CN113195050A - 呼吸促进装置及其用途 - Google Patents

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CN113195050A CN201980082453.4A CN201980082453A CN113195050A CN 113195050 A CN113195050 A CN 113195050A CN 201980082453 A CN201980082453 A CN 201980082453A CN 113195050 A CN113195050 A CN 113195050A
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R·米勒-布鲁恩
P·弗里
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Abstract

披露了一种呼吸促进装置和一种用于促进呼吸的方法,用于协调地刺激患者的两条膈神经以激活该患者的膈肌,该呼吸促进装置包括第一线圈单元(10)和第二线圈单元(20)。第一线圈单元(10)被配置成定位在该患者处以刺激该患者的第一膈神经。第二线圈单元(20)被配置成定位在该患者处以刺激该患者的第二膈神经。第一线圈单元(10)具有由导电长形部件形成的第一非平坦线圈绕组,并且第二线圈单元(20)具有也由导电长形部件形成的第二非平坦线圈绕组。控制单元协调地提供电流通过该第一线圈绕组(13)和该第二线圈绕组(23),使得该第一膈神经和该第二膈神经被刺激并且该患者的膈肌被均一地激活。

Description

呼吸促进装置及其用途
技术领域
本发明涉及一种用于刺激人或动物的膈神经的电磁呼吸促进装置以及该呼吸促进装置在用于促进人或动物的呼吸的方法中的用途。更具体地,本发明涉及一种无创电磁呼吸促进装置,其使用用于刺激第一膈神经的第一线圈绕组单元和用于刺激第二膈神经的第二线圈绕组单元。
背景技术
在医学上,已知的是出于许多目的,利用电磁场的刺激来激活患者的靶组织是有益的。对于实现患者体内组织的这种激活,已知直接刺激组织或通过刺激神经系统的特定部分来间接激活组织。例如,可以通过直接对肌肉组织或与肌肉组织相关联的神经提供电脉冲来激活为肌肉组织的靶组织。
在实践中,使用电磁刺激器来激活靶组织。这种设备是基于电磁感应原理:强电流脉冲(通常是单相或双相电流脉冲)流经线圈绕组,从而产生强的瞬变磁场。电流脉冲导致变化的磁场根据电流脉冲的相位而改变。变化的磁场感应出对应的电场,这进而使神经元膜去极化,从而通过一条或多条神经产生动作电位。通常将线圈绕组设计成用于产生感应场的电场分布曲线,该感应场通常具有电场峰(具有最大电场强度的区域)或比其他区域更强的电场区域。因此,电场分布曲线可以产生激活脉冲,这些激活脉冲以时间间隔周期性地有效,并且电场峰或强场区域可能与分布曲线中的低场区域交替出现。
取决于两个线圈中的电流流动方向,双线圈的电场峰可以与两个线圈之间的区域或重叠的线圈区域一致,这是因为电场分量可以在这些区域中相加。
其绕组半径大的双线圈(也称为蝶形线圈)是有利于产生对身体具有高穿透深度的电磁场,以便刺激身体内部的神经并使对上覆肌肉或组织的影响最小化。然而,对于这种线圈,必须注意在电磁场的聚焦性与深度之间进行平衡,这被称为聚焦性-深度权衡。
例如,使用双线圈布置的电磁刺激器已知用于治疗脑内神经等脑组织,特别是用于缓解比如卒中后疼痛、抑郁症和阿尔茨海默氏病等神经系统疾病的症状。例如在US2017/0291038 A1中描述了经颅磁刺激系统,该经颅磁刺激系统包括在壳体中的双线圈布置,该双线圈布置用于邻接头皮的表面并且将预定电磁场传输到脑内神经以进行激活。
进一步地,在医院的重症监护病房中,可能期望激活通气患者的膈肌,以防止膈肌废用的缺点。结果表明,在机械通气的前18-69小时内已经发生了膈肌肌纤维的废用性萎缩,并且这段时间内肌纤维的截面减小了超过50%。因此,旨在于在给予患者人工或机械呼吸时重复地激活膈肌,从而可以维持膈肌的功能,或者至少在脱机期间激活膈肌以支持独立呼吸功能的有效恢复。
已知的是可以通过刺激例如在患者颈部处的两条膈神经来激活膈肌。在这种背景下,US 2016/0310730 A1描述了一种用于在从机械呼吸机接受通气支持的患者中减少通气引起的膈肌废用的装置。该装置包括第一类型的电极阵列和第二类型的电极阵列、并且包括多个电极和至少一个控制器,该多个电极被配置成刺激患者的膈神经,该至少一个控制器从至少两种不同类型中标识出电极阵列的类型、并且基于电极类型的标识来产生用于刺激患者的膈神经的刺激信号。这种基于电极的刺激对患者的移动或重新定位不是十分具有鲁棒性的,并且可能的刺激深度可能受到骨骼或脂肪组织的显著限制。此外,据报道,电极刺激对患者而言比电磁刺激更为痛苦。
而且,当必须同时刺激身体内彼此距离很近的两条靶神经(如两条膈神经)时,当今用于电磁刺激的刺激器中的双线圈系统具有明显的局限性。为了补偿空间限制,需要使用小尺寸的双线圈,即半径小的线圈,这对上覆的身体组织产生不利的共刺激作用,这是因为与包括大线圈绕组的线圈设计相比,由于聚焦性-深度权衡,在电磁场的深度效率低下时,上覆的身体组织经受相对较高的电磁场。为此目的设计了分散的线圈,以产生分散的场,并且例如在DE 10 2007 013531 A1中进行了描述。然而,典型地需要两个单独的刺激器,这两个双线圈的电磁场可能相互干扰,并且身体的约束可能不允许将这些线圈平行定位以利用分散式设计。特别是在颈部区域中,将线圈纵向定位在颈部以产生期望的电磁场方向将迫使使用者选择明显较小的线圈尺寸,因为下巴和胸部限制了要放置的线圈的空间。然而,小的线圈尺寸在深度方面效率低下并且耐热性差,特别是当在加长的时间段内供应电流时。
因此,对于一种无创呼吸促进装置及其用途和一种用于促进患者的呼吸的无创方法存在需求,它们允许有效刺激两条膈神经,克服空间限制,避免了这些膈神经附近的组织的共刺激作用,易于在患者处应用,并且对患者而言是方便且无痛的。
发明内容
根据本发明,通过如独立权利要求1的特征所限定的呼吸促进装置和如独立权利要求22所限定的促进患者呼吸的方法来解决此需求。优选的实施例和方法步骤是从属权利要求的主题。
特别地,本发明涉及一种用于协调地刺激患者的两条膈神经以激活该患者的膈肌的呼吸促进装置。该呼吸促进装置包括第一线圈单元和第二线圈单元,该第一线圈单元被配置成定位在患者处以刺激患者的第一膈神经,该第二线圈单元被配置成定位在患者处以刺激患者的第二膈神经。第一膈神经和第二膈神经可以称为右膈神经和左膈神经。根据本发明,第一线圈单元具有由导电长形部件形成的第一非平坦线圈绕组,并且第二线圈单元具有也由导电长形部件形成的第二非平坦线圈绕组。导电长形部件例如是通常用于电线圈的铜线或铝线。然而,也可以使用其他导电材料。
相应地,第一线圈单元和第二线圈单元中的每一个均可以与第一膈神经和第二膈神经中的一个相关联。第一线圈单元和第二线圈单元可以彼此独立地相对于它们相应的膈神经进行定位。然而,如果需要的话,由本发明的呼吸促进装置在第一膈神经和第二膈神经中的每一个处产生的电磁场可以由第一线圈单元和第二线圈单元的相应电磁场产生。
呼吸促进装置使得能够产生局部化的局部电磁场,该局部电磁场可以应用于对膈神经的靶向刺激。呼吸促进装置允许在深度方面获得有效的电磁场,同时使电磁场对靠近表面的上覆组织的影响(可能潜在地给患者带来疼痛或其他不适感)最小化。本文披露的装置可以产生电磁场,该电磁场有利地适合于刺激位于患者的颈部内约2至4厘米深度或患者的胸部内约2-10厘米深度的膈神经。
第一线圈单元和第二线圈单元一起形成线圈单元布置,该线圈单元布置可以产生两个电磁场焦点区域、并且被特别地设计和布置成同时刺激两个膈神经。线圈单元布置被设计成使第一线圈绕组和第二线圈绕组的半径最大化。进一步地,在两个双线圈的布置或两个单独的刺激器的使用变得不可行的情况下,例如在患者的颈部区域中,可以克服空间限制。相应地,第一线圈单元和第二线圈单元被独立地定位并且产生电磁场分量以使两个膈神经的膜去极化。
如本文所使用的术语“非平坦”可以涉及不在二维平面中的任何形状。这意味着,第一线圈绕组和第二线圈绕组由导电长形部件的多个螺旋状匝或绕组形成,其中,线圈绕组的至少一些匝不在同一平面内,并且螺旋状匝在一起产生线圈绕组的非平坦表面。因此,非平坦线圈绕组是三维体或非平面体。术语“非平坦”可以例如覆盖弯曲形状等。
与二维线圈绕组相比,三维形状或非平坦线圈绕组可以提供具有更高穿透深度的场强。此外,与在相同操作状态下的平坦线圈绕组相比,三维线圈绕组发热更少并且提供了更好的冷却可能性。特别地,三维形状的线圈绕组可以设置有较大的截面,同时限制旨在与患者身体接触的表面(具有与身体接触的向外弯曲的外表面的线圈绕组将是负责于实现所需效果,而更远离身体的线圈绕组将优化冷却可能性)。
优选地,该第一线圈绕组和该第二线圈绕组是凸形线圈绕组。例如,这种凸形线圈绕组可以由几个螺旋状匝形成,这些匝一起形成线圈绕组的向外弯曲的外表面。因此,第一线圈绕组和第二线圈绕组优选地具有凸形外侧和凹形内侧。特别地,第一线圈绕组和第二线圈绕组可以具有实质上圆锥形的形状。这样,线圈绕组可以是圆锥形线圈或圆锥形线圈绕组。而且,这些凸形线圈绕组中的至少一个可以具有沿绕组轴线呈实质上抛物线形状的截面,即,该抛物线形状可以形成抛物线的一部分。进一步地,这些凸形线圈绕组中的至少一个可以具有实质上球形形状的截面,这意味着每个凸形线圈绕组可以具有实质上球形形状的截面。从而,球形形状可以形成圆的一部分。
线圈的向外弯曲的外表面可以定位在软的身体组织上,并且在线圈上具有轻微的、生理上可承受的压力(例如,由线圈重量本身产生的压力)。因此,被压入身体的向外弯曲的外表面上的线圈绕组可以更靠近靶神经。线圈线与靶神经之间的任何距离减小都将导致更高的有效性,因为电磁场会随着与源的距离增大而呈指数减小。
替代性地,第一线圈绕组和第二线圈绕组可以被设计为实质上圆柱形的线圈绕组。因此,线圈绕组可以具有实质上圆柱形形状的截面。这种情况下,正如针对凸形形状的线圈绕组所提及的,最外绕组的边沿或边缘被定位在皮肤上并且可以被按压到身体。
有利地,两个线圈绕组均具有相同的非平坦形状。因此,例如每个线圈绕组具有实质上抛物线形状的、实质上圆锥形形状的或实质上圆柱形形状的截面。
通过将线圈单元放置在其在膈神经上方的区域上的颈部或胸部上的相应位置,根据本发明的第一线圈单元和第二线圈单元特别适合于刺激两条膈神经并且是有效的。
因此,根据本发明的用于促进患者呼吸的方法,由导电长形部件形成的第一非平坦线圈绕组定位在患者处,使得患者的第一膈神经处于能够由第一线圈绕组产生的电磁场中,并且由导电长形部件形成的第二非平坦线圈绕组定位在患者处,使得患者的第二膈神经处于能够由第二线圈绕组产生的电磁场中。电流被协调地提供通过该第一线圈绕组和该第二线圈绕组,使得该第一膈神经和该第二膈神经被刺激并且该患者的膈肌被均一地激活。
与膈肌有关的术语“均一地激活”可以涉及膈肌的均匀运动。特别地,均一激活可以防止膈肌在比如半球等一个部位比在另一个部位更活跃。
第一线圈单元和第二线圈单元可以提供膈神经的双侧刺激。这对于以下方面是有用的:膈肌激活、特别是对于机械通气患者是有用的,以避免膈肌萎缩和呼吸机相关副作用;缺乏呼吸刺激的患者(例如截瘫患者、需要复活的患者、二级睡眠呼吸暂停患者);用于确定患者的膈肌强度的诊断目的;以及刺激膈肌有用的许多其他应用。
在一种示例性用途中,呼吸促进装置可以应用于患者的颈部或胸部,以在胸锁乳突肌旁边的局部化间隙中或在具有最小的上覆肌肉结构的位置处产生局部化电磁场,其中,可以避免对上覆肌肉结构的刺激。因此,通过在第一线圈单元和第二线圈单元中产生协调的电磁场,可以刺激患者的颈部内约2-4cm深度处的膈神经。有利地,电磁场并不将场振幅扩展到超过某个阈值水平。因此,电磁场并不延伸太远而超过膈神经的靶区域,并且因此不会影响或共刺激喉部和胸锁乳突肌。
在根据本发明的包括具有凸形线圈绕组的第一线圈单元和第二线圈单元的呼吸促进装置的实施例中,第一线圈单元和第二线圈单元中的每一个均具有在使用该装置时指向患者的前向面、以及与该前向面相反的后向面。该第一线圈单元的前向面与该第一凸形线圈绕组的凸侧相邻,而该第一线圈单元的后向面与该第一凸形线圈绕组的凹侧相邻。同样,该第二线圈单元的前向面与该第二凸形线圈绕组的凸侧相邻,而该第二线圈单元的后向面与该第二凸形线圈绕组的凹侧相邻。因此,线圈绕组的具有最大直径的最外匝可以朝向线圈单元的后向面定位。线圈绕组的具有最小直径的最内匝可以朝向线圈单元的前向面定位。通过使线圈绕组的凸侧指向前向面实现了在使用呼吸促进装置时,线圈绕组的凸侧指向患者。因此,与使线圈绕组的凹侧指向前向面相比,指向患者的前向面(可以用作接触表面)可以更小。这样,可以产生靶向电磁场并将其施加到患者。由此,可以有效地刺激膈神经,并且可以减少或防止对膈神经周围的其他组织的刺激。
在根据本发明的呼吸促进装置的实施例中,第一线圈绕组和第二线圈绕组中的每一个均可以具有卵形基本形状。该基本形状可以例如由线圈绕组的最外匝或绕组限定。总体上,线圈绕组的所有螺旋状匝均可以具有类似于卵形基本形状的卵形形状。然而,由于第一线圈绕组和第二线圈绕组的非平坦性质,靠近线圈绕组轴线的具有小半径的匝可以具有与更远离线圈绕组轴线的具有较大半径的匝不同的形状。卵形基本形状可以在绕组的相反侧包括椭圆形形状或抛物线形状。通过设置具有卵形基本形状的线圈绕组,可以产生卵形电磁场。这样,电磁场可以被纵向拉伸,使得在某些情况下,可以更好地提供远离肌肉结构朝向膈神经的电磁场。例如,纵向延伸的电磁场有助于将线圈单元定位在胸锁乳突肌附近或与其相邻,以用于刺激膈神经。这样,可以降低或防止使用该装置的副作用。在第一线圈绕组和第二线圈绕组是圆柱形的情况下,通过将卵形基本形状的宽的弯曲部分定位在患者处,卵形基本形状可以允许提供较大的接触表面,从而可以将线圈单元安全且稳定地定位在患者处。或者,通过将卵形形状的窄的弯曲部分定位在患者处和/或将线圈单元较大程度地压入患者的皮肤中,卵形基本形状可以允许对患者施加较窄的电磁场。一般而言,通过将线圈绕组设计为具有卵形基本形状,可以根据需要在几何上确定电磁场的形状。
进一步地,在根据本发明的呼吸促进装置的实施例中,第一线圈绕组可以具有第一缠绕方向,第二线圈绕组可以具有第二缠绕方向,并且第一缠绕方向和第二缠绕方向可以相同。缠绕方向尤其可以是顺时针方向或逆时针方向。然而,如所提及的,第一线圈绕组和第二线圈绕组有利地具有相同的取向,要么两者均是顺时针的要么两者均是逆时针的。在第一线圈单元与第二线圈单元之间的区域中,这导致通过线圈绕组的导电长形部件的电流方向相反。因此,如果这些线圈单元并排放置或彼此间隔一定距离,则两个线圈单元所产生的电磁场在重叠区域中沿相反的方向。特别地,在两个线圈单元之间的界面处,这导致两个线圈单元的电磁场的抵消效果,其中取决于每个线圈单元中的电流,所产生的电磁场被减弱或完全抵消。
通过在第一线圈绕组和第二线圈绕组中具有相同的缠绕方向,可以防止在由第一线圈绕组和第二线圈绕组产生的电磁场的重叠区域处产生峰。而且,可以降低线圈单元或线圈绕组彼此吸引的风险。这允许为呼吸促进装置的使用提供提高的安全性。
在根据本发明的呼吸促进装置的实施例中,第一线圈单元具有包封第一线圈绕组的第一壳体,并且第二线圈单元具有包封第二线圈绕组的第二壳体。通过这样的壳体,线圈绕组可以被包封和保护。此外,这样的壳体允许确保线圈单元在患者处的正确定位。壳体被适当地设计用于接纳线圈绕组。有利地,壳体可以包括前面和后面,使得线圈单元的前向面和后向面相应地紧邻这些面布置。因此,壳体的前面可以朝向患者放置,以将线圈单元的前向面朝向患者的方向定向。
进一步地,该呼吸促进装置优选地可以包括控制单元,该控制单元被配置成对该第一线圈单元和该第二线圈单元协调地提供电流。有利地,该控制单元被配置成同时对该第一线圈单元和该第二线圈单元提供电流。因此,通过协调在第一线圈单元和第二线圈单元中的每一个中的电流,呼吸促进装置可以根据需要来协调地刺激两条膈神经,以便最佳地激活膈肌。
而且,该控制单元可以包括电源,该电源联接至该第一线圈单元的第一线圈绕组和该第二线圈单元的第二线圈绕组,其中,该控制单元被配置成使得该电源沿循环方向提供电流通过该第一线圈绕组并且沿同一循环方向提供电流通过第二线圈绕组。术语“循环方向”尤其可以涉及顺时针方向或逆时针方向。在这样的实施例中,第一线圈单元和第二线圈单元可以以反向电流模式操作。这样,由两个线圈单元产生的电磁场可以在线圈单元之间的区域中彼此抵消。由此,可以防止提供给患者所不期望的效果或副作用。而且,可以防止线圈单元在操作中彼此干扰。
另外,根据本发明的呼吸促进装置可以包括联接至控制单元的第一生物反馈传感器和联接至控制单元的第二生物反馈传感器。优选地,该第一生物反馈传感器与该第一线圈单元相关联,并且该第二生物反馈传感器与该第二线圈单元相关联。这些生物反馈传感器被配置成在检测到膈神经和/或膈肌的激活时接收激活反馈信号。有利地,该控制单元被配置成根据从该第一生物反馈传感器和该第二生物反馈传感器接收到的反馈信号单独对该第一线圈单元和该第二线圈单元提供电流,使得该膈肌被均匀地激活。
特别地,在用于促进患者呼吸的方法中使用时,第一生物反馈传感器定位在患者处,使得它提供关于第一膈肌半球的收缩力的第一反馈信号,并且第二生物反馈传感器定位在患者处,使得它提供关于第二膈肌半球的收缩力的第二反馈信号。根据第一反馈信号和第二反馈信号,电流被协调地提供通过第一线圈绕组和第二线圈绕组。通过涉及第一生物反馈传感器和第二生物反馈传感器,该方法允许以均一的方式自动刺激患者的膈肌。
优选地,生物反馈传感器包括至少一个电极,该至少一个电极被配置成附接至患者,使得其感测相应的膈神经的活动。这样的生物反馈传感器可以有效地检测神经的激活,从而可以校准电磁场并且可以监测刺激的适当功能。
控制单元可以包括电磁场调整机构,该电磁场调整机构被配置成自动调整或改变由呼吸促进装置的线圈布置产生的电磁场的场强或振幅。特别地,当达到电磁场的预定阈值时,可以减小和调整该场。而且,当从生物反馈传感器接收到令人满意的激活反馈时,电磁场调整机构可以自动停止改变电磁场的场强。因此,控制单元允许有效地调整电磁场的大小或其所需形状,以便在不对周围组织造成负面影响的情况下实现膈神经的膜的所需去极化。
在根据本发明的呼吸促进装置的另一个实施例中,该装置包括由导电长形部件形成的第三线圈绕组,该第三线圈绕组布置在第一线圈绕组与第二线圈绕组之间的区域中,其中,这三个线圈绕组一起产生两个强磁场区域。例如,所有三个线圈绕组可以布置在同一平面上,其中该平面可以是弯曲的,例如以沿循患者的颈部的曲线。
而且,第三绕组可以相对于第一线圈绕组和第二线圈绕组稍微偏移。这意味着,该第三线圈绕组可以相对于连接该第一线圈绕组和该第二线圈绕组的直线偏移。而且,第三线圈绕组可以与第一线圈绕组和第二线圈绕组重叠。可以使用第三线圈绕组来增强由第一线圈绕组和第二线圈绕组产生的电磁场。优选地,第一线圈和第二线圈相对于第三线圈绕组定位,使得主电磁场方向是在将使膈神经去极化的方向上定向的。更优选地,线圈绕组相对于彼此定位,使得电磁场不是平行于神经定向的。
优选地,第一线圈绕组和第三线圈绕组布置成提供第一电磁场峰以刺激患者的第一膈神经,并且第二线圈绕组和第三线圈绕组布置成提供第二电磁场峰以刺激患者的第二膈神经。第一场峰是由第一线圈绕组和第三线圈绕组产生的电磁场重叠的结果,并且以使第一膈神经的膜去极化为目标。同样,第二场峰是由第二线圈绕组和第三线圈绕组产生的电磁场重叠的结果,并且以使第二膈神经的膜去极化为目标。可以例如通过改变产生电磁场峰的线圈绕组中的电流、或通过改变线圈绕组彼此之间的距离来调整峰的位置。例如,可以使用如上文所提交的生物反馈传感器来标识电磁场峰的位置。
在根据本发明的呼吸促进装置的另外的实施例中,该装置包括另外的线圈绕组,这些另外的线圈绕组可以用于定制用于刺激两个膈神经的电磁场峰。例如,可以在第一线圈绕组和第二线圈绕组旁边布置第四线圈绕组和第五线圈绕组。在这种情况下,例如可以通过将第四绕组以其中心在第一线圈绕组和第三线圈绕组的交点上方的方式加以叠加并且通过将第五线圈绕组以其中心在第三线圈绕组和第二线圈绕组的交点上方的方式加以叠加,并且通过改变第四线圈绕组和第五线圈绕组中的电流来改变电磁场峰的位置,或者通过改变线圈绕组彼此之间的距离来调整由呼吸促进装置产生的两个电磁场峰的位置。
第三线圈绕组和任何附加线圈绕组分别可以有助于刺激第一膈神经和第二膈神经,并且如此,第三线圈绕组和任何附加线圈绕组可以被认为是呼吸促进装置的第一线圈单元以及第二线圈单元的一部分。然而,第三线圈绕组可以被接纳在与第一线圈单元和第二线圈单元的第一壳体和第二壳体分开的第三壳体中,并且任何附加线圈绕组可以被接纳在附加壳体中。替代性地,所有线圈单元均可以布置在共同壳体中。
进一步地,尽管第三线圈绕组可以有助于由第一线圈单元和第二线圈单元提供的电磁场的锐化和靶向,但是可能存在以下生理情况,其中不需要第三线圈绕组或任何附加线圈绕组的电磁场绕组来提供对膈神经的最佳刺激,并且因此在这种情况下可以不使用第三线圈绕组。
优选地,至少第三线圈绕组具有实质上弯曲的或扭结的形状。这意味着,第三线圈绕组的匝或绕组布置在相对于实质上垂直于线圈绕组轴线的轴线弯曲或扭结的平面中。然而,弯曲半径在线圈绕组的弯曲形状中可以变化。在扭结形状中,可以存在导致线圈绕组呈V形的一个扭结,或者可以存在导致呈弯曲形状的多于一个的扭结。由于在第一线圈绕组与第二线圈绕组之间的第三线圈绕组的弯曲或扭结形状,包括实质上成一直线或曲线布置的所有三个线圈绕组的整个线圈布置也呈弯曲或扭结形状。如果在线圈布置中存在多于三个的线圈绕组,则整个布置可以处于弯曲或扭结的线或平面中。因此,呼吸促进装置的线圈布置基本上被设计成二维阵列。
这有助于将由电磁场叠加产生的所需场峰(即,第一线圈绕组和第三线圈绕组交点下方的区域以及第二线圈绕组和第三线圈绕组交点下方的区域)以距颈部距离最小地定位,同时将无关的线圈区域更远离颈部定位。有利地,第一线圈绕组和第二线圈绕组包括卵形基本形状以拉长峰区域的形状。
然而,要强调的是,第三线圈绕组可以有利地有助于与第一线圈绕组和第二线圈绕组的形状无关地确定第一线圈单元和第二线圈单元的电磁场的形状。这意味着,第一线圈绕组和第二线圈绕组可以被实现为平坦线圈绕组。因此,本发明的另外的方面是提供一种用于协调地刺激患者的两条膈神经以激活患者的膈肌的呼吸促进装置,该呼吸促进装置包括:第一线圈单元,该第一线圈单元具有由导电长形部件形成的第一线圈绕组、并且被配置成定位在患者处以刺激患者的第一膈神经;第二线圈单元,该第二线圈单元具有由导电长形部件形成的第二线圈绕组、并且被配置成定位在患者处以刺激患者的第二膈神经;以及第三线圈绕组,该第三线圈绕组由导电长形部件形成、布置在第一线圈绕组与第二线圈绕组之间的区域中。
这样的装置允许通过产生和优化由第一线圈单元和第二线圈单元提供的电磁场峰的形状来有效地刺激两条膈神经。进一步地,该装置通过提供产生刺激电磁场的线圈单元的灵活定位来克服空间限制。所产生的电磁场峰可以避免对膈神经周围组织的共刺激作用。而且,该装置易于在患者的颈部周围加以应用,并且对患者而言是方便且无痛的。
包括本文所描述的线圈布置和支撑结构的呼吸促进装置典型地在线中提供有双相或单相电流。电流方向典型地是可逆的。交流电流感应出交变磁场,这又感应出交变电场分量。这些交变电场分量被用来使神经膜去极化。垂直于膜的电场分量将使膜去极化。在用具有相反旋转方向的电流操作两个相邻的线圈单元的实施例中,典型地在垂直于连接两个相邻的线圈绕组的中心的虚拟轴线的方向上,在这两个线圈绕组之间的中心处产生主电场分量。因此,期望的是使该虚拟轴线平行于神经。
在使用呼吸促进装置激活膈神经时,呼吸促进装置在线圈绕组之间的身体区域中产生两个峰,其中有利地,在两个膈神经上方感应出这些主电场峰,并且主电场分量方向相对于膈神经成大于20°且小于160°的角度,以便沿神经膜诱发电位差。
附图说明
下面通过示例性实施例并参考附图,更详细地描述根据本发明的呼吸促进装置和用于促进患者呼吸的方法,在附图中:
图1a示出了根据本发明的呼吸促进装置的第一实施例,该呼吸促进装置包括第一线圈单元、第二线圈单元以及处于窄构型的支架结构;
图1b示出了处于宽构型的呼吸促进装置的第一实施例;
图2示出了根据本发明的包括基准结构的呼吸促进装置的第二实施例;
图3示出了根据本发明的包括锁定机构的呼吸促进装置的第三实施例;
图4示出了根据本发明的呼吸促进装置的第四实施例,该呼吸促进装置包括第一线圈单元、第二线圈单元以及支架结构,该支架结构具有用于安装线圈单元的枢转联接器;
图5示出了根据本发明的呼吸促进装置的第一线圈绕组和第二线圈绕组的布置的示意图;
图6a示出了根据本发明的呼吸促进装置的使用的示意图,该呼吸促进装置包括凸形第一线圈绕组和凸形第二线圈绕组;
图6b示出了根据本发明的呼吸促进装置的使用的示意图,该呼吸促进装置包括圆柱形第一线圈绕组和圆柱形第二线圈绕组,其中这些线圈绕组以其圆柱形圆周布置在身体表面上;
图6c示出了根据本发明的呼吸促进装置的使用的示意图,该呼吸促进装置包括圆柱形第一线圈绕组和圆柱形第二线圈绕组,其中这些线圈绕组以其最外线圈绕组布置在身体表面上;图7a示出了呼吸促进装置的包括圆形基本形状的第一线圈绕组和第二线圈绕组的示意图;
图7b示出了呼吸促进装置的包括卵形基本形状的第一线圈绕组和第二线圈绕组的示意图;
图7c示出了呼吸促进装置的第一圆柱形线圈绕组和第二圆柱形线圈绕组的示意图,这些线圈绕组布置成使其圆柱形轴线实质上垂直于神经轴线;
图7d示出了呼吸促进装置的第一圆柱形线圈绕组和第二圆柱形线圈绕组的示意图,这些线圈绕组布置成使其圆柱形轴线实质上平行于神经轴线;
图8示出了根据本发明的呼吸促进装置的第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组的布置的示意图;
图9示出了将根据本发明的呼吸促进装置应用于患者的颈部的示意图;
图10示出了根据本发明的呼吸促进装置的示意图,该呼吸促进装置具有各自包括平坦形状的第一线圈绕组和第二线圈绕组、以及包括弯曲形状的第三线圈绕组;
图11示出了包括例如如图10所示的线圈绕组布置的呼吸促进装置的电磁场分布的示意图;
图12a示出了根据本发明的呼吸促进装置的示意图,该呼吸促进装置具有第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组,其中,这些线圈绕组具有平坦形状;
图12b示出了根据本发明的呼吸促进装置的示意图,该呼吸促进装置具有第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组,其中,这些线圈绕组具有非平坦形状;
图13示出了呼吸促进装置的电磁场分布的示意图,该呼吸促进装置包括例如如图8所示的线圈绕组布置并且另外包括第四线圈绕组和第五线圈绕组。
具体实施方式
图1至图4示出了根据本发明的呼吸促进装置的不同实施例,该呼吸促进装置包括联接至线圈单元的支架结构,这些线圈单元用于将该装置定位在患者处并协调地刺激两条膈神经。图5至图11示意性地示出了本发明的用于协调地刺激两条膈神经的呼吸促进装置的构思和应用。进一步地,根据本发明的用于促进患者呼吸的方法可以使用图1至图11中披露的任何呼吸促进装置和构思。将在所展示的示例性实施例的背景下描述该方法的特殊性。图5至图11所展示的构思和应用可以利用图1至图4所展示的支架结构,但是也可以使用众所周知的用于定位该装置的线圈单元的其他定位布置。
在以下描述中,为了方便起见使用某些术语,并且不旨在限制本发明。除非说明书中另外指明,否则术语“右”、“左”、“前向”、“后向”等是指相对于患者的位置。术语包括明确提及的术语及其派生词和具有相似含义的术语。而且,比如“在……之下”、“下方”、“大于”、“上方”、“上部”、“小于”、“近侧”、“远侧”等空间相对术语可以用于描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系,如附图中展示的或说明书中指明的。
为了在附图以及各个方面和说明性实施例的描述中避免重复,应当理解,许多特征对于许多方面和实施例是共同的。从描述或附图中省略一个方面并不意味着在包含该方面的实施例中缺少该方面。相反,为了清楚起见并避免进行复杂描述,可以省略该方面。在这种情况下,以下内容应用于本说明书的其余部分:如果为了阐明附图而使附图包含有在说明书的直接相关部分中未说明的附图标记,则其参考之前或之后的说明书部分。进一步地,出于清晰的原因,如果在附图中并非零件或部件的所有特征都设有附图标记,则参考示出了相同零件或部件的其他附图。在两个或更多个附图中,相同的数字表示具有相同功能的相同或相似的元件。
图1a和图1b展示了呼吸促进装置的第一实施例,该呼吸促进装置用于协调地刺激患者的两条膈神经(未示出)以激活患者的膈肌。呼吸促进装置包括第一线圈单元10和第二线圈单元20,该第一线圈单元具有被配置成定位在患者处以刺激患者的第一膈神经的第一前向面11,该第二线圈单元具有被配置成定位在患者处以刺激患者的第二膈神经的第二前向面21。呼吸促进装置进一步包括联接至第一线圈单元10和第二线圈单元20的支架结构30。有利地,线圈单元10、20可以可拆卸地联接至支架结构30。在这种情况下,支架结构30可以根据需要而容易地替换。
每个线圈单元10、20包括壳体16、26,该壳体用于容纳相关联的线圈绕组13、23并且提供要定位在患者处的接触表面。第一线圈单元10具有包封第一非平坦线圈绕组13的第一壳体16,并且第二线圈单元20具有包封第二非平坦线圈绕组23的第二壳体26。通过这样的壳体16、26,线圈单元10、20的线圈绕组13、23可以被包封和保护。而且,线圈绕组13、23安全地定位并精确地定向在其中的壳体16、26允许确保线圈绕组13、23相对于患者以及相对于彼此的正确定位和定向。进一步地,壳体16、26可以为线圈单元的前向面提供合适的表面,例如要定位在患者处的表面。因此,第一壳体16的表面用作第一线圈单元10的第一前向面11,并且第二壳体26的表面用作第一线圈单元20的第二前向面21。
支架结构30可释放地连接至电流供应线缆1,该电流供应线缆用于对第一线圈单元10和第二线圈单元20协调地提供电流以产生电磁场,使得患者的第一膈神经62和第二膈神经62被刺激,并且患者的膈肌被均一地激活。第一线圈单元10和第二线圈单元20中的每一个包括非平坦线圈绕组13、23,该非平坦线圈绕组由如上文关于图5至图8所描述的导电长形部件形成,用于产生适合于刺激两条膈神经62以激活患者的膈肌的电磁场。例如,长形部件可以是金属线,比如铜线等。
线圈绕组13、23可以被定位并固定在线圈单元10、20的壳体16、26内,使得线圈绕组13、23的被确定为面朝患者的一侧是朝向提供相应线圈单元10、20的前向面11、21的壳体表面定向的。在非平坦线圈绕组的情况下,例如在下面进一步描述的凸形线圈绕组,壳体可以具有与线圈绕组相似的三维形状。因此,可以以简单的方式在视觉上监测非平坦线圈绕组13、23朝向患者的取向。图1至图4所示的壳体16、26具有表示线圈单元10、20的后向面17、27的平坦表面和表示前向面11、21的凸出表面。进一步地,壳体16、26的周向侧连接面向后的表面和面向前的表面。
调整支架结构30,使得第一线圈单元10和第二线圈单元20的位置和取向适于患者的特定需求、并且适于产生用于刺激患者的膈神经的靶向电磁场。支架结构30具有被配置成定位在患者身体处的第三前向面31。当第一前向面11、第二前向面21和第三前向面31以支架结构30的适合于患者的治疗特性的选定构型定位在患者处时,呼吸促进装置被配置成布置在患者的限定位置处。因此,这三个前向面11、21、31的定位和调整限定了呼吸促进装置的目标构型。
在使用中,呼吸促进装置被布置在患者的限定位置处,使得第一前向面11、第二前向面21和第三前向面31与患者接触。当定位在身体处时,这三个前向面用作三个支撑点、并且确定身体上的限定接触点。这样,呼吸促进装置就可以相对于患者的膈神经稳定且精确地定位、并且同时提供对患者颈部的重要区域的触及。例如,在刺激膈神经的同时,气管切开术可能是方便的。由第一线圈单元10和第二线圈单元20产生的电磁场可以精确地靶向它们相应的靶膈神经62,而不含有其他身体组织的共刺激。
在图1a和图1b所示的实施例中,支架结构30包括第一腿部12、第二腿部22、以及将第一腿部12与第二腿部23彼此连接的铰链部32。在该实施例中,第一腿部12和第二腿部22被实现为具有弯曲形状的平坦杆元件。第一线圈单元10可释放地联接至第一腿部12的一个端部,并且第二线圈单元20可释放地联接至第二腿部22的一个端部。铰链部32布置在第一腿部12和第二腿部22的相反端部处并且在这些相反端部处柔性地联接第一腿部12和第二腿部22。
进一步地,用作第一腿部12和第二腿部22的杆元件各自包括从杆元件的中间区段延伸的凸出部39。凸出部39可以用于手动地操纵和调整支架结构30。而且,杆元件可以各自包括用于可释放地固持电流线的固定布置,该电流线沿腿部延伸并且将腿部的一个端部处的电流供应线缆1连接至腿部12、22的另一个端部处的线圈单元10、20。图4示出了固定布置的示例。
在图1a和图1b的实施例中,铰链部32被配置成枢转轴承,使得第一腿部和第二腿部可以绕轴承的延伸穿过铰链部32的中心的共同铰接轴线H枢转。因此,腿部12、22可以在共同的二维平面上绕轴线H回转。替代性地,铰链部32可以提供多于一个的铰接轴线,以便三维地调整腿部。在这种情况下,铰链部32例如可以被配置为滚珠轴承。
铰链部32允许调整第一线圈单元10与第二线圈单元20之间的距离D,以根据支架结构30的所需目标构型来适配第一线圈单元10和第二线圈单元20的位置和取向,这取决于呼吸促进装置的用途的要求。图1a示出了处于支架结构30的窄构型的呼吸促进装置,其中,第一线圈单元10和第二线圈单元20彼此相距短的距离D。图1b示出了处于支架结构的宽构型的呼吸促进装置,其中第一线圈单元10与第二线圈单元20之间的距离D更大。
第一腿部12和第二腿部22的弯曲形状保证了在第一腿部12和第二腿部22相对于彼此的任何枢转位置,在铰链部32和第一腿部12以及第二腿部22之间提供自由空间S。然而,与宽构型相比,支架结构的窄构型的自由空间S在腿部12、22之间提供的自由区域更小。在任何情况下,该自由空间都提供了通向患者颈部的前部区域的充足通道,这对于患者的比如气管切开术等治疗通常很重要。图1a和图1b所示的腿部12、22是在一个几何平面上弯曲的。然而,另外,这些腿部可以在第二几何平面上(例如垂直于该一个平面)弯曲。因此,这些腿部可以创建拱门,从而提供额外的自由空间和例如从颈部的侧面通向患者的通道。
有利地,呼吸促进装置仅以位于第一线圈单元10、第二线圈单元20和支架结构30处的三个前向表面11、21、31搁置在患者的身体表面上。这三个前向表面11、21、31提供了呈三角形几何形状的支撑点。这实现了在患者处稳定且良好限定的定位,而与患者身体的各个表面形貌无关,同时可以克服空间限制,并且患者可以方便且无痛地携带呼吸促进装置。进一步地,支架结构的几何形状确定了呼吸促进装置的目标构型,并且确定了产生用于激活膈肌的电磁场的线圈单元的限定位置和取向。这导致对两条膈神经的有效刺激,并且避免了对这两条膈神经附近的、特别是在这两条膈神经之间可能会干扰其他医学治疗处的组织的共刺激作用。
如图2至图4所示的根据本发明的呼吸促进装置的实施例大体上配置成与图1的实施例类似,但是包括如下所述的附加或替代特征,以修改呼吸促进装置的用途。
在图2所展示的第二实施例中,支架结构30包括在第一腿部12中的通孔15、在第二腿部22中的通孔25、以及在铰链部32中的通孔37。通孔15、25、37可以用作基准结构,该基准结构被配置成将呼吸促进装置重复定位在患者身体的限定位置处。通孔15、25、37允许将支架结构与身体的特定部位(比如其标志性部位)对准。通过具有基准结构并且例如利用身体的天然标志性部位,可以将呼吸促进装置方便地重新定位在身体处,使得可以确保第一线圈单元10和第二线圈单元20被适当地定位和定向,以刺激第一膈神经和第二膈神经。
进一步地,通孔15、25、37可以设计成当呼吸促进装置处于所需目标构型时通过这些通孔向患者的身体提供标记。标记可以例如由在患者身体上施加视觉符号的钢笔或类似物品提供。因此,患者身体上的标记有助于将第一线圈单元10和第二线圈单元20适当地定位和定向。
身体天然标志性部位和/或标记还可以有助于将支架结构30重新调整到已知的合适构型。线圈单元10、20的位置和取向可以通过移动腿部12、22以使标志性部位和/或标记与通孔15、25、37对准来重新适配。因此,在使用呼吸促进装置时,支架结构可以容易地更换。
在图3所展示的第三实施例中,根据本发明的呼吸促进装置的支架结构30包括锁定机构,以在支架结构30的目标构型将第一线圈单元10和第二线圈单元20相对于彼此的位置和取向锁止。锁定机构例如可以由机械机构或电气布置来提供。在本实施例中,锁定机构由锁定按钮38实现,该锁定按钮在支架结构30的铰链部32中锁止第一腿部12和第二腿部22的旋转。锁定按钮38可以例如通过在推入或转动位置在铰链部32内提供形状配合来锁止腿部12、22的移动。替代性地或另外,锁定按钮38可以通过摩擦锁定来锁止腿部12、22。锁定机构可以防止在已经调整目标构型之后改变支架结构30的构型,这保证了由呼吸促进装置充分刺激膈神经。因此,可以将呼吸促进装置从患者移除并在以后的某个时间点进行替换,而无需重新校准线圈单元10、20。
支架结构30的锁定机构可以被配置成在支架结构30的目标构型将第一线圈单元10和第二线圈单元20相对于彼此的位置和取向不可逆地锁止。通过不可逆地锁止支架结构,不可能意外改变目标构型(由此将需要对呼吸促进装置进行新的调整)。
在图4所示的根据本发明的呼吸促进装置的第四实施例中,线圈单元10、20使用类U形枢转联接器来联接至支架结构30,这些类U形枢转联接器可拆卸地安装到支架结构30。通过枢转联接器的柄部35和两个对称弯曲的分支部36实现U形。如图4所示,第一枢转联接器33具有柄部35和两个分支部36,并且第二枢转联接器34具有柄部35’和两个分支部36’。第一枢转联接器33的柄部35安装到第一腿部12的端部,并且第二枢转联接器34的柄部35’安装到第二腿部22的端部。枢转联接器33和枢转联接器34基本上是在这些腿部的端部处延伸这些腿部来布置的。第一线圈单元10安装在第一枢转联接器33的两个分支部36之间,并且第二线圈单元20安装在第二枢转联接器34的两个分支部36’之间。
电流供应线缆1可释放地固持在夹式安装件40中,该夹式安装件布置在从铰链部32延伸的延伸板41上。供应线缆1装载两条电流线42、42’,这两条电流线沿着支架结构30延伸并且对第一线圈单元10和第二线圈单元20提供电流脉冲。电流线42、42’通过固定指状件43可拆卸地固定到腿部。电流线42、42’通过共同连接器44连接至线圈单元。供应线缆1和电流线42、42’可以从支架结构30和线圈单元10、20拆卸。因此,它们可以与不同的支架结构和不同的线圈单元一起使用,并且呼吸促进装置可以易于针对不同的使用情形进行修改。例如,支架结构可以被实施为与特定患者相关联的可丢弃用品、并且在治疗特定患者之后将被替换。
第一枢转联接器33可枢转地安装到第一腿部12,使得第一枢转联接器33可以相对于第一腿部12绕第一腿部12的轴线A1枢转。相应地,第二枢转联接器34可枢转地安装到第二腿部22,使得第二枢转联接器34可以相对于第二腿部22绕第二腿部22的轴线A2枢转。腿部轴线A1、A2基本与弯曲的腿部元件的端部部分的纵向方向和枢转联接器的柄部35的纵向轴线对准。因此,取决于第一腿部12和第二腿部22在铰链部处相对于彼此的调整角度,腿部轴线A1和腿部轴线A2可以围成不同的角度。然而,使第一线圈单元10绕轴线A1枢转和使第二线圈单元20绕轴线A2枢转可能导致线圈单元10、20在大多数铰链部调整角度下更面朝彼此或更背离彼此。这例如可以导致分别由线圈单元10、20产生的电磁场的重叠的增加或减少,并且促使电磁场与膈神经的位置对准。
第一线圈单元10和第二线圈单元20还可枢转地安装在分支部36之间,使得第一线圈单元10可以绕轴线A3相对于第一枢转联接器33枢转,并且第二线圈单元20可以相对于第二枢转联接器34绕轴线A4枢转。轴线A3和A4基本上连接相应枢转联接器的分支部36、36’的端部。
总之,沿着柄部35的纵向轴线的轴线A1、A2限定了枢转联接器的第一铰接轴线,并且与每个枢转联接器内的分支部36、36’的端部交叉的轴线A3、A4限定了枢转联接器的第二铰接轴线。第一铰接轴线和第二铰接轴线实质上彼此垂直。因此,可以在任何三维方向上调整线圈单元10、20,并且相应地,可以在靶向两条膈神经的最佳刺激场所需的任何方向上提供由线圈单元10、20产生的电磁场。用于优化线圈单元10、20的取向的对第一线圈单元10和第二线圈单元20的角度调整可以根据患者的具体需要并且为了产生用于刺激患者的膈神经的靶向电磁场而单独进行。因此,可以避免在治疗期间的负面副作用,并且可以找到对患者而言方便的接触点。
优选地,第一线圈单元10和第二线圈单元20相对于彼此定位成使得者两个线圈单元10、20的电磁场仅可以在它们的前向方向上重叠,以产生用于刺激膈神经62的靶向场,这有助于控制由呼吸促进装置提供的整体电磁场。
图5至图8展示了根据本发明的用于协调地刺激患者的两条膈神经以激活患者的膈肌的呼吸促进装置的构思。呼吸促进装置包括第一线圈单元10和第二线圈单元20,该第一线圈单元被配置成定位在患者处以刺激患者的第一膈神经,该第二线圈单元被配置成定位在患者处以刺激患者的第二膈神经。总体上,呼吸促进装置可以例如像图1至图4所示的呼吸促进装置的任何实施例那样设计。因此,这些图中相同的附图标记表示相同或相似的元件、或者具有相同或相似功能的元件。
如图6所示,第一线圈单元10具有由导电长形部件形成的第一非平坦线圈绕组13,并且第二线圈单元20具有也由导电长形部件形成的第二非平坦线圈绕组23。这两个线圈绕组中的每一个由导电长形部件的多个螺旋状或螺旋缠绕的匝围绕线圈绕组的绕组轴线C形成。从外匝开始朝向接近绕组轴线的内匝,匝的半径相继减小。
此外,这些匝中的至少一些匝沿绕组轴线偏移,以实现第一线圈绕组和第二线圈绕组的非平坦形状。因此,第一线圈绕组13和第二线圈绕组23被设计为三维体。图6a、图7a、图7b和图12b示出了示例,其中,线圈绕组具有凸形形状、特别是实质上圆锥形的形状。图6b、图6c、图7c和图7d示出了示例,其中,线圈绕组具有圆柱形形状。
例如,该凸形形状的特征在于线圈绕组13、23的球根状轮廓,这是由于从外匝开始朝向内匝相继地升高的相邻匝,使得内匝相对于外匝升高最多。因此,凸形线圈绕组例如也可以具有实质上抛物线形状、球形形状、或者甚至刃状或阶梯状形状。然而,非平坦线圈绕组的三维形状也可以具有其他轮廓,例如起伏形状。例如,圆柱形形状由线圈绕组的相邻匝表征,这些相邻匝具有相同半径,使得线圈绕组的外圆周表面形成圆柱体。然而,线圈绕组沿其绕组轴线的长度可以远小于线圈绕组匝的半径,但是仍将实现非平坦线圈绕组。
与平坦线圈绕组相比,线圈绕组13、23的三维性质允许在由线圈绕组产生的电磁场的成形方面具有更大的灵活性。特别地,可以在每个电磁场中产生特别合适的峰。而且,例如,电场峰的位置或具有增强场强的电场区域可以根据线圈绕组的三维形状而变化。进一步地,第一线圈绕组和第二线圈绕组的两个电磁场的重叠场区域可以根据呼吸促进装置的特定需要而成形。例如如图6所展示的凸形形状的线圈绕组产生具有示例性场强分布的电磁场50,该场强分布包括峰环51和在该峰环内的内部区域52,其中该峰环具有最大场强,并且内部区域具有仅略微小一些的场强。线圈绕组的凸形形状有助于峰环51和峰环51内的内部区域52的场强的协调,其中例如不同的凸形形状可以产生不同的场强差。因此,通过为线圈单元的线圈绕组选择特定的三维形状,可以优化由呼吸促进装置产生的用于刺激膈神经的电磁场。
如前所述,非平坦线圈绕组13、23可以容纳在线圈单元10、20的壳体16、26中。在凹形线圈绕组的情况下,线圈绕组13、23的具有最大直径的最外匝是朝向壳体16、26的后向面17、27定位的。线圈绕组13、23的具有最小直径的最内匝是朝向壳体16、26的前向面11、21定位的。线圈绕组13、23被定位在壳体16、26中,其中这些线圈绕组的基侧面对壳体16、26的面向后的表面。相应地,这些线圈绕组的凸形的面向外的侧指向壳体16、26的面向前的表面。因此,线圈绕组13、23的基侧对应于线圈单元10、20的后向面17、27,并且线圈绕组13、23的凸形区域的外侧对应于线圈单元10、20的前向面11、12。通过使线圈绕组13、23的凸侧指向前向面11、21,实现了在使用呼吸促进装置时,线圈绕组13、23的凸侧指向患者。因此,这样的壳体16、26保证了具有线圈绕组13、23的线圈单元10、20在患者处的精确定位。
在图5中,示出了紧邻的线圈单元10的第一非平坦线圈绕组13和线圈单元20的第二非平坦线圈绕组23,以展示它们的相应的缠绕方向和电流流动方向。然而,如前所述,在使用呼吸促进装置时,第一线圈单元10和第二线圈单元20优选地彼此之间相距距离D地布置。在图5所示的示例中,第一线圈绕组13的缠绕方向为逆时针方向,而第二线圈绕组23的缠绕方向为顺时针方向。电源2例如经由如前所示的电流供应线缆1和电流线42将电流I1供应给第一线圈绕组13并且将电流I2供应给第二线圈绕组23。供应电流I1和I2,使得电流I1和I2的电流流动沿相反的方向通过第一线圈绕组13和第二线圈绕组23。因此,在线圈单元10与线圈单元20之间的区域中,由第一线圈绕组13和第二线圈绕组23产生的电磁场彼此弱化或甚至抵消。在替代性示例中,第一线圈绕组13的缠绕方向和第二线圈绕组23的缠绕方向可以相同。
图6a至图6c示出了根据本发明的呼吸促进装置的示意图,该呼吸促进装置在使用中从颈部的顶部看位于患者的颈部60处。为了更好地理解,在图中未展示呼吸促进装置的一些部件。如之前所提及的,第一线圈单元10和第二线圈单元20各自包括圆锥形线圈绕组13和23。具有第一线圈绕组13的第一线圈单元放置在右胸锁乳突肌61的前边界处,并且具有第二线圈绕组23的第二线圈单元放置在左胸锁乳突肌61的前边界处,其中喉部63位于这两个线圈绕组13、23之间。第一线圈绕组13和第二线圈绕组23彼此间隔开距离D。距离D可以根据不同患者的不同生理机能和为患者提供的不同治疗而变化。第一线圈绕组13的第一绕组轴线C1和第二线圈绕组23的第二绕组轴线C2在朝向患者的方向上会聚。优选地,第一绕组轴线C1和第二绕组轴线C2至少大致与线圈绕组13、23所关联的相应膈神经相交。优选地,第一绕组轴线C1和第二绕组轴线C2位于同一平面中,这有助于优化施加在膈神经上的电场。
替代性地,线圈绕组可以实现为圆柱形形状的线圈绕组13”和23”,例如在下文更详细描述的图6b和图6c所示。
有利地,包括上文讨论的支架结构的呼吸促进装置被用于调整线圈单元10、20的位置和取向。这样,线圈绕组13、23可以通过利用分别由线圈单元或其壳体提供的支撑点而可靠且重复地定位在患者处。如本文所使用的术语“定位在……处”可以涉及通过与患者身体接触而位于患者身体处。例如,刺激设备的三个前向面11、21、31可以通过平放在身体上而定位在身体处。当定位在身体处时,这三个前向面11、21、31可以形成三个支撑点、并且确定身体上的限定接触点。这样,可以相对于患者的膈神经稳定且精确地定位呼吸促进装置。进一步地,通过选择支架结构30的特定目标构型和患者身体上的特定接触点,确定呼吸促进装置相对于患者的限定位置。该限定位置被限定为,设置在支架结构30处的第一前向面11、第二前向面21和第三前向面31在针对刺激膈神经62加以优化的位置处与患者接触。
在选择了不通过如之前所讨论的支架结构进行线圈单元定位的情况下,可能只有对应于第一线圈单元的第一前向面和第二线圈单元的第二前向面的两个支撑点可用。然而,线圈单元的位置和取向例如可以手动调整。替代性地,可以提供合适的支撑结构,该支撑结构被配置成将第一线圈单元和第二线圈单元固持在朝向彼此的预设的或可调整的位置和取向,这适合于产生呼吸促进装置的靶向电磁场。
电源2例如经由共同的电流供应线缆1和延伸到每个线圈绕组13、23的两条电流线42在线圈绕组13、23中提供电流流动。电源2有利地连接至控制单元或可以包括控制单元,该控制单元被配置成协调地提供流过第一线圈绕组13和第二线圈绕组23的电流。优选地,控制单元被配置成使得根据用于产生目标电磁场所需的每个线圈绕组的循环方向将电流同时提供给第一线圈绕组13和第二线圈绕组23,该目标电磁场适合于在不影响周围组织的情况下刺激两条膈神经。
在图6a所示的示例中,这两个线圈绕组13、23的缠绕方向相同。因此,电流方向由控制单元控制,使得第一线圈绕组13中的电流I1的流动方向与第二线圈绕组中的电流I2的流动方向相反。每个线圈绕组13、23产生朝向与其相关联的膈神经62的靶向电磁场50。这两个电磁场50朝向这两个线圈绕组13、23之间的区域减小,但是这些场的任何其余重叠部分将导致这些场的相互消除,并且在该区域中产生的总电磁场强度将为零或接近零。因此,例如,喉部周围的区域将不受呼吸促进装置所产生的任何电磁场的影响。当使用如上文所讨论的具有支架结构30的呼吸促进装置时,该区域也保持远离该装置的任何部件、并且可自由触及以治疗患者。
进一步地,在所示的实施例中,呼吸促进装置包括第一生物反馈传感器18和第二生物反馈传感器28。生物反馈传感器18和28相应地联接至控制单元和电源。当线圈单元10、20定位在患者处时,生物反馈传感器18和28被定向成使得它们在电流被提供通过第一线圈绕组13和第二线圈绕组23时可以相应地接收来自膈神经和膈肌的反馈信号。例如,第一生物反馈传感器定位在患者处,使得它提供关于第一膈肌半球的收缩力的第一反馈信号,并且第二生物反馈传感器定位在患者处,使得它提供关于第二膈肌半球的收缩力的第二反馈信号。例如,这些生物反馈传感器可以包括要定位在患者的膈肌处或在其附近的电极。因此,可以根据第一反馈信号和第二反馈信号来协调地控制第一线圈绕组10和第二线圈绕组20,并且电源可以对每个线圈绕组13、23单独提供电流。例如,电流强度或脉冲频率可以响应于反馈信号而改变,使得第一膈神经和第二膈神经被刺激并且患者的膈肌被均一地激活。
图6b和图6c示意性地展示了根据本发明的呼吸促进装置的实施例的使用,该呼吸促进装置具有圆柱形形状的非平坦线圈绕组。在图6b中,圆柱形第一线圈绕组13”和圆柱形第二线圈绕组23”以其圆周表面布置在身体表面上,这些线圈绕组的绕组轴线布置成实质上垂直于颈部的轴线和膈膈神经62的轴线。在图6c中,圆柱形第一线圈绕组13”和圆柱形第二线圈绕组23”以其圆周表面布置在身体表面上,这些线圈绕组的绕组轴线布置成实质上平行于颈部的轴线和膈膈神经62的轴线。然而,第一线圈绕组13”和第二线圈绕组23”优选地布置在线圈单元中,这些线圈单元联接至如图1至图4所讨论的支架结构的线圈单元中、用于将该装置定位在患者处并协调地刺激两条膈神经。因此,线圈绕组13”和23”的位置和取向可以容易地根据个体患者的特定要求进行微调。第一线圈绕组13”和第二线圈绕组23”可以例如布置在支架结构30的壳体16和26中,使得它们的圆周表面相应地朝向前向面11、21和后向面17、27定向。通过围绕支架结构的铰接轴线移动第一线圈绕组13”和第二线圈绕组23”的线圈单元来调整第一线圈绕组和第二线圈绕组将优化用于刺激膈神经的电磁场分布。图7a示出了如图6a所呈现的线圈绕组13、23的示意性示例、以及它们在患者的颈部60处的放置。如所展示的,线圈绕组基本上具有圆形形状的匝。这些线圈绕组是实质上围绕其绕组轴线对称的,虽然当然这些匝以螺旋状链接在一起形成绕组。这些线圈绕组的由其具有最大直径的匝限定的基本形状可以描述为圆形。根据它们的形状,这样的线圈绕组产生围绕场中心对称的电磁场,并且使线圈单元围绕其绕组轴线转动将并不改变线圈单元周围的区域中的场分布。
与此相反,图7b示出了包括卵形形状的线圈绕组13’、23’的示意性示例、以及它们在患者的颈部60处的取向。线圈绕组13’、23’的匝基本上是卵形形状的。它们相对于包含绕组轴线的平面实质上对称。这些线圈绕组的由其最外匝限定的基本形状为卵形。因此,最外匝在第一方向上将具有大直径DL、并且在垂直于第一方向的第二方向上将具有较小直径DS。
线圈绕组13’、23’的卵形形状产生由线圈单元产生的电磁场的卵形形状的分布。如果卵形形状的线圈绕组的大直径DL等于圆形形状的线圈绕组的直径,则当与由圆形形状的线圈绕组产生的场相比,具有卵形基本形状的线圈绕组产生在相反侧受到挤压的电磁场。因此,卵形形状的线圈绕组的电磁场的分布在较小直径DS的方向上不比在大直径DL的方向上到达得远。因此,由卵形形状的线圈绕组13’、23’产生的电磁场可以与围绕膈神经的关键组织相距更远,同时仍到达膈神经。而且,这允许将具有卵形形状的线圈绕组13’、23’的线圈单元比具有圆形形状的线圈绕组的线圈单元定位得更靠近这种组织,而不影响这种组织。有利地,这两个线圈单元10、20被定位成使得它们的大直径DL彼此平行或几乎平行。例如,具有卵形形状的线圈绕组13’的第一线圈单元10和具有卵形形状的线圈绕组23’的第二线圈单元20可以被放置得更靠近胸锁乳突肌,这可以改善对膈神经的刺激而不影响肌肉,并且可以在第一线圈单元10与第二线圈单元20之间提供更多的空间。
图7c和图7d示出了如图6b和图6c所呈现的圆柱形形状的线圈绕组13”、23”的示意性示例、以及它们在患者的颈部60处的放置。如所展示的,线圈绕组基本上具有直径相同的圆形或卵形形状的匝,并且它们沿其绕组轴线C1和C2是实质上对称的。在图7c中,第一线圈绕组13”和第二线圈绕组23”布置成使其圆周表面朝向患者的颈部60。圆柱形线圈绕组13”的绕组轴线C1和圆柱形线圈绕组23”的绕组轴线C2大致垂直于颈部60的轴线。在图7d中,第一线圈绕组13”和第二线圈绕组23”也布置成使其圆周表面朝向患者的颈部60。但是它们的绕组轴线C1和C2大致平行于颈部60的轴线。然而,可以适配绕组轴线C1和C2之间的角度,并且还可以适配绕组轴线C1和C2与颈部轴之间的角度以产生靶向电磁场。
如上文所提及的,在另外的实施例中,呼吸促进装置包括三个或更多个线圈绕组。图8至图12展示了包括第三线圈绕组70的这种呼吸促进装置的构思。如这些图所展示的,第三线圈绕组70由导电长形部件形成并且布置在第一线圈绕组13与第二线圈绕组23之间的区域中。图13展示了包括第三线圈绕组70和两个附加线圈绕组73a和73b的呼吸促进装置的实施例。
在图8所示的示例中,第一线圈绕组13包括逆时针绕组,第二线圈绕组23包括顺时针绕组,并且第三线圈绕组70包括逆时针绕组。因此,线圈绕组的缠绕方向在相邻的线圈绕组之间交替。电源2为这三个线圈绕组13、23、70中的每一个单独提供电流I1、I2和I3。电流的强度和流动方向根据治疗患者所需的电磁场分布进行协调。
特别地,由呼吸促进装置产生的电磁场被配置成协调地刺激两条膈神经。第一线圈绕组13和第三线圈绕组70布置成提供第一电磁场峰区域以刺激患者的第一膈神经。第二线圈绕组13和第三线圈绕组70布置成提供第二电磁场峰区域以刺激患者的第二膈神经。
图9示意性地展示了包括三个线圈绕组的呼吸促进装置在患者颈部60处的定位。第三线圈绕组70可以以患者的喉部为中心。而且,第三线圈绕组70可以具有中央开口,以提供通向患者的通道。第一线圈绕组13和第二线圈绕组23可以布置在左胸锁乳突肌和右胸锁乳突肌的侧面。
图10示出了具有三个线圈绕组的呼吸促进装置的实施例,其中第三线圈绕组70具有实质上弯曲的形状,而第一线圈绕组13和第二线圈绕组23是平坦的。进一步地,所有三个线圈绕组13、23、70均由同一导电长形部件制成。长形部件从线圈绕组13的中心开始,并且形成向外螺旋的几匝以形成第一线圈绕组13。长形部件从线圈绕组13的最外匝朝向第三线圈绕组70的中心区域弯曲并且再次形成向外螺旋的几匝以形成第三线圈绕组70。线圈绕组70的最外匝继续形成第二线圈绕组23的最外匝,并且向内螺旋形成几匝以产生第二线圈绕组23。因此,对于用所有三个线圈绕组同时产生电磁场,只需要一个电流I。此外,在该实施例中,第三线圈绕组70相对于连接第一线圈绕组13和第二线圈绕组23的中心的直线SL偏移。第三线圈绕组70的偏移可以被适配成产生针对刺激膈神经进行优化的电磁场。而且,第三线圈绕组70的位置可以根据患者的需要进行调整。
图11示出了呼吸促进装置的电磁场分布的示意图,该呼吸促进装置包括例如如图10所示的第三线圈绕组70相对于第一线圈绕组13和第二线圈绕组23偏移的线圈绕组布置。然而,这种磁场分布也可以通过例如如图6a中所讨论的非平坦线圈绕组来实现。这种线圈绕组布置产生具有最大电磁场强度的区域A。箭头指示最大电磁场的方向。所产生的电磁场分布50包括限定的峰,这些峰被定位和定向以协调地刺激两条膈神经以用于激活患者的膈肌。
使用第三线圈绕组来增强由第一线圈绕组和第二线圈绕组产生的电磁场。优选地,第一线圈和第二线圈相对于第三线圈绕组定位,使得主电磁场方向是在将使膈神经去极化的方向上定向的。更优选地,线圈绕组相对于彼此定位,使得电磁场不是平行于神经定向的。
图12a示出了具有第一线圈绕组13、第二线圈绕组23和第三线圈绕组70的呼吸促进装置的另一示例的示意图,其中,每个线圈绕组均具有平坦形状。线圈绕组13、23、70由单个导电长形部件形成,例如如针对图10所示的示例所讨论的。线圈绕组13、23、70一起全部包封在共同壳体71中。电流I由电源2供应到第一线圈绕组13,并且从第二线圈绕组23流回到电源2。如图12a的上部部分所展示的,共同壳体71包括被配置用于使共同壳体71弯曲的柔性区段72。柔性区段72允许围绕患者的颈部调整线圈绕组13、23、70的取向和位置。因此,由呼吸促进装置提供的电磁场可以被适配成靶向患者的膈神经。
图12b示出了具有第一线圈绕组13、第二线圈绕组23和第三线圈绕组70的呼吸促进装置的又一示例的示意图,与示例性图12a类似。然而,在图12b的示例中,每个线圈绕组均具有非平坦凸形形状,如图12b的上部部分所展示的。使用凸形形状的线圈绕组具有上述益处。第三线圈绕组70有助于将由呼吸促进装置产生的电磁场靶向如膈神经等靶组织、并且有助于针对患者的特定参数来调整该场。
图13展示了包括第三线圈绕组70以及第四线圈绕组73a和第五线圈绕组73b的呼吸促进装置的实施例。第四线圈绕组73a与第一线圈绕组13和第三线圈绕组70重叠。第五线圈绕组73b与第二线圈绕组23和第三线圈绕组70重叠。每个线圈绕组均连接至电源、并且单独提供以电流I。然而,这种线圈绕组布置的线圈绕组也可以连接成提供以同一电流。有利地,第四线圈绕组73a和第五线圈绕组73b的位置被配置成调整或移动由整个线圈绕组布置产生的电磁场分布50中的两个峰的位置。优选地,第四线圈绕组73a和第五线圈绕组73b的位置和取向可以相对于第一线圈绕组13、第二线圈绕组23和第三线圈绕组70进行适配。尽管所有线圈绕组都被示出在一条线上,但是第四线圈绕组73a和第五线圈绕组73b可以相对于第一线圈绕组13和第二线圈绕组23偏移,如之前针对第三线圈绕组70所讨论的。
展示出本发明的各方面和实施例的本说明书和附图不应被视为限制限定受保护发明的权利要求。换句话说,尽管已经在附图和前面的描述中详细地展示和描述了本发明,但是这样的展示和描述应被认为是说明性或示例性的而不是限制性的。在不脱离本说明书和权利要求的精神和范围的情况下,可以进行各种机械的、组成的、结构的、电气的和操作上的改变。在某些情况下,没有详细示出公知结构和技术,以免使本发明不清楚。因此,将理解的是,本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围和精神内进行改变和修改。
特别地,本发明覆盖了具有本文所描述的不同实施例的特征的任何组合的另外的实施例。例如,可以在以下实施例中操作本发明,其中:
·具有支架结构的呼吸促进装置设置有非平坦线圈绕组、平坦线圈绕组或其组合;
·具有支架结构的呼吸促进装置可以具有用于安装第三线圈绕组的第三腿部;
·具有支架结构的呼吸促进装置可以有利地用于刺激除了膈神经之外的其他身体组织的两个区域;
·具有锁定机构的呼吸促进装置可以有利地用于锁止具有柔性区段的共同壳体的位置;
·具有非平坦线圈绕组的呼吸促进装置可以在这些非平坦线圈绕组的相应线圈单元中包括附加线圈绕组;或
·具有非平坦线圈绕组的呼吸促进装置可以与支架结构以外的用于安装线圈单元的其他支撑结构一起使用。
进一步地,本文所描述的包括三个线圈绕组的实施例可以披露本发明的刺激设备、特别是呼吸促进装置的特征,这些特征包括创新的进一步发展而不利用非平坦线圈绕组。例如,通过将第一线圈绕组、第二线圈绕组和第三线圈绕组设置为平坦线圈绕组、特别是二维线圈绕组,可以以新颖和创造性的方式操作呼吸促进装置。这种呼吸促进装置的示例在图10和图12a中示出。因此,基于本申请,申请人保留提交聚焦于以下刺激设备的进一步专利申请的权利,该刺激设备包括:第一线圈绕组,该第一线圈绕组被配置成定位在患者处以刺激患者的第一神经;第二线圈绕组,该第二线圈绕组被配置成定位在患者处以刺激患者的第二神经;以及至少第三线圈绕组,该第三线圈绕组布置在第一线圈绕组与第二线圈绕组之间的区域中,其中这些线圈绕组是平坦线圈绕组、非平坦线圈绕组或其组合。
进一步地,词语“包括”并不排除其他的要素或步骤,并且不定冠词“一个/种(a或an)”并不排除复数。单个单元或步骤可以实现权利要求中记载的几个特征的功能。在彼此不同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。与属性或值结合的术语“实质上”、“约”、“大约”、“基本上”等尤其也分别确切地限定该属性或值。在权利要求书中的任何参考号都不应被解释为对范围进行限制。
附图标记清单
1 电流供应线缆 44 连接器
2 电源 50 电磁场
10 第一线圈单元 51 峰环
11 第一前向面 52 内部区域
12 第一腿部 60 颈部
13 第一线圈绕组 61 胸锁乳突肌
15 第一通孔 62 膈神经
16 第一壳体 63 喉部
17 第一后向面 70 第三线圈绕组
18 第一生物反馈传感器 71 共同壳体
20 第二线圈单元 72 柔性区段
21 第二前向面 73a 第四线圈绕组
22 第二腿部 73b 第五线圈绕组
23 第二线圈绕组
25 第二通孔 A 电磁场区域
26 第二壳体 A1 第一腿轴线
27 第二后向面 A2 第二腿轴线
28 第二生物反馈传感器 A3 第一联接器轴线
30 支架结构 A4 第二联接器轴线
31 第三前向面 C1 第一绕组轴线
32 铰链部 C2 第二绕组轴线
33 第一枢转联接器 D 第一线圈单元与第二线
34 第二枢转联接器 圈单元之间的距离
35 柄部 DL 大直径
36 分支部 DS 小直径
37 通孔 H 铰链轴线
38 锁定按钮 S 自由空间
39 凸出部 SL 直线
40 夹式安装件
41 延伸板
42 电流线
43 固定指状件

Claims (25)

1.一种用于协调地刺激患者的两条膈神经以激活该患者的膈肌的呼吸促进装置,该呼吸促进装置包括
第一线圈单元(10),该第一线圈单元被配置成定位在该患者处以刺激该患者的第一膈神经(62),以及
第二线圈单元(20),该第二线圈单元被配置成定位在该患者处以刺激该患者的第二膈神经(62),
其特征在于,
该第一线圈单元(10)具有由导电长形部件形成的第一非平坦线圈绕组(13),并且
该第二线圈单元(20)具有由导电长形部件形成的第二非平坦线圈绕组(23)。
2.如权利要求1所述的呼吸促进装置,其中,该第一线圈绕组和该第二线圈绕组是实质上圆柱形的线圈绕组(13,23)。
3.如权利要求1所述的呼吸促进装置,其中,该第一线圈绕组和该第二线圈绕组是凸形线圈绕组(13,23)。
4.如权利要求3所述的呼吸促进装置,其中,这些凸形线圈绕组(13,23)具有实质上圆锥形的形状。
5.如权利要求3或4所述的呼吸促进装置,其中,这些凸形线圈绕组(13,23)中的至少一个具有实质上抛物线形状的截面。
6.如权利要求3至5中任一项所述的呼吸促进装置,其中,这些凸形线圈绕组(13,23)中的至少一个具有实质上球形形状的截面。
7.如权利要求3至6中任一项所述的呼吸促进装置,其中,
该第一线圈单元(10)和该第二线圈单元(20)中的每一个均具有在使用该呼吸促进装置时要指向患者的前向面(11,21)和与该前向面相反的后向面(17,27),
该第一线圈单元(10)的前向面(11)与该第一凸形线圈绕组(13)的凸侧相邻,而该第一线圈单元(10)的后向面(17)与该第一凸形线圈绕组(13)的凹侧相邻,并且
该第二线圈单元(20)的前向面(21)与该第二凸形线圈绕组(23)的凸侧相邻,而该第二线圈单元(20)的后向面(27)与该第二凸形线圈绕组(23)的凹侧相邻。
8.如前述权利要求中任一项所述的呼吸促进装置,其中,该第一线圈绕组(13)和该第二线圈绕组(23)中的每一个均具有卵形基本形状、特别是椭圆形基本形状。
9.如前述权利要求中任一项所述的呼吸促进装置,其中,
该第一线圈绕组(13)具有第一缠绕方向,
该第二线圈绕组(23)具有第二缠绕方向,并且
该第一缠绕方向和该第二缠绕方向相同。
10.如前述权利要求中任一项所述的呼吸促进装置,其中,该第一线圈单元(10)具有包封该第一线圈绕组(13)的第一壳体(16),并且该第二线圈单元(20)具有包封该第二线圈绕组(23)的第二壳体(26)。
11.如前述权利要求中任一项所述的呼吸促进装置,包括控制单元,该控制单元被配置成对该第一线圈单元(10)和该第二线圈单元(20)协调地提供电流。
12.如权利要求11所述的呼吸促进装置,其中,该控制单元被配置成同时对该第一线圈单元(10)和该第二线圈单元(20)提供电流。
13.如权利要求11或12所述的呼吸促进装置,其中,该控制单元包括电源(2),该电源联接至该第一线圈单元(10)的第一线圈绕组(13)和该第二线圈单元(20)的第二线圈绕组(23),其中,该控制单元被配置成使得该电源(2)沿循环方向提供电流通过该第一线圈绕组(13)并且沿该循环方向提供电流通过该第二线圈绕组(23)。
14.如权利要求11至13中任一项所述的呼吸促进装置,包括联接至该控制单元的第一生物反馈传感器(18)和联接至该控制单元的第二生物反馈传感器(28)。
15.如权利要求14所述的呼吸促进装置,其中,该控制单元被配置成根据从该第一生物反馈传感器(18)和该第二生物反馈传感器(28)接收到的信号单独对该第一线圈单元(10)和该第二线圈单元(20)提供电流,使得该膈肌被均匀地激活。
16.如权利要求14或15所述的呼吸促进装置,其中,该第一生物反馈传感器(18)与该第一线圈单元(10)相关联,并且该第二生物反馈传感器(28)与该第二线圈单元(20)相关联。
17.如前述权利要求中任一项所述的呼吸促进装置,包括由导电长形部件形成的第三线圈绕组(70),该第三线圈绕组布置在该第一线圈绕组(10)与该第二线圈绕组(20)之间的区域中。
18.如权利要求17所述的呼吸促进装置,其中,
该第一线圈绕组(10)和该第三线圈绕组(70)布置成提供第一电磁场峰以刺激该患者的第一膈神经,并且
该第二线圈绕组(23)和该第三线圈绕组(70)布置成提供第二电磁场峰以刺激该患者的第二膈神经。
19.如权利要求17或18所述的呼吸促进装置,其中,
至少该第三线圈绕组(70)具有实质上弯曲的形状或扭结的形状。
20.如权利要求17至19中任一项所述的呼吸促进装置,其中,该第一线圈绕组(10)和该第二线圈绕组(20)包括卵形基本形状。
21.如权利要求17至20中任一项所述的呼吸促进装置,其中,该第三线圈绕组(70)相对于连接该第一线圈绕组(13)和该第二线圈绕组(23)的直线(SL)偏移。
22.一种用于促进患者呼吸的方法,包括:
将由导电长形部件形成的第一非平坦线圈绕组(13)定位在该患者处,使得该患者的第一膈神经处于能够由该第一线圈绕组(13)产生的电磁场中,
将由导电长形部件形成的第二非平坦线圈绕组(23)定位在该患者处,使得该患者的第二膈神经处于能够由该第二线圈绕组(23)产生的电磁场中,
协调地提供电流通过该第一线圈绕组(13)和该第二线圈绕组(23),使得该第一膈神经和该第二膈神经被刺激并且该患者的膈肌被均一地激活。
23.如权利要求22所述的方法,其中,
该第一线圈绕组(13)是卵形形状的,其中,当该第一线圈绕组(13)被定位在该患者处时,该第一线圈绕组(13)的大直径(DL)被布置成实质上平行于该患者的第一膈神经,并且
该第二线圈绕组(23)是卵形形状的,其中,当该第二线圈绕组(23)被定位在该患者处时,该第二线圈绕组(23)的大直径(DL)被布置成实质上平行于该患者的第二膈神经。
24.如权利要求22或23所述的方法,包括:
将第一生物反馈传感器(18)定位在该患者处,使得该第一生物反馈传感器提供关于第一膈肌半球的收缩力的第一反馈信号,以及
将第二生物反馈传感器(28)定位在该患者处,使得该第二生物反馈传感器提供关于第二膈肌半球的收缩力的第二反馈信号,其中
根据该第一反馈信号和该第二反馈信号,协调地提供电流通过该第一线圈绕组(13)和该第二线圈绕组(23)。
25.如权利要求22至24中任一项所述的方法,包括:
通过协调地提供电流通过该第一线圈绕组(13)和该第二线圈绕组(23)来提供电磁场(50),使得主电场分量方向相对于这些膈神经所成的角度大于20°且小于160°。
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