CN109924980A - 呼吸事件判定***及睡眠监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了呼吸事件判定***及睡眠监测仪，属于睡眠监测仪技术领域。所述呼吸事件判定***，包括：初判单元，用于根据呼吸信号初判疑似暂停事件和疑似低通气事件；以及终判单元，用于结合是否存在胸腹暂停事件对呼吸事件分型进行终判。通过上述技术方案，本发明通过先根据呼吸信号来初判呼吸事件，再结合胸腹暂停进行终判，从而实现了在判断呼吸事件的过程中不需要向受试者施加震荡波，而且大大提高了呼吸事件判读的准确性。

Description

呼吸事件判定***及睡眠监测仪

技术领域

本发明涉及睡眠监测仪技术，具体地涉及呼吸事件判定***及睡眠监测仪。

背景技术

人体呼吸***的功能是与外界进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气，进行新陈代谢。人体在大脑的呼吸中枢神经支配下，通过肺、呼吸道等进行呼吸，如果在这个过程中某些神经***疾病导致呼吸中枢功能出现障碍，就会出现中枢型呼吸暂停事件，如果在这个过程中呼吸道发生狭窄、阻塞，气体不能正常进入气管支气管，气流就会受阻，会发生打鼾、低通气事件甚至阻塞型呼吸暂停事件。呼吸事件严重影响人的睡眠及身心健康。检测呼吸事件的类型能够有效地帮助人发现呼吸问题，对症治疗，提高人的睡眠质量。

目前呼吸事件的检测方法主要通过采集压力信号，发现呼吸事件后对其施加震荡波以检测呼吸事件类型，其中设定持续时间、震荡因子等指标，根据这些指标对呼吸事件进行分型。然而，采用这种方式存在以下缺陷：(1)震荡会使气流增大，影响低通气事件的判读；(2)受试者对震荡波产生的效果不同，只使用气流波形很难判断呼吸事件是中枢型呼吸暂停事件还是阻塞型呼吸暂停事件；(3)呼吸事件添加震荡波会影响受试者的体验甚至不适。

发明内容

本发明的目的是提供一种呼吸事件判定***及睡眠监测仪，用于解决不对受试者施加震荡波也能准确地判定呼吸事件的类型的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种呼吸事件判定***，该***包括：初判单元，用于根据呼吸信号初判疑似暂停事件和疑似低通气事件；以及终判单元，用于结合是否存在胸腹暂停事件对呼吸事件分型进行终判。

优选地，该***还包括：呼吸检测单元，用于检测呼吸信号；以及第一处理单元，用于根据所述呼吸信号得到呼吸幅值；其中，所述初判单元用于根据所述呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件。

优选地，所述初判单元还用于：在所述呼吸幅值小于低通气幅值阈值且大于暂停幅值阈值并且持续时间大于第一预定时间的情况下，初判为疑似低通气事件；以及在所述呼吸幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第二预定时间的情况下，初判为疑似暂停事件；其中，所述低通气幅值阈值大于所述暂停幅值阈值。

优选地，所述终判单元还用于：在疑似暂停事件开始至结束期间没有胸腹暂停事件的情况下，终判为阻塞型呼吸暂停事件；以及在疑似暂停事件开始至结束期间有胸腹暂停事件的情况下，若胸腹暂停事件结束比所述疑似暂停事件结束早且所述胸腹暂停事件的结束时间与所述疑似暂停事件的结束时间的时间差小于预定时间间隔，则终判为中枢型呼吸暂停时间，否则，终判为混合型呼吸暂停事件。

优选地，该***还包括：胸腹检测单元，用于检测胸腹信号；第二处理单元，用于根据所述胸腹信号得到胸腹幅值；以及胸腹事件决策单元，用于在所述胸腹幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第三预定时间的情况下，则判定为有胸腹暂停事件。

优选地，所述终判单元还用于：在疑似低通气事件开始至结束后一段时间期间有氧减事件的情况下，终判为低通气事件，否则，终判为无效事件。

优选地，该***还包括：血氧检测单元，用于检测血氧值；血氧事件决策单元，用于将连续一段时间内的血氧值中的最大值设定为血氧基准值，在血氧值低于所述血氧基准值且差值大于预先设定的血氧差的情况下，判定为有氧减事件。

优选地，所述低通气幅值阈值为正常呼吸幅值的70％，所述暂停幅值阈值为正常呼吸幅值的10％。

优选地，该***还包括：呼吸幅值更新单元，用于更新正常呼吸幅值，包括：在未初判为疑似暂停事件和疑似低通气事件的情况下，判定为正常呼吸；以及实时对正常呼吸的呼吸幅值使用滑动平均法计算得到正常呼吸幅值以对当前正常呼吸幅值进行更新。

相应地，本发明还提供了一种睡眠监测仪，包括以上所描述的呼吸事件判定***。

通过上述技术方案，本发明通过先根据呼吸信号来初判呼吸事件，再结合胸腹暂停进行终判，从而实现了在判断呼吸事件的过程中不需要向受试者施加震荡波，而且大大提高了呼吸事件判读的准确性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明提供的呼吸事件判定方法的流程图；

图2是本发明提供的根据呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件的流程图；

图3是本发明提供的呼吸事件终判的流程图；以及

图4是本发明提供的呼吸事件判定***的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明提供的呼吸事件判定方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，检测呼吸信号。一般采用口鼻温度传感器或热敏传感器通过监测鼻子呼吸的气流来检测呼吸信号。

步骤102，根据呼吸信号得到呼吸幅值。这里将步骤101中所检测的呼吸信号转化为呼吸波，从而就会得到呼吸幅值。本领域技术人员应当理解，可以对呼吸波进行去直流平滑处理，过滤一些噪声和基线漂移，以为后续处理提供高质量的数据。

对于呼吸幅值，例如可以采用以下方法得到：在一个时间段内找到呼吸波的最大值并且与上一次波峰的时间进行比较，时间差大于一个预定时间阈值则判定为波峰，波谷的判定方法与波峰类似。其中预定时间阈值本领域技术人员可以根据呼吸波的周期来设定。当然，本发明不限于此，根据波形找到幅值的技术是本领域的常用技术，只要能够根据波形找到幅值的技术都可以应用于本发明。

以上步骤101和步骤102可以用现有技术中的常规技术来替代。

步骤103，根据呼吸信号初判疑似暂停事件和疑似低通气事件。

步骤104，结合是否存在胸腹暂停事件对呼吸事件分型进行终判。

在步骤103中所描述的疑似暂停事件和疑似低通气事件发生时呼吸信号是不同的，所以可以根据呼吸信号来判断是否出现了疑似呼吸暂停事件或疑似低通气事件，但是，仅根据呼吸信号又不能最终判断出呼吸暂停事件的具体分型及确定低通气事件，所以这里根据呼吸信号的判定称为初判，并且初判的是疑似暂停事件和疑似低通气事件，而确定的呼吸事件分型需要结合其他因素来判定，呼吸事件分型是指将呼吸事件分为低通气事件、阻塞型呼吸暂停事件、中枢型呼吸暂停事件以及混合型呼吸暂停事件。

以上所描述的步骤103是在没有通过步骤101和步骤102获取到呼吸幅值的情况下所执行的过程，在通过步骤101和步骤102得到呼吸幅值的情况下，可以根据呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件。

具体地，步骤3中的根据呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件包括：在呼吸幅值小于低通气幅值阈值且大于暂停幅值阈值并且持续时间大于第一预定时间的情况下，初判为疑似低通气事件；在呼吸幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第二预定时间的情况下，初判为疑似暂停事件。其中，低通气幅值阈值大于暂停幅值阈值。其中，低通气幅值阈值可以为正常呼吸幅值的70％，暂停幅值阈值可以为正常呼吸幅值的10％。

图2是本发明提供的根据呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件的流程图，如图2所示，该流程包括：

步骤201，判断呼吸幅值是否小于低通气幅值阈值，若判断结果为是，即呼吸幅值小于低通气阈值，则执行步骤202，否则，执行步骤205。

步骤202，对低通气持续时间进行计时。

步骤203，判断呼吸幅值是否小于或等于暂停幅值阈值，若判断结果为是，即呼吸幅值小于或等于暂停幅值阈值，则执行步骤204，否则，执行步骤205。

步骤205，判断是否恢复正常呼吸，若判断结果为是，则执行步骤206，否则，流程结束。本实施方式提供的初判疑似暂停事件和疑似低通气事件是在暂停事件或低通气事件结束之后进行判断的，也就是说在经历了暂停事件或低通气事件恢复正常呼吸之后在对之前所经历的呼吸事件的类型进行判断。

步骤206，判断暂停持续时间是否大于10s，这里第二预定时间设定为10s，若判断结果为是，则执行步骤207，否则，执行步骤208。

步骤207，初判为疑似暂停事件。

步骤208，判断低通气持续时间是否大于10s，这里第一预定时间设定为10s，若判断结果为是，则执行步骤209，否则，流程结束。

步骤209，初判为疑似低通气事件。

通过图2所示的流程可以看出，在出现暂停事件的情况下一定出现了低通气事件，在呼吸幅值小于低通气幅值阈值且大于暂停幅值阈值的并且持续时间大于第一预定时间(例如，10s)的情况下，低通气持续时间计时增加，而暂停持续时间计时不变；在呼吸幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第二预定时间(例如，10s)的情况下，低通气持续时间计时增加，且暂停持续时间计时也增加。其中，这里将第一预定时间和第二预定时间均设置为10s仅仅为示例，第一预定时间和第二预定时间也可以设定为其他时间，而且第一预定时间和第二预定时间也可以不同。

通过图2所示的流程可以看出，在低通气持续时间和暂停持续时间均超过10s的情况下，初判为疑似暂停事件。

下面介绍在初判疑似暂停事件和疑似低通气事件之后，终判具体的呼吸事件分型的方法。

对于已经初判为疑似暂停事件的情况，其中结合是否存在胸腹暂停事件对呼吸事件分型进行终判包括：在疑似暂停事件开始至结束期间没有胸腹暂停事件的情况下，终判为阻塞型呼吸暂停事件；在疑似暂停事件开始至结束期间有胸腹暂停事件的情况下，若胸腹暂停事件结束比疑似暂停事件结束早且胸腹暂停事件的结束时间与疑似暂停事件的结束时间的时间差小于预定时间间隔，则终判为中枢型呼吸暂停时间，否则，终判为混合型呼吸暂停事件。简而言之，就是在疑似暂停事件持续期间未伴有胸腹暂停事件，则终判为阻塞型呼吸暂停事件，在疑似暂停事件持续期间伴有胸腹暂停事件且胸腹暂停事件的结束时间与疑似暂停事件的结束时间的时间差在一预定时间间隔(如2s)之内，则终判为中枢型呼吸暂停事件，否则为混合型呼吸暂停事件。

其中，胸腹暂停事件的判定包括：检测胸腹信号；根据所述胸腹信号得到胸腹幅值；在胸腹幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第三预定时间的情况下，则判定为有胸腹暂停事件。其中检测胸腹信号可以是通过检测胸腹压力来实现。根据胸腹信号得到胸腹幅值的具体过程与以上所描述的根据呼吸信号得到呼吸幅值类似。

对于已经初判为疑似低通气事件的情况，在疑似低通气事件开始至结束后一段时间期间有氧减事件的情况下，终判为低通气事件，否则，终判为无效事件。

其中，氧减事件的判定包括：检测血氧值；将连续一段时间内的血氧值中的最大值设定为血氧基准值；在血氧值低于所述血氧基准值且差值大于预先设定的血氧差的情况下，判定为有氧减事件。这里血氧值可以通过血氧检测装置进行检测，例如血氧仪。血氧差可以设定为3或4等，本领域技术人员可以根据实际需求来设定。假设血氧差设定为3，那么在血氧基准值为98的情况下，如果血氧值低于95，则判定为有氧减事件。

本发明提供的呼吸事件判定方法还包括更新正常呼吸幅值，包括：在未初判为疑似暂停事件和疑似低通气事件的情况下，判定为正常呼吸；实时对正常呼吸的呼吸幅值使用滑动平均法计算得到正常呼吸幅值以对当前正常呼吸幅值进行更新。

本领域技术人员容易理解，如果既未初判为疑似暂停事件又未初判为低通气事件，则就应当判定为正常呼吸。此外，为了使正常呼吸幅值的基准值更加准确，将采用滑动平均法计算得到的值作为正常呼吸幅值的基准值(即正常呼吸幅值)。例外的情况是，对于正常呼吸的情况，如果呼吸幅值过大或过小，则采用之前设定的上限值或下限值进行滑动平均运算，其中，还可以采用不等比例的滑动平均运算。

图3是本发明提供的呼吸事件终判的流程图，如图3所示，该流程包括：

步骤301，判断是否初判为疑似暂停事件，若判断结果为是，则执行步骤302，否则，执行步骤307。

步骤302，判断疑似暂停事件开始至结束期间是否有胸腹暂停事件，若判断结果为是，则执行步骤304，否则，执行步骤303。

步骤303，当步骤302判断疑似暂停事件开始至结束期间没有胸腹暂停事件的情况下，则终判为阻塞型呼吸暂停事件。

步骤304，当步骤302判断疑似暂停事件开始至结束期间有胸腹暂停事件的情况下，继续判断胸腹暂停事件结束时间是否早于疑似暂停事件结束时间，且二者的时间差小于预定时间间隔，若判断结果为是，则执行步骤305，否则执行步骤306。

步骤305，当步骤304判断胸腹暂停事件结束时间早于疑似暂停事件结束时间2s以内，则终判为中枢型呼吸暂停时间，否者执行步骤306。也就是说，需要满足以下两个条件才可以终判为中枢型呼吸暂停事件：(1)胸腹暂停事件结束时间早于疑似暂停事件；(2)在(1)的基础上胸腹暂停事件的结束时间与疑似暂停事件的结束时间的时间差小于预定时间间隔。

步骤306，当步骤304中未判断出胸腹暂停事件结束时间早于疑似暂停事件结束时间，且二者的时间差小于预定时间间隔，则终判为混合型呼吸暂停事件。也就是说，没有同时满足步骤305中所描述的两个条件就终判为混合型呼吸暂停事件。

步骤307，判断是否初判为疑似低通气事件，若判断结果为是，则执行步骤308，否则，即既未初判为疑似暂停事件又未初判为疑似低通气事件，则流程结束。

步骤308，在步骤307初判为疑似低通气事件的情况下，继续判断疑似低通气事件开始时间至结束后一段时间期间是否有氧减事件，若判断结果为是，则执行步骤309，否则，执行步骤310。

步骤309，在步骤308判断疑似低通气事件开始时间至结束后一段时间期间有氧减事件，则终判为低通气事件。

步骤310，在步骤308判断疑似低通气事件开始时间至结束后一段时间期间没有氧减事件，则终判为无效事件。

图4是本发明提供的呼吸事件判定***的框图，如图4所示，该***包括初判单元401和终判单元402，初判单元401根据呼吸信号初判疑似暂停事件和疑似低通气事件；终判单元402结合是否存在胸腹暂停事件对呼吸事件分型进行终判。

此外，如图4所示，本发明提供的呼吸事件判定***还包括呼吸检测单元403、第一处理单元404、胸腹检测单元405、第二处理单元406、胸腹事件决策单元407、血氧检测单元408、血氧事件决策单元409和呼吸幅值更新单元410。

其中呼吸检测单元403用于检测呼吸信号；第一处理单元404用于根据所述呼吸信号得到呼吸幅值；初判单元401还根据所述呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件；胸腹检测单元405用于检测胸腹信号；第二处理单元406用于根据所述胸腹信号得到胸腹幅值；胸腹事件决策单元407用于在所述胸腹幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第三预定时间的情况下，则判定为有胸腹暂停事件。血氧检测单元408用于检测血氧值；血氧事件决策单元409用于将连续一段时间内的血氧值中的最大值设定为血氧基准值，在血氧值低于所述血氧基准值且差值大于预先设定的血氧差的情况下，判定为有氧减事件；呼吸幅值更新单元410用于更新正常呼吸幅值。

应当注意的是，本发明提供的呼吸事件判定***的具体细节及益处与本发明提供的呼吸事件判定方法类似，于此不予赘述。

相应地，本发明提供了一种睡眠监测仪，包括以上所描述的呼吸事件判定***。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

通过本发明提供的技术方案，针对目前呼吸事件自动判读方法中存在的问题，不仅提高了呼吸事件判读的准确性，而且减轻了人工判读的工作量。其中，对呼吸信号预处理后，呼吸波检出率更高，计算得到的正常呼吸幅值更合理，而且不用大量的数据处理，同时可以支持实时数据分析。在本发明中，结合胸腹呼吸和氧减事件，大大提高了呼吸事件的判出率和准确率。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种呼吸事件判定***，其特征在于，该***包括：

初判单元，用于根据呼吸信号初判疑似暂停事件和疑似低通气事件；以及

终判单元，用于结合是否存在胸腹暂停事件对呼吸事件分型进行终判。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***还包括：

呼吸检测单元，用于检测呼吸信号；以及

第一处理单元，用于根据所述呼吸信号得到呼吸幅值；

其中，所述初判单元用于根据所述呼吸幅值初判疑似暂停事件和疑似低通气事件。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述初判单元还用于：

在所述呼吸幅值小于低通气幅值阈值且大于暂停幅值阈值并且持续时间大于第一预定时间的情况下，初判为疑似低通气事件；以及

在所述呼吸幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第二预定时间的情况下，初判为疑似暂停事件；

其中，所述低通气幅值阈值大于所述暂停幅值阈值。

4.根据权利要求2或3所述的***，其特征在于，所述终判单元还用于：

在疑似暂停事件开始至结束期间没有胸腹暂停事件的情况下，终判为阻塞型呼吸暂停事件；以及

在疑似暂停事件开始至结束期间有胸腹暂停事件的情况下，若胸腹暂停事件结束比所述疑似暂停事件结束早且所述胸腹暂停事件的结束时间与所述疑似暂停事件的结束时间的时间差小于预定时间间隔，则终判为中枢型呼吸暂停时间，否则，终判为混合型呼吸暂停事件。

5.根据权利要求3所述的***，其特征在于，该***还包括：

胸腹检测单元，用于检测胸腹信号；

第二处理单元，用于根据所述胸腹信号得到胸腹幅值；以及

胸腹事件决策单元，用于在所述胸腹幅值小于或等于暂停幅值阈值并且持续时间大于第三预定时间的情况下，则判定为有胸腹暂停事件。

6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述终判单元还用于：

在疑似低通气事件开始至结束后一段时间期间有氧减事件的情况下，终判为低通气事件，否则，终判为无效事件。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，该***还包括：

血氧检测单元，用于检测血氧值；

血氧事件决策单元，用于将连续一段时间内的血氧值中的最大值设定为血氧基准值，在血氧值低于所述血氧基准值且差值大于预先设定的血氧差的情况下，判定为有氧减事件。

8.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述低通气幅值阈值为正常呼吸幅值的70％，所述暂停幅值阈值为正常呼吸幅值的10％。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，该***还包括：

呼吸幅值更新单元，用于更新正常呼吸幅值，包括：

在未初判为疑似暂停事件和疑似低通气事件的情况下，判定为正常呼吸；以及

实时对正常呼吸的呼吸幅值使用滑动平均法计算得到更新的正常呼吸幅值以对当前正常呼吸幅值进行更新。

10.一种睡眠监测仪，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项权利要求所述的呼吸事件判定***。