周期性呼吸的实时检测的制作方法
本申请案请求于2014年2月13日提交的澳大利亚临时申请案第2014900435号的权益，所述临时申请案的全部公开内容通过引用的方式并入本文中。
关于联邦资助的研究或开发的声明
不适用
共同研究开发参与者的姓名
不适用
序列表
不适用
发明背景
发明领域
本发明技术涉及呼吸障碍的诊断、治疗、预防和改善中的一或多个。确切地说，本发明技术涉及医疗装置及其在治疗和预防呼吸障碍中的用途。
相关技术的描述
人体的呼吸系统促使气体交换。鼻和嘴形成患者的气道入口。
气道包括一系列分支气管，当分支气管穿透更深入肺部时，其变得较窄、较短且更多。肺部的主要功能是气体交换，允许氧气从空气进入静脉血并排出二氧化碳。气管分成左右主支气管，最后再分成末端细支气管。支气管构成了传导气道，但并不参与气体交换。气道的进一步分支通向呼吸细支气管，并最终通向肺泡。肺部的肺泡区是发生气体交换的区域，且称为呼吸区。参见威斯特(West)出版的《呼吸生理学精要》。
多种呼吸障碍的存在。
阻塞性睡眠呼吸中止症(OSA，Obstructive Sleep Apnea)为一种形式的睡眠呼吸障碍(SDB，Sleep Disordered Breathing)，其特征为，睡眠期间的上气道的阻塞或闭塞。这是由睡眠期间异常小的上气道与舌、软腭以及后咽壁区域中的肌肉张力的正常损失之组合导致的。这种症状导致受影响的患者每晚停止呼吸一段时间，持续时间通常为30至120秒，有时为200至300次。其常引起过度白天嗜睡，并可能引起心血管疾病与脑损伤。并发症是一种常见疾病，特别是中年超重男性的常见疾病，但受影响的人可能并未注意到有问题。参见美国专利第4,944,310号(Sullivan)。
潮式呼吸(CSR，Cheyne-Stokes Respiration)是由患者呼吸控制器紊乱导致的周期性呼吸形式，其在睡眠期间存在盛衰换气的律动交替期，引起动脉血液的重复性缺氧和复氧。由于重复性氧不足，CRS是可能有害的。在一些患者中，CRS与重复性的睡眠觉醒相关联，其会引起严重的睡眠中断、交感神经系统活动的增加以及后负荷的增加。参见美国专利第6,532,959号(伯桑-琼斯(Berthon-Jones)提出)。
在不存在换气不足的的其它已知病因的情况下，肥胖换气过度综合征(OHS，Obesity Hyperventilation Syndrome)被定义为严重肥胖症与清醒时慢性高碳酸血症的组合。症状包括呼吸困难、晨起头痛和过度日间嗜睡。
慢性阻塞性肺病(COPD，Chronic Obstructive Pulmonary Disease)包括具有某些共同特征的一组下气道疾病中的任一种。这些包括空气流动的阻力增加、呼吸呼气相位的延长以及正常肺伸缩性损失。COPD的实例是肺气肿和慢性支气管炎。COPD由慢性吸烟(主要风险因素)、职业性暴露、空气污染和基因因素所引起。症状包括：运动性呼吸困难、慢性咳嗽和痰液产生。
神经肌肉疾病(NMD，Neuromuscular Disease)是一个广义术语，涵盖直接经由本质肌肉病理或间接经由神经病理损害肌肉功能的许多疾病和失调。一些NMD患者的特征为进行性肌肉损伤，其会造成移动能力损失(需要坐轮椅)、吞咽困难、呼吸肌无力，最终因呼吸衰竭导致死亡。神经肌肉疾病可分为快速进行性和慢速进行性：(i)快速进行性障碍：其特征为，会在数月内恶化并在几年内导致死亡的肌肉损伤(例如，青少年肌萎缩性侧索硬化症(ALS，Amyotrophic lateral sclerosis)和杜氏肌肉营养不良症(DMD，Duchenne muscular dystrophy))；(ii)可变或慢进行性障碍：其特征为，会在数年内恶化且只轻微减少预期寿命的肌肉损伤(例如肢带型、面肩臂型和强直性肌营养不良)。NMD的呼吸衰竭症状包括：渐增的全身虚弱、吞咽困难、运动时和静息时呼吸困难、疲惫、困倦、晨起头痛以及注意力不易集中和情绪变化。
胸壁障碍是一组胸廓畸形，其会导致呼吸肌与胸廓之间的无效率耦合。障碍的通常特征是限制性缺陷，并且都具有长期高碳酸血症性呼吸衰竭的可能。脊柱侧凸和/或脊柱后侧凸可引起严重呼吸衰竭。呼吸衰竭的症状包括：运动时呼吸困难、外周水肿、端坐性呼吸、反复胸部感染、晨时头疼、疲惫、不良睡眠质量以及食欲丧失。
在其它方面，健康的个体可利用系统与装置来预防出现呼吸性障碍。
治疗
鼻腔持续正压换气(CPAP，Nasal Continuous Positive Airway Pressure)治疗已用来治疗障碍性睡眠呼吸中止症(OSA)。假设持续正压起到充气夹板的作用，并通过使软腭与舌推向及推离后咽壁可避免上气道闭塞。
非侵入式换气(NIV，Non-invasive ventilation)通过上气道而向患者提供呼吸机支持，来帮助患者做深呼吸和/或维持身体中适当的含氧量。呼吸机支持由鼻罩或鼻接口提供。NIV已用来治疗CSR、OHS、COPD、MD以及胸壁障碍。
侵入式换气(IV，Invasive ventilation)向本身不再能有效呼吸的患者提供换气支持，并使用气切管提供。
呼吸机还控制泵入患者的呼吸的时间和压力，并监控患者的呼吸。控制和监控患者的方法通常包括容积周期方法和压力周期方法。除其它以外，容积周期方法可包括压力调节容积控制(PRVC)、容积式换气(VV)以及容积控制型持续性强制换气(VC-CMV)技术。除其它以外，压力周期方法可包括辅助控制(AC)、同步间歇性强制换气(SIMV)、控制型机械换气(CMV)、压力支持换气(PSV)、持续正压换气(CPAP)，或呼气末正压(PEEP)技术。
系统
一种用于治疗睡眠呼吸障碍的已知产品是由瑞思迈(ResMed)制造的S9睡眠治疗系统。呼吸机(例如，ResMed StellarTM系列成人与儿童呼吸机)可以为众多患者提供侵入式和非侵入式非依赖型换气支持，用于治疗多种症状，例如，但不限于NMD、OHS和COPD。
ResMed EliséeTM 150呼吸机和ResMed VS IIITM呼吸机可以为成人或儿童提供侵入式或非侵入式依赖型换气支持，用于治疗多种症状。这些呼吸机利用单分支回路或双分支回路提供容积与气压换气模式。
患者界面
通过使用患者界面(例如鼻罩、全面罩或鼻枕)来促成将正压空气供应施加到患者的气道入口。已知有众多患者界面装置，但是其很多都存在碍事、有碍美观、不适合、难以使用以及特别是在长时间佩戴时或当患者不熟悉系统而不舒服的一或多种情况。作为个人保护设备部分的只针对飞行员或针对麻醉剂施用而设计的鼻罩可能可忍受其最初应用，然而，例如在睡觉时或整天的长时间配戴可能会很不舒服。
气切管是用于侵入式换气的另一种形式的患者界面。
PAP装置
正压空气可通过如马达驱动的鼓风机的PAP装置供应到患者的气道。鼓风机的出口经由弹性输送管与如上所述的患者界面连接。
呼吸器通常包括气流产生器或鼓风机、入口过滤器、患者界面、将气流产生器连接到患者界面的空气输送导管、各种传感器和基于微处理机的控制器。患者界面可包括鼻罩或如上所述的气切管。气流产生器可以包括伺服控制马达、螺旋形壳体和形成鼓风机的叶轮。在一些情况下，马达的制动器可实施以更快速地减小鼓风机的速度以便克服马达和叶轮的惯性。制动器可允许鼓风机及时更快速地实现较低压力状况，以与呼气同步而不管惯性。在一些情况下，气流产生器还可包括阀，作为马达速度控制的替代，所述阀能够将产生的空气排至大气，如同用于改变传递给患者的压力的构件。除其它以外，传感器测量马达速度、质量流率和出口压力，如利用压力转换器或类似物。设备可任选地包括在空气输送回路的路径中的加湿器和/或加热器元件。控制器可包括数据存储能力，具有或没有综合数据检索和显示功能。
监控系统
CSR的临床意义巨大，因此知道睡眠期间CSR存在多少很重要。确切地说，因为存在着利用适应性伺服呼吸机(ASV)装置改善治疗的可能性，所以知道接收CPAP治疗的患者是否呈现CSR是有用的。或者，可进一步监控患者以观察CSR是否继续或是否是所谓的CPAP突发中枢睡眠呼吸中止(CSA)的结果。
CSR的诊断通常包括进行睡眠研究及分析所得多导睡眠图(“PSG”)数据。在完整诊断PSG研究中，监控众多生理参数，其通常包括鼻流信号、呼吸努力测量、脉搏血氧饱和度、就眠位置，并可进一步包括：脑电图(“EEG”)、心电图(“ECG”)、肌电图(“EMG”)和眼电图(“EOG”)。呼吸特性可以从前述参数的视觉特征中识别，从而允许临床医生评估睡眠期间的呼吸功能和检测并测量任何CSR事件。
尽管临床医生检查是最综合的方法，但其实成本较大的过程并且严重依赖临床经验和了解。为了有效筛选患者，已经开发出一种基于分类器的方法，所述方法通过基于鼻流信号计算CSR定期发生的概率以自动化计分过程。所述方法公开在于2007年3月28提交申请并于2006年6月29日日以WO2006066337A1公开的美国专利申请案第11/576,210号(美国专利申请公开案第20080177195号)中。所述方法包括基于流量的分类器，其中在给定一系列离散流量值的情况下计算CSR的概率。WO2006066337A1中所描述的方法使用多维特征空间且通过使用判别函数将特征分成群集来执行群集分析。这种方式为计算密集的，且因此通常是使用一批在完整治疗或监控阶段间记录的数据在与治疗装置分离的计算装置上执行。
在PCT专利申请案第PCT/AU2013/000063号与2013年8月1日公开为WO2013110136中所公开的另一种方法也基于在完整的监控或治疗阶段所记录的数据进行。WO2013110136的方法基于例如呼吸中止和呼吸不足的SDB事件将流量数据划分成数个间隔，并且构建间隔长度的直方图以判定CSR是否出现在治疗阶段。也提取数据的形状特征并用于将间隔标记为包含CSR。此外，这种方法最适合用于在治疗阶段结束时的“分批模式”分析。
需要一种更迅速的检测CSR事件的方法，最好是在监控或治疗阶段期间仅仅基于最近数据“即时”操作的方法，即，与“分批模式”相对的“实时”。这将允许甚至在结束之前采取响应于CSR事件的立即行动，例如治疗参数的改变或向临床医生发出警报。
技术实现要素：
本技术针对提供用于诊断、缓解、治疗或预防呼吸障碍的医疗装置，所述医疗装置具有改善的舒适性、成本、功效、易用性和可制造性中的一或多个。
本技术的第一方面涉及用于诊断、改善、治疗或预防呼吸障碍的装置。
本技术的另一方面涉及用于诊断、改善、治疗或预防呼吸障碍的方法。
本技术的一个形式包括装置，所述装置基于SDB事件(例如，呼吸中止和呼吸不足)的分析“实时”判定是否要发信号通知周期性呼吸事件(例如潮式呼吸)已经开始或结束。
本技术的一个形式的的另一方面是分析SDB事件(例如，呼吸中止和呼吸不足)以便判定周期性呼吸事件发生时或发生后不久的开始和结束时间的方法。
根据本技术的第一方面，提供了一种检测患者周期性呼吸的方法，所述方法包括：利用处理器接收由在患者呼吸中检测到的呼吸中止或呼吸不足事件界定的一系列事件间隔；在事件间隔结束时，处理所述事件间隔以判定事件间隔的特性，其中事件间隔的特性为以下其中之一：可能是周期性呼吸循环；可能不是周期性呼吸循环；及无可借鉴性；基于比周期性呼吸循环的典型长度长的事件间隔特性历史，利用处理器判定是否改变指示周期性呼吸事件是否正在进行的当前周期性呼吸状态。
根据本技术的另一方面，提供一种用于检测患者周期性呼吸的装置，所述装置包括：传感器，其配置为提供代表患者的呼吸气流的信号；及处理器，其配置为执行一种方法，所述方法包括：利用处理器接收由在患者呼吸中检测到的呼吸中止或呼吸不足事件所界定的一系列事件间隔；在事件间隔结束时，处理所述事件间隔以判定事件间隔的特性，其中事件间隔的特性为以下其中之一：可能是周期性呼吸循环；可能不是周期性呼吸循环；及无可借鉴性；及基于比周期性呼吸循环的典型长度长的事件间隔特性历史，利用处理器判定是否改变指示周期性呼吸事件是否正在进行的当前周期性呼吸状态。
根据本技术的又一个方面，提供一种存储有程序代码指令的计算机可读存储媒体，所述程序代码指令配置为使处理器执行一种方法，所述方法包括：利用处理器接收由在患者呼吸中检测到的呼吸中止或呼吸不足事件界定的一系列事件间隔；在事件间隔结束时，处理所述事件间隔以判定事件间隔的特性，其中事件间隔的特性为以下其中之一：可能是周期性呼吸循环；可能不是周期性呼吸循环；及无可借鉴性；及基于比周期性呼吸循环的典型长度长的事件间隔特性历史，利用处理器判定是否改变指示周期性呼吸事件是否正在进行的当前周期性呼吸状态。
本技术的某些版本可以包括一种例如利用一或多个处理器以检测患者周期性呼吸的方法。所述方法可包括：利用处理器接收由在患者呼吸中检测到的呼吸中止或呼吸不足事件所界定的一系列(例如，数据系列)事件间隔。所述方法可包括：在事件间隔结束时，利用处理器处理所述事件间隔以判定事件间隔的特性，其中事件间隔的特性为以下其中之一：可能是周期性呼吸循环；可能不是周期性呼吸循环；及无可借鉴性。所述方法还可包括：基于比周期性呼吸循环的典型长度长的事件间隔特性历史，利用处理器判定是否改变指示周期性呼吸事件是否正在进行的当前周期性呼吸状态。
在一些情况下，所述方法还可包括报告检测到的周期性呼吸事件的参数。患者可能正在接受呼吸障碍的治疗，以使得所述方法还可包括响应于检测到的周期性呼吸事件而调整治疗的一或多个参数。在所述方法的一些版本中，处理可以取决于与事件间隔相关联的呼吸换气测量序列。呼吸换气测量是当前半呼吸幅度与先前半呼吸幅度的乘积。半呼吸幅度可以是半呼吸的潮气量。任选地，处理可以包括：如果事件间隔的持续时间在典型周期性呼吸循环范围之外，或呼吸换气测量序列所包含的非零测量小于呼吸换气非零测量的最小数量，则判定事件间隔可能不是周期性呼吸循环。任选地，处理可以进一步包括从呼吸换气测量序列计算相对最大阶段特征。
处理可以进一步包括，在事件间隔因呼吸不足事件结束的情况下：构造代表与导致周期性呼吸不足的事件间隔一致的呼吸换气测量的预期序列的样板；计算呼吸换气测量序列与样板之间的差异；以及基于相对最大阶段特征和差异判定事件间隔的特性。在一些情况下，所述判定可包括：如果相对最大阶段特征超过第一阈值，则判定事件间隔可能不是周期性呼吸循环；及如果所述差异小于第二阈值且事件间隔的持续时间大于第三阈值，则判定事件间隔可能是周期性呼吸循环。任选地，在事件间隔因呼吸中止事件结束的情况下，处理可包括：构造代表与导致阻塞性睡眠呼吸中止的事件间隔一致的呼吸换气测量的预期序列的样板；构造代表与导致周期性呼吸中止的事件间隔一致的呼吸换气测量的预期序列的样板；计算呼吸换气测量序列与每一样板之间的差异；从所述差异计算周期性呼吸相似度分值；以及基于相对最大阶段特征和周期性呼吸相似度分值判定事件间隔的特性。
在一些情况下，所述判定可以包括：如果相对最大阶段特征超过第一阈值，则判定事件间隔可能不是周期性呼吸循环；及如果周期性呼吸相似度分值大于第二阈值且事件间隔的持续时间大于第三阈值，则判定事件间隔可能是周期性呼吸循环。在一些情况下，所述判定还可以包括：计算在历史中可能是周期性呼吸循环的事件间隔的计数、在历史中可能不是周期性呼吸循环的事件间隔的计数和在历史中的总事件间隔计数；如果所述计数满足开始标准，则将周期性呼吸状态改为真；以及如果所述计数满足结束标准，则将周期性呼吸状态改为假。所述判定可以包括：如果事件间隔因超时而结束，则将周期性呼吸状态改为假。任选地，在一些情况下，所述方法还可以包括：例如，在将周期性呼吸状态改为真时，调整刚开始的周期性呼吸事件的开始时间。在一些情况中，所述方法可以包括：例如，在将周期性呼吸状态改为假时，调整刚结束的周期性呼吸事件的结束时间。
本技术的一些版本可以包括一种用于检测患者周期性呼吸的装置。所述装置可包括配置为提供代表患者呼吸气流的信号的传感器。所述装置可包括配置为检测患者周期性呼吸的处理器。所述处理器可以配置为利用来自传感器的信号接收由在患者呼吸中检测到的呼吸中止或呼吸不足事件所界定的一系列事件间隔。所述处理器可配置为在事件间隔结束时，处理事件间隔以判定事件间隔的特性，其中事件间隔的特性为以下其中之一：可能是周期性呼吸循环；可能不是周期性呼吸循环；以及无可借鉴性。所述处理器可以配置为基于比周期性呼吸循环的典型长度长的事件间隔特性历史来判定是否改变指示周期性呼吸事件是否正在进行的当前周期性呼吸状态。
在一些情况中，所述装置还可以包括治疗装置，其配置为向患者提供对呼吸障碍的治疗，且举例来说，所述处理器可以进一步配置为响应于检测到的周期性呼吸事件调整所述治疗的一或多个参数。任选地，所述装置可以包括与处理器耦合的数据通信接口，并且处理器可以进一步配置为通过数据通信接口将检测到的周期性呼吸事件的参数报告给外部装置。
所述装置可以进一步包括处理器，所述处理器配置为控制先前或贯穿本说明书所描述的方法的任何一或多个特征。
本技术的一些版本可以包括存储有程序代码指令的计算机可读存储媒体，所述程序代码指令配置为引起处理器执行检测患者周期性呼吸的方法。所述方法可以包括：提供接收由在患者呼吸中检测到的呼吸中止或呼吸不足事件所界定的一系列事件间隔。所述方法可以包括：在事件间隔结束时，处理事件间隔以判定事件间隔的特性，其中事件间隔的特性为以下其中之一：可能是周期性呼吸循环；可能不是周期性呼吸循环；以及无可借鉴性。所述方法可以包括：基于比周期性呼吸循环的典型长度长的事件间隔特性历史来判定是否改变指示周期性呼吸事件是否正在进行的当前周期性呼吸状态。所述方法的任何一或多个附加的任选特征可以包括先前或贯穿本说明书所描述的方法的特征。
当然，所述方面的部分可以形成本技术的子方面。此外，子方面和/或方面中的各种方面可以各种方式组合且还可以构成本技术的附加方面或子方面。
本技术的其它特征从包含在以下具体实施方式、摘要、附图和权利要求书中的信息的考虑将是显而易见的。
附图说明
本技术在附图的图式中通过实例而非限制进行说明，在附图中，相同的参考编号指代相似的元件，包括：
治疗系统
图1示出了根据本技术的一个形式的系统。佩戴患者界面3000的患者1000接收来自PAP装置4000的正压空气供应。来自PAP装置的空气在加湿器5000中被加湿，并沿空气回路4170传递至患者1000。还示出了床伴1100。
呼吸系统
图2示出了人类呼吸系统的概览，包括鼻腔及口腔、喉头、声带、食道、气管、支气管、肺、肺泡囊、心脏及膈。
患者界面
图3示出了根据本技术的一个形式的患者界面3000。
PAP装置
图4A示出了根据本技术的一个形式的PAP装置4000。
图4B示出了根据本技术的一个形式的的PAP装置4000的气动回路的示意图。指出上游和下游的方向。
图4C示出了根据本技术的一个方面的PAP装置4000的电气组件的示意图。
图4D示出了根据本技术的方面的在PAP装置4000中实施的算法4300的示意图。
图4E是说明根据本技术的一个方面的由图4D的治疗引擎模块4320执行的方法4500的流程图。
加湿器
图5示出了根据本技术的一个方面的加湿器5000。
呼吸波形
图6A示出了人睡眠时的典型呼吸波形模式。水平轴是时间，且垂直轴是呼吸流量。虽然参数值可以变化，但典型呼吸可以具有以下近似值：潮气量(Vt)0.5L；吸入时间(Ti)1.6s；峰值吸气流量(Qpeak)0.4L/s；呼气时间(Te)2.4s；峰值呼气流量(Qpeak)-0.5L/s。呼吸的总持续时间(Ttot)大约4s。通常人以每分钟约15个呼吸(BPM，breaths per minute)的速率进行呼吸，其中换气口(Vent)的换气量约7.5升/分钟。典型的工作周期(Ti与Ttot的比率)约40％。
图6B示出了通常大约90秒时段内的非REM睡眠呼吸期间(约34个呼吸)来自患者的数据，其是利用自动PAP与鼻罩压力约11cmH2O之下进行治疗。上信道示出了血氧饱和度(SpO2)，比例在垂直方向的饱和度范围是从90到99％的。患者在所示整个时段维持约95％的饱和度。第二信道示出了定量呼吸气流，且在垂直方向上的比例范围是从-1到+1L/s，同时为正压吸气。胸部与腹部运动展示在第三和第四信道。
图6C示出了治疗前的患者的多导睡眠图。自上而下有11个信号信道，有6分钟水平跨度。上两个信道为来自不同头皮位置的两个脑电图(EEG)。第二EEG的周期性尖峰代表脑皮质激活与相关活动。下部的第三信道是颏下肌电图(EMG)。在觉醒时间期间增加的活动代表颏舌肌恢复健康。第四和第五信道是眼电图(EOG)。第六信道是心电图。第七信道示出了从约90％至低于70％的重复去饱和的脉搏血氧饱和度(SpO2)。第八信道是使用连接至差动压力转换器的鼻套管的呼吸气流。25至35秒的重复性呼吸中止与10至15秒恢复呼吸爆发相交替，所述呼吸恢复爆发符合EEG觉醒和增加的EMG活动。第九信道示出了胸部的运动，且第十信道示出了腹部的运动。腹部示出了在导致觉醒的呼吸中止长度内的运动渐强。由于在恢复呼吸增强期间的整个身体运动，两者在觉醒期间变得不整齐。因此呼吸中止是阻塞性的，并且状况严重。最低的信道是姿势，且在此实例中，其未展示变化。
图6D示出了患者正经历一系列全阻塞性呼吸中止的患者流量数据。记录的持续时间为约160秒。流量范围为约+1L/s至约-1.5L/s。每个呼吸中止持续约10至15秒。
图6E示出了来自潮式呼吸患者的数据。有以下三个信道：氧饱和度(SpO2)、指示流量的信号以及运动。数据的时间跨度为6分钟。使用连接至鼻套管的压力传感器测量指示流量的信号。患者呈现约22秒的呼吸中止和约38秒的呼吸增强。呼吸中止期间的较高频率低振幅是心源性的。
图6F示出了来自另一潮式呼吸实例患者的数据，其使用与图6E相同的三个信道。数据的时间跨度为10分钟。患者呈现约30秒的呼吸中止和约30秒的呼吸增强。
监控系统
图7示出了根据本技术的另一个形式的监控系统。通过附近的非接触式运动传感器7000对患者1000进行监控。
图8包含说明在本技术的一个形式中用于实施图4D的潮式呼吸检测算法的方法的流程图。
图9是在本技术的一个形式中可用于实施图8的方法的事件处理程序的分层状态机的图。
图10包含说明在本技术的一个形式中可用于实施图8的方法的事件间隔处理步骤的方法的流程图。
图11包含说明在本技术的一个形式中可用于在事件间隔因呼吸不足事件结束的情况下实施图10的方法的特性判定步骤的方法的流程图。
图12包含了说明在本技术的一个形式中可用于在事件间隔因呼吸中止事件结束的情况下实施图10的方法的特性判定步骤的方法的流程图。
图13说明在环形缓冲器中采用38个存储块(bin)的实施中记录事件间隔统计的环形缓冲器的内容演变的实例。
图14包含说明在本技术的一个形式中可用于实施图8的方法的CSR状态判定步骤的方法的流程图。
图15Aa和图15B包含说明针对呼吸流量实例的图4D的CSR检测算法的操作的曲线图。
图16包含说明针对与图15B相同的呼吸流量实例的先前CSR检测算法的操作的曲线图。
具体实施方式
对本技术进行进一步详细描述之前，应当理解的是，本技术并不受限于本文描述的特定实例，所述特定实例是可变化的。还应当理解的是，本发明所用的术语只是为了描述本文所论述的特定实例的目的，而不是意在进行限制。
治疗
一个形式中，本技术包括一种用于治疗呼吸障碍的方法，其包括向患者1000的气道入口施加正压的步骤。
治疗系统
在一个形式中，本技术包括一种用于治疗呼吸障碍的设备。所述设备可包括PAP装置4000，其用于经由通向患者界面3000的输气管向患者1000的气道入口供应加压呼吸气体，例如空气。
患者界面
根据本技术的一个方面的非侵入式患者界面3000包括以下功能方面：密封形成结构3100、充气室3200、定位和稳定结构3300、换气口3400、用于连接到空气回路4170的一种形式的连接端口3600，以及前额支架3700。在一些形式中，可由一或多个物理组件提供功能方面。在一些形式中，一个物理组件可提供一或多个功能方面。在使用中，密封形成结构3100布置为围绕患者的气道入口，以便于将正压空气供应到气道。
PAP装置
根据本技术的一个方面的优选PAP装置4000包括机械与气动组件4100和电气组件4200，并被编程以执行一或多个算法4300。PAP装置4000优选地具有外部壳体4010，其优选地以两部分形成：外部壳体4010的上部4012及外部壳体4010的下部4014。在替代形式中，外部壳体4010可包括一或多个面板4015。优选地，PAP装置4000包括支撑PAP装置4000的一或多个内部组件的底盘4016。在一个形式中，气动块4020由底盘4016支撑或形成为底盘4016的一部分。PAP装置4000可包括手柄4018。
PAP装置4000的气动路径优选地包括入口空气过滤器4112、入口消声器4122、能够供应正压空气的可控压力装置4140(优选地为鼓风机4142)以及出口消声器4124。气动路径内包括一或多个传感器或转换器4270。
优选的气动块4020包括位于外部壳体4010内的一部分气动路径。
PAP装置4000优选地具有电源供应器4210、一或多个输入装置4220、处理器4230、治疗装置控制器4240、治疗装置4245、一或多个保护电路4250、存储器4260、转换器4270、数据通信接口4280以及一或多个输出装置4290。电气组件4200可安装在单个印刷电路板总成(PCBA)4202上。在替代形式中，PAP装置4000可包括多于一个PCBA 4202。
PAP装置机械与气动组件4100
(多个)空气过滤器4110
根据本技术的一个形式的PAP装置可包括一个空气过滤器4110或多个空气过滤器4110。
在一个形式中，入口空气过滤器4112位于压力装置4140上游的气动路径的起点。
在一个形式中，出口空气过滤器4114(例如抗菌过滤器)位于气动块4020的出口与患者界面3000之间。
(多个)消声器4120
在本技术的一个形式中，入口消声器4122位于压力装置4140上游的气动路径内。
在本技术的一个形式中，出口消声器4124位于压力装置4140与患者界面3000之间的气动路径内。
压力装置4140
在本技术的优选形式中，用于产生正压空气流的压力装置4140为可控鼓风机4142。例如，鼓风机可包括具有收容在螺旋形壳体中的一或多个叶轮的无刷直流(DC)马达4144。优选地，鼓风机可能够输送空气供应(例如，约120升/分钟)，其正压范围约4cmH2O至约20cmH2O，或在其它形式中高达约30cmH2O。
压力装置4140在治疗装置控制器4240的控制之下。
(多个)转换器4270
在本技术的一个形式中，一或多个转换器4270位于压力装置4140的上游。所述一或多个转换器4270构造和布置为测量在气动路径中的所述点处的空气的性质。
在本技术的一个形式中，一或多个转换器4270位于压力装置4140的下游及空气回路4170的上游。所述一或多个转换器4270构造和布置为测量在气动路径中所述点处的空气的性质。
在本技术的一个形式中，一个或多个转换器4270位于患者界面3000附近。
防溢回阀4160
在本技术的一个形式中，防溢回阀位于加湿器5000与气动块4020之间。防溢回阀构造并布置为减少水从加湿器5000的上游(例如)流到马达4144的风险。
空气回路4170
根据本技术的一个方面的空气回路4170构造并布置为允许空气或可呼吸气体在气动块4020与患者界面3000之间流动。
补充氧4180
在本技术的一个形式中，将补充氧4180输送到气动路径中的一点。
在本技术的一个形式中，将补充氧4180输送到气动块4020的上游。
在本技术的一个形式中，将补充氧4180输送到空气回路4170。
在本技术的一个形式中，将补充氧4180输送到患者界面3000。
PAP装置电气组件4200
电源供应器4210
在本技术的一个形式中，电源供应器4210位于PAP装置4000的外部壳体4010的内部。在本技术的另一形式中，电源供应器4210位于PAP装置4000的外部壳体4010的外部。
在本技术的一个形式中，电源供应器4210仅向PAP装置4000提供电力。在本技术的另一形式中，电源供应器4210向PAP装置4000和加湿器5000两者提供电力。
输入装置4220
在本技术的一个形式中，PAP装置4000包括呈按钮、开关或转盘形式的一或多个输入装置4220，以允许人与所述装置互动。按钮、开关或转盘可以是能够通过触摸屏使用的物理装置或软件装置。在一个形式中，按钮、开关或转盘可物理连接到外部壳体4010，或在另一形式中，可与电连接到处理器4230的接收器进行无线通信。
在一个形式中，输入装置4220可构造和布置成允许人选择一值和/或菜单选项。
处理器4230
在本技术的一个形式中，处理器4230是适用于控制PAP装置4000的处理器，比如x86INTEL处理器。
根据本技术的另一个形式的适用于控制PAP装置4000的处理器4230包括基于来自ARM Holdings的ARM Cortex-M处理器的处理器。例如，可使用来自ST MICROELECTRONICS的STM32系列微控制器。
根据本技术的另一替代形式的适用于控制PAP装置4000的另一处理器4230包括选自基于ARM9系列的32位RISC CPU的部件。例如，可使用来自ST MICROELECTRONICS的STR9系列微控制器。
在本技术的某些替代形式中，可将16位RISC CPU用作PAP装置4000的处理器4230。例如，可使用来自由德州仪器公司(TEXAS INSTRUMENTS)制造的MSP430系列微控制器的处理器。
处理器4230配置为接收来自一或多个转换器4270及一或多个输入装置4220的(多个)输入信号。
处理器4230配置为将(多个)输出信号提供到输出装置4290、治疗装置控制器4240、数据通信接口4280和加湿器控制器5250中的一或多个。
在本技术的一些形式中，处理器4230或多个这种处理器配置为实施本文所描述的一或多个方法，例如一或多个算法4300，其表示为存储在非暂时计算机可读存储媒体(例如，存储器4260)中的计算机程序。在一些情况下，如先前所论述，这种处理器可与PAP装置4000集成。然而，在本技术的一些形式中，例如，为了执行本文所描述的任一方法而不是直接控制呼吸治疗的输送，处理器可与PAP装置4000的流量产生组件有区别地实施。例如，为了通过分析如来自本文所描述的任一传感器的存储数据来判定呼吸机或其它呼吸相关事件的控制设定，这种处理器可执行本文所描述的任一种方法。
将PAP装置4000的处理器4230编程为执行一或多个算法4300，优选地包括预处理模块4310、治疗引擎模块4320、治疗控制模块4330、报告模块4335以及故障状况检测模块4340。
时钟4232
优选地，PAP装置4000包括连接至处理器4230的时钟4232。
治疗装置控制器4240
在本技术的一个形式中，治疗装置控制器4240为形成由处理器4230执行的算法4300的一部分的治疗控制模块4330。
在本技术的另一形式中，治疗装置控制器4240为专用马达控制集成电路。例如，在一个形式中，使用由ONSEMI制造的MC33035无刷DC马达控制器。
保护电路4250
优选地，根据本技术的PAP装置4000包括一或多个保护电路4250。
根据本技术的保护电路4250的一种形式为电气保护电路。
根据本技术的保护电路4250的一种形式为温度或压力安全电路。
存储器4260
根据本技术的一个形式，PAP装置4000包括存储器4260，优选为非易失性存储器。在一些形式中，存储器4260可包括电池供电的静态RAM。在一些形式中，存储器4260可包括易失性RAM。
优选地，存储器4260位于PCBA 4202上。存储器4260可以为EEPROM或NAND闪存的形式。
此外或替代地，PAP装置4000包括可卸除形式的存储器4260，例如根据安全数字(SD)标准制造的存储卡。
在本技术的一个形式中，存储器4260充当非暂时计算机可读存储媒体，其上存储有编码本文所描述的一或多个方法(例如，一或多个算法4300)的计算机程序指令。处理器4230配置为执行存储在非暂时计算机可读存储媒体上的这些指令。
转换器4270
转换器可位于PAP装置4000的内部或PAP装置4000的外部。外部转换器可位于空气回路4170上或形式其一部分，例如在患者界面3000处。外部转换器可以为非接触式传感器的形式，例如，传输或传送数据到PAP装置4000的多普勒雷达运动传感器。
流量转换器4274
根据本技术的流量转换器4274可基于差动压力转换器，例如来自SENSIRION的SDP600系列差动压力转换器。差动压力转换器与气动回路流体连通，其中每一个压力转换器连接至限流元件中的相应的第一和第二点。
在一个实例中，由处理器4230接收代表来自流量转换器4274的总流量Qt的信号。
压力转换器4272
根据本技术的压力转换器4272定位为与气动路径流体连通。合适的压力转换器4272的实例是来自Honeywell的ASDX系列的传感器。替代的合适压力转换器是来自通用电气公司(General Electric)的NPA系列的传感器。
在使用中，由处理器4230接收来自压力转换器4272的信号。在一个形式中，在由处理器4230接收之前，对来自压力转换器4272的信号进行滤波。
马达速度信号4276
在本技术的一个形式中，产生马达速度信号4276。马达速度信号4276优选地由治疗装置控制器4240提供。马达速度可，例如，由速度传感器，例如霍尔效应传感器产生。
数据通信接口4280
在本技术的一个优选形式中，提供数据通信接口4280，其连接到处理器4230。优选地，数据通信接口4280可连接到远程外部通信网络4282。优选地，数据通信接口4280可连接到本地外部通信网络4284。优选地，远程外部通信网络4282可连接到远程外部装置4286。优选地，本地外部通信网络4284可连接到本地外部装置4288。
在一个形式中，数据通信接口4280是处理器4230的一部分。在另一形式中，数据通信接口4280是与处理器4230分离的集成电路。
在一个形式中，远程外部通信网络4282是因特网。数据通信接口4280可使用有线通信(例如，经由以太网或光纤)或无线协议以连接到因特网。
在一个形式中，本地外部通信网络4284利用一或多个通信标准，例如蓝牙或消费者红外线协议。
在一个形式中，远程外部装置4286为一或多个计算机，例如联网计算机群集。在一个形式中，远程外部装置4286可为虚拟计算机而非物理计算机。在任一情况中，这种远程外部装置4286可由如临床医生等适当授权人员使用。
优选地，本地外部装置4288为个人计算机、手机、平板或遥控装置。
包括任选显示器、警报的输出装置4290
根据本技术的输出装置4290可采用视觉、音频以及触觉单元中的一或多者的形式。视觉显示器可为液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器。
显示器驱动器4292
显示器驱动器4292接收预期用于在显示器4294上显示的字符、符号或图像作为输入，并将其转换成使显示器4294显示这些字符、符号或图像的命令。
显示器4294
显示器4294配置为响应于从显示器驱动器4292接收的命令而视觉显示字符、符号或图像。例如，显示器4294可为八段显示器，在这种情况下，显示器驱动器4292将每个字符或符号(例如数字“0”)转换成八个逻辑信号，其指示是否激活的八个相应段以显示特定字符或符号。
PAP装置算法4300
预处理模块4310
根据本技术的预处理模块4310从转换器(例如，流量或压力转换器)接收原始数据作为输入，并且优选地执行一或多个处理步骤以计算一或多个输出值，所述一或多个输出值将用作对另一模块(例如，治疗引擎模块4320)的输入。
在本技术的一个形式中，输出值包括接口或鼻罩压力Pm、呼吸流量Qr以及漏流量Ql。
在本技术的各种形式中，预处理模块4310包括下列算法中的一或多种：压力补偿4312、换气口流量4314、漏流量4316、呼吸流量4318以及呼吸成帧器4319。
压力补偿4312
在本技术的一个形式中，压力补偿算法4312接收指示接近气动块4020的出口的气动路径中的压力的信号作为输入。压力补偿算法4312估计空气回路4170中的压降并提供患者界面3000中的估计压力Pm作为输出。
换气口流量4314
在本技术的一个形式中，换气口流量估计算法4312接收患者界面3000中的估计压力Pm作为输入，并估计患者界面3000中来自换气口3400的换气口空气流量Qv。
漏流量4316
在本技术的一个形式中，漏流量算法4316接收总流量Qt和换气口流量Qv作为输入，并通过在包括数个呼吸循环的足够长的时段(例如约10秒)内计算Qt-Qv平均值以提供漏流量Ql作为输出。
在一个形式中，漏流量算法4316接收患者界面3000中的总流量Qt、换气口流量Qv以及估计压力Pm作为输入，并通过计算漏电导以及判定漏流量Ql(其为漏电导的函数)与压力Pm，来提供漏流量Ql作为输出。优选地，漏电导是以低通滤波非换气口流量Qt-Qv的商数及压力Pm的低通滤波平方根来计算的，其中低通滤波时间常数的值足够大以包括数个呼吸循环，例如约10秒。
呼吸流量4318
在本技术的一个形式中，呼吸流量算法4318接收总流量Qt、换气口流量Qv以及漏流量Ql作为输入，并通过从总流量Qt减去换气口流量Qv和漏流量Ql来估计患者的空气呼吸流量Qr。
呼吸成帧器4319
在本技术的一个形式中，呼吸成帧器4319接收患者的空气呼吸流量Qr作为输入，并提供一系列“半呼吸标记”作为输出，其指示每个半呼吸结束(即，每个呼吸的吸气部分的结束以及呼气部分的结束)。
呼吸成帧器4319还在每个半呼吸结束时提供一系列的每个半呼吸幅度的测量。在本技术的一个形式中，呼吸成帧器4319将每个半呼吸幅度计算为潮气量，即每个连续对的半呼吸标记之间的间隔内的呼吸流率Qr的绝对值的积分。在其它形式中，半呼吸幅度是在所述间隔内的呼吸流率Qr的绝对值的峰值流率、其平均流率、吸气/呼气时间、呼吸率或一些其它半呼吸幅度测量。
治疗引擎模块4320
在本技术的一个形式中，治疗引擎模块4320接收患者界面3000中的压力Pm和患者的空气呼吸流量Qr中的一个或多个作为输入，并提供一或多个治疗参数作为输出。
在本技术的一个形式中，治疗参数为CPAP治疗压力Pt。
在本技术的一个形式中，治疗参数为压力支持水平和目标换气量中的一或多个。
相位判定4321
在本技术的一个形式中，相位判定算法4321接收指示呼吸流量Qr的信号作为输入，并提供患者1000的呼吸循环的相位作为输出。
在一个形式中，相位输出是具有吸气或呼气值的离散变量。
在一个形式中，相位输出是具有吸气、呼吸中停顿和呼气中之一者的值的离散变量。
在一个形式中，相位输出为连续变量，例如从0到1或从0到2π变化。
在一个形式中，当呼吸流量Qr具有超过正阈值的正值时，将相位输出判定为具有离散吸气值。在一个形式中，当呼吸流量Qr具有负值(更低于负阈值的负值)时，将相位判定为具有离散呼气值。
换气判定4323
在本技术的一个形式中，换气判定算法4323接收呼吸流量Qr作为输入，并判定指示患者换气Vent的测量。
在一个形式中，换气判定算法4323将患者换气Vent的当前值判定为呼吸流量Qr的低通滤波绝对值的一半。
波形判定4322
在本技术的一个形式中，控制模块4330控制治疗装置4245，以根据作为相位函数的预定压力波形提供气道正压。在一个形式中，对于所有的相位值，将波形维持在大致恒定的水平上。在一个形式中，波形是方波，其对于一些相位值具有较高的水平，且对于其它相位值具有较低的水平。
在本技术的一个形式中，波形判定算法4322接收指示当前患者换气Vent的值作为输入，并提供作为相位函数的压力波形作为输出。
吸气流量限制的判定4324
在本技术的一个形式中，处理器执行用于检测吸气流量限制的一或多个算法4324。
在一个形式中，算法4324接收呼吸流量信号Qr作为输入，并提供呼吸的吸气部分呈现吸气流量限制的程度的度量作为输出。
在本技术的一个形式中，每个呼吸的吸气部分是由零交点检测器识别。代表时间点的大量均匀隔开的点(例如65个点)是由内插器沿着每个呼吸的吸气流量时间曲线插入。这些点所描述的曲线然后通过定标器标定为具有单位长度(持续时间/时期)和单位面积，以去除改变呼吸速率和深度的影响。接着，利用比较器将标定的呼吸与代表正常无障碍呼吸的预存储样板进行比较，其类似于图6A所示的呼吸的吸气部分。在来自此样板的呼吸期间的任何时间偏离超过指定阈值(通常为1标度单位)的呼吸(例如，由于咳嗽、叹息、吞咽与打嗝的呼吸，如测试元件所判定)会被拒绝。对于未拒绝的数据，通过处理器4230计算用于前述数个吸气事件的第一个这样的定标点的移动平均值。这会在第二个此类点的相同吸气事件上重复，以此类推。因此，通过处理器4230产生例如65个定标数据点，且所述定标数据点代表前述数个吸气事件(例如，三个事件)的移动平均值。所述(例如，65个)点的连续更新值的移动平均值在下文被称为“比例流量”，其表示为Qs(t)。或者，可使用单个吸气事件而不是移动平均值。
根据比例流量，可以计算有关判定部分阻塞的两个形状因素。
形状因素1是中间(例如，32个)比例流量点的平均值与全部(例如，65个)比例流量点的平均值的比率。在所述比率超过一，呼吸则视为正常。在所述比率为一或更小的情况下，呼吸将被视为被阻塞。约1.17的比率将被视为部分阻塞和未阻塞呼吸之间的阈值，并等同于将在典型用户上允许维持适当氧合的阻塞程度。
形状因素2是计算为R与在中间(例如，32个)点取值的单位比例流量的RMS偏移。约0.2单位的RMS偏移被视为正常。RMS偏移为零被视为流量完全受限呼吸。所述RMS偏移越接近零，呼吸将被视为更加流量受限的。
形状因素1和2可替代或组合使用。在本技术的其它形式中，采样点、呼吸和中间点的数量可与以上描述不同。此外，阈值可为除了所描述阈值以外的阈值。
呼吸中止和呼吸不足的判定4325
在本技术的一个形式中，处理器4230执行用于判定呼吸中止和/或呼吸不足的存在的一或多个算法4325。
优选地，所述一或多个算法4325接收呼吸流量信号Qr作为输入，并提供指示呼吸中止或呼吸不足终止的事件作为输出。
在一个形式中，当呼吸流量Qr的函数在预定时间段下降至低于流量阈值时，呼吸中止将视为已被检测到。所述函数可判定峰值流量、相对短期平均流量，或相对短期平均流量和峰值流量的流量中间值，例如RMS流量。流量阈值可为相对长期的流量测量。
在一个形式中，当呼吸流量Qr的函数在预定时间段下降至低于第二流量阈值时，呼吸不足将视为已被检测到。所述函数可判定峰值流量、相对短期平均流量、或相对短期平均流量和峰值流量的流量中间值，例如RMS流量。第二流量阈值可为相对长期的流量测量。第二流量阈值大于用于检测呼吸中止的流量阈值。
鼾声判定4326
在本技术的一个形式中，处理器4230执行用于判定鼾声的一或多个鼾声算法4326。
在一个形式中，鼾声算法4326接收呼吸流量信号Qr作为输入，并提供出现鼾声的程度的度量作为输出。
优选地，算法4326包括判定在30至300Hz的范围内的流量信号强度的步骤。进一步优选地，算法4326包括对呼吸流量信号Qr进行滤波以减少背景噪音(例如系统中来自鼓风机的气流声音)的步骤。
气道通畅的判定4327
在本技术的一个形式中，处理器4230执行用于判定气道通畅的一或多个算法4327。
在一个形式中，气道通畅算法4327接收呼吸流量信号Qr作为输入，并判定在约0.75Hz至约3Hz的频率范围内的信号功率。在此频率范围内存在峰值被视为指示气道通畅。峰值不存在被视为指示气道堵塞。
在一个形式中，在频率范围内找到的峰值为在治疗压力Pt下的小受迫振荡频率。在一个实施方案中，受迫振荡的频率为2Hz，其具有约1cmH20的振幅。
在一个形式中，气道通常算法4327接收呼吸流量信号Qr作为输入，并判定心源性信号是否存在。心源性信号不存在被视为指示了气道堵塞。
治疗参数判定4328
在本技术的一个形式中，处理器4230执行用于判定治疗参数(例如，目标治疗压力Pt)的一或多个算法4328。在一个实施方案中，治疗参数判定算法4328接收下列各项中的一或多个作为输入：
i.当前时间t的呼吸相位的测量Π(t)(可为离散的，可为连续的)；
ii.波形函数Φ(Π)(可为方形波，可为其它波形)，如相位函数；
iii.换气Vent的测量；
iv.吸气流量限制的测量；
v.呼吸中止和/或呼吸不足的存在的测量；
vi.鼾声存在的测量；以及
vii.气道通畅的测量。
在本技术的一个形式中，治疗参数判定算法4328根据积分控制方程计算振幅A：
A＝G∫(Vent-Vtgt)dt (1)，
其中，Vtgt为目标换气。在其它形式中，其它控制模式可用于计算振幅A，例如，比例，比例微分，比例积分微分。
接着，治疗参数判定算法4328计算治疗参数(治疗压力Pt)如下：
Pt(t)＝A*Φ(Π(t))+P0 (2)
其中P0为压力的“DC”分量，其可为常数或可为流量限制、呼吸中止、呼吸不足、通畅和鼾声中的一或多个的指数或测量的函数。(附注：在CPAP或APAP治疗中，A可为零，在这种情况下治疗压力方程(2)简化为Pt＝P0)。
在本技术的另一形式中，算法4328将治疗压力Pt判定为流量限制、呼吸中止、呼吸不足、通畅和鼾声中的一或多个的指数或测量的函数。在一个实施方案中，这些测量是在单次呼吸而非数个先前呼吸的集合的基础上判定的。
图4e为说明在本技术的此形式中将由处理器4230执行的方法4500说明为算法4328的一种实施的流程图。方法4500从步骤4520开始，在此步骤处，处理器4230将呼吸中止/呼吸不足的存在的测量与第一阈值进行比较，并判定呼吸中止/呼吸不足的存在的测量是否在预定时间段已超过第一阈值，指示正在发生呼吸中止/呼吸不足。若如此，方法4500进行到步骤4540；否则，方法4500进行到步骤4530。在步骤4540处，处理器4230将气道通畅的测量与第二阈值进行比较。若气道通畅的测量超过第二阈值，则指示气道是通畅的，检测到的呼吸中止/呼吸不足则视为中枢性的，且方法4500进行到步骤4560；否则，呼吸中止/呼吸不足则被视为是阻塞性的，且方法4500进行到步骤4550。
在步骤4530处，处理器4230将流量限制的测量与第三阈值进行比较。若流量限制的测量超过第三阈值，则指示吸气流量受限，方法4500进行到步骤4550；否则，方法4500进行到步骤4560。
在步骤4550处，处理器4230使治疗压力Pt增加预定压力增量ΔP，假设增加的治疗压力Pt不会超过上限Pmax。在一个实施方案中，预定压力增量ΔP和上限Pmax分别为1cmH20和20cmH20。方法4500然后返回到步骤4520。
在步骤4560处，处理器4230使治疗压力Pt减少一减量，假设减少的治疗压力Pt不会降低到下限Pmin以下。方法4500然后返回到步骤4520。在一个实施方案中，减量与Pt-Pmin值成正比，使得在没有任何检测到的事件的情况下，下限Pmin的减量Pt是指数型的。或者，可预先判定减量Pt，因此，在没有任何检测到的事件的情况下，下限Pmin的减量Pt是线性的。
潮式呼吸的检测4329
在本技术的一个形式中，一或多个处理器可以实施本文所描述的用于检测潮式呼吸(CSR)的一或多个方法。例如，处理器4230可以执行算法4329来检测潮式呼吸(CSR)。一或多个处理器可以例如在可提供呼吸治疗的PAP装置中、在可分析输入到计算机的先前记录的流量数据的计算机中或具有测量并分析指示患者流量的信号的传感器的监控/检测装置(例如侵入式或非侵入式装置)中实施，其可以或可以不提供呼吸或其它治疗。
在一个形式中，算法4329接收呼吸流量Qr、由呼吸中止和/或呼吸不足判定算法4325提供的一系列呼吸中止和/或呼吸不足事件以及由呼吸成帧器4319提供的一系列半呼吸标记和对应的半呼吸幅度以作为输入。CSR检测算法4329“即时”处理这些输入，并且在每个CSR事件的参数发生之后尽可能快地或者很快地将其返回。在这方面，CSR检测算法4329可以视为“实时”操作。在一个实施方案中，CSR事件参数是CSR事件的开始和结束时间。
图6E示出了来自潮式呼吸患者的数据。标记了连续性呼吸中止事件6010、6020、6030。
图6F示出了来自较不严重潮式呼吸患者的数据。标记了连续性呼吸不足事件6110、6120、6130。
由连续性呼吸中止或呼吸不足事件所界定的时段称为“事件间隔”。图6E中说明由两个呼吸中止事件6110、6120所界定的一个这样的事件间隔6040。在经过没有任何呼吸中止或呼吸不足事件的预定时段(“超时状况”)之后也可结束事件间隔。CSR检测算法4329判定包含CSR的事件间隔称为“CSR循环”。CSR检测算法4329的初期工作是判定哪些事件间隔可以归类为CSR循环，其它事件间隔归类为上气道阻塞(如图6D中所说明)且因此与CSR无关。一旦已经判定一系列连续事件间隔为CSR循环，则第一CSR循环的开始和最后CSR循环的结束用以区别“CSR事件”的开始和结束。每个CSR事件的开始时间和结束时间是由CSR检测算法4329返回。
图8包含说明在本技术的一个形式中可由CSR检测算法4329实施的方法8000的流程图。方法8000开始于步骤8010，其为事件处理程序，所述事件处理程序不断地运行以处理由呼吸中止/呼吸不足判定算法4325提供的每个呼吸中止或呼吸不足事件。下文参考图9详细描述事件处理程序8010。事件处理程序8010的输出是一系列事件间隔。
在从事件处理程序8010接收事件间隔时，步骤8020处理事件间隔以判定其特性：肯定提示(可能是CSR循环)、否定提示(可能不是CSR循环)或者无可借鉴性。下文参考图10、图11和图12更详细描述步骤8020。下一步骤8030基于在步骤8020中判定的特性更新事件间隔统计。下文参考图13更详细描述步骤8030。最终，步骤8040分析当前事件间隔统计以判定是否改变CSR状态。可以为布林变量或其它合适数据结构的CSR状态指示出当前是否发生CSR事件。下文参考图13和图14更详细描述步骤8040。
步骤8040应用管理当前事件间隔统计的解释的一组规则。步骤8040考虑一群最近连续事件间隔，使得如果肯定提示该组的平衡，则将该组视为CSR事件的一部分，并且如果否定提示所述平衡，则将该组视为不是CSR事件的一部分。如果该组同样保持平衡，则步骤8040不会改变当前CSR状态。该组的大小由事件间隔的数量定义的，相较于CSR循环的典型长度，所述事件间隔可在较长的历史中累积。
用以检测CSR的先前方式共同地或整体地分析多个最近候选CSR循环，以判定总CSR指数分值。这与基于最近事件间隔特性的计数而独立地将连续事件间隔特征化并检测CSR的当前方式有所不同。由于当前方式不太可能由单一事件间隔支配，因此其可提供较少的错误CSR检测，特别是类似CSR的或非类似CSR的。相较于在先前方式中的情况，对较长历史的最近事件间隔的分析突出了这种优势。
图9是在本发明的一个形式中可由图8的方法8000的事件处理程序8010实施的分层状态机(HSM)9000的图式。HSM 9000开始于状态9010，其等待“第一”呼吸中止或呼吸不足事件。这种“第一”事件在监控阶段中并不一定确实是第一事件；其可为由于超时状况导致的先前事件间隔结束之后的第一事件。到达的“第一”呼吸中止或呼吸不足事件开启事件间隔并将HSM 9000转变到状态9020。一般来说，在“第一”事件之后发生的每个事件会结束当前事件间隔以及开启新的事件间隔。结束的事件间隔传递至方法8000的步骤8020以便进行处理。一般规则的例外在于呼吸中止事件引起在第一预定时段(相当于典型呼吸不足可被忽略的长度)内检测到的任何随后呼吸不足事件，其目的不是要对单一“低流量”事件进行“双重处理”。在HSM 9000的一种实施方案中，第一预定时段小于1分钟，例如，约半分钟(25秒长)。也就是说，例如在呼吸中止事件的25秒内发生的呼吸不足事件不会结束当前事件间隔或开启新的事件间隔。为此，如果“第一”事件为呼吸中止事件，则状态9010重新设定“呼吸中止计时器”。
根据超时状况，如果自处理先前事件之后已经过去第二较长的预定时段，则当前事件间隔结束，并且HSM 9000返回至状态9010，等待新的“第一”事件。为了实施超时状况，一旦“第一”事件到达，状态9010重新设定“长计时器”。在一种实施方案中，第二预定时段长于第一预定周期，并且可以为数分钟，例如，第二预定时段可以为180秒或约三分钟。
处理后续事件的状态9020本身包括状态机，其具有子状态9030和9040。然而，当在状态9020时，如果长计时器超时，即发生了超时状况，则HSM 9000结束当前事件间隔并且返回到状态9010以等待“第一”事件。
在子状态9030(其是进入状态)中，如果第一事件是呼吸不足，新/后续的呼吸不足事件检测结束当前事件间隔、开启新的事件间隔、重新设定长计时器并且使状态9020保持在子状态9030。在子状态9030中的新/后续的呼吸中止事件检测结束当前事件间隔、开启新的事件间隔、重新设定长计时器和呼吸中止计时器并且使状态9020转变成子状态9040。
在子状态9040(其是进入状态)中，如果第一事件是呼吸中止，则忽略呼吸不足事件。在子状态9040中的呼吸中止事件结束当前事件间隔、开启新的事件间隔、重新设定长计时器和呼吸中止计时器并且使状态9020保持在子状态9040。子状态9040中的呼吸中止计时器超时使状态9020返回到子状态9030，其中可以处理呼吸不足事件。
一旦开启了事件间隔，半呼吸标记信号的随后出现(用信号通知半呼吸已经完成)以及半呼吸的幅度是由用于CSR检测算法4329的呼吸成帧器4329进行计算。当呼吸成帧器4329将每个半呼吸用信号通知为完成的且返回其幅度时，CSR检测算法4329计算呼吸换气的测量，并且将所述测量记录在与当前开启事件间隔相关连的顺序缓冲器中。在一种实施方案中，呼吸换气测量是当前半呼吸幅度与先前半呼吸的幅度的乘积。在其它实施方案中，呼吸换气的测量值可以是当前半呼吸幅度与先前半呼吸幅度的总和、当前半呼吸幅度自身、前两个或多个半呼吸幅度的算数或几何平均值、或者最近半呼吸幅度的一些其它低通滤波。在下文中，将潮气量用作半呼吸幅度，并且将潮气量乘积(“TVP”)(可以例如以平方公升为单位进行测量)用作呼吸换气的测量。然而，所描述的方法可以实施半呼吸幅度和呼吸换气的其它测量。
对于这种针对呼吸换气采用当前半呼吸潮气量与先前半呼吸潮气量的乘积的一般模式，存在有例外。第一例外是当“第一”呼吸不足事件发生时，将HSM 9000从等待状态9010转变成处理状态9020。CSR检测算法4329可以不记录先前半呼吸潮气量，并且因此，发生在“第一”呼吸不足之后的第一半呼吸的潮气量可被忽略。第二例外是，在任何呼吸中止之后的第一半呼吸也可被忽略，是因为所呈现的潮气量是指呼吸中止之前的呼吸并且因此没有关系。“第一”事件之后的呼吸不足事件不是以例外的方式进行处理，在某种意义上来说，从第一半呼吸可得到的潮气量是乘以先前值并且存储在顺序缓冲器中。其理由在于，相对于潮气量的最低点，极大地延迟了呼吸不足事件，且因此所记录的值可能与最近开启的事件间隔相关联。
在一种实施方案中，与当前开启事件间隔相关联的顺序缓冲器可以具有有限的空间(例如，只有125半呼吸潮气量乘积(TVP)的数据空间)。通常，在大多数真正的CSR事件中，事件间隔中的半呼吸不会多于此限制。一旦事件间隔结束，则顺序缓冲器的内容会转发到步骤8020作为与事件间隔相关联的一系列TVP，并且顺序缓冲器开始由与最近开启的事件间隔(如果存在)相关联的TVP进行重写。
图10包含说明在本技术的一种形式中可用于实施图8的方法8000的事件间隔处理步骤8020的方法1000的流程图。
方法10000从步骤10010开始，其检查事件间隔是否因超时状况结束。如果是(“Y”)，则步骤10020标示事件间隔，使得如果有一个在进行处理，则步骤8040处的后续处理终止当前CSR事件，并且方法10000结束。否则(“Y”)，方法10000进行到步骤10030以检查：(a)与事件间隔相关联的TVP序列中的非零TVP的数量以及(b)间隔的持续时间。例如，如果少于非零TVP的最小数量或事件间隔持续时间是在典型CSR循环的持续时间范围之外(“Y”)，则在步骤10040处，将事件间隔特征化为否定提示，且方法10000结束。在一种实施方案中，持续时间范围是约30秒至125秒，并且非零TVP的最小数量为3。否则(“N”)，在步骤10050处，找到并记录序列中的TVP的最小值TVPmin和最大值TVPmax。
步骤10060然后计算称为“相对最大阶段”(视为“跳跃”或突然上升)特征的值。相对最大阶段特征是以序列中的连续TVP之间的差异的最大值来计算，正常表示为TVPmax。第一差异在序列中简单地设定成第一TVP。相对最大阶段特征的意义在于，在事件间隔的TVP序列中存在相对突然且较大的上升表明了事件间隔在本质上为障碍性的，而不是由于CSR导致。
步骤10070判定事件间隔的特性(肯定提示、否定提示或无可借鉴性)。在步骤10070处的处理的本质取决于事件间隔是否因呼吸中止事件或呼吸不足事件结束，即，是在其“结束事件”时。下文将参考图11和图12来更详细地描述步骤10070。方法10000随后结束。
图11包含流程图，其说明在本技术的一个形式中可以在事件间隔因呼吸不足事件结束的情况下实施为事件间隔特征化步骤10070的方法11000。方法11000开始于步骤11010，其根据代表与导致CSR呼吸不足的事件间隔相一致的TVP值的预期序列的正常化样板来构成比例TVP样板(见图6F)。正常化样板定义为范围是在域[0,1]的0和1之间。正常化样板中的值的数量是设定为等于TVP序列中的TVP的数量。正常化样板的零值略微在域结束之前发生，使得其符合结束事件间隔的呼吸不足的实际位置，这略微是在呼吸不足事件之前，是因为在算法4325的呼吸不足检测部分中的延迟。
在步骤11010的一个实施方案中，正常化样板采用下列函数形式来构造：
步骤11010通过如下将正常化样板y(x)按比例调整在区间[TVPmin,TVPmax]来构造比例TVP样板：
ScaledTemplate(x)＝y(x)(TVPmax-TVPmin)+TVPmin (4)
步骤11020随后计算在TVP序列与比例TVP样板之间的差异。低差异值指示事件间隔具有导致CSR呼吸不足的特性。在一个实施方案中，差异是来自比例TVP样板的TVP序列的均方根(RMS)偏差。
方法11000的其余步骤11030至11070应用用于评估跳跃上升特征值、差异以及事件间隔的持续时间以判定其特性的规则。在步骤11030处，将跳跃特征值与阈值J1进行比较。如果跳跃特征值大于阈值J1(“Y”)，则在步骤11040处将事件间隔特征化为否定提示。否则(“N”)，如果事件间隔持续时间大于阈值D1且来自比例TVP样板的TVP序列的差异小于阈值R1(在步骤11050处为“Y”)，则在步骤11060处将事件间隔特征化为肯定提示。否则(“N”)，在步骤11070处将事件间隔标示为无可借鉴性。在一个实施方案中，规则阈值为J1＝0.6，D1＝35秒且R1＝0.2平方公升。
图12包含流程图，其说明在本技术的一个形式中可以在事件间隔因呼吸中止事件结束的情况下实施为事件间隔特征化步骤10070的方法12000。方法12000开始于步骤12010，其根据相应的正常化样板构件两个比例TVP样板，其中一个样板代表与导致OSA事件的事件间隔相一致的TVP值的预期序列(见图6D)，而另一个样板代表与导致CSR呼吸中止的事件间隔相一致的TVP值的预期序列(见图6E)。正常化样板定义为范围是在域[0,1]的0和1之间。每个正常化样板中的值的数量是设定为等于TVP序列中的TVP的数量。在步骤12010的一个实施方案中，正常化OSA样板采用下列函数形式构造：
在步骤12010的一个实施方案中，将正常化CSR样板构造为上升半波余弦函数与由0和1的比例参数的平均值所参数化的对数正态分布这两者的乘积，其正常化使得所述正常化的CSR样板的峰值达到1的幅度。即，正常化CSR样板可以采用下列函数形式构造
步骤12010通过根据方程(4)将每个正常化样板y(x)按比例调整至区间[TVPmin,TVPmax]来构造两个比例TVP样板(比例OSA样板和比例CSR样板)。
步骤12020随后根据比例OSA样板和比例CSR样板计算TVP序列的差异，从而产生两个可以分别认为是“不像OSA分值”和“不像CSR分值”的数值。将其称为“不像”分值的理由在于，分值越小，所记录的TVP值越接近相关联的样板，并且相反地，分值越大，所记录的TVP值越不类似样板。只有当记录的TVP完全匹配对应的样板时，可达成零差值。在一个实施方案中，所述差异是作为RMS偏差计算的。
在步骤12025处，从不像OSA分值和不像CSR分值中计算称为“CSR相似性分值”的组合式正常化分值。CSR相似性分值是完全匹配比例OSA样板的所记录TVP的最小值以及是完全匹配比例CSR样板的所记录TVP的最大值。在一个实施方案中，步骤12025通过取不像OSA分值和不像CSR分值的差并且将结果除以两个分值中的较大者来计算出CSR相似性分值。所得CSR相似性分值是在-1(针对完全匹配比例OSA样板的所记录TVP)至+1(针对完全匹配比例CSR样板的所记录TVP)的范围内。
方法12000的其余步骤12030至12070应用用于评估跳跃特征值、CSR相似性分值以及事件间隔的持续时间以判定其特性的规则。在步骤12030处，将跳跃特征值与阈值J2进行比较。如果跳跃特征值大于阈值J2(“Y”)，则在步骤12040处将事件间隔特征化为否定提示。否则(“N”)，如果事件间隔持续时间大于阈值D2且CSR相似性大于阈值R2(在步骤12050处为“Y”)，则在步骤12060处将事件间隔特征化为肯定提示。否则(“N”)，在步骤12070处将事件间隔标示为无可借鉴性。在一个实施方案中，规则阈值为J2＝0.6、D2＝40秒且R2＝-0.15。
如前所述，在步骤8040处的关于当前是否出现CSR事件的判定可以通过考虑附加的事件间隔来进一步进行，所述附加的事件间隔例如是已经在长于CSR循环的典型长度的历史中进行处理的所有事件间隔。在步骤8040处，不考虑长于历史持续时间的事件间隔。在一个实施方案中，此历史可为数分钟或数小时，例如19分钟的持续时间。然而，可选择其它这样的历史持续时间，以便提供合适的历史性评估。
步骤8040基于在历史中的事件间隔的总计数、历史中为肯定提示的事件间隔的数量以及历史中为否定提示的事件间隔的数量中的任何一或多个(例如全部)来判定是否要设定或改变CSR状态。(也可应用/评估其它标准，例如事件间隔是否因超时状况或治疗结束而结束)。
步骤8040利用已经在步骤8030处根据最近结束的事件更新的事件间隔统计。步骤8030可以任选地实施，以维持包含Nb存储块的环形缓冲器中的统计，Nb存储块中的每一个对应于其中将历史概念性分割的一系列持续时间相等的窗口中的一个。每个存储块配置为包含记录，所述记录包括来自事件间隔的计数，例如，在对应的窗口中已经结束的事件间隔的三个不同类型的计数。例如，不同类型的计数可以包括下列中的一个或多个：具有肯定提示特性的事件间隔的数量、具有否定提示特性的事件间隔的数量以及对应窗口的事件间隔的总数量，其包括无可借鉴性事件间隔和因超时状况结束的那些事件间隔。因为下述理由，每个窗口的持续时间是CSR检测算法4329的时间分辨率，因此，将窗口持续时间选择为大致相当于CSR循环的长度。在一个形式中，每个窗口的持续时间为30秒。环形缓冲器中的存储块的数量Nb是历史除以窗口持续时间的长度。在一个实施方案中，当历史的持续时间为19秒且每个窗口的持续时间为30秒时，在环形缓冲器中有Nb＝38个存储块(19分钟/30秒)。虽然在实例中描述了环形缓冲器，但是，其它数据结构可以在用于CSR状态判定的计数的统计收集/评估中实施。
当HSM 9000处于等待状态9010时，当前存储块的指数保持在1。一旦HSM 9000已进入“处理后续事件”状态9020，则在每个连续窗口过去之后，步骤8030将指数指向加1(计算Nb的模数)的“当前”存储块，直到HSM 9000返回等待状态9010。步骤8030只增量当前存储块中的相关计数(在所有情况下为总计数，且随后可能为肯定提示计数或否定提示计数)，这取决于步骤8020刚结束及处理的事件间隔的特性。
图13说明在环形缓冲器中采用Nb＝38个存储块的实施方案中的实例环形缓冲器的内容演变的实例13000。存储块从右至左编号为1到38。当前存储块是白色，其中用逐渐较深色填充的方式表示较早的存储块。存储块的编号代表每个存储块的计数；从上至下分别是：肯定提示的数量、否定提示的数量以及事件间隔的总数量。行13010描绘了在第一事件间隔结束之后不久的环形缓冲器的状况，其中，除了当前存储块(编号为1)之外，所有存储块具有全部零计数，当步骤8020判定事件间隔为否定提示时，当前存储块具有1的正计数。行13020描绘了在过去19分钟之前不久的环形缓冲器的状况。当前存储块现在编号为37，并且所有说明的存储块具有在其中记录的至少一个事件间隔。行13030描绘了在过去20.5分钟之后不久的环形缓冲器的状况。当前存储块编号为3，并且先前存储在存储块1、2和3中的计数已经使用与最近结束的事件间隔有关的新技术予以重写。
在步骤8020处处理事件间隔并且在步骤8030处更新事件间隔统计之后，步骤8040分析事件间隔统计。
图14包含说明在本技术的一个形式中可用于实施步骤8040的方法14000的流程图。
方法14000从步骤14010开始，其检查事件间隔是否由于超时状况而结束(如步骤10020所标示)。如果是(“Y”)，则步骤14015判定当前CSR事件(如果一个正在进行中)已经结束，并且将CSR状态设定为假。刚刚结束的CSR事件的结束时间是当前时间。任选步骤14020然后以下述方式调整刚刚结束的CSR事件的结束时间。在下一步骤14070处，清除可以存在于环形缓冲器中的任何计数，并且方法14000在步骤14090处结束。
否则(在步骤14010处为“N”)，步骤14025检查环形缓冲器中记录的统计历史是否长于略微小于历史的最大可能长度的阈值。此步骤包括使用非零总事件间隔计数来检查历史中最早的存储块。在历史的持续时间为19分钟的一个实施方案中，此阈值为15分钟。如果不是(“N”)，方法14000在步骤14030处结束，因为没有足够的信息来改变CSR状态。
否则(在步骤14025处为“Y”)，方法14000进行到步骤14035，其根据在环形缓冲器中记录的统计来计算三个计数。
·C+＝历史中的肯定提示事件间隔的数量
·C-＝历史中的否定提示事件间隔的数量
·CT＝历史中的事件间隔的总数量
步骤14040随后判定三个计数是否满足指出CSR事件已经开始的标准。“开始”标准确保在历史中已经有足够的事件间隔来形成可靠的判断，并且肯定提示事件间隔的数量是相当于事件间隔的总数量并且大于否定提示事件间隔的数量。在一个实施方案中，三个开始标准如下：
·
·
·
其中是底限运算符且H为历史长度(以分钟为单位)。如果均满足开始标准(在步骤14040处为“Y”)，步骤14045判定CSR事件已经开始，并且将CSR状态设定为真(True)。刚刚开始的CSR事件的开始时间是当前时间。任选步骤14050然后以下述方式调整CSR事件的开始时间。然后，方法14000进行到步骤14070以清除环形缓冲器，如上所述。
如果未满足开始标准(在步骤14040处为“N”)，步骤14055判定三个计数是否满足指示CSR事件已经结束的标准。结束标准确保在历史中已经有足够事件间隔以形成可靠判定，并且否定提示的事件间隔的数量相当于事件间隔的总数量。在一个实施方案中，两个“结束”标准如下：
·
·
如果均满足结束标准(在步骤14055处为“Y”)，步骤14060判定当前CSR事件已经结束，并且将CSR状态设定为假(False)。刚刚结束的CSR事件的结束时间是当前时间。任选步骤14065然后以下述方式调整刚刚结束的CSR事件的结束时间。方法14000然后进行到步骤14070以清除环形缓冲器，如上所述。
如果未满足结束标准(在步骤14055处为“N”)，方法14000在步骤14090处结束。
现将描述在任选步骤14020、14050和14065处的开始时间和结束时间的调整。由于在CSR检测算法4329的慎重考虑，判定的CSR事件的开始或结束的时刻可以(且可能是)在CSR发生真正开始或者结束之后很长时间。由于CSR检测算法4329返回每个CSR事件的开始和结束时间，步骤14020、14050和14065执行一些反向跟踪以便找到最适当的时间以返回那些开始和结束时间。
一旦步骤14015判定CSR事件由于超时状况而已经结束，步骤14020通过减去HSM 9000的“长计时器”的持续时间来调整CSR事件的结束时间，在一个实施方案中持续时间等于3分钟。
一旦步骤14045判定CSR事件已经开始，步骤14050通过减去CSR事件的已经经过的持续时间来调整CSR事件的开始时间。在判定已经开始的事件中CSR事件的经过持续时间是环形缓冲器中的最早记录(从记录开始)，所述环形缓冲器包含非零肯定暗示的事件间隔计数。
一旦步骤14060判定CSR事件已由于事件间隔统计而结束，步骤14065将CSR事件的结束时间调整为完成环形缓冲器中的最近记录的时间，所述环形缓冲器包含非零肯定暗示的事件间隔计数。
由于历史中记录的使用期的分辨率是对应于存储块的窗口的持续时间，经过的持续时间也具有等于窗口的持续时间的分辨率(在上述的实施方案中是30秒)。因此，调整的开始和结束时间具有等于窗口持续时间的分辨率。
在PAP装置中实施的情况下，在判定过程中可以提出一种额外情形。在一些情况中，PAP装置4000可由用户设定为指示“治疗结束”的待机模式(例如，因为销售人员正执行产品展示)在此情形下，存在两种可能性，其取决于并未特征化为无可借鉴性的最近事件间隔是肯定还是否定提示的。如果是肯定提示，那么CSR事件的结束时间设定为PAP装置4000设定成待机模式的时间。如果是否定提示，那么CSR事件的结束时间设定为否定提示的事件间隔的开始时间。因此，时间可基于PAP装置的模式(例如待机模式)来设定。
在所有情况下，经过的持续时间是从开始时间(经过调整)到结束时间(经过调整)来计算以指示CSR事件的持续时间。
明确选择以上定义的阈值和样板以区别CSR循环和OSA事件循环，这是算法4329被描述为“CSR检测”算法的原因。然而，通过使用阈值和样板的其它值，算法4329可应用于区别由呼吸中止或呼吸不足(例如，错综睡眠呼吸中止)所中断的其它形式的周期性呼吸和OSA循环。为此理由，算法4329可以更通常被描述为“周期性呼吸检测”算法。
图15A包含说明CSR检测算法4329的操作的曲线图。上迹线(迹线15000)代表约8分钟时间的呼吸流量Qt。下迹线15030代表基于呼吸流量迹线15000采用CSR检测算法4329计算的CSR状态。呼吸流量迹线15000从正常呼吸开始，接着是一系列CSR循环(例如15020)，每个都包含完整的呼吸中止(例如15010)。CSR状态迹线15030显示CSR状态并未通过正常呼吸而设定为真，但是在第一CSR循环的呼吸中止15010结束后不久的时间15040处上升为真，且当CSR事件继续时，对于其余的迹线15030保持为真。
图15B包含进一步说明CSR检测算法4329的操作的曲线图。上迹线(迹线15050)代表约7分钟内的呼吸流量Qt。下迹线15090代表基于呼吸流量迹线15050采用CSR检测算法4329计算的CSR状态。呼吸流量迹线15050从正常呼吸开始，接着是一系列CSR循环(例如15070)，每个都包含完整的障碍性呼吸中止(例如15060)，然后是快速恢复(例如15080)。CSR状态迹线15090显示出CSR状态在任何阶段并未通过呼吸流量迹线15050中的正常呼吸或OSA循环而设定为真。
图16包含曲线图，其说明基于与图15B中使用相同的流量信号，在当前市场装置(Respironics REMStar Pro 2)上执行的CSR检测算法(EncorePro 2)的操作中的假阳性CSR识别。在图16中，迹线16000代表约12分钟内的呼吸流量Qt。呼吸流量迹线16000表示一系列OSA循环(例如16010)，每个都包含完整的障碍性呼吸中止(例如16020)，然后是快速恢复(例如16030)。灰色阴影区域16040指示CSR检测算法不正确地检测CSR的存在，其在8分钟左右开始并且继续到呼吸流量迹线16000的结束。
控制模块4330
在本技术的一个形式中，根据本技术的一方面的控制模块4330接收一或多个治疗参数作为输入，并根据所述治疗参数控制治疗装置4245输送治疗。
在本技术的一个形式中，治疗参数是目标治疗压力Pt。
在本技术的另一个形式中，根据本技术的一方面的控制模块4330接收EPAP压力和IPAP压力作为输入，并分别与呼吸循环的呼气和吸气相位同步以控制治疗装置4245输送这些相应的压力。
在本技术的一个形式中，控制模块4330响应由CSR检测算法4329提供的任一个CSR事件参数，以调整由治疗参数判定算法4328提供的治疗参数以便减轻CSR。
报告模块4335
报告模块4335将数据从预处理和治疗引擎处理模块4310和4320的一或多个模块发送到数据通信接口4280。在本技术的一个形式中，报告模块4335向数据通信接口4280报告由CSR检测算法4329提供的任何CSR事件参数。所报告的数据可保存在PAP装置4000的存储器4260中和/或经由数据通信接口4280转发到本地或远程外部通信网络4284和4282。在本技术的一些形式中，处理器4230可在输出装置4290上显示检测到的CSR事件的详情。
故障状况的检测4340
在本技术的一个形式中，处理器4230执行用于检测故障状况的一或多个方法。优选地，由一或多个方法检测到的故障状况包括下列各项中的至少一个：
电力故障(无电，或电力不足)
转换器故障检测
无法检测组件的存在
操作参数超过建议的范围(例如压力、流量、温度、PaO2)
测试警报无法产生可检测的警报信号
在检测到故障状况之后，对应的算法通过下列各项中的一或多个来发信号通知故障的存在：
开始可听、视觉和/或动态性(例如振动)警报
向外部装置发送消息
事件的记录
治疗装置4245
在本技术的优选形式中，治疗装置4245是在控制模块4330的控制下对患者1000输送治疗。
优选地，治疗装置4245为如上所述的压力装置4140。
监控系统
本技术的另一形式包括用于监控呼吸障碍患者1000的设备。所述设备可以包括监控装置7000，其配置成监控患者1000的呼吸运动。
在一个实施方案中，监控装置7000包括类似于PAP装置4000的下列组件的组件：处理器4230、时钟4232、电源供应器4210、存储器4260和数据通信接口4280。
监控装置7000还包含产生代表患者1000的呼吸运动的信号的非接触式传感器。在一个实施方案中，非接触式传感器通过对着患者1000输RF脉冲或系列脉冲及分析患者1000的胸部的反应来产生呼吸运动信号。监控装置7000的处理器4230(通常为处理器)配置为将由非接触式传感器提供的呼吸运动信号用作呼吸空气流量Qr来执行上述算法4330(除了治疗参数判定算法4328和控制模块4330之外)。
在本技术的其它形式中，用于监控呼吸障碍患者1000的设备包括利用传感器的不同监控装置，其配置为根据不同模式提供呼吸运动信号，例如胸带(体积描记器)。
在其它形式中，监控装置可为可植入装置，例如心脏再同步治疗(CRT)装置和/或除颤器，例如使用一或多个植入电极来测量呼吸运动或指示呼吸的其它信号的除颤器。
术语表
出于本技术公开内容的目的，在本技术的某些形式中，以下定义中的一或多个可适用。在本技术的其它形式中，替代定义可适用。
总则
空气(Air)：在本技术的某些形式中，供应给患者的空气可为大气空气、并且在本技术的其它形式中，大气空气可以补充氧气。
连续气道正压换气(CPAP)：采取CPAP治疗意指通过患者的呼吸循环在相对于大气的连续正压下且优选地在恒定的压力下将空气或可呼吸气体供应施加到气道入口。在一些形式中，气道入口处的压力在单个呼吸循环中会以数厘米的水发生变化，例如，在吸气期间较高且在呼气期间较低。在一些形式中，气道入口处的压力在呼气期间略高且在吸气期间略低。在一些形式中，压力将在患者的不同呼吸循环之间发生变化，例如，响应于检测到局部上气道阻塞的指示而增加，并在没有局部上气道阻塞的指示时降低。
PAP装置的各方面
空气回路(Air circuit)：在使用时构造且布置为在PAP装置与患者界面之间输送空气或可呼吸气体供应的导管或管。确切地说，空气回路可与气动块和患者界面的出口流体连接。空气回路可称为输气管。在一些情况下，可以存在有用于吸气和呼气的回路的单独分支。在其它情况下，使用单一分支。
APAP：自动调节气道正压换气。气道正压换气可在最小限值与最大限值之间持续地调整，这取决于存在或不存在SDB事件的指示。
鼓风机(blower)或气流产生器(flow generator)：在高于环境压力的压力下输送空气流的装置。
控制器(controller)：基于输入调整输出的装置或者装置的一部分。例如，控制器的一种形式具有处于控制下的变量，即控制变量，其构成装置的输入。装置的输出随着控制变量的当前值和变量的设定点变化。
治疗(Therapy)：本上下文中的治疗可以是一或多个正压治疗、氧治疗、二氧化碳治疗、封闭空间的控制和药物的施用。
气道正压换气(PAP)装置：用于向气道提供正压空气供应的装置。
转换器(Transducer)：用于将一种形式的能量或信号转换为另一种形式的装置。转换器可为用于将机械能量(例如运动)转换为电信号的传感器或检测器。传感器的实例包括压力传感器、流量传感器、二氧化碳(CO2)传感器、氧气(O2)传感器、应力传感器、运动传感器、噪音传感器、体积描记器和相机。
呼吸循环的各方面
呼吸中止(Apnea)：优选地，呼吸中止将据说是当流量下降到预定阈值之下在例如10秒的持续时间发生。阻塞性呼吸中止将据说是在气道的一些阻塞物不允许空气流动时发生(尽管患者作出了努力)。中枢性呼吸中止将据说是在检测到由于呼吸努力的减少或没有呼吸努力而导致的呼吸中止时发生。
呼吸率(Breathing rate)：患者的自发呼吸率，通常是以每分钟的呼吸来进行测量。
工作循环(Duty cycle)：吸气时间Ti与总呼吸时间Ttot的比率。
(呼吸)用力：优选地，呼吸使力将会是自发呼吸者尝试呼吸所完成的动作。
呼吸循环的呼气部分(Expiratory portion of a breathing cycle)：从呼吸流动的开始到吸气流动的开始的时段。
流量限制(Flow limitation)：优选地，流量限制将被视为患者呼吸的事态，其中，患者更加用力不会引起流量的对应增加。当流量限制在呼吸循环的吸气部分期间发生的情况下，所述流量限制可以描述为吸气流量限制。当流量限制在呼吸循环的呼气部分期间发生的情况下，所述流量限制可以描述为呼气流量限制。
半呼吸(Half-breath)：呼吸循环的吸气或呼气部分。
呼吸不足(Hypopnea)：优选地，呼吸不足将被视为流量的降低，但并不是流动的停止。在一个形式中，呼吸不足据说是在流量在持续时间内降低在阈值之下时发生。在一个形式中，在成人中，下列各项中的任一项可以视为是呼吸不足：
(i)患者呼吸减少30％至少10秒加上相关的4％去饱和作用；或者
(ii)患者呼吸减少(但小于50％)至少10秒，加上至少3％的相关去饱和作用或觉醒。
呼吸循环的吸气部分(Inspiratory portion of a breathing cycle)：优选地，吸气流动的开始到呼气流动的开始的时段将被视为呼吸循环的吸气部分。
通畅性(气道)：气道打开的程度，或者气道打开的范围。通畅的气道是打开的。可以量化气道通畅性，例如为一(1)的值为通畅，而为零(0)的值为闭合。
呼气末正压换气(PEEP)：肺部中存在于呼气结束时的高于大气的压力。
峰值流量(Qpeak)：在呼吸流量波形的吸气部分期间的最大流量值。
呼吸流量、气流、患者气流、呼吸气流(Qr)：这些同义术语可以理解为指代PAP装置的呼吸气流的估计，而不是“正确的呼吸流量”或“正确的呼吸气流”，其为患者所经历的实际呼吸流量，通常是以每分钟公升来表示。
潮气量(Vt)：未施加额外努力时的正常呼吸期间的吸气量或呼气量。
(吸气)时间(Ti)：呼吸流量波形的吸气部分的持续时间。
(呼气)时间(Te)：呼吸流量波形的呼气部分的持续时间。
(总)时间(Ttot)：一个呼吸流量波形的吸气部分的开始与紧接着的呼吸流量波形的吸气部分的开始之间的总持续时间。
典型最近换气(Typical recent ventilation)：换气值，一些预定时标内的最近值在所述换气值附近倾向于聚集，即，最近换气值的集中趋势的测量。
上气道阻塞(UAO)：包括局部和总上气道阻塞两者。这可与流量限制状态相关，其中流量水平仅略微增加或甚至会随着横跨上气道的压力差增加(斯塔林电阻行为)而减少。
换气量(换气口)：由患者的呼吸系统交换的气体总量的测量，包括每单位时间吸气和呼气流量。当以每分钟体积表示时，此量通常被称为“每分钟换气量”。每分钟换气量是有时仅作为体积给出的，理解成每分钟体积。
PAP装置参数
流率(Flow rate)：每单位时间输送的空气的瞬时体积(或质量)。当流率和换气量每单位时间具有相同的体积或质量大小时，在很短的时间段内测量流率。流量对于患者的呼吸循环的吸气部分可标称地为正，因此对于患者的呼吸循环的呼气部分为负。在一些情况下，对流率的参考将是对标量(即仅具有大小的量)的参考。在其它情况下，对流率的参照将是对矢量(即具有大小和方向两者的量)的参考。将为流量给定符号Q。总流量Qt是离开PAP装置的空气的流量。换气口流量Qv是离开换气口以排出呼出的气体的空气的流量。漏流量Ql是从患者界面系统中非故意泄漏的流率。呼吸流量Qr是被接收到患者呼吸系统中的空气的流量。
泄漏(Leak)：优选地，单词“泄漏”可被视为空气流动到环境。泄漏可能有意的，(例如)以排出呼出的CO2。例如，由于鼻罩与患者脸部之间的不完全密封，所以泄漏是非故意的。
其它注释
本专利文件的公开部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人拓制在专利和商标局专利文件或记录中的专利文件或专利公开内容，但在其它方面却保留所有版权权利。
除非上下文另有明确规定并在提供各种值的情况下，应该理解，介于所述范围的上下限间的的每一个居中值(为下限单位的十分之一)和在所述范围内的任何其它所陈述的或居中值都涵盖于本技术内。这些居中范围的上限及下限(其可独立地包括在居中范围中)也涵盖于本技术内，隶属于在所陈述范围内的任何特别排除的限制。当所陈述范围包括一或两个限制，不包括这些所包括的限制中的任一个或两个的范围也包括在本技术中。
此外，在一或多个值在本文中被陈述为作为本技术的一部分而实施的情况下，应理解，除非另有说明，否则这些值可为近似的，并且这些值在实际技术实施可允许或需要的程度可用于任何合适的有效数位。
除非另有定义，否则本文中所使用的全部技术和科学术语都具有由本技术所属的领域的普通技术人员普遍理解的意义。尽管在本技术的实践或测试中也能使用与本文所描述的类似和等同的任何方法和材料，但是在本文中描述了有限数量的示例性方法和材料。
当特定材料被识别为优选地用于构成组件时，很显然，可使用具有类似性质的替代材料作为替代物。此外，除非相反地指定，否则本文中所描述的任何和全部组件应理解为能够被制造，且同样可一起或单独地制造。
必须注意，在本文和所附属权利要求书中所使用的，除非上下文另有清楚地说明，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括其复数等效物。
本文中所提及的所有出版物都通过引用的方式并入以公开和描述属于这些出版物的主题的方法和/或材料。本文中所论述的出版物只是为了其在本申请的申请日之前的公开内容而提供。本文中的任何内容都不能被理解为承认本技术无权使借助于在先前发明的这种出版物日期提前。另外，所提供的出版日期可不同于实际的出版日期，其可能需要独立地进行确认。
而且，在解释本公开案中，所有术语都应以与内容相一致的最广泛合理的方式来解释。确切地说，术语“包括”应解释为以非排他性方式地指代元件、组件或步骤，表明所引用的元件、组件或步骤可存在、或利用或以与并未明确引用的其它元件、组件或步骤组合。
包括在详细描述中使用的主题标题仅便于读者参考，且不应该用来限制在整个公开内容或权利要求书中找到的主题。主题标题不应用来构成权利要求书或权利要求书限制的范围。
尽管本文中已经参考特定实施例对本技术进行了描述，但应该理解，这些实施例仅说明本技术的原理和应用。在一些实例中，术语和符号可暗示了实践本技术不需要的具体细节。例如，尽管术语“第一”和“第二”可使用，除非另有指定，否则其并不旨在指示任何次序，而是可用来区别不同的元件。此外，尽管在方法中的处理步骤可按一种次序来描述或说明，但是这种次序不是必需的。本领域的技术人员应认识到，这种次序可以修改和/或其方面可以同时或甚至同步地进行。
因此，应理解，可对说明性实施例进行许多修改，并可在不背离本技术的精神和范围的情况下设计其它布置。
参考标记列表
患者 1000
床伴 1100
患者界面 3000
密封成形结构 3100
充气室 3200
定位和稳定结构 3300
换气口 3400
连接端口 3600
前额支架 3700
PAP装置 4000
外部壳体 4010
上部 4012
下部 4014
面板 4015
底盘 4016
手柄 4018
气动块 4020
气动组件 4100
空气过滤器 4110
入口空气过滤器 4112
出口空气过滤器 4114
消声器 4120
入口消声器 4122
出口消声器 4124
压力装置 4140
鼓风机 4142
马达 4144
止回阀 4160
空气回路 4170
补充氧 4180
电气组件 4200
电路板总成PCBA 4202
电源供应器 4210
输入装置 4220
处理器 4230
时钟 4232
治疗装置控制器 4240
治疗装置 4245
保护电路 4250
存储器 4260
转换器 4270
压力转换器 4272
流量转换器 4274
马达速度信号 4276
数据通信接口 4280
远程外部通信网络 4282
本地外部通信网络 4284
远程外部装置 4286
本地外部装置 4288
输出装置 4290
显示器驱动器 4292
显示器 4294
算法 4300
预处理模块 4310
压力补偿算法 4312
换气口流量计算算法 4314
漏流量计算算法 4316
呼吸流量算法 4318
呼吸成帧器 4319
治疗引擎模块 4320
相位判定算法 4321
波形判定算法 4322
形成换气判定算法 4323
流量限制判定算法 4324
呼吸中止/呼吸不足判定算法 4325
鼾声判定算法 4326
气道通畅算法 4327
治疗参数判定算法 4328
CSR检测算法 4329
控制模块 4330
报告模块 4335
故障状况检测模块 4340
方法 4500
加湿器 5000
加湿器控制器 5250
呼吸中止事件 6010
呼吸中止事件 6020
呼吸中止事件 6030
事件间隔 6040
呼吸不足事件 6110
呼吸不足事件 6120
呼吸不足事件 6130
监控装置 7000
方法 8000
事件处理程序 8010
HSM 9000
方法 10000
方法 11000
方法 12000
实例 13000
行 13010
行 13020
行 13030
方法 14000
迹线 15000
呼吸中止 15010
CSR循环 15020
迹线 15030
时间 15040
迹线 15050
呼吸中止 15060
OSA循环 15070
恢复 15080
迹线 15090
迹线 16000
OSA循环 16010
呼吸中止 16020
恢复 16030
阴影区域 16040
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