DE10144957C2

DE10144957C2 - Vorrichtung für die submentale Elektrostimulation der suprahyoidalen Muskulatur am Mundboden

Info

Publication number: DE10144957C2
Application number: DE2001144957
Authority: DE
Inventors: Arwed Ludwig; Oliver-Taghi Monzavifar; Detlef Diederich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: DE10144957A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die submen tale Elektrostimulation der suprahyoidalen Muskulatur am Mund boden mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung kann unter anderem zur Therapie von Patienten mit obstruktiver Schlafapnoe, d. h. einer schlaf bezogenen Atemstörung mit Obstruktion der oberen Luftwege eingesetzt werden. Bei der Therapie wird die suprahyoidale Muskulatur durch wiederholte Elektrostimulation gestärkt, so dass das Zurückfallen der Zunge, welches die Obstruktion der oberen Luftwege bewirkt, durch einen erhöhten Tonus der Muskulatur am Mundboden verhindert wird. Grundsätzlich kann eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aber auch dazu eingesetzt werden, bei auftretenden Obstruktionen die supra hyoidale Muskulatur am Mundboden dazu anzuregen, die Zunge wieder vorzuziehen.

Eine Vorrichtung für die submentale Elektrostimulation der suprahyoidalen Muskulatur am Mundboden mit einer Elektrode, die zur Anordnung unterhalb der Zunge auf der den Mundboden bedeckenden Schleimhaut vorgesehen ist und einen elektrisch leitfähigen Oberflächenbereich an ihrer Unterseite aufweist, ist aus der DE 297 12 412 U1 bekannt. Dabei ist für die Elektrode eine Halterung vorgesehen, die die Elektrode unterhalb der Zunge auf der den Mundboden bedeckenden Schleimhaut anordnet. Die Halterung kann zur Abstützung an dem an den Mundboden angren zenden Gebiss vorgesehen sein und weist hierzu vorzugsweise eine individuell angepasste Verbandplatte auf. Die Elektrode selbst ist vorzugsweise als Flächenelektrode ausgebildet, die etwa den gesamten Bereich der zu stimulierenden suprahyoidalen Muskulatur abdeckt. Mit anderen Worten erstreckt sich die Elektrode über den gesamten Innenbereich des vorderen Mundbodens.

In der Anwendung der bekannten Vorrichtung stellt sich heraus, dass die unterhalb der Zunge angeordnete Flächenelektrode nur bei hohem, den weichen Mundboden flach an die Flächenelektrode anformenden Anpressdruck tatsächlich in einen flächigen Kontakt mit dem Mundboden gelangt, auch wenn die Flächenelektrode aus flexiblem Material ausgebildet wird. Zudem kommt es bei der Anwendung der Vorrichtung zu ungewünschten Reizungen des Zungen bändchens. Insgesamt ist daher der Trage- und Anwendungskomfort der Vorrichtung für die Patienten schlecht. Dies bedeutet, dass Anwendungen, die nicht unter Aufsicht erfolgen, entweder ganz unterlassen werden oder mit Fehlern behaftet sind und deshalb nicht die an sich möglichen Erfolge zeigen.

Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der US 5,190,053 A bekannt. Hier sind insgesamt zwei Elektroden vorgesehen, die getrennt voneinander an eine gemeinsame Tiefziehschiene angesetzt sind, von der sie sich in fester Anordnung so über den Mundboden erstrecken, dass die leitfähigen Oberflächenbereiche der beiden Elektroden den Mundboden beiderseits des Zungenbändchens kontaktieren. Die Unterseiten der Elektroden sind an die anatomische Form des Randbereichs des Mundbodens, an dem sie zur Anlage kommen, angepasst. Bei einer alternativen Ausführungsform der bekannten Vorrichtung ist auf eine anatomische Anformung der Elektroden verzichtet. Zur sicheren Kontaktierung ihrer elektrisch leitfähigen Oberflächenbereiche mit dem Mundboden sind statt dessen Federelemente vorgesehen, die jeweils an der gemeinsamen Tiefziehschiene und einer der Elektroden angreifen. Die Federelemente drücken die Elektroden elastisch an den Mundboden an. Beide alternativen Ausführungsformen der bekannten Vorrichtung weisen zwei wesentliche Nachteile auf. Zum einen sind die elektrisch leitfähigen Oberflächenbereiche der Elektroden nur in Randbereichen des Mundbodens vorgesehen, wobei sie sich auch parallel zu dem Zungenbändchen nur über einen vergleichsweise kleinen Bereich des Mundbodens erstrecken. Zum anderen können die Elektroden der bekannten Vorrichtung auch bei der Ausführungsform mit der elastischen Abstützung an der Tief ziehschiene bei den üblichen Lageveränderungen des Mundbodens durch unterschiedliche Muskelspannungen nicht frei ausweichen. Während die eng begrenzten elektrisch leitfähigen Oberflächen bereiche eine begrenzte Wirksamkeit der bekannten Vorrichtung ergeben, ist die Abstützung der Elektroden auch in vertikaler Richtung, d. h. senkrecht zur Bissebene des Unterkiefers mit erheblichen Beeinträchtigungen des Tragekomforts für den mit der bekannten Vorrichtung behandelten Patienten verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die submentale Elektrostimulation der supra hyoidalen Muskulatur am Mundboden der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, die in der Anwendung einen verbesserten Anwendungs komfort bei ebenfalls verbessertem Wirkungsgrad aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst.

Die neue Vorrichtung zeichnet sich durch eine neue Ausgestaltung der im Mundraum unterhalb der Zunge über dem Mundboden anzuord nenden Elektrode aus. Diese Elektrode ist einmal an die anato mische Form des Mundbodens angepasst, indem sie eine negative Form des Mundbodens aufweist. Sie liegt damit auch drucklos flächig an dem Mundboden an. Außerdem ist ihre Lage durch die Negativform der anatomischen Form des Mundbodens bereits weit gehend stabilisiert, wobei zu berücksichtigen ist, dass sie durch die Zunge sowieso leicht nach unten belastet wird. Wichtig für die neue Vorrichtung ist auch, dass der elektrisch leit fähige Oberflächenbereich, d. h. der Bereich, über den die Elektrostimulation erfolgt, den Ort des Zungenbändchens aus spart. Hierdurch wird der Komfort der Anwendung der Vorrichtung für den Patienten ganz erheblich erhöht. Indem eine Elektro stimulation des Zungenbändchens verhindert wird, wird auch verhindert, dass sich das Zungenbändchen aufgrund der Elektro stimulation spannt, sich verkürzt und damit schmerzhaft gegen die Elektrode drückt, wodurch diese den gewünschten Sitz verlieren kann. Indem eine Irritation des Zungenbändchens durch die Elektrostimulation weitestgehend vermieden wird, wird eine durch Überspannung hervorgerufene Gefahr des Einreißens, d. h. einer Läsion, des Zungenbändchens beseitigt. Damit sind die Voraussetzungen für eine schmerzfreie effektive Handhabung der neuen Vorrichtung gegeben durch die der Patient die supra hyoidale Muskulatur maximal stimulieren kann. Es hat sich auch herausgestellt, dass der Ort des Zungenbändchens bei dem leitfähigen Oberflächenbereich der Elektrode sehr großzügig ausgespart werden kann, ohne dass es Einbußen bei der gewünsch ten Elektrostimulation der suprahyoidalen Muskulatur am Mund boden gibt. Im Gegenteil machen sich viel stärker die positiven Auswirkungen der fehlenden Reizung des Zungenbändchens bemerk bar, so dass die Therapie mit der neuen Vorrichtung tatsächlich größere Erfolge zeigt.

Vorzugsweise ist die Unterseite der Elektrode individuell an den Mundboden angeformt. Das bedeutet, dass für jeden Patienten eine spezielle Elektrode herzustellen ist. Dies kann aber relativ problemlos erfolgen, wenn die Unterseite der Elektrode von einem Abdruck des Mundbodens abgeformt wird. In der Regel bedeutet dies eine indirekte Abformung, bei der von dem ersten Abdruck des Mundbodens zunächst ein Modell des Mundbodens abgeformt wird, von dem dann die Unterseite der Elektrode abgeformt wird. Beispielsweise kann dieses Modell des Mundbodens dann mit einem Kunstharz zur Herstellung der Elektrode ausgegossen werden. Eine Tiefziehplatte kann zur Herstellung der Elektrode aber auch direkt an den ersten Abdruck angeformt werden.

Durch die anatomische Form der neuen Elektrode ist es nicht von Nachteil, wenn die Unterseite der Elektrode bzw. die gesamte Elektrode unnachgiebig ist. D. h., für einen guten Tragekomfort ist es nicht erforderlich, dass die Elektrode weich und flexibel ist. Im Gegenteil wird eine besonders gute Anlage der leitfähi gen Oberfläche an den Mundboden bei einer harten Elektrode erzielt.

In einer bevorzugten konkreten Ausführungsform ist in dem elektrisch leitfähigen Oberflächenbereich der Elektrode auf der Oberfläche des Formkörpers eine Metallschicht aufgebracht ist. Beispielsweise kann die Metallschicht auf den Formkörper aufgalvanisiert sein. Der Kunststoff des Formkörpers kann ein ausgehärtetes Gießharz sein. Die aufgalvanisierte Metallschicht kann eine Goldschicht sein.

Um den Bereich des Zungenbändchens bei dem elektrisch leit fähigen Oberflächenbereich auszusparen, kann dieser Oberflächen bereich U-förmig sein, wobei sich die beiden freien Schenkel des "U" beiderseits des Zungenbändchens erstrecken.

Für bestimmte Anwendungen kann es sinnvoll sein, dass auch bei der neuen Vorrichtung eine Führung für die Elektrode gegenüber dem Unterkiefer vorgesehen ist. Dann handelt es sich dabei aber um eine solche Führung, die eine Relativverschiebung der Elektrode gegenüber dem Unterkiefer senkrecht zur Bissebene zulässt. Durch die nicht starre Führung der Elektrode gegenüber dem Unterkiefer wird ein besonders guter Tragekomfort bei der neuen Vorrichtung erreicht, ohne dass überhaupt eine Gefahr besteht, dass die Elektrode ihre gewünschte Position zwischen der Zunge und dem Mundboden verliert.

Die neue Vorrichtung umfasst auch eine Gegenelektrode. Diese kann sich an unterkieferfesten Teilen der Führung für die Elektrode im Mundraum abstützen, während sie von unten an der Haut unterhalb des Mundbodens anliegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungs form der Elektrode,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Elektrode,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Elektrode,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform der Elektrode mit Halteelementen,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform der Elektrode mit Führung gegenüber dem Unterkiefer,

Fig. 6 die Elektrode gemäß Fig. 3 in ihrer Anordnung gegen über dem Unterkiefer,

Fig. 7 die Elektrode in der Ausführungsform gemäß Fig. 5 in ihrer Anordnung gegenüber dem Unterkiefer und

Fig. 8 die Anordnung gemäß Fig. 7 im Querschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Elektrode 1 ist mit ihrer Unterseite 2 nach oben ausgerichtet dargestellt. Die Elektrode 1 baut auf einem Formkörper 3 aus Kunststoff auf, der an der Unterseite 2 in einem schraffiert wiedergegebenen Oberflächenbereich 4 mit einer Metallschicht 5, beispielsweise aus Gold, überzogen ist. Damit ist die Elektrode 1 in dem Oberflächenbereich 4 elektrisch leitfähig. Weiterhin ist die Metallschicht 5 mit einer An schlussleitung 6 kontaktiert, um an den elektrisch leitfähigen Oberflächenbereich 4 eine externe Spannung anzulegen. Die Kontur des Formkörpers 3 an der Unterseite 2 ist eine Negativform der anatomischen Form eines Mundbodens im Bereich des Unterkiefer bogens um das Zungenbändchen. Dabei spart der Oberflächenbereich 4 an der Unterseite 2 den Ort des Zungenbändchens aus. Hier ist ein nicht-elektrisch leitfähiger Oberflächenbereich 7 an der Unterseite 2 des Formkörpers 3 vorgesehen. Der Formkörper 3 gemäß Fig. 1 ist ein weitgehend massiver Klotz, der an seiner hier unten wiedergegebenen Oberseite 8 eine ebene Auflagefläche 9 für die Zunge aufweist.

Demgegenüber ist bei der Elektrode 1 gemäß Fig. 2 die Oberseite 8 des Formkörpers 3 an die anatomische Form der Zunge angepasst. D. h., die Auflagefläche 9 weist eine Negativform der anatomi schen Form der Unterseite der Zunge auf, wobei der Formkörper 3 überall nur eine relativ geringe Wandstärke aufweist.

Die Ausführungsform der Elektrode 1 gemäß Fig. 3 basiert auf einem Formkörper 3, der eine verformte Tiefziehplatte 10 ist. Die Verformung der Tiefziehplatte 10 ist so erfolgt, dass ihre Unterseite 2 eine Negativform des Mundbodens ausbildet. Der elektrisch leitfähige Oberflächenbereich 4 erstreckt sich dabei nicht bis an den Rand des Formkörpers 3, d. h. nicht bis an den Unterkiefer, an dem sich der Rand abstützt, heran. Vielmehr konzentriert er sich U-förmig um den Bereich des Zungen bändchens, d. h. um den Oberflächenbereich 7. Für den Ansatz des Zungenbändchens an der Zunge ist in dem Formkörper 3 überdies eine Aussparung 11 vorgesehen, mit der besonderen anatomischen Verhältnissen bei einem einzelnen Patienten Rechnung getragen werden kann.

Die Elektrode 1 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Elektro de 1 gemäß Fig. 3 nur durch zusätzliche Halteelemente 12, die am Rand des Formkörpers 3 angeordnet sind und zur Befestigung der Elektrode 1 an einer Prothese dienen können, wenn die Elektrode 1 nicht allein durch den Unterkiefer eines eine Prothese tragen den Patienten geführt wird, oder Kollisionen mit der Prothese zu befürchten sind.

Für die in Fig. 5 dargestellte Elektrode 1 ist eine Führung 28 gegenüber einem hier nicht dargestellten Unterkiefer vorgesehen, die eine individuell an den Unterkiefer angeformte Verbandplatte 13 umfasst. In der Verbandplatte 13 ist eine Aussparung 14 für die Elektrode vorgesehen, in der die Elektrode über in Nuten 15 eingreifende Schienen 16 in vertikaler Richtung, d. h. senkrecht zur Bissebene des Unterkiefers geführt wird. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung der Elektrode 1 gemäß Fig. 5 derjenigen gemäß Fig. 3.

Fig. 6 zeigt die Elektrode 1 gemäß Fig. 3 in ihrer Anordnung gegenüber einem Unterkiefer 17 mit Zähnen 18, einem Hyoid 19 und der daran angreifenden suprahyoidalen Muskulatur 20. Weiterhin ist die Lage des Zungenbändchen 21 in der Mitte über der suprahyoidalen Muskulatur 20 eingezeichnet. Die suprahyoidale Muskulatur 20 kann durch die Elektrode 1 elektrisch stimuliert werden, ohne dass es dabei zu einer ungewollten Reizung des Zungenbändchens 21 kommt. Dabei ist die Lage der Elektrode 1 durch ihre Form im Bereich des vorderen Unterkieferbogens stabilisiert.

Eine zusätzliche Stabilisierung zeigt Fig. 7, wobei dort die Anordnung der Elektrode 1 mit der Führung 28 gemäß Fig. 5 dargestellt ist. Durch die Führung 28 mit der Verbandplatte 13 wird jegliche ungewollte seitliche Bewegung der Elektrode 1 verhindert. Es ist nur eine vertikale Bewegung der Elektrode 1 senkrecht zur Bissebene des Unterkiefers 17 möglich. Diese vertikale Bewegung erlaubt es der Elektrode, unterschiedlichen Spannungen des Mundbodens und unterschiedlichen Spannungen der über ihr liegenden Zunge Platz zu machen. Hierdurch wird der Tragekomfort für den Patienten, bei dem die Elektrode 1 ange wandt wird, gegenüber einer starren Führung der Elektrode 1 am Unterkiefer erheblich verbessert.

Fig. 8 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 7, wobei zusätzlich die den Mundboden 24 bedeckende Schleimhaut 30, auf der die Elektrode 1 aufliegt, die Zunge 22 und das den Unterkiefer 17 umgebende Weichgewebe 23 sowie eine Gegenelektrode 25 dargestellt sind, die an der Haut 27 unterhalb des Mundbodens 24 und der suprahyoidalen Muskulatur 20 anliegt. Die Gegenelektrode 25 stützt sich über eine elastische Halterung 26 an der als Führung 28 für die Elektrode dienenden Verbandplatte 13 ab. Sie wird so elastisch an die Haut 27 angedrückt und steht immer im sicheren elektrischen Kontakt mit der Haut 27. Zwischen der Elektrode 1 und der Gegenelektrode 25 wird zur Elektrostimulation der Muskulatur 20 eine definierte äußere Spannung für definierte Zeiträume angelegt. Hierdurch kann langfristig der Tonus der Muskulatur 20 so erhöht werden, dass ein ungewolltes Zurückfallen der Zunge 22 beim Schlafen unter Verschluss der dahinterliegenden Atemwege 29 verhindert wird.

In einem Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung besteht der Formkörper 3 aus einem Kunststoff, der 97,79% PMMA und 1% Dibuthylphthalat aufweist. Die Metallschicht 5 besteht aus Galvanogold mit einer Reinheit von 97,79%. Für die Anschlussleitung 6 kommen verschiedenen gut leitende und möglichst wenig oxidationsanfällige Metalle und Legierungen in Frage.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Elektrode

2

Unterseite

3

Formkörper

4

Oberflächenbereich

5

Metallschicht

6

Anschlussleitung

7

Oberflächenbereich

8

Oberseite

9

Auflagefläche

10

Tiefziehplatte

11

Aussparung

12

Halteelement

13

Verbandplatte

14

Aussparung

15

Nut

16

Schiene

17

Unterkiefer

18

Zahn

19

Hyoid

20

Muskulatur

21

Zungenbändchen

22

Zunge

23

Weichgewebe

24

Mundboden

25

Gegenelektrode

26

Halterung

27

Haut

28

Führung

29

Atemweg

30

Schleimhaut

Claims

1. Vorrichtung für die submentale Elektrostimulation der suprahyoidalen Muskulatur am Mundboden mit einer Elektrode, die zur Anordnung unterhalb der Zunge auf der den Mundboden bedeckenden Schleimhaut vorgesehen ist und einen elektrisch leitfähigen Oberflächenbereich an ihrer Unterseite aufweist, wobei die Elektrode auf einem Formkörper aus Kunststoff aufbaut, wobei die Unterseite der Elektrode an die anatomische Form des Mundbodens angepasst ist und wobei der elektrisch leitfähige Oberflächenbereich den Ort des Zungenbändchens ausspart, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) einstückig ausgebildet ist und eine Negativform der anatomischen Form des Mundbodens im Bereich des Unterkieferbogens um das Zungenbändchen aufweist, so dass die Lage der Elektrode (1) durch die Form des Formkörpers (3) im Bereich des vorderen Unterkieferbogens stabilisiert ist, wobei die Elektrode (1) mit der Zunge (22) und dem Mundboden (24) senkrecht zu dessen Bissebene gegenüber dem Unterkiefer frei beweglich ist, und dass sich dir elektrisch leitfähige Oberflächenbereich (4) der Elektrode (1) an dem Formkörper (3) U- förmig um das Zungenbändchen (21) erstreckt, wobei sich die beiden freien Schenkel des "U" beiderseits des Zungenbändchens (21) erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (2) der Elektrode (1) individuell an den Mund boden (24) angeformt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (2) der Elektrode (1) von einem Abdruck des Mundbodens (24) abgeformt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (2) der Elektrode (1) unnachgiebig ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elektrisch leitfähigen Oberflächen bereich (4) der Elektrode (1) eine Metallschicht (5) auf die Oberfläche des Formkörpers (3) aufgebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (5) auf den Formkörper (3) aufgalvanisiert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führung (28) für die Elektrode (1) gegenüber dem Unterkiefer (17) vorgesehen ist, die die Bewegung der Elektrode (1) gegenüber dem Unterkiefer (17) senkrecht zur Bissebene zulässt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich an unterkieferfesten Teilen der Führung (28) eine von unten an der Haut (27) unterhalb des Mundbodens (24) anliegende Gegenelektrode (25) elastisch abstützt.