刺激装置和激活患者的方法制造方法及图纸

一种刺激装置(1)包括和控制单元(3)，感应装置(2)具有被配置为产生具有目标形状的空间场的场发生器(21)，控制单元(3)与感应装置(2)通信并被配置为控制感应装置(2)产生空间场。感应装置(2)的场发生器(21)被配置为置于人类或动物患者(5)处，以便在激活患者(5)时，目标组织被所述线圈设计所产生的空间场刺激。控制单元(3)被配置为操作感应装置(2)，使得场发生器(21)产生电磁场的多个脉冲的一串连续序列，其中序列是间断的。其中序列是间断的。其中序列是间断的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】刺激装置和激活患者的方法


[0001]本专利技术涉及根据独立权利要求1的前序的刺激装置，更具体地说，涉及制造这种刺激装置的方法，涉及激活患者的方法，以及涉及用于控制患者的激活的计算机程序。

技术介绍

[0002]在医学上，众所周知，对于不同的治疗方法，激活患者，即激活患者的肌肉或类似结构，是有益的。因此，通常打算通过用电磁场刺激目标组织来激活患者。例如，在手术治疗后膝关节的治疗应用中，已知通过用电磁场直接刺激肌肉来激活膝关节周围的肌肉。对于这样的激活，已知将特定的刺激设备放置在患者处并产生电磁场。
[0003]在另一示例性领域，特别是在医院的重症监护室，可能需要激活通气(ventilated)患者的隔膜，以防止隔膜失用的弊端。例如，研究表明，在机械通气的头18
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69小时内，隔膜纤维就会发生废用性萎缩，而且在这段时间内肌纤维截面减少了50％以上。因此，需要在给患者提供人工呼吸或机械呼吸的同时反复激活隔膜，使隔膜的功能得以维持，或者至少在脱机(weaning)期间激活隔膜以支持独立呼吸功能的有效恢复。
[0004]为了实现对患者体内组织的这种激活，如上所述，已知直接刺激组织或通过刺激神经系统的特定部分间接激活组织。例如，作为肌肉组织的组织可以通过直接向该组织或与该组织相关的神经提供电脉冲而被激活。更具体地说，众所周知，可以通过刺激隔膜神经，例如在患者的颈部，来激活隔膜。
[0005]即使对患者的这种激活是已知的，但它往往会诱发患者的不适感。例如，突然提供电磁刺激可能导致患者的身体诱发反应性反应，如突然抽搐或类似的反应，这可能会阻碍治疗效果。而且，电磁刺激经常涉及噪音的产生，这会影响患者的舒适度。
[0006]因此，需要一种装置、系统或方法，允许通过电磁场的刺激比较方便和有效地激活患者，更具体地说，允许在患者的通气过程中有效地激活隔膜。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术，此需求通过独立权利要求1的特征所定义的刺激装置、独立权利要求19的特征所定义的刺激装置的制造方法、独立权利要求20的特征所定义的激活人类或动物患者的方法以及独立权利要求40的特征所定义的计算机程序来解决。优选实施例是从属权利要求的主题。
[0008]在一方面，本专利技术是一种刺激装置，其包括感应装置和控制单元。所述感应装置具有被配置为产生具有目标形状的空间场的场发生器。所述控制单元与所述感应装置通信并被配置为控制所述感应装置产生所述空间场。所述感应装置的所述场发生器被配置为置于人类或动物患者处，以便在激活所述患者时，目标组织被所述场发生器产生的所述空间场刺激。所述控制单元还被配置为操作所述感应装置，使得所述场发生器产生所述空间场的多个脉冲的一串连续序列，其中所述序列是间断的。
[0009]在本专利技术的上下文中，对患者的激活涉及对患者身体的任何特定组织的激活，例
如肌肉组织或类似组织。因此，可以通过刺激该组织本身来直接激活该组织。在这种配置中，待激活的组织和目标组织是相同的。备选地或附加地，也可以间接地激活该组织，例如，特别是通过患者神经系统的一部分。刺激装置对于通过刺激作为目标组织的患者隔神经来间接激活患者隔膜特别有利。
[0010]下面描述的本专利技术各方面上下文中的术语“空间场”是指允许刺激患者的目标组织的任何场。具体涉及电场、磁场或电磁场。这种场允许直接刺激肌肉结构或通过神经系统或通过其他肌肉结构间接刺激肌肉结构。
[0011]空间场的目标形状可以通过被局部限制(即，具有峰值)的空间场来实现。它适于在目标区域活动，该目标区域是应被空间场激活的神经区域或组织区域(例如，应被激活的膈神经)，这种刺激例如可以通过空间场的峰值(聚焦区域)实现。目标形状通常是空间场或随时间变化的场成分的任何形状，允许有效地刺激一个或多个目标神经，同时最大限度地减少周围、上方或附近阻止或神经其他不希望的共刺激效应。峰值形状就是这样的例子，因为它能使聚焦区域的效果最大化，而使该区域以外的效果最小化。
[0012]与本专利技术有关的术语“脉冲”是指比较短的空间场供应。因此，单脉冲涉及在比较短的时间内产生空间场，并且在两个后续脉冲之间有比较长的中断。通常，单脉冲的频率低于10赫兹(Hz)，如5赫兹或更低，或者单脉冲由用户或医生发起。单脉冲的时间宽度为约10微秒(μs)至约300μs。这种脉冲可以激活神经和肌肉结构，并可由患者或传感器识别。具体地，这样的单脉冲可以引起肌肉或肌肉结构的单一抽搐(convulsion)。
[0013]与此相反，当作为序列而不是以单脉冲产生时，空间场是连续产生的，或采取相对快速地彼此相接的脉冲序列的方式。这种脉冲的频率范围介于约15赫兹至约30赫兹之间。序列的多个脉冲中的每一个优选地包括基本相同的脉冲时间宽度，如前所述，比较短的时间宽度。更具体地说，脉冲时间宽度优选地介于约160微秒至约220微秒之间。
[0014]具体地，序列可以达到激活神经或肌肉的目的，从而诱发强直性收缩或激活。有利的是，如下文所述，序列是通过增加强度(场强)和/或频率，直到达到目标强度和频率(斜坡协议)来提供的。这样可以减少突然的抽搐或不适感。所有这些参数都被归纳为空间场的“时间特性”或“时间参数”。这些时间参数可以通过输入接口手动调整，或者由调整机制或控制单元自动控制。
[0015]诸如用于产生空间场的电压或电流波形之类的参数会影响空间场的时间特性，包括脉冲形状、振幅、宽度、极性和重复频率；脉冲突发或脉冲序列的持续时间和间隔；脉冲总数；以及刺激疗程的间隔和疗程总数，除了其他之外，对场强度有影响，并决定是否以及以何种强度或剂量激活目标区域或目标组织。
[0016]本专利技术的上下文中的术语“序列”是指所涉及的一连串多个脉冲。具体地，这些序列中的单一序列通常包括一组脉冲。因此，序列中的每一个优选地包括相同或至少相似数量的脉冲。换句话说，每个单一序列所包含的脉冲组可以由相同数量的脉冲组成。此外，序列中的每一个优选地包括基本相同的序列时间宽度。更具体地说，序列时间宽度优选地介于约0.5秒至约1.5秒之间。这种脉冲序列允许刺激目标组织，从而有效地激活患者。
[0017]在一个优选实施例中，所述感应装置的场发生器包括电极，并且由所述场发生器产生的空间场为电场。
[0018]在另一优选实施例中，所述感应装置的所述场发生器包括线圈设计，并且由所述
场发生器产生的所述空间场为电磁场。如本文所用，术语“线圈设计”可以是或包括至少两个线圈，或至少一个锥形或其他弯曲或隆起形状的线圈，或至少一个圆柱形或其他形状的非平面线圈，或至少一个小线圈，即足够小以产生尖锐电磁场的线圈，例如直径为3cm或更小的线圈。本文所述的电磁场的目标形状可以包括由空间电磁场形成的峰值。电磁场发生器也可以被称为电磁场创造者。
[0019]电磁场发生器的线圈设计允许按照通气装置的预期应用来形成或定制电磁场。具体地，可以将目标形状创建为具有相当的尖锐性。这样允许专门刺激神经系统或其特定部分。具体地，允许专门刺激诸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种刺激装置(1)，包括感应装置(2)，其具有被配置为产生具有目标形状的空间场的场发生器(21)，以及控制单元(3)，其与所述感应装置(2)通信并被配置为控制所述感应装置(2)产生所述空间场，其中所述感应装置(2)的所述场发生器(21)被配置为置于人类或动物患者(5)处，以便在激活所述患者(5)时，目标组织被所述场发生器(21)产生的所述空间场刺激，其特征在于，所述控制单元(3)被配置为操作所述感应装置(2)，使得所述场发生器(21)产生所述空间场的多个脉冲(8；80；800)的一串连续序列(7；70)，其中所述序列(7；70)是间断的。2.根据权利要求1所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)中的每一个的所述多个脉冲(8；80；800)包括具有第一强度的第一脉冲(801)和具有最大强度的最大脉冲(804)，其中所述最大强度高于所述第一强度。3.根据权利要求2所述的刺激装置(1)，其中所述第一脉冲(801)和所述最大脉冲(804)之间的中间脉冲(802、803)的强度从所述第一脉冲(801)升至所述最大脉冲(804)。4.根据权利要求2或3所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)中的每一个的所述多个脉冲(8；80；800)包括具有最后强度的最后脉冲(801)，其中所述最后强度低于所述最大强度。5.根据权利要求4所述的刺激装置(1)，其中所述最大脉冲(804)和所述最后脉冲(801)之间的中间脉冲(803、802)的强度从所述最大脉冲(804)降至所述最后脉冲(801)。6.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)中的每一个包括通过对其脉冲(81、82、83；80；800)的强度求和而计算出的累积强度，其中所述序列(7；70)的所述累积强度是不同的。7.根据权利要求6所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)包括具有第一累积强度的第一序列(81)和具有最大累积强度的最大序列(83)，其中所述最大累积强度高于所述第一累积强度。8.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)中的每一个包括相同数量的脉冲(8；80；800)。9.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)中的每一个包括基本相同的序列时间宽度(74；704)。10.根据权利要求9所述的刺激装置(1)，其中所述序列时间宽度(74；704)在约0.5秒至约1.5秒的范围内。11.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)包括每分钟约10至约20个序列(7；70)。12.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)的所述多个脉冲(8；80；800)中的每一个包括基本相同的脉冲时间宽度(84；840)。13.根据权利要求12所述的刺激装置(1)，其中所述脉冲时间宽度(84；840)在约160微秒至约220微秒的范围内。14.根据权利要求12或13所述的刺激装置(1)，其中所述脉冲时间宽度(84；840)包括其中所述强度增加的增加部分和/或其中所述强度减小的减小部分。
15.根据权利要求14所述的刺激装置(1)，其中所述增加部分和所述减小部分共同覆盖了至少60％的所述脉冲时间宽度(84；840)。16.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置(1)，其中所述序列(7；70)的所述多个脉冲(8；80；800)包括约15赫兹至约25赫兹范围内的频率。17.根据前述权利要求中任一项所述的刺激装置，其中所述感应装置的所述场发生器包括电极，并且由所述场发生器产生的所述空间场为电场。18.根据权利要求1至16中任一项所述的刺激装置，其中所述感应装置的所述场发生器包括线圈设计，并且由所述场发生器产生的所述空间场为电磁场。19.一种制造刺激装置的方法，包括提供感应装置(2)，所述感应装置具有被配置为产生具有目标形状的空间场的场发生器(21)，配置所述感应装置(2)以将其置于人类或动物患者(5)处，以便在激活所述患者(5)时，目标组织被所述场发生器(21)产生的所述空间场刺激，提供控制单元(3)，所述控制单元适于与所述感应装置进行通信，配置所述控制单元(3)以控制所述感应装置(2)产生所述空间场，以及配置所述控制单元(3)以操作所述感应装置(2)，使得所述场发生器(21)产生所述空间场的多个脉冲(8；80；800)的一串连续序列(7；70)，其中所述序列(7；70)是间断的。20.一种通过刺激人类或动物患者(5)的目标组织来激活所述人类或动物患者(5)的方法，包括获得感应装置(2)，所述感应装置具有被配置为产生具有目标形状的空间场的带有线圈设计(211)的场发生器(21)，以及获得控制单元(3)，所述控制单元与所述感应装置(2)通信并被配置为控制所述感应装置(2)产生所述空间场，将所述感应装置(2)的所述场发生器(21)置于所述患者(5)处，使得所述目标组织被所述场发生器(21)产生的所述空间场刺激，操作所述感应装置(2)，使得所述场发生器(21)产生所述空间场的多个脉冲(8；80；800)的一串连续序列(7；70)，其中所述序列(7；70)是间断的。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述目标组织是所述患者(5)的膈神经，并且激活所述患者(5)就是激活所述患者的隔膜。22.根据权利要求21所述的方法，包括将导管接口连接到所述患者(5)的呼吸系统，通过所述导管接口向所述患者(5)的所述呼吸系统输送空气，根据呼吸方案而控制向所述患者(5)的所述呼吸系统输送空气，以及激活所述患者(5)的所述隔膜以与所述呼吸方案相协调。23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中由所述感应装置(2)的所述场发生器(21)产生的所述序列(7；70)中的每一个的所述多个脉冲(8；80；800)包括具...

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