使用非干擾性音頻分析來生成信息的睡眠呼吸暫停診斷系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及睡眠呼吸暫停診斷，并且尤其涉及睡眠呼吸暫停診斷的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]阻塞性呼吸暫停(OSA)是影響世界各地數(shù)百萬人的疾病。OSA的特征在于睡眠期間呼吸紊亂或停止。OSA發(fā)作起因于睡眠期間持續(xù)至少10秒并且通常長達I至2分鐘的氣流的部分或完全堵塞。在給定的晚上，具有中度到重度呼吸暫停的人可能經(jīng)歷高達每晚200-500次的完全或部分呼吸中斷。因為他們的睡眠不斷被中斷，所以使他們失去使身體和心靈有效運轉(zhuǎn)所必要的恢復(fù)性睡眠。這種睡眠障礙也與高血壓、抑郁癥、中風(fēng)、心律失常、心肌梗塞和其他心血管障礙有關(guān)。OSA也導(dǎo)致過度疲勞。
[0003]各種方法已經(jīng)被用于評估患者是否遭受0SA。最全面的方法是臨床多導(dǎo)睡眠圖(PSG)，臨床多導(dǎo)睡眠圖(PSG)能夠診斷許多顯著的睡眠病癥。然而，PSG要求專科醫(yī)院或睡眠障礙中心使技術(shù)人員過夜留守在場，以監(jiān)測器械和患者兩者。
[0004]測量并結(jié)合血氧飽和度、脈搏率、氣流、打鼾水平和頭部移動的家用設(shè)備也已經(jīng)被用于評估睡眠呼吸暫停。盡管這些設(shè)備比PSG更便宜，但是這些設(shè)備仍然太貴并且具干擾性。
[0005]問卷調(diào)查和測試也已經(jīng)被用于評估睡眠呼吸暫停。然而，盡管問卷調(diào)查和測試是免費的并且容易進行，但是它們評估睡眠呼吸暫停的準(zhǔn)確度非常有限。
[0006]音頻記錄也已經(jīng)被用于評估睡眠呼吸暫停。盡管能夠廉價且非干擾性地完成音頻記錄，但是音頻記錄對諸如環(huán)境噪聲、打鼾伴侶的噪聲或其它噪聲敏感，因此降低了該技術(shù)的準(zhǔn)確度。
[0007]因此，存在對評估睡眠呼吸暫停的改進以及例如廉價且非干擾性的方式來準(zhǔn)確地評估睡眠呼吸暫停的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一個實施例中，提供一種電子裝置，并且所述電子裝置包括:麥克風(fēng)陣列，所述麥克風(fēng)陣列用于檢測由患者生成的可聽聲音并且用于生成表示由所述患者生成的檢測到的可聽聲音的音頻信息；第一波束形成器具有第一適應(yīng)性速度并且被配置為根據(jù)所述音頻信息來生成第一音頻信息和第一噪聲信息；第二波束形成器具有慢于所述第一適應(yīng)性速度的第二適應(yīng)性速度，第二適應(yīng)性波束形成器被配置為根據(jù)所述音頻信息來生成第二音頻信息和第二噪聲信息；音頻分類單元用于基于所述第一音頻信息來生成音頻分類信息；頭部移動檢測單元用于基于所述第二音頻信息、所述第一噪聲信息和所述第二噪聲信息中的至少一個來生成頭部移動信息；以及診斷單元，其用于基于所述音頻分類信息和所述頭部移動信息來確定睡眠呼吸暫停的診斷。
[0009]在另一實施例中，提供了一種生成音頻分類信息和頭部移動信息的方法，所述方法包括:利用麥克風(fēng)陣列來檢測由患者生成的可聽聲音并且生成表示由所述患者生成的檢測到的可聽聲音的音頻信息；利用第一波束形成器來處理所述音頻信息，所述第一波束形成器具第一適應(yīng)性速度并且根據(jù)所述音頻信息來生成第一音頻信息和第一噪聲信息；利用第二波束形成器來處理所述音頻信息，所述第二波束形成器具有慢于所述第一適應(yīng)性速度的第二適應(yīng)性速度并且根據(jù)所述音頻信息來生成第二音頻信息和第二噪聲信息；基于所述第一音頻信息來生成音頻分類信息，并且基于所述第二音頻信息、所述第一噪聲信息和所述第二噪聲信息中的至少一個來生成頭部移動信息。
[0010]在另一實施例中，一種非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)存儲包括指令的一個或多個程序，所述指令當(dāng)由計算機運行時令所述計算機執(zhí)行所提供的方法。所述方法包括:利用麥克風(fēng)陣列來檢測由患者生成的可聽聲音并且生成表示由所述患者生成的檢測到的可聽聲音的音頻信息；利用第一波束形成器來處理所述音頻信息，所述第一波束形成器具有第一適應(yīng)性速度并且根據(jù)所述音頻信息來生成第一音頻信息和第一噪聲信息；利用第二波束形成器來處理所述音頻信息，所述第二波束形成器具有慢于所述第一適應(yīng)性速度的第二適應(yīng)性速度并且根據(jù)所述音頻信息來生成第二音頻信息和第二噪聲信息；基于所述第一音頻信息來生成音頻分類信息；基于所述第二音頻信息、所述第一噪聲信息和所述第二噪聲信息中的至少一個來生成頭部移動信息；并且基于所述音頻分類信息和所述頭部移動信息來確定睡眠呼吸暫停診斷。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)一個示范性實施例的睡眠呼吸暫停診斷系統(tǒng)的圖；
[0012]圖2A是患者的示范性音頻信息的圖形；
[0013]圖2B是從快速波束形成器輸出的示范性噪聲信息的圖形；
[0014]圖2C是從慢速波束形成器輸出的示范性噪聲信息的圖形；以及
[0015]圖3是根據(jù)一個示范性實施例的用于生成音頻分類信息和頭部移動信息的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]如在本文中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“該”包括多個指代，除非在上下文中清楚地另有指定。如在本文中所使用的，兩個或更多部分或部件被“耦合”的表述應(yīng)意指所述部分被直接或間接地(即，通過一個或多個中間部分或部件)結(jié)合在一起或一起運行，只要發(fā)生鏈接。如在本文所使用的，“直接耦合”意指兩個元件直接彼此接觸。如在本文所使用的，“固定地耦合”和“固定的”意指兩個部件被耦合從而作為一體移動，同時維持相對于彼此的恒定取向。
[0017]本文中所使用的方向性用語，例如，通過舉例而非限制性的，頂部、底部、左、右、上、下、前、后以及由此衍生詞，涉及附圖中示出的元件的取向，并非限制權(quán)利要求，除非其中明確記載。
[0018]如在本文中所使用的，詞語“波束形成器的適應(yīng)性速度”應(yīng)意指波束形成器能夠收斂于新目標(biāo)位置上的速度。
[0019]圖1是根據(jù)本公開構(gòu)思的一個示范性實施例的適于診斷睡眠呼吸暫停的系統(tǒng)I的方框圖。系統(tǒng)I被配置為記錄由患者生成的可聽聲音，并且通過所記錄的聲音來檢測患者的打鼾和患者的頭部移動。系統(tǒng)I分析打鼾和頭部移動模式以評估患者的睡眠呼吸暫停。
[0020]系統(tǒng)I包括麥克風(fēng)陣列10。麥克風(fēng)陣列10能操作用于記錄由患者生成的可聽聲音。在圖1所示的示范性實施例中，麥克風(fēng)陣列10包括多個麥克風(fēng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，能夠在不脫離本公開構(gòu)思的范圍的情況下利用大于一個的任何數(shù)量的麥克風(fēng)。增加麥克風(fēng)陣列10中的麥克風(fēng)的數(shù)量允許通過麥克風(fēng)陣列10形成更窄的束。
[0021]在一些示范性實施例中，麥克風(fēng)陣列10被布置為麥克風(fēng)的線性陣列。在一些其它示范性實施例中，麥克風(fēng)陣列被布置成對稱的形狀(例如但不限于，三角形、矩形等)。當(dāng)未預(yù)先得知麥克風(fēng)陣列10相對于患者的取向時，對稱的形狀能夠遞送一致的性能。在一些示范性實施例中，麥克風(fēng)陣列10被布置在彼此約1cm內(nèi)。然而，本公開構(gòu)思不限于此。麥克風(fēng)陣列10可以在不脫離本公開構(gòu)思的范圍的情況下以任何適當(dāng)?shù)姆绞讲贾谩?br>[0022]系統(tǒng)I還包括快速波束形成器20和慢速波束形成器30。快速波束形成器20和慢速波束形成器30中的每個接收并處理麥克風(fēng)陣列10中的每個麥克風(fēng)的輸出?？焖俨ㄊ纬善?0和慢速波束形成器30處理麥克風(fēng)陣列10中的每個麥克風(fēng)的輸出，從而各自形成定向波束，使得增強從波束內(nèi)部的方向接收到的聲音，而衰減從波束外部的方向接收到的聲立曰ο
[0023]快速波束形成器20和慢速波束形成器30將其波束的方向集中在患者的頭部上，并且基于患者的頭部的移動來調(diào)整其波束的方向。通過舉例而非限制性的，快速波束形成器20和慢速波束形成器30能夠使用患者的打鼾來確定患者頭部的方向并且跟蹤患者頭部。然而，快速波束形成器20和慢速波束形成器30不以相同的速度適應(yīng)患者頭部的方向。相反，快速波束形成器20具有比慢速波束形成器30的適應(yīng)性速度更快的適應(yīng)性速度。在示范性實施例中，快速波束形成器20具有足夠快以跟蹤患者的正常移動(例如但不限于，由于打鼾的頭部移動)的適應(yīng)性速度，而慢速波束形成器30具有不足夠快以跟蹤患者的正常頭部移動但是足夠快以跟蹤患者的正常身體移動(例如但不限于，睡眠期間身體位置的移位)的適應(yīng)性速度。因此，在患者頭部移動的時間段期間，在打鼾事件期間患者頭部移動很常見，快速波束形成器20的波束保持集中在患者的頭部上，而慢速波束形成器30的波束沒有精確地集中在患者的頭部上。
[0024]在另一示范性實施例中，快速波束形成器20具有小于一秒的適應(yīng)性速度，并且慢速波束形成器30具有大于十秒的適應(yīng)性速度。應(yīng)當(dāng)理解，小于一秒的適應(yīng)性速度足夠快以跟蹤正常頭部移動速度，并且大于十秒的適應(yīng)性速度不足夠快以跟蹤正常頭部移動但是足夠快以跟蹤正常身體移動。
[0025]快速波束形成器20和慢速波束形成器30每個可以是任何適當(dāng)類型的波束形成器。在圖1所示的示范性實施例中，快速波束形成器20和慢速波束形成器30是濾波相加型波束形成器。在其它實施例中，快速波束形成器20和慢速波束形成器30能夠被實施為延時相加波束形成器。