JP2021513449A - 換気装置および患者を換気する方法 - Google Patents

Abstract

ヒトまたは動物患者（５）の呼吸器系に接続されるように構成された導管インターフェース（１２）、導管インターフェース（１２）を介して空気を患者（５）の呼吸器系に送り込むように構成された空気流発生器（１１）、空気流発生器（１１）と通信し、空気流発生器を制御して、呼吸スキームに従って患者（５）の呼吸器系に空気を送り込むように構成された処理ユニット（３）、患者（５）の横隔膜を活動化させるための誘導装置（２）を備える、換気装置（１）。誘導装置（２）は、処理ユニット（３）と通信している。処理ユニット（３）は、誘導装置（２）を制御して、呼吸スキームと協調して横隔膜を活動化させるように構成されている。【選択図】図１

Description

［０００１］本発明は、換気装置に関し、より詳細には、換気装置の製造方法、患者を換気する方法および換気装置の使用に関する。

［０００２］医学では、ヒトまたは動物の患者の生命機能を維持するために、ヒトまたは動物の患者を換気することがしばしば必要とされ、典型的には、このような換気のために、機械的陽圧換気アプローチが用いられる。したがって、換気を補助するために患者の横隔膜を活動化させることは有益であり得る。特に、病院の重症管理室では、横隔膜の廃用の不利益を防ぐために、機械的に換気されている患者の横隔膜を活動化させることが望まれる。横隔膜の筋繊維の廃用性萎縮は、機械的換気の最初の１８‐６０時間で既に起こり、この時間で筋繊維断面積は５０％以上減少することが示された。したがって、横隔膜の機能を維持できるように患者に人工換気を施している間に横隔膜を繰り返し活動化させるか、または少なくとも離脱期に横隔膜を活動化させて自発呼吸機能の効果的な回復をサポートすることが目指されている。

［０００３］患者の体内の組織のこのような活動化を達成するために、組織を直接刺激すること、または神経系の特定の部分の刺激を介して組織を間接的に活動化させることが知られている。例えば、筋肉組織である横隔膜は、組織に、または組織に関連する神経に直接電気パルスを提供することによって活動化させることができる。より具体的には、横隔膜は、例えば患者の首のレベルで横隔神経を刺激することによって活動化され得ることが知られている。

［０００４］これに関連して、米国特許出願公開第２０１６／０３１０７３０号は、人工呼吸器（ＭＶ）から換気サポートを受ける患者における人工呼吸に誘発される横隔膜の廃用を減少させるための装置を記載している。この装置は、第１および第２のタイプの電極アレイを含み、患者の横隔神経を刺激するように構成された複数の電極と、少なくとも２つの異なるタイプから電極アレイのタイプを識別する少なくとも１つのコントローラとを含み、電極タイプの識別に基づいて患者の横隔神経を刺激するための刺激信号を生成する。このような電極ベースの刺激は、患者の動きまたは位置変更に対してあまり強くなく、可能な刺激の深さは、骨または脂肪組織によって大幅に制限される可能性がある。さらに、電極刺激は、電磁気刺激よりも患者にとってより痛みを伴うことが報告されている。

［０００５］したがって、より便利で効率的な作動を可能にし、刺激の副作用が少ないシステムが必要である。

発明の開示
［０００６］本発明によれば、この必要性は、独立請求項１の特徴によって定義されるような換気装置によって、独立請求項２９の特徴によって定義されるような換気装置の製造プロセスによって、独立請求項５４の特徴によって定義されるような患者を換気する方法によって、および独立請求項７６‐７８の特徴によって定義されるような使用によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

［０００７］一態様では、本発明は、導管インターフェース、空気流発生器、処理ユニットおよび誘導装置を備える換気装置である。導管インターフェースは、ヒトまたは動物の患者の呼吸器系に接続するように構成される。空気流発生器は、導管インターフェースを通して患者５０の呼吸器系に空気を送るように構成されている。処理ユニットは、空気流発生器と通信しており、空気流発生器を制御し、呼吸スキームに従って患者の呼吸器系に空気を送り込むように構成されている。誘導装置は、患者の横隔膜を活動化させるように具現化されている。誘導装置は処理ユニットと通信しており、処理ユニットは誘導装置を制御して、呼吸スキームと協調して横隔膜を活動化させるようにするように構成されている。

［０００８］校正ユニットに関連して使用される「通信している」という用語は、情報またはデータを転送または交換するなどの通信を可能にする、要素のあらゆる接続に関する。要素は、互いに有線または無線接続されていることによって、通信することができる。要素は、それぞれのアダプタなどを含み得る。要素は、間接的に通信または同期することによっても通信可能である。要素は、例えば、センサからの横隔膜活動化フィードバック信号などの相関イベントによって、または通常の時間トリガによってトリガを与えられ得る。

［０００９］「呼吸スキーム」という用語は、長期にわたる吸気と呼気のシーケンスに関する。それは、同じリズムの吸気、呼気およびその間の休憩を含むような連続的なものであり得る。または、吸気／呼気のリズムと強度に変化が生じるように適応させることもできる。呼吸スキームはまた、空気流発生器および／または誘導装置の作動を含むことができる。特に、それは、空気流発生器が患者に空気を送り込むシーケンスと、その間の中断とを含むことができる。呼吸スキームはさらに、誘導装置が横隔膜を刺激するシーケンスと、その間の中断とを含むことができる。すべてのシーケンスまたは一部のシーケンスは、同期させることができる。

［００１０］本明細書に関連して、「同期させる」という用語は、同期化の多くの方法に関連することができ、２つのアクティビティの高精度にタイムリーな同期化に限定されない。例えば、２つのアクティビティは、それらの間の正または負のタイムシフト、または時間ウィンドウ内で開始または終了されてもよい。

［００１１］呼吸スキームは、患者の換気を誘導する様々なバリエーションを定義することができる。例えば、各サイクルにおいて、誘導装置が特定の時間だけ作動し、誘導装置の作動が開始された後に、空気流発生器が所定の時隔で追加されることを定義することができる。このために、呼吸スキームは、好ましくは、誘導装置の作動の開始と空気流発生器の作動の開始との間の時隔を含む。このように、吸気は、最初に誘導装置によって開始され、その後、空気流発生器によって補助され得る。以下にさらに詳細に説明するように、換気装置が１つ以上のセンサ部材を備えている場合、センサ部材によって検出されたトリガイベントを呼吸スキームで定義することができる。例えば、そのようなトリガイベントは、患者による自発的な横隔膜の活動化または自発的な吸入の検出であり得る。次に、呼吸スキームは、トリガイベントが検出されたときに誘導装置の刺激が開始されることを定義することができる。有利には、そのようなトリガには、直接的な横隔膜活動化フィードバックの形態が使用される。空気流発生装置の作動は、誘導装置の作動開始後、所定の時隔で開始することができる。または、さらなるトリガイベントの検出に基づいて開始することができる。そのようなさらなるトリガイベントは、特定の吸入量、流量または圧力が達成されたこと、または達成されなかったことを検出するセンサ部材であり得る。あるいは、血液中の特定の酸素圧力値（ｐＯ_２）もしくは二酸化炭素圧力値（ｐＣＯ_２）の検出、または他の任意の適切な測定であってもよい。任意の変形例では、換気装置は、呼吸を補助するための連続的なベース空気圧、例えば呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）を適用することができる。そのようなベース圧力もまた、呼吸スキームで定義することができる。

［００１２］呼吸スキームは、患者の呼吸活動量を事前にテストすることによって最初に校正することができる。特に、そのような校正は、強制空気流の提供は除外しても含んでもよいが、横隔膜の刺激は確実に除外する。これと同様に、適切なまたは理想的な体積および／または流量および／または圧力および／またはｐＯ_２および／またはｐＣＯ_２パターンを決定することができる。このパターンは、「理想的なパターン」とも呼ばれる。それは、横隔膜の刺激を含む換気装置を作動させることによって再現することを目指すことができる。

［００１３］呼吸スキームの校正は、以下のように行うことができる。（ｉ）最初に、患者が到着すると、患者は標準的な手順に従って機械的に換気される。機械的空気流発生器の設定は、十分な換気および酸素化を達成するように調整されている。（ｉｉ）このフェーズの間に、担当者またはセンサ部材は、（ｉｉ−１）患者自身（人工呼吸器のサポートなしでの自発呼吸）、（ｉｉ−２）空気流発生器、および／または（ｉｉ−３）目標値または理想的なパターンであり得る両者の合計によって、どれだけの毎分換気量／一回換気量（ＴＶ）／経時的流量（積分）／全圧が生成されるかを監視する。（ｉｉｉ）吸入開始前に、通常呼気フェーズの終わりに向かう最小流量のウィンドウで横隔神経を刺激し、患者の個々の周波数と強度の組み合わせや、吸入時間にわたって一回換気量を生成する刺激装置の位置決めなど、最適な刺激装置の設定を特定する。（ｉｖ）ＴＶ／流量／その他のセンサ信号の測定など、センサ部材を介して横隔膜の活動を測定する。（ｖ）空気流発生器と誘導装置を最初は低い空気流供給に同期して作動させ、目標値または理想的なパターンまたはその選択可能／調整可能な分数に達するまで空気流発生器によって追加の流量／体積／圧力を加える。大幅な空気流供給が必要ない場合は、人工呼吸器はバックアップモードで動作し、「理想的なパターン」が失われている／達成されていないイベントもしくは期間にのみ換気をサポートすることができ、または人工呼吸器はＰＥＥＰの圧力のみを供給することができる。

［００１４］誘導装置は、患者の横隔膜または上腹部を直接または神経系を介して活動化するように具現化することができる。神経系は、特に横隔神経などの単一または複数の神経であるかまたはそれを含むものであってもよい。それにより、多くの応用において、神経系または神経、特に横隔神経を繰り返し刺激することが有利である。

［００１５］処理ユニットは、コンピューティングデバイス上で動作する適切なソフトウェアを有することによって、具現化または構成され得る。それは、単一の実体であってもよいし、分散されたコンポーネントの構成物であってもよい。例えば、処理ユニットは、空気流発生装置および／または誘導装置の外部にあるが、それらに接続されたコンピューティングデバイスであってもよい。あるいは、それは、空気流発生装置および／または誘導装置において具現化され、必要な機能を実行するために組み合わせられたものであってもよい。あるいは、それは、外部のコンピューティングデバイスと、空気流発生装置および／または誘導装置のコンポーネントとの組み合わせであってもよい。

［００１６］換気装置は、患者の換気中に横隔神経を介して横隔膜の活動化を調整することを可能にする。特に、当技術分野で知られているように換気中に手動または定期的に横隔膜を活動化させると、呼吸器系に空気を供給するときなど、横隔膜が誤ったタイミングで活動化されるという問題がしばしば発生する。本明細書に記載の換気機械は、呼吸スキームを定義し、正確かつ効率的な方法で横隔神経を刺激するための誘導装置を使用することにより、換気と横隔膜の活動化を調整することを可能にする。

［００１７］換気装置はバクアップモードで作動することも可能である。当該モードでは、患者の自発呼吸が監視され、患者の呼吸と予め設定された目標呼吸または呼吸スキームとの間の偏差が検出された場合には、換気装置が呼吸を補助する。

［００１８］特に、換気装置は、好ましくは患者の呼吸（自発呼吸および／または装置によって誘発される人工呼吸）を感知するように配置された呼吸活動量センサを備え、ここで処理ユニットは、空気流発生器を制御して、呼吸活動量センサが患者の十分な呼吸を感知しなかった場合に呼吸スキームに従って患者の呼吸器系に空気を送り込むように構成され、かつ、任意選択的に、誘導装置を制御して、呼吸活動量センサが患者の十分な呼吸を感知しなかった場合に呼吸スキームと協調して横隔膜を活動化させるように構成されている。呼吸活動量センサは、換気装置のセンサ部材、または患者の十分な呼吸、または間接的な関連効果（例えば酸素化）を感知または検出することを可能にする他の任意の手段であってもよい。本明細書で使用される「十分な呼吸」という用語は、患者の体の生命機能および他の機能を維持するのに適切な患者への酸素供給を可能にする呼吸または自発呼吸に関連し得る。

［００１９］好ましくは、処理ユニットは入力インターフェースを含み、呼吸スキームが入力インターフェースを介して入力されるように構成されている。入力インターフェースは、呼吸スキームを表すデータが処理ユニットに提供されるバスまたはアダプタで構成することができる。あるいは、入力インターフェースは、キーボードおよび／またはマウスおよび／またはタッチスクリーンで構成することができ、ユーザが処理ユニットにおいて呼吸スキームを定義することを可能にする。有利には、処理ユニットはまた、ユーザに情報を提示することを可能にするスクリーンまたは別の周辺デバイスを備えている。このような入力インターフェースを有することにより、処理ユニットは、特定の患者に適した呼吸スキームを効率的に定義することを可能にする。

［００２０］好ましくは、処理ユニットは、空気流発生器を制御して、呼吸スキームに従って患者の呼吸器系へ空気を送出するおよび呼吸器系から空気を吐出させるサイクルを適用することによって、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系に空気を送り込むように構成されている。呼吸器系から空気を吐出させることは、有利には、導管インターフェースの圧力を低下させることによって、特に圧力をかけることなく、受動的に行われる。それにより、空気流発生器は、導管インターフェースを介して空気を受け取る。このようなサイクルは、患者の反復的かつ連続的な換気または補助呼吸を可能にする。それにより、処理ユニットは、好ましくは、誘導装置を制御して、呼吸スキームのサイクルの合間に横隔膜を活動化させるように構成される。横隔膜を活動化させることにより、患者の体は、空気流発生器によって呼吸器系に空気が押し込まれることなく、呼吸または吸入を開始することができる。このようにして、自発呼吸を開始またはサポートすることができる。

［００２１］処理ユニットは、好ましくは、誘導装置を制御して、呼吸スキームのサイクルのうちの１つのサイクルの各開始の直前に横隔膜を活動化させるように構成される。これに関連して、「直前」という用語は、呼吸スキームのそれぞれのサイクルの開始前の明確に定義された遅延または時間に関する。これにより、遅延はシステム内で予め定義することができる。あるいは、処理ユニットは、例えば入力インターフェースを介して、ユーザが遅延を設定できるように構成することができる。適切な遅延は、０秒から１秒の範囲とすることができる。

［００２２］処理ユニットは、好ましくは、誘導装置を制御して、呼吸スキームのサイクルの吸入サイクルに同期して横隔膜を活動化させるように構成される。

［００２３］好ましくは、空気流発生器は、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系への空気の送り込みを可能にするように構成された吸気弁と、患者の呼気を可能にするように構成された呼気弁とを備え、ここで、呼吸スキームに従って、吸気弁は誘導装置の動作に同期し、呼気弁は誘導装置の無動作に同期している。

［００２４］有利な実施形態では、換気装置は、トリガイベントを検出するためのセンサを備える。そのようなトリガイベントは、例えば、自発呼吸には十分ではない横隔膜の活動化であり得る。処理ユニットは、誘導装置を作動させることによってトリガイベントが検出されると横隔膜を活動化させるように構成することができる。誘導装置の作動が開始された後に、事前定義またはユーザ定義の遅延で強制または機械的換気を開始することができる。別の有利な実施形態では、処理ユニットは、空気流発生器が患者に空気を供給する前に、明確に定義された遅延またはユーザ選択の遅延で誘導装置の作動を開始するように構成されている。

［００２５］誘導装置は、横隔膜を直接または間接的に刺激または活動化させるのに適した任意の装置であり得る。例えば、誘導装置は、横隔膜または横隔神経を磁気的に刺激するように具現化することができる。好ましくは、誘導装置は、処理ユニットの制御下で横隔神経を刺激することによって横隔膜を活動化させるように構成された少なくとも１つの電極を備える。このような電極は、比較的単純で信頼性の高い手段により、横隔膜の間接的な活動化を可能にする。

［００２６］好ましい実施形態では、誘導装置は、電磁または磁気誘導装置である。好ましくは、誘導装置は、目標形状を有する空間電磁界を生成するように構成されたコイル設計を有する電磁界発生器を備える。また、本発明の電磁界生成器を電磁界発生器と称することもできる。目標形状は、例えばピークを有する局所に限定された目標とする電界である電磁界によって得ることができる。コイル設計は、少なくとも２つのコイル、少なくとも１つの円錐形コイル、少なくとも１つの放物線コイル、または少なくとも１つの他の湾曲したかもしくは膨らんだコイルであり得るか、またはそれらを含み得る。目標形状は、電磁界によって活性化されるべき神経領域である標的領域で働くように適合させることができ、例えば電磁界内のピークによって得ることができる（焦点領域）。電磁界と電磁界強度の時間依存性および空間分布は、標的領域の所望の活動化が達成されるような方法で調整することができる。電磁界生成器のコイル設計は、換気装置の意図された用途に応じて、電磁界を形成またはカスタマイズすることを可能にする。特に、目標形状は、比較的鋭くなるように作成することができる。これにより、神経系またはその特定の部分を特異的に刺激することができる。目標形状は、特に、横隔神経などの神経を特異的に刺激すること、および標的神経に隣接するか、それを取り囲むか、またはその上にある他の組織または神経の刺激を低下させるか、または防ぐことを可能にする。標的神経を局在化させるこのプロセスは、超音波画像化技術によってもサポートできる。さらに、第２のフィードバック機構が実装されてもよい。首の両方の横隔神経を刺激するために、焦点電界（ｅ−ｆｉｅｌｄ）領域を生成する二重コイル、放物線コイルまたは小さな円形コイルを特徴とするコイル設計を提供され得る。

［００２７］これにより、誘導装置は、好ましくは、処理ユニットの制御下で横隔神経を刺激する空間電磁界によって横隔膜を活動化させるように構成される。処理ユニットが電磁界発生器を有する誘導装置を作動させることにより横隔膜の活動化を制御するこのような構成は、横隔神経を正確に刺激することを可能にする。特に、コイル設計は、処理ユニットによって正確に制御され得る電磁界の高い精度と特異性を可能にすることができる。

［００２８］代替的または追加的に、誘導装置は、処理ユニットの制御下で横隔神経を経皮的に刺激することによって横隔膜を活動化させる集束超音波装置を好ましくは備える。誘導装置は、経皮的に横隔膜を活動化させるように構成された、針電極などの少なくとも１つの電極を好ましくは備える。

［００２９］好ましくは、処理ユニットは、呼吸サイクルの各吸入フェーズの終わりに同期して、誘導装置の動作を停止させるように構成される。特に、そのような停止は、空気流発生器が呼気モードに切り替わるとき、または呼気弁を開くときに常に実施することができる。

［００３０］好ましくは、換気装置は、横隔膜の活動化または活動を検出するように構成されたセンサ部材を備える。このようなセンサ部材は、上記のような呼吸スキームにおいて使用することができるトリガイベントを収集することを可能にする。センサ部材は、それが横隔膜の活動を感知するためにヒトまたは動物の体に取り付けられるように構成された少なくとも１つの電極を含むことができる。このような電極は、横隔膜の活動化を効率的に検出することができ、誘発された活動化および／または自発的な活動を監視することができる。あるいは、横隔膜の活動は、食道カテーテル、筋電図などの他の直接的な手段によって監視することができる。あるいは、流量センサの流量パターンに対する横隔膜の活動の影響、圧力センサの圧力パターンに対する影響、胸部の動きを検出する歪ゲージや加速度センサに対する影響等、間接的な手段で監視することもできる。追加的にまたは代替的に、センサ部材は、横隔膜の収縮を検出するために、患者の胸部に、加速器および／またはジャイロスコープおよび／または歪ゲージを好ましくは含む。

［００３１］また、食道カテーテルまたは他のタイプのカテーテルを、横隔膜の活動化を検出するためのセンサ部材として使用してもよい。横隔膜の複合筋活動電位（ＣＭＡＰ）を測定するカテーテルをセンサ部材として使用してもよい。横隔膜の電気的な活動を測定する食道内のカテーテルをセンサ部材として使用してもよい。カテーテルを使用した横隔膜のＥＭＧ測定を使用してもよい。カテーテルとしての経横隔膜圧センサは、胃の圧力（Ｐｇａ）と食道の圧力（Ｐｅｓ）を測定するセンサ部材（センサタイプ：バルーンカテーテル）および圧力変換器として使用できる。これには、バルーン先端の小さなカテーテルを食道と胃に配置して、それぞれ胸腔内圧と腹腔内圧を評価する必要がある。あるいは、横隔膜の活動化を検出するセンサ部材として、超音波モニタリングを用いることもできる。さらに、吸気活動／横隔膜の活動化に関する指標として、オキシメトリ測定値を用いてもよい。また、横隔膜の活動化を検出するセンサ部材として、（胸部または他の膨張構造物の周りに）弾性バンドまたはベルトを使用してもよく、バンドまたはベルトの断面変化は、筋肉または横隔膜の収縮の指標になる。横隔膜の活動化を検出するセンサ部材として、活動電位を測定するための標的筋肉または横隔膜上の電極（例えば電脳グラフ）を使用することができる。例えば、センサ部材として、横隔膜の皮膚ＥＭＧ測定を用いてもよく、これにより、横隔膜ＥＭＧは、前腋窩線の第７肋間腔と第９肋間腔との間に配置された表面電極により監視される。センサ部材としては、胸郭変形を測定する皮膚上の機械的ストレッチセンサを用いてもよい。センサ部材として、例えば肺容積を測定するベルトの形態の、電気インピーダンストモグラフィを用いてもよい。

［００３２］筋電図、食道カテーテル、胸部電極、横隔膜筋電図は、通常、「直接」横隔膜活動化測定デバイスと見なされ、流量センサは「間接」横隔膜活動化測定デバイスと見なされる。他のすべての測定デバイスは、横隔膜活動の検出の速度（時間遅延）に応じて、「直接」または「間接」横隔膜活動化測定デバイスと見なされる。

［００３３］追加的にまたは代替的に、センサ部材は、ヒトまたは動物の体の呼吸器系に接続可能なアダプタを有する流量センサを含むことができ、この流量センサは、横隔膜の活動によって引き起こされる空気流の変化を検出するように構成されている。本明細書で使用される「流量センサ」という用語は、空気の動き、特に圧力変化をもたらす空気の動きの変化を検出することを可能にする任意のデバイスをいう。典型的には、流量センサは、特定の時間枠内で固定体積が流体によって満たされる回数、流体の流れの中で生じる力もしくは圧力、または既知の領域上での流体の速度を測定する。アダプタは特に、呼吸器系の気道に接続されるように構成することができる。流量センサは、誘導装置または空気流発生器と一体的に、例えば１つのユニットで構成することができる。また、接続される換気装置などの別のユニットに含めることもできる。これにより、センサ部材の流量センサのアダプタは、ヒトまたは動物の体の口および／または鼻および／または気管に接続されるように構成することができる。本明細書で使用される「接続される」という用語は、別の要素を介した任意の直接接続または間接接続に関する。例えば、アダプタは、チューブを介して口および／または鼻および／または気管に間接的に接続することができる。

［００３４］好ましくは、センサ部材は、誘導装置および空気流発生器にトリガを与えるように構成される。このようなトリガは、呼吸スキームに従って、誘導装置および空気流発生器を効率的に起動および／または停止させることを可能にする。また、誘導装置にトリガを与えるためのセンサ部材と空気流発生器にトリガを与えるためのセンサ部材とを別個に設けることもできる。

［００３５］好ましくは、処理ユニットは、センサ部材からのトリガに対して調整可能な時隔または時間的遅延を伴って誘導装置および空気流発生器を起動させるように構成されている。このように、トリガに対する誘導装置と空気流発生器の作動の時間的関係を効率的に設定することができる。

［００３６］処理ユニットは、好ましくは、横隔膜活動化を測定する筋電図または食道カテーテルなどのセンサ部材の信号特性に基づいて誘導装置にトリガを与える、かつ、流量および／または圧力変化などの間接的な横隔膜活性動化を測定するセンサ部材からの信号特性に基づいて空気流発生器にトリガを与えるように構成されている。

［００３７］好ましくは、処理ユニットは、調節可能な時隔および／または空間電磁界の電磁界強度および／または空間電磁界の傾斜持続時間および／または全体の空気流持続時間および／または流れ場強度および／または呼気フェーズ持続時間および／または電磁界の時間特性等の複数の呼吸スキームパラメータを自動的に変化させるように構成されている。このように、理想的なパターンを達成することができる。あるいは、操作者によって入力されたｐＯ_２またはｐＣＯ_２の範囲内の値のような最適な目標値または目標値範囲を達成することができる。

［００３８］処理ユニットは、一定の時隔で、または呼吸スキームに従って誘導装置のみを起動させるように；空気流発生器を停止させるか、またはＰＥＥＰモードで作動させるように；実際のパターンが理想的なパターンから遠すぎる場合、またはｐＯ_２値が低すぎる／ｐＣＯ_２値が高すぎるなどの目標値／目標値範囲から外れている場合にのみ、空気流発生器を起動させて呼吸スキームに寄与するように構成することができる。

［００３９］好ましい実施形態では、換気装置は校正ユニットを含み、ここで、誘導装置は、コイル設計によって生成された空間電磁界の位置を自動的に調整するように構成された電磁界調整機構を含み、処理ユニットは誘導装置のセンサ部材および誘導装置の電磁界調整機構と通信しており、処理ユニットは、誘導装置の電磁界調整機構を制御して、誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の位置を自動的に変化させるように構成され、処理ユニットは、横隔膜の活動化の検出時に誘導装置のセンサ部材から活動化フィードバック信号を受信するように構成され、かつ、処理ユニットは、誘導装置の電磁界調整機構を制御して、誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の位置の変化を自動的に停止させるように構成される。

［００４０］好ましくは、電磁界調整機構はコイル設計により生成された電磁界の電磁界強度を自動的に調整するように構成され、処理ユニットは、誘導装置の電磁界調整機構を制御して、誘導装置のコイル設計により生成された電磁界の電磁界強度を自動的に変化させるように構成され、かつ、処理ユニットは、誘導装置の電磁界調整機構を制御して、誘導装置のコイル設計により生成された電磁界の電磁界強度の変化を自動的に停止させるように構成されている。

［００４１］このような校正ユニットにより、電磁界生成器は、神経系が刺激されて横隔膜または横隔膜を特異的に活動化させるように、自動的に方向付けおよび調整され得る。特に、創出された電磁界の強さおよび目標形状の向きは、横隔膜が活動化されているという信号をセンサが受信するように神経系が刺激されるまで自動的に変化させることができる。その構成においては、神経系が特異的に刺激され、空間電磁界により、神経系の他の部分の刺激などの副作用を低減または最小化することができる。しかも、このシステムは、患者の動きに反応して、自動的に標的神経の新しい位置に向けて再方向付けすることが可能である。これにより、校正ユニット、電磁場調整機構およびセンサ部材は、電磁誘導装置に実装された自動フィードバックシステムを形成することができる。

［００４２］このように、換気装置の電磁誘導装置は、自動で簡便で効率的な作動を可能にし、より具体的には、横隔膜を活動化させるために刺激されるべき神経系の関連部分の簡単で正確かつ特異的な局在化を可能にする。装置を自動的に校正することにより、神経系の関連部分を手動で局在化する場合と比較して、かなり高い精度を達成することができ、使い勝手を向上させることができる。さらに、神経系を刺激する際の副作用を軽減することができる。

［００４３］電磁界は、単一パルスで、またはトレインとして、電磁界生成器によって生成され得る。それにより、各単一パルスは、２つの後続のパルス間に比較的長い中断を伴う、比較的短い時間での電磁界の生成に関連している。通常、単一パルスは１０Ｈｚ未満の周波数で提供されるか、またはユーザによって手動で開始される。そのようなパルスは、神経および筋肉を活性化させることができ、患者によって識別可能である。特に、そのような単一パルスは、筋肉の単一の痙攣を引き起こし得る。これとは対照的に、トレイン内で生成される場合、電磁界は互いに比較的迅速に追従するパルスのシーケンスで生成される。そのようなパルスは、約１５Ｈｚから約３０Ｈｚの間の範囲の周波数で提供され得る。特に、トレインは、神経または筋肉を活性化することを達成し、連続的な収縮または活動化が誘導されるようにすることが可能である。有利には、トレインは、目標とする強度および周波数が達成されるまで強度および／または周波数を増加させることによって提供される（ランププロトコル）。このように、突然の痙攣、患者の驚き、突然の患者の驚愕または不快感を減らすことができる。

［００４４］誘導装置は、好ましくは、電磁界発生器のコイル設計を保持する取付構造を含み、取付構造は、電磁界発生器のコイル設計を患者に保持するように構成される。取付構造は、電磁界生成器のコイル設計を、ヒトまたは動物の体内の特定の標的位置に保持するように具現化することができる。特に、そのような標的位置は、コイルによって創出された電磁界によって神経系の標的部分に到達することができる位置であってもよい。取付構造に関連して使用される「保持する」という用語は、体と接触しているか、または体に近距離にあるコイル設計に関する。これにより、コイル設計の位置と向きを予め定めたり、明確にすることが可能である。このような取付構造により、効率的にかつ正確に誘導装置を位置決めすることが可能になり、最終的にはそのコイル設計により、横隔膜を効率的に活動化させることができる。

［００４５］取付構造には、ヒトまたは動物の体に保持されているときに、ヒトまたは動物の体に対する電磁界発生器のコイル設計の位置を自動的に変更するように構成された再位置決め構造を含み得る。再位置決め構造による自動変更に関連して使用される「位置」という用語は、場所、向き、形状形成など、およびそれらの組み合わせに関する。位置は、傾斜させたり、シフトしたり、位置を変えたり、形状を変えたりすることによって、または同様の行為によって変更され得る。このように、空間電磁界の向きを効率的かつ正確に調整できる。

［００４６］したがって、電磁界調整機構は、取付構造の再位置決め構造を含むことができ、校正ユニットは、再位置決め構造を誘導してヒトまたは動物の体に対する少なくとも２つの電磁コイルの位置を自動的に変更することによって、空間電磁界の位置を自動的に変化させるように構成され得る。取付構造の再位置決め構造は、ヒトまたは動物の体に保持されているときに、ヒトまたは動物の体に対して電磁界生成器のコイル設計を傾斜させるように構成された、ジョイントを好ましくは備えることができる。これにより、神経系を刺激するために空間電磁界を調整するための位置および／または方向を効率的に適合させることができる。

［００４７］取付構造は、電磁界生成器のコイル設計によって生成された電磁界がヒトまたは動物の体の神経系の横隔神経に到達できるように、ヒトまたは動物の体の首でコイル設計を保持するように構成され得る。そのような実施形態は、横隔神経を効率的に刺激し、横隔膜を活動化させることを可能にする。

［００４８］代替的または追加的に、電磁界生成器は、コイル設計によって生成された電磁界内に配置されている再位置決め可能な導電性要素を備え得る。このような導電性要素は、代替の効率的な空間電磁界の調整を可能にする。したがって、電磁界調整機構は電磁界発生器の導電性要素を備えることができ、校正ユニットは電磁界調整機構を誘導して空間電磁界内の導電性要素を自動的に再位置決めすることによって、該電磁界の位置を自動的に変化させるように構成され得る。導電性要素は、導電性シャフトとすることができる。そのようなシャフトは、空間電磁界を正確に調整するための単純かつ効率的な実施形態であり得る。この文脈では、「シャフト」という用語は、棒、ポール、スティック、ステム、ポス等の任意の適切な棒状構造物をいう。

［００４９］電磁界生成器は、コイル設計を含むコイルアレイを備えることができる。特に、アレイは３つ以上のコイルから構成することができる。このようなアレイは、より洗練された形状を可能にし、電磁界、特にその目標形状を移動させる。したがって、電磁界調整機構は電磁界発生器のコイルアレイを備えることができ、校正ユニットは電磁界調整機構を誘導してさまざまなコイルの組み合わせのコイルアレイに自動的に力を付与することによって、空間電磁界の位置を自動的に変化させるように好ましくは構成される。コイルアレイのコイルは重なり合っていてもよい。電磁界生成器のコイルアレイは、それぞれが目標形状を有する複数の電磁界を生成するように好ましくは配置され、コイルアレイは、複数の電磁界が重なり合って累積強度を生むように配置される。このような累積強度により、神経系を正確に刺激することができるような、より正確で明確に定義された、目標とする電界を生成することができる。

［００５０］好ましい実施形態では、換気装置のセンサ部材は、導管インターフェースに接続された流量センサを含み、横隔膜の活動によって誘導される空気流の変化を検出するように構成されている。そのため、センサ部材の流量センサは、好ましくは、導管インターフェースと一体である。このような流量センサは、患者の呼吸活動量または誘導装置および／もしくは空気流発生器によって誘導される呼吸を効率的に検出することを可能にする。したがって、流量センサは、患者のいかなる呼吸にも対応するフィードバックを効率的に提供することを可能にする。

［００５１］換気装置は、好ましくは、単一のアセンブリである。このような単一のアセンブリは、機械のコンポーネントを効率的に適合させ、それらが互いに一致し、それらが効率的に相互作用するようにする。

［００５２］好ましくは、センサ部材は、ヒトまたは動物の体の呼吸器系に接続可能なアダプタを有する圧力センサを好ましくは含み、この圧力センサは、横隔膜の活動によって引き起こされる圧力変化を検出するように構成されている。センサ部材の圧力センサのアダプタは、ヒトまたは動物の体の口および／または鼻に接続されるように構成することができる。圧力センサは、誘導装置と一体的に、例えば１つのユニットで構成することができる。また、接続される換気装置などの別のユニットに含めることもできる。

［００５３］１つの好ましい実施形態では、本発明による換気装置は、横隔膜機能または睡眠時無呼吸または睡眠呼吸障害の他の形態を評価する診断目的で、横隔神経の誘導のために使用することができる。

［００５４］別の好ましい実施形態では、本発明による換気装置は、自発呼吸のない患者における治療的使用のために、例えば呼吸中枢の機能がない患者、例えば鎮静状態にある患者、集中治療患者または麻酔患者のような患者の蘇生および生命維持のため、反復的かつ規則的な誘導のために使用することができる。反復的かつ規則的な誘導は、特に、毎分１０から５０の刺激とすることができる。呼吸中枢の機能がないのは、薬物またはオピオイドの摂取によるものであり得る。この使用は、例えば、事故後の対麻痺患者など、呼吸中枢と横隔膜の間の接続が遮断されているために刺激が失われている患者のための即時治療に関与するもの、鎮静または呼吸抑制により刺激が失われている患者における使用のためのもの、あるいはトリガのない機械的に換気されている患者における使用のためのものであり得る。

［００５５］さらなる他の好ましい実施形態では、本発明による換気装置は、少なくとも部分的に損傷していない横隔神経を有する自発的な横隔膜収縮がないかまたは不十分な患者における治療的使用の横隔神経の反復的な経皮誘導のために使用される。これらの治療用途には、例えば、機械的に換気されている患者の横隔膜脱力の治療または回避、機械的に換気されている患者の肺感染の回避または治療、ＣＯＰＤ患者における使用のため、（例えば薬物またはオペオイドによる）呼吸中枢の機能が損なわれた患者の蘇生および生命維持のため、睡眠時無呼吸および他の形態の睡眠呼吸障害の治療のため、特発性横隔膜麻痺、神経痛性筋萎縮症またはＡＬＳの患者を治療するため、高炭酸ガス血症を治療するためが含まれる。

［００５６］別の態様では、本発明は、換気装置の製造プロセスである。このプロセスは、以下のものを換気装置にアセンブルすることを含む。（ｉ）ヒトまたは動物患者の呼吸器系に接続されるように構成された導管インターフェース；（ｉｉ）導管インターフェースを介して空気を患者の呼吸器系に送り込むように構成された空気流発生器；（ｉｉｉ）空気流発生器と通信し、空気流発生器を制御して、呼吸スキームに従って患者の呼吸器系に空気を送り込むように構成された処理ユニット；および（ｉｖ）患者の横隔膜を換気装置に対して活動化させるための、処理ユニットと通信している誘導装置。製造プロセスはさらに、処理ユニットが誘導装置を制御して、呼吸スキームと協調して横隔膜を活動化させるように処理ユニットを構成するステップをさらに含む。呼吸スキームは、好ましくは、誘導装置の作動の開始と空気流発生器の作動の開始との間の時隔を含む。

［００５７］本発明によるプロセスは、本発明およびその好ましい実施形態による換気装置を効率的に製造することを可能にする。それにより、本発明をその好ましい実施形態による換気装置に関連して上述した効果および利点を達成することができる。

［００５８］以下では、本発明に従った製造プロセスのさらなる好ましいステップおよび特徴が列挙される。

［００５９］ 好ましくは、本プロセスは、入力インターフェースを処理ユニットに提供するステップを含み、処理ユニットは、呼吸スキームが入力インターフェースを介して入力されるように構成される。

［００６０］好ましくは、本プロセスは、空気流発生器が呼吸スキームに従って患者の呼吸器系へ空気を送出するおよび呼吸器系から空気を吐出させるサイクルを適用することによって、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系に空気を送り込むように空気流発生器を構成するステップを含む。

［００６１］好ましくは、本プロセスは、処理ユニットが誘導装置を制御して、呼吸スキームのサイクルの吸入サイクルに同期して横隔膜を活動化させるように処理ユニットを構成するステップを含む。

［００６２］空気流発生器は、好ましくは、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系への空気の送り込みを可能にするように構成された吸気弁と、患者の呼気を可能にするように構成された呼気弁とを備え、ここで、呼吸スキームに従って、吸気弁は誘導装置の動作に同期し、呼気弁は誘導装置の無動作に同期している。

［００６３］それにより、処理ユニットは、好ましくは、誘導装置を制御して、呼吸スキームのサイクルの合間に横隔膜を活動化させるように構成される。

［００６４］さらに、本プロセスは、処理ユニットが誘導装置を制御して、呼吸スキームのサイクルのうちの１つのサイクルの各開始直前に横隔膜を活動化させるように処理ユニットを構成するステップを含む。

［００６５］好ましくは、本プロセスは、処理ユニットの制御下で横隔神経を経皮的に刺激することによって横隔膜を活動化させるように構成された少なくとも１つの電極を誘導装置に提供するステップを含む。

［００６６］好ましくは、本プロセスは、目標形状を有する空間電磁界を生成するように構成されたコイル設計を有する電磁界発生器を誘導装置に提供するステップを含む。これにより、誘導装置は、好ましくは、処理ユニットの制御下で横隔神経を刺激する空間電磁界によって横隔膜を活動化させるように構成される。

［００６７］本プロセスは、好ましくは、電磁界発生器のコイル設計を保持する取付構造を誘導装置に提供するステップを含み、取付構造は、電磁界発生器のコイル設計を患者に保持するように構成される。

［００６８］本プロセスは、好ましくは、処理ユニットが呼吸サイクルの各吸入フェーズの終わりに同期して、誘導装置の動作を停止させるように処理ユニットを構成するステップを含む。

［００６９］好ましくは、製造プロセスは、横隔膜の活動化を検出するように構成されたセンサ部材を換気装置に提供するステップを含む。

［００７０］これにより、プロセスは、好ましくは、誘導装置および空気流発生器にトリガを与えるようにセンサ部材を構成するステップを含む。

［００７１］好ましくは、プロセスは、処理ユニットがセンサ部材からのトリガに対して調整可能な時隔を伴って誘導装置および空気流発生器を起動させるように処理ユニットを構成するステップを含む。

［００７２］プロセスは、好ましくは、処理ユニットが横隔膜活動化を測定するセンサ部材の信号特性に基づいて誘導装置にトリガを与え、間接的横隔膜活動化を測定するセンサ部材からの信号特性に基づいて空気流発生器にトリガを与えるように処理ユニットを構成するステップを含む。

［００７３］好ましくは、プロセスは、処理ユニット（３；３０；３８）が複数の呼吸スキームパラメータおよび／または空間電磁界の電磁界強度および／または空間電磁界の傾斜持続時間および／または全体の空気流持続時間および／または流れ場強度および／または呼気フェーズ持続時間および／または電磁界の時間特性を自動的に変化させるように処理ユニットを構成するステップを含む。

［００７４］さらに、換気装置は好ましくは、校正ユニットを備え、ここで、（ｉ）誘導装置は、コイル設計によって生成された空間電磁界の位置を自動的に調整するように、かつ、コイル設計によって生成された空間電磁界の電位会強度を自動的に調整するように構成された電磁界調整機構を備え；（ｉｉ）処理ユニットは誘導装置のセンサ部材および誘導装置の電磁界調整機構と通信しており、処理ユニットは、誘導装置の電磁界調整機構を制御して、誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の位置を自動的に変化させるように、かつ、誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の電磁界強度を自動的に変化させるように構成され；（ｉｉｉ）処理ユニットは、横隔膜の活動化の検出時に誘導装置のセンサ部材から活動化フィードバック信号を受信するように構成され、かつ、（ｉｖ）処理ユニットは、誘導装置の電磁界調整機構を制御して、誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の位置の変化を自動的に停止させるように構成される。

［００７５］センサ部材は好ましくは、導管インターフェースに接続された流量センサを備え、横隔膜の活動によって誘導される空気流の変化を検出するように構成される。そのため、センサ部材の流量センサは、好ましくは、導管インターフェースと一体である。

［００７６］換気装置は好ましくは、単一ピースのアセンブリとして具現化される。

［００７７］好ましくは、本プロセスは、警報ユニットを電磁誘導装置にアセンブルするステップを含み、ここで追跡装置が、警報ユニットに接続され、かつ、電磁界調整機構を介して２つのコイルによって生成された空間電磁界の位置を変更することによって達成される補償の範囲を検出された動きが超えたときに警報ユニットを起動させるように構成されている。警報は、音響信号、視覚信号、触覚信号、またはこれらの任意の組み合わせとすることができる。

［００７８］好ましくは、プロセスは、患者の呼吸を感知するために配置された呼吸活動量センサを誘導装置にアセンブルすること、処理ユニットが空気流発生器を制御して、呼吸活動量センサが患者の十分な呼吸を感知しなかった場合に呼吸スキームに従って患者の呼吸器系に空気を送り込むように処理ユニットを構成すること、かつ、任意選択的に、処理ユニットが誘導装置を制御して、呼吸活動量センサが患者の十分な呼吸を感知しなかった場合に呼吸スキームと協調して横隔膜を活動化させるように処理ユニットを構成することを含む。

［００７９］さらなる他の態様において、本発明は、ヒトまたは動物患者を換気する方法である。この方法は、（ｉ）導管インターフェースをヒトまたは動物患者の呼吸器系に接続するステップと、（ｉｉｉ）導管インターフェースを介して空気を患者の呼吸器系に送り込むステップと、（ｉｉｉｉ）呼吸スキームに従って患者の呼吸器系への空気の送り込みを制御するステップと、（ｉｖ）呼吸スキームと協調して患者の横隔膜を活動化させるステップとを含む。好ましくは、呼吸スキームは、誘導装置の作動の開始と空気流発生器の作動の開始との間の時隔を含む。

［００８０］この換気方法は、本発明をその好ましい実施形態による換気装置に関連して上述した効果および利点を達成することを可能にする。特に、有利には、本方法は、本発明による換気装置によって実施される。

［００８１］以下に、本発明による方法のさらに好ましいステップおよび特徴を列挙する。

［００８２］好ましくは、本方法は、意図された治療計画に従って呼吸スキームを定義するステップを含む。このように、呼吸スキームを治療計画に統合して、改善された治療を達成することができる。

［００８３］呼吸スキームに従って患者の呼吸器系に空気を送り込むことは、患者の呼吸器系に空気を送出するおよび呼吸器系から空気を吐出させるサイクルを適用することを含むことが好ましい。このようなサイクルで、効率的な反復換気が実施され得る。

［００８４］これにより、横隔膜は好ましくは、呼吸スキームのサイクルの合間に活動化される。特に、横隔膜は好ましくは、呼吸スキームの１つのサイクルの各開始の直前に活動化される。

［００８５］好ましくは、誘導装置は、呼吸スキームのサイクルの吸入サイクルに同期して横隔膜を活動化させる。

［００８６］好ましくは、空気流発生器は、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系への空気の送り込みを可能にするように構成された吸気弁と、患者の呼気を可能にするように構成された呼気弁とを備え、ここで、呼吸スキームに従って、吸気弁は誘導装置の動作に同期し、呼気弁は誘導装置の無動作に同期している。

［００８７］好ましくは、呼吸スキームと協調して患者の横隔膜を活動化させることは、横隔神経を刺激することを含む。これにより、横隔神経は好ましくは、コイル設計によって生成された目的形状を有する空間電磁界によって刺激される。このような電磁界は、横隔膜神経を介して正確かつ効率的な方法で横隔膜を活動化することを可能にする。

［００８８］そのため、方法は好ましくは、コイル設計を患者に保持するステップを含む。例えば、横隔神経を刺激するために、コイル設計は患者の首に保持することができる。

［００８９］好ましくは、本方法は、横隔膜の活動化を感知するステップを含む。

［００９０］したがって、方法は、好ましくは、（ｉ）コイル設計によって生成された空間電磁界の位置を自動的に調整すること；（ｉｉ）コイル設計によって生成された電磁界の電磁界強度を自動的に調整すること：（ｉｉｉ）誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の位置を自動的に変化させること；誘導装置のコイル設計によって生成された電磁界の電磁界強度を自動的に変化させること；（ｉｖ）横隔膜の活動化の検出時に活動化フィードバック信号を受信すること；および（ｖ）活動化フィードバック信号が受信されたときに、誘導装置のコイル設計によって生成された空間電磁界の位置の変化を自動的に停止させ、かつ、活動化フィードバック信号が受信されたときに、誘導装置のコイル設計によって生成された電磁界の電磁界強度の変化を自動的に停止させることを含む。

［００９１］横隔膜の活動化を感知するステップは、好ましくは、横隔膜の活動によって引き起こされる患者の呼吸器系の空気流の変化を検出することを含む。

［００９２］好ましくは、呼吸スキームは、患者の横隔膜を反復的に活動化させることを定義する。それにより、患者の横隔膜を反復的に活動化させることは、好ましくは毎分１０から５０回の刺激である。

［００９３］好ましくは、誘導装置の動作は、呼吸サイクルの各吸入フェーズの終わりに同期して停止される。

［００９４］センサ部材は好ましくは、誘導装置および空気流発生器にトリガを与える。

［００９５］これにより、誘導装置および空気流発生器は、好ましくは、センサ部材からのトリガに対して調整可能な時隔を伴って起動する。

［００９６］好ましくは、誘導装置は、横隔膜の活動化を測定するセンサ部材の信号特性に基づいてトリガを与えられ、空気流発生器は、間接的な横隔膜の活動化を測定するセンサ部材からの信号特性に基づいてトリガを与えられる。

［００９７］好ましくは、複数の呼吸スキームパラメータおよび／または空間電磁界の電磁界強度および／または空間電磁界の傾斜持続時間および／または全体の空気流持続時間および／または流れ場強度および／または呼気フェーズ持続時間が変更される。

［００９８］好ましくは、方法は、患者の自発的な呼吸を感知すること、患者の自発的な呼吸を感知しなかったときに呼吸スキームに従って患者の呼吸系に空気を送り込むこと、および患者の自発的な呼吸を感知しなかったときに呼吸スキームと協調して横隔膜を活動化させることを含む。

［００９９］電磁界発生器に関わる本発明のすべての態様および実施形態の中で、本明細書に記載されたすべての実施形態の電磁界発生器は、有利には、調整可能な電磁界強度および周波数を有する電磁界のパルスを提供するように構成される。このように、患者または特定の体の部位の痙攣を防止することができる。これは、刺激の利便性および効率を向上させることができる。

［００１００］本発明による換気装置、ならびに本発明によるプロセスおよび本発明による方法は、例示的な実施形態によって、および添付の図面を参照して、以下でより詳細に説明される。

第１の変形例の電磁誘導装置を有する、本発明による換気装置の第１の実施形態を示す。 図１の電磁誘導装置の電磁界生成器を示す。 図１の電磁誘導装置によって生成された電磁界を示す。 第２の変形例の電磁誘導装置を有する、本発明による換気装置の第２の実施形態を示す。 第３の変形例の電磁誘導装置の電磁界発生器を傾斜状態で示す。 図５の電磁界生成器を非傾斜状態で示す。 第４の変形例の電磁誘導装置を有する、本発明による換気装置の第３の実施形態を示す。 本発明による、ヒトまたは動物患者を換気する方法の第１の実施形態のフロー図を示す。 図９は、図８の方法で定義された例示的な呼吸スキームのグラフ表示を示す。

［００１０１］以下の説明では、便宜上の理由で特定の用語が使用されているが、それらにより本発明を限定することは意図されていない。図における「右」、「左」、「上（”ｕｐ”）」、「下（”ｄｏｗｎ”）」、「下（”ｕｎｄｅｒ”）、および「上（”ａｂｏｖｅ”）」という用語は、方向を指す。用語は、明示的に言及された用語と、それらの派生語および同様の意味を持つ用語で構成される。また、「下（”ｂｅｎｅａｔｈ”）」、「下（”ｂｅｌｏｗ”）」、「下（”ｌｏｗｅｒ”）」、「上（”ａｂｏｖｅ”）」、「上（”ｕｐｐｅｒ”）」、「近位」、「遠位」等の空間的に相対的な用語は、図示されている１つの要素または特徴の別の要素または特徴との関係を説明するために使用される場合がある。これらの空間的に相対的な用語は、図に示された位置および向きに加えて、使用中または作動中のデバイスのさまざまな位置および向きを包含することが意図されている。例えば、図のデバイスを反転させると、他の要素または特徴の「下（”ｂｅｌｏｗ”または”ｂｅｎｅａｔｈ”）」と記載された要素は、他の要素または特徴の「上（”ａｂｏｖｅ”または”ｏｖｅｒ”）」となる。このように、例示的な用語「下」は、上と下の位置および向きの両方を包含し得る。デバイスは別の方法でも方向付けられ（９０度または他の向きに回転）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈される。同様に、さまざまな軸に沿った、およびそれを中心とした動きの記述には、さまざまな特別なデバイスの位置と向きが含まれる。

［００１０２］図およびさまざまな態様および例示的な実施形態の説明において繰り返しを避けるために、多くの特徴が多くの態様および実施形態に共通していることが理解されるべきである。説明または図からの態様の省略は、その態様が、その態様を組み込む実施形態から欠落していることを意味するものではない。むしろ、その態様は、明確性のために、また、冗長な記述を避けるために省略されていてもよい。これに関連して、本明細書の残りの部分に以下が適用される。図面を明確にするために、明細書の直接関連する部分で説明されていない参照記号が図に含まれている場合は、前または後ろの説明部分が参照される。さらに、明瞭性の理由から、図面において部品のすべての特徴に参照符号が付されているわけではない場合、同じ部品を示す他の図面が参照される。２つ以上の図中の似た番号は、同じまたは類似の要素を表す。

［００１０３］図１には、本発明による換気装置１の第１の実施形態が示されている。換気装置１は、電磁誘導装置２（以下では、ＥＭＩ装置とも呼ばれる）の第１の実装を有する。ＥＭＩデバイス２は、コイル設計として２つのコイル２１１を有する電磁界生成器２１を備える。コイル２１１は、１つの共通平面に配置され、空間電磁界２１２を生成するように構成される。特に図３でわかるように、作動すると、２つのコイル２１１は、患者５の首５２に向かって電磁界２１２を生成する。電磁界２１２は、電磁界２１２が首５２に最大限に延びる標的領域２１３を伴う中央の目標形状を有する。

［００１０４］図１に戻って、ＥＭＩデバイス２は、患者５の首５２に配置され、患者５が横たわるベッド５１に固定されたネックアーク（ｎｅｃｋ ａｒｃ）２２１を有する取付構造２２を有する。ネックアーク２２１には、ＥＭＩデバイス２の電磁界調整機構の再位置決め構造としてのジョイント２２２が設けられている。ジョイント２２２は、コイル２１１を患者５の首５２に保持する。

［００１０５］人工呼吸器１１は空気流発生器としての換気装置１１をさらに備え、そこから換気菅１３が延びる。換気装置１は、換気装置１の導管インターフェースとしての、またはＥＭＩデバイスのアダプタとしてのマウスピース１２を有する。マウスピース１２は、患者５の呼吸器系への入口として口に当てられる。換気菅１３は、換気装置１またはＥＭＩデバイス２のセンサ部材４の流量センサ４１に連結されている。

［００１０６］換気装置１はさらに、校正ユニット３１と電磁界調整機構の電磁界調整ユニット３２とを有する処理ユニットとしてのコントローラ３を有する。コントローラ３は、流量センサ４１、人工呼吸器１１およびジョイント２２２との間で、それぞれのワイヤ３３を介して通信している。

［００１０７］校正ユニット３１は、コイル２１１によって生成された電磁界２１２の標的領域２１の位置を自動的に変化させるためにジョイント２２２を操作するように構成されており、コントローラ３は電磁界２１２の電磁界強度を変化させるように構成されている。電磁界２１２の電磁界強度および位置を変化させる目的は、図３で最もよく分かるように、患者５の横隔神経５３を特異的に刺激するように電磁界２１２を調整することである。横隔神経５３が刺激されると、患者５の横隔膜が活動化される。これにより、空気流または呼吸が誘発され、それが流量センサ４１によって感知される。

［００１０８］校正ユニット３１は、横隔膜の活動化を検出したとき、または空気流を検出したときに、流量センサ４１からの活動化フィードバック信号を受信するように構成されている。さらに、活動化フィードバックが受信されたときに、校正ユニットは電磁界２１２の標的領域２１３の位置の変化を停止させるように構成され、また、コントローラ３は電磁界２１２の電磁界強度の変動を停止させるように構成されている。

［００１０９］人工呼吸器１１は、マウスピース１２を通して患者５の呼吸器系に空気を送るように構成されている。よって、コントローラ３は、コントローラ３で定義された呼吸スキームに従って呼吸システムに空気を送るように人工呼吸器１１を制御するように構成されている。特に、コントローラ３は、横隔神経５３を介した横隔膜の活動化が患者５の換気と協調するように、呼吸スキームと協調して横隔膜の活動化を調節する。

［００１１０］図２には、電磁界生成器２１のコイル２１１がより詳細に示されている。それによって、コイル２１１がジョイント２２２を介してネックアーク２２１に接続されていることがわかる。図２の矢印が示すように、ジョイント２２２は、コントローラ３を介して傾斜させることができ、その結果コイル２１１も一緒に傾けられるかまたは回転され得る。ＥＭＩデバイス２の校正中、校正ユニット３１は、ジョイント２２２を動かすことにより、患者５の首５２に対してコイル２１１を自動的に傾斜させる。これにより、電磁界２１２、特にその標的領域２１３が対応して移動する。それに加えて、校正ユニット３１は、横隔神経が標的領域２１３内にあり、それによって刺激されるまで、電磁界２１２の電磁界強さを変化させる。

［００１１１］ＥＭＩデバイス２には、コイル２１１に対する患者５の動きを検出し、検出された患者５の動きを補償するために、電磁界２１２の標的領域２１３の位置の変化を自動的に誘発するように構成された追跡装置２３がさらに設けられている。追跡装置２３は、警報ユニットと通信している。それは、検出された動きが、電磁界２１２の標的領域２１３の位置を変更することによって達成可能な補償範囲を超えたときに、警報ユニットを起動させる。

［００１１２］コントローラ３には、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器と接続するための無線アダプタが入力インターフェースとして備わっている。モバイル機器が接続されると、操作者は患者５の治療に適した適切な周期的呼吸スキームを入力できる。呼吸スキームは、コントローラ３が予め定められた患者固有の方法で作動を誘発するように具現化される。これにより、人工呼吸器１１は、呼吸スキームに従って患者５の呼吸器系に空気を送り込み、呼吸システムから空気を吐出させるサイクルを適用することによって、マウスピース１２を通して患者５の呼吸器系に空気を送り込む。さらに、ＥＭＩデバイス２は、呼吸スキームの１つのサイクルの各開始の直前に横隔膜を活動化させる。

［００１１３］図４には、本発明による換気装置１０の第２の実施形態が示されている。それは、２つのコイル２１１０を有する電磁界発生器２１０を備えるＥＭＩデバイス２０の第２の実装を含む。コイル２１１０は、目標形状を有する空間電磁界を生成するように構成される。ＥＭＩデバイス２０はさらに、テープ２２１０を有する取付構造２２０を有する。テープは２２１０接着剤を伴っており、患者５０の首５２０に取り付けられる。

［００１１４］ＥＭＩデバイス２０は、コイル２１１０に向かって延びる再位置決め可能な要素としてシャフト２２２０が備え、シャフトの軸を中心として電磁界を傾けることができる。

［００１１５］人工呼吸器１０は空気流発生器としての換気装置１１０を備え、そこから換気菅１３０が延びる。ＥＭＩデバイス２０は、アダプタとして、すなわち換気装置１０の導管インターフェースとして、マウスピース１２０を有する。マウスピース１２０は、患者５０の呼吸器系への入口として口に当てられる。

［００１１６］換気装置１０は、校正ユニット３１０と電磁界調整機構の電磁界調整ユニット３２０とを有する処理ユニットとしてのコントローラ３０を有する。患者５０の体表には、横隔膜の活動化を検出するためのセンサ部材４０に包含される複数の電極４１０。コントローラ３０は、電極４１０と、また、それぞれのワイヤ３３０を介してシャフト２２２０に接続する磁気刺激装置３２５と通信している。コントローラ３０はさらに、人工呼吸器１１０と無線で通信している。

［００１１７］校正ユニット３１０は、シャフト２２２０を再位置決めするように電磁界調整ユニット３２０を自動的に誘導することによって、および電磁界の電磁界強度を自動的に変化させることによって、空間電磁界の位置を自動的に変化させるように構成されている。特に、シャフト２２２０は、シャフトの軸の周りの電磁界の位置合わせに影響を与え、それにより標的領域２１３の位置に影響を与える。したがって、シャフト２２２０を移動させることにより、目標形状の電磁界を位置変更させることができる。これと同様に、患者５０の首５２０の範囲内で空間電磁界を移動させることができる。特に、校正ユニット３１０は、空間電磁界の位置を変化させ、電磁界の電磁界強度を変化させるように構成されている。これと同様に、電磁界は、患者５０の横隔神経を特異的に刺激するように調整することができる。横隔神経が刺激されると患者５０の横隔膜は活動化され、これが電極４１０によって感知される。

［００１１８］校正ユニット３１０は、横隔膜の活動化を検出したときに、電極４１０からの活動化フィードバック信号を受信するように構成されている。さらに校正ユニットは、活動化フィードバックが受信されたときに、空間電磁界の位置の変化を停止させるように構成され、また、電磁界の電磁界強度の変化を停止させるようにコントローラ３０を制御するように構成されている。人工呼吸器１１０は、マウスピース１２０を通して患者５０の呼吸器系に空気を送るように構成されている。コントローラ３０は、コントローラ３０で定義された呼吸スキームに従って呼吸システムに空気を送るように人工呼吸器１１０を制御するように構成されている。特に、コントローラ３０は、横隔神経を介した横隔膜の活動化が患者５０の換気および呼吸と協調するように、呼吸スキームと協調して横隔膜の活動化を調節する。

［００１１９］コントローラ３０には、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器と接続するための無線アダプタが入力インターフェースとして備わっている。モバイル機器が接続されると、操作者は患者５０の治療に適した適切な周期的呼吸スキームを入力できる。呼吸スキームは、コントローラ３０が予め定められた患者固有の方法で換気および横隔神経を誘導するように具現化される。これにより、人工呼吸器１１０は、呼吸スキームに従って患者５０の呼吸器系に空気を送り込み、呼吸システムから空気を吐出させるサイクルを適用することによって、マウスピース１２０を通して患者５０の呼吸器系に空気を送り込む。さらに、ＥＭＩデバイス２０は、呼吸スキームの１つのサイクルの各開始の直前に横隔膜を活動化させる。

［００１２０］図５には、ＥＭＩデバイスの第３の実施形態の電磁界生成器２１９が示されている。電磁界生成器２１９は、２つのコイル２１１９が配置されたハウジングを含む。コイル２１１９は、それらが一体として一緒に移動または操作され得るように、互いに固定される。コイル２１１９は、それらの側方端側でケーブル２１３９に接続されている。コイル２１１９から開始して、ケーブル２１３９は、それぞれのプーリ２１２９によって方向を変えられ、ハウジングの開口部を通って導かれる。

［００１２１］図５では、コイル２１１９は、左コイル２１１９が右コイル２１１９よりも高い傾斜状態で示されている。コイル２１１９の傾斜を変えるために、ケーブル２１３９の１つを引っ張ることができる。図６に見られるように、コイル２１１９を真っ直ぐな位置に戻すには、コイル２１１９が反時計回りに回転するように、左ケーブル２１３９が引っ張られる。

［００１２２］図７は、第４の実施形態のＥＭＩデバイス２８を有する、本発明による換気装置１８の第３の実施形態を示す。ＥＭＩデバイス２８は、コイル設計として２つのコイル２１１８を有する電磁界生成器２１８を備える。電磁界生成器２１８はハウジング２１２８を有し、その中に取付構造２２８のシャフトが延びる。シャフト２２２８はシャフトドライブ２２３８に連結されており、シャフトドライブによりシャフト２２３８は、コイル２１１８により既に生成されている電磁界内で移動することができる。

［００１２３］換気装置１８は、空気流生成器としての人工呼吸器を備え、そこから換気菅が、センサ部材４８の流量センサ４１８を介して、導管インターフェースとしてのマウスピース１２８に接続されている。マウスピース１２８は、患者５８の呼吸器系への入口として、患者の口に当てられる。

［００１２４］換気装置１８は、校正ユニットと電磁界調整ユニットを備えた処理ユニットとしてのコントローラ３８を有する。電磁界生成器２１８のハウジング２１２８、シャフトドライブ２２３８およびコントローラ３８は患者５８に、特に、電磁界生成器２１８歯患者の首５２８に取り付けられる。そのため、取付構造２２８の接着剤が使用される。コントローラ３８は、ワイヤ３３８によって、流量センサ４１８およびシャフトドライブ２２３８と通信している。

［００１２５］換気装置１８は、図４に関連して上述した換気装置１０と同様に作動する。

［００１２６］図８は、本発明に従ってヒトまたは動物患者を換気する方法の実施形態を示す。この方法は、上述の換気装置のいずれか１つ、または本発明による換気装置の別の実施形態を含む。

［００１２７］第１のステップ１０１では、呼吸スキームは、操作者によって定義される。特に、操作者は、換気装置によって提供されるユーザインターフェースを介して呼吸スキームを定義する。第２のステップ１０２では、換気装置の導管インターフェースが患者の呼吸器系に接続される。特に、導管インターフェースのマウスピースは、鼻と口がマウスピースで覆われるように患者の頭部に装着される。

［００１２８］第３のステップ１０３では、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系に空気が送り込まれる。より具体的には、サブステップ１０３ｉにおいて、換気装置の流量センサが、導管インターフェース内部の空気流を感知することにより、横隔膜の自発活動量を検出する。このような自発活動量が検出された後の、呼吸スキームにおいて予め定められた第１の時隔は、サブステップ１０３ｉｉにおいて、換気装置の電磁誘導装置が空間電磁界を印加することによって、横隔神経を刺激する。このような刺激のために、患者の首に装着された電磁誘導装置のコイル設計が通電される。特に、目標強度に達するまで強度が連続的に増加する電磁インパルストレインが生成される。これにより、患者の横隔膜が活動化する。横隔膜のそのような活動化の後の、呼吸スキームにおいて予め定められた第２の時隔は、サブステップ１０３ｉｉｉにおいて、換気装置の空気流発生器が導管インターフェースを通して空気を患者に送り込む。サブステップ１０３ｉｖでは、横隔膜の活動化および空気の送達が停止され、空気が患者の呼吸器系から受動的に吐出される。その後、サブステップ１０３ｖにおいて、換気は、サブステップ１０３ｉにおいて自発活動量が再び検出されるまで一時停止される。

［００１２９］ステップ１０３の患者の呼吸器系への空気の送達は、進行中または継続的なステップ１０４において、換気装置の処理ユニットによって制御される。

［００１３０］図９には、図８の方法のステップ１０１で定義された呼吸スキームのグラフが示されている。このグラフでは、一番下の水平矢印が時間を表し、最初の水平矢印１０３−Ａが流量センサによって検出された信号を表し、２番目の水平矢印１０３−Ｂが換気装置の電磁誘導装置の動作を表し、３番目の水平矢印１０３−Ｃは換気装置の空気流発生器の動作を表す。

［００１３１］ 図９のグラフでわかるように、流量センサは、患者の最終的な弱い自発的吸入から生じる空気流の形でトリガイベント１０３−Ｄを検出し、それぞれの信号を換気装置の処理ユニットに転送する。その後、処理ユニットは、電磁誘導装置を作動させ、電磁パルスのトレイン１０３−Ｅを提供するピークを有する空間電磁場界を生成する。より具体的には、トレイン１０３−Ｅは、約３３ミリ秒から約６６ミリ秒の範囲であり得る時間幅ｗで互いに続く多数の電磁パルスを含む。それにより、トレイン１０３−Ｅの開始時には、目標強度に達するまでパルスの強度が段階的に増加する。このように、患者の抵抗または不快感を軽減できるような目標強度のインパルスをスムーズに提供することができる。電磁誘導装置は、患者の首に装着され、横隔神経を刺激するように調整される。このように、トレイン１０３−Ｅを提供することにより、患者の横隔膜が活動化されて、横隔膜が収縮し、患者が吸入するようになる。

［００１３２］呼吸スキームにおいて予め定められたそれぞれの時隔Δｔの後に、処理ユニットは、導管インターフェースを介して患者の呼吸器系への強制的な空気送達１０３−Ｆが提供されるように、空気流発生器を作動させる。空気送達１０３−Ｆの間、トレイン１０３−Ｅは依然として提供され、このフェーズでは、空気流発生器および電磁誘導装置によって並行して吸入が誘導される。流量センサは、導管インターフェース内の圧力および／または流量を連続的に感知する。吸入流量および／または圧力が所定の閾値を減少させた後、処理ユニットは、空気流発生器および電磁誘導装置を停止させる。その後、吸入が終了し、患者が自発的に息を吐き始める。その後、流量センサが次のトリガイベント１０３−Ｄを検出すると、さらなるサイクルが開始される。

［００１３３］本明細書、ならびに本発明の態様および実施形態を例示する別添の図面は、保護を受ける発明を記載する請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。言い換えると、本発明は、図面およびその前の明細書において詳細に例示および説明されてきたが、そのような例示および説明は事例的または例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。本明細書および特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、さまざまな機械的、構成的、構造的、電気的および作動上の変更を行うことができる。場合によって、本発明を不明瞭にしないために、よく知られている回路、構造および技術は詳細に示されていない。したがって、以下の請求項の範囲内および趣旨内で、変更および修正が当業者によって行われ得ることが理解されるであろう。特に、本発明は上記および下記の異なる実施形態の特徴の任意の組み合わせを有するさらなる実施形態を包含する。例えば、以下の特徴を有する実施形態で、本発明を実施することが可能である。
・ 換気装置が完全に使用されている間は、空気流発生器によって患者の呼吸器系にベース圧力を印加することができる。
・ 横隔膜の活動化の開始点としての、呼吸スキームにおけるトリガイベントは、換気装置自体のセンサ部材またはさらなるセンサ部材以外の手段によって提供され得る。例えば、筋電図をトリガイベントの検出のために使用できる。
・ 呼吸スキームは、電磁誘導装置の作動を誘導するためのものと、空気流発生器の作動を誘導するためのものと、２つの異なるトリガイベントを定義できる。例えば、第１のトリガイベントは、横隔膜の感知された活動量に基づくことができ、第２のトリガイベントは、感知された特定の流量および／または圧力に基づくことができる。
・ 呼吸スキームは、空気流発生器の作動が、電磁誘導装置の後、所定の時間に開始されることを定義することができる。あるいは、血液中の酸素圧などの特定の値が測定されたときにそれを開始するようにしてもよい。

［００１３４］本開示はまた、図に示されているすべてのさらなる特徴を個別に包含するが、それらは、上記および下記の説明では説明されていない場合がある。また、図および明細書に記載された実施形態の単一の代替案ならびにその特徴の単一の代替案は、本発明の主題から、または開示された主題からディスクレームされ得る。本開示は、特許請求の範囲または例示的な実施形態に記載された特徴からなる主題、ならびに前記特徴を含む主題を含む。

［００１３５］さらに、特許請求の範囲では、「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、他の要素またはステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数を除外するものではない。単一のユニットまたはステップは、特許請求の範囲に記載されているいくつかの特徴の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。属性または値に関連して特に「本質的に」、「約」、「およそ」などの用語もまた、それぞれ正確な属性または正確な値を定義する。所与の数値または範囲の文脈における「約」という用語は、例えば、所定の数値または範囲の２０％以内、１０％以内、５％以内、または２％以内である数値または範囲を指す。連結または接続されていると記載されたコンポーネントは、電気的または機械的に直接連結されていてもよく、または１つ以上の中間コンポーネントを介して間接的に連結されていてもよい。特許請求の範囲に記載された参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (78)

1. ヒトまたは動物患者（５；５０；５８）の呼吸器系に接続するように構成された導管インターフェース（１２；１２０；１２８）；
   前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように構成された空気流発生器（１１；１１０；１１８）；
   前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）と通信し、前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）を制御して、呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように構成された処理ユニット（３；３０；３８）；および
   前記患者（５；５０；５８）の横隔膜を活動化させるための誘導装置（２；２０；２８）
   を備える換気装置（１；１０；１８）であって、
   前記誘導装置（２；２０；２８）が前記処理ユニット（３；３０；３８）と通信しており、かつ、
   前記処理ユニット（３；３０；３８）は前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームと協調して前記横隔膜を活動化させるように構成されている、換気装置。
2. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が入力インターフェースを含み、前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記入力インターフェースを介して前記呼吸スキームを入力することができるように構成されている、請求項１に記載の換気装置（１；１０；１８）。
3. 前記呼吸スキームが前記誘導装置の作動開始と前記空気流発生器の作動開始との間の時隔を含む、請求項１または２に記載の換気装置（１；１０；１８）。
4. 前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）が、前記呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系へ空気を送出するおよび前記呼吸器系から空気を吐出させるサイクルを適用することによって、前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
5. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームの前記サイクルの合間に前記横隔膜を活動化させるように構成されている、請求項４に記載の換気装置（１；１０；１８）。
6. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームの前記サイクルのうちの１つのサイクルの各開始の直前に前記横隔膜を活動化させるように構成されている、請求項５に記載の換気装置（１；１０；１８）。
7. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームの吸入サイクルに同期して前記横隔膜を活動化させるように構成されている、請求項４から６のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
8. 前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）が、
   前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系への空気の送り込みを可能にするように構成された吸気弁と、
   患者の呼気を可能にするように構成された呼気弁
   とを備え、
   ここで、前記呼吸スキームに従って、前記吸気弁は前記誘導装置の前記動作に同期し、前記呼気弁は前記誘導装置の無動作に同期している、請求項１から７のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
9. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記処理ユニット（３；３０；３８）の制御下で横隔神経を経皮的に刺激することによって前記横隔膜を活動化させるように構成された少なくとも１つの電極を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
10. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、目標形状を有する空間電磁界を生成するように構成されたコイル設計（２１；２１０；２１８；２１９）を有する電磁界発生器（２１；２１０；２１８；２１９）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
11. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記処理ユニット（３；３０；３８）の制御下で横隔神経を刺激する前記空間電磁界によって前記横隔膜を活動化させるように構成されている、請求項１０に記載の換気装置（１；１０；１８）。
12. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記電磁界発生器（２１；２１０；２１８；２１９）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）を保持する取付構造を備え、前記取付構造が、前記患者（５；５０；５８）において前記電磁界発生器（２１；２１０；２１８；２１９）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）を保持するように構成されている、請求項１０または１１に記載の換気装置（１；１０；１８）。
13. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記処理ユニット（３；３０；３８）の制御下で横隔神経を経皮的に刺激することによって前記横隔膜を活動化させる集束超音波装置を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
14. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記横隔膜を経皮的に活動化させるように構成された少なくとも１つの電極を備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
15. 前記処理ユニットが、前記呼吸サイクルの各吸入フェーズの終わりに同期して、前記誘導装置（２；２０；２８）の動作を停止させるように構成されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
16. 前記横隔膜の活動化を検出するように構成されたセンサ部材を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
17. 前記センサ部材が前記誘導装置（２；２０；２８）および前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）にトリガを与えるように構成されている、請求項１６に記載の換気装置（１；１０；１８）。
18. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記センサ部材からの前記トリガに対して、調整可能な時隔を伴って前記誘導装置（２；２０；２８）および前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）を起動させる、請求項１６または１７に記載の換気装置（１；１０；１８）。
19. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、横隔膜活動化を測定する前記センサ部材の信号特性に基づいて前記誘導装置（２；２０；２８）にトリガを与えるように、かつ、間接的横隔膜活動化を測定する前記センサ部材からの信号特性に基づいて前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）にトリガを与えるように構成されている、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
20. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、複数の呼吸スキームパラメータおよび／または前記空間電磁界の電磁界強度および／または前記空間電磁界の傾斜持続時間および／または全体の空気流持続時間および／または流れ場強度および／または呼気フェーズ持続時間を自動的に変化させるように構成されている、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
21. 校正ユニットを備え、
    前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置を自動的に調整するように構成された電磁界調整機構を含み、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記センサ部材および前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構と通信しており、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構を制御して、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置を自動的に変化させるように構成されており、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記横隔膜の前記活動化の検出時に前記誘導装置（２；２０；２８）の前記センサ部材から活動化フィードバック信号を受信するように構成されており、かつ、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構を制御して、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置の変化を自動的に停止させるように、また、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の前記電磁界強度の変化を自動的に停止させるように構成されている、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
22. 前記電磁界調整機構が、前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）により生成された前記電磁界の電磁界強度を自動的に調整するように構成されており、前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構を制御して、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）により生成された前記電磁界の前記電磁界強度を自動的に変化させるように構成されており、かつ、前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構を制御して、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）により生成された前記電磁界の前記電磁界強度の変化を自動的に停止させるように構成されている、請求項２１に記載の換気装置（１；１０；１８）。
23. 請求項１６から２２のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）であって、前記センサ部材が、前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）に接続され、前記横隔膜の活動によって引き起こされる空気流の変化を検出するように構成された流量センサを含む、換気装置（１；１０；１８）。
24. 前記センサ部材の前記流量センサが前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）と一体である、請求項２３に記載の換気装置（１；１０；１８）。
25. 単一のアセンブリである、請求項１から２４のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
26. 前記誘導装置（２；２０；２８）が電磁界誘導装置（２；２０；２８）である、請求項１から２５のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
27. 前記センサ部材が、前記ヒトまたは動物の体の呼吸器系に接続可能なアダプタを有する圧力センサを含み、前記圧力センサが、前記横隔膜の活動によって引き起こされる圧力変化を検出するように構成されている、請求項２４から２６のいずれか一項に記載の電磁誘導装置（１；１０；１８）。
28. 前記患者（５；５０；５８）の呼吸を感知するように配置された呼吸活動量センサを備え、前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記空気流発生器を制御して、前記呼吸活動量センサが前記患者（５；５０；５８）の十分な呼吸を感知しなかった場合に呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように構成されており、かつ、任意選択的に、前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸活動量センサが前記患者（５；５０；５８）の十分な呼吸を感知しなかった場合に前記呼吸スキームと協調して前記横隔膜を活動化させるように構成されている、請求項１から２７のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）。
29. ヒトまたは動物患者（５；５０；５８）の呼吸器系に接続するように構成された導管インターフェース（１２；１２０；１２８）；
    前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように構成された空気流発生器（１１；１１０；１１８）；
    前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）と通信し、前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）を制御して、呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように構成された処理ユニット（３；３０；３８）；および
    前記患者（５；５０；５８）の横隔膜を活動化させるための誘導装置（２；２０；２８）
    を、換気装置（１；１０；１８）にアセンブルすることであって、前記誘導装置（２；２０；２８）が前記処理ユニット（３；３０；３８）と通信している、アセンブルすることと、
    前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームと協調して前記横隔膜を活動化させるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することとを含む、前記換気装置（１；１０；１８）の製造プロセス。
30. 前記呼吸スキームが前記誘導装置の作動開始と前記空気流発生器の作動開始との間の時隔を含む、請求項２９に記載のプロセス。
31. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が入力インターフェースを備え、前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記入力インターフェースを介して前記呼吸スキームを入力することができるように構成されている、請求項２９または３０に記載のプロセス。
32. 前記呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系へ空気を送出するおよび前記呼吸器系から空気を吐出させるサイクルを適用することによって、前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）を構成することを含む、請求項２９から３１のいずれか一項に記載のプロセス。
33. 前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームの前記サイクルの合間に前記横隔膜を活動化させるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することを含む、請求項３２に記載のプロセス。
34. 前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームの前記サイクルのうちの１つのサイクルの各開始の直前に前記横隔膜を活動化させるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することを含む、請求項３３に記載のプロセス。
35. 前記処理ユニット（３；３０；３８）が、前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸スキームの吸入サイクルに同期して前記横隔膜を活動化させるように構成されている、請求項２９から３４のいずれか一項に記載のプロセス。
36. 前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）が、前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系への空気の送り込みを可能にするように構成された吸気弁と、患者の呼気を可能にするように構成された呼気弁とを備え、
    前記呼吸スキームに従って、前記吸気弁が前記誘導装置の前記動作に同期し、前記呼気弁が前記誘導装置の無動作に同期している、請求項２９から３５のいずれか一項に記載のプロセス。
37. 前記処理ユニット（３；３０；３８）の制御下で横隔神経を経皮的に刺激することによって前記横隔膜を活動化させるように構成された少なくとも１つの電極を前記誘導装置（２；２０；２８）に提供することを含む、請求項２９から３６のいずれか一項に記載のプロセス。
38. コイル設計（２１；２１０；２１８；２１９）を有する電磁界発生器（２１；２１０；２１８；２１９）を前記誘導装置（２；２０；２８）に提供することと、目標形状を有する空間電磁界を生成するように前記コイル設計を構成することとを含む、請求項２９から３７のいずれか一項に記載のプロセス。
39. 前記処理ユニット（３；３０；３８）の制御下で横隔神経を刺激する前記空間電磁界によって前記横隔膜を活動化させるように前記誘導装置（２；２０；２８）を構成することを含む、請求項３８に記載のプロセス。
40. 前記電磁界発生器（２１；２１０；２１８；２１９）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）を保持する取付構造を前記誘導装置（２；２０；２８）に提供することと、前記患者（５；５０；５８）において前記電磁界発生器（２１；２１０；２１８；２１９）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）を保持するように前記取付構造を構成することとを含む、請求項３８または３９に記載のプロセス。
41. 前記呼吸サイクルの各吸入フェーズの終わりに同期して、前記誘導装置（２；２０；２８）の動作を停止させるように前記処理ユニットを構成することを含む、請求項２９から４０のいずれか一項に記載のプロセス。
42. 前記横隔膜の活動化を検出するように構成されたセンサ部材を前記換気装置（１；１０；１８）に提供することを含む、請求項２０から４１のいずれか一項に記載のプロセス。
43. 前記誘導装置（２；２０；２８）および前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）にトリガを与えるように前記センサ部材を構成することを含む、請求項４２に記載のプロセス。
44. 前記センサ部材からの前記トリガに対して、調整可能な時隔を伴って前記誘導装置（２；２０；２８）および前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）を起動させるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することを含む、請求項４２または４３に記載のプロセス。
45. 横隔膜活動化を測定する前記センサ部材の信号特性に基づいて前記誘導装置（２；２０；２８）にトリガを与えるように、かつ、間接的横隔膜活動化を測定する前記センサ部材からの信号特性に基づいて前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）にトリガを与えるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することを含む、請求項４２から４４のいずれか一項に記載のプロセス。
46. 複数の呼吸スキームパラメータおよび／または前記空間電磁界の電磁界強度および／または前記空間電磁界の傾斜持続時間および／または全体の空気流持続時間および／または流れ場強度および／または呼気フェーズ持続時間および／または前記電磁界の時間特性を自動的に変化させるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することを含む、請求項４２から４５のいずれか一項に記載のプロセス。
47. 前記換気装置（１；１０；１８）に校正ユニットを提供することを含み、
    前記誘導装置（２；２０；２８）が、前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置を自動的に調整するように、かつ、任意選択的に、前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の電磁界強度を自動的に調整するように構成された電磁界調整機構を備え、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記センサ部材および前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構と通信しており、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構を制御して、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置を自動的に変化させるように、また、任意選択的に、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の前記電磁界強度を自動的に変化させるように構成されており、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記横隔膜の前記活動化の検出時に前記誘導装置（２；２０；２８）の前記センサ部材から活動化フィードバック信号を受信するように構成されており、かつ、
    前記処理ユニット（３；３０；３８）は、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記電磁界調整機構を制御して、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置の変化を自動的に停止させるように、また、任意選択的に、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の前記電磁界強度の変化を自動的に停止させるように構成されている、請求項４２から４６のいずれか一項に記載のプロセス。
48. 前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）に接続され、前記横隔膜の活動によって引き起こされる空気流の変化を検出するように構成された流量センサを前記センサ部材に提供することを含む、請求項４２から４６および４７のいずれか一項に記載のプロセス。
49. 前記センサ部材の前記流量センサが前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）と一体である、請求項４８に記載のプロセス。
50. 単一ピースのアセンブリとして前記換気装置（１；１０；１８）を具現化することを含む、請求項２９から４９のいずれか一項に記載のプロセス。
51. 前記誘導装置（２；２０；２８）が電磁界誘導装置（２；２０；２８）である、請求項２９から５０のいずれか一項に記載のプロセス。
52. 警報ユニットを前記電磁誘導装置（２；２０；２８）にアセンブルすることを含み、追跡装置が、前記警報ユニットに接続され、かつ、前記電磁界調整機構を介して２つのコイルによって生成された前記空間電磁界の位置を変更することによって達成される補償の範囲を検出された動きが超えたときに前記警報ユニットを起動させるように構成されている、請求項２９から５１のいずれか一項に記載のプロセス。
53. 前記患者（５；５０；５８）の呼吸を感知するために配置された呼吸活動量センサを前記誘導装置（２；２０；２８）にアセンブルすることと、前記空気流発生器を制御して、呼吸活動量センサが前記患者（５；５０；５８）の十分な呼吸を感知しなかった場合に呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することと、任意選択的に、前記誘導装置（２；２０；２８）を制御して、前記呼吸活動量センサが前記患者（５；５０；５８）の十分な呼吸を感知しなかった場合に前記呼吸スキームと協調して前記横隔膜を活動化させるように前記処理ユニット（３；３０；３８）を構成することとを含む、請求項２９から５２のいずれか一項に記載のプロセス。
54. ヒトまたは動物患者（５；５０；５８）を換気する方法であって、
    導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を前記ヒトまたは動物患者（５；５０；５８）の呼吸器系に接続すること、
    前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して空気を前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に送り込むこと、
    呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系への空気の送り込みを制御すること、および
    前記呼吸スキームと協調して前記患者（５；５０；５８）の横隔膜を活動化させること
    を含む、方法。
55. 前記呼吸スキームが前記誘導装置の作動開始と前記空気流発生器の作動開始との間の時隔を含む、請求項５４に記載の方法。
56. 意図された治療計画に従って前記呼吸スキームを定義することを含む、請求項５４または５５に記載の方法。
57. 前記呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送り込むことが、前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系に空気を送出するおよび前記呼吸器系から空気を吐出させるサイクルを適用することを含む、請求項５４から５６のいずれか一項に記載の方法。
58. 前記横隔膜が、前記呼吸スキームの前記サイクルの合間に活動化される、請求項５７に記載の方法。
59. 前記横隔膜が、前記呼吸スキームの前記サイクルのうちの１つのサイクルの各開始の直前に活動化される、請求項５８に記載の方法。
60. 前記誘導装置（２；２０；２８）が前記呼吸スキームの吸入サイクルに同期して前記横隔膜を活動化させる、請求項５４から５９のいずれか一項に記載の方法。
61. 前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）が、前記導管インターフェース（１２；１２０；１２８）を介して前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系への空気の送り込みを可能にするように構成された吸気弁と、患者の呼気を可能にするように構成された呼気弁とを備え、
    前記呼吸スキームに従って、前記吸気弁が前記誘導装置の前記動作に同期し、前記呼気弁が前記誘導装置の無動作に同期している、請求項５４から６０のいずれか一項に記載の方法。
62. 前記呼吸スキームと協調して前記患者（５；５０；５８）の横隔膜を活動化させることが、横隔神経を刺激することを含む、請求項５４から６１のいずれか一項に記載の方法。
63. 横隔神経が、コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された、目標形状を有する空間電磁界によって刺激される、請求項６２に記載の方法。
64. 前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）を前記患者（５；５０；５８）において保持することを含む、請求項６３に記載の方法。
65. 前記横隔膜の活動化を感知することを含む、請求項５４から６４のいずれか一項に記載の方法。
66. 前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置を自動的に調整すること；
    前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の電磁界強度を自動的に調整すること：
    前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置を自動的に変化させること；
    前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の前記電磁界強度を自動的に変化させること；
    前記横隔膜の活動化の検出時に活動化フィードバック信号を受信すること；および
    前記活動化フィードバック信号が受信されたときに、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記空間電磁界の位置の変化を自動的に停止させ、かつ、前記活動化フィードバック信号が受信されたときに、前記誘導装置（２；２０；２８）の前記コイル設計（２１１；２１１０；２１１８；２１１９）によって生成された前記電磁界の前記電磁界強度の変化を自動的に停止させること
    を含む、請求項６４または６５に記載の方法。
67. 前記横隔膜の活動化を感知することは、前記横隔膜の活動によって引き起こされる前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸器系の空気流の変化を検出することを含む、請求項６５または６６に記載の方法。
68. 前記呼吸スキームが前記患者（５；５０；５８）の前記横隔膜を反復的に活動化させることを定義する、請求項５４から６７のいずれか一項に記載の方法。
69. 前記患者（５；５０；５８）の前記横隔膜を反復的に活動化させることが、毎分１０から５０回の刺激である、請求項６８に記載の方法。
70. 前記誘導装置（２；２０；２８）の動作が、前記呼吸サイクルの各吸入フェーズの終わりに同期して停止される、請求項５４から６７のいずれか一項に記載の方法。
71. センサ部材が前記誘導装置および前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）にトリガを与える、請求項５４から７０のいずれか一項に記載の方法。
72. 前記誘導装置（２；２０；２８）および前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）が、前記センサ部材からの前記トリガに対して、調整可能な時隔を伴って起動される、請求項７１に記載の方法。
73. 前記誘導装置（２；２０；２８）が、横隔膜活動化を測定する前記センサ部材の信号特性に基づいてトリガを与えられ、かつ、間接的横隔膜活動化を測定する前記センサ部材からの信号特性に基づいて前記空気流発生器（１１；１１０；１１８）にトリガを与える、請求項７１または７２に記載の方法。
74. 複数の呼吸スキームパラメータおよび／または前記空間電磁界の電磁界強度および／または前記空間電磁界の傾斜持続時間および／または全体の空気流持続時間および／または流れ場強度および／または前記電磁界の呼気フェーズ持続時間特性が変化する、請求項５４から７３のいずれか一項に記載の方法。
75. 前記患者の呼吸を感知すること、前記患者（５；５０；５８）の十分な呼吸を感知しなかったときに呼吸スキームに従って前記患者（５；５０；５８）の前記呼吸系に空気を送り込むこと、および、任意選択的に、前記患者（５；５０；５８）の十分な呼吸を感知しなかったときに呼吸スキームと協調して前記横隔膜を活動化させることを含む、請求項５４から７３のいずれか一項に記載の方法。
76. 横隔膜機能または睡眠時無呼吸または睡眠呼吸障害の他の形態を評価する診断目的の、横隔神経の経皮的誘導のための、請求項１から２８のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）の使用。
77. 自発呼吸がない患者（５；５０；５８）における治療的使用のための、例えば呼吸中枢の機能を持たない患者（５；５０；５８）を蘇生させ生命維持するための、横隔神経の反復的かつ規則的な経皮的誘導のための、請求項１から２８のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）の使用。
78. 少なくとも部分的に損傷していない横隔神経を有する自発的な横隔膜収縮がないかまたは不十分な患者（５；５０；５８）における治療的使用のための、横隔神経の反復的な経皮的誘導のための、請求項１から２８のいずれか一項に記載の換気装置（１；１０；１８）の使用。

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