用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的系統(tǒng)和方法。如本文中所述的呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備可包括具有第一端和第二端的儲霧罐部分，其中所述第一端包括患者界面且所述第二端包括呼吸治療裝置。例如麥克風(fēng)的監(jiān)測裝置并入到所述儲霧罐部分中，以便記錄來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音。所述聲音可被處理并以其它方式分析，以自其導(dǎo)出一個或多個特性。這些特性可用于作出與所監(jiān)測和治療的患者相關(guān)的一個或多個判斷。
【專利說明】用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的系統(tǒng)及方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]呼吸疾病通常使用呼吸治療裝置來應(yīng)對。例如，可使用例如計量吸入器(MDI)的藥品輸送裝置以及其它藥品輸送裝置來提供對患者的呼吸系統(tǒng)的治療/療法。MDI和其它藥品輸送裝置(例如，干粉式吸入器、霧化器等)可與儲霧罐、帶閥腔室或其它器具相結(jié)合，以幫助患者(例如，兒童)使所輸送藥品的吸入?yún)f(xié)調(diào)。其它呼吸治療裝置包括呼吸機(jī)、氣道正壓通氣(PAP)裝置、和/或?qū)饬骰驂毫α魈峁┙o患者的呼吸系統(tǒng)的其它裝置。通常，還使用面罩或其它患者界面以有利于呼吸治療。
[0003]呼吸疾病治療和應(yīng)對通常還涉及肺功能的監(jiān)測。這有時是使用最大流量計(PFM)來實(shí)現(xiàn)的，以檢測即將發(fā)生的有害事件(惡化)、評估患者病情、評估疾病狀況和/或評估治療/應(yīng)對進(jìn)展。然而，PFM需要患者的協(xié)同操作，因此其有用性取決于患者的努力。因此，PFM及其它與努力有關(guān)的監(jiān)測方法對于用于兒童來說并不是有利的。
[0004]肺音的監(jiān)測可為肺的監(jiān)測提供與努力無關(guān)的方法。然而，由于呼吸治療裝置(例如藥品源、呼吸機(jī)等)完全獨(dú)立于基于聲音的肺監(jiān)測系統(tǒng)，因此甚至在使用肺音監(jiān)測的情況下進(jìn)行完全治療和監(jiān)測也是較困難的。相應(yīng)地，系統(tǒng)設(shè)置可能是難以處理且易出問題的，尤其是在用于兒童時。此外，獨(dú)立的系統(tǒng)導(dǎo)致要求患者除了治療方案之外還要獨(dú)立地執(zhí)行監(jiān)測方案。這使患者產(chǎn)生了額外的努力，這可能導(dǎo)致缺乏對所規(guī)定的協(xié)議中的任一個或兩個的順應(yīng)性。其它困難包括與肺音事件和治療事件的協(xié)調(diào)相關(guān)的困難。獨(dú)立的系統(tǒng)還增加了成本、設(shè)置和移除時間、患者不舒適度、和/或呈現(xiàn)其它困難。
[0005]這些問題和其它問題都是存在的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]相應(yīng)地，本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的目的是提供一種用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備，所述設(shè)備包括:具有第一端和第二端的儲霧罐部分，所述第一端具有被配置成接合患者的呼吸系統(tǒng)的患者界面；連接到所述儲霧罐部分的所述第二端的至少一個呼吸治療裝置；以及連接到所述儲霧罐部分的被配置成監(jiān)測來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音的監(jiān)測部分。
[0007]本發(fā)明 的一個或多個實(shí)施例的另一方面是提供一種用于提供組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的方法，所述方法包括:將組合式呼吸治療和監(jiān)測設(shè)備接合到患者的呼吸系統(tǒng)，所述設(shè)備包括:具有第一端和第二端的儲霧罐部分，所述第一端具有患者界面；連接到所述儲霧罐部分的所述第二端的至少一個呼吸治療裝置；以及連接到所述儲霧罐部分的監(jiān)測部分；使用所述監(jiān)測部分來監(jiān)測所述設(shè)備內(nèi)的聲音；以及將來自所述呼吸治療裝置的呼吸治療經(jīng)過所述儲霧罐部分傳送給所述患者的呼吸系統(tǒng)。
[0008]一個或多個實(shí)施例的另一方面是提供一種用于組合式呼吸治療傳送和呼吸監(jiān)測的設(shè)備，所述設(shè)備包括:具有第一端和第二端的儲霧罐裝置，所述第一端具有被配置成接合患者的呼吸系統(tǒng)的患者界面；連接到所述儲霧罐裝置的所述第二端的呼吸治療裝置；以及連接到所述儲霧罐裝置的被配置成監(jiān)測來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音的監(jiān)測裝置。
[0009]在參考附圖來考慮下列說明和隨附權(quán)利要求時，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和特性、以及相關(guān)結(jié)構(gòu)元件的操作方法和功能、部件組合、制造的經(jīng)濟(jì)性將變得顯而易見，所有的附圖、說明和權(quán)利要求都形成本說明書的一部分，其中相似的元件符號標(biāo)示各圖中的對應(yīng)部分。然而，將清楚地了解，所述圖僅是出于示例性和描述目的，且并不打算作為對本發(fā)明范圍的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備的例子。
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備的分析部分的例子。
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的過程的例子。
[0013]圖4為呼吸音記錄的時頻譜圖的例子。
[0014]圖5A為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的用于哮鳴音(wheeze)提取的呼吸音處理的例子。
[0015]圖5B為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的輸入譜圖和指示哮鳴音的譜圖的例子。
[0016]圖6A-6D為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備的例子。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如本文中所使用，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)形式在內(nèi)，除非上下文明確地指示為并非如此。如本文中所使用，只要出現(xiàn)了聯(lián)結(jié)，兩個或更多個部件或組件“相聯(lián)接”的陳述就應(yīng)指所述部件直接地或間接地(即通過一個或多個中間部件或組件)結(jié)合在一起或一起操作。如本文所使用，“直接聯(lián)接”是指兩個元件直接彼此接觸。如本文中所使用，“固定地聯(lián)接”或“固定”是指兩個組件相聯(lián)接，以便整體地移動、同時維持相對于彼此的恒定取向。
[0018]如本文中所使用，詞語“單一”是指將組件形成為單個整體或單元。也就是說，包括被獨(dú)立地形成且然后聯(lián)接在一起作為單元的多個零件的組件并非“單一”組件或主體。如本文中實(shí)施，兩個或更多個部件或組件彼此“接合”的陳述應(yīng)指所述部件相對于彼此直接地或通過一個或多個中間部件或組件施加力。如本文中所實(shí)施，術(shù)語“數(shù)目”應(yīng)指一個或大于一個的整數(shù)(即，多個)。
[0019]本文中所使用的方向短語，例如但不限于頂部、底部、左邊、右邊、上部、下部、前面、后面及其衍生詞是指圖中所示的元件的取向，且并非限制權(quán)利要求，除非在權(quán)利要求中明確地表示為如此。
[0020]本文中所述的系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)了組合式呼吸治療和高順應(yīng)性呼吸監(jiān)測。在一些實(shí)施例中，呼吸監(jiān)測需要很小直至不需要來自患者的努力或呼吸行動，并提供改善的患者體驗(yàn)。在一些實(shí)施例中，這些系統(tǒng)和方法在涉及需要每日使用的(或者差不多頻繁的)計量吸入器(MDI)的治療中可能是有用的。在一些實(shí)施例中，這些系統(tǒng)在涉及呼吸機(jī)或其它基于流量或壓力的呼吸治療裝置的治療中可能是有用的。因此，組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測可無需患者或臨床醫(yī)生的任何額外努力而獲得每日的數(shù)據(jù)。由于MDI在哮喘病人當(dāng)中是常見的，因此由于聲音指標(biāo)(例如，哮鳴音)在哮喘應(yīng)對中極具信息性，聲音監(jiān)測對于監(jiān)測哮喘指標(biāo)可能是尤其有利的。
[0021]圖1示出了設(shè)備100，所述設(shè)備是用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備的例子。在一些實(shí)施例中，設(shè)備100包括儲霧罐部分101、呼吸治療裝置103、監(jiān)測裝置105、和/或其它元件。
[0022]在一些實(shí)施例中，儲霧罐部分101可將呼吸治療裝置103與患者分離開，以便更好地協(xié)調(diào)患者吸氣與呼吸治療和/或提供其它特征。在一些實(shí)施例中，儲霧罐部分101包括主體107，所述主體可具有第一端和第二端。在一些實(shí)施例中，主體107可為或可包括塑料、玻璃、聚合物或其它材料的圓柱體。在一些實(shí)施例中，主體107可為或可包括帶閥保持腔室。所述帶閥保持腔室中可具有閥，用于將呼吸治療以門控方式傳送給患者和/或用于提供其它特征。
[0023]在一些實(shí)施例中，主體107可包括在其第一端處的患者界面109。在一些實(shí)施例中，患者界面109可為或可包括吹口(mouthpiece)、面罩、管道、或者與患者的呼吸系統(tǒng)交接的其它界面。在一些實(shí)施例中，主體107可包括在其第二端處的呼吸治療裝置適配器
111。在一些實(shí)施例中，呼吸治療裝置適配器111可為或可包括用于主體107的第二端的封蓋或蓋帽，所述封蓋或蓋帽中具有用以接納呼吸治療裝置103的輸出端的開口。在一些實(shí)施例中，所述開口被設(shè)定尺寸和/或包括柔性材料(例如，橡膠)以便與呼吸治療裝置103的輸出端形成密封，使得 僅將來自呼吸治療裝置103的材料/氣體傳送給儲霧罐部分101并最終傳送給患者。
[0024]在一些實(shí)施例中，呼吸治療裝置103可為或可包括藥劑/藥品的源(“藥品源”)。例如，在一些實(shí)施例中，藥品源可包括計量吸入器(MDI)，所述計量吸入器具有主體113和壓縮藥品源115。主體113可包括煙霧器/霧化器/噴霧器(未示出)，在從壓縮藥品源115釋放藥品時藥品通過所述煙霧器/霧化器/噴霧器被霧化(例如，通過未示出的基于壓力的釋放閥)。可用作呼吸治療裝置103的MDI的例子可包括通常用于治療成人及兒童哮喘的吸入器。在一些實(shí)施例中，用作呼吸治療裝置103的吸入器可包括吹口，在一些例子中，所述吹口由患者使用以與患者的嘴部/呼吸系統(tǒng)交接。在一些實(shí)施例中，該吹口可為呼吸治療裝置103的輸出端，其裝配于藥品源適配器111的一定大小的開口中。在一些實(shí)施例中，可使用除MDI之外的藥品源(例如，干粉吸入器、霧化器等)。
[0025]在一些實(shí)施例中，與本文所述的系統(tǒng)和方法一起使用的呼吸治療裝置可為或可包括將氣流提供給患者的呼吸系統(tǒng)的裝置。例如，所述呼吸治療裝置可為用于治療多種病恙/狀況的呼吸機(jī)或呼吸裝置(例如，見圖6D)。在一些實(shí)施例中，所述呼吸治療裝置可包括氣道正壓通氣(PAP)裝置。
[0026]在一些實(shí)施例中，監(jiān)測裝置105可為或可包括麥克風(fēng)或其它聲音接收裝置。例如，在一些實(shí)施例中，監(jiān)測裝置105可包括聲音接收部分119、主體121、一個或多個連接部123和/或其它元件。聲音接收部分119可包括麥克風(fēng)尖端，所述麥克風(fēng)尖端接收來自儲霧罐部分101的主體107內(nèi)的聲音。例如，這些聲音可包括使用設(shè)備100的患者的呼吸音(例如，吸氣音、呼氣音、哮鳴音、爆裂音(crackle)或其它呼吸音)。這些聲音還可包括與傳送呼吸治療有關(guān)的聲音，例如與儲霧罐部分101內(nèi)的氣流有關(guān)的聲音(其可由患者的呼吸、由呼吸治療裝置和/或其它源引起)、與呼吸治療裝置的激發(fā)或其它操作有關(guān)的聲音(例如，藥品傳送裝置的激發(fā)、呼吸機(jī)組件的操作、或呼吸治療裝置的其它操作音)和/或其它聲音。
[0027]在一些實(shí)施例中，為了接收這些聲音，聲音接收部分119可被設(shè)置在儲霧罐部分101的主體107內(nèi)。在一些實(shí)施例中，該定位可由適配器117促成，所述適配器可為或可包括襯圈、環(huán)(例如，剛性的、彈性的)或附接到主體107并將監(jiān)測裝置105的主體121保持到儲霧罐部分101的主體107的其它裝置。盡管在圖1中示出為設(shè)置于儲霧罐部分101的主體107內(nèi)，但監(jiān)測裝置105可連接到患者界面109、藥品源適配器111、和/或以其它方式附接，以便對患者的呼吸音或來自用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備內(nèi)的聲音進(jìn)行取樣。
[0028]在一些實(shí)施例中，可使監(jiān)測裝置的布置不會(或最小程度地)阻礙將治療(例如，氣流或藥品流)提供給患者。例如，圖1示出將聲音接收部分119定位于儲霧罐部分101的上部部分中，以便避免干擾治療的傳送。圖6B-6C示出將監(jiān)測裝置布置在儲霧罐部分的孔或?qū)Ｓ貌糠稚戏?，使得監(jiān)測裝置不會突出(或最小程度地突出)到裝置的儲霧罐部分的主體內(nèi)。圖6D示出監(jiān)測部分685可位于裝置的儲霧罐部分681的背部(例如，鄰近呼吸治療裝置683的入口且與儲霧罐部分681的最接近患者界面687的一端相對)。可使用監(jiān)測裝置的其它布置。
[0029]由聲音接收部分119接收/監(jiān)測的聲音可被傳輸?shù)椒治霾糠?25 (例如，通過連接部123)以進(jìn)行儲存和/或分析。圖2示出了可與設(shè)備100 —起使用的分析部分125的例子。分析部分125可為或可包括一個或多個計算裝置201，所述計算裝置提供與監(jiān)測裝置105所監(jiān)測的聲音有關(guān)的儲存、分析和/或輸出。分析部分125的一個或多個計算裝置201可包括一個或多個數(shù)據(jù)處理裝置(例如，微處理器)、易失性和/或非易失性存儲器裝置(例如，硬盤、隨機(jī)存取存儲器(RAM)等)、通信界面、輸入/輸出裝置、和/或其它元件。在一些實(shí)施方案中，一個或多個計算裝置201可運(yùn)行、執(zhí)行、或主控分析應(yīng)用程序203，所述分析應(yīng)用程序可為或可包括具有一個或多個模塊205a-205n的軟件應(yīng)用程序。模塊205a_205n可包括用于使一個或多個計算裝置201的一個或多個處理器執(zhí)行與呼吸音和/或其它聲音的分析有關(guān)的特征和功能中的一個或多個的指令，例如接收來自裝置100內(nèi)(例如，來自監(jiān)測裝置105)的聲音、儲存所接收的聲音、分析/過濾/處理所接收的聲音、至少部分地基于所接收的聲音產(chǎn)生一個或多個輸出(例如，作出診斷或治療判斷)和/或其它特征和功能。
[0030]在一些實(shí)施例中，一個或多個計算裝置201可通過有線連接(例如，連接部123)、通過無線連接、和/或二者的組合來接收和發(fā)送信息。在一些實(shí)施例中，一個或多個計算裝置201可接收和發(fā)送信息，或者以其它方式連接到一個或多個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、和/或其它計算網(wǎng)絡(luò)。
[0031]圖3示出了過程300，這是用于提供組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的過程。過程300可包括操作301，其中將用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備(例如，設(shè)備100、600、630、660、680，或者根據(jù)本文中所提供的描述的其它裝置)與患者接合在一起。在一些實(shí)施例中，這可包括患者將患者界面(例如，患者界面109)置于患者嘴里(例如，當(dāng)界面為吹口時)或嘴部上方(例如， 當(dāng)界面為面罩時)。也可使用其它方法將用于組合式藥品傳送和呼吸監(jiān)測的設(shè)備接合到患者(例如，通過經(jīng)氣管導(dǎo)管(trans-tracheal tube)、通過插管法坐^
寸/ O
[0032]在操作303中，可開始所述設(shè)備(例如，設(shè)備100的監(jiān)測裝置105)對患者的呼吸音或設(shè)備內(nèi)的其它聲音的監(jiān)測。該監(jiān)測可包括記錄/檢測患者的氣息和其它呼吸音，例如吸氣音、呼氣音、哮鳴音、爆裂音、和/或其它呼吸音。該監(jiān)測也可包括記錄/檢測其它聲音，例如設(shè)備內(nèi)的與流動有關(guān)的聲音、呼吸治療裝置的操作、或其它聲音。所監(jiān)測的聲音可通過計算機(jī)實(shí)施的裝置(例如，分析部分125的計算裝置201)記錄/儲存于模擬錄音裝置(例如，磁帶錄音機(jī))、數(shù)字錄音裝置(例如，數(shù)碼錄音器)上，或以其它方式儲存。在一些實(shí)施例中，聲音的監(jiān)測可針對預(yù)定時間段進(jìn)行或可無期限地進(jìn)行。
[0033]操作303的監(jiān)測可在執(zhí)行呼吸治療之前、期間、和/或之后進(jìn)行，或者可獨(dú)立于呼吸治療。監(jiān)測的持續(xù)時間可基于特定分析的需要來判斷(例如，一個呼吸循環(huán)、2個循環(huán)、3個循環(huán)或更多)。在一些實(shí)施例中，監(jiān)測事件可一天進(jìn)行一次。在一些實(shí)施例中，監(jiān)測事件可根據(jù)需要或在必要時更頻繁或更不頻繁地進(jìn)行。
[0034]在操作305中，可從設(shè)備傳送呼吸治療。例如，可將藥品或其它治療物質(zhì)從設(shè)備傳送給患者。如果將計量吸入器附接到呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備的一部分，則患者、醫(yī)學(xué)專業(yè)人員或其它人員可致動所述計量吸入器，使得將藥品被釋放給患者?；颊呖晌胨尫诺乃幤?，從而將其傳送到呼吸系統(tǒng)。所傳送的藥品的一個例子可包括各種支氣管擴(kuò)張劑中的任何一種或多種，例如用于治療哮喘的那些。也可使用其它藥品。
[0035]如本文所述，盡管將設(shè)備103示出為藥品傳送設(shè)備(MDI)，但在操作305中提供的處理未必是藥品傳送。例如，在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備可包括將空氣流提供給患者的呼吸機(jī)或其它呼吸治療裝置。在 一些實(shí)施例中，所檢測/記錄的呼吸音并不限于與哮喘或COPD相關(guān)的那些聲音，而是可為提供與肺炎或其它呼吸病況有關(guān)的信息的那些聲音。
[0036]在操作307中，可分析所監(jiān)測的聲音。在一些實(shí)施例中，該操作可包括由用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備的分析部分(例如，設(shè)備100的分析部分125)接收被監(jiān)測聲音。所述分析部分可包括用于從監(jiān)測部分(監(jiān)測部分105)接收聲音數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接收模塊(例如，模塊205a-205n中的一個)。
[0037]在操作307中執(zhí)行的分析的一個例子中，可從被監(jiān)測的聲音中提取哮鳴音以用于判斷哮喘患者的呼吸系統(tǒng)的狀態(tài)。圖4示出了患者呼吸音的聲音記錄(以頻率對時間來繪制譜圖)。記錄401示出了使用氣管設(shè)置的呼吸音的記錄，而記錄403示出了從呼吸治療設(shè)備的儲霧罐獲取的相同呼吸音的記錄。如圖4中顯而易見，在時頻譜圖中哮鳴音明顯表現(xiàn)為具有窄頻帶和通常發(fā)生頻率變化的特性的高強(qiáng)度曲線。主流觀點(diǎn)認(rèn)為，基于氣管的聲音監(jiān)測對于某些監(jiān)測而言是必要的(例如，哮鳴音檢測)。然而，圖4示出，由患者產(chǎn)生的哮鳴音可使用安裝于儲霧罐中的監(jiān)測器來檢測，且因此獨(dú)立的、置于氣管中的監(jiān)測器并非為必要的。盡管記錄403包括較差的信噪比，但哮鳴音仍清晰可見，因此顯示出基于藥品傳送設(shè)備的監(jiān)測的可行性。
[0038]由于在基于儲霧罐的記錄中存在正常的寬頻帶呼吸音且存在前述噪音，因此可執(zhí)行某些處理以增強(qiáng)哮鳴音(或其它聲音)檢測。用于檢測哮鳴音的過程和程序可類似地適用于檢測爆裂音。本文所述的示例性過程是基于常規(guī)的一維濾波、然后是對呼吸音記錄的聲譜圖應(yīng)用圖像處理技術(shù)二者的組合的。
[0039]哮鳴音在時頻平面中展現(xiàn)非豎直窄頻帶邊緣(即，哮鳴音擁有音樂般的特性)這一事實(shí)可用于進(jìn)行檢測。這些非豎直窄頻帶邊緣使得能夠區(qū)分哮鳴音和背景寬頻帶呼吸音。爆裂音在時頻平面中展現(xiàn)(近)豎直窄頻帶邊緣，這也可使得能夠區(qū)分爆裂音和背景寬頻帶呼吸音。相應(yīng)地，這些(近)豎直窄頻帶邊緣可用于區(qū)分爆裂音和背景呼吸音。
[0040]圖5A提供示例性的哮鳴音檢測過程500。然而，如上文所討論，可使用經(jīng)過修改的過程來檢測其它呼吸音，例如爆裂音或其它呼吸音。另外，可使用其它過程來檢測哮鳴音或其它呼吸音。
[0041]過程500可包括初始化操作501，其中規(guī)定各種參數(shù)。這可包括與頻譜分析有關(guān)的參數(shù)，例如用于計算短時傅立葉變換(STFT)的快速傅立葉變換(FFT)長度、用于在STFT計算期間漸縮的窗口、窗口之間的重疊等。另外，也可規(guī)定所采用的帶通濾波器(BPF)的截止頻率、一些閾值、和用于哮鳴音檢測的一些準(zhǔn)則。
[0042]在操作503中，可對所記錄的數(shù)據(jù)樣本重新取樣以用于進(jìn)一步分析。例如，在一些例子中，可用(例如)44100Hz的頻率來對所記錄的數(shù)據(jù)樣本取樣?？捎?1025Hz或便于進(jìn)一步處理的其它頻率對這些樣本重新取樣。
[0043]在操作505中，可將帶通濾波器(BPF)應(yīng)用于所述樣本以濾除低頻率和高頻率。這樣做是因?yàn)?，已知在此類頻率中(幾乎)不存在哮鳴音。相應(yīng)地，使用PBF來去除噪音和其它非期望的頻譜內(nèi)容物。
[0044]在操作507中，可計算短時傅立葉變換(STFT)。在一些例子中，僅使用STFT的量值。這通常稱為聲譜圖。聲譜圖的譜圖清楚地展現(xiàn)了哮鳴音(如果存在)，而STFT的相位譜圖并不展現(xiàn)。其中聲譜圖具有某些絕對量值的時頻平面部分并非特別關(guān)注的。而是，更關(guān)注升至高于當(dāng)?shù)睾粑尘暗恼l帶信號成分。出于該原因，可在操作509中通過應(yīng)用對數(shù)(dB)函數(shù)來限制動態(tài)范圍。
[0045]為了使后續(xù)分析盡可能地獨(dú)立于選定的參數(shù)值，且為了降低不同記錄條件和不同主體的影響，可在操作511中將所述聲譜圖標(biāo)準(zhǔn)化。具體地講，以使得以dB表示的聲譜圖(即，通過操作509中的對數(shù)函數(shù)的應(yīng)用)的最小值和最大值分別給定為O和I的方式來轉(zhuǎn)化和比例縮放所述聲譜圖。
[0046]為了去除噪音和呼吸背景，可在操作513中執(zhí)行平滑化和頻譜刪減。得自操作513的聲譜圖/圖像則可通過在操作515中閾值化而被轉(zhuǎn)換成黑白圖(BW)。有效地，獲得邏輯值為O和I的圖像，其中I表示哮鳴音候選者。
[0047]在操作517中，操作515的結(jié)果可經(jīng)受形態(tài)學(xué)圖像處理運(yùn)算，例如圖像的開、閉、膨脹和侵蝕。在一些例子中，可僅使用(二態(tài))圖像開運(yùn)算。
[0048]在操作519中，判斷其像素相連的圖像成分。在操作521中，計算每個成分的一個或多個性質(zhì)，例如，面積、最大寬度(表示持續(xù)時間)、最大高度(表示頻率變化)和/或其它性質(zhì)。
[0049]在操作523中，將具有某些性質(zhì)的相連成分選定為哮鳴音。例如，成分的面積需要位于某一區(qū)間內(nèi)，且每個成分的持續(xù)時間和頻率變化必須分別大于和小于某些界值。
[0050] 最后，在操作525中，針對每個相連成分來計算哮鳴音特征，例如持續(xù)時間和頻率變化。這些特征可用于定義哮鳴嚴(yán)重程度的總體測量結(jié)果，例如患者出現(xiàn)哮鳴的時間百分t匕。圖5B示出了譜圖550和560，所述譜圖示出了對所記錄數(shù)據(jù)應(yīng)用所述算法的例子。譜圖550示出了輸入信號，而譜圖560示出了識別到/檢測到的哮鳴音的輸入信號。[0051]在一些實(shí)施方案中，可使用所提取的哮鳴音來判斷患者出現(xiàn)哮鳴的時間百分比、估計哮鳴音的強(qiáng)度、哮鳴音的頻率和/或患者的其它度量。這些特性可用于監(jiān)測患者的呼吸系統(tǒng)的狀態(tài)、調(diào)整治療參數(shù)、和/或用于其它目的。例如，呼吸音可用于反映哮喘控制水平。在一些實(shí)施例中，此控制水平或聲音數(shù)據(jù)的其它用途可通過顯示器用視覺方式顯示給用戶，例如通過一系列燈光、文本顯示或其它顯示。在一些實(shí)施方案中，聲音數(shù)據(jù)可用作判斷藥物水平的輸入值(例如，遞升/遞減情境)。在一些實(shí)施例中，可將數(shù)據(jù)儲存和傳遞給醫(yī)學(xué)專業(yè)人員或其它人員，以便能夠估計長期的趨勢，使得可相應(yīng)地更改治療方案。
[0052]盡管已關(guān)于提取哮鳴音來描述了上述聲音處理，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，也可使用類似操作來處理/提取爆裂音或其它聲音。來自患者的呼吸系統(tǒng)的爆裂音可指示慢性阻塞性肺疾病(COPD)。可從呼吸音中處理/提取其它類型的聲音以結(jié)合哮喘、COPD和/或其它呼吸病恙使用。 [0053]任何處理(例如，去噪、去卷積)和/或其它分析(例如，哮鳴音檢測)均可由特定地為此類處理和分析而編程的用于組合式藥品傳送和呼吸監(jiān)測的設(shè)備的分析部分的一個或多個模塊(例如，分析部分125的模塊205a-205n中的一個或多個)執(zhí)行。上述哮鳴音提取過程僅為一個例子?？蓪碜杂糜诮M合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備的聲音數(shù)據(jù)執(zhí)行其它分析，包括檢測呼吸方式或其它呼吸特性，例如爆裂音的存在(例如，針對COPD患者)。在一些實(shí)施例中，可用與本文所給例子的順序不同的順序來執(zhí)行處理步驟。
[0054]所監(jiān)測聲音的分析也可用于判斷(例如，通過計算機(jī)實(shí)施的分析部分125)呼吸治療裝置是否將預(yù)期呼吸治療有效地傳送給患者的呼吸系統(tǒng)?；谠撆袛?，可制定一個或多個建議或指令(例如，由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員或由分析部分125)，以修正呼吸治療裝置的使用，從而確保呼吸治療正將預(yù)期的呼吸治療有效地傳送給患者。例如，可檢測并分析來自呼吸治療裝置的藥品突釋的激發(fā)、振蕩音和/或其它聲音，以作出與呼吸治療的有效性有關(guān)的一個或多個判斷。例如，藥品源的激發(fā)和吸氣之間的時間(其可使用呼吸音來檢測)不應(yīng)超過某一計算好的閾值。如果超過此閾值，則可調(diào)整激發(fā)藥品源的時序。在另一例子中，可分析在吸氣或呼氣期間的噪音量，以判斷氣流強(qiáng)度以及是否需要調(diào)整此流量。例如，基于該流量，可調(diào)整藥物/藥品傳送的時序(例如，如果吸氣流量過高，則藥品可被傳送到喉嚨而非肺部，這并非期望的；因此，可基于該流量估計來調(diào)整流量，使得將藥品適當(dāng)?shù)貍魉偷椒尾?。
[0055]返回到圖3，在操作309中，可使用所分析/所處理的數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)作出一個或多個判斷。例如，如本文中所討論，可基于所分析的數(shù)據(jù)來制定或更改對患者的治療(例如，哮鳴音速率可導(dǎo)致分配給患者的藥品的增加或減少)。在另一例子中，可使用所分析的數(shù)據(jù)來判斷患者狀態(tài)或診斷(例如，可使用哮鳴音速率來診斷患有哮喘的患者)。這些判斷可由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員或其它人員作出，或者可由一個或多個計算機(jī)實(shí)施的模塊(例如，模塊205a-205n)作出(或輔助)，所述模塊中具有有利于此類決策的規(guī)則或決策制定邏輯(例如，密集/較頻繁的哮鳴音=較高或較頻繁的藥品劑量)。在一個例子中，由一個或多個計算機(jī)實(shí)施的模塊作出的判斷可包括“請教醫(yī)學(xué)專業(yè)人員”的建議(例如，由于檢測到情況變糟)。在一些實(shí)施例中，這些判斷可為基于呼吸音的單次測量的。然而，在一些實(shí)施例中，也可使用聲音取樣的趨勢來作出這些判斷。例如，如果哮鳴音的量迅速增加，則可作出“去看醫(yī)生”的判斷。在另一例子中，如果檢測到哮鳴，但情況正在好轉(zhuǎn)，則可作出“無需拜訪醫(yī)生”的判斷。
[0056]本文中所述的系統(tǒng)僅為示例性的系統(tǒng)構(gòu)型。也可存在其它構(gòu)型。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可混合并匹配本文中示出和描述的實(shí)例系統(tǒng)的各組件。
[0057]如本文中提及，將監(jiān)測裝置置于藥品傳送設(shè)備中可將額外的噪音引入到呼吸記錄中(例如，見圖4)。儲霧罐部分中的氣流可增加該噪音。相應(yīng)地，可調(diào)控由儲霧罐部分提供的腔室的設(shè)計以及監(jiān)測裝置(例如，麥克風(fēng))在其中的布置，以盡可能多地減少此類噪音。例如，可挑選儲霧罐部分的尺寸和材料，使得在認(rèn)為存在哮鳴音(或其它明顯的呼吸音)的那些頻率(對于哮鳴音來說，為200-1200HZ頻帶)處不會出現(xiàn)共振或明顯的渲染。此外，可將監(jiān)測裝置并入到患者界面(例如，面罩或吹口)中或并入到界面和儲霧罐部分之間。而且，出于實(shí)際理由(例如，衛(wèi)生)，可期望實(shí)施并未完全嵌入到設(shè)備內(nèi)的監(jiān)測部分，而是將其作為外接式或扣接式模塊。這可實(shí)現(xiàn)在清潔傳送設(shè)備以重新使用期間電子元件的移除。而且，如果需要丟棄相對低成本的傳送設(shè)備，則可將較高成本的電子元件與新的傳送設(shè)備一起重新使用。因此，監(jiān)測部分可為可與藥品傳送設(shè)備相結(jié)合的可移除裝置的一部分。
[0058]圖6A-6D示出了組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備的一些不同構(gòu)型的例子。圖6A示出了組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備600，其包括儲霧罐部分601、呼吸治療裝置603、監(jiān)測部分605和患者界面607。如圖所示，監(jiān)測部分605位于患者界面607和儲霧罐部分601之間。
[0059]圖6B示出了組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備630，其包括儲霧罐部分631、呼吸治療裝置633、監(jiān)測部分635和患者界面637。如圖所示，監(jiān)測部分635可為包括麥克風(fēng)639的環(huán)(例如，剛性環(huán)、彈性帶等)。所述環(huán)可在儲霧罐部分631上方滑動，使得麥克風(fēng)639位于麥克風(fēng)孔641上方。
[0060]圖6C示出了組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備660，其包括儲霧罐部分661、呼吸治療裝置663、監(jiān)測部分665和患者界面667。類似于設(shè)備630，監(jiān)測部分可為包括麥克風(fēng)669的可在儲霧罐部分661上方滑動的環(huán)。然而，出于更好地捕集呼吸音的目的，儲霧罐部分661可包括具有與儲霧罐部分661的其余部分不同厚度或由不同材料制成的麥克風(fēng)位置部671，而非用于麥克風(fēng)669的孔。
[0061]圖6D示出了組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測設(shè)備680，其包括儲霧罐部分681、呼吸治療裝置683、監(jiān)測部分685、和患者界面687。如圖6D中所示，監(jiān)測裝置685位于儲霧罐部分681背面，以免干擾呼吸治療。以此方式，監(jiān)測裝置685大體位于與呼吸治療相關(guān)的流(例如，藥品流和/或空氣流等)的路徑之外。如圖6D中所示，呼吸治療裝置683為呼吸機(jī)。然而，如本文中所討論，可使用藥品源(例如，MDI)或其它呼吸治療裝置。監(jiān)測裝置在儲霧罐部分背面的定位并不限于與作為治療裝置的呼吸器一起使用，而是也可與藥品源或其它治療裝置一起使用。
[0062]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本文中所述的本發(fā)明可適用于多種構(gòu)型。相應(yīng)地，可在多種實(shí)施例中或多或少地使用和/或組合前述系統(tǒng)的部件。還應(yīng)了解，用于實(shí)現(xiàn)本文所述功能的各種軟件模塊可視需要或在必要時維持于除計算機(jī)實(shí)施裝置201之外的組件上。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，除軟件外、或代替軟件，也可用硬件和/或固件的各種組合來實(shí)施本文所述功能。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文所述方法的各種操作盡管是以具體順序來描述的，但也可用不同的順序來執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，可或多或少地使用所描述的操作。
[0063]在權(quán)利要求中，置于括號之間的任何元件符號不應(yīng)視為限制權(quán)利要求。詞語“包括”或“包含”并不排除除權(quán)利要求中所列舉的元件或步驟之外的其它元件或步驟的存在。在列舉數(shù)個裝置的裝置權(quán)利要求中，此等裝置中的數(shù)個裝置可由相同的一個硬件實(shí)施。元件之前的詞語“一” “一個”并不排除多個此類元件的存在。在列舉數(shù)個裝置的任何裝置權(quán)利要求中，數(shù)個此類裝置可由相同的一個硬件實(shí)施。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些元件的事實(shí)并非指示這些元件不能以組合的方式使用。
[0064]盡管已出于示例性目的而基于當(dāng)前被視為最實(shí)際且優(yōu)選的實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明，但應(yīng)了 解，這些細(xì)節(jié)僅僅是出于所述目的，且本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例，而是相反地，旨在涵蓋在隨附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改和等效配置。例如，應(yīng)了解，本發(fā)明預(yù)期，任何實(shí)施例的一個或多個特征可盡量地與任何其它實(shí)施例的一個或多個特征相組
口 ο
【權(quán)利要求】
1.一種用于組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的設(shè)備，包括: 具有第一端和第二端的儲霧罐部分(101)，所述第一端具有被配置成接合患者的呼吸系統(tǒng)的患者界面(109)； 連接到所述儲霧罐部分(101)的所述第二端的至少一個呼吸治療裝置(103、683);以及 連接到所述儲霧罐部分(101)的監(jiān)測部分(105)，所述監(jiān)測部分被配置成監(jiān)測來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個呼吸治療裝置(103)包括藥品源，當(dāng)所述患者的呼吸系統(tǒng)接合到所述患者界面時，所述藥品源在被致動時將一定劑量的藥品通過所述儲霧罐部分傳送到所述患者的呼吸系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個呼吸治療裝置包括呼吸機(jī)(683)，當(dāng)所述患者的呼吸系統(tǒng)接合到所述患者界面時，所述呼吸機(jī)將加壓空氣流通過所述儲霧罐部分傳送到所述患者的呼吸系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述監(jiān)測部分(105)包括將監(jiān)測到的聲音提供給計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)的麥克風(fēng)，且其中所述計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)被配置成使用所述監(jiān)測到的聲音來判斷所述呼吸治療裝置(103、683)是否有效地將治療傳送給所述患者的呼吸系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述監(jiān)測部分(105)包括麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)將監(jiān)測到的聲音提供給計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)以判斷所述患者的呼吸系統(tǒng)的狀況，且其中所述計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)被配置成從所述監(jiān)測到的聲音提取哮鳴音或爆裂音中的一個或多個。
6.一種用于提供組合式呼吸治療和呼吸監(jiān)測的方法，包括: 將組合式呼吸治療和監(jiān)測設(shè)備(100)接合到患者的呼吸系統(tǒng)，所述設(shè)備包括:具有第一端和第二端的儲霧罐部分(101)，所述第一端具有患者界面(109);連接到所述儲霧罐部分(101)的所述第二端的至少一個呼吸治療裝置(103、683);以及連接到所述儲霧罐部分(101)的監(jiān)測部分(105)； 使用所述監(jiān)測部分(105)監(jiān)測來自所述設(shè)備(100)內(nèi)的聲音；以及 將來自所述呼吸治療裝置(100)的呼吸治療通過所述儲霧罐部分(101)傳送給所述患者的呼吸系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個呼吸治療裝置(103)包括藥品源。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個呼吸治療裝置(683)包括呼吸機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測部分(105)包括麥克風(fēng)，且其中監(jiān)測來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音還包括將監(jiān)測到的聲音提供給計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)，所述方法還包括在所述計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)處使用所述監(jiān)測到的聲音來判斷所述呼吸治療裝置(103、683)是否有效地將治療傳送給所述患者的呼吸系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測部分(105)包括麥克風(fēng)，且其中監(jiān)測來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音還包括將監(jiān)測到的聲音提供給計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)，所述方法還包括在所述計算機(jī)實(shí)施的分析部分(125)處使用所述監(jiān)測到的聲音來判斷所述患者的呼吸系統(tǒng)的狀況，且其中判斷所述患者的呼吸系統(tǒng)的狀況包括從所述監(jiān)測到的聲音中提取哮鳴音或爆裂音中的一個或多個。
11.一種用于組合式呼吸治療傳送和呼吸監(jiān)測的設(shè)備，包括: 具有第一端和第二端的儲霧罐裝置(101)，所述第一端具有被配置成接合患者的呼吸系統(tǒng)的患者界面(107)； 連接到所述儲霧罐裝置(101)的所述第二端的呼吸治療裝置(103、683);以及 連接到所述儲霧罐裝置(101)的監(jiān)測裝置(105)，所述監(jiān)測裝置被配置成監(jiān)測來自所述設(shè)備內(nèi)的聲音。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述呼吸治療裝置(103)包括藥品源，當(dāng)所述患者的呼吸系統(tǒng)接合到所述患者界面時，所述藥品源在被致動時將一定劑量的藥品通過所述儲霧罐裝置傳送到所述患者的呼吸系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述呼吸治療裝置(683)包括呼吸機(jī)，當(dāng)所述患者的呼吸系統(tǒng)接合到所述患者界面時，所述呼吸機(jī)將加壓的空氣流通過所述儲霧罐裝置傳送到所述患者的呼吸系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(105)包括將監(jiān)測到的聲音提供給計算機(jī)實(shí)施的分析裝置(125)的麥克風(fēng)，且其中所述計算機(jī)實(shí)施的分析裝置(125)被配置成使用所述 監(jiān)測到的聲音來判斷所述呼吸治療裝置(103、683)是否有效地將治療傳送給所述患者的呼吸系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(105)包括麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)將監(jiān)測到的聲音提供給計算機(jī)實(shí)施的分析裝置(125)以判斷所述患者的呼吸系統(tǒng)的狀況，且其中所述計算機(jī)實(shí)施的分析裝置(125)被配置成從所述監(jiān)測到的聲音中提取哮鳴音或爆裂音中的一個或多個。
【文檔編號】A61M15/00GK103906543SQ201280052242
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月27日
【發(fā)明者】T·J·溫克, R·M·M·德克斯, A·法齊, A·C·吉林斯, C·P·揚(yáng)瑟, J·范德拉爾, D·P·瓦爾克 申請人:皇家飛利浦有限公司