用于诊断睡眠呼吸暂停的系统、方法和装置的制造方法_4

文档序号:9358716阅读:来源:国知局
定位。从而,如下更详细地所述,可以响 应于低于阈值的输出通过对位于传感器下方的气囊进行充气而调节传感器定位,以调节一 个或多个传感器的相对高度,从而增加传感器和鼻腔壁之间的表面接触面积。包含虚线以 指示来自注射口 232的空气能通过以达到装置内的一个或多个气囊的中空管内的表面。
[0062] 关于呼吸道评估设备102B的结构,图3B示出了根据本发明的第二实施形态的示 例性中空鼻咽成像装置300B。中空鼻咽成像装置300包括连接至鼻止动件210且进一步连 接至第二空气采样管220的鼻管202B。在装置置入腔体中时,会产生双向气流。例如,在呼 气中当不发生呼吸道关闭时,空气可从气管226流入至鼻腔并通过鼻管202B。额外地或可 选地,空气可从气管226流入至口腔并通过嘴222。以相同的方式,在吸气时外部空气可通 过进入鼻管202B的近端并进一步分叉成行径通过鼻管202B和第二空气采样管220的两个 气流而引导至身体内,第二空气采样管220在某些例子中可以是如图2B中的虚线的空气采 样管220所示的连通至经过呼吸道评估设备102B的气流的关闭口,且其中以恒定的速率采 样气流以用于二氧化碳监测分析。可选地,当呼吸道狭窄时,通过装置的气流中的一个或多 个会减少或基本上消除。虽然本说明书中将鼻管放入至鼻腔中,且将第二空气采样管放于 口腔的前方,但是在某些实施形态中,两管中的一个管或另一个管可以可选地安置以使用 一个或多个其他数据传感器记录数据。例如,空气采样管220可以可选地包括放置在气管 前方的麦克风传感器以监测在其中流过的气流。此外,还在其他示例中,装置可包括用于视 觉上监测狭窄点上方的呼吸道的单一管。
[0063] 再次回到图3B,在图示的示例中,鼻管202B是相对于装置的纵轴弯曲的管,弯曲 能实现该装置相对于狭窄点206的放置。因此,管曲率除了允许经由端部成像传感器104 形成增强的呼吸道狭窄视图之外,还形成小舌和软腭的增强的视图。该端部成像传感器104 在一个实施形态中是位于鼻管202B的梢端的摄像机。虽然该装置描述为相对于纵轴弯曲, 但是曲率量可以在操作中改变。例如,当鼻管202B的梢端如图2B所示定位于鼻咽中时,管 端部形成为相对于鼻止动件210呈70度至90度范围的角度。因此,为简单起见,安置的角 度通常接近但小于90度,其允许呼吸道及其中发生的任何狭窄的优化观看。
[0064] 如上所述,在某些实施形态中,该装置可进一步包括接近端部成像传感器104以 允许对上呼吸道照明并获得增加的观看能力的鼻咽光源310。作为一个示例,鼻咽光源310 可以是间歇性闪光灯或具有低能耗和高持久性的带有小区域(例如,小于1_2)的恒定的 LED灯以适应长期睡眠研究的特性。然而,在其他实施形态中,鼻咽光源310可以是用于使 用呼吸道内的热轮廓形成图像的温度记录或红外摄像机。
[0065] 端部成像传感器104可配置为在睡眠周期中进行连续的或间歇的视频(例如,1帧 /秒)记录。因此,可以观看上呼吸道的解剖性变化的动态图像以比较在被诊断者清醒时 收集的基准轮廓/数据评估阻塞或阻塞的程度。因为各图像记录被时间标记,也可从收集 到的图像计算呼吸道变窄或塌陷的频率和期间。例如,成像数据可用于确定呼吸道开口是 以每小时20次的频率变窄50%达10秒或更久,其进一步用于计算与中度OSA-致的AHI。 可选地,作为另一示例,成像数据可用于确定呼吸道是以每小时30次的频率100%阻塞达 10秒或更久,其产生了与重度OSA-致的AHI。因此,根据本发明,所述呼吸道评估设备可 以允许从呼吸道的直接成像进行AHI计算。
[0066] 在106示意性地示出的气流速度和组成传感器也可包含在装置内。包含气流传感 器允许在某些例子中单独或同步地监测通过鼻、嘴和/或气管的气流。气流指示器可确定 来自嘴的气流以生成气流数据。从而来自一个或多个气流传感器的数据可提供收集到的视 觉图像的确认并进一步允许从发生的正常的生理反射(例如,睡眠中的吞咽、打喷嚏和咳 嗽)中区分0SA。例如,在呼吸道阻塞时,通过鼻腔和口腔(或气管)两者的气流会中止,而 在反射性反应时,空气可连续流过口腔和气管。可选地或额外地,在某些例子中,气流传感 器106可以是用于基于收集到的数据确定在呼吸道中的气体水平或交换率的02传感器或 C02传感器(例如二氧化碳监测传感器)中的一个或多个。
[0067] 生物物理传感器在110示意性地示出且包括各种传感器以检测EEG、EKG、E0G、EMG 和组织氧饱和度。生物物理传感器110可以位于鼻管的表面以允许以如下所述方式进一步 确认0SA。因为生物物理传感器110可以在某些例子中取决于与腔壁接触以用于信号检测, 可通过展开在传感器下方的气囊相对于装置的表面调节一个或多个传感器的定位(例如 通过增加或减少传感器高度),以调节传感器定位,从而增加传感器表面接触面积。以此方 式,由于基于所获得的信号而检测到增加的换气模式,也可以增加信号灵敏度。虽然可包含 气囊以在某些例子中增强传感器表面接触,但是在其他例子中,可以包括一个或多个气囊 连同鼻止动件以在睡眠研究期间将装置一起锚固在原位。因此,将空气泵送入气囊中允许 气囊和鼻腔之间增加的接触,从而起到在研究中锚固装置的同时防止装置向内或向外运动 的作用。因此,使装置的安置稳定化,其有利地允许更恒定的成像环境和增强的临床应用。 此外,在一个或多个气囊和鼻腔之间的密封产生通过装置的隧道起到引导气流通过隧道的 作用。因此,可以优化通过装置的气流,其可实现在睡眠研究中的更灵敏的诊断测量。
[0068]如上所述,可在第二空气采样管220中包含气管传感器112,包括用于在狭窄点下 方的气管附近监测各状态的一个或多个传感器。例如,气管传感器可以是包括麦克风、听诊 器或多普勒装置中的至少一个的声音检测装置,以设计用于监测与OSA相关的一个或多个 呼吸模式和解剖学变化。在可选的实施形态中,可额外地或可选地在鼻管内包含气管传感 器112,从而检测鼻腔204内的呼吸模式和解剖学变化。虽然气管传感器112如图所示位于 空气采样管220的端部,该安置非限制且传感器可位于沿着装置的任何位置以实现诊断测 量。
[0069]关于图3A和图3B所示的装置,收集的传感器数据可以由控制器120转发和处理。 控制器120可以是包括微处理器单元122、输入/输出端口 330、在该具体示例中图示为只 读存储器(ROM)芯片124的用于执行程序和校准值的电子存储介质和数据总线的微计算 机。存储介质只读存储器124可以用可由处理器122执行的计算机可读数据表示指令进行 编程,以用于执行上述方法和预期但未具体列出的其他变量。除了以上讨论的那些信号外, 控制器120可以接收来自连接至呼吸道评估设备的传感器的各种信号。
[0070]除了上述传感器,头部姿势传感器108可以嵌入鼻止动件210内,以用于在睡眠周 期中确定头部姿势。鼻止动件210可位于呼吸道评估设备的近端,从而睡眠研究期间防止 装置向内或向外滑动。因此,鼻止动件210可以相比于与鼻腔204相连的鼻孔具有较大的 直径和较大的尺寸,其通常根据年龄、性别和人种而不同。装置的安置可以通过将穿过装置 的带子粘附在患者的皮肤上而在外部固定。可选地,在某些示例中,例如图2A,呼吸道评估 设备可以进一步包括可展开以锚固装置从而防止相对于腔体的向内或向外运动同时也防 止由于打喷嚏或咳嗽引起的意外移动的梢端气囊。虽然为简单起见鼻止动件210的形状如 图所示为圆柱形,但是其他形状也可以考虑并且也是可能的。在一个示例实施形态中,头部 姿势传感器108是三轴加速度计,但这并非限制,且头部姿势传感器也可以是用于检测其 中的各种动作的回旋仪(gyroscope)或传感器。由于头部姿势/位置传感器108提供了相 对于患者头部姿势的装置定向的指示,因此在睡眠周期中的头部姿势可以基于关于患者的 呼吸道评估设备102的相对定向从由端部成像传感器104收集的数据提取。此外,由于睡 眠中的头部姿势被时间标记、记录并关联至呼吸道变窄或塌陷,因此该数据可用于确定在 睡眠周期期间的睡眠姿势。例如,当患者以与仰卧姿势呈90度的左侧卧姿势(例如在其左 侦U睡眠时,所述患者会经历以每小时3次的频率变窄50%达10秒。可选地,在仰卧姿势 中(例如,背向上平睡),相同的患者会经历以增加的每小时20次的频率变窄50%达10秒。 因此,头部姿势传感器108可用于在睡眠中确定头部姿势,从而从收集到的数据诊断0SA。 在某些实施形态中,鼻止动件210可包括用于在睡眠研究开始时将呼吸道评估设备102相 对于头部姿势对齐的对齐标记320。因此,根据本发明的方法允许确定位置相关的AHI。例 如,因为某些人可能在特定的睡眠姿势中打鼾较多或经历增加的OSA发作次数,所以可以 确定基于各种睡眠姿势(例如,左AHI、右AHI、或仰卧AHI)和/或头部运动的频率的AHI, 以进一步直接治疗。睡眠姿势和头部运动的频率均为睡眠质量的因素,以进一步直接治疗。
[0071] 关于头部姿势检测,图4示意性地示出了头部姿势传感器108如何基于相比于固 定参照系的相对传感器对齐区分两个头部姿势。在此,大致示出连同相对于固定坐标系定 向的单位向量(U)的笛卡尔坐标系402 (例如,包括X轴、y轴和z轴)。例如,在一个实施 形态中,笛卡尔坐标系402的y轴可表示重力场,而S表示与加速度计参考轴相关的向量。
[0072] 为了进行说明,图4示出了身体轴上方的睡眠姿势的示意图,即从上向下看身体 的纵轴。例如,在404处,头部姿势位于身体面朝上的仰卧睡眠姿势。可选地,在406处,头 部处于左侧卧姿势(例如,在左侧睡眠)。根据这些姿势数据,两个不同的睡眠姿势之间的 角度可以是90度或另外的预定的角度,其还对应于可由头部姿势传感器108测量的角位 移。这两个不同的睡眠姿势以上述方式可以产生不同的生理睡眠反应,其还可以由本发明 所述的方法检测并用于从收集到的数据诊断0SA。虽然为简单起见仰卧姿势404和左侧卧 姿势406之间的角位移如图所示为90度,但是通常头部姿势传感器108可以检测任何角位 移和相对定向(例如,从三维而非二维运动)。
[0073] 现转到图5,示出了鼻管202A的放大图以进一步描述如何可通过气囊展开而调节 传感器定位。为了进行说明,两个示例接触敏感传感器在50
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