專利名稱：測定使用者睡眠呼吸期的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于測定使用者睡眠呼吸期的裝置和方法。
睡眠時的呼吸混亂，例如睡眠呼吸暫停綜合癥(SAS)的特征通常表現在睡覺時出現呼吸功能障礙。
通過對患有這種綜合癥的患者的調查發現，嚴重睡眠分裂癥伴隨睡眠時間短，而恢復正常呼吸一般會有短時間的清醒，例如會出現幾秒鐘的清醒。
睡眠的正常情況是從淺睡階段進入熟睡階段，而在經過一個反常睡眠階段時，則正常睡眠受到嚴重擾亂，這樣對患者白天的生活很不利。因為患者處于昏昏欲睡的階段，也就是說在活動時想睡覺，通過對這些患者的觀察還發現，他們的智力能力降低，性功能減弱，并且會出現高血壓，心臟機能不全。
這些睡眠紊亂可能是障礙性紊亂或中樞性紊亂。
在第一種情況下，當保持肌力時，發現上呼吸道為全部障礙(障礙性呼吸暫停)或局部障礙(障礙性呼吸不足)。這種紊亂通常與嚴重打鼾有關。
在第二種情況下，肌力控制消失(中樞性呼吸暫停)或減弱(中樞性呼吸不足)，此時上呼吸道打開。
障礙性紊亂絕大多數表現在夜間的呼吸紊亂。
通常，睡眠呼吸紊亂的診斷是在睡眠實驗室中通過記錄研究與下面許多情況有關的參數進行的-與睡眠有關腦電圖，眼電圖，肌動電流圖，-與心動呼吸功能有關心電圖，呼吸頻率，鼻和/或嘴的氣流，胸和腹的活動量，動脈的氧飽和，打鼾。
睡眠的病理診斷是一門新學科，實施起來比較麻煩，所以要求患者住院一兩天。
通常對睡眠呼吸紊亂的處理一般要用能夠使上呼吸道打開的裝置。
這種裝置一般都有一個正壓面罩裝置(CPAP)，在該裝置中，由控制設備控制的空氣壓縮設備將加壓空氣先輸送到一根管道中，然后輸送到密封地裝在病人鼻子上的面罩中。
控制裝置比較了面罩中的壓力和校正的指定壓力，并根據測量差來調節傳送給環境空氣壓縮裝置的控制信號。
實際上，在實驗室中，全憑經驗從最初的指定值逐步增加，觀察對呼吸紊亂的影響來確定加到病人面罩中的指定壓力，而選擇的值就是觀察到的非斷續正常睡眠的第一個值。
現有的診斷和/或處理夜間呼吸紊亂的裝置可用于確定呼吸暫停或呼吸不足，但是不能區別中樞性癥狀或障礙性癥狀。
其它裝置在確定了呼吸暫停以后將壓力脈沖送入病人的面罩中，并且研究可能出現的回波如果沒有回波，則為中樞性癥狀，如果出現回波，則為障礙性癥狀。
這類裝置主要在文獻FR-A-2663547和FR-A-2674133中作了描述。
然而，為了對呼吸紊亂(呼吸暫停，呼吸不足，阻力增加病理)有一個正確的診斷，和/或合適有效地確診和/或處理，開業者(也就是醫生等)需要具有可靠的圖象(這是必不可少的)，這種圖象表示病人一系列不同的吸氣和呼氣期，也就是說開業者需要患者呼吸時的氣流圖。
但是，這些方法和裝置不能正確可靠地確定所述的呼吸氣流圖象。
因此，很容易想象到以后的診斷和/或處理可能不很正確和不很完全。
所以本發明旨在提供一種診斷和處理睡眠呼吸紊亂的裝置和方法，這種裝置和方法-能夠正確可靠地根據病人的不同呼吸參數確定病人的不同呼吸期；-能夠正確地確定病人的打鼾期和/或呼吸道局部障礙現象；和-既能用在睡眠實驗室，如醫院環境，又能用在病人家里；-價格合理。
為此，本發明的目的之一在于提供一種測定使用者睡眠呼吸期的裝置，該裝置包括測量至少兩個物理變量的設備，其中至少一個第一物理變量表示使用者的鼻子氣流，而至少一個第二物理變量表示使用者的嘴的氣流，其特征在于它還有對每個物理變量進行處理和轉換的處理和轉換設備，以便求得它對至少一個模糊變量狀態的相關程度，該裝置還有應用預置在至少一個第一模糊變量狀態和至少一個第二模糊變量狀態之間的預定規則的應用設備，以便根據模糊邏輯估計睡眠呼吸期使用者的睡眠呼吸狀態的相關程度。
除此之外，本發明裝置還包括如下的一個或多個特征-各個模糊變量包括至少兩個狀態；-所述睡眠呼吸期的狀態包括至少一個正常呼吸狀態，一個呼吸暫停狀態和一個呼吸不足狀態；-所述的與模糊變量有關的狀態相關程度是根據所測的一個物理變量的整個論域定義出的連續曲線設定的；-測量設備包括一個與使用者所帶的鼻罩相連的壓力傳感器，其中測量的一個物理變量是所述壓力傳感器測量的壓力信號；-所述處理和轉換設備包括從測量壓力信號中提取打鼾期的設備，所述打鼾期與障礙性呼吸現象有關；-所述的打鼾期提取設備包括壓力信號的高通濾波設備、濾波信號的放大設備、所述濾波放大信號的內插設備，該設備用于求得一個包絡線；存儲參考曲線的存儲設備以及對所述包絡曲線與所述參考曲線進行比較的比較設備，以便確定是否存在打鼾期；-測量設備包括一個可測量小慣性渦輪消耗電流的電流傳感器，所述渦輪與所述鼻罩相連，所測量的其中一個物理變量是所述渦輪消耗的電流；-處理和轉換設備包括從消耗的電流信號中提取使用者鼻子中的氣流圖象的提取設備、確定使用者的鼻子吸氣和呼氣期的確定設備、在吸氣期時計算鼻子氣流值的時間導數的計算設備，以及運用所述導數的設備，以便確定使用者是否出現局部障礙現象；-所述運用鼻子氣流值導數的設備包括對導數的絕對值和參考值進行比較的比較設備，以及測量導數絕對值比所述至少一個參考值小的時間的時間間隔測量設備；-所述運用導數的設備還包括記錄比參考值小時的導數符號變化次數的設備；-測量設備包括一個測量熱敏電阻阻值的機構，該電阻設置在使用者的嘴巴附近，測量的至少一個物理變量是所述熱敏電阻測量機構測量的電阻值。
本發明還有一個目的是提供一種測定使用者的睡眠呼吸期的方法，其特征在于該方法包括如下步驟-測量至少兩個物理變量，其中至少一個第一物理變量表示使用者的鼻子氣流，而至少一個第二物理變量表示使用者的嘴的氣流；-對每個物理變量進行處理和轉換，以便求得它對至少一個模糊變量狀態的相關程度；-應用預置在至少一個第一模糊變量狀態和至少一個第二模糊變量狀態之間的規則，以便根據模糊邏輯估計對使用者的睡眠呼吸狀態的相關程度。
該方法還包括如下的一個或多個特征-各個模糊變量包括至少兩個狀態；-所述的睡眠呼吸期的狀態包括至少一個正常呼吸狀態，一個呼吸暫停狀態和一個呼吸不足狀態；-根據所測的一個由物理變量的整個論域定義出的連續曲線設定與模糊變量有關的狀態相關程度；-其中測量的一個物理變量是使用者所帶的鼻罩中的壓力；-在處理和轉換時，從測量壓力信號中提取與障礙性呼吸現象有關的打鼾期；-在提取時，對壓力信號進行高通濾波、放大濾波過的信號、內插所述的濾波放大信號以便求得包絡線、以及將所述包絡線與參考曲線進行比較，從而確定存在打鼾期；-測量例如小慣性渦輪消耗的電流，以便求得鼻子的氣流圖象，所述渦輪與使用者所帶的鼻罩相連；-當提取所述鼻子氣流圖象時，確定使用者的吸氣和呼氣期、在吸氣期時計算鼻子氣流值的時間導數，以及運用計算出的導數，以便確定使用者是否出現局部障礙現象；-當應用鼻子氣流值的導數時，對導數的絕對值和至少一個參考值進行比較，以及測量導數絕對值比所述至少一個參考值小的時間；-當應用鼻子氣流值的導數時，還在導數絕對值比至少一個參考值小時記錄該導數符號的變化次數；-為了求得嘴的氣流圖象，測量一個熱敏電阻的阻值，該電阻設置在使用者的嘴巴附近。
本發明還有一個目的是提供一種診斷睡眠呼吸紊亂的病人(特別是睡眠時出現呼吸暫停的病人)的睡眠呼吸期的方法，其特征在于該方法包括如下步驟-測量至少兩個物理變量，其中至少一個第一物理變量表示使用者的鼻子氣流，而至少一個第二物理變量表示使用者的嘴的氣流；-對每個物理變量進行處理和轉換，以便求得它對至少一個模糊變量狀態的相關程度；-應用預置在至少一個第一模糊變量狀態和至少一個第二模糊變量狀態之間的規則，以便根據模糊邏輯估計對使用者的睡眠呼吸狀態隸屬的程度。
該方法還包括如下的一個或多個特征-各個模糊變量包括至少兩個狀態；-所述的睡眠呼吸期的狀態包括至少一個正常呼吸狀態，一個呼吸暫停狀態和一個呼吸不足狀態；-根據所測的一個由物理變量的整個論域定義出的連續曲線設定與模糊變量有關的狀態相關程度；-測量的其中一個物理變量是使用者所帶的鼻罩中的壓力；-在處理和轉換時，從測量壓力信號中提取與障礙性呼吸現象有關的打鼾期；-在提取時，對壓力信號進行高通濾波、放大濾波過的信號、內插所述的濾波放大信號以便求得包絡線、以及將所述包絡線與參考曲線進行比較，從而確定存在打鼾期；-測量例如小慣性渦輪消耗的電流，所述渦輪與使用者所帶的鼻罩相連以便求得鼻子的氣流圖象；-當提取所述鼻子氣流圖象時，確定病人的吸氣和呼氣期、在吸氣期時計算鼻子氣流值的時間導數，以及運用計算出的導數，以便確定病人是否出現局部障礙現象；-當應用鼻子氣流值的導數時，對導數的絕對值和至少一個參考值進行比較，以及測量導數絕對值比所述至少一個參考值小的時間；-當應用鼻子氣流值的導數時，還在導數絕對值比至少一個參考值小時記錄該導數符號變化次數；
-為了求得嘴的氣流圖象，測量一個熱敏電阻的阻值，該電阻設置在病人的嘴巴附近。
在閱讀了下面結合附圖對非限定的實施例的描述后將會更清楚本發明的其它特征和優點，其中

圖1是本發明裝置的示意圖；圖2是處理表示使用者鼻子氣流的物理變量的某些步驟的方框圖；圖3的兩幅曲線圖主要說明圖2所述的步驟；圖4的曲線表示使用者的呼吸道受到局部障礙時鼻子氣流與時間的關系；圖5的曲線表示圖4的鼻子氣流的時間導數；圖6的兩幅曲線用于說明根據所測的壓力信號確定打鼾現象的曲線，所述壓力與使用者所用的鼻罩的壓力相當；和圖7的曲線用于說明轉換所測的物理變量，以便求得該變量對模糊變量的一個或多個狀態的相關程度。
I.本發明裝置的結構圖1所示的本發明的裝置1可以確定使用者3在睡眠時的呼吸期。
該裝置1包括測量至少兩個物理變量的測量設備5，其中至少一個第一物理變量表示使用者的鼻子氣流，而至少一個第二物理變量表示使用者的嘴氣流。
為此，使用者3帶一個諸如面具和/或呼吸鏡(Lunette respiratoire)一類的嘴套或鼻套7，這些是公知技術，此處不作詳細說明。
通過一根呼吸管道11將嘴套或鼻套7與一個小慣性渦輪9相連，該管道可以將加壓呼吸氣體一直送到使用者3的呼吸道。
據此，呼吸氣體隨時間以恒定的正壓氣體分布，也就是說只有一種壓力狀態(CPAP型裝置)或壓力在至少一個低壓和至少一個較高壓力之間變化，也就是說有若干壓力狀態(BPAP型裝置)。這類裝置的運行已在現有技術中作過多次描述，此處不再細述。但是對于更多的細節，主要可以參考下面的文獻US-A-5492113、US-A-5239995、EP-A-0656216或EP-A-0505232。
壓力傳感器13的測壓點位于嘴套或鼻套7上，也就是說非常靠近使用者3的呼吸道，該壓力傳感器可檢測使用者因呼吸引起的壓力變化。將該壓力傳感器13與渦輪9的控制設備15相連，以便向該設備15提供壓力信號。根據接受到的壓力信號和確定的過壓命令，該設備15向渦輪9發出控制信號，從而調制渦輪9提供給使用者3的過壓(也請參見EP-A-505232或US-A-5443061)。
由于供給使用者的呼吸氣體壓力幾乎應當為恒壓，所以也就知道所述渦輪9的電機的轉速和該渦輪消耗的電流根據設備15的控制信號變化，因而也就與使用者3的鼻子氣流有關。
用電流傳感器17測量渦輪9消耗的電流就是為了求得鼻子氣流的圖象。
此外，為了利用嘴巴氣流圖象完成鼻子的氣流圖象，將一個例如熱敏電阻的傳感器(圖中看不到)安裝在嘴套或鼻套中緊靠使用者3嘴巴的地方。
將該傳感器(例如上述的熱敏電阻)與測量該電阻(當為熱敏電阻時)阻值的測量機構19相連。
因為諸如熱敏電阻阻值一類的測量值會因使用者3嘴巴呼出的氣流引起的溫度的變化而變化，所以得到的嘴巴氣流圖象準確可靠。
為了根據傳感器13、19和17測量的物理變量確定使用者3的睡眠呼吸期，也就是說確定鼻子氣流和嘴巴氣流的壓力圖象，裝置1還包括對記錄的每個物理變量進行處理和轉換的處理和轉換設備21，以便求得它對至少一個模糊變量狀態的相關程度。將模糊變量各個狀態的相關程度輸送到應用規則的設備23中，所述規則存儲在構成認知地址的存儲器25中。
處理和轉換設備21包括從消耗的電流信號中提取使用者3鼻子的氣流圖象的提取設備27，也就是說提取當時鼻子氣流隨時間變化的圖象，所述電流信號由電流傳感器17測得。將使用者3鼻子的氣流圖象送到確定使用者鼻子的吸氣和呼氣期的設備29、確定鼻子氣流量大小的設備30以及計算鼻子氣流值的時間導數的設備31中。
設備30還接收設備29的控制信號，該信號表示使用者所處的呼吸期。
設備31只在吸氣期時計算鼻子氣流值的時間導數。這就是為什么在使用者用鼻子吸氣時設備29也將控制信號送給計算導數設備31的原因。
將設備31算出的導數送入運用設備33。運用設備33包括對導數的絕對值和至少一個參考值進行比較的比較設備35，所述參考值存儲在存儲器37中。設備35根據比較結果使時間測量設備39運行，在所測量的時間中，導數絕對值小于所述的至少一個參考值。
另外，與計算導數的設備31相連以及與比較設備35相連的設備33包括記錄比參考值小時的導數符號變化次數的設備41。
利用鼻子氣流值導數運用設備33，確定使用者的呼吸道是否出現局部障礙現象，這將在下面詳細描述。
處理和轉換設備21還包括對測量機構19發出的信號，例如熱敏電阻的阻值進行處理的處理設備42。
此外，處理和轉換設備21還包括從壓力傳感器13測量的壓力信號中提取打鼾期的打鼾期提取設備43，所述打鼾期與障礙性呼吸現象有關。
提取設備43包括壓力信號的高通濾波設備45、濾波信號的放大設備47、所述濾波放大信號的內插設備49，該設備用于求得一個包絡線、存儲參考曲線的存儲設備51以及對所述包絡線與所述參考曲線進行比較的比較設備53，以便確定是否存在打鼾期。
這樣將處理過的各個變量送到轉換每個變量的設備55中，以便求得它對至少一個相關模糊變量狀態的相關程度。下面將要詳細描述這種轉換，該轉換根據物理變量的整個論域上定義出的連續曲線設定，這些曲線存儲在與轉換設備55相連的數據庫57中。
II本發明裝置的運行下面描述本發明裝置1的運行，一方面詳細說明處理和轉換設備21的各個步驟，另一方面解釋設備23根據模糊邏輯將各規則用于模糊變量的情況。
II.1確定使用者鼻子的吸氣和呼氣期以及鼻子氣流大小圖2示出了設備27和29的主要運行步驟。
在第一步驟60，電流傳感器17發出的由渦輪9消耗的電流信號被送到提取設備27中，然后在該設備中變成數字，在第二步驟62中按Δte＝25ms的時間間隔取樣。
此后在步驟64中，計算80個取樣值的平均值M1，這也就是20秒時間測量的平均值。20秒時間相當于使用者呼吸2-3次。
同時，在步驟66中，計算5個取樣值的平均值M2，這也就是125毫秒時間測量的平均值，事實上這基本是比較平滑的原始信號。
在步驟68時計算作為M2和M1之間的差值的鼻子氣流Fnasal。
然后在步驟70和72中，將Fmasal與各個極限Sinspi和Sexpi進行比較。極限Sinspi和Sexpi就是表示鼻子氣流流量的數值，高于或低于這兩個數值，基本肯定使用者處于吸氣或呼氣期。當然，Sinspi比Sexpi大。也可以通過對使用者進行臨床實驗憑經驗確定極限Sinspi和Sexpi。
在步驟70時，如果Enasal大于極限Sinspi，則在步驟74的稱作循環的變量等于數值1，循環＝1是指使用者3的鼻子處于吸氣期，而后返回步驟62。如果Fnasal小于極限Sinspi，則直接返回步驟62。
在步驟72時，如果Fnasal小于極限Sexpi，則在步驟76的循環變量等于數值0，循環＝0是指使用者3的鼻子處于呼氣期，而后返回步驟62。如果Fnasal大于極限Sexpi，則直接返回步驟62。
這些可以確定使用者的鼻子的吸氣和呼氣期的步驟示于圖3中。圖3有兩條曲線，上面的一條曲線表示鼻子氣流Fnasal隨時間變化的曲線78，而下面的一條曲線表示循環變量值隨鼻子氣流值的曲線80，這些值等于上述循環變量。
在該圖中可以清楚地看到，當Fnasal大于Sinspi時，循環的值為1，當Fnasal小于Sexpi時，循環的值為0。在到達參考值t0之前，都可以認為使用者的呼吸循環是正常的。
超過t0時，當進入呼氣期后，Fnasal不再超過Sinspi，循環一直為0。這是因為使用者用嘴呼吸的緣故，但也是由于睡眠時的呼吸不足或呼吸暫停造成的。
此外，在測量兩個吸氣期起始間的時間(循環＝1)時，確定使用者的呼吸循環時間。在測量呼氣期的時間時，確定睡眠呼吸不足和呼吸暫停的潛在時間，這是因為所考慮的這些現象只出現在鼻子呼氣期延長的情況，特別是出現在呼氣期的時間超過3秒的情況。例如在圖3中，從時間t0開始，使用者處于鼻子呼氣期。而從時間t1開始，也就是在t0后的3秒鐘開始，使用者仍處于鼻子呼氣期，因而可能處在睡眠呼吸不足和呼吸暫停階段。
另外，為了計算鼻子氣流Anasal，設備30在吸氣期確定鼻子最大氣流Fnasal(標號82)，而在呼氣期確定鼻子最小氣流Fnasal(標號84)，并計算最大值和最小值之間的差。
在鼻子呼氣期延長，即呼氣期的時間超過3秒時，設備30接收設備29的控制信號，每秒鐘計算一次鼻子氣流值，也就是計算某一設定時刻確定的鼻子氣流和前面某一時刻鼻子氣流之間的差，例如1秒鐘。在圖3中，利用設備30從時間t1開始按時間間隔進行確定，所述時間間隔接近鼻子氣流值。
II.2確定稱作“有限流量”的障礙性呼吸現象正常呼吸循環在圖3所示的時間t0之前為正弦形式。使用者上呼吸道部分阻塞時，吸氣開始階段增加的吸氣氣流很快受到限制，使Fnasal曲線的波峰削平。圖4作為例子示出了在有限流量情況下Tnasal隨時間的關系曲線82。
為了能夠正確地測定這種現象，在吸氣期，設備31計算鼻子氣流值Fnasal的時間導數，這如圖5的曲線84所示。
將計算出的時間導數絕對值由設備35隨時與記錄在存儲器37中的參考值VR進行比較。當然，如果需要的話，也可以設置若干參考值。
此外，通過比較設備35的控制，設備39測量時間ΔtDL在該時間中導數絕對值小于參考值VR。
另外，在ΔtDL時，設備41記錄導數符號的變化次數。
當ΔtDL大于1-2秒之間的極限值時，就可以得出使用者處于局部阻塞的結論。在ΔtDL期間當導數符號變化次數加倍時，這種診斷得到進一步確定。
II.3確定使用者的嘴的氣流量利用對流量定性測量機構19送出的信號進行處理的設備42確定嘴的氣流Fbuccal的值Abuccal，例如通過測量熱敏電阻的阻值確定嘴的氣流值與確定鼻子氣流Fnasal的值Anasal的方法類似。因為在削除了原始信號的峰值以及消除了誤差以后才計算嘴的氣流Fbuccal的最大值和最小值之間的差。
較好的是，為了減少計算和處理步驟，只有在鼻子的呼氣延長期，也就是說例如時間大于3秒時才確定Abuccal的值。在這種情況下，即從圖3所示的時間t1開始，設備42接收設備29的控制信號，計算每秒鐘嘴的氣流值，也就是說計算某一給定時刻確定的嘴的氣流量和前一時刻(例如1秒以前)嘴的氣流量之間的差值。
II.4確定使用者的打鼾期打鼾的特征表現在使用者的呼吸道出現阻塞現象。與壓力傳感器13測量的壓力信號相應，所顯示出的波動疊加在壓力的正常信號上，這如圖6的上圖所示的那樣，它作為例子表示打鼾的曲線90。
為了確定使用者3是否打鼾，首先在設備45中對壓力進行高通濾波，并在設備47中對濾波過的信號進行放大。圖6的下圖由曲線92示出了經濾波和放大過的信號與時間的關系。
然后利用設備49內插經濾波和放大過的信號，以便求得包絡線94。該包絡線94通過濾波放大信號的所有最大值，在打鼾時，該包絡線具有特征形狀。這就是為什么其后要在設備53中將該包絡線94與記錄在存儲設備51中的參考曲線進行比較以便確定存在打鼾期的原因。
II.5將處理過的物理變量轉換成具有相關程度的模糊變量狀態作為例子，下面詳細描述當鼻子呼氣期間的時間大于3秒時如何對處理過的物理變量，即鼻子的氣流量大小Anasal進行轉換，以便得到其相對稱作Afnasal的相關模糊變量的一個或多個狀態的相關程度。該處理過程以類似的方法用于其它所有根據模糊邏輯使用規則所需要考慮的物理變量。
圖7的曲線中，橫坐標表示鼻子氣流Anasal的論域，縱坐標表示相關模糊變量Afnasal狀態的相關程度。
如圖所示，模糊變量Afnasal可以有四個狀態，即“弱”、“中弱”、“中強”、和“強”狀態。
Afnasalf的各個狀態與連續曲線100、102、104及106有關，這些曲線可以求得Anasal值隸屬于模糊變量A’nasal的一個或多個狀態的相關程度。
例如，曲線100與“弱”狀態有關，該曲線的平直線后為一個負的斜率。曲線102與“中弱”狀態有關，該曲線為梯形。曲線104與“中強”狀態有關，該曲線為三角形。曲線106與“強”狀態有關，該曲線的正的斜率后面為平直線。
曲線100、102、104和106的形狀均是根據診所對使用者作的實驗憑經驗確定的。應注意的是，物理變量的論域端部的平直線通常是預定的。
此外，這些曲線100、102、104和106在縱坐標上的值為0和1之間。
另外重要的是應注意各個曲線100，102，104和106是交疊的，從而使Anasal的一個值屬于兩個狀態Afnasal。
例如值Anasal＝0.1屬于.模糊變量Afnasal為“弱”狀態，此時相關程度是0.1；.模糊變量Afnasal為“中弱”狀態，此時相關程度是0.9。
這也示于實驗圖7中。
其它物理變量根據相同原理由設備55進行轉換。
II.6用于具有相關程度的模糊變量狀態的規則將具有對模糊變量的各個相關程度的狀態送入規則應用設備23中，所述各規則儲存在形成認知地址的存儲器25中。這些規則根據診所對實驗者的實驗憑經驗確定。
各個規則使用至少兩個不同的模糊變量，以便得到例如對使用者3的睡眠呼吸期的狀態的相關程度。
例如，下面描述兩個模糊變量的一組11個規則，即上述的Afnasal以及模糊變量Afbuccal。該模糊變量Afbuccal也可以有4個狀態，即“弱”、“中弱”、“中強”、和“強”狀態。當呼氣期的時間大于3秒時，對這些狀態的相關程度根據鼻子氣流的大小Abuccal建立。
假定Anasal歸于.模糊變量Afbuccal為“弱”狀態，此時相關程度是0.1；.模糊變量Afbuccal為“中弱”狀態，此時相關程度是0.9，而Abuccal歸于.模糊變量Afbuccal為“弱”狀態，此時相關程度是0.7；.模糊變量Afbuccal為“中弱”狀態，此時相關程度是0.2。
設備23根據下面的方法使用規則1-11，以便根據模糊邏輯確定呼吸過程。
首先，設備23只考慮相關規則，也就是說相關程度處于第一模糊變量狀態和該相關程度處于第二模糊變量狀態時的規則。在本實施例中是規則5，6，8和9。
然后，使用選擇順序“MIN-MAX”。該順序在于在與確定規則有關的呼吸期的第一時期使相關程度等于所述模糊變量狀態的最小相關程度，而需要對此確定規則考慮這些相關程度。
在本實施例中，例如使用規則5，就可以得出使用者3處于呼吸暫停階段，此時相關程度最小為MIN(0.7，0.1)＝0.1。
同樣，利用規則6就可以得出使用者3處于呼吸不足階段，此時相關程度為最小MIN(0.2，0.1)＝0.1，利用規則8就可以得出使用者處于呼吸不足階段，此時相關程度最小為MIN(0.7，0.9)＝0.7，而利用規則9就可以得出使用者處于呼吸不足階段，此時相關程度為最小MIN(0.2，0.9)＝0.2根據模糊邏輯，對于使用者3的睡眠呼吸期的各個狀態的相關程度的最終結果來講，第二時期考慮的是各個狀態得到的最大相關程度，也就是說正常呼吸狀態考慮的是0，而呼吸暫停狀態考慮的是0.1，呼吸不足狀態考慮的是0.7。
這樣也就知道使用模糊邏輯可以正確診斷使用者的呼吸期。
處理和轉換設備21以及應用設備23和存儲器25最好由計算機構成，計算機包括用于求得傳感器13、17和19的信號的接口，并裝有處理和應用這些信號的程序。
權利要求
1.一種測定使用者(3)在睡眠時的呼吸期的裝置，該裝置包括測量至少兩個物理變量的設備(5)，其中至少一個第一物理變量表示使用者(3)的鼻子氣流，而至少一個第二物理變量表示使用者的嘴的氣流，其特征在于，它還有對每個物理變量進行處理和轉換的處理和轉換設備(21)，以便求得它對至少一個模糊變量狀態的相關程度，該裝置還有應用預置在至少一個第一模糊變量狀態和至少一個第二模糊變量狀態之間的規則應用設備(23)，以便根據模糊邏輯估計對使用者(3)的睡眠呼吸狀態相關的程度。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，各個模糊變量包括至少兩個狀態。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的與模糊變量有關的狀態相關程度根據所測的一個物理變量的整個論域定義出的連續曲線(100，102，104，106)設定。
4.根據權利要求1-3之一所述的裝置，其特征在于，測量設備(5)包括一個與使用者(3)所帶的鼻罩(7)相連的壓力傳感器(13)，其中測量的一個物理變量是所述壓力傳感器(13)測量的壓力信號。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述處理和轉換設備(21)包括從測量壓力信號中提取打鼾期的打鼾期提取設備(43)，所述打鼾期與障礙性呼吸現象有關。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述的打鼾期提取設備(43)包括壓力信號的高通濾波設備(45)、濾波信號的放大設備(47)、所述濾波放大信號的內插設備(49)，該設備用于求得一個包絡線；存儲參考曲線的存儲設備(51)以及對所述包絡曲線與所述參考曲線進行比較的比較設備(53)，以便確定存在打鼾期。
7.根據權利要求1-6之一所述的裝置，其特征在于測量設備(5)包括一個測量小慣性渦輪(9)所消耗的電流的電流傳感器(17)，所述渦輪與所述鼻罩(7)相連，所測量的其中一個物理變量是所述渦輪(9)消耗的電流。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，處理和轉換設備(21)包括從消耗的電流信號中提取使用者(3)鼻子的氣流圖象的提取設備(27)、確定使用者(3)的鼻子吸氣和呼氣期的確定設備(29)、在吸氣期時計算鼻子氣流值的時間導數的計算設備(31)，以及運用所述導數的設備(33)，以便確定使用者(3)是否出現局部障礙現象。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述運用鼻子氣流值的導數的設備(33)包括對導數的絕對值和至少一個參考值(VR)進行比較的比較設備(35)，以及測量導數絕對值比所述至少一個參考值(VR)小的時間測量設備(39)。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述運用導數的設備(33)還包括記錄比所述參考值(VR)小時的導數符號變化次數的設備(41)。
11.根據權利要求1-10之一所述的裝置，其特征在于，測量設備(5)包括一個測量熱敏電阻的電阻值的機構(19)，該電阻設置在使用者(3)的嘴巴附近，其中測量的一個物理變量是所述熱敏電阻測量機構(19)測量的電阻值。
全文摘要
本發明涉及一種測定使用者(3)的睡眠呼吸期的裝置(1),該裝置包括測量至少兩個物理變量的設備(5),其中至少一個第一物理變量表示使用者(3)的鼻子氣流,而至少一個第二物理變量表示使用者的嘴的氣流。該裝置還有對每個物理變量進行處理和轉換的處理和轉換設備(21),以便求得它對至少一個模糊變量狀態的相關程度,該裝置還有應用預置在至少一個第一模糊變量狀態和至少一個第二模糊變量狀態之間的規則應用設備(23),以便根據模糊邏輯估計對使用者(3)的睡眠呼吸狀態相關的程度。
文檔編號A61B5/08GK1241394SQ9911107
公開日2000年1月19日 申請日期1999年6月18日 優先權日1999年6月18日
發明者呂東·斯特凡娜, 容凱·伯努瓦 申請人:塔埃瑪