刺激装置、通气装置、刺激方法和通气方法与流程

本发明涉及根据相应独立权利要求的前序部分的刺激装置、根据相应独立权利要求的前序部分的刺激方法、根据相应独立权利要求的前序部分的通气装置以及根据相应独立权利要求的前序部分的通气方法。

背景技术：

1、在本领域中已知电刺激或电磁刺激可用于使患者通气。由此，我们知道这种刺激单独用于通气或通过刺激来辅助常规机械通气。此外，本领域中记载了用于通过使用电刺激或电磁刺激来进行通气的多种装置和方法。例如，wo 2020/079266 a1描述了此类装置和方法。

2、然而，仍然需要进一步的治疗应用和以有效方式允许此类应用的装置。

技术实现思路

1、根据本发明，提出了所需的改进装置和方法，如下文所解释且根据权利要求中所定义。

2、因此，本发明提供了一种刺激装置，包括：感应装置，该感应装置具有配置成能生成空间场的场发生器；传感器单元；以及与感应装置和传感器单元通信的控制单元，其中感应装置的场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激，传感器单元配置成定位在人类或动物患者身上以感测呼吸系统或患者的反馈，并且控制单元配置成能控制感应装置生成空间场并从传感器单元接收反馈信号。控制单元配置成能评估从传感器单元接收的反馈信号，并在反馈信号指示异常时启用感应装置的场发生器。

3、本发明还提供了一种刺激患者以使患者通气或辅助患者呼吸的刺激方法，包括：将感应装置的场发生器定位在人类或动物患者身上，场发生器配置成能生成空间场以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激；将传感器单元定位在人类或动物患者身上以感测患者的呼吸系统的反馈；评估由传感器单元提供的反馈信号；以及启用感应装置的场发生器，使得在反馈信号指示异常时生成空间场。

4、除非在本发明的一个方面的具体实施方式的上下文中进一步说明，否则以下定义和解释适用于下述本发明的所有方面：

5、对于与任何其他部件通信的控制单元，该控制单元可以有线或无线地耦合到其他部件。这样一来，可以将控制信号传输到其他部件以进行操作或控制。附加地或替代地，诸如传感器信号的信号可以由控制单元接收。例如，此类传感器信号可以代表感测到的尺寸或物理特性，例如供进一步评估。

6、控制单元可以是适合于执行为控制另一部件和/或评估诸如感测信号的信号而涉及的任务的任何计算实体。所述计算实体可以是或包括便携式计算机、台式计算机、服务器计算机、平板电脑、智能手机等。术语“控制单元”涵盖单个设备以及组合设备。例如，控制单元可以是在不同位置执行不同任务的分布式系统，例如云解决方案。

7、通常，控制单元或计算机包含处理器或中央处理单元(cpu)，具有诸如硬盘、闪存等记录介质的永久数据存储器，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，诸如通用串行总线(usb)适配器、局域网(lan)适配器、无线lan(wlan)适配器、蓝牙适配器等通信适配器，以及诸如键盘、鼠标、触摸屏、屏幕、麦克风、扬声器等物理用户界面。控制单元或计算机可被实施为具有多种多样的部件。

8、控制单元可以部分或完全体现为单独的实体，或作为集成在任何其他装置或实体中的零部件。例如，控制单元可以集成在通气装置中，例如体现为在用于为人类或动物患者通气的通气机中，和/或集成在感应装置中。

9、如在下文描述的本发明的多个方面的上下文中的术语“空间场”涉及允许刺激患者的目标组织的任何场。空间场可能特别是涉及电场或电磁场。此类场允许直接刺激肌肉结构或经由神经系统或经由其他肌肉结构间接刺激肌肉结构。

10、与空间场相关的术语“脉冲”可以涉及单脉冲。因此，单脉冲涉及在相对较短的时间内生成空间场，并且在两个后续脉冲之间具有比较长的中断。通常，以低于10赫兹(hz)，例如5hz或以下的频率提供单脉冲，或者由使用者或从业者启动单脉冲。单脉冲可以具有大约10微秒(ps)至大约300ps的时间宽度。此类脉冲可以激活神经和肌肉结构，并且可以被患者或传感器识别。特别地，此类单脉冲可能引起肌肉或肌肉结构的单次痉挛。

11、与之相反，当作为脉冲序列而不是以单脉冲生成时，空间场被连续生成或者以比较快地彼此跟随的脉冲序列生成。此类脉冲可以在约15hz与约30hz之间的频率范围内提供。特别地，脉冲序列可以实现激活神经或肌肉，从而诱发强直性收缩或激活。有利地，通过提高强度(场强度)和/或频率直到达到目标强度和频率(斜坡协议)来提供脉冲序列。这样一来，可以减少突然的痉挛或不适。所有这些参数都被概括在空间场的术语“时间特性”或“时间参数”下。这些时间参数可以经由输入接口手动调节或由调节机构或控制单元自动控制。

12、为了生成空间场而施加的电压或电流波形的参数可以影响空间场的时间特性，包括脉冲形状、振幅、宽度、极性和重复频率；脉冲串或脉冲序列的持续时间和间隔、脉冲总数以及刺激期之间的间隔和总期数尤其对场强度有影响，并判断是否可以激活目标区域或目标组织以及以何种强度或“剂量”激活目标区域或目标组织。

13、可以以实现肌肉结构的期望激活(激活反馈)这种方式来调整空间场的时间特性和空间分布。由此，激活反馈(信号)可能指的是指示肌肉结构激活的适当特性的信号，例如达到或超过目标值(阈值)的信号、表现出特定曲线图案或形状的信号、满足已知代表所需强度的适当目标肌肉结构激活的特定算法的信号或它们的任意组合。激活反馈(信号)可以包括特别是关于在调节机构停止变化之前应当达到的期望肌肉激活强度的反馈。适当的激活反馈信号特性可以例如由使用者经由输入接口定义或由算法检测。

14、如本文所使用的术语“线圈设计结构”可以是或包括至少两个线圈或至少一个锥形或以其他方式弯曲或凸起的线圈，或至少一个圆柱形或其他形式的非扁平线圈，或至少一个小的线圈，即足够小以生成尖锐电磁场的线圈，例如直径为3cm或以下的线圈。本文描述的电磁场的目标形状可以包括由空间电磁场形成的峰部。电磁场发生器也可以称为电磁场生成器。

15、电磁场的目标形状可以通过电磁场是局部约束的目标电场(例如，具有峰部)来实现。它可以适应于在目标区域中激活，目标区域是应该用电磁场激活的神经区域或组织区域(例如应该被激活的膈神经)，这可以例如通过电磁场中的峰部(焦点区域)来实现。目标形状一般可以是任何形状的电磁场或时间相关的电场分量，允许有效地刺激一个或多个目标神经，同时最大限度地减少周围、上方或附近组织或神经的其他非期望的协同刺激效应。峰部形状就是这种示例，因为它使焦点区域的影响最大化并使该区域之外的影响最小化。

16、由发生器施加到线圈的电压或电流波形的参数影响电磁场的时间特性，包括脉冲形状、振幅、宽度、极性和重复频率；脉冲串或脉冲序列的持续时间和间隔、脉冲总数以及刺激期之间的间隔和总期数尤其对场强度有影响，并判断是否可以激活目标区域或目标组织以及以何种强度或“剂量”激活目标区域或目标组织。

17、如结合感应装置的场发生器使用的术语“定位在”或“保持在”可以涉及与患者身体物理接触或与其相距近距离的场发生器。场发生器或其部件的位置和取向由此可以被预先限定或不同以适合于刺激目标组织。为了被配置为定位在适当的位置处，场发生器可以形成为适合于该位置。而且，它还可以配备适当的安装结构以固定在该位置处。

18、类似地，在传感器单元的上下文中的术语“定位在”可以涉及与患者身体物理接触或远离它的传感器单元或其一部分。它还可以涉及至少位于身体内部，例如口腔内部等。为了配置成定位在适当的位置处，传感器单元可以形成为适合于该位置。而且，它还可以配备适当的安装结构以固定在该位置处。

19、术语“传感器单元”可以涉及单个传感器或传感器的组合。传感器单元还可以包括其他器件，例如通信适配器、安装装置或类似结构。

20、术语“异常”涉及患者或支持患者呼吸的呼吸系统的呼吸异常或不规则。例如，当患者呼吸系统的呼气末正压低于某个值时，可能会出现异常，或者，例如当呼吸速率或呼吸容量消除的二氧化碳超过身体所能产生的二氧化碳时，出现患者过度通气。患者的过度通气通常与缺氧有关。

21、为了评估反馈信号是否指示异常，本发明可以为传感器单元提供压力传感器以感测患者呼吸系统的压力，并且其中呼气末正压peep低于预定的压力阈值时为异常。在这种情况下，如果压力传感器测定的peep低于预定压力阈值，则表明呼吸异常，场发生器将被启动或调节，从而开始或调节刺激以支持患者的呼吸。

22、在一个示例性实施例中，传感器单元可以包括过度通气传感器以感测患者有无过度通气，并且其中当识别患者存在过度通气时。在这种情况下，如果患者出现过度通气，这表明呼吸异常，场发生器将被启动或调节，从而启动或调节刺激以支持患者的呼吸。

23、在示例性实施例中，传感器单元可以包括传感器以感测从呼吸系统供应给患者的气体的氧含量，并且其中氧含量低于预先限定的氧合阈值时为异常。在这种情况下，如果患者的空气氧合过低，这表明呼吸异常，则场发生器将被启用或调节，从而开始或调节刺激以便支持患者的呼吸。

24、下面将描述本发明的几个方面和更多优选实施例，其中异常是指呼气末正压偏低、空气中含氧量偏低或出现过度通气。

25、在第一方面，本发明是一种刺激装置，包括感应装置、压力传感器单元和控制单元。感应装置具有配置成生成空间场的场发生器。控制单元与感应装置和压力传感器通信。

26、控制单元可以是适合于执行为控制感应装置和评估压力信号而涉及的任务的任何计算实体。控制单元可以部分或完全体现为单独的部件，或者体现为集成在任何其他装置或部件中的部件。例如，它可以集成在通气装置中，例如体现在用于为患者通气的通气机和/或感应装置中。

27、感应装置的场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激。由此，对吸气肌结构的刺激可以是直接的，也可以是间接的，例如经由神经系统，或两者的组合。压力传感器单元配置成位于人类或动物患者身上以感测患者呼吸系统的压力。

28、控制单元配置成控制感应装置生成空间场并从压力传感器单元接收的压力信号。此外，控制单元配置成评估从压力传感器单元接收的压力信号以指示呼气末正压并启用感应装置的场发生器以使得在评估的压力信号低于阈值时生成空间场。由此，阈值可以是目标压力。这样一来，当达到阈值时，控制单元可以打开感应装置或开始施加空间场。

29、本发明的第一方面的刺激装置允许正确或适当地设置呼气末正压(peep)。由此，可以在患者的肺内可靠地保持一定的最小压力，例如目标压力。这样一来，可以避免或至少减少肺泡塌陷。这些作用对于表面活性剂功能改变的患者(例如肺病患者)可能尤为重要。而且，刺激装置可以允许诱发类似于所谓的叹气的深度吸气。

30、因此，本发明的第一方面的刺激装置允许解决对患者进行机械通气时的最大挑战之一，即找到正确的peep设置。

31、优选地，所述吸气肌结构包括患者的膈肌、患者的肋间外肌、患者的副吸气肌或它们的组合。通过刺激这些肌肉结构中的任何一个或甚至它们的组合，可以有效地诱导吸气。

32、压力传感器单元优选地包括气道压力传感器，并且压力信号优选地具有气道压力分量。这允许有效地提供允许可靠设置peep的信号。

33、优选地，压力传感器单元包括食道压力传感器，并且所述压力信号具有食道压力分量。

34、控制单元优选地配置成通过从压力信号的气道压力分量中减去压力信号的食道压力分量计算肺间压来评估压力信号。肺间压代表肺的真实扩张压。因此，这种实施例允许特别有益地设置peep。

35、优选地，控制单元配置成启用感应装置以使得场发生器生成空间场脉冲。由此，空间场脉冲优选地具有大约10hz至大约35hz的频率。此类空间场脉冲允许实现肌肉结构的有效刺激或激活以诱导吸气。

36、在一个优选实施例中，感应装置的场发生器包括电极，并且场发生器生成的空间场为电场。这种电极允许有效地提供空间场。或者，也可以使用诸如天线等产生电场的其他结构。

37、在另一优选实施例中，感应装置的场发生器包括线圈设计结构，并且场发生器生成的空间场是具有目标形状的电磁场。这种线圈设计结构允许生成具有目标形状的电磁场，例如具有峰部。这种形状允许比较精确地刺激或激活目标组织，例如直接刺激或激活吸气肌结构或连接到吸气肌结构的任何其他结构，例如神经系统的组织等。这样一来，对吸气肌结构的刺激会是特别有效和方便的。

38、优选地，感应装置包括配置成生成第二空间场的第二场发生器，感应装置的第二场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的呼气肌结构可由第二空间场刺激，并且控制单元配置成操作感应装置以使得场发生器和第二场发生器生成该场和第二场的协调脉冲以协调地接连地刺激患者的吸气肌结构和患者的呼气肌结构。

39、通过具有这种第二场发生器，可以通过刺激装置控制吸气和呼气。这允许具体的特定治疗应用。例如，完整的呼吸过程可以由刺激装置控制和诱导。

40、在一个优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二电极，并且由场发生器生成的第二空间场是第二电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

41、在另一个优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二线圈设计结构，并且第二场发生器生成的第二空间场是第二电磁场。

42、呼气肌结构优选地包括患者的腹肌、患者的肋间内肌、患者的副呼气肌或它们的组合。

43、在一个特别优选的实施例中，感应装置的第二场发生器包括线圈设计结构，使得它在被启用时生成第二电磁场，并且感应装置的场发生器包括电极，使得它在被启用时生成电场。线圈设计结构和电极的这种组合允许对吸气肌结构和呼气肌结构进行复杂的刺激。例如，可以通过刺激例如患者颈部处的一个或两个膈神经来激活吸气肌结构。由此，一种或两种线圈设计结构可以定位在患者的颈部处，并且可以通过施加目标电磁场来刺激膈神经。这允许对膈神经进行特定刺激并限制对颈部其他组织的刺激。例如，可以通过将电极放置在患者的胸部处来激活呼气肌结构。这允许直接刺激患者的腹部和/或肋间内肌。由于电极可以生成比较宽的空间场，因此可以有效地刺激相应的肌肉。一般而言，使用线圈设计结构对神经或相对较小的肌肉的刺激可能更有效或更舒适。相反，使用电极对比较大的肌肉进行刺激可能更有效或更舒适。

44、优选地，控制单元配置成当评估的压力信号低于阈值时停用感应装置的第二场发生器使得不生成第二空间场。这样一来，可以实现在肺间压或扩张压等压力低于临界值或期望值之前停止呼气。特别地，当呼气末肺间压达到0cm至5cm水柱时可以停止呼气。

45、优选地，本发明的第一方面的刺激装置包括配置成设置阈值的输入结构。该输入结构可以是用于(半)自动导入阈值的接口。更优选地，输入结构包括用户界面，使得使用者或从业者可以主动设置阈值。

46、优选地，本发明的第一方面的刺激装置包括约束装置，该约束装置配置成在患者的呼吸系统中提供气流阻力。这样一来，呼气可以克服可能会导致肺内自然生成正压的阻力进行。这样一来，肺泡可以保持打开，或者它们可以被打开。

47、优选地，本发明的第一方面的刺激装置包括启动器，该启动器配置成手动启动感应装置的场发生器，从而生成空间场。由此，启动器优选地包括患者可触及的按钮。这种实施例允许主动诱导吸气。例如，如果需要，可以诱导进行深呼吸。

48、优选地，感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得当感应装置被启动时膈神经处于由场发生器生成的空间场中。这种实施例允许刺激膈神经，其可以有效地激活膈肌，从而发生吸气。

49、在第二方面，本发明是一种刺激患者以使患者通气或辅助患者呼吸的刺激方法。第二方面的刺激方法包括以下步骤：(i)将感应装置的场发生器定位在人类或动物患者身上，场发生器配置成生成空间场以使得患者的吸气肌结构可由空间场刺激，(ii)将压力传感器单元定位在人类或动物患者身上以感测患者的呼吸系统的压力，(iii)评估由压力传感器单元提供的压力信号以指示呼气末正压，以及(iv)启动感应装置的场发生器以使得当评估的压力信号低于阈值时生成空间场。

50、根据本发明的第二方面及其在下文中描述的优选实施例的刺激方法允许有效地实现本发明的第一方面及其上述优选实施例的刺激装置的效果和益处。

51、吸气肌结构优选地包括患者的膈肌、患者的肋间外肌、患者的副吸气肌或它们的组合。

52、优选地，压力传感器单元包括气道压力传感器，并且压力信号具有气道压力分量。

53、优选地，压力传感器单元包括食道压力传感器，并且压力信号具有食道压力分量。

54、优选地，评估由压力传感器单元提供的压力信号包括通过从压力信号的气道压力分量中减去压力信号的食道压力分量来计算肺间压。

55、启动感应装置的场发生器优选地包括生成空间场脉冲。由此，空间场脉冲优选地具有大约10hz至大约35hz的频率。

56、优选地，感应装置的场发生器包括电极，并且场发生器生成的空间场为电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

57、优选地，感应装置的场发生器包括线圈设计结构，并且由场发生器生成的空间场是电磁场。

58、优选地，感应装置包括配置成生成第二空间场的第二场发生器，并且感应装置的第二场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的呼气肌结构可由第二空间场刺激，其中感应装置被操作以使得场发生器和第二场发生器生成该场和第二场的协调脉冲以协调地接连地刺激患者的吸气肌结构和患者的呼气肌结构。

59、由此，感应装置的第二场发生器优选地包括第二电极，并且由场发生器生成的第二空间场是第二电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

60、或者，感应装置的第二场发生器优选地包括第二线圈设计结构，并且第二场发生器生成的第二空间场是第二电磁场。

61、呼气肌结构优选地包括患者的腹肌、患者的肋间内肌、患者的呼气辅助肌或它们的组合。

62、优选地，本发明的第二方面的刺激方法包括当评估的压力信号低于阈值时停用感应装置的第二场发生器使得不生成第二空间场。

63、优选地，本发明的第二方面的刺激方法包括设置阈值。由此，优选地提供用于设置阈值的用户界面。

64、优选地，本发明的第二方面的刺激方法包括在患者的呼吸系统中提供气流阻力。

65、优选地，本发明的第二方面的刺激方法包括手动启动感应装置的场发生器，从而生成空间场。由此，感应装置的场发生器优选地通过患者或医生按下按钮来启动。

66、优选地，感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得当感应装置被启动时膈神经处于由场发生器生成的空间场中。

67、在第三方面，本发明是一种通气装置，包括：感应装置，该感应装置具有配置成生成空间场的场发生器；和气体供应单元，该气体供应单元配置成定位在人类或动物患者身上以向患者的呼吸系统供应气体。气体供应单元供应的气体是富含氧的空气。在下文中，富含氧的空气也被称为富氧空气。

68、气体供应单元可以配置成主动将富氧空气递送或传递到患者的呼吸系统。或者，它可以配置成被动供应富氧空气以使得患者的呼吸系统必须自己吸入富氧空气。此外，供应单元可以配置成允许主动供应和被动供应或它们的组合以使得富氧空气在一定压力下递送，同时必须由患者吸入。而且，气体供应单元可能以较低的压力提供富氧空气，使得患者不得不强烈吸入富氧空气。

69、感应装置的场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激。因此，对吸气肌结构的刺激可以是直接的，也可以是间接的，例如经由神经系统，或两者的组合。

70、使空气富含氧导致空气具有比常规空气高的氧浓度。常规空气通常含有大约20.5％至21.5％的氧，而根据本发明的富氧空气具有更高的氧浓度。优选地，富含氧的空气包含大约21.5％以上的氧、大约22％以上的氧、大约22.5％以上的氧气或23％以上的氧。

71、本发明的第三方面的通气装置允许减少或甚至取消患者的机械通气。特别地，通过应用富氧空气，必须向患者的呼吸系统提供较少的空气体积以用于患者的足够氧消耗。这样一来，可以减少或消除在为患者通气时施加比较高的压力的缺点。当涉及相对脆弱的呼吸系统、特别是肺部时，这可能特别重要或有益。

72、因此，利用本发明的第三方面的通气装置，例如借助于呼吸泵的机械通气，可以改善并且更轻柔和有效地提供持续的气道正压通气。因此，仍然可以实现或确保适当向患者送氧。

73、优选地，本发明的第三方面的通气装置包括与感应装置和气体供应单元通信的控制单元，其中控制单元配置成控制感应装置生成空间场并控制气体供应单元向患者的呼吸系统供应富含氧的空气。这种控制单元允许高效(半)自动应用许多复杂的通气疗法。

74、优选地，气体供应单元包括接口构件，该接口构件配置成布置在患者身上以允许将富含氧的空气供应到患者的呼吸系统。这种接口构件可以是或包括面罩，例如持续气道正压通气(cpap)面罩或非侵入式面罩、呼吸管等。特别地，接口构件可以是常规通气中已知例如经由嘴和/或鼻子连接到患者的呼吸系统的任何结构。

75、优选地，气体供应单元包括递送构件，该递送构件配置成生成要递送到患者的呼吸系统的气流。这种递送构件可能涉及用于将富氧空气传递到患者的呼吸系统中的泵或类似结构。

76、优选地，吸气肌结构包括患者的膈肌、患者的肋间外肌、患者的副吸气肌或它们的组合。通过刺激这些肌肉结构中的任何一个或甚至它们的组合，可以有效地诱导吸气。

77、优选地，控制单元配置成启动感应装置以使得场发生器生成空间场脉冲。由此，空间场脉冲优选地具有大约10hz至大约35hz的频率。此类空间场脉冲允许实现肌肉结构的有效刺激或激活以诱导吸气。

78、在一个优选实施例中，感应装置的场发生器包括电极并且场发生器生成的空间场是电场。这种电极允许有效地提供空间场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

79、在另一优选实施例中，感应装置的场发生器包括线圈设计结构，并且由场发生器生成的空间场是电磁场。这种线圈设计结构允许生成具有目标形状的电磁场，例如具有峰部。这种形状允许比较精确地刺激或激活目标组织，例如直接刺激或激活吸气肌结构或连接到吸气肌结构的任何其他结构，例如神经系统的组织等。这样一来，对吸气肌结构的刺激会是特别有效和方便的。

80、优选地，感应装置包括配置成生成第二空间场的第二场发生器，感应装置的第二场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的呼气肌结构可由第二空间场刺激，并且控制单元配置成操作感应装置以使得场发生器和第二场发生器生成该场和第二场的协调脉冲以协调地接连地刺激患者的吸气肌结构和患者的呼气肌结构。

81、通过具有这种第二场发生器，可以通过刺激装置控制吸气和呼气。这允许具体的特定治疗应用。例如，完整的呼吸过程可以由刺激装置控制和诱导。

82、在一个优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二电极，并且由场发生器生成的第二空间场是第二电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

83、在另一优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二线圈设计结构，并且第二场发生器生成的第二空间场是第二电磁场。

84、呼气肌结构包括患者的腹肌、患者的肋间内肌、患者的副呼气肌或它们的组合。

85、在一个特别优选的实施例中，感应装置的第二场发生器包括线圈设计结构，使得它在被启动时生成第二电磁场，并且感应装置的场发生器包括电极，使得它在被启动时生成电场。线圈设计结构和电极的这种组合允许对吸气肌结构和呼气肌结构进行复杂的刺激。例如，可以通过刺激例如患者颈部处的一个或两个膈神经来激活吸气肌结构。由此，一种或两种线圈设计结构可以定位在患者的颈部处，并且可以通过施加目标电磁场来刺激膈神经。这允许对膈神经进行特定刺激并限制对颈部的其他组织的刺激。例如，可以通过将电极放置在患者的胸部来激活呼气肌结构。这允许直接刺激患者的腹部和/或肋间内肌。由于电极可以生成比较宽的空间场，因此可以有效地刺激相应的肌肉。一般而言，使用线圈设计结构对神经或相对较小的肌肉的刺激可能更有效或更舒适。相反，使用电极对比较大的肌肉进行刺激可能更有效或更舒适。

86、优选地，本发明的第三方面的通气装置包括启动器，该启动器配置成手动启动感应装置的场发生器，从而生成空间场。由此，启动器优选地包括患者可触及的按钮。这种实施例允许主动诱导吸气。例如，如果需要，可以诱导进行深呼吸。

87、优选地，感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得当感应装置被启动时膈神经处于由场发生器生成的空间场中。

88、在第四方面，本发明是一种通气方法，包括：(i)将感应装置的场发生器定位在人类或动物患者身上，该场发生器配置成生成空间场，使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激，以及(ii)向患者的呼吸系统供应气体。气体是富含氧的空气，即富氧空气。

89、下面描述的根据本发明的第四方面及其优选实施例的通气方法允许有效地实现本发明的第三方面及其上述优选实施例的通气装置的效果和益处。

90、优选地，富氧空气包含大约21.5％以上的氧、大约22％以上的氧、大约22.5％以上的氧或23％以上的氧。

91、本发明的第四方面的通气方法优选地包括在患者身上布置接口构件以允许将富氧空气供应到患者的呼吸系统的步骤。

92、优选地，本发明的第四方面的通气方法包括生成气流以递送到患者的呼吸系统。

93、优选地，吸气肌结构包括患者的膈肌、患者的肋间外肌、患者的副吸气肌或它们的组合。

94、优选地，本发明的第四方面的通气方法包括启动感应装置以使得场发生器生成空间场脉冲。由此，空间场脉冲优选地具有大约10hz至大约35hz的频率。

95、在一个优选实施例中，感应装置的场发生器包括电极，并且场发生器生成的空间场是电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

96、在另一优选实施例中，感应装置的场发生器包括线圈设计结构，并且场发生器生成的空间场是电磁场。

97、优选地，感应装置包括配置成生成第二空间场的第二场发生器，并且感应装置的第二场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的呼气肌结构可由第二空间场刺激，其中感应装置被操作以使得场发生器和第二场发生器生成该场和第二场的协调脉冲以协调地接连地刺激患者的吸气肌结构和患者的呼气肌结构。

98、在一个优选实施例中，感应装置的第二场发生器优选地包括第二电极并且场发生器生成的第二空间场是第二电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

99、在另一优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二线圈设计结构，并且第二场发生器生成的第二空间场是第二电磁场。

100、优选地，呼气肌结构包括患者的腹肌、患者的肋间内肌、患者的副呼气肌或它们的组合。

101、本发明的第四方面的换气方法优选地包括手动启动感应装置的场发生器以生成空间场的步骤。由此，场发生器优选地通过患者按下按钮来启动。

102、优选地，感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得当感应装置被启动时膈神经处于由场发生器生成的空间场中。

103、在第五方面，本发明是一种刺激装置，包括具有配置成生成空间场的场发生器的感应装置、过度通气传感器单元以及与感应装置和过度通气传感器单元通信的控制单元。感应装置的场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激。过度通气传感器单元配置成定位在患者身上以感测代表患者过度通气的指标。控制单元配置成控制感应装置生成空间场。此外，控制单元配置成从过度通气传感器单元接收指示信号。控制单元配置成能评估从过度通气传感器单元接收的指示信号以指示患者的过度通气并启动感应装置的场发生器以使得当评估的指示信号代表过度通气时生成空间场。

104、通过具有场发生器和过度通气传感器，本发明的第五方面的刺激允许诱导或刺激比较深的吸气。这样一来，患者血液中的氧水平就可以保持在一个合适的范围内。而且，可以避免借助于刺激装置主动吸气诱导而过度通气，即患者的快速过度呼吸尝试。

105、在一个优选实施例中，过度通气传感器单元是气流传感器，其配置成布置在患者身上以感测患者呼吸系统中的气流，指示信号是气流信号，并且控制单元配置成使得当根据气流信号确定的呼吸频率超过阈值频率时，经评估的气流信号代表过度通气。因此，阈值频率优选为每分钟15次或以上。

106、通过观察例如患者口中的气流，可以适当地监测呼吸频率。因此，这种实施例允许有效地识别过度通气并通过启动吸气肌结构来诱导纠正措施。

107、在另一优选实施例中，过度通气传感器单元是二氧化碳传感器，其配置成布置在患者身上以感测患者的空气或血液中的二氧化碳水平，指示信号是二氧化碳信号，并且控制单元配置成使得当根据二氧化碳信号确定的二氧化碳水平低于二氧化碳阈值时，经评估的二氧化碳信号代表过度通气。由此，二氧化碳阈值优选为22毫摩尔每升(mmol/l)或以下。

108、作为观察气流的替代或补充，可以观察血液或空气(流)中的二氧化碳水平。这允许适当地监测呼吸频率。因此，这种实施例还允许有效地识别过度通气并通过激活吸气肌结构来诱导纠正措施。

109、在第六方面，本发明是一种刺激装置，包括：感应装置，该感应装置具有配置成生成空间场的场发生器；氧合传感器，该氧合传感器配置成定位在人类或动物患者身上以感测患者的氧合；以及与感应装置和氧合传感器通信的控制单元。感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激。控制单元配置成控制感应装置生成空间场。控制单元配置成从氧合传感器单元接收氧合信号。控制单元配置成能评估从氧合传感器单元接收的氧合信号并启动感应装置的场发生器以使得当所评估的氧合信号低于氧合阈值时生成空间场。

110、与识别过度通气类似，通过具有场发生器和氧传感器，如果需要，即如果氧水平过低，本发明的第六方面的刺激允许诱导或刺激比较深的吸气。这样一来，患者血液中的氧水平就可以保持在合适的范围内。

111、优选地，在本发明的第五和第六方面的刺激装置中，吸气肌结构包括患者的膈肌、患者的肋间外肌、患者的副吸气肌或它们的组合.

112、优选地，在本发明的第五和第六方面的刺激装置中，控制单元配置成启动感应装置以使得场发生器生成空间场脉冲。由此，空间场脉冲具有大约10hz至大约35hz的频率。此类空间场脉冲允许实现对肌肉结构的有效刺激或激活以诱导吸气。

113、在本发明的第五和第六方面的刺激装置的一个优选实施例中，感应装置的场发生器包括电极并且场发生器生成的空间场是电场。这种电极允许有效地提供空间场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

114、在本发明的第五和第六方面的刺激装置的另一优选实施例中，感应装置的场发生器包括线圈设计结构，并且场发生器生成的空间场是电磁场。这种电极允许有效地提供空间场。这种线圈设计结构允许生成具有目标形状、例如具有峰部的电磁场。这种形状允许比较精确地刺激或激活目标组织，例如直接刺激或激活吸气肌结构或连接到吸气肌结构的任何其他结构，例如神经系统的组织等。这样一来，对吸气肌结构的刺激会是特别有效和方便的。

115、优选地，在本发明的第五和第六方面的刺激装置中，感应装置包括配置成生成第二空间场的第二场发生器，感应装置的第二场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的呼气肌结构可由第二空间场刺激，并且控制单元配置成操作感应装置以使得场发生器和第二场发生器生成该场和第二场的协调脉冲，以协调地接连地刺激患者的吸气肌结构和患者的呼气肌结构。

116、通过具有这种第二场发生器，可以通过刺激装置控制吸气和呼气。这允许具体的特定治疗应用。例如，完整的呼吸过程可以由刺激装置控制和诱导。

117、在本发明的第五和第六方面的刺激装置的一个优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二电极，并且场发生器生成的第二空间场是第二电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

118、在本发明的第五和第六方面的刺激装置的另一优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二线圈设计结构，并且第二场发生器生成的第二空间场是第二电磁场。

119、由此，呼气肌结构优选地包括患者的腹肌、患者的肋间内肌、患者的副呼气肌或它们的组合。

120、在一个特别优选的实施例中，感应装置的第二场发生器包括线圈设计结构，使得它在被启动时生成第二电磁场，并且感应装置的场发生器包括电极，使得它在被启用时生成电场。线圈设计结构和电极的这种组合允许对吸气肌结构和呼气肌结构进行复杂的刺激。例如，可以通过刺激例如患者颈部处的一个或两个膈神经来激活吸气肌结构。由此，一种或两种线圈设计结构可以定位在患者的颈部处，并且可以通过施加目标电磁场来刺激膈神经。这允许对膈神经进行特定刺激并限制对颈部其他组织的刺激。例如，可以通过将电极放置在患者的胸部处来激活呼气肌结构。这允许直接刺激患者的腹部和/或肋间内肌。由于电极可以生成比较宽的空间场，因此可以有效地刺激相应的肌肉。一般而言，使用线圈设计结构对神经或相对较小的肌肉的刺激可能更有效或更舒适。相反，使用电极对比较大的肌肉进行刺激可能更有效或更舒适。

121、优选地，本发明的第五和第六方面的刺激装置包括启动器，该启动器配置成手动启动感应装置的场发生器，从而生成空间场。由此，启动器包括患者可触及的按钮。这种实施例允许主动诱导吸气。例如，如果需要，可以诱导进行深呼吸。

122、优选地，在本发明的第五和第六方面的刺激装置中，感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得当感应装置被启动时，膈神经处于由场发生器生成的空间场中。

123、在第七方面，本发明是一种刺激方法，包括(i)将感应装置的场发生器定位在人类或动物患者身上，该场发生器配置成生成空间场以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激，(ii)将过度通气传感器单元定位在患者身上以感测代表患者过度通气的指标，(iii)评估从过度通气传感器单元接收的指示信号以指示患者的过度通气，以及(iv)启动感应装置的场发生器，使得当评估的指示信号代表过度通气时生成空间场。

124、根据本发明的第七方面及其在下文中描述的优选实施例的刺激方法允许有效地实现本发明的第五方面及其上述优选实施例的刺激装置的效果和益处。

125、优选地，过度通气传感器单元是气流传感器，其配置成布置在患者身上以感测患者呼吸系统中的气流，指示信号是气流信号，当根据气流信号确定的呼吸频率超过阈值频率时，经评估的气流信号代表过度通气。由此，阈值频率优选为每分钟15次或以上。

126、替代地或补充地，过度通气传感器单元是二氧化碳传感器，其配置成布置在患者身上以感测患者的空气或血液中的二氧化碳水平，指示信号是二氧化碳信号，并且当根据二氧化碳信号确定的二氧化碳水平低于二氧化碳阈值时，经评估的二氧化碳信号代表过度通气。由此，二氧化碳阈值优选为22mmol/l或以下。

127、在第八方面，本发明是一种刺激方法，包括(i)将感应装置的场发生器定位在人类或动物患者身上，该场发生器配置成生成空间场以使得患者的吸气肌结构可被空间场刺激，(ii)将氧合传感器定位在人类或动物患者身上以感测患者的氧合，(iii)评估从氧合传感器单元接收的氧合信号，以及(iv)启动感应装置的场发生器以使得当评估的氧合信号低于氧合阈值时生成空间场。

128、根据本发明的第八方面及其在下文中描述的优选实施例的刺激方法允许有效地实现本发明的第六方面及其上述优选实施例的刺激装置的效果和益处。

129、优选地，吸气肌结构包括患者的膈肌、患者的肋间外肌、患者的副吸气肌或它们的组合。

130、优选地，在本发明的第七或第八方面的刺激方法中，启动感应装置以使得场发生器生成空间场脉冲。由此，空间场脉冲优选地具有大约10hz至大约35hz的频率。

131、在本发明的第七或第八方面的刺激方法的一个优选实施例中，感应装置的场发生器包括电极，并且场发生器生成的空间场是电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

132、在本发明的第七或第八方面的刺激方法的另一优选实施例中，感应装置的场发生器包括线圈设计结构，并且场发生器生成的空间场是电磁场。

133、优选地，根据本发明的第七或第八方面的刺激方法，感应装置包括配置成生成第二空间场的第二场发生器，并且感应装置的第二场发生器配置成定位在人类或动物患者身上以使得患者的呼气肌结构可由第二空间场刺激，其中操作感应装置以使得场发生器和第二场发生器生成该场和第二场的协调脉冲，以协调地接连地刺激患者的吸气肌结构和患者的呼气肌结构。

134、在本发明的第七或第八方面的刺激方法的一个优选实施例中，感应装置的第二场发生器包括第二电极，并且场发生器生成的第二空间场是第二电场。或者，也可以使用诸如天线等生成电场的另一种结构。

135、在本发明的第七或第八方面的刺激方法的另一优选实施例中，感应装置的第二场发生器优选地包括第二线圈设计结构，并且第二场发生器生成的第二空间场是第二电磁场。

136、优选地，呼气肌结构包括患者的腹肌、患者的肋间内肌、患者的副呼气肌或它们的组合。

137、优选地，本发明的第七或第八方面的刺激方法包括手动启动感应装置的场发生器以生成空间场的步骤。由此，优选地通过患者按下可触及的按钮来启动场发生器。

138、优选地，在本发明的第七或第八方面的刺激方法中，感应装置的场发生器配置成定位在患者身上以使得当感应装置被启动时，膈神经处于由场发生器生成的空间场中。