CN114555179A - 用于改善睡眠障碍性呼吸的舌咽神经的神经调制 - Google Patents

Abstract

提供了用于通过将电神经调制信号递送至包括支配咽收缩肌或茎突咽肌的舌咽神经的传出纤维的至少一个目标部位来改善患有SDB的患者中的SDB的方法和系统。方法还包括将电神经调制信号递送至其他部位，这些其他部位包括颈袢、舌下神经、腭舌肌和/或腭咽肌的一种或多种组合。递送到舌咽神经的传出纤维的电神经调制信号可以独立于测量患者的气道的神经肌肉状态的所检测的感觉或输入信号来完成。

Description

用于改善睡眠障碍性呼吸的舌咽神经的神经调制

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月13日提交的美国临时专利申请号62/900,442和于2020年1月15日提交的美国临时申请号62/961,338的优先权。这两个申请的内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本公开涉及用于通过神经调制舌咽神经的传出纤维来治疗睡眠障碍性呼吸的方法和系统。

背景技术

睡眠障碍性呼吸(睡眠障碍性呼吸，SDB)在整个夜间多次出现部分或完全停止呼吸的情况下发生。阻塞性睡眠呼吸暂停(Obstructive sleep apnea，OSA)是这样类型的SDB，其涉及在存在呼吸努力的情况下气流的停止或显著减少。这是最常见的SDB类型并且其特征是在睡眠期间上气道萎陷的复发性发作，从而引起呼吸的反复性暂停，随后血氧饱和度降低或神经觉醒。OSA的病理生理学可能涉及诸如颅面解剖学结构、气道萎陷性和上气道扩张肌肌肉组织的神经肌肉控制等因素。肌电图研究表明，从清醒到非快速眼动睡眠再到快速眼动睡眠，咽气道扩张肌(诸如颏舌肌)的紧张性和阶段性活动逐渐减少。

持续气道正压通气(Continuous positive airway pressure，CPAP)疗法是OSA的一线治疗。CPAP疗法利用被涉及用于递送恒定的气压流以在患有OSA的患者中保持气道持续开放的机器，该机器通常包括气流发生器、导管和面罩。然而，CPAP疗法的成功受到范围从50％至70％的所报道的依从率限制。舌下神经刺激(Hypoglossal nerve stimulation，HNS)现已被确立为用于不能耐受气道正压的患有阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的患者的有效疗法形式。这种疗法通过突出和硬化舌肌从而扩张咽部气道来起作用。然而，只有患有OSA的患者中的一小部分具有适合于舌下神经刺激疗法的解剖学结构，因为许多患者即使在刺激舌肌肉组织的情况下仍继续遭受气道萎陷。

发明内容

本文提供了用于通过神经调制舌咽神经(脑神经IX)的传出纤维来改善SDB的方法和系统。在某些方面，一种用于改善患有睡眠障碍性呼吸的患者中的睡眠障碍性呼吸的方法包括独立于关于患者的气道的神经肌肉状态的所检测或感测的感觉或输入信号将电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌肌肉或茎突咽肌的、舌咽神经的传出纤维的目标部位。该方法还包括通过递送电神经调制信号来改善患者的SDB。

在某些方面，本文提供了通过向多个气道部位递送电神经调制信号来改善患有SDB的患者中的SDB的方法和系统。这种气道部位可以包括舌咽神经(颅神经IX)的传出纤维、颈袢、舌下神经(HGN)、腭舌肌、或者腭咽肌的一种或多种组合。例如，一种方法可包括将电神经调制信号递送至以下的一种或多种组合：包括舌咽神经的传出纤维的目标部位，该传出纤维支配在被激活时增加咽肌紧张度的一个或多个咽收缩肌肌肉、或者支配在被激活时侧向移动咽壁的茎突咽肌；包括颈袢的目标部位，该颈袢支配一个或多个舌骨下肌肉，该一个或多个舌骨下肌肉在被激活时向下拉气道，从而产生尾部张紧或牵引并减少咽壁萎陷；包括舌下神经(HGN)的目标部位，该舌下神经支配一个或多个肌肉，该一个或多个肌肉在被激活时张紧舌头肌肉组织以减少与舌头相关的气道阻塞；包括腭舌肌或其支配神经纤维的目标部位，该腭舌肌或其支配神经纤维在被激活时向前和向下按压和拉动软腭以扩张和打开患者的腭后空间；或者包括腭咽肌或其支配神经纤维的目标部位，该腭咽肌或其支配神经纤维在被激活时向下拉动软腭以扩张和打开患者的腭后空间。该方法还可以包括通过递送电神经调制信号来改善患者的SDB。

在某些方面，一种用于改善患有SDB的患者中的SDB的方法包括将第一电神经调制信号递送至包括舌咽神经的传出纤维的目标部位，该传出纤维支配在被激活时增加咽肌紧张度的一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌或在被激活时侧向移动咽壁的茎突咽肌。该方法还包括将第二电神经调制信号递送至包括颈袢的目标部位，该颈袢支配一个或多个舌骨下肌肉，该一个或多个舌骨下肌肉在被激活时向下拉气道，从而产生尾部张力或牵引力并减少咽壁萎陷。该方法还包括通过递送第一和第二电神经调制信号来改善患者的SDB。

附图说明

图1是描绘根据本公开的一方面的用于改善患有SDB的患者中的SDB的方法的示例性步骤的流程图。

图2是咽部的示意性后视图。

图3是描绘根据本公开的另一方面的用于改善患有SDB的患者中的SDB的方法的示例性步骤的流程图。

图4是根据本公开的一方面的用于神经调制的示例性目标部位的示意性图示。

图5是根据本公开的一方面的用于神经调制的示例性目标部位的示意性图示。

图6是根据本公开的一方面的用于神经调制的示例性目标部位的示意性图示。

图7是抵靠腭舌肌放置的电极设备的示意图，并且还描绘了其他相关的周围解剖学结构。

图8是描绘根据本公开的实施例的神经肌肉刺激系统的说明性部件的框图。

图9是描绘根据本公开的实施例的神经肌肉刺激器的说明性部件的框图。

具体实施方式

本文提供了用于通过将电神经调制信号递送至包括支配咽收缩肌或茎突咽肌的、舌咽神经(颅神经IX)的传出纤维的至少一个目标部位来改善患有SDB的患者中的SDB的方法和系统。SDB的非限制性示例是增加的上气道阻力(包括打鼾)、上气道阻力综合征(upperairway resistance syndrome，UARS)、和睡眠呼吸暂停。睡眠呼吸暂停包括OSA、中枢性睡眠呼吸暂停(central sleep apnea，CSA)和复杂的睡眠呼吸暂停。如本文中关于所描述的元件所用，术语“一”、“一个”和“该”包括所描述的(多)元件中的至少一个或多个，除非另有说明。进一步，除非另有说明，术语“或”和“和”指的是“和/或”及其组合。术语“第一”、“第二”等用于将一个元件与另一元件区分开，除非另有说明，否则在数量意义上使用。因此，下面描述的“第一”元件也可以被称为“第二”元件。提及“改善”患者的SDB包括减轻SDB的症状、缓解或预防SDB。在某些方面，改善患者的SDB的方法本质上是预防性的，而不是反应性的。换句话说，根据某些方面的改善患者的SDB的方法包括预防SDB，而不是检测呼吸暂停或呼吸不足事件并对这种所检测到的事件做出响应。通过预防SDB，治疗方法可以降低气道萎陷的可能性，而不是对所记录的事件做出反应。如本文所用，“神经调制(neuromodulation或neuromodulate)”、“神经刺激(neurostimulation或neurostimulate)”“刺激(stimulation或stimulate)”是指激励或抑制神经活动。本文所述的部位的刺激包括双侧刺激或单侧刺激。患有SDB的患者包括哺乳动物，诸如人类。

在一方面并且参考图1和图2，用于改善患有SBD的患者中的SBD的方法100包括将电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌102的、舌咽神经的传出纤维的目标部位。示例性目标部位50在图2中标识。在被激活时，这种一个或多个咽收缩肌可以增加咽肌紧张度，以降低咽气道萎陷性。在被激活时，茎突咽肌可以侧向移动咽壁。在某些实施例中，电神经调制信号不被递送到支配咽壁的粘膜层的感觉纤维。进一步，在某些实施例中，独立于关于气道的神经肌肉状态检测或感测的感觉或输入信号递送电神经调制信号。例如，电神经调制信号可以在紧张的基础上或以独立于关于气道的神经肌肉状态检测或感测的感觉或输入信号的占空比递送。换句话说，即使可以测量关于气道的神经肌肉状态的感觉或输入信号，在某些实施例中，这种感觉信息可能不指示被递送到目标部位的电神经调制信号的刺激参数。方法100还包括通过递送电神经调制信号104来改善患者的SDB。目标部位可以是咽丛。

另一方面，提供了通过向多个气道部位递送电神经调制信号来改善患有SDB的患者中的SDB的方法和系统。这种多气道部位可以包括以下中的一种或多种组合：舌咽神经(脑神经IX)的传出纤维，该传出纤维支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌；颈袢；舌下神经(HGN)；腭舌肌或其支配神经纤维；或腭咽肌或其支配神经纤维。方法可以通过刺激神经和/或肌肉以调制颏舌肌紧张度、咽的尾部牵引和内在肌肉紧张度来改善SDB，从而改善咽气道开放。例如，改善SDB的方法可以包括通过刺激舌咽神经的传出纤维来调制固有咽壁紧张度、通过刺激颈袢向上气道提供尾部牵引、通过刺激HGN来调节颏舌肌张力、和/或其组合。方法可以附加地或替代性地包括刺激腭舌肌或其支配神经纤维，以向前和向下按压和拉动软腭，从而扩张和打开腭后空间。替代性地或附加地，方法可以包括刺激腭咽肌或其支配神经纤维以向下拉软腭，从而扩张和打开患者的腭后空间。

参考图3，改善患有睡眠障碍性呼吸(SDB)的患者中的SDB的方法200包括将第一电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的、舌咽神经的传出纤维的目标部位。在被激活时，支配一个或多个咽收缩肌的、舌咽神经的传出纤维可以增加咽肌紧张度。在被激活时，支配茎突咽肌的、舌咽神经的传出纤维可以侧向移动咽壁202。例如，目标部位可以包括咽丛。方法200还可以包括将第二电神经调制信号递送到包括颈袢的目标部位。在被激活时，包括支配一个或多个舌骨下肌肉的颈袢的目标部位可以向下拉气道，从而产生咽的尾部张力或牵引，并减少咽壁萎陷204。方法200还包括通过递送第一和第二电神经调制信号来改善患者的SDB 206。

在另一方面，一种方法包括将电神经调制信号递送至包括颈袢的目标部位并且还将电神经调制信号递送至支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的、舌咽神经的传出纤维；舌下神经(HGN)；腭舌肌或其支配神经纤维；或腭咽肌或其支配神经纤维。

在上述方面中关于将电神经调制信号递送到包括舌咽神经传出纤维的目标部位，咽的侧壁由咽收缩肌构成，这些咽收缩肌由包括来自颅神经IX和X的纤维的咽丛支配。支配这些肌肉的神经在咽收缩肌的外表面上形成神经丛，并且然后穿过咽收缩肌到达腭舌肌和腭咽肌。研究表明，颅神经IX的运动分支可能负责收缩肌机构的呼吸控制，并且它们可以在茎突咽肌的区域被标识。呼吸期间增加的收缩肌紧张度可以通过硬化咽壁来降低咽萎陷。没有完全收缩的咽壁硬化可以使对颈袢和舌下神经的刺激更有效。刺激茎突咽肌可以通过侧向移动咽壁来增加气道口径，并且还可以抵消在肌肉激活超过初始咽壁硬化的情况下可能出现的收缩肌机构激活的咽变窄部分。在某些实施例中，电神经调制信号独立于关于气道的神经肌肉状态检测或感测的感觉或输入信号被递送到舌咽神经的传出纤维。

在上述方面中关于将电神经调制信号递送至包括颈袢的目标部位，这种递送可以激活一个或多个舌骨下肌肉，并且可以包括颈袢的上根和下根中的一个或两个以及近侧分支。不希望被理论所束缚，据信舌骨下肌肉的激活(例如这些肌肉的绷紧)可以降低上气道顺应性(例如，使上气道硬化)。上气道顺应性可以指示气道萎陷的可能性，并且可以与治疗SDB相关。不希望被理论所束缚，通过阻止甲状软骨和舌骨的向上移动，刺激颈袢可以锚定咽的下端，这可以允许咽收缩肌机构和腭咽肌的收缩抵靠固体锚定部而不是移动插入点作用，从而增加了利用舌咽神经的传出纤维的刺激或腭咽肌的刺激对颈袢进行共同刺激的有效性。

如下所解释那样，舌骨下肌肉包括胸骨舌骨肌、胸骨甲状腺肌、肩胛舌骨肌和甲状舌骨肌。在实施例中，一种方法包括将电神经调制信号递送到接近颈袢的目标部位，该颈袢至少神经支配胸骨甲状腺肌以激活胸骨甲状腺肌。目标部位可以接近颈袢，使得递送电神经调制信号激活颈袢的运动纤维。据信，至少激活胸骨甲状腺肌可以使患者的上气道硬化，从而改善患者的SDB。

参考图4至图6，舌骨下带肌肉可以通过来自颈袢的上根和下根两者的神经纤维贡献不同地支配。正常的解剖学变体可能需要在不同的患者中使用一个或多个不同的目标部位，以实现对胸骨甲状腺肌39的期望刺激。在某些方面并参考图4，电神经调制信号可以被递送至接近颈袢33的目标部位，该神经调制信号还支配胸骨舌骨肌的上腹部37a或胸骨舌骨肌的下腹部37b，以激活胸骨舌骨肌37的部分或全部。例如，示例性目标部位包括目标部位A，该目标部位可以接近或处于支配胸骨舌骨肌37的颈袢27的上根的分支点43，使得胸骨舌骨肌37以及胸骨甲状腺肌39被激活。在某些方面，将电信号递送到接近颈袢27的上根的目标部位A也可以激活肩胛舌骨肌41中的部分或全部。如果目标部位远离颈袢27的上根但不包括分支点1000(例如，被放置在部位G)，则电神经调制信号可以仅激活胸骨舌骨肌37或肩胛舌骨肌41并且不一定激活胸骨甲状腺肌39以及胸骨舌骨肌37或肩胛舌骨肌41。不希望被理论所束缚，据信至少胸骨甲状腺肌39(包括胸骨甲状腺肌39、胸骨舌骨肌37和肩胛舌骨肌41)的激活可以使患者的上气道硬化，从而改善患者的SDB。

在某些方面，电神经调制信号被递送至接近颈袢(例如，邻近颈袢35的下根)的目标部位B，还支配胸骨甲状腺肌39和胸骨舌骨肌37以及肩胛舌骨肌41，以激活所支配的肌肉中的一个或多个。在某些方面，可以将电神经调制信号同时递送至接近颈袢31的目标部位A和B，以便刺激来自支配胸骨甲状腺肌39以及胸骨舌骨肌37和肩胛舌骨肌41的颈袢的上根27和下根35的神经分支。在某些方面，将电信号递送至目标部位E(例如，接近或处于从颈袢33的环产生的一个或多个共同主干神经1000的分支点，该一个或多个共同主干神经结合来自上根27和下根35的神经纤维并且至少供应胸骨甲状腺肌39并且可变地供应胸骨舌骨肌37和肩胛舌骨肌41)可以至少激活胸骨甲状腺肌39，并且在某些方面激活胸骨舌骨肌37，并且在某些方面激活肩胛舌骨肌41。在某些方面，将电信号递送至目标部位F(例如，靠近或处于来自共同躯干1001的一个或多个胸骨甲状腺肌神经的分支点)可以激活胸骨甲状腺肌39。应当注意，上述目标部位仅仅是示例性的并且可以将一个或多个电极放置在包括其分支在内的颈袢的其他部分处。

在上述方面中关于将电神经调制信号递送到包括HGN的目标部位，这样的目标部位可以接近支配颏舌肌以激活颏舌肌的HGN。目标部位可以接近HGN，使得递送电神经调制信号激活HGN的运动纤维。回头参考图4，在某些方面，电信号不被递送到接近分支点43的HGN，因为据信可能需要分离的电极来潜在地向颈袢和HGN提供不同强度或定时的刺激。在其他方面，可以接近或远离返回肌分支到茎突舌骨肌或舌骨肌的分支点刺激HGN。颏舌肌的激活可以导致舌头向前移动，并扩张/加强患者的上气道，从而改善患者的SDB。

在上述方面中关于将电神经调制信号递送至包括腭舌肌或其支配神经纤维的目标部位，这种递送可以导致软腭的向前和向下移位，从而减少相对于咽后壁的萎陷，并且从而扩张和打开腭后空间。腭舌肌起源于硬腭的后部部分处的腭腱膜。它向下侧下降以插入到舌的后外侧表面。在其通过口腔的后部部分的过程期间，它在中间被粘膜覆盖，因此形成了腭舌弓。腭舌肌起作用以通过抬高后舌并向下拉动软腭来将口腔与口咽隔离。这个肌肉由咽丛的分支支配，咽丛被认为独立于舌下神经和内在和外在舌肌肉组织的其余部分起作用。进一步参考图7中示意性描绘的相关解剖结构，腭帆提肌起作用以将软腭提至鼻内(由箭头指示)。如果软腭被按压，牵引腭帆张肌会抬高软腭。如果软腭被抬高，牵引腭帆张肌会按压软腭。腭帆张肌起作用以是侧向牵引软腭(由箭头指示)。这种侧向移动使软腭硬化，并使其回到中性平面。悬雍垂肌通过将悬雍垂牵引得更靠近硬腭的后缘来缩短软腭(如箭头所指示那样)。腭舌肌与腭帆提肌相对，从而将软腭向下牵引朝向舌的基部(如箭头所指示那样)。

在上述方面中，关于将电神经调制信号递送至包括腭咽肌或其支配神经纤维的目标部位，腭咽肌主要按压软腭。它被穿过上覆咽收缩肌组织的咽丛的分支支配。肌肉源于腭腱膜。它向下侧下降以插入到咽壁的软组织中。腭咽肌与腭帆提肌相对。如果不限制其移动，其也会导致咽部在收缩期间抬高。

本公开的方面还提供了使用电极来独立于关于患者的气道的神经肌肉状态所检测或感测的感觉或输入信号将电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的、舌咽神经的传出纤维的目标部位以改善患者的SDB。各方面还包括使用电极来将第一电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的、舌咽神经的传出纤维的目标部位，以及使用电极将第二电神经调制信号递送至包括支配一个或多个舌骨下肌的颈袢的目标部位，以改善患者的SDB。

递送电神经调制信号可以通过将一个或多个电极/电触点/神经刺激设备放置为接近目标部位来实现。可以以各种不同的方式(例如经皮(transcutaneously或percutaneously)、皮下、肌内、腔内、经血管、血管内或通过直接开放式外科植入)将电极放置为靠近目标部位。电极也可以具有不同的形状因素，例如可注射的微刺激器、神经封套电极或经皮贴片。

电极或神经刺激器可以被放置在相同或不同的目标部位上。例如，如果目标部位包括两个分离的神经或神经段，则可以将分离的神经封套电极放置在每个神经或神经段上，其中每个神经封套电极具有其自己的阴极和阳极，但是连接到相同的脉冲发生器，或者分离的神经封套电极连接到相同的脉冲发生器，但是一个神经封套电极用作阴极以及另一个用作阳极，其中所生成的电场捕获神经或神经段。在某些实施例中，被配置为刺激神经或神经段的一个或多个电极可以与被配置为刺激另一神经或神经段的电极组合。再替代性地，被配置为刺激神经或神经段的一个或多个电极可以是与被配置为刺激另一神经或神经段的设备分离的设备的一部分。电极可以可操作地耦接到相同的单脉冲发生器或分离的脉冲发生器(在相同的物理外壳或分离的外壳内)。

电极是可控的，以提供例如在电压、频率、脉冲宽度、电流和强度方面可以变化的输出信号。电极还可以提供来自电极的正电流和负电流两者，或者能够阻止来自电极的电流或者改变来自电极的电流的方向。电极可以与电能发生器(诸如电池或脉冲发生器)电连通。例如，电能发生器可以包括通过电感耦接可再充电的电池。电能发生器可以被定位在任何合适的位置，诸如邻近电极(例如邻近电极植入)，或者在患者的身体内或身体上的远程部位，或者远离患者的身体在远程位置。电极可以无线地或通过线连接到远程定位的电能发生器。

电能发生器可以控制例如电神经调制信号的脉冲波形、信号脉冲宽度、信号脉冲频率、信号脉冲相位、信号脉冲极性、信号脉冲幅值、信号脉冲强度、信号脉冲持续时间及其组合。电能发生器可以被编程以将各种电流和电压传送到一个或多个电极，从而调制神经、神经元或神经结构的活动。电能发生器可以被编程为独立地或根据需要以各种组合来控制多个电极，以提供神经调制。在一些情况下，电极可以通过将患者身体外部的电源与患者的皮肤接触来供电，或者可以包括一体式电源。

电神经调制信号可以是恒定的、间歇的、变化的或在电流、电压、脉宽、波形、周期、频率、幅值等方面被调制的。波形可以是正弦波、方波等。刺激的类型可以变化并涉及不同的波形。最佳激活模式可能需要在激活另一电极之前在一个电极中的延迟，或者以另一种协调的方式需要延迟以最佳地打开气道，无论这涉及同时激活还是以协调的、可调节的方式交错激活。

控制器或编程器也可以与神经刺激装置相关联。例如，编程器可以包括在合适的软件程序控制下的一个或多个微处理器。编程器可以包括其他部件，诸如模数转换器等。

可以利用期望的刺激参数对神经刺激设备进行预编程。刺激参数可以是可控的，使得电神经调制信号可以被远程调制到期望的设置，而无需将电极从其目标位置移除。可以进行远程控制，例如使用具有电信号发生器和电池、耦合到外部发射器的射频接收器等的传统遥测技术。

本文公开的方法可以用作闭环系统的一部分(如下面更详细描述的那样)。这种方法可以包括感测与SDB相关联的生理参数、基于该生理参数生成传感器信号、以及响应于该传感器信号激活电极以调节对目标部位施加电信号，从而改善患者的SDB。

本公开的各方面还提供了用于改善患有SDB的患者中的SDB的系统。参考图8和图9，在实施例中，神经刺激系统10包括神经刺激器12、向神经刺激器12传输信号的外部设备14、与神经刺激器12或外部设备14双向通信的患者编程设备16以及医师编程设备18。如下所讨论的那样，系统的每个部件可以彼此通信(例如电通信)。在一些情况下，系统的两个或更多个部件可以彼此无线通信。在其他情况下，系统的两个或更多个部件可以彼此有线通信。由此，系统的一些部件可以彼此无线通信，而其他部件彼此有线通信。进一步，在本文公开的说明性实施例中，包括在神经刺激系统10中的部件之间的通信被配置为本质上是双向的。然而，两个或更多个系统部件之间的通信可以是单向的。进一步，系统的不同部件的功能可以组合到单个设备中。例如，外部设备和患者编程设备的部件的功能可以组合到单个设备中。

在实施例中，神经刺激器12包括用于递送神经刺激脉冲的、封装在密封外壳中并耦接到电极的电子电路系统，诸如一个或多个电子电路。在某些实施例中，神经刺激器12可以包括原电池单元、可再充电电池单元或感应耦接电源，用于提供用于生成和递送刺激脉冲的电力以及为诸如通信功能的其他设备功能供电。神经刺激器12或系统10可以包括固定构件，以将神经刺激器固定到接近目标部位的组织。

外部设备14可以是可穿戴设备，包括用于将外部设备14可操作地接近神经刺激器12地固定到患者的带子、贴片或另一(多个)附接构件。在一些情况下，外部设备14可以被编程为提供用户反馈，以帮助患者优化外部设备14在受试者身体周围的放置。当神经刺激器12设置有可再充电电池单元时，外部设备14可以包括用于从外部设备14向神经刺激器12传输功率(例如感应功率传输)的再充电单元。在这个实施例中，编程设备16可以是用于经由双向无线遥测链路20启动和终止由神经刺激器12递送的治疗的患者手持设备。替代性地，编程设备16可以由患者操作，用于与可穿戴外部设备14通信，以控制治疗开和关时间以及其他治疗控制参数，这些参数经由通信链路24传输到神经刺激器12。编程设备16可以经由双向无线遥测链路22与可穿戴外部设备14通信，该双向无线遥测链路可以在高达几英尺的距离上建立通信，从而实现距离遥测，使得患者不需要将编程设备16直接定位在神经刺激器12上来控制治疗的开和关时间或者执行其他询问或编程操作(例如其他治疗控制参数的编程)。

当神经刺激器12包括原电池单元时，外部设备14可以是可选的。神经刺激器12的编程可以由编程设备16执行，从而使用近距或远距离遥测技术来建立用于在编程设备16和神经刺激器12之间传输数据的双向通信链路20。可以由患者或临床医生使用编程设备16来设置由神经刺激器12自动执行的治疗方案。编程设备16可以用于手动开始和停止治疗、调节治疗递送参数以及从神经刺激器12收集数据，例如与总的累积治疗递送时间相关的数据或与设备操作或由神经刺激器12进行的测量相关的其他数据。例如，编程设备16可以包括被编程为控制一个或多个刺激或控制与神经刺激器12相关联的参数的软件。附加地或可选地，包括编程设备16的软件可以被编程以存储患者治疗数据，诸如日记问题或生理测量。编程设备16还可以包括被编程为访问远程数据源、查询特定数据、并且然后基于所查询的数据向系统10提供刺激指令的软件。例如，编程设备16可以包括被编程为在睡眠开始后的期望时间段(例如30分钟)之后向神经刺激器12提供可定制的或患者触发的警报(例如指示刺激时间段和每个时间段的持续时间)的软件。编程设备16可以被实现为智能电话或平板电脑，尽管也可以包括个人计算机(personal computer，PC)。

当神经刺激器12被配置为外部供电设备时，外部设备14可以是由患者在睡眠期间佩戴的功率传输设备，以提供生成刺激脉冲所需的功率。例如，外部设备14可以是电池供电的设备，其包括用于将功率感应传输到包括在神经刺激器12中的次级线圈的初级线圈。外部设备14可以包括一个或多个原电池单元或可充电电池单元，并且因此可以包括功率适配器和插头，用于例如在标准110V或220V壁装插座中再充电。

在一些实施例中，当神经刺激器12被实现为可再充电或外部供电的设备时向神经刺激器12传输功率以及对神经刺激器12进行编程以控制治疗递送所需的功能可以实施在单个外部设备中。例如，外部设备14的电力传输能力和患者编程设备16的编程能力可以结合在单个外部设备中，该单个外部设备可以是可传单的或手持的设备(例如，智能电话或平板电脑)。

与患者编程设备16相比，医师编程设备18可以包括增加的编程和诊断功能。例如，医师编程设备18可以被配置用于编程全部神经刺激治疗控制参数，诸如但不限于脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲形状、脉冲频率、占空比、治疗开和关时间、电极选择和电极极性分配。患者编程设备16可以被限制为开启或关闭治疗、调节治疗的开始时间或调节脉冲幅值，而不给予患者对全部编程功能的全部访问权，使得一些编程功能和可编程治疗控制参数不能被患者访问或改变。

医师编程设备18可以被配置成例如在门诊期间经由无线双向遥测链路28直接与神经刺激器12通信。附加地或替代性地，医师编程设备18可以作为用于经由有线或无线通信网络链路30向患者编程设备16传送编程命令的远程编程仪器操作，之后患者编程设备16经由双向遥测链路20(或经由可穿戴外部设备14和链路24)自动向神经刺激器12传输编程数据。例如，医师编程设备可以被实现为智能电话、平板电脑或PC。

在一些实施例中，可以为患者提供有用于调节神经刺激器12的操作的磁体。例如，磁体的应用可以开启或关闭治疗，或者引起对神经刺激器12操作的其他二元或逐步调节。

图9是根据神经刺激系统的实施例的图8的神经刺激器12的功能框图。神经刺激器12可以包括外壳34，该外壳封装控制器36和相关联的存储器38、遥测模块40和耦接到(多个)电极44的脉冲发生器42。神经刺激器12包括电源46，如上所述，该电源可以包括原电池单元、可再充电电池单元或外部供电系统的次级线圈中的任何一种。

控制器36可以包括微处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或等效的分立或集成逻辑电路系统中的任何一个或多个。在一些示例中，控制器36可以包括多个部件，诸如一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个DSP、一个或多个ASIC或一个或多个FPGA以及其他分立或集成逻辑电路系统的任意组合。本文中属于控制器36的功能可以被实现为软件、固件、硬件或其任意组合。在一个示例中，用于改善患者中的SDB的神经刺激治疗方案可以被存储或编码为存储器38中的指令，这些指令由控制器36执行以使得脉冲发生器42根据所编程的方案经由电极44递送治疗。

存储器38可以包括计算机可读指令，当由控制器36执行时，这些指令使得神经刺激器12执行贯穿本公开归于神经刺激器的各种功能。计算机可读指令可以编码在存储器38中。存储器38可以包括非暂时性计算机可读存储介质，包括任何易失性、非易失性、磁性、光学或电子介质，诸如随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、非易失性RAM(non-volatile RAM，NVRAM)、电可擦除可编程ROM(electrically-erasable programmable ROM，EEPROM)、闪存或任何其他数字介质，唯一的例外是暂时性传播信号。

遥测模块40和相关联的天线48可以被设置用于建立与外部装置14、患者编程器16或医师编程器18的双向通信。由神经刺激器12和编程设备16或18使用的通信技术的示例包括低频或射频(RF)遥测，其可以是例如经由蓝牙、WiFi或MICS建立的RF链路。天线48可以位于外壳34内，沿着外壳34或者从外壳34向外延伸。

电极44可以沿着外壳44的外表面定位并且可以经由绝缘馈通或其他连接耦接到脉冲发生器42，如将在下面进一步描述的那样。在其他实施例中，电极44可以由引线或绝缘系绳承载，该引线或绝缘系绳经由适当的绝缘馈通或穿过密封外壳34的其他电连接而电耦接到脉冲发生器42。在又另外的实施例中，电极44可以结合在外壳34中，其中外部暴露表面被适配为被可操作地定位为接近神经的目标部位附近并且电耦接到脉冲发生器42。

在另一方面，系统10可以包括一个或多个传感器(未示出)以允许开环或闭环控制。例如，在开环系统中，系统10可以包括一个或多个传感器，使得患者可以基于来自(多个)传感器的反馈(例如所检测的信号)来管理(例如预防性地)SDB的改善。这种所检测的信号可以指示SDB的开始，诸如肌肉或神经电活动、舌头位置、口咽气流等方面的变化。在注意到(多个)信号时，患者然后可以触发或激活神经刺激器12以防止或减轻SDB。

在另一方面，系统10可以包括一个或多个传感器，以允许通过例如响应于所感测的生理参数或指示SDB的程度或存在的相关症状或体征而自动响应(例如通过激活神经刺激器12)来进行闭环控制。生理参数包括肌肉或神经电活动、舌头位置方面的变化、心率或血压方面的变化、响应于呼吸努力的压力变化、口咽气流等。用作闭环或开环系统的一部分的传感器可以放置在患者身上任何适当的解剖位置，包括皮肤表面、口腔、鼻腔、粘膜表面或皮下位置。

本公开的所公开的方面和实施例中的每一个可以单独考虑或者与本公开的其他方面、实施例和变型结合考虑。除非另有说明，否则本公开的方法的步骤都不限于任何特定的执行顺序。进一步，虽然上文关于电刺激进行了描述，但是也可以使用其他形式的能量，诸如超声波、磁能或光能。

Claims (18)

1.一种用于改善患有睡眠障碍性呼吸的患者中的睡眠障碍性呼吸的方法，包括：

独立于关于患者的气道的神经肌肉状态所检测或感测的感觉或输入信号将电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的舌咽神经的传出纤维的目标部位；

通过递送所述电神经调制信号来改善所述患者的睡眠障碍性呼吸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电神经调制信号在紧张的基础上或以独立于关于所述气道的神经肌肉状态检测或感测的感觉或输入信号的占空比来递送。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将电神经调制信号递送至包括所述舌咽神经的传出纤维的目标部位包括将电神经调制信号递送至咽丛。

4.一种用于改善患有睡眠障碍性呼吸的患者中的睡眠障碍性呼吸的方法，包括：

将第一电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的舌咽神经的传出纤维的目标部位；

将第二电神经调制信号递送至包括支配一个或多个舌骨下肌肉的颈袢的目标部位；以及

通过递送所述第一电神经调制信号和第二电神经调制信号来改善所述患者的睡眠障碍性呼吸。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将第一电神经调制信号递送至包括所述舌咽神经的传出纤维的目标部位包括将第一电神经调制信号递送至咽丛。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一电神经调制信号和第二电神经调制信号的递送发生在预定的时间段或一系列预定的时间段。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一电神经调制信号和第二电神经调制信号的递送发生在基本相同的时间段。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，将第二电神经调制信号递送至与颈袢电连通的目标部位包括将所述第二电神经调制信号递送至支配胸骨甲状腺肌的目标部位。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二电神经调制信号在接近于所述颈袢的上根的分支点处或在所述分支点处递送。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二电神经调制信号在接近于所述颈袢的下根处递送。

11.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述第二电神经调制信号递送至包括所述颈袢的目标部位包括将所述第二电神经调制信号递送至支配所述肩胛舌骨肌的目标部位。

12.根据权利要求4所述的方法，其还包括：

将第三电神经调制信号递送到包括舌下神经(HGN)的目标部位。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述第三电神经调制信号递送至包括所述舌下神经的目标部位包括将所述第三电神经调制信号递送至包括至少支配颏舌肌的舌下神经的目标部位。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，包含所述舌下神经的所述目标部位远离所述舌下神经的分支点和所述颈袢的上根或处于所述舌下神经的分支点和所述颈袢的上根处。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，包括所述舌下神经的所述目标部位远离支配舌牵缩肌肌肉的舌下神经的分支点。

16.根据权利要求4所述的方法，其还包括将第四电神经调制信号递送至腭舌肌、腭咽肌、支配所述腭舌肌的神经纤维或支配所述腭咽肌的神经纤维。

17.根据权利要求4所述的方法，其中，所述睡眠障碍性呼吸为打鼾、阻塞性睡眠呼吸暂停或其组合。

18.一种电极用于独立于关于患者的气道的神经肌肉状态所检测或感测的感觉或输入信号将电神经调制信号递送至包括支配一个或多个咽收缩肌或茎突咽肌的舌咽神经的传出纤维的目标部位以改善患者的睡眠障碍性呼吸的用途。

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