通气装置及治疗方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种通气装置(1)，其包括引发装置(2)和控制单元(3)。引发装置(2)具有电磁场发生器(21)，该电磁场发生器(21)具有被配置为生成具有目标形状的空间电磁场的线圈设计(211)。控制单元(3)与引发装置(2)通信并且被配置为控制引发装置(2)生成所述电磁场。引发装置(2)的电磁场发生器(21)被配置为定位在人类或动物患者(5)身上，使得患者的膈神经(5)可由线圈设计(211)所生成的空间电磁场刺激以致动患者(5)的膈膜。控制单元(3)可连接到呼吸机(6)以接收与患者(5)的通气有关的通气数据。控制单元(3)被配置为评估通气数据并根据所评估的通气数据来操作引发装置(2)。的通气数据来操作引发装置(2)。的通气数据来操作引发装置(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通气装置及治疗方法


[0001]本专利技术涉及一种通气装置，更具体地涉及一种在人类或动物患者被通气并且特别是例如通过呼吸机进行机械通气/强制通气时向患者提供特定治疗的方法。

技术介绍

[0002]在医学领域中，常常需要对人类或动物患者进行通气以维持患者的生命功能。通常，正压机械通气方法用于这种通气。例如，具有要连接到患者的呼吸系统的导管接口和将空气通过导管接口输送到患者的呼吸系统中的气流发生器的呼吸机可用于通气。
[0003]尽管这样的机械通气允许实现将空气或各种气体的混合物有效地提供到患者的呼吸系统/肺中，但它通常会产生不同程度和严重性的并发症以及对患者的肺和整个身体的损害，特别是当通气持续较长时间时。例如，机械通气的患者通常会失去其呼吸肌的大量的肌肉量。这与对于维持足够的自主(生理)呼吸而言能力有限或不足有关，从而可能导致对机械通气的依赖，因为他们的呼吸肌肉(或呼吸泵)无法产生足够的潮气量(tidal volume)/分钟通气量来维持足够的通气。众所周知，在通气的前1
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3天内，这种呼吸肌的损失可高达50％。由于这种呼吸机诱发的膈肌功能障碍(VIDD)，患者需要一段时间的肌肉恢复和训练，这被称为脱机(weaning)。脱机阶段可能与包括肺炎在内的进一步并发症相关联，最后终止于对机械通气的依赖，并使患者的整体健康状况进一步恶化。
[0004]机械通气的几种适应症之一是由于急性呼吸窘迫综合征(ARDS)引起的呼吸衰竭，其与炎症反应相关，其中由于炎症导致肺泡中的液体积聚。由于机械通气而导致通气不足的肺泡可能会塌陷并产生肺不张。它们不再有助于气体交换。与正压通气有关的次优压力分布还会导致分流区域(通气不足的区域)，而与机械通气相关的高峰值气道压力会导致肺损伤(呼吸机诱发的肺损伤＝VILI)。
[0005]从呼吸肌生理学得知，每天2
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3次训练对重建膈膜和呼吸功能是有效的，并且与医院环境内外的工作流程相容。从肺活量试验得知，每小时响起2分钟以提醒患者进行比平均自然吸气更强的呼吸的铃声可以提高患者的依从性、肺泡复张，减少术后早期发热持续时间，减少对无创通气的需求、ICU住院时间和某些患者的6个月死亡率(Eltoray等人，2019年)。研究人员已使用过吸气阻力训练，其中阻力水平低于MIP的50％，持续15至30分钟，每天1至3次(Sprague等，2003)
[0006]接受有创正压通气的重症监护患者，尤其是ARDS患者，会遭受由高潮气量和峰值压力引起的额外肺损伤。已经表明，与较高的潮气量(6
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12ml/kg理想体重)相比，适度的潮气量(3
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6ml/kg理想体重)——即所谓的肺保护性通气——改善了ARDS患者的预后。膈膜刺激完全避免了气道正压并提供生理负压通气，从而防止正压通气的并发症。足量的膈肌致动(不要过度收缩)可进一步降低伴有一定的僵硬或敏感性的不健康肺如ARDS肺出现肺损伤的风险。
[0007]此外，导致没有或少量膈膜运动和潮气量的适度的膈膜刺激可简化应用并且避免需要与患者的自主呼吸同步和/或与机械通气同步。
[0008]此外，正压通气是一种有创支持模式，其需要将气管内导管插入到患者气管中，或者在某些情况下和治疗过程中甚至需要气管切开术。在大多数情况下，这需要镇静一段时间，从而导致患者失活、肌肉损失和缺乏自我决定权。一些患者可能不需要持续的机械通气，而是可能能够不时进行自主呼吸。其他患者可能能够自主呼吸，但程度(潮气量)不够。此类患者可能需要“呼吸泵”的主动刺激和/或训练，这可以至少暂时替代或辅助正压通气和/或可以至少暂时替代或减少由机械通气引起的不利正压。尽管这种机械通气允许实现将空气有效地供应到患者的呼吸系统和机体中，但它通常对患者具有或多或少的严重缺陷，特别是当通气持续相当长的时间时。例如，患者进行机械通气存在失去呼吸肌的基本功能的风险。众所周知，在最初的1
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3天内，这种呼吸肌的损失可能高达50％。因此，此类患者需要一段时间的称为脱机的肌肉再训练。对于一些患者而言，这种脱机可能会持续很长时间，从而导致所谓的呼吸机诱发的膈肌功能障碍(VIDD)。
[0009]或者，进行机械通气的患者有发生急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的风险，这可能是流体在肺泡中积聚引起感染的结果。为了避免ARDS，肺泡需要或多或少地定期完全通气。然而，与机械通气有关的正压会导致肺泡阻塞，从而阻碍通气或使通气困难，或导致分流区域。
[0010]此外，机械通气对于患者来说可能是沉重的负担，尤其是在被插管时，即，在将管子送入患者的呼吸系统以供应空气时。一些患者可能不需要持续的机械通气，而是不时地能够自主呼吸。或者一些患者可能能够自主呼吸，但不能达到足够的程度或足够的深呼吸。这种患者可能需要启用“呼吸泵”，该呼吸泵可至少暂时替代机械通气或减少机械通气施加的通气量/压力量。
[0011]因此，可能需要一种允许减少患者机械通气的各种缺点的系统。另外，可能需要通过防止膈肌和力量损失和/或通过减少脱机时间来减少机械通气的持续时间，并在如上所述的某些临床情况下辅助甚至替代机械通气，从而减少患者的机械通气的各种缺点。

技术实现思路

[0012]根据本专利技术，这种需求通过一种如独立权利要求1的特征所限定的通气装置、一种如独立权利要求30的特征所限定的向人类或动物患者提供特定治疗的方法和一种如权利要求54的特征所限定的通气装置来解决。优选实施例是从属权利要求的主题。
[0013]具体而言，在第一方面，本专利技术为一种包括引发装置和控制单元的通气装置。引发装置构造成定位在人类或动物患者身上，使得患者的膈神经能够被引发装置所产生的空间场所刺激以致动患者的膈膜。
[0014]如本文所用的术语“空间场”涉及从诸如引发装置的源散布在空间上的任何场，该空间场适合于刺激患者的目标组织，诸如神经或神经系统的其它部分或肌肉组织，特别是患者的膈神经。空间场可以是电场、电磁场等。
[0015]空间场的目标形状可以通过使空间场为局部受限的目标场(例如具有峰值)来实现。它可以适于在目标区域中起作用，该目标区域是应该用空间场致动的神经区域或组织区域(例如，应该被致动的膈神经)，这可以例如通过空间场中的峰值(焦点区域)来实现。电磁场可以在目标区域内具有任何方向和强度变化，并且局部场扩展的目标形状一般可以是空间场或时间相关场分量的任何形状，该形状允许有效地刺激一个或多个目标神经(例如
膈神经)而同时最大限度地减少周围的、上方的或附近的组织或神经的其它不希望的共同刺激效应。峰形是此类目标形状的一个示例，因为它可以最大限度地提高焦点区域的效应，并最大限度地减少该区域外的效应。
[0016]为了产生空间场，在一个优选实施例中，引发装置具有电磁场发生器，该电磁场发生器具有配置成产生空间电磁场的线圈设计结构，该空间电磁场是具有目标形状的空间场，并且引发装置构造成通过将引发装置的电磁场发生器定位在人类或动物患者身上以使得患者的膈神经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通气装置(1)，包括引发装置(2)，所述引发装置(2)被配置为生成具有目标形状的空间场，和控制单元(3)，所述控制单元(3)与所述引发装置(2)通信并且被配置为控制所述引发装置(2)生成空间场，其中，引发装置(2)被配置为定位在人类或动物患者(5)身上，使得膈膜患者(5)的膈神经能够被所述引发装置(2)生成的空间场刺激以致动患者(5)的膈膜，所述控制单元(3)被配置为接收与患者(5)的通气有关的通气数据，并且所述控制单元(3)被配置为评估所述通气数据并根据所评估的通气数据操作所述引发装置(2)。2.根据权利要求1所述的通气装置(1)，其中，所述引发装置(2)具有电磁场发生器(21)，所述电磁场发生器(21)具有被配置为生成空间电磁场的线圈设计(211)，所述空间电磁场作为所述具有目标形状的空间场，并且其中所述引发装置(2)被配置为通过将所述引发装置(2)的电磁场发生器(21)定位在人类或动物患者身上以使得所述患者(5)的膈神经能够被所述线圈设计(211)所生成的空间电磁场刺激而定位在人类或动物患者(5)身上。3.根据权利要求1或2所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为通过能够连接到呼吸机(6)而接收与患者(5)的通气有关的通气数据来接收通气数据。4.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，包括具有被配置为连接到患者(5)的呼吸系统的导管接口(62)的呼吸机(6)、被配置为通过所述导管接口(62)将空气输送到患者(5)的呼吸系统中的气流发生器以及被配置为提供通气数据的接口单元。5.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为以与患者(5)的特定治疗相匹配的刺激持续时间来操作所述引发装置(2)。6.根据权利要求5所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为限定所述刺激持续时间。7.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为以与所述患者的特定治疗相匹配的重复率来操作所述引发装置(2)。8.根据权利要求7所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为限定所述重复率。9.根据权利要求5或6以及权利要求7或8所述的通气装置(1)，其中，所述特定治疗是预防膈肌损失和/或降低呼吸机诱发的膈肌功能障碍的风险，其中所述重复率在约每天一次至约每天3次的范围内，并且其中所述刺激持续时间在约3分钟至约20分钟的范围内。10.根据权利要求5或6以及权利要求7或8所述的通气装置(1)，其中，所述特定治疗是降低发生急性呼吸窘迫综合征或呼吸机相关性肺炎或呼吸机诱发的肺损伤或肺不张的风险，其中所述重复率在约每小时两次至约每两小时一次的范围内，并且其中所述刺激持续时间在约0.5分钟至约3分钟的范围内。11.根据权利要求5或6所述的通气装置(1)，其中，所述特定治疗是降低发生急性呼吸窘迫综合征或呼吸机相关性肺炎或呼吸机诱发的肺损伤或肺不张的风险，并且其中所述刺激持续时间在约1个呼吸循环至约5个呼吸循环的范围内。12.根据权利要求7或8和权利要求11所述的通气装置(1)，其中，所述重复率在约每分钟一次至约每30分钟一次的范围内。
13.根据权利要求7或8所述的通气装置(1)，其中，所述特定治疗是对通气的避免、延迟或替代，或在机械通气期间降低高正压，并且其中所述重复率是在患者的每次自主呼吸。14.根据权利要求5或6和权利要求13所述的通气装置(1)，其中，所述刺激持续时间是一天连续24小时。15.根据权利要求7或8所述的通气装置(1)，其中，所述特定治疗是对通气的避免、延迟或替代，或在机械通气期间降低高正压，并且其中重复率在夜间是在患者的每次自主呼吸时，而在白天不操作所述引发装置(2)。16.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为操作所述引发装置(2)以诱导患者(5)的呼吸循环或诱导患者(5)的深呼吸。17.根据权利要求16所述的通气装置(1)，包括传感器单元，以感测患者(5)的血液中的氧气水平或患者(5)的血液中的二氧化碳水平，其中，所述控制单元(3)与传感器单元通信，并且所述控制单元(3)被配置为当感测到的氧气水平或感测到的二氧化碳水平超出预定阈值时操作所述引发装置(2)。18.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述通气数据包括患者(5)的潮气呼吸。19.根据权利要求18所述的通气装置(1)，包括用于感测患者(5)的潮气呼吸的潮气传感器，其中所述控制单元(3)与所述潮气呼吸传感器通信。20.根据权利要求18或19所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为调节所述引发装置的场强度和系列持续时间，使得所述潮气呼吸在每kg体重约3ml至每kg体重约6ml的范围内。21.根据权利要求18或19所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为调节所述引发装置的场强度和系列持续时间，使得患者产生在每kg体重约6ml至每kg体重约8ml的范围内的潮气呼吸。22.根据权利要求18或19所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为调节所述引发装置的场强度和系列持续时间，使得所述患者产生在每kg体重约0ml至每kg体重约3ml的范围内的潮气呼吸。23.根据权利要求18或19所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为调节所述引发装置的场强度，使得患者产生在每kg体重约9ml至每kg体重约15ml的范围内的用力深呼吸。24.根据权利要求18至23中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为根据患者(5)的潮气呼吸来重新调节所述引发装置的操作。25.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述通气数据包括患者(5)的膈膜收缩。26.根据权利要求25所述的通气装置(1)，包括膈膜收缩传感器以感测患者(5)的膈膜收缩，其中所述控制单元(3)与所述膈膜收缩传感器通信。27.根据权利要求25或26所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为根据患者(5)的膈膜收缩来重新调节所述引发装置的操作。28.根据前述权利要求中任一项所述的通气装置(1)，其中，所述控制单元(3)被配置为
操作所述引发装置(2)，从而提供成系列的生成的空间场。29.根据权利要求28所述的通气装置(1)，其中，每个系列都包括终止于所述空间场的目标强度处的所述空间场的强度的增加。30.一种向人类或动物患者(5)提供特定治疗的方法，包括获得被配置为生成具有目标形状的空间场的引发装置(2)，将所述引发装置(2)定位在人类或动物患者(5)身上，以及操作所述引发装置(2)以通过所述空间场刺激患者(5)的膈神经，从而致动患者(5)的膈膜。31.根据权利要求30所述的方法，其中对患者进行通气。32.根据权利要求30或31所述的方法，其中，所述引发装置(2)具有电磁场发生器(21)，所述电磁场发生器具有线圈设计(211)以生成作为所述具有目标形状的空间场的空间电磁场，其中所述引发装置(2)的电磁场发生器(21)定位在人类或动物患者(5)身上，并且其中操作所述引发装置(2)以通过所述线圈设计(211)生成的空间电磁场刺激患者的膈神经(5)。33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，其中，操作所述引发装置(2)以刺激患者(5)的膈神经包括以与所述特定治疗相匹配的刺激持续时间操作所述引发装置(2)。34.根据权利要求33所述的方法，包括根据特定治疗限定所述刺激持续时间的步骤。35.根据权利要求30至34中任一项所述的方法，其中，操作所述引发装置(2)以刺激患者(5)的膈神经包括以与所述特定治疗相匹配的重复率重复操作所述引发装置(2)。36.根据权利要求35所述的方法，包括根据特定治疗限定重复率的步骤。37.根据权利要求33或34和权利要求35或36所述的方法，其中，所述特定治疗是预防膈肌损失和/或降低呼吸机诱发的膈肌功能障碍的风险，其中所述重复率在约每天1次至约每天3次的范围内，并且其中所述刺激持续时间在约3分钟至约20分钟的范围内。38.根据权利要求30至36中任一项所述的方法，其中，所述特定治疗是降低发生急性呼吸窘迫综合征或呼吸机相关性肺炎或呼吸机诱发的肺损伤的风险，并且全天定期重复操作所述引发装置(2)。39.根据权利要求33或34和权利要求35或36所述的方法，其中，所述特定治疗是降低发生急性呼吸窘迫综合征或呼吸机相关性肺炎或呼吸机诱发的肺损伤或肺不张的风险，其中所述重复率在约每小时两次至约每两小时一次的范围内，并且其中所述刺激持续时间在约0.5分钟至约3分钟的范围内。40.根据权利要求33或34...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：斯蒂米特股份公司，
类型：发明
国别省市：