本發明涉及醫療器械領域，更具體地，涉及一種氣道重開放時呼吸氣流刺激因素的評估方法及裝置。

背景技術：

睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(Sleep Apnea Hypopnea Syndrome,SAHS) 的發病率近年來逐步上升。睡眠呼吸暫停低通氣綜合征是指患者每晚睡眠過程中呼吸暫停反復發作30 次以上或者睡眠呼吸暫停低通氣指數(AHI)>＝ 5 次/ 小時并伴有嗜睡等臨床癥狀。該癥狀分為中樞型(CSAS)、阻塞型(OSAS) 與混合型(MSAS) 三種，其會導致患者睡眠時出現打鼾并伴有呼吸暫停和( 或) 呼吸淺表( 低通氣)、憋醒、白天過度嗜睡及夜間睡眠結構破壞等癥狀，除此之外還可能引起加重肺動脈高壓、肺源性心臟病、呼吸衰竭、高血壓、心律失常、腦卒中等疾病。SAHS 極大地影響了患者的生活質量，近年來逐漸被人們認識和重視。

睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的治療方法包括氣道正壓治療（CPAP為標準治療，此外還有BiPAP、APAP和ASV）；口腔矯治器治療和外科手術治療 （氣管切開、上氣道重塑：UPPP 和頦舌肌前移，上下頜骨前移、舌下神經電刺激治療）。PAP 治療是通過面罩向氣道輸送一定的氣流形成氣道內正壓以維持氣道開放，治療前需要進行滴定校準。目前，PAP治療仍是一線最有效的治療。

電刺激療法采用的是間歇刺激，即對吸氣進行刺激，吸氣開始時啟動刺激，吸氣結束時刺激終止。基礎治療參數為：初始刺激強度，需要適配，逐步滴定。

目前關于呼吸機所需觸發的大小和電刺激療法所需刺激的大小在開始時是需要進行逐步滴定的，現有滴定的方法，受滴定當時病人的狀態的影響不能精確反映所需刺激的大小，不能達到有效的治療。

技術實現要素：

本發明為解決以上現有技術的滴定方法不能確定氣道重開放時所需刺激大小的缺陷，提供了一種氣道重開放時呼吸氣流刺激因素的評估方法，該方法通過計算氣道重開放時肺部負壓變化及提取血氧信號中的血氧下降最大值和血氧下降的最大速率來對負壓因素刺激、化學因素刺激進行評估，因此能夠實質地確定氣道重開放時所需刺激大小。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

一種氣道重開放時呼吸氣流刺激因素的評估方法，包括以下步驟：

S1.分別采集氣道重開放時呼吸事件的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd來計算肺部的體積變化量；

S2.利用肺部的體積變化量計算得到肺部負壓變化；利用肺部負壓變化評估負壓因素刺激；

S3.采集氣道重開放時呼吸事件的血氧信號，計算血氧下降的最大值和最大下降速率來評估化學因素刺激；

S4.負壓因素刺激、化學因素刺激作為共同的刺激因素來評估氣道重開放所需的呼吸氣流刺激因素的大小。

優選地，所述方法利用以下公式來計算肺部的體積變化量dV：

dV=1.3Tho+Abd。

優選地，所述肺部負壓變化的計算過程如下所示：

P=NRT/V

其中V=V₀ +dV, V₀為肺體積均值，P為肺部負壓變化，N表示氣道阻塞時肺部氣體物質的量，其值為恒定；T表示人體溫度，R為理想氣體常數。

同時，本發明還提供了一種應用以上方法的裝置，該裝置的具體方案如下：

包括胸腹帶傳感器、血氧計、胸腹帶信號處理電路、血氧信號處理電路、模擬量-數字量轉換模塊和中央處理模塊；

其中胸腹帶傳感器用于采集氣道重開放時呼吸事件的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd；

血氧計用于采集氣道重開放時呼吸事件的血氧信號；

胸腹帶信號處理電路用于對采集的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd進行信號處理，然后將經過信號處理的信號傳輸至模擬量-數字量轉換模塊進行數字轉換；

所述血氧信號處理電路用于對采集血氧信號進行信號處理，然后將經過信號處理的信號傳輸至模擬量-數字量轉換模塊進行數字轉換；

所述中央處理模塊用于計算肺部的體積變化量及肺部負壓變化，并利用肺部負壓變化評估負壓因素刺激；以及用于計算血氧下降的最大值和最大下降速率來評估化學因素刺激，再將負壓因素刺激、化學因素刺激作為共同的刺激因素來評估氣道重開放所需的呼吸氣流刺激因素的大小。

優選地，所述胸腹帶傳感器、血氧計的采樣率為10hz以上。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明提供的方法通過計算氣道重開放時肺部負壓變化及提取血氧信號中的血氧下降最大值和血氧下降的最大速率來對負壓因素刺激、化學因素刺激進行評估，因此能夠實質地確定氣道重開放時所需刺激大小。同時本發明采用胸腹帶信號和血氧信號作為輸入信號，胸腹帶信號和血氧信號可長時間的連續監測，患者的生理負荷小。

附圖說明

圖1為胸腹帶傳感器的安裝示意圖。

圖2為本發明提供的方法的示意圖。

圖3為本發明提供的裝置的示意圖。

圖4為采集的信號的示意圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；

以下結合附圖和實施例對本發明做進一步的闡述。

實施例1

本發明提供了一種氣道重開放時呼吸氣流刺激因素的評估方法，如圖2所示，包括以下步驟：

S1.分別采集氣道重開放時呼吸事件的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd來計算肺部的體積變化量；采集的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd如圖4所示。

S2.利用肺部的體積變化量計算得到肺部負壓變化；利用肺部負壓變化評估負壓因素刺激；

S3.采集氣道重開放時呼吸事件的血氧信號，計算血氧下降的最大值和最大下降速率來評估化學因素刺激；采集的血氧信號如圖4所示

S4.負壓因素刺激、化學因素刺激作為共同的刺激因素來評估氣道重開放所需的呼吸氣流刺激因素的大小。

上述方案中，所述方法利用以下公式來計算肺部的體積變化量dV：

dV=1.3Tho+Abd。

上述方案中，所述肺部負壓變化的計算過程如下所示：

P=NRT/V

其中V=V₀ +dV, V₀為肺體積均值，P為肺部負壓變化，N表示氣道阻塞時肺部氣體物質的量，其值為恒定；T表示人體溫度，R為理想氣體常數。

實施例2

本實施例提供了一種應用以上方法的裝置，如圖3所示，該裝置的具體方案如下：

包括胸腹帶傳感器、血氧計、胸腹帶信號處理電路、血氧信號處理電路、模擬量-數字量轉換模塊和中央處理模塊；

其中胸腹帶傳感器用于采集氣道重開放時呼吸事件的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd；

血氧計用于采集氣道重開放時呼吸事件的血氧信號；

胸腹帶信號處理電路用于對采集的胸帶信號Tho和腹帶信號Abd進行信號處理，然后將經過信號處理的信號傳輸至模擬量-數字量轉換模塊進行數字轉換；

所述血氧信號處理電路用于對采集血氧信號進行信號處理，然后將經過信號處理的信號傳輸至模擬量-數字量轉換模塊進行數字轉換；

所述中央處理模塊用于計算肺部的體積變化量及肺部負壓變化，并利用肺部負壓變化評估負壓因素刺激；以及用于計算血氧下降的最大值和最大下降速率來評估化學因素刺激，再將負壓因素刺激、化學因素刺激作為共同的刺激因素來評估氣道重開放所需的呼吸氣流刺激因素的大小。

其中胸腹帶傳感器的安裝原則是：保持一定的張力，并牢固固定。安裝時患者患者最好處于仰臥位，這樣可以有效地避免因體位的變化所引起的最大腹圍平面的位移。胸帶傳感器安放的位置及固定：安裝的原則是安裝在“最大呼吸運動平面”。一般安裝在第五肋與第六肋之間，腹帶傳感器安裝在肚臍旁開一掌處。血氧計的安放原則是：右手食指插入指尖血氧計中即可測量，如圖1所示。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。