JP2007525277A - 閉塞型睡眠時無呼吸といびきの治療法と装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
睡眠障害の多くは喉軟組織が柔らかすぎることで起こる。ヒトの上気道は曲線形という点でユニークであり、この解剖学的変化はヒトの話し言葉の進化と関連する。その結果ヒトの上気道は他種属より屈曲性があり、陰圧下でより圧潰されやすい。覚醒状態では上気道筋での一定量の緊張度の存在により圧潰を防ぐ。しかし睡眠時には筋肉の緊張度は上気道筋で減少し、ある敏感な人ではこの弛緩により気道が圧潰する(ホルナー、アールエル(Horner RL)、喉頭筋系の運動制御と閉塞型睡眠時無呼吸の発病の意味(Motor control of the pharyngeal musculature and implications for the pathogenesis of obstructive sleep apnea)、スリープ(Sleep)、1996年、19巻、827−853頁)。
上咽頭は鼻腔背部の咽頭の一部である。
口蓋帆咽頭は縁膜(軟口蓋)と舌湾曲部を含む咽頭の一部に相当する。
下咽頭は舌根背後にある。
OSASは子供と大人の両者で起こるが、その原因と治療は全く異なる。子供のOSASは子供が大きい扁桃腺をもつときに起こり、扁桃摘出術によりその状況を治癒する。扁桃腺の大きさは年齢と共に小さくなり、大人では殆ど問題にならない。代わりに罹りやすい大人では通常拡大した舌、柔らかい口蓋及び/又は咽頭壁を有する。この拡大は大抵その構造内の脂肪沈着による。
OSASに完全に有効な唯一の外科的療法は、上気道全部を首から気管と直接連結する外科手術である永久的気管切開である。この処置はOSASによる高度に危険な重大な医学的合併症のある最悪の場合に保留された危険な処置である。特に一時的な気管切開はいずれかの他処置を上気道で実施する前に、重度のOSASをもつ患者に実施前気道を制御するためにしばしば行う。その理由はこの患者にその気道に何かの膨潤があると、患者は非常に危険な急性気道閉塞や死の危険があるからである。上気道組織が非常に過剰に膨潤しているため、OSAS患者には緊急事態での挿管が非常に困難である。同様に首に大量の脂肪があるため、救急気管切開は非常に危険になる。
軟口蓋が他の組織以上に振動すると、いびきで不釣り合いな役割を果たす。軟口蓋を収縮か硬化するのに種々の外科的治療が利用できる。使用される主な処置は口蓋垂咽頭形成術(UPPP)と呼ばれる。UPPPでは手術用メスで咽頭壁と軟口蓋の過剰軟組織を切除する。咽頭領域の粘膜がUPPP時にあまりに多く傷つけられるので、大きな術後膨潤と激痛が起こる。いびきをかくが閉塞がない選ばれた患者では、より限定版のUPPPをレーザーか電気メスで行う。
OSASでの舌根治療に用いる方法は、その容積を永久に減少し撓み性を低下するか、舌全部を前方移動するかのいずれかである。
上気道筋を刺激する種々の装置が発明された。サンダーズ(Sanders)の米国特許4907602には気道を拡張する経粘膜的刺激が記載されている。カレル(Karell)の米国特許5792067では硬口蓋、軟口蓋か咽頭部位を電気刺激して上気道筋の収縮を誘発する口腔内装置を教える。メール(Meer)の米国特許5190053では舌小帯のどちらかの側上の口腔底粘膜に位置する電極によりおとがい舌筋に電気刺激をかける口腔内装置を教える。更にテスターマン(Testerman)の米国特許5591216にはおとがい舌筋の神経を刺激する全体がインプラント可能な装置が記載されている。更にゴードン(Gordon)のWIPO出願04064729にはいびきを治療するために軟口蓋に注入できる神経機能代替え装置が記載されている。現在これらの装置は臨床的には検証されていない。
舌のこの部位は会話や嚥下時に非常に動きやすく、その結果作用力の量は低く、非常に局在化する必要がある。大きなインプラントや瘢痕組織によって硬化する場合に行われるように、部位を不動にするのは許されない。
更に口蓋帆咽頭の全部位は広範囲の知覚神経支配下にあり、その比較的小さな刺激で口を詰めるか嚥下を起こす。
最後にOSAS患者は外科的処置に続く膨潤のようなわずかな量の膨潤後でさえも、閉塞するきわどい気道をもっている。それ故膨潤を避けながら如何に装置が部位に力をかけるは明らかではない。
装置は外来処置で挿入できる必要がある。
好ましくはその装置を患者が日中に除去でき、夜に再挿入できるであろう。
装置は患者の特定な必要性に適合するように調節可能であろう。
装置は患者にとって快適であろう。
装置を取り付けたとき、誰にも気づかれないであろう。
本発明の更なる目的は舌、軟口蓋、咽頭壁及び/又は喉頭軟組織の変形を取り消すか防ぎ、その結果OSASを治療することである。
本発明の代替え実施形態の目的は治療目的か診断目的のために舌に通じる導管を提供することである。
NP、鼻咽頭
VP、口蓋帆咽頭
HP、下咽頭
SP、軟口蓋
P、硬口蓋
T、舌
GG、おとがい舌筋
BA)舌根
BD)舌体
BL)舌端
Bo)舌とおとがい舌筋間の境界
C)舌弯曲部
F)舌小帯
GG)おとがい舌筋
覚醒時の正常な緊張。舌は気道が開いたままにできる位置にある。
睡眠中は筋緊張が失われ、舌の軟組織が弛緩する。この時点で気道が一番狭く且つ舌弯曲部(丸印)は一番変形できるので、吸気時に咽頭の陰圧により口蓋帆咽頭部位で舌が圧潰する。
一旦上気道の沿ういずれかの点で閉塞が起こると、吸気により咽頭圧が低下し、他の軟組織構造体、特に舌根(丸印)を圧潰させる。
舌の開創器を配置すると舌弯曲部の後側への変形を防ぐ。
r、開創器の風船
s、シャフト
t、チューブ
アンカー
i、注入ポート
n、針
h、取っ手
開創器を舌弯曲部に配置し、アンカーを舌端と同じ側に配置する。
舌小帯のいずれかの側の二つの“アンカー”末端。シャフトは曲がりやすく舌弯曲部にループを形成する。本実施形態ではシャフトはインプラントした開創器により機能する。
舌内にインプラントした装置の全体。
首の外での装置のアンカー。
PR、咽頭壁の開創器
SR、軟口蓋の開創器
LR、喉頭軟組織の開創器
GT、胃チューブ
PT、肺チューブ
弛緩した舌は気道を閉塞する。開創器の試作品をイヌの舌弯曲部相当部に挿入し、その端だけが見える{r印}。開創器の頭部に対して最小反力で気道管腔を回復する。
挿入後屈曲性壁をもつ装置は圧潰する(cc)。本装置は舌に通じる導管を維持する。再度シール可能なキャップを開いて導管に医療器具を通すことができる(rc)。
導管を通る換気チューブの例。気道バルーン(ab)を膨張して患者が加圧空気(pa)で換気できるようにシールを形成できる。
導管を通る吸引チューブ(st)の例。真空源(v)により咽頭からの分泌物を吸引する。
内視鏡手術器具を咽頭やその周辺構造体への通路となるように配置した手術用導管(sc)の例。
cc、圧潰可能な導管(cc)
rc、再度シール可能なキャップ
ab、気道バルーン
pa、加圧空気
v、真空源
st、吸引チューブ
sc、手術用導管
“舌弯曲部”は舌上面が水平方向(舌体と舌端)から垂直方向(舌根)に湾曲した舌部位を意味する。好ましくは舌弯曲部は舌の粘膜被覆部とおとがい舌筋が繋がる結合組織境界間部位の軟組織を意味する。
“舌端”は舌小帯前方の舌部位を意味する。その上面、側面及び下面は粘膜で覆われる。
“舌体”は舌端と舌根の間にある舌の中間部位である。
“舌根”は舌弯曲部後方の舌部位を意味する。解剖学的用語では舌根の境界線は有郭乳頭であり、舌上面の隆起した味覚臓器の肉眼で見える線である。
“導管”はシャフトが中空で、一旦インプラントすると本装置両端の空域の間で連続である本発明の一実施形態を意味する。好ましくはこの空域は開創器末端の咽頭とアンカー末端の口腔である。
“圧潰可能な導管”は本装置の大部分の部品が、最も好ましくはシャフトが挿入後周辺組織の圧力で圧潰する本発明の一実施形態を意味する。この好ましい導管は他の器具を好ましくは吸引チューブ、栄養チューブ、通気チューブや内視鏡手術器具を通すガイドとして働く。
“舌小帯”はおとがい舌筋の垂直前縁を意味する。おとがい舌筋は口腔底から舌下面の中心線まで通る。舌小帯は舌端と舌体間の境界を印す。
“舌境界”や“境界”は舌体と舌根の下部表面である。おとがい舌筋が大部分の境界に挿入される。
“変形”は上気道の軟組織構造体形状が異常な変化することを意味する。この変形は好ましくは睡眠中に弛緩した上気道構造体への陰圧により起こり、上気道を狭小化させる。最も好ましくはこの軟組織は舌弯曲部である。
“逆変形”は組織開創器により起こる軟組織形状の変化を意味する。ある実施形態では逆変形は変形した構造を正常な形状に回復することを意味する。他の実施形態では逆変形は組織開創器の働きによる軟組織の所定部位での圧入を意味する。
“組織開創器”は軟組織の変形を防止する本発明の装置一式を意味する。本装置は制限なしに舌、軟組織又は咽頭壁で使用できる。
“舌開創器”は舌の変形を防止する本発明の装置一式を意味する。このものは好ましくはシャフトと連結し、次いでアンカーと連結した開創器からなる。
“口蓋開創器”は軟口蓋の変形を防止する本発明の装置一式を意味する。
“咽頭壁開創器”は咽頭壁の変形を防止する本発明の装置一式を意味する。
“喉頭開創器”は喉頭軟組織の変形を防止する本発明の装置一式を意味する。
“開創器”や“開創器頭部”や“開創器部材”は組織開創器全体の一部を意味する。開創器は直接又は間接的に軟組織と相互作用して変形するのを防ぐ。ある実施形態では開創器頭部は舌外面に位置する円板であり、他の実施形態では開創器頭部は膨張可能な風船であり、他の実施形態では開創器頭部はフックのように働く湾曲部品であり、他の実施形態では開創器頭部は組織を通る屈曲性ワイヤーである。ある実施形態では組織内に全部がインプラントされている。
“開創器シャフト”や“シャフト”や“開創器部材”は開創器頭部に取り付け、開創器アンカーに連結する働きをする舌開創器の一部を意味する。ある実施形態では開創器シャフトは硬くても曲がりやすくても、非中空でも中空でも、一体型でも複数連結型の品でも良い。
“開創器アンカー”、“アンカー”や“アンカー部材”は組織と物理的に相互作用し、開創器に反力を与える装置の部品を意味する。
好ましい実施形態では本装置は開創器部材とアンカー部材として膨張可能な風船をもつ屈曲性の細い中空シャフトからなる(図5A)。このような装置の材料と製作は血管形成カテーテル、気管切開チューブ、空腸瘻造設チューブや体組織内に一時的か永久的にインプラントする生体整合性の他医療器具で例示されているように技術的によく知られている。本技術の代表例としてはシャイリー(Shiley)の米国特許3659612に内部末端で詰め替え可能な風船を気管に設置したカニューレが記載されている。パテル(Patel)の米国特許4335723には風船カテーテル用の熱可塑性エラストマー材の使用が記載されている。チェン(Chen)の米国特許6013728には血管カテーテルと拡張風船の構築に用いる生体整合性ポリマーが記載され、ベリット(Peritos)の米国特許4254774では外径が1mm以下のカテーテルと厚みが0.002インチ以下の壁の外付け風船の製作を教えている。
舌で用いる本発明の他実施形態では舌開創器は開創器シャフトが一表面の中心で連結した小さな屈曲性円板からなる。このシャフトはアンカーを取り付ける終末端を有する。
舌がOSASの主原因であるが、他の軟組織構造体も又寄与する。本発明の代替え実施形態を用いてこれら臓器の弛緩した軟組織の変形を防ぐことができる。
細長く伸びるか肥厚な軟組織はしばしばOSASやいびきに寄与する。本発明の一実施形態ではOSASやいびきを治療するために軟口蓋組織を閉塞部位から可逆的に引っ込める。本発明の別の目的はいびきを防ぐために振動を抑制するように軟口蓋を硬化することである。軟口蓋での本装置の好ましい実施形態では、開創器が軟口蓋の自由端の外部表面にあり、シャフトが前方に向かって軟口蓋内で硬口蓋近くの軟口蓋外部表面上のアンカーに通じる(図10,SR)。技術の熟知者は本発明の目的を達成する多くの実施形態を理解できる。
ある場合には咽頭壁の過剰な軟組織が気道の狭小化に寄与する。本装置を咽頭壁に挿入して、過剰軟組織を閉塞部位から引っ込めることができる(図10,SR)。
ある場合には喉頭がOSASに寄与する。喉頭蓋は後咽頭壁に対して動揺するか静止できるか、喉頭蓋、披裂喉頭蓋ひだや喉頭蓋谷に連結した軟組織が膨潤することができる。これらの構造体の内側には密な知覚神経支配があり、開創器部材には好ましい場所ではない。最も好ましいのは喉頭蓋谷で喉頭蓋と舌根の間である。この位置での収縮は喉頭蓋を持ち上げ、喉頭の軟組織を硬化する。
完全に上気道臓器を通過する本装置には利点がある。制限なしでこの利点としては開創器やアンカー構成材に容易に近づけることや本装置が容易な脱着できることである。しかしこれは不可欠ではない。本装置は又組織内に完全にインプラントできる。理論に束縛されたくはないが、本発明の重要な働きは睡眠時に弛緩した構造体の軟組織を他構造体に機械的に連結できることである。好ましくは第二の構造体は睡眠中に活動的なままの外筋(おとがい舌筋、おとがい舌骨筋、二腹筋)であり、その結果盛んに収縮する。首内部の他の筋(胸骨舌骨筋、胸骨甲状筋、甲状舌骨筋)や胸内部の他の筋(横隔膜、肋間筋)も又使用できるが、これらは長いシャフトが必要になる。一実施形態では舌のおとがい舌筋に埋め込んだアンカーにシャフトで連結した舌弯曲部の軟組織にインプラントした開創器である(図9C)。
開創器構成部品はその数、位置、材料組成、機械物性、形状、大きさ及び構成部品の相互取り付け法(永久から取り外し可能)は変えられる。
本発明の代替え実施形態では本装置はシャフトは中空で、それ故舌内を通過する導管として働く。この場合本装置はより好ましくはより低く設置し水平に配向する(図12)。このようにしてシャフトをおとがい舌筋の水平部と平行か、おとがい舌骨筋か額舌骨筋下のおとがい舌筋より低い水平部と平行に通じることができる。舌のこの部位では上方向や横方向への舌の移動はなく、殆ど全ての動きは前方向から後方向へ短くなるか長くなる動きである。その結果導管は強い屈曲力には曝されず、その結果舌機能を妨げる事なしに大きな直径をもつことが可能になる。
神経系疾患をもつ多くの患者は唾液分泌物を呑み込みにくく、吸引と肺炎の危険がある。更にある患者には自身ではき出せない過剰な肺分泌物がある。分泌物を吸引するために吸引カテーテルを口や鼻に通すことは技術的には良く知られているが、分泌物のこれら吸引法は非常に不快で大きな労働力を必要とする。これらの方法が不十分な場合、ある患者は気管切開術、挿管術或いは吸引により直接近づける他の手術処置を受ける。
別の実施形態では本装置を他のチューブを咽頭、気道、胃又は肺に通す導管として使用する。
インプラントは又生物活性薬剤を含有しても良い。薬剤を制御放徐用容器やポンプに保存する種々の発明は既知であり、本発明の実施形態に組み入れてある。技術の一例としてはハラース(Heruth)の米国特許5976109にはインプラント可能な薬剤容器が記載されている。
センサーを本装置に組み込んで本装置の周りの局所的血流中、次いで全身循環を反映するガスや代謝物濃度を測定できる。代わりにセンサーは心電図、血圧、血流、患者の位置、振動、温度、組織圧や他の生理的パラメーターを検出できる。送信機を本装置内に組み込んで体外受信機に信号を送ることができる。更なる実施形態としては遠隔コンピューターシステムにより信号を分析し、制御信号をインプラントした患者に送り返し、本装置、神経機能代替え装置や他の医療装置からの薬剤放徐を制御できる。
咽頭、喉頭、肺や食道の外科手術は特に罹患率が高い。位相的にはこれらの部位は体外であるが、口と咽頭に近づくのに機能的障害となる。首は非常に多くの異なる重要な構造体を有するので、外科的アクセスはほぼ常に正常な構造体を損傷するようになる。更に癌治療での外科手術のように多くの外科手術は、体内に麻酔下でアクセスできる短時間でその目的を達するようにデザインされている。それ故外科手術は必要以上により大規模である。それに引き替え皮膚癌はしばしば全く違う取り扱いをする。部位へ容易にアクセスできることにより最小の組織切除が可能で、必要に応じて検証を繰り返せる。上気道では殆ど全ての癌は表面から始まる。それ故アクセスが容易な場合には、咽頭や周辺部位での処置を巻きぞえよる損傷を少なく、より速い回復時間で実施できる。
BD 舌体
BL 舌端
Bo 舌とおとがい舌間の境界
C 舌弯曲部
F 舌小帯
GG おとがい舌筋
GT 胃チューブ
HP 下咽頭
LR 喉頭軟組織開創器
NP 鼻咽頭
P 硬口蓋
PR 咽頭壁開創器
PT 肺チューブ
SP 軟口蓋
SR 軟口蓋開創器
T 舌
VP 口蓋帆咽頭
a、アンカー
ab、気道風船
c、つば
cc、圧潰可能な導管(cc)
d、隔膜
h、ハンドル
i、注入ポート
n、針
p、チューブの開放末端
pa、加圧空気
r、開創器風船
rc、再封止可能なキャップ
s、シャフト
sc、手術導管
st、吸引チューブ
t、チューブ
v、真空源
Claims (31)
- 上気道通路を維持する装置で、
a )軟組織開創器部材と、
b)該開創器部材と第一末端で連結するシャフトと、
c)該シャフトと第二末端で連結するアンカー部材からなり
該開創器部材、該シャフト及び該アンカー部材が生体整合性材料からなる装置。 - 該開創器部材が膨張可能な風船を含む請求項1の装置。
- 該アンカー部材が膨張可能な風船を含む請求項1の装置。
- 該アンカー部材が膨張可能な風船を含む請求項2の装置。
- 流体を加えるための導管を更に含む請求項2の装置。
- 該流体がガス状材からなる請求項5の装置。
- 該流体が液体からなる請求項5の装置。
- 該流体のための調節装置を含む請求項5の装置。
- 該シャフトが少なくとも曲げ可能で可逆的に伸張可能な請求項1の装置。
- 該開創器部材、該シャフト及び該アンカー部材からなる一群の一つが上気道の開放を保つに十分な力を維持しながら伸張する請求項9の装置。
- 該開創器部材と該シャフト間の該連結が離脱可能な請求項1の装置。
- 該アンカー部材と該シャフト間の該連結が離脱可能な請求項1の装置。
- 該シャフトが体内通路を含む請求項1の装置。
- 患者上気道へ通路の開放を維持する方法で、
a )開創器部材を該患者の舌根に配置し、
b)該開創器部材を対舌シャフトと連結し、且つ
c)該対舌シャフトを該開創器部材から取り外したアンカーに連結する
方法。 - 該アンカーが該患者の舌小帯内にある請求項14の方法。
- 該アンカーが睡眠中に活動的な該患者の筋に連通する請求項14の方法。
- 該アンカーを該患者の歯、歯の装置及び該患者口外のはめ込み内の少なくとも一つと連結する請求項14の方法。
- 更に患者の咽頭、口腔、歯及び口外のはめ込み内の少なくとも一つと連結を含む請求項1の装置。
- 連通を必要とする患者の消化管と呼吸器系の少なくとも一つと連通する装置で、
a )開口をもつ対舌部材と
b)該患者の体外と該患者の消化管と呼吸器系の少なくとも一つの一部と連通することができる該対舌部材を通るチューブからなる装置。 - 患者の健康を監視する装置で、
a )対舌部材と
b)該対舌部材と連結したセンサーからなる装置。 - 該センサーが機械的トランスデュサーと薬品探知機の少なくとも一つからなる請求項20の装置。
- 該センサーが該センサー近傍組織の一部の状態と循環系の一部状態の少なくとも一つを測定する請求項20の装置。
- 該装置が更に電気刺激を与えることができる電極を含む請求項20の装置。
- 送信機と受信機からなる一群の少なくとも一つの部材を更に含む請求項20の装置。
- 電気刺激を与える装置が
a )対舌部材と
b)電気刺激を与えることができる電極からなる
装置。 - 薬剤を必要とする患者に該薬剤を送る装置で、
a )開口をもつインプラント可能な部材と
b)該インプラント可能な部材に連結し、該薬剤を徐放できる薬剤容器からなる装置。 - 該インプラント可能な部材が生体吸収性材料からなる請求項26の装置。
- 該連通が流体の移送を含む請求項19の装置。
- 該連通が撮像装置を含む請求項19の装置。
- 該撮像装置が光ファイバーを含む請求項29の装置。
- 内視鏡手術部材を含む請求項19の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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