用于估计呼吸阻抗的方法和设备

摘要

可以从受试者气道中生成的振荡来推断呼吸系统的声阻抗。该阻抗描述了流量和压力中所产生的振荡之间的频率依赖关系。当阻抗随着吸气到呼气而变化时，必须以高时间分辨率来估计该阻抗。提供了一种在足够短以用于生理学目的的时间间隔中可靠估计阻抗的方法。已经针对离散时间和频率导出了不确定性原理的简单版本。已经研究出离散时间-频率变换以给出根据这一原理的最佳时间-频率分辨率。该变换是标准正交的，其允许对离散时间-频率域中方差的分析。在假设流量和压力两者中都存在噪声的情况下，根据时间-频率域中的双变量最小二乘分析来获得阻抗。

主权项

一种估计呼吸阻抗的方法，所述方法包括：将患者接口设备(4)耦合至受试者的气道以创建气动系统的步骤，所述气动系统包括所述患者接口设备和该受试者的气道；经由与所述患者接口设备操作性耦合的激励源(6)使在该受试者的该气道中的气体的压力、流量或者体积振荡以生成压力波的步骤；确定所述气动系统中所述气体的所述流量和压力以产生表示所述流量和所述压力的相应时间序列(123)的步骤；将所述相应时间序列变换到时间‑频率域上(125)以创建经变换的时间序列的步骤；从经变换的时间序列来估计根据时间和频率的所述流量和所述压力的功率(127)的步骤；基于经变换的时间序列来估计根据时间和频率的所述流量和所述压力的相应交叉谱的步骤；从所估计的功率和所估计的交叉谱来估计所述受试者的所述呼吸阻抗(129，131)的步骤；使用选择的置信水平F_α、所估计的所述流量的功率和交叉谱的自由度数η、以及激励源和所述流量之间的平方相干性为所估计的阻抗在时间‑频率域中确定流量相关变量的步骤，其中通过$A_{q,t,m}^2=F_{\alpha }\left(\frac{2}{\eta -2}\right)\left(\frac{1-K_{\mathrm{xq},t,m}^2}{K_{\mathrm{xq},t,m}^2}\right)$来确定所述流量相关变量使用选择的置信水平F_α、所估计的所述压力的功率和交叉谱的自由度数η、以及激励源和所述压力之间的平方相干性为所估计的阻抗在时间‑频率域中确定压力相关变量的步骤，其中通过$A_{p,t,m}^2=F_{\alpha }\left(\frac{2}{\eta -2}\right)\left(\frac{1-K_{\mathrm{xp},t,m}^2}{K_{\mathrm{xp},t,m}^2}\right)$来确定所述压力相关变量以及如果所确定的流量相关变量等于或大于第一阈值或者所确定的压力相关变量等于或大于第二阈值则拒绝所述阻抗的估计的步骤。