DE112004001957T5 - System und Verfahren zur Zwerchfellstimulation - Google Patents
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Abstract
System
für eine
Zwerchfellstimulation mit:
einer programmierbaren Stimulationsvorrichtung zum Stimulieren eines Zwerchfells;
einem zum Erfassen eines Atemzugvolumens ausgelegten Flow-Sensor;
einem zur Verbindung mit dem Flow-Sensor und der programmierbaren Stimulationsvorrichtung ausgelegten Programmiergerät; und
wobei die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die einem von dem Flow-Sensor erfassten normalen Atemzugvolumen entspricht.
einer programmierbaren Stimulationsvorrichtung zum Stimulieren eines Zwerchfells;
einem zum Erfassen eines Atemzugvolumens ausgelegten Flow-Sensor;
einem zur Verbindung mit dem Flow-Sensor und der programmierbaren Stimulationsvorrichtung ausgelegten Programmiergerät; und
wobei die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die einem von dem Flow-Sensor erfassten normalen Atemzugvolumen entspricht.
Description
- Gebiet der Erfindung:
- Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen, Systeme und Verfahren, die zum Erzeugen von Ventilation durch Stimulation des Zwerchfells nützlich sind.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
- Die Fähigkeit des menschlichen Körpers, Homöostase aufrechtzuerhalten, ist zum Teil auf respiratorische Funktionen zurückzuführen, die vom Gehirn und zugehörigen Rückkopplungssystemen geregelt werden. Bei der Aufrechterhaltung von Homöostase verändern respiratorische Funktionen typischerweise sowohl die Blutsauerstoffsättigung als auch Kohlendioxid-Partialdrücke.
- Bestimmte pathologische Zustände wie eine Zirkulationsverzögerung bei Herzinsuffizienzpatienten können zu Instabilität der respiratorischen Rückkopplungssysteme führen. Es wird angenommen, dass eine Zirkulationsverzögerung eine Phasenverschiebung oder zeitliche Verzögerung der inhärenten Blutgase erfassenden Rückkopplungsschleife erzeugt. Eine Manifestation davon sind resultierende Atmungsstörungen einschließlich periodischer Atmung, Cheyne-Stokes und Apnoe (überwiegend zentrale Schlafapnoe (ZSA)). Es wird angenommen, dass Cheyne-Stokes-Atmung teils aufgrund dieser Zirkulationsverzögerung und einem wahrgenommenen Abfall der SaO2-Werte eintritt. Es wird angenommen, dass zentrale Apnoe und in manchen Fällen obstruktive Apnoe teils aufgrund eines Abfalls des CO2-Partialdrucks nach einem Cheyne-Stokes-Hyperventilationsmuster eintritt. Andere Zustände wie kongestive Herzinsuffizienz (CHF) können von einem Ansteigen des O2-Partialdrucks über den normalerweise gehaltenen Wert profitieren.
- Zur Übernahme der Atmung werden mechanische Ventilatoren verwendet, um bei Patienten, die nicht ausreichend selbständig atmen können oder die nachts während Apnoe-Vorfällen zu atmen aufhören, ausreichende Sauerstoffwerte sicherzustellen. Mechanische Ventilatoren steuern das Ein- und Ausfließen von respiratorischen Gasen durch Steuern der Kombinationen von so genanntem Flow (Einfließen von Gasen), Druck und/oder Volumen. Der Ventilator liefert über einen in die Luftröhre und Lunge gelieferten Überdruck eine Einatmung und kann die Ausatmung durch Beeinflussen von Druck und Flow steuern.
- Zwerchfellstimulation wird verwendet, um bei Patienten, die nicht selbständig atmen können, Atmung zu erzeugen, und wird zur Stimulation von Atmung bei Eintreten von Apnoe vorgeschlagen. Zwerchfellstimulation wird allgemein zum Steuern der Einatmung über Kontraktion des Zwerchfellmuskels genutzt, was einen intrathorakalen Unterdruck erzeugt, der zu Atmung führt. Die Ausatmung ist bisher allgemein ein passiver Vorgang gewesen, der von Lunge und thorakaler Dehnbarkeit angetrieben wird.
- Die Ventilatoren und die vorgeschlagene Zwerchfellstimulation beheben nicht die Ursachen für Atmungsstörungen, sondern sind vielmehr bei unzureichender oder fehlender Atmung auf die Unterstützung der Atmung beschränkt.
- KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung gibt eine implantierbare Vorrichtung zum Liefern elektrischer Stimulationswellenformen an das Zwerchfell durch eine oder mehrere Elektroden an die Hand. Insbesondere sieht eine Ausgestaltung der Erfindung Stimulationswellenformen vor, die auf die Beeinflussung der Patientenblutgase gerichtet sind, z.B. SaO2 und PCO2. Um eine Beeinflussung der Blutgaskonzentration zu erreichen, wird in einer Ausführung die Minutenventilation bezüglich einer Basislinien-Minutenventilation angehoben oder vermindert. Dies kann durch Beeinflussen eines oder mehrerer die Minutenventilation beeinflussenden Parameter geschehen. Einige der Parameter können zum Beispiel Atemzugvolumen, Atemfrequenz, Flow-Morphologie, Flow-Rate, Einatmungsdauer, Steigung der Einatmungskurve und zwerchfellerzeugte oder intra-thorakale Druckgradienten sein.
- Die implantierbare Vorrichtung kann von einem Programmiergerät, das mit einem Flow-Sensor verbunden ist, der die natürliche Atmung und die Stimulationsatmung einer Person misst, programmiert werden. Das normale Atmen eines Patienten wird beobachtet, um eine Basislinien-Bezugsminutenventilation zu ermitteln, und die Vorrichtung wird programmiert, Stimulationswellenformen zu erzeugen, die entweder eine Abnahme oder eine Zunahme der Minutenventilation der Patienten erzeugen können.
- In einer Ausführung der Erfindung wird die Bezugsminutenventilation eines Patienten durch Beobachten der normalen Atmung eines Patienten in einem Wachzustand erhalten, und erhöhte oder verminderte Minutenventilation wird durch Interagieren mit dem Patienten erhalten.
- In einer anderen Ausführung wird die Bezugsminutenventilation eines Patienten durch Beobachten des Patienten im Schlafzustand erhalten, und erhöhte oder verminderte Minutenventilation wird durch Verwenden eines vorbestimmten Multiplikators erhalten.
- In einer noch weiteren Ausführung wird die Minutenventilation durch Senken eines oder mehrerer der folgenden Parameter: Atemfrequenz, Einatmungsdauer und Atemzugvolumen vom Bezugswert aus gesenkt.
- In einer noch anderen Ausführung wird die Minutenventilation durch Anheben eines oder mehrerer der folgenden Parameter: Atemfrequenz, Einatmungsdauer und Atemzugvolumen vom Bezugswert aus erhöht.
- In einer weiteren Ausführung wird eine elektrische Stimulationswellenform zum Erzeugen eines verstärkten intrapleuralen Unterdrucks während der Ausatmung vorgesehen.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt ein Diagramm einer erfindungsgemäßen Zwerchfellstimulatorvorrichtung. -
2 zeigt eine Parametertabelle für gewählte Atemfrequenzen gemäß der Erfindung. -
3 zeigt eine Parametertabelle für eine gemessene Einatmungsdauer gemäß der Erfindung. -
4 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden eines respiratorischen Basislinien-Bezugswerts gemäß der Erfindung. -
5 zeigt eine Parametertabelle für Zwerchfellstimulationsparameter gemäß der Erfindung. -
6 zeigt eine Parametertabelle der Stimulationskombinationen zugeordneten respiratorischen Änderungen gemäß der Erfindung. -
7 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem normalen Atemzugvolumen und einer normalen Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
8 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem normalen Atemzugvolumen und einer verminderten Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
9 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem normalen Atemzugvolumen und einer erhöhten Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
10 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem verminderten Atemzugvolumen und einer normalen Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
11 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem verminderten Atemzugvolumen und einer verminderten Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
12 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem verminderten Atemzugvolumen und einer erhöhten Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
13 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem erhöhten Atemzugvolumen und einer normalen Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
14 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem erhöhten Atemzugvolumen und einer verminderten Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
15 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem erhöhten Atemzugvolumen und einer erhöhten Atemfrequenz gemäß der Erfindung. -
16 zeigt eine Stimulationswellenform für das Vorsehen eines Ausatmungs-Bias gemäß der Erfindung. - EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:
-
1 zeigt ein Diagramm eines Systems100 zur Zwerchfellstimulation gemäß der Erfindung. Einem Probanden105 ist eine programmierbare Stimulationsvorrichtung130 implantiert, die mit einer oder mehreren Elektroden125 in Berührung mit dem Zwerchfell120 verbunden ist. Die eine oder mehrere Elektroden125 können sowohl Erfassungs- als auch Stimulationselektroden umfassen. Eine Flussmessvorrichtung110 (z.B. ein Pneumotachometer) wird zum Messen der Eigenschaften des respiratorischen Flusses (z.B. Atemzugvolumen, Einatmungsdauer und Atemfrequenz) des Probanden105 verwendet. - Ein Programmiergerät
140 ist mit der Flussmessvorrichtung110 verbunden. Das Programmiergerät140 ist ferner durch einen Telemetriestab135 mit der implantierten programmierbaren Stimulationsvorrichtung130 verbunden. Ein optionaler Sensor115 kann zum Erfassen respiratorischer Daten und/oder Blutgaszusammensetzungsdaten (z.B. Pulsoximetrie oder ausgeatmetete Gaszusammensetzung) ebenfalls mit dem Probanden105 und dem Programmiergerät verbunden sein. - Das System
100 kann zur Ermittlung eines Basislinienbezugswerts einer Minutenventilation für einen Probanden verwendet werden, und die Vorrichtung130 kann zum Vorsehen eines Wellenformreizes zum Anpassen der Minutenventilation des Probanden bezüglich des Basislinienbezugswerts programmiert werden. - Minutenventilation ist das Atemzugvolumen x der Atemfrequenz pro Minute Zeit. Minutenventilation kann durch ein nachfolgendes Atemzugvolumen im zeitlichen Verlauf oder einen Momentanwert ermittelt werden. Die Minutenventilation des Probanden steigt bzw. sinkt mit Steigen oder Sinken von Energie (z.B. Frequenz, elektrischer Strom, Impulsbreite oder Amplitude), die auf das Zwerchfell ausgeübt wird. Die von der Vorrichtung
130 ausgeübte Energie kann durch Wahl der Amplitude, Frequenz, Impulsbreite und Dauer der Serie von Impulsen oder der Reizwellenform, die von der Vorrichtung130 ausgeübt werden, angepasst werden. - Die Vorrichtung kann so programmiert werden, dass sie Stimulationswellenformen erzeugt, die die Kombination aus Atemfrequenz und Atemzugvolumen verändern, die zu einer Zunahme oder Minderung der Minutenventilation von einem Bezugswert aus führen. Das Anheben der Minutenventilation erhöht im Allgemeinen den O2-Parteildruck gegenüber einer Bezugsminutenventilation. Das Senken der Minutenventilation erhöht im Allgemeinen den CO2-Partialdruck gegenüber einer Bezugsminutenventilation. Dementsprechend gibt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung an die Hand, die die Blutgaskonzentration beeinflussen.
- Das in Diagramm
100 gezeigte System kann zum Beobachten der natürlichen normalen oder intrinsischen Atmung eines Probanden entweder im Wachzustand oder im Schlafzustand verwendet werden. Wenn die Flussmessvorrichtung110 ein Pneumotachometer ist, befindet sich der Proband eher im Wachzustand. - Die Vorrichtung
130 kann programmiert werden, Stimulationsunterstützung zu bieten, die mit der normalen Atmungsfrequenz (RRn), der verminderten Atmungsfrequenz (RRd) oder der erhöhten Atmungsfrequenz (RRi) korreliert.2 zeigt eine Parametertabelle für das Wählen von Atmungsfrequenzen nach einer erfindungsgemäßen Ausführung. Der Wert für RRd wird als fester Prozentsatz (100 – X) der beobachteten normalen Atemfrequenz des Probanden gewählt. Analog wird der Wert für RRi als fester Prozentsatz (100 + Y) der beobachteten normalen Atemfrequenz des Probanden gewählt. Auch wenn X und Y nicht gleich sein müssen, werden sie in der folgenden Erörterung der Einfachheit halber gleich gesetzt. -
3 zeigt eine Parametertabelle für die gemessene Einatmungsdauer nach einer erfindungsgemäßen Ausführung. Typischerweise ist die Einatmungsdauer nicht konstant und schwankt invers zur Atmungsfrequenz. Dadurch wird eine verminderte Einatmungsdauer IDd einer erhöhten Atemfrequenz RRi zugeordnet und eine erhöhte Einatmungsdauer IDi wird einer verminderten Atemfrequenz RRd zugeordnet. Um die Dauer der Reizwellenform für ein konstantes Atemzugvolumen zu ermitteln, wird die Einatmungsdauer des Probanden gemessen, während er bei den gewählten Atmungsfrequenzen atmet. In diesem Beispiel ist das Sollatemzugvolumen gleich dem beobachteten normalen Atemzugvolumen. - Bei der Stimulationstherapie, die einem Patienten im Schlaf geliefert werden soll, sind die genauesten Basislinien der Atemfrequenz und des Atemzugvolumens diejenigen, die während des Schlafs des Probanden beobachtet werden. Da das Überwachen eines schlafenden Probanden aber unter Umständen nicht die erforderlichen Atemfrequenzen bei dem normalen Atemzugvolumen liefert, kann ein wacher Proband geschult werden, die erforderlichen Kombinationen aus Atemzugvolumen und Atemfrequenz zu liefern, so dass die zugeordnete Einatmungsdauer gemessen werden kann. Ein Kliniker wird dem Probanden typischerweise Zeit zum Entspannen geben. Alternativ können Hypnose oder meditative Techniken verwendet werden, um den Probanden in einen geeigneten Zustand zu versetzen. Um festgelegte Parameterwerte zu erhalten, kann ein Mittel über zwei oder mehr Einatmungs-/Ausatmungszyklen genommen werden.
-
4 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden eines respiratorischen Basislinien-Bezugswerts für einen Probanden nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt405 wird ein Flow-Sensor (z.B. ein Pneumotachometer) an dem Probanden angebracht. Bei Schritt410 werden das normale Atemzugvolumen und die normale Atmungsfrequenz beobachtet. Wenn sich bei Schritt415 der Proband in einem zufrieden stellenden Zustand befindet, werden das Elektromyogramm (EMG) des Zwerchfells, das Atemzugvolumen und die Einatmungsdauer gemessen und festgehalten. Bei Schritt420 wird die normale Einatmungsdauer IDn ermittelt. Der Wert für IDn kann ein Mittel gewählter beobachteter Werte sein (z.B. ein gleitendes Mittel). - Bei Schritt
425 wird eine verminderte Atemfrequenz bei normalem Atemzugvolumen beobachtet. Bei Schritt430 werden das Elektromyogramm (EMG) des Zwerchfells, das Atemzugvolumen und die Einatmungsdauer gemessen und festgehalten. Der Proband kann spontan atmen oder kann geschult werden. Bei Schritt435 wird die verminderte Einatmungsdauer IDd ermittelt. Der Wert für IDd kann ein Mittel gewählter beobachteter Werte sein (z.B. ein gleitendes Mittel). - Bei Schritt
440 wird eine erhöhte Atemfrequenz bei normalem Atemzugvolumen beobachtet. Bei Schritt445 werden das Elektromyogramm (EMG) des Zwerchfells, das Atemzugvolumen und die Einatmungsdauer gemessen und festgehalten. Der Proband kann spontan atmen oder kann geschult werden. Bei Schritt450 wird die erhöhte Einatmungsdauer IDi ermittelt. Der Wert für IDi kann ein Mittel gewählter beobachteter Werte sein (z.B. ein gleitendes Mittel). Bei Schritt455 ist die Ermittlung des Basislinienbezugswerts beendet. Zwar können IDd und IDi wie erwähnt gemessen werden, sie können aber auch anhand von IDn, zum Beispiel als prozentuale Änderung gegenüber IDn, berechnet werden. -
5 zeigt eine Parameterauswahltabelle für Zwerchfellstimulationsparameter nach einer erfindungsgemäßen Ausführung. Die Zwerchfellstimulation kann zum Anpassen der Minutenventilation durch Verändern des Atemzugvolumens und/oder der Atemfrequenz verwendet werden. Der bevorzugte Bereich für die Änderung des Atemzugvolumens ausgehend vom Normalwert ist 10-30% des Normalwerts, und der bevorzugte Bereich für die Änderung der Atemfrequenz ausgehend Normalwert ist 30-50%. - Bei Anlegen von Reizwellenformen zwischen Zyklen in einem spontanen Atmungsmuster eines Probanden muss die Einatmungsdauer mit der Atemfrequenz des Probanden korreliert werden. Auch wenn das Atemzugvolumen durch Anpassungen der Einatmungsdauer angepasst werden kann, ist es somit bevorzugt, das Atemzugvolumen durch Anpassen der Frequenz und Amplitude der Reizwellenform anzupassen.
-
6 zeigt eine Parametertabelle der Minutenventilationsänderungen, die Stimulationskombinationen nach einer erfindungsgemäßen Ausführung zugeordnet werden. Die Tabelle in6 ist eine 3×3-Matrix der Minutenventilation, die das Produkt der Atemfrequenz (bei einer vorgegebenen Einatmungsdauer) und des Atemzugvolumens ist. Die Pfeile nach oben und unten in der Matrix der Tabelle von6 entsprechen einer jeweiligen Zunahme oder Abnahme der Minutenventilation in Bezug auf die Minutenventilation bei normalem Atemzugvolumen und RRn/IDn. Die Kombination aus RRd/IDd und vermindertem Atemzugvolumen führt zum Beispiel zu einer Abnahme der Minutenventilation, und die Kombination aus RRi/IDi und erhöhtem Atemzugvolumen erzeugt eine Zunahme der Minutenventilation. Diese Ergebnisse sind unabhängig von der für Atemzugvolumen und Atemfrequenz gewählten prozentualen Änderung in den in5 gezeigten bevorzugten Bereichen einheitlich. - Zu beachten ist, dass die Kombination aus RRi/IDi und vermindertem Atemzugvolumen abhängig von den für die prozentuale Änderung des Atemzugvolumens und der Atemfrequenz gewählten Werte entweder eine Zunahme oder eine Abnahme der Minutenventilation erzeugen kann. Die diskreten Werte in der Tabelle von
6 können verwendet werden, um Grenzen für fortlaufend variable Parameter zu tiefem. Fortlaufende Parameterfunktionen können durch Interpolation diskreter Werte erhalten werden. -
7 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem normalen Atemzugvolumen und einer normalen Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt705 wird der beobachtete normale Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt710 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der normalen Atemfrequenz zugeordneten IDn gesetzt. - Bei Schritt
715 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwertveränderungen gegeben (d.h. Anheben von Amplitude und/oder Frequenz während eines Stimulationsstoßes oder einer Serie von Impulsen). Diese Werte werden so gewählt, dass das beobachtete normale Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. Eine Erörterung von Zwerchfell-Mapping und Reizwellenformen findet sich in der Anmeldung Ser. Nr. 10/686,891, „BREATHING DISORDER DETECTION AND THERAPY DELIVERY DEVICE AND METHOD", von Tehrani et al., die am 15. Oktober 2003 eingereicht wurde und durch Erwähnung Bestandteil dieser Anmeldung wird, sowie in der verwandten U.S. Patentanmeldung mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR MAPPING DIAPHRAGM ELECTRODE SITES", eingereicht am gleichen Tag wie diese Anmeldung. - Bei Schritt
720 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt725 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt730 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt705 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt735 ausgeführt. Bei Schritt735 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt730 erfüllt wird, wird Schritt740 ausgeführt. Bei Schritt740 werden die Wellenformparameter für ein normales Atemzugvolumen bei normaler Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt745 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
8 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem normalen Atemzugvolumen und einer verminderten Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt805 wird der beobachtete normale Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt810 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der verminderten Atemfrequenz zugeordneten IDd gesetzt, wie zum Beispiel hier unter Bezug auf die2 oder3 ermittelt. - Bei Schritt
815 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das beobachtete normale Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
820 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt825 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt830 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt805 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt835 ausgeführt. Bei Schritt835 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt830 erfüllt wird, wird Schritt840 ausgeführt. Bei Schritt840 werden die Wellenformparameter für ein normales Atemzugvolumen bei verminderter Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt845 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
9 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem normalen Atemzugvolumen und einer erhöhten Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt905 wird der beobachtete normale Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt910 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der erhöhten Atemfrequenz zugeordneten IDi gesetzt - Bei Schritt
915 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das beobachtete normale Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
920 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt925 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt930 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt905 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt935 ausgeführt. Bei Schritt935 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt930 erfüllt wird, wird Schritt940 ausgeführt. Bei Schritt940 werden die Wellenformparameter für ein normales Atemzugvolumen bei erhöhter Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt945 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
10 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem verminderten Atemzugvolumen und einer normalen Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt1005 wird der beobachtete verminderte Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt1010 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der normalen Atemfrequenz zugeordneten IDn gesetzt - Bei Schritt
1015 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das gewählte verminderte Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
1020 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt1025 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt1030 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt1005 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt1035 ausgeführt. Bei Schritt1035 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt1030 erfüllt wird, wird Schritt1040 ausgeführt. Bei Schritt1040 werden die Wellenformparameter für ein vermindertes Atemzugvolumen bei normaler Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt1045 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
11 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem verminderten Atemzugvolumen und einer verminderten Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt1105 wird der beobachtete verminderte Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt1110 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der verminderten Atemfrequenz zugeordneten IDd gesetzt - Bei Schritt
1115 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das gewählte verminderte Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
1120 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt1125 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt1130 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt1105 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt1135 ausgeführt. Bei Schritt1135 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt1130 erfüllt wird, wird Schritt1140 ausgeführt. Bei Schritt1140 werden die Wellenformparameter für ein vermindertes Atemzugvolumen bei verminderter Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt1145 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
12 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem verminderten Atemzugvolumen und einer erhöhten Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt1205 wird der beobachtete verminderte Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt1210 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der erhöhten Atemfrequenz zugeordneten IDi gesetzt - Bei Schritt
1215 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. - Diese Werte werden so gewählt, dass das gewählte verminderte Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten.
- Bei Schritt
1220 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt1225 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt1230 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt1205 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt1235 ausgeführt. Bei Schritt1235 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt1230 erfüllt wird, wird Schritt1240 ausgeführt. Bei Schritt1240 werden die Wellenformparameter für ein vermindertes Atemzugvolumen bei erhöhter Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt1245 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
13 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem erhöhten Atemzugvolumen und einer normalen Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt1305 wird der gewählte erhöhte Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt1310 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der normalen Atemfrequenz zugeordneten IDn gesetzt - Bei Schritt
1315 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das gewählte erhöhte Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
1320 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt1325 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt1330 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt1305 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt1335 ausgeführt. Bei Schritt1335 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt1330 erfüllt wird, wird Schritt1340 ausgeführt. Bei Schritt1340 werden die Wellenformparameter für ein erhöhtes Atemzugvolumen bei normaler Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt1345 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
14 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem erhöhten Atemzugvolumen und einer verminderten Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt1405 wird der gewählte erhöhte Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt1410 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der verminderten Atemfrequenz zugeordneten IDd gesetzt - Bei Schritt
1415 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das gewählte erhöhte Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
1420 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt1425 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt1430 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt1405 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt1435 ausgeführt. Bei Schritt1435 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt1430 erfüllt wird, wird Schritt1440 ausgeführt. Bei Schritt1440 werden die Wellenformparameter für ein erhöhtes Atemzugvolumen bei verminderter Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt1445 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. -
15 zeigt ein Flussdiagramm für das Bilden von Stimulationswellenformen mit einem erhöhten Atemzugvolumen und einer erhöhten Atemfrequenz nach einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens. Bei Schritt1505 wird der gewählte erhöhte Atemzugwert als Sollwert gewählt. Bei Schritt1510 wird die Wellenformeinatmungsdauer auf den der erhöhten Atemfrequenz zugeordneten IDi gesetzt - Bei Schritt
1515 werden den Stimulationswellenformen anfängliche Amplituden- und Frequenzwerte und anfängliche Amplituden- und Frequenzrampenwerte gegeben. Diese Werte werden so gewählt, dass das gewählte erhöhte Atemzugvolumen erzeugt wird. Die Werte können aufgrund von Informationen gewählt werden, die für den Probanden spezifisch sind, beispielsweise zuvor beobachtete Mapping-Daten. - Bei Schritt
1520 wird dem Zwerchfell die Stimulationswellenform geliefert. Bei Schritt1525 wird die Reaktion auf die Stimulationswellenform gemessen. Bei Schritt1530 wird ein Kriterium für das Annehmen der Reaktion bewertet. Die gemessene Atemzugvolumenreaktion muss zum Beispiel innerhalb eines festen Prozentsatzes (z.B. 5%) des Sollatemzugvolumens von Schritt1505 liegen. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, wird Schritt1535 ausgeführt. Bei Schritt1535 wird die Stimulationswellenform angepasst. Wenn das Kriterium in Schritt1530 erfüllt wird, wird Schritt1540 ausgeführt. Bei Schritt1540 werden die Wellenformparameter für ein erhöhtes Atemzugvolumen bei erhöhter Atemfrequenz gespeichert. Bei Schritt1545 werden die Stimulationswellenform-Parameter ermittelt. - Das System
100 ist so programmiert, dass es im Einsatz ein Anheben und Senken der Minutenventilation oder anderer zugehöriger Parameter verwirklicht. Das System100 wird dann zum Beeinflussen von PCO2- oder SaO2-Werten durch Steuern der Minutenventilation oder zugehöriger Atmungsparameter, die die Minutenventilation beeinflussen, genutzt. Blutgaswerte können zur Verhinderung von Atmungsstörungen durch Stimulieren des Zwerchfells nach Detektieren eines Vorboten einer Atmungsstörung beeinflusst werden. Beispiele für eine solche Detektion und Stimulationsabläufe werden in der U.S. Patentanmeldung mit dem Titel „Breathing Disorder and Precursor Predictor and Therapy Delivery Device and Method", Tehrani, et al., dargelegt und werden durch Erwähnung hiermit Bestandteil dieser Anmeldung. Die Stimulationswellenformen können auch zum Steuern von Sauerstoffsättigungswerten zur Behandlung von Herzinsuffizienzpatienten verwenden werden, zum Beispiel kann das regelmäßige Erhöhen der Sauerstoffsättigungswerte für Herzinsuffizienzpatienten therapeutisch sein, indem entweder die Last am Herzen reduziert wird und/oder dem Patienten vorteilhafteres Atmen ermöglicht wird. Beispiele für solche Atmungstherapien und Therapievorrichtungen werden in der U.S. Patentanmeldung mit dem Titel „Breathing Therapy Device and Method", Tehrani, beschrieben, die am gleichen Tag wie diese Anmeldung eingereicht wurde und durch Erwähnung hiermit Bestandteil dieser Anmeldung ist. -
16 zeigt ein Diagramm einer Stimulationswellenform gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Stimulationswellenform1600 umfasst einen Einatmungsreiz1605 und eine Ausatmungs-Bias-Wellenform1610 . Der Einatmungsreiz1605 wird für die Dauer angelegt, da eine Zwerchfellstimulation gewöhnlich ausgeübt wird. Die Ausatmungs-Bias-Wellenform1610 umfasst eine erste sich verjüngende Komponente1608 , gefolgt von einem schwachen Bias-Abschnitt1609 . Die Ausatmungs-Bias-Wellenform1610 kann durch eine Frequenz fb und eine Amplitude Ab gekennzeichnet sein. - Bei einer bekannten Zwerchfellstimulation darf sich das Zwerchfell während der Ausatmung vollständig entspannen. Diese Entspannung setzt gewöhnlich am Ende des Einatmungsreizes ein und führt zur Bildung eines Mindestvolumens für Lunge und Atemwege. Durch Anlegen eines schwachen Bias-Reizes auf das Zwerchfell während des gesamten Ruhezeitraums oder eines Teils davon kann ein verstärkter intrapleuraler Unterdruck erzeugt werden.
- Der verstärkte Unterdruck kann zur Erhöhung des Mindestvolumens für Lunge und Atemwege verwendet werden. Es wird angenommen, dass unter bestimmten Umständen ein größeres Mindestvolumen einige der Gasaustauschprobleme mildern kann, die sich bei Krankheitszuständen bei niedrigeren Lungenvolumina im Ruhezustand manifestieren. Die Ausatmungs-Bias-Wellenform
1610 bietet ein Instrument zur Veränderung des Lungenvolumens während der Ausatmungsphase und der Ruheperiode. - Die Ausatmungs-Bias-Wellenform
1610 kann zum Verringern des Atemzugvolumens verwendet werden, was zum Senken der Minutenventilation und zum Erzeugen einer Zunahme des CO2-Partialdrucks verwendet werden kann. - Um einen gleichmäßigen Übergang in der Ausatmungsphase vorzusehen, enthält die Ausatmungswellenformkomponente
1610 den ersten Verjüngungsabschnitt1608 , der eine negative Rampe umfasst. Der Abschnitt1608 kann dazu genutzt werden, die Ausatmung abflachen zu lassen. Der schwache Bias-Reizabschnitt1609 liefert einen kontinuierlichen schwach verstärkten intrapleuralen Unterdruck. Der Abschnitt1609 kann bei dem gesamten oder einem Teil eines Ausatmungszeitraums angewendet werden. - In jede erfindungsgemäße Stimulationsvorrichtung können Sicherheitsmechanismen integriert werden. Das Sicherheitsmerkmal deaktiviert die Vorrichtung unter bestimmten Bedingungen. Solche Sicherheitsmerkmale können einen vom Patienten oder Anbieter betriebenen Schalter, z.B. einen Magnetschalter, umfassen. Zusätzlich kann ein Sicherheitsmechanismus enthalten sein, der ermittelt, wann eine Patientenintervention erfolgt. Die Vorrichtung schaltet zum Beispiel ab, wenn Zwerchfellbewegung ohne EMG erfasst wird, wie es bei Verwendung eines Ventilators der Fäll wäre.
- Zwar wurde die Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungen derselben eingehend beschrieben, doch ist für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden und Entsprechungen verwendet werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
- Zusammenfassung
- Es wird eine Stimulationsvorrichtung angegeben, die die Atmung stimuliert, um Blutgaskonzentrationen wie SaO2 oder PCO2 zu beeinflussen und hierdurch zugrunde liegende Ursachen von Atmungsstörungen und Zunahme von Herzversagen zu behandeln. Eine programmierbare Vorrichtung zum Liefern von Zwerchfellstimulationswellenformen wird bereitgestellt, die die Minutenventilation um einen vorbestimmten Grundwert einstellt. Eine normale Atmung des Patienten wird beobachtet, um eine Basislinienreferenz-Minutenventilation zu ermitteln, und die Vorrichtung ist programmiert, um Stimulationswellenformen zu erzeugen, die entweder eine Abnahme oder eine Zunahme der Minutenventilation des Patienten schafft. Die Minutenventilation des Patienten kann gegenüber dem Basislinienniveau erniedrigt oder erhöht werden, indem ein Parameter erniedrigt oder erhöht wird, der die Minutenventilationen verändert.
Claims (25)
- System für eine Zwerchfellstimulation mit: einer programmierbaren Stimulationsvorrichtung zum Stimulieren eines Zwerchfells; einem zum Erfassen eines Atemzugvolumens ausgelegten Flow-Sensor; einem zur Verbindung mit dem Flow-Sensor und der programmierbaren Stimulationsvorrichtung ausgelegten Programmiergerät; und wobei die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die einem von dem Flow-Sensor erfassten normalen Atemzugvolumen entspricht.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die dem Atemzugvolumen entspricht, das kleiner als das normale Atemzugvolumen ist.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die dem Atemzugvolumen entspricht, das größer als das normale Atemzugvolumen ist.
- System nach Anspruch 1, welches weiterhin einen zur Verbindung mit dem Programmiergerät ausgelegten Gassensor umfasst.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die einer normalen Einatmungsdauer entspricht, die einer normalen Atemfrequenz zugeordnet ist.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die einer Einatmungsdauer entspricht, die einer verminderten Atemfrequenz zugeordnet ist.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Stimulationsvorrichtung durch das Programmiergerät programmiert wird, dem Zwerchfell eine Stimulationswellenform zu liefern, die einer Einatmungsdauer entspricht, die einer erhöhten Atemfrequenz zugeordnet ist.
- System zur Zwerchfellstimulation mit: einer zum Stimulieren eines Zwerchfells ausgelegten programmierbaren Stimulationsvorrichtung, wobei die programmierbare Stimulationsvorrichtung programmiert ist, dem Zwerchfell während des Ausatmens eine Stimulationswellenform zu liefern.
- System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationswellenform einen Einatmungsreiz und eine Ausatmungs-Bias-Wellenform umfasst.
- System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausatmungs-Bias-Wellenform eine negative Rampe umfasst.
- Verfahren zum Vorsehen einer verminderten Minutenventilation bei einem Probanden mit einer mit einem Zwerchfell verbundenen programmierbaren Stimulationsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz des Probanden; Ermitteln der Stimulationswellenformparameter zum Erzeugen einer normalen Atemfrequenz und eines verminderten Atemzugvolumens bei dem Probanden; Speichern der Stimulationswellenformparameter in der programmierbaren Vorrichtung; und Ausüben eines Wellenformreizes auf das Zwerchfell, wobei der Wellenformreiz durch die Stimulationswellenformparameter gekennzeichnet ist.
- Verfahren zum Vorsehen einer erhöhten Minutenventilation bei einem Probanden mit einer mit einem Zwerchfell verbundenen programmierbaren Stimulationsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz des Probanden; Ermitteln der Stimulationswellenformparameter zum Erzeugen einer normalen Atemfrequenz und eines erhöhten Atemzugvolumens des Probanden; Speichern der Stimulationswellenformparameter in der programmierbaren Vorrichtung; und Ausüben eines Wellenformreizes auf das Zwerchfell, wobei der Wellenformreiz durch die Stimulationswellenformparameter gekennzeichnet ist.
- Verfahren zum Vorsehen einer erhöhten Minutenventilation bei einem Probanden mit einer mit einem Zwerchfell verbundenen programmierbaren Stimulationsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz des Probanden; Ermitteln der Stimulationswellenformparameter zum Erzeugen einer erhöhten Atemfrequenz und eines normalen Atemzugvolumens des Probanden; Speichern der Stimulationswellenformparameter in der programmierbaren Vorrichtung; und Ausüben eines Wellenformreizes auf das Zwerchfell, wobei der Wellenformreiz durch die Stimulationswellenformparameter gekennzeichnet ist.
- Verfahren zum Vorsehen einer verminderten Minutenventilation bei einem Probanden mit einer mit einem Zwerchfell verbundenen programmierbaren Stimulationsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz des Probanden; Ermitteln der Stimulationswellenformparameter zum Erzeugen einer verminderten Atemfrequenz und eines normalen Atemzugvolumens des Probanden; Speichern der Stimulationswellenformparameter in der programmierbaren Vorrichtung; und Ausüben eines Wellenformreizes auf das Zwerchfell, wobei der Wellenformreiz durch die Stimulationswellenformparameter gekennzeichnet ist.
- Verfahren zum Herstellen einer Basislinien-Minutenventilation bei einem Probanden mit einer implantierten programmierbaren Zwerchfellstimulationsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Anbringen eines Flow-Sensors an dem Probanden; Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz; Messen und Speichern von Daten bezüglich der Atmung des Probanden; und Ermitteln einer normalen Einatmungsdauer.
- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz des Probanden ein Interagieren mit dem Probanden umfasst, während der Proband sich im Wachzustand befindet.
- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Beobachten eines normalen Atemzugvolumens und einer normalen Atemfrequenz des Probanden ein Interagieren mit dem Probanden umfasst, während der Proband sich im Schlafzustand befindet.
- Verfahren nach Anspruch 15, welches weiterhin das Erfassen von respiratorischen Gaszusammensetzungsdaten umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln einer normalen Einatmungsdauer das Berechnen eines Mittelwerts umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 15, welches weiterhin das Erfassen von Blutgaszusammensetzungsdaten umfasst.
- Atmungsstimulationsvorrichtung mit: mindestens einer zum Verbinden mit Gewebe eines Probanden ausgelegten Elektrode; einer mit der Elektrode verbundenen und zum Liefern eines Stimulationssignals an das Gewebe ausgelegten Signalquelle zum Steuern der Atmung; wobei die Signalquelle zum Steuern mindestens eines der Minutenventilation entsprechenden Parameters ausgelegt ist, um die Minutenventilation in Bezug auf eine Basislinien-Minutenventilation zu ändern.
- Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalquelle zum Anheben der Minutenventilation in Bezug auf die Basislinien-Minutenventilation ausgelegt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalquelle zum Vermindern der Minutenventilation in Bezug auf die Basislinien-Minutenventilation ausgelegt ist.
- Atmungsstimulationsvorrichtung mit: mindestens einer zum Verbinden mit Gewebe eines Probanden ausgelegten Elektrode; einer mit der Elektrode verbundenen und zum Liefern eines Stimulationssignals an das Gewebe ausgelegten Signalquelle zum Steuern der Atmung; wobei die Signalquelle zum Steuern mindestens eines Atmungsparameters ausgelegt ist, um einen PCO2-Wert des Bluts des Probanden zu beeinflussen.
- Atmungsstimulationsvorrichtung mit: mindestens einer zum Verbinden mit Gewebe eines Probanden ausgelegten Elektrode; einer mit der Elektrode verbundenen und zum Liefern eines Stimulationssignals an das Gewebe ausgelegten Signalquelle zum Steuern der Atmung; wobei die Signalquelle zum Steuern mindestens eines Atmungsparameters ausgelegt ist, um einen SaO2-Wert des Bluts des Probanden zu beeinflussen.
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