包括特征提取模块，该特征提取模块被配置为从至少第一传感器和第二传感器接收与用户相关联的输入信号，并且从输入信号的至少一部分确定气流的估计形状和/或速率。该系统还可以包括头戴式装置，该头戴式装置包括第一传感器，该第一传感器定位在用户的至少第一气流内；第二传感器，该第二传感器定位在用户的至少第二气流内；以及遮蔽构件，该遮蔽构件适于遮蔽第一传感器免受第二气流影响，该屏蔽构件适于在用户使用头戴式装置时在屏蔽构件和用户面部之间提供空气间隙。

美国专利申请公开2016/0081611描述了用于分析与人的健康相关的气流的信息处理系统、计算机可读储存介质和方法。一种方法包括：获得人的语言交流的音频样本，获得人的地理信息，基于地理信息查询远程服务器，以及从远程服务器获得附加信息，该附加信息与地理信息相关，以及从一段时间内的至少一个音频样本中提取幅度变化的轮廓，幅度变化的轮廓对应于人的气流分布(profile)的变化。该方法还包括将幅度变化的轮廓与气流相关健康问题的典型周期性发作相关联，并且至少基于附加信息来确定幅度变化的轮廓是否由与地理信息相关的至少一个局部环境因素造成。

美国专利6,289,313描述了一种通过观察从数字语音编码器输出的声道参数值来估计人类生理和/或心理状况的状态的方法。用户对他的设备说话，该设备将输入语音从模拟形式变换为数字形式，对导出的数字信号执行语音编码，并本地提供语音编码参数值以供进一步分析。存储的数学关系(例如用户特定的声道变换矩阵)被从存储器中检索并且用于计算相应的状况参数。基于这些计算的参数，可以导出用户状况的当前状态的估计。