JP2019523660A - Frontal head cooling method and apparatus for stimulating parasympathetic nervous system for treatment of insomnia - Google Patents

Frontal head cooling method and apparatus for stimulating parasympathetic nervous system for treatment of insomnia Download PDF

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Abstract

前臨床試験及び臨床試験において、自律神経系(副交感神経及び交感神経系)が睡眠覚醒サイクルにわたって確実な変化を示すことが示された。最も重要なことは、睡眠中に、副交感神経系が、その休息調節における役割に一致する活動の増加を示すことである。さらに、不眠症を抱える患者は、睡眠中に、神経生物学的「過覚醒」モデルに一致する副交感神経活動の低下及び/又は交感神経活動の増加を示す。本明細書では、潜水反射に応答して副交感神経系を活性化する方法及び装置について説明し、驚くべきことに、潜水反射の持続は睡眠の改善をもたらす。本明細書で説明する装置及び方法は、この反射を特異的に及び/又は選択的に活性化させ、不眠症患者の睡眠調整における治療的役割を果たすことができる。【選択図】図1AIn preclinical and clinical studies, the autonomic nervous system (parasympathetic and sympathetic nervous system) has been shown to show positive changes over the sleep-wake cycle. Most importantly, during sleep, the parasympathetic nervous system shows increased activity consistent with its role in resting regulation. In addition, patients with insomnia exhibit reduced parasympathetic activity and / or increased sympathetic activity during sleep, consistent with a neurobiological “hyperwakefulness” model. The present description describes a method and apparatus for activating the parasympathetic nervous system in response to a diving reflex, and surprisingly the persistence of the diving reflex results in improved sleep. The devices and methods described herein can activate this reflex specifically and / or selectively and can play a therapeutic role in sleep regulation of insomnia patients. [Selection] Figure 1A

Description

〔関連出願との相互参照〕
本特許出願は、2016年5月16日に出願された米国仮特許出願第62/337,279号に対する優先権を主張するものであり、この文献はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
[Cross-reference with related applications]
This patent application claims priority to US Provisional Patent Application No. 62 / 337,279, filed May 16, 2016, which is incorporated herein by reference in its entirety. .

本特許出願は、2015年6月24日に出願された「睡眠調整のための装置及び方法(APPARATUS AND METHOD FOR MODULATING SLEEP)」という名称の米国特許出願第14/749,590号に関連することができる。本特許出願は、2015年11月11日に出願された米国特許出願第14/938,705号(US−2016−0128864)にも関連することができる。これらの各特許出願及び特許は、その全体が引用により本明細書に組み入れられる。   This patent application is related to US patent application Ser. No. 14 / 749,590, filed Jun. 24, 2015, entitled “Apparatus and Methods for Modulation SLEEP”. Can do. This patent application can also be related to US patent application Ser. No. 14 / 938,705 (US-2016-0128864) filed Nov. 11, 2015. Each of these patent applications and patents is incorporated herein by reference in its entirety.

〔引用による組み入れ〕
本明細書に掲載する全ての出版物及び特許出願は、各個々の出版物又は特許出願が引用により組み入れられている旨が明確かつ個別に示されているかのように全体が引用により本明細書に組み入れられる。
[Incorporation by quotation]
All publications and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety as if each individual publication or patent application was clearly and individually indicated to be incorporated by reference. Is incorporated into.

本明細書で説明する装置及び方法は、不眠症などの睡眠に影響を及ぼす病気を患った被験者を含む被験者の入眠を短縮し、睡眠維持を改善し、睡眠時間を延ばし、浅い睡眠に対して深い睡眠を増加させることを含む睡眠の改善に使用することができる。従って、本明細書で説明する装置及び方法は、不眠症などの睡眠障害の治療に使用することができる。   The devices and methods described herein reduce sleep onset in subjects, including subjects suffering from sleep-affected illnesses such as insomnia, improve sleep maintenance, extend sleep time, and for shallow sleep It can be used to improve sleep, including increasing deep sleep. Thus, the devices and methods described herein can be used to treat sleep disorders such as insomnia.

不眠症は、ほとんどの場合、十分な睡眠の機会がある個人が容易に眠りにつくことができず、眠り続けることができず、又は良質な眠りが得られないこととして説明される。米国では、人口に基づく慢性又は一過性不眠症の推定値が、米国内の人口の10〜40%、すなわち3千万人〜1億2000万人の成人に及ぶ。ヨーロッパ及びアジアでも同様の罹患推定値が報告されている。研究全般にわたり、45〜64歳と85歳以上という2つの年齢ピークが存在する。夫と離婚又は死別した教育水準の低い女性では、睡眠障害を訴える可能性が男性よりも1.3〜2倍高い。米国では、不眠症による直接的な医療費、機能障害、精神健康問題リスクの増加、生産性の損失、労働者の長期欠勤及び過度の医療利用における経済的負担が1000憶ドルに迫る勢いである。不眠症は、その症状の発現がない医療従事者が起こす医療ミスの数の2倍を上回る医療ミスをもたらす国民的健康問題として認識されている。しかしながら、現在利用できる不眠症治療は、様々な理由で完全に満足できるものではない。催眠鎮静薬は、中毒/依存症、記憶障害、錯乱性覚醒、夢遊病、並びに転倒及び腰部骨折の原因となり得る協調運動問題の可能性などの深刻な副反応を伴うため、不眠症問題の完全な解決法ではない。不眠症患者の大半は、自身の不眠症症状に対して非薬剤的アプローチを好む。認知行動療法は、効果的ではあるものの、どこでも利用できるわけではなく常に健康保険が適用されるとは限らない高価で労働集約的な治療である。様々な薬剤及び装置を含む不眠症治療のための店頭アプローチは、不眠症患者における有意な効果及び潜在的に危険な副作用の影響を実証する臨床研究が十分に行われていない。従って、安全で効果的で非侵襲的で非薬剤的な不眠症治療装置に対する大きなニーズが存在する。   Insomnia is most often described as an individual who has sufficient sleep opportunities cannot easily fall asleep, cannot stay asleep, or cannot obtain good quality sleep. In the United States, population-based estimates of chronic or transient insomnia range from 10 to 40% of the population in the United States, that is, 30 million to 120 million adults. Similar morbidity estimates have been reported in Europe and Asia. There are two age peaks throughout the study: 45-64 years old and over 85 years old. Women who are divorced or widowed from their husbands and whose education level is low are 1.3 to 2 times more likely to complain of sleep disorders than men. In the United States, direct medical costs due to insomnia, dysfunction, increased risk of mental health problems, loss of productivity, long absence of workers and the economic burden of excessive medical use are approaching $ 1000 billion . Insomnia is recognized as a national health problem that causes more than twice the number of medical errors caused by health care workers who do not develop the symptoms. However, currently available insomnia treatments are not completely satisfactory for various reasons. Hypnotic sedatives are a perfect solution to the problem of insomnia because they involve serious side reactions such as addiction / addiction, memory impairment, confusional awakening, sleepwalking, and possible coordination problems that can cause falls and hip fracture Is not a good solution. Most insomnia patients prefer a non-drug approach to their insomnia symptoms. Cognitive behavioral therapy is an expensive and labor intensive treatment that is effective but not available everywhere and health insurance is not always available. Over-the-counter approaches for insomnia treatment, including various drugs and devices, have not been well studied clinically to demonstrate significant effects and potentially dangerous side effects in patients with insomnia. Accordingly, there is a great need for a safe, effective, non-invasive, non-medicine insomnia treatment device.

最近では、睡眠の神経生物学及び不眠症の神経生物学において、革新的な不眠症治療をもたらし得る進歩が成されてきた。相当量の証拠が、睡眠が回復機能に役立ち得ることを示唆している。睡眠恒常性のEEGマーカは、デルタ周波数範囲(1〜4Hz)のEEGスペクトルパワーである。恒常的睡眠衝動は、覚醒中に消耗した脳グリコーゲン貯蔵の補充を通じた脳エネルギー代謝の回復を伴うことができる。この機能は、何らかの部位特異性(regional specificity)を有することができる。デルタEEGスペクトルパワー範囲のEEGスペクトルパワーは、前頭部において優位であることが報告されている。睡眠不足後のデルタパワーの増加が前頭部において優位であることも報告されている。この大脳皮質領域は、睡眠遮断後に優先的に損なわれる覚醒実行機能において大きな役割を果たす。このような根拠は、最適な実行行動には睡眠が必須であり、このメカニズムが前頭皮質に関与することを示唆するものである。   Recently, progress has been made in sleep neurobiology and insomnia neurobiology that can lead to innovative insomnia treatments. Considerable evidence suggests that sleep can help recovery functions. The sleep homeostasis EEG marker is EEG spectral power in the delta frequency range (1-4 Hz). The constant sleep urge can be accompanied by restoration of brain energy metabolism through replenishment of depleted brain glycogen stores during arousal. This function can have some regional specificity. It has been reported that EEG spectral power in the delta EEG spectral power range is dominant in the frontal region. It has also been reported that the increase in delta power after lack of sleep is dominant in the frontal region. This cerebral cortex region plays a major role in the arousal execution function that is preferentially impaired after sleep deprivation. Such evidence suggests that sleep is essential for optimal executive behavior and that this mechanism is involved in the frontal cortex.

様々な生理学的レベルでの「過覚醒」は、現在の主な病態生理学的不眠症モデルを表す。不眠症患者では、健康な被験者と比較した覚醒時及び睡眠時にわたる全体的な脳代謝の増加、安静代謝率、HRVにおける心拍及び交感神経迷走神経の緊張、夕方及び睡眠早期のコルチゾール分泌、NREM睡眠中のEEG活動、入眠後の高レベル覚醒に関連する、特に前頭皮質における皮質ブドウ糖代謝レベルの増加、入眠期間付近の正常な中核温度の降下障害、及びしばしば「競争的」な、止められない、睡眠集中的なものとして記述される、不眠症患者の睡眠前思考に基づく認知的過覚醒が見られることが示されている。最新の証拠では、不眠症患者が、睡眠及びベッドに関する刺激に向けられる選択的注意を示し、これによって条件覚醒、睡眠不足及び覚醒機能の低下という自己強化的なフィードバックループに陥る可能性があることも示唆されている。不眠症患者では、NREM睡眠中に腹側正中の前頭前皮質における代謝の増加に相関してベータEEGスペクトルパワーが増加することが示されている。不眠症患者における睡眠の改善は、機能的神経画像検査によって測定される前頭前皮質機能の改善に関連付けられてきた。   “Hyperwake” at various physiological levels represents the current major pathophysiological insomnia model. Insomnia patients have increased overall brain metabolism over waking and sleep compared to healthy subjects, resting metabolic rate, heart rate and sympathetic vagal tone in HRV, cortisol secretion in the evening and early sleep, NREM sleep EEG activity during sleep, associated with high levels of arousal after sleep, particularly increased cortical glucose metabolism in the frontal cortex, impaired normal core temperature drop near sleep, and often “competitive”, unstoppable, It has been shown that cognitive hyperwakeness based on pre-sleep thinking in patients with insomnia, described as sleep intensive, is seen. Current evidence suggests that insomnia patients may show selective attention directed at sleep and bed related stimuli, which can lead to a self-enhanced feedback loop of condition awakening, sleep deprivation, and reduced wakefulness Has also been suggested. Insomnia patients have been shown to increase beta EEG spectral power in relation to increased metabolism in the ventral midline prefrontal cortex during NREM sleep. Improved sleep in insomnia patients has been associated with improved prefrontal cortex function as measured by functional neuroimaging.

従って、正常な睡眠機能にとっては、前頭前皮質における代謝の低下が重要であると思われ、この部位における代謝亢進が不眠症患者の正常な睡眠機能を妨げている可能性がある。前頭前皮質における代謝の上昇を抑えることを目的とした治療介入が不眠症患者の睡眠を改善することができる。   Therefore, a decrease in metabolism in the prefrontal cortex seems to be important for normal sleep function, and the increased metabolism at this site may interfere with the normal sleep function of insomnia patients. Therapeutic interventions aimed at reducing metabolic increases in the prefrontal cortex can improve sleep in patients with insomnia.

数連の証拠は、頭皮に冷却刺激を付与すると、刺激下の皮質の代謝を抑えられることを示唆している。研究では、動物でも人間でも、頭皮に冷却刺激を付与すると、下にある皮質の脳温度が低下することが示されている。豚の研究では、たとえ15度Cの弱い表面冷却であっても、頭皮及び脳表が35度Cに冷却されることに関連付けられる。この研究では、表面対深部脳組織に対する注目すべき差動的な表面冷却効果が見られ、脳表組織の方が深部脳組織よりも低く冷却された。人間の研究では、Wang他が、全頭冷却ヘルメットを着用した被験者の脳表温度を1時間以内に平均1.84度C低下させることができた。医用生体工学モデルでは、選択的な頭部表面の冷却によって脳灰皮質の冷却を達成できることが示されている。これらの数連の証拠は、頭皮における冷却刺激の付与が下にある大脳皮質の代謝の低下に関連するという概念を裏付けるものである。   Several lines of evidence suggest that cooling the scalp can suppress the metabolism of the cortex under stimulation. Studies have shown that the cooling of the scalp in both animals and humans reduces the underlying cortical brain temperature. In swine studies, even a weak surface cooling of 15 degrees C is associated with the scalp and brain surface being cooled to 35 degrees C. In this study, a remarkable differential surface cooling effect on the surface versus deep brain tissue was seen, with the brain surface tissue being cooled lower than the deep brain tissue. In a human study, Wang et al. Were able to reduce the brain surface temperature of subjects wearing an all-head cooling helmet by an average of 1.84 degrees C within an hour. Biomedical engineering models have shown that cerebrocortical cooling can be achieved by selective head surface cooling. These several lines of evidence support the notion that the application of a cooling stimulus in the scalp is associated with a decrease in underlying cerebral cortex metabolism.

脳低温療法は、神経保護効果に起因する他の内科的疾患を治療するために以前から使用されていた治療介入である。頭部外傷、脳卒中及び心肺手術中の神経障害などの、全体的及び局所的虚血性及びその他の神経毒事象後の治療的低体温は、制御された動物及び人間の研究において有益な結果を示してきた。臨床前研究は、脳冷却の神経保護効果を多く示してきた。これらの効果としては、代謝、pH、神経伝達レベル、遊離脂肪酸、血液脳関門、浮腫、グルコース代謝、脳血流、フリーラジカル活性、脂質過酸化反応、カルシウム蓄積、タンパク質合成、タンパク質キナーゼC活性、白血球蓄積、血小板機能、NMDA神経毒性、成長因子、細胞骨格タンパク質、カルシウム依存タンパク質リン酸化、熱ショックタンパク質、前初期遺伝子、NOS活動及びMMP発現が挙げられる。脳低温療法の神経保護的利点は、不眠症を含む睡眠障害を患う患者の助けになることができると考えられる。睡眠障害に関連する有害事象の病態生理的モデルは、睡眠障害を有する潜在的神経毒性に焦点を当て始めている。この神経毒性が不眠症において生じ得ることは、不眠症患者における夕方及び睡眠早期の副腎皮質機能亢進、並びに神経機能に対する副腎皮質機能亢進の既知の悪影響についての研究結果によって示唆されている。1つの予備研究では、不眠症患者における海馬容積の減少が示された。これは、神経毒因子の結果による可能性がある。   Brain hypothermia is a therapeutic intervention previously used to treat other medical illnesses due to neuroprotective effects. Therapeutic hypothermia after global and local ischemic and other neurotoxic events such as head injury, stroke and neuropathy during cardiopulmonary surgery has shown beneficial results in controlled animal and human studies. I came. Preclinical studies have shown many neuroprotective effects of brain cooling. These effects include metabolism, pH, neurotransmission level, free fatty acid, blood brain barrier, edema, glucose metabolism, cerebral blood flow, free radical activity, lipid peroxidation, calcium accumulation, protein synthesis, protein kinase C activity, Examples include leukocyte accumulation, platelet function, NMDA neurotoxicity, growth factors, cytoskeletal proteins, calcium-dependent protein phosphorylation, heat shock proteins, immediate early genes, NOS activity and MMP expression. It is believed that the neuroprotective benefits of cerebral cryotherapy can help patients with sleep disorders including insomnia. Pathophysiological models of adverse events associated with sleep disorders are beginning to focus on potential neurotoxicity with sleep disorders. That this neurotoxicity can occur in insomnia has been suggested by research results on the known adverse effects of increased adrenal cortex function in the evening and early sleep in patients with insomnia and on neurological function. One preliminary study showed a decrease in hippocampal volume in patients with insomnia. This may be due to the result of neurotoxic factors.

不眠症患者の前頭皮質の代謝亢進を睡眠前の期間及び睡眠中の両方で低下させれば、不眠症患者が訴える認知的過覚醒を抑えることができる。認知的過覚醒の大脳機能局在は、その実行機能及び黙想的認知における役割を考えると、前頭前皮質に生じると仮定される。   If hypermetabolism of the frontal cortex of insomnia patients is reduced both during the pre-sleep period and during sleep, the cognitive hyperawake that is reported by insomnia patients can be suppressed. It is hypothesized that cerebral functional localization of cognitive hyperwakeness occurs in the prefrontal cortex given its executive function and role in meditation cognition.

前頭部頭皮領域に冷却刺激を付与すると、入眠に関連する体温調節の規範的変化を促すこともできる。(遠位部と近位部との間の皮膚温勾配(DPG)によって測定される)遠位皮膚領域の選択的血管拡張を通じた熱損失は、24時間周期での中核温度(CBT)及び眠気の調節にとって極めて重要なプロセスであると思われる。消灯前のDPGの増加は素早い入眠を促し、体温調節系と覚醒(眠気)系との間の関連性を示唆するものとして注目されてきた。上述したように、不眠症患者では、入眠期間前後における正常な中核温度降下の機能障害が示されている。従って、特に末梢を通じた熱損失をもたらす装置が不眠症患者の睡眠を改善することができる。   Applying a cooling stimulus to the frontal scalp region can also promote a normative change in body temperature regulation related to falling asleep. Heat loss through selective vasodilation of the distal skin area (measured by skin temperature gradient (DPG) between the distal and proximal parts) is the core temperature (CBT) and drowsiness over a 24-hour period. It seems to be a very important process for the regulation of The increase in DPG before extinction has attracted attention as it promotes rapid sleep and suggests a relationship between the thermoregulatory system and the arousal (sleepiness) system. As described above, insomnia patients have shown normal core temperature drop dysfunction before and after sleep onset. Thus, devices that cause heat loss, especially through the periphery, can improve sleep for insomnia patients.

最新の研究では、不眠が、特に前頭皮質における脳代謝活動の増加に関連し得ることが示されている。以前に引用により組み入れていた、2007年4月20日に出願された「神経疾患治療のための非侵襲性局所的脳熱刺激方法及び装置(Method and Apparatus of Noninvasive, Regional Brain Thermal Stimuli for the Treatment of Neurological Disorders)」という名称の米国特許出願第11/788,694号、現在の米国特許第8,236,038号には、神経疾患治療のための非侵襲性局所的脳熱刺激方法及び装置が記載されている。機能的神経画像研究では、睡眠中の不眠症患者の、特に低温パッドの下側の前頭皮質の脳代謝活動が、脳の前頭皮質上の頭皮に低温刺激を付与する非侵襲性装置(「前頭部低体温法」)によって低下したことが示されている。これらの研究では、前頭部低体温法が不眠症患者の臨床管理に役立ち得ることが示唆されているが、装置を適用するための最も適切なパラメータは未だ完全に解明されていない。   Recent studies have shown that insomnia can be associated with increased brain metabolic activity, particularly in the frontal cortex. "Non-invasive local brain thermal stimulation method and apparatus for the treatment of neurological diseases (Method and Apparatus of Noninvasive, Regional Brain Thermal Treatment Fortment" filed April 20, 2007, previously incorporated by reference. of US Patent Application No. 11 / 788,694, now US Pat. No. 8,236,038, entitled “Neurologic Disorders”). Is described. Functional neuroimaging studies show that brain metabolic activity in the insomnia patient during sleep, particularly in the frontal cortex below the cold pad, imparts cold stimulation to the scalp above the frontal cortex of the brain (“pre- It has been shown to be reduced by the head hypothermia method)). Although these studies suggest that frontal hypothermia may help clinical management of insomnia patients, the most appropriate parameters for applying the device have not yet been fully elucidated.

前頭部低体温法を用いた予備データでは、装置を適用する頭皮下の大脳皮質部位における相対的代謝が低下することが示唆されている。装置の適用は、必ずしも不眠症の病状に限定されるものではなく、それぞれが不眠症を原因要素とし得る、又は独自の異常な脳代謝パターンを特徴とし得る様々な精神神経疾患にも適用することができる。   Preliminary data using forehead hypothermia suggests that the relative metabolism in the subcranial cerebral cortex where the device is applied is reduced. The application of the device is not necessarily limited to insomnia pathology, but also applies to various neuropsychiatric disorders, each of which can be attributed to insomnia, or which can be characterized by unique abnormal brain metabolic patterns. Can do.

いくつかの疾患は、前頭部冷却装置を用いた治療の恩恵を受けることができる併発状態及び/又は比較的特異的な脳代謝の変化として不眠症を伴うことが分かっている。これらの患者は既に他の複数の薬物療法を受けていることが多く、そのうちのいくつかには療法自体に睡眠効果があるので、これらの併発状態は薬物治療をさらに困難なものにする。併発する不眠症自体は、いずれかの治療形態を用いた研究がほとんど成されていない。鬱病は、入眠障害、睡眠障害、早朝覚醒又は非回復的睡眠を含む重度の睡眠障害を伴う。機能的神経画像研究では、正常な前頭前皮質代謝の低下が覚醒からNREM睡眠に掛けて変化することが示されている。米国における鬱病の生涯有病率は17.1%、すなわち現在では5200万人であり、これが大きな問題であることを示唆している。慢性疼痛を有する患者における睡眠問題の神経生物学は、不眠症の患者のそれとかなりの重複部分を共有し、前頭部冷却装置から恩恵を受けることができる別の疾患を示唆する。睡眠を妨げる痛みの最も一般的な原因としては、腰痛(年間1000憶ドルを超えると推定される社会的コスト)、頭痛(これらの患者の50%は睡眠障害が頭痛を引き起こし、片頭痛患者の71%が片頭痛によって睡眠から覚醒する)、線維筋痛、及び関節炎(変形性関節症、関節リウマチ及び狼瘡などの自己免疫疾患)が挙げられる。米国における慢性疼痛有病率の推定値は、10.1%が腰痛であり、7.1%が脚部/足の痛みであり、4.1%が腕/手の痛みであり、3.5%が頭痛である。回答者の11.0%及び3.6%が慢性の局所的な痛み及び幅広い痛みをそれぞれ訴えている。米国国勢調査データに基づけば、これは5000万人を超えるさらなる市場に転換される。外傷後ストレス症候群(PTSD)を患う患者の70〜91%が入眠障害又は睡眠障害を伴う。PTSDにおける睡眠問題の治療は、関連する有害事象を有する薬物療法の管理を中心に展開されてきた。全米併存疾患調査(NCS)の一部として行われた研究では、米国におけるPTSDの生涯有病率が7.8%、すなわち現在では2300万人を超える市場であると報告されている。   Several diseases have been found to be associated with insomnia as a concomitant condition and / or a relatively specific change in brain metabolism that can benefit from treatment with a frontal cooling device. These patients often have already received multiple other medications, some of which have a sleep effect on the therapy itself, so these combined conditions make medication more difficult. Concomitant insomnia itself has rarely been studied using either form of treatment. Depression is associated with severe sleep disturbances including sleep disturbances, sleep disturbances, early morning awakenings or non-restorative sleep. Functional neuroimaging studies have shown that the decrease in normal prefrontal cortex metabolism changes from arousal to NREM sleep. The lifetime prevalence of depression in the United States is 17.1%, or currently 52 million, suggesting that this is a major problem. The neurobiology of sleep problems in patients with chronic pain shares another significant overlap with that of patients with insomnia, suggesting another disease that can benefit from frontal cooling devices. The most common causes of pain that disturbs sleep are low back pain (social costs estimated to exceed $ 1000 million annually), headache (50% of these patients have sleep problems that cause headaches, migraine patients 71% awake from sleep due to migraine), fibromyalgia, and arthritis (autoimmune diseases such as osteoarthritis, rheumatoid arthritis and lupus). Estimates of prevalence of chronic pain in the United States are 10.1% back pain, 7.1% leg / foot pain, 4.1% arm / hand pain, 3. 5% have headaches. 11.0% and 3.6% of respondents complain of chronic local pain and widespread pain, respectively. Based on US census data, this will be converted into an additional market of over 50 million people. 70-91% of patients with post-traumatic stress syndrome (PTSD) are associated with sleep deprivation or sleep disorders. Treatment of sleep problems in PTSD has revolved around the management of pharmacotherapy with associated adverse events. A study conducted as part of the National Comorbidity Survey (NCS) reports a lifetime prevalence of PTSD in the United States of 7.8%, which is now a market of over 23 million people.

被験者の皮膚(例えば、前頭)を、恐らくは下にある脳領域の冷却を伴う機構を活用して冷却することによって睡眠を改善できることが証明されている。この臨床的に証明された効果は、一般に被験者の前頭部を冷却するよりも(周囲温度に比べて)温めた方が睡眠に悪影響を与えることを示唆することができる。しかしながら、今日に至るまで、被験者の皮膚、特に被験者の前頭部に高温を付与する効果に関連する研究はいささか不確定的である。   It has been shown that sleep can be improved by cooling the subject's skin (eg, frontal), possibly utilizing a mechanism involving cooling of the underlying brain region. This clinically proven effect can generally indicate that warming (as compared to ambient temperature) adversely affects sleep rather than cooling the subject's forehead. To date, however, studies relating to the effect of applying high temperatures to the subject's skin, particularly the subject's frontal region, are somewhat uncertain.

この装置は、主要な単独の不眠症療法とは別に、従来の催眠鎮静薬による不眠症療法又は認知行動的不眠症療法の部分応答者である不眠症患者にも恩恵をもたらすことができる。臨床試験データは、承認済みの睡眠薬が患者の約2/3において統計的に有意な改善を示すことを示唆しているが、完全な症状の寛解を報告する患者はこれよりも大幅に少ない。このことは、睡眠薬を処方された患者の約2/3がこれらの治療の非応答者又は部分応答者であり、従って本明細書で説明する装置及びシステムなどの前頭部冷却不眠症装置を用いた補助療法から恩恵を受けられることを示唆するものである。   Apart from the main single insomnia therapy, this device can also benefit insomnia patients who are partial responders of conventional hypnotic sedative insomnia therapy or cognitive behavioral insomnia therapy. Although clinical trial data suggest that approved hypnotics show a statistically significant improvement in about 2/3 of patients, significantly fewer patients report complete symptomatic remission. This means that about two-thirds of patients prescribed sleeping pills are non-responders or partial responders of these treatments, and thus foreground cooling insomnia devices such as the devices and systems described herein. It suggests that you can benefit from the adjuvant therapy used.

米国特許出願第62/337,279号明細書US Patent Application No. 62 / 337,279 米国特許出願第14/749,590号明細書US patent application Ser. No. 14 / 749,590 米国特許出願第14/938,705号明細書US patent application Ser. No. 14 / 938,705

最近では、睡眠の神経生物学及び不眠症の神経生物学において、革新的な不眠症治療をもたらし得る進歩が成されてきた。しかしながら、上述したニーズに対処できる方法及び装置を提供することが有益と思われる。   Recently, progress has been made in sleep neurobiology and insomnia neurobiology that can lead to innovative insomnia treatments. However, it would be beneficial to provide a method and apparatus that can address the needs described above.

本明細書で説明する方法及び装置は、領域を絞った形で脳代謝を変化させる領域選択的な脳の冷却又は加温を非侵襲的に行い、これによって(限定ではないが)不眠症を含む領域特有の脳機能の変化を特徴とする神経疾患を治療することができる。これらの方法及び装置は、一般に睡眠を改善するために使用することができる。   The methods and devices described herein non-invasively perform region-selective brain cooling or warming that changes brain metabolism in a focused manner, thereby reducing (but not limited to) insomnia. It is possible to treat a neurological disease characterized by a change in brain function peculiar to the included region. These methods and devices can generally be used to improve sleep.

一般に、本明細書では、前頭前皮質を冷却することによってこの脳領域の代謝を低下させるために、前頭前皮質上の皮膚に高度に制御されたパラメータ内の低体温療法を施す方法、装置及びシステムについて説明する。以下で詳細に説明するように、前頭前皮質の低体温療法は不眠症を改善することができる。従って、本明細書で説明する治療法の多くでは、装置又はシステムが、患者の皮膚、特に前頭前皮質上の皮膚に接触するように又は熱的に接触して配置されるように構成された熱伝達領域(例えば、パッドなど)を有するアプリケータを含む。このアプリケータはマスク又は衣服とすることができ、冷却液(例えば、冷却水)又は固体(例えば、ペルチェ素子)又はこれらの何らかの組み合わせを含むいずれかの適切な手段によって熱伝達領域を冷却及び温度制御することができる。   In general, herein, a method, apparatus, and method for applying hypothermia therapy within a highly controlled parameter to skin on the prefrontal cortex to reduce metabolism in this brain region by cooling the prefrontal cortex The system will be described. As explained in detail below, prefrontal cortex hypothermia can improve insomnia. Thus, in many of the therapies described herein, the device or system is configured to be placed in contact with or in thermal contact with the patient's skin, particularly over the prefrontal cortex. It includes an applicator having a heat transfer area (eg, a pad, etc.). The applicator can be a mask or a garment that cools and heats the heat transfer area by any suitable means including coolant (eg, cooling water) or solid (eg, Peltier elements) or some combination thereof. Can be controlled.

具体的に言えば、本明細書では、被験者の前頭部に対する冷却の適用を制御して潜水反射(又は部分的潜水反射)を誘発し、この潜水反射に基づいて冷却の適用を調節することによって睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばす方法及び装置について説明する。   Specifically, the present specification controls the application of cooling to the subject's forehead to induce a diving reflex (or partial diving reflex) and adjusts the cooling application based on this diving reflection. Describes a method and apparatus for reducing sleep latency, increasing sleep depth, and / or extending subject sleep time.

例えば、本明細書で説明する装置は、いずれも被験者の前頭部に装着されるように適合された、被験者の皮膚に直接、或いはスリーブ又はカバーを通じて適用される熱伝達面を有する前頭部アプリケータと、熱伝達面を冷却するように構成された1又は2以上の冷却ユニットと、1又は2以上の冷却ユニットに電気的に結合されて、1又は2以上の冷却ユニットの出力及び駆動冷却を調節するように構成されたコントローラと、被験者からの生理的パラメータを検出するように構成された1又は2以上のセンサとを含み、1又は2以上のセンサはコントローラに結合され、コントローラは、1又は2以上のセンサによって検出された生理的パラメータから被験者が潜水反射を体験しているかどうかを判定し、この判定に基づいて熱伝達領域の温度又は熱伝達領域の冷却タイミングの一方又は両方を調整するように構成される。   For example, the devices described herein are all adapted to be worn on the subject's forehead and have a heat transfer surface applied directly to the subject's skin or through a sleeve or cover. An applicator, one or more cooling units configured to cool the heat transfer surface, and the output and drive of the one or more cooling units electrically coupled to the one or more cooling units A controller configured to regulate cooling and one or more sensors configured to detect a physiological parameter from the subject, wherein the one or more sensors are coupled to the controller, Determine whether the subject is experiencing diving reflexes from physiological parameters detected by one or more sensors and based on this determination Configured to adjust one or both of the cooling timing in degrees or heat transfer area.

一般に、1又は2以上のセンサは、潜水反射を示す生理的パラメータを検出するセンサとすることができ、或いは本明細書で詳細に説明するように、又は当業で周知のように、これらのセンサから潜水反射を判定することができる。例えば、1又は2以上のセンサは、身体の動き、呼吸数、心拍数、電気皮膚反応、血中酸素濃度、心電図(ECG)信号及び脳電図(EEG)信号のうちの1つ又は2つ以上を検出するように構成することができる。コントローラは、被験者が潜水反射を体験しているかどうかを、潜水反射を示す短期間(例えば、数分以内)心拍数の低下に基づいて判定するように構成することができる。   In general, one or more sensors can be sensors that detect physiological parameters indicative of diving reflexes, or as described in detail herein or as is well known in the art. The dive reflection can be determined from the sensor. For example, one or more sensors may include one or two of body movement, respiratory rate, heart rate, electrical skin reaction, blood oxygen concentration, electrocardiogram (ECG) signal, and electroencephalogram (EEG) signal. It can comprise so that the above may be detected. The controller can be configured to determine whether the subject is experiencing a diving reflex based on a decrease in heart rate for a short period of time (eg, within a few minutes) indicating the diving reflex.

一般に、コントローラは、ちょうど潜水反射を誘発するように温度を調整することによって前頭部アプリケータの温度を調節することができる。例えば、コントローラは、アプリケータの熱伝達面の温度を潜水反射が検出されるまで低下させるように構成することができる。アプリケータは、潜水反射が検出されると、治療時間にわたって温度をこの潜水反射閾値温度(或いはこの温度の少し下又は少し上に)に保持することができる。例えば、コントローラは、アプリケータの熱伝達面の温度を、潜水反射応答が検出された温度又はこの温度未満に維持期間にわたって維持した後、アプリケータの熱伝達面の温度を待機期間にわたって待機温度に上昇させるように構成することができる。   In general, the controller can adjust the temperature of the forehead applicator just by adjusting the temperature to induce a dive reflex. For example, the controller can be configured to reduce the temperature of the heat transfer surface of the applicator until a dive reflection is detected. The applicator can maintain the temperature at this diving reflex threshold temperature (or slightly below or slightly above this temperature) over the treatment time when a diving reflex is detected. For example, the controller may maintain the temperature of the heat transfer surface of the applicator at a temperature at which a dive reflex response is detected or less than this temperature for a maintenance period, and then change the temperature of the heat transfer surface of the applicator to a standby temperature for a standby period. Can be configured to raise.

これらの装置は、いずれも前頭部アプリケータを被験者の頭部に保持するための止め具を含むことができる。   Both of these devices can include a stop for holding the forehead applicator on the subject's head.

1又は2以上の冷却ユニットは、1又は2以上の熱電冷却器、及び/又はファン、及び/又はヒートシンクなどを含むことができる。いくつかの形態では、(単複の)冷却ユニットが、前頭部アプリケータの一部として含まれる。例えば、1又は2以上の冷却ユニットは、熱伝達面と連通する前頭部アプリケータ内に存在することができる。或いは、1又は2以上の冷却ユニットは、アプリケータ内を循環して熱伝達領域を冷却する流体を冷却する別個のハウジングの一部とすることもできる。例えば、1又は2以上の冷却ユニットは、前頭部アプリケータを通過する流体を冷却するように構成することができる。冷却ユニットは、管体を介してアプリケータに接続することができる。   The one or more cooling units can include one or more thermoelectric coolers, and / or fans, and / or heat sinks. In some forms, cooling unit (s) are included as part of the forehead applicator. For example, one or more cooling units can be present in the forehead applicator in communication with the heat transfer surface. Alternatively, one or more cooling units can be part of a separate housing that cools the fluid circulating in the applicator to cool the heat transfer area. For example, one or more cooling units can be configured to cool fluid passing through the forehead applicator. The cooling unit can be connected to the applicator via a tube.

同様に、着用可能な前頭部アプリケータに1又は2以上のセンサ及び/又はコントローラを組み込むこともできる。例えば、1又は2以上のセンサは、前頭部アプリケータの一部とすることができる。   Similarly, one or more sensors and / or controllers can be incorporated into a wearable forehead applicator. For example, one or more sensors can be part of the forehead applicator.

本明細書では、被験者の前頭皮質に非侵襲的に低体温療法を適用することによって不眠症を治療する方法についても説明する。この方法は、被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを前頭前皮質上に配置するステップと、熱伝達領域を、不快感又は睡眠からの覚醒を引き起こすことなく被験者が耐え得る最低温度から成る第1の温度に冷却するステップと、目標就寝時間前の少なくとも15分に及ぶ第1の期間にわたって第1の温度を維持するステップと、目標就寝時間後の少なくとも15分に及ぶ第2の期間にわたって第2の温度を維持するステップとを含むことができる。   This specification also describes a method of treating insomnia by applying hypothermia therapy non-invasively to the frontal cortex of a subject. The method includes placing an applicator on the prefrontal cortex that includes a heat transfer area in communication with the subject's skin, and the lowest temperature that the subject can withstand without causing discomfort or waking from sleep. Cooling to a first temperature comprising: maintaining a first temperature for a first period of at least 15 minutes before the target bedtime; and a second of at least 15 minutes after the target bedtime Maintaining a second temperature over a period of time.

いくつかの形態では、第1の温度が約10℃〜約18℃である。いくつかの形態では、第1の温度(最低耐容温度)が、被験者による装着時にアプリケータが適用できる刺激(又は覚醒)を引き起こさない最低温度に対応し、この温度は、体験的又は実験的に決定することができる。例えば、方法は、被験者のための第1の温度を決定するステップを含むことができる。   In some forms, the first temperature is from about 10 ° C to about 18 ° C. In some forms, the first temperature (minimum tolerable temperature) corresponds to the lowest temperature that does not cause a stimulus (or arousal) that the applicator can apply when worn by the subject, and this temperature is empirically or experimentally Can be determined. For example, the method can include determining a first temperature for the subject.

アプリケータを配置するステップは、アプリケータを適所に固定するステップを含むことができる。例えば、アプリケータは、ストラップによって適所に保持することができる。いくつかの形態では、アプリケータが接着固定される。一般に、アプリケータを配置するステップは、被験者のちょうど前頭部領域上にアプリケータを固定するステップを含むことができる。いくつかの形態では、アプリケータが前頭部領域に制限される。   Placing the applicator can include securing the applicator in place. For example, the applicator can be held in place by a strap. In some forms, the applicator is adhesively secured. In general, positioning the applicator can include securing the applicator just over the frontal region of the subject. In some forms, the applicator is limited to the forehead region.

いくつかの形態では、熱伝達領域を第1の温度に冷却するステップが、熱伝達領域の温度を少なくとも5分、10分、15分などにわたって周囲温度から第1の温度に(徐々に低下させるステップを含め)低下させるステップを含む。   In some forms, cooling the heat transfer region to the first temperature reduces (slowly) the temperature of the heat transfer region from the ambient temperature to the first temperature for at least 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, etc. Including a step of reducing).

第1の温度を維持するステップは、熱伝達領域を少なくとも30分、1時間などにわたって第1の温度に保持するステップを含むことができる。   Maintaining the first temperature can include maintaining the heat transfer region at the first temperature for at least 30 minutes, 1 hour, or the like.

いくつかの形態では、第1の温度が第2の温度と同じ温度(例えば、10℃〜18℃)である。しかしながら、いくつかの形態では、方法が、熱伝達領域の温度を第2の温度に変化させるステップを含む。一般に、第2の温度は、第1の温度と30℃との間の温度とすることができる。例えば、第2の温度は、約20℃〜約25℃とすることができる。第2の時間にわたって第2の温度を維持するステップは、1時間、2時間、3時間、4時間、6時間、8時間又は睡眠時間全体を上回る時間にわたって第2の温度を維持するステップを含むことができる。いくつかの形態では、方法が、患者の睡眠サイクルのフィードバックに基づいて第2の温度を調整するステップをさらに含む。   In some forms, the first temperature is the same temperature as the second temperature (eg, 10 ° C. to 18 ° C.). However, in some forms, the method includes changing the temperature of the heat transfer region to a second temperature. In general, the second temperature can be a temperature between the first temperature and 30 ° C. For example, the second temperature can be about 20 ° C. to about 25 ° C. Maintaining the second temperature over a second time includes maintaining the second temperature over a period of time greater than 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 6 hours, 8 hours, or the entire sleep time. be able to. In some forms, the method further includes adjusting the second temperature based on feedback of the patient's sleep cycle.

本明細書では、被験者の前頭皮質に非侵襲的に低体温療法を適用することによって不眠症を治療する方法であって、被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを前頭前皮質上に配置するステップと、熱伝達領域を、不快感又は睡眠からの覚醒を引き起こすことなく被験者が耐え得る最低温度から成る第1の温度に冷却するステップと、目標就寝時間前の少なくとも15分にわたって第1の温度を維持するステップと、目標就寝時間後の少なくとも30分にわたって第1の温度を維持するステップと、少なくとも30分にわたって温度を第1の温度と30℃との間の第2の温度に維持するステップとを含む方法についても説明する。   The present specification relates to a method of treating insomnia by non-invasively applying hypothermia therapy to a subject's frontal cortex, the applicator including a heat transfer region communicating with the subject's skin on the prefrontal cortex. , Cooling the heat transfer area to a first temperature comprising the lowest temperature that the subject can withstand without causing discomfort or awakening from sleep, and at least 15 minutes prior to the target bedtime. Maintaining a first temperature, maintaining a first temperature for at least 30 minutes after the target bedtime, and a second temperature between the first temperature and 30 ° C. for at least 30 minutes. A method comprising the step of maintaining is also described.

本明細書では、被験者の前頭皮質に非侵襲的に低体温療法を適用することによって入眠を短縮する方法であって、被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを前頭前皮質上に配置するステップと、熱伝達領域を約10℃〜約18℃の第1の温度に冷却するステップと、目標就寝時間前の少なくとも15分間に及ぶ第1の期間にわたって第1の温度を維持するステップとを含む方法についても説明する。   The present specification relates to a method for reducing sleep onset by applying hypothermia therapy non-invasively to a frontal cortex of a subject, the applicator including a heat transfer region communicating with the skin of the subject on the frontal cortex Placing, cooling the heat transfer area to a first temperature of about 10 ° C. to about 18 ° C., and maintaining the first temperature for a first period of at least 15 minutes prior to the target bedtime A method including these is also described.

本明細書では、被験者の前頭皮質に非侵襲的に低体温療法を適用することによって被験者の睡眠を持続させる方法であって、被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを前頭前皮質上に配置するステップと、目標就寝時間後に、熱伝達領域を、不快感又は睡眠からの覚醒を引き起こすことなく被験者が耐え得る最低温度から成る第1の温度に維持するステップと、目標就寝時間後の少なくとも30分に及ぶ第1の期間にわたって第1の温度を維持するステップとを含む方法についても説明する。例えば、第1の温度は約10℃〜約18℃とすることができる。   The present specification relates to a method for sustaining sleep of a subject by non-invasively applying hypothermia therapy to the frontal cortex of the subject, the applicator including a heat transfer region communicating with the skin of the subject. Placing on top, after the target bedtime, maintaining the heat transfer area at a first temperature comprising the lowest temperature that the subject can withstand without causing discomfort or arousal from sleep, and after the target bedtime And maintaining a first temperature for a first period of at least 30 minutes. For example, the first temperature can be about 10 ° C. to about 18 ° C.

一般に、(例えば、睡眠潜時を短縮することによって、及び/又は睡眠時間を延ばすことによって)不眠症を治療する方法は、とりわけ前頭皮質上の皮膚を冷却することによる非侵襲的冷却によって実行することができる。いくつかの形態では、この冷却が前頭部領域に制限される。一般に、本明細書で説明するシステム及び装置は、適用する低体温療法のプロファイルを、温度と投与タイミングの両方が制御されるように制御する。システムは、複雑な投与計画を適用するように構成できるとともに、患者からのフィードバックに基づいて投与計画を修正又は選択するようにさらに構成することができる。フィードバックは、(例えば、制御入力を調整又は変更することによって)患者が選択することも、或いは睡眠レベル又はREM/NREM状態などの患者からの生理的パラメータを検出する1又は2以上のセンサに基づくこともできる。   In general, methods of treating insomnia (eg, by reducing sleep latency and / or increasing sleep time) are performed by non-invasive cooling, particularly by cooling the skin on the frontal cortex be able to. In some forms, this cooling is limited to the forehead region. In general, the systems and devices described herein control the profile of the applied hypothermia so that both temperature and administration timing are controlled. The system can be configured to apply a complex dosing schedule and can be further configured to modify or select the dosing schedule based on patient feedback. The feedback may be selected by the patient (eg, by adjusting or changing control inputs) or based on one or more sensors that detect physiological parameters from the patient, such as sleep level or REM / NREM status. You can also.

以下で詳細に説明するように、本明細書で説明する低体温療法を適用する装置及びシステムは、一般に熱伝達領域を有する(例えば、被検者に固定又は装着される)アプリケータを含む。熱伝達領域は冷却される。熱伝達領域は、被験者の前頭皮質上の皮膚に接触して配置される。一般に、アプリケータ及び熱伝達領域は、被験者が(眠気を高めるために)睡眠中又は睡眠前に快適かつ安全に装置を装着できるように構成される。システム全体は、(睡眠を妨げないように)静音であるように構成することができ、上述したように熱伝達領域の温度を調節する1又は2以上のコントローラを含むことができる。コントローラは、マイクロコントローラ(専用ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどを含む)とすることができる。いくつかの形態では、システムが、被験者によって毎晩装着されるように構成され、従って洗濯できる、使い捨ての、又は交換式の皮膚接触領域を含むことができる。例えば、熱伝達領域は、使用する毎に毎晩交換できる使い捨ての材料又はカバーで覆うことができる。いくつかの形態では、患者情報及び/又はシステムの性能情報を受け取る1又は2以上のセンサを含むこともでき、この情報をコントローラに提供して温度の調節に使用することができる。全体的に、システムは、軽量で使い勝手の良いものとすることができる。   As described in detail below, the devices and systems for applying hypothermia described herein generally include an applicator having a heat transfer region (eg, fixed or worn on a subject). The heat transfer area is cooled. The heat transfer area is placed in contact with the skin on the frontal cortex of the subject. In general, the applicator and heat transfer area are configured to allow the subject to wear the device comfortably and safely during or before sleep (to increase sleepiness). The entire system can be configured to be quiet (so as not to disturb sleep) and can include one or more controllers that adjust the temperature of the heat transfer area as described above. The controller can be a microcontroller (including dedicated hardware, software, firmware, etc.). In some forms, the system can include a disposable or replaceable skin contact area that is configured to be worn by the subject every night and is therefore washable. For example, the heat transfer area can be covered with a disposable material or cover that can be replaced every night after use. In some forms, one or more sensors that receive patient information and / or system performance information may also be included, and this information may be provided to the controller and used to adjust the temperature. Overall, the system can be lightweight and easy to use.

本明細書で説明する本発明の他の特徴については、以下で図面を参照しながらさらに詳細に概説する。本明細書では、不眠症治療のために副交感神経系を刺激するように適合された前頭部冷却装置及び方法について説明する。この装置は、睡眠期間前及び/又は睡眠期間中に適用されて睡眠を改善できる、患者の前頭部に適用される冷却キャップを含むことができる。前頭部冷却システムの実施形態例は、睡眠中に最適に使用できるように設計される。本明細書で説明する温度設定/アルゴリズムは、装置を用いた調査研究に基づいて不眠症患者の睡眠を修正/改善するとともに、副交感神経系からのフィードバックを含めて副交感神経系を調節するように特異的に構成される。   Other features of the invention described herein are outlined in more detail below with reference to the drawings. Described herein are forehead cooling devices and methods adapted to stimulate the parasympathetic nervous system for the treatment of insomnia. The device can include a cooling cap applied to the patient's forehead that can be applied before and / or during the sleep period to improve sleep. Example embodiments of the forehead cooling system are designed for optimal use during sleep. The temperature setting / algorithm described herein modifies / improves sleep for insomnia patients based on research using the device and regulates the parasympathetic nervous system, including feedback from the parasympathetic nervous system. Specifically configured.

自律神経系と睡眠との間には既知の関係が存在する。自律神経系は、意識的な制御を伴わずに身体機能を制御する。自律神経系には複数の要素が存在するが、主に交感神経系(SNS)と副交感神経系(PNS)とに分けることができる。単純に言えば、交感神経系は、緊急事態及びストレスに対する身体的闘争・逃走反応を可能にするものである。副交感神経系は、我々の休息及び消化を可能にする。交感神経系は、すばやく反応する動員系と考えることができ、副交感神経系は、ゆっくり活性化される制動系と考えることができる。睡眠に関しては、入眠と共にPNS活動が高まり、NREM睡眠全体を通じて高水準に留まることを示すデータがある。REM睡眠中には、PNS活動が覚醒値に戻るが、わずかに高く維持される。同様に、NREM睡眠中にはSNS活動が低下する。REM睡眠中には、SNS活動が覚醒レベルよりも高まる。このデータは、覚醒とNREM及びREM睡眠との間に自律平衡が変動することを示唆し、覚醒及びREM睡眠中の相対的交感神経優位性、及びNREM睡眠中の相対的副交感神経優位性を示す。   There is a known relationship between the autonomic nervous system and sleep. The autonomic nervous system controls body functions without conscious control. Although there are a plurality of elements in the autonomic nervous system, it can be mainly divided into a sympathetic nervous system (SNS) and a parasympathetic nervous system (PNS). Simply put, the sympathetic nervous system allows physical struggle and escape responses to emergency situations and stress. The parasympathetic nervous system allows our rest and digestion. The sympathetic nervous system can be thought of as a mobilization system that reacts quickly, and the parasympathetic nervous system can be thought of as a slowly activated braking system. With regard to sleep, there is data showing that PNS activity increases with falling asleep and remains at a high level throughout NREM sleep. During REM sleep, PNS activity returns to wakefulness but remains slightly higher. Similarly, SNS activity is reduced during NREM sleep. During REM sleep, SNS activity is higher than the arousal level. This data suggests that the autonomic balance varies between wakefulness and NREM and REM sleep, indicating relative sympathetic dominance during wakefulness and REM sleep, and relative parasympathetic dominance during NREM sleep .

様々な生理学的レベルの「過覚醒」は、現在の主な不眠症の病態生理学的モデルを表す。不眠症患者では、健康な被験者と比較した覚醒時及び睡眠時にわたる全体的な脳代謝の増加、安静代謝率、心拍変動(HRV)における心拍及び交感神経迷走神経の緊張、夕方及び睡眠早期のコルチゾール分泌、NREM睡眠中のベータ脳波(EEG)活動、入眠後の高レベル覚醒に関連する、特に前頭皮質における皮質ブドウ糖代謝レベルの増加、入眠期間付近の正常な中核温度の降下障害、及びしばしば「競争的」な、止められない、睡眠集中的なものとして記述される、不眠症患者の睡眠前思考に基づく認知的過覚醒が見られることが示されている。   Various physiological levels of “hyperwake” represent the current major pathophysiological model of insomnia. In insomnia patients, increased overall brain metabolism over arousal and sleep, resting metabolic rate, heart rate and sympathetic vagal tone in heart rate variability (HRV), cortisol in the evening and early sleep compared to healthy subjects Secretion, beta electroencephalogram (EEG) activity during NREM sleep, increased cortical glucose metabolism levels, especially in the frontal cortex, associated with high levels of arousal after sleep, disturbances in normal core temperature drop near sleep, and often “competition” It has been shown that cognitive hyper-arousal based on pre-sleep thinking in patients with insomnia, described as “intentional”, unstoppable, sleep intensive, is seen.

心拍変動(HRV)によって測定される心臓自律系の緊張は、睡眠障害及び睡眠疾患が疾病率及び死亡率に潜在的に影響を与え得る生理学的秩序として同定されている。心拍変動は、副交感神経の緊張測度として解釈される高周波数帯(HF−HRV)のパワーがNREM睡眠の深さに相関する睡眠の関数として変動し、NREM段階において最も高い。対照的に、REM睡眠段階及び浅いNREM睡眠段階は、HF−HRV帯のパワーが減少することを特徴とする。心拍変動は、不眠症を含む睡眠障害の関数として変動することもできる。全てではないが一部の研究では、不眠症患者では良く眠れる対照に比べてHF−HRVパワーが低いことが報告されている。不眠症患者は、交感神経迷走神経の緊張指数として解釈される高い低−高周波数パワー(LF:HF−HRV)比率を示すこともある。睡眠に関連するHRVの変化は、他の生理学的変化にも関連する。例えば、健康な若年層における実験的睡眠抑制後のNREM睡眠中の交感神経系の緊張の高まりは、低ブドウ糖耐性、低甲状腺刺激ホルモン濃度、及びコルチゾールレベルの上昇に関連付けられている。最後に、睡眠中のHRV変動は、PTSD、アルコール依存症及び極度のストレスなどの状態に一致することが分かっている。   Cardiac autonomic tone, measured by heart rate variability (HRV), has been identified as a physiological order in which sleep disorders and sleep disorders can potentially affect morbidity and mortality. Heart rate variability is highest in the NREM phase, with high frequency band (HF-HRV) power, interpreted as a parasympathetic tone measure, varying as a function of sleep as a function of NREM sleep depth. In contrast, the REM sleep stage and the shallow NREM sleep stage are characterized by a decrease in the power of the HF-HRV band. Heart rate variability can also vary as a function of sleep disorders, including insomnia. Some, but not all, studies have reported that HF-HRV power is lower in insomnia patients compared to sleepy controls. Insomnia patients may exhibit a high low-high frequency power (LF: HF-HRV) ratio that is interpreted as the tone index of the sympathetic vagus nerve. HRV changes associated with sleep are also associated with other physiological changes. For example, increased sympathetic nervous system tension during NREM sleep after experimental sleep suppression in healthy young people is associated with increased low glucose tolerance, low thyroid-stimulating hormone levels, and cortisol levels. Finally, HRV fluctuations during sleep have been found to be consistent with conditions such as PTSD, alcoholism and extreme stress.

自律神経系活動と睡眠及び不眠症との間の関係を考えれば、これらの関係に影響を与えるように設計された治療介入の開発が、不眠症治療のための治療介入の設計において有益となり得る。   Given the relationship between autonomic nervous system activity and sleep and insomnia, the development of therapeutic interventions designed to influence these relationships can be beneficial in the design of therapeutic interventions for the treatment of insomnia .

自律神経系を調節できる1つの方法は、潜水反射として知られている原始的自律神経系反応を通じたものである。潜水反射は、身体を冷水に浸すことによって引き起こされ、心臓迷走神経活動、副交感神経系の一次的遠心性神経の活動増加に起因する心拍数(HR)の低下を特徴とし、多くの場合、末梢への交感神経出力増加に起因する選択的血管床の血管収縮に関連付けられる。潜水反射は、既知の最も強力な自律反射と考えられている。生理学者の間では、潜水徐脈が広く研究され議論されてきた。   One way in which the autonomic nervous system can be adjusted is through a primitive autonomic nervous system reaction known as diving reflex. Diving reflexes are caused by immersing the body in cold water and are characterized by decreased heart rate (HR) due to increased cardiac vagal activity, primary efferent nerve activity in the parasympathetic nervous system, and often in the peripheral Is associated with selective vascular bed vasoconstriction due to increased sympathetic output to Diving reflexes are considered the most powerful autonomous reflex known. Among physiologists, diving bradycardia has been extensively studied and discussed.

潜水徐脈は、両生類から哺乳動物までの全ての空気呼吸する脊椎動物に見られる。潜水反射は、三叉神経−心臓反応及び眼球−心臓反応と共に、三叉神経−迷走神経反射の下位群を表す。   Diving bradycardia is found in all air-breathing vertebrates from amphibians to mammals. Diving reflexes represent a subgroup of trigeminal-vagal reflexes, along with trigeminal-cardiac and eye-cardiac responses.

潜水反射は、呼吸器系と心臓血管系とを統合する複雑な神経網によって制御される。この反射は、主に三叉神経の求心性線維、とりわけ前頭部、眼窩周囲領域及び鼻腔に位置する求心性線維の受容体の刺激によって生じる。潜水反射の開始には、冷受容器が主に関与していると思われる。この点において、顔以外の身体部分の皮膚の冷受容器を刺激しても、HRの減速は生じない。潜水反射の中心回路が脳幹に内在することは、除脳標本においても徐脈反応が維持されるという事実によって実証されている。この回路の生理学的背景が研究テーマになることはほとんどなかった。一部のデータでは、局所麻酔薬又はキヌレン酸の注入によって心臓反応を遮断できるため、この回路の最初の中継は腹部表面延髄背角に位置することが示唆されている。従って、迷走神経を介した徐脈及び交感神経を介した血管収縮は、下部脳幹内の三叉神経系によって仲介される可能性がある。しかしながら、三叉神経系と脳幹の自律神経系との間の関係は未知である。   Diving reflexes are controlled by a complex neural network that integrates the respiratory and cardiovascular systems. This reflex is mainly caused by stimulation of receptors on afferent fibers located in the trigeminal nerve, particularly in the frontal region, periorbital region and nasal cavity. It seems that the cold receptors are mainly involved in the onset of diving reflexes. In this regard, HR deceleration does not occur when stimulating the cold receptors on the skin of body parts other than the face. The existence of a central circuit for diving reflexes in the brainstem is demonstrated by the fact that the bradycardia response is maintained in decerebrated specimens. The physiological background of this circuit was rarely the subject of research. Some data suggest that the first relay of this circuit is located in the abdominal surface medullary dorsal horn, because cardiac responses can be blocked by infusion of local anesthetics or kynurenic acid. Thus, bradycardia via the vagus nerve and vasoconstriction via the sympathetic nerve may be mediated by the trigeminal nervous system in the lower brainstem. However, the relationship between the trigeminal nervous system and the autonomic nervous system of the brainstem is unknown.

人間の潜水反射は徐脈を伴い、多くの場合、心拍出量(CO)の低下及び選択的な血管床の血管収縮、血圧(BP)上昇及び周辺毛細血管床への血流低下を招く。人間の潜水反射は、冷水に顔を浸すことによってシミュレートすることができ、この検査法は「模擬潜水反射」又は「寒冷昇圧試験」として知られており、我々の潜水反射の知識のほとんどはこの手順によって取得されたものである。徐脈反応を引き出すには、前頭部、眼及び鼻を直接冷水に接触させれば十分である。無呼吸顔面浸水(apneic face immersion)に対する徐脈反応は個人間で大きく異なり、一般にHRの低下は15〜40%であるが、20拍/分未満の徐脈を発現する健康な人々の割合は少ない。HRの低下は、迷走神経系が担う役割を実証するアトロピンを用いた前治療によって防がれる。健康な人々の間では、BPの増加も大きく異なる。全身浸水後にも同様の可変HR低下が観察され、HRは、浸水直後に下降した後に安定する傾向にあるが、長期潜水中には20〜30拍/分に下降することもある。「息こらえ段階(struggle phase)」に達すると、HRはさらに低下し、心臓収縮BPは220〜300mmHgに上昇することができる。再出現後には、HR及びBPはかなり急速に正常化する。   Human diving reflexes involve bradycardia, often resulting in decreased cardiac output (CO) and selective vascular bed vasoconstriction, increased blood pressure (BP) and decreased blood flow to the surrounding capillary bed. . Human diving reflexes can be simulated by immersing your face in cold water, and this test method is known as "simulated diving reflex" or "cold pressurization test" and most of our knowledge of diving reflexes It is obtained by this procedure. To elicit a bradycardic response, it is sufficient to bring the frontal head, eyes and nose into direct contact with cold water. The bradycardic response to apneic face immersion varies widely between individuals, with a HR reduction of generally 15-40%, but the proportion of healthy people who develop bradycardia of less than 20 beats / minute Few. Reduction in HR is prevented by prior treatment with atropine, which demonstrates the role played by the vagus nervous system. The increase in BP is also very different among healthy people. A similar variable HR drop is also observed after whole body flooding, and HR tends to stabilize after falling immediately after flooding, but may drop to 20-30 beats / minute during long-term diving. When the “stress phase” is reached, HR is further reduced and cardiac contraction BP can be increased to 220-300 mmHg. After reappearance, HR and BP normalize fairly rapidly.

ほとんどの証拠では、潜水徐脈の大きさには水と空気の両方の温度が逆方向に大きく影響し、すなわち水温が低く気温が高いほど徐脈反応も顕著であることが示されている。顔の冷受容器は、冷水(10〜15C)への浸水によって最も強く励起され、温度を15〜35℃の間で変化させても徐脈反応にはほとんど影響がない。しかしながら、全身を超冷水(〜0C)に浸水させると、逆説的反応、すなわち徐脈ではなく頻脈、いわゆる「低温衝撃反応」が誘発されることがある。これには、交感神経系を刺激する皮膚の冷受容器からの大きな求心性の動因が関与している可能性が高い。   Most evidence shows that the magnitude of diving bradycardia is greatly affected by the temperature of both water and air in the opposite direction, that is, the bradycardia response is more pronounced at lower water temperatures and higher temperatures. Facial cold receptors are most strongly excited by immersion in cold water (10-15C) and changing the temperature between 15-35 ° C has little effect on the bradycardic response. However, when the whole body is submerged in ultracold water (~ 0C), a paradoxical reaction, that is, tachycardia rather than bradycardia, so-called "cold shock reaction" may be induced. This is likely to involve a large afferent drive from the cold receptors in the skin that stimulate the sympathetic nervous system.

迷走神経系は、動物の心調整のための主要遠心性神経経路である。アトロピンによる前治療後には、潜水中のHRが高く、変化しなかった。さらに、密封状態では、浸水後に高迷走神経緊張の発現である際立ったHRの振動(10〜20%)が観察された。   The vagus nervous system is the primary efferent nerve pathway for animal heart coordination. After pretreatment with atropine, HR during diving was high and did not change. Furthermore, in the sealed state, a pronounced HR vibration (10-20%) that was manifested by high vagal tone after immersion was observed.

顔面冷却と副交感神経系の活動との間の関係は報告されているものの、睡眠時の前頭部冷却を介して副交感神経系の活動を選択的に変化させる影響については明らかになっていない。   Although the relationship between facial cooling and parasympathetic nervous system activity has been reported, the effect of selectively altering parasympathetic nervous system activity through frontal cooling during sleep has not been clarified.

身体領域の中でも前頭部は、潜水反射に影響を与える大きな役割を果たせることを示唆する固有の生理学的及び神経構造的特性を有する。温点及び冷点の分布は、全ての身体部位のうちで顔面及び前頭部上が最も高いことが示されている。温度感覚も、全ての身体部位のうちで前頭部が最も高いことが示されている。1つの研究では、生理学的体温調節反応の決定において特定の領域が他の領域よりも高い温度感度を示すかどうかを判断するために、選択した皮膚領域に熱放射を適用した。各皮膚領域の感度係数を計算することにより、照射皮膚の温度及び照射皮膚の範囲の変化に大腿部発汗率の変化を関連付けた。大腿部からの発汗率変化の影響によって測定した顔の温度感度は、胸部、腹部及び大腿部の約3倍であることが認められた。下肢は、大腿部の温度感度の約1/2であることが認められた。他の研究では、全ての身体部位のうちで顔面の温度感度が最も高いことが報告されている。さらに、無毛(無毛性)皮膚の熱伝達関数及び熱伝達効率が、非常に高い血液潅流率の能力及び動的血流調節という新規能力に基づいて全身内でたぐいまれであることを考えると、無毛皮膚を含む前頭部は、体温調節に対する身体反応において大きな役割を果たすことが分かった。   Among the body regions, the forehead has unique physiological and neurostructural properties that suggest it can play a major role in affecting diving reflexes. It has been shown that the distribution of warm and cold spots is highest on the face and forehead among all body parts. Temperature sensation is also shown to be highest in the frontal region among all body parts. In one study, thermal radiation was applied to selected skin regions to determine whether certain regions showed higher temperature sensitivity than other regions in determining physiological thermoregulatory responses. By calculating the sensitivity coefficient for each skin area, the change in thigh sweat rate was associated with the change in temperature of the irradiated skin and the range of the irradiated skin. It was recognized that the temperature sensitivity of the face measured by the influence of the sweat rate change from the thigh was about three times that of the chest, abdomen and thigh. The lower limb was found to be about ½ of the thigh temperature sensitivity. Other studies have reported the highest temperature sensitivity of the face among all body parts. Furthermore, we consider that the heat transfer function and heat transfer efficiency of hairless (hairless) skin is rare throughout the body based on the ability of very high blood perfusion rate and the new ability of dynamic blood flow regulation And the forehead, including hairless skin, was found to play a major role in the body response to thermoregulation.

これらの数連の証拠は、前頭部上の頭皮における冷却刺激の適用が、副交感神経系の反射活動を介した不眠症患者の睡眠改善に関連し得るという概念を裏付けるものである。従って、前頭部上の皮膚温を変化させる医療装置は、不眠症患者の睡眠を調節するための非常に精度の高い非侵襲的な方法である可能性がある。   These lines of evidence support the notion that the application of cooling stimuli in the scalp on the frontal region may be related to sleep improvement in insomnia patients through parasympathetic reflex activity. Thus, a medical device that changes the skin temperature on the forehead may be a very accurate non-invasive method for regulating sleep of insomnia patients.

これまで、このような装置の適用及びこの効果が生じ得る特定の温度についての記述はない。   To date, there is no description of the application of such devices and the specific temperatures at which this effect can occur.

本発明の新規特徴については、以下の特許請求の範囲に具体的に示す。本発明の原理を利用した例示的な実施形態を示す以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより、本発明の特徴及び利点をさらに良く理解できるであろう。   The novel features of the invention are set forth with particularity in the following claims. A better understanding of the features and advantages of the present invention will be obtained by reference to the following detailed description that sets forth illustrative embodiments, in which the principles of the invention are utilized, and the accompanying drawings of which:

前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を周囲温度に対して調節(例えば、冷却)ことによって睡眠を改善する装置の一部の1つの形態を示す図である。FIG. 6 illustrates one form of a portion of a device that improves sleep by adjusting frontal temperature relative to ambient temperature (eg, cooling). 前頭部温度を調節することによって睡眠を改善する装置のアプリケータ部分の1つの形態を示す図である。FIG. 6 shows one form of applicator portion of a device that improves sleep by adjusting forehead temperature. 図1A〜図1Gの装置と共に使用できる、全頭部温度を調節することによって睡眠を改善する装置のアプリケータの1つの形態を示す図である。FIG. 1D illustrates one form of an applicator of a device that can be used with the device of FIGS. 1A-1G to improve sleep by adjusting total head temperature. 本明細書で説明する睡眠改善装置のアプリケータの適用方法の1つの形態を示す図である。It is a figure which shows one form of the application method of the applicator of the sleep improvement apparatus demonstrated in this specification. 図1A〜図1Jに示す装置などの睡眠改善装置の一部と共に使用できる、又はこのような装置の一部として含めることができる、流体(例えば、水など)を満たすことができるカートリッジ(容器)を示す斜視図である。A cartridge (container) that can be filled with a fluid (eg, water, etc.) that can be used with or included as part of a sleep improvement device such as the device shown in FIGS. 1A-1J. FIG. 図4Aのカートリッジ(容器)の分解図である。FIG. 4B is an exploded view of the cartridge (container) of FIG. 4A. 睡眠改善装置と連動するカートリッジ内のバルブを示すカートリッジの断面図である。It is sectional drawing of the cartridge which shows the valve | bulb in the cartridge interlock | cooperated with a sleep improvement apparatus. 図4Cのバルブ部分の拡大図である。It is an enlarged view of the valve | bulb part of FIG. 4C. (図1Dに示すものと同様の)装置に挿入されたカートリッジを示す図である。FIG. 2 shows a cartridge inserted into the apparatus (similar to that shown in FIG. 1D). 水の漏出を防いで空気の排出を可能にするように密封された通気孔(例えば、疎水性通気孔又はシール)を含むノブの拡大分解図である。このノブは、例えば輸送時には閉位置にロックし、或いは装置への挿入時には開くことができる。開位置では、ノブ上の延長「ウィング」が装置に係合してカートリッジを装置内にしっかりと保持する一方でカートリッジ底部のバルブを開くように力を付与し、この位置では通気孔が開いてカートリッジ内に空気を取り込むことができる。カートリッジは、ほぼ満たした状態で(例えば、熱膨張を許容するように90%を満たし、10%を空にして)輸送することができる。FIG. 5 is an enlarged exploded view of a knob including a vent (eg, a hydrophobic vent or seal) that is sealed to prevent water leakage and allow air to escape. This knob can be locked in the closed position, for example during transport, or opened when inserted into the device. In the open position, an extension “wing” on the knob engages the device to hold the cartridge firmly in the device while applying force to open the valve at the bottom of the cartridge, and in this position the vent is open. Air can be taken into the cartridge. The cartridge can be transported almost full (eg, 90% filled to allow thermal expansion, 10% empty). カートリッジの組み立てたノブの断面図である。It is sectional drawing of the knob which the cartridge assembled. 空気を通して流体を遮断する(円形の薄膜として示す)疎水性カバー内に開口する通気領域を示す、図4Gの組み立てたカートリッジの部分的破断図である。FIG. 4D is a partial cutaway view of the assembled cartridge of FIG. 4G showing a vent region that opens into a hydrophobic cover (shown as a circular membrane) that blocks fluid through air. 図1A〜1Gに示すような前頭部温度を調節する装置の概略図である。1A is a schematic diagram of an apparatus for adjusting frontal temperature as shown in FIGS. 本明細書で説明する装置の使用を示す図である。FIG. 6 illustrates the use of the device described herein. 不眠症における覚醒中及び睡眠中の全脳代謝の増加を示すグラフである。It is a graph which shows the increase in whole-brain metabolism during awakening and sleep in insomnia. 不眠症患者が覚醒から睡眠まで大きな相対代謝の低下を示さない脳領域を示す図である。It is a figure which shows the brain area | region where an insomnia patient does not show the fall of a big relative metabolism from awakening to sleep. 不眠症患者における相対代謝が低下した脳領域を示す図である。It is a figure which shows the brain area | region where the relative metabolism in the insomnia patient fell. 限局的な前頭部冷却治療を用いて治療した患者及び治療していない患者の平均中核温度の経時的変化を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the change in mean core temperature over time for patients treated with and without treatment of localized forehead cooling therapy. 前頭部低体温法を用いた治療を受けている不眠症患者のPETスキャン及び前頭前代謝亢進の逆転を示す図である。FIG. 6 shows a reversal of PET scan and prefrontal hypermetabolism in an insomnia patient receiving treatment using frontal hypothermia. 本明細書で説明する前頭前低体温法を用いて治療した不眠症患者の自覚的覚醒の減少を示すグラフである。6 is a graph showing the reduction in subjective arousal of insomnia patients treated using the prefrontal hypothermia method described herein. 前頭前低体温法を用いて治療した患者の(対照と比べた)全脳代謝の減少を示すグラフである。2 is a graph showing the reduction in total brain metabolism (compared to controls) for patients treated with prefrontal hypothermia. 前頭前低体温法を用いて治療した不眠症患者の自覚的眠気の増加を示すグラフである。It is a graph which shows the increase in the subjective sleepiness of the insomnia patient treated using the prefrontal hypothermia method. 前頭前低体温法を用いて治療した患者の入眠後の覚醒の減少を示すグラフである。It is a graph which shows the reduction of arousal after the sleep of the patient treated using the prefrontal hypothermia method. 前頭前低体温法を用いて治療した患者の睡眠中のデルタパワーの増加を示すグラフである。2 is a graph showing the increase in delta power during sleep for patients treated using prefrontal hypothermia. 前頭前低体温法を用いて治療した患者の局所的代謝の低下を示すPETスキャンの対照比較図である。FIG. 3 is a control comparison diagram of a PET scan showing reduced local metabolism in a patient treated with prefrontal hypothermia. 低体温法を適用する装置のヘッドピースの1つの形態を示す図である。It is a figure which shows one form of the headpiece of the apparatus to which the hypothermia method is applied. 被験者の頭部に適用されたヘッドピースを示す図である。It is a figure which shows the headpiece applied to the test subject's head. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が入眠時間に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies a prefrontal hypothermia method in insomnia patient has on sleep time. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が入眠後の覚醒に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in the insomnia patient has on the awakening after falling asleep. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が夜間前半の覚醒に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in the insomnia patient has on the awakening of the first half of the night. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が夜間後半の覚醒に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in the insomnia patient has on the awakening of the second half of the night. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が全睡眠時間に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in insomnia patient has on the total sleep time. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が睡眠効率に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in insomnia patient has on sleep efficiency. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態がステージ1睡眠の割合に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in the insomnia patient has on the ratio of stage 1 sleep. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態がステージ2睡眠の割合に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in insomnia patient has on the ratio of stage 2 sleep. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態がステージ3/4睡眠の割合に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in the insomnia patient has on the ratio of the stage 3/4 sleep. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態がREM睡眠の割合に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in the insomnia patient has on the ratio of REM sleep. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が夜間全体のデルタカウント数に与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in an insomnia patient has on the delta count number of the whole night. 不眠症患者において前頭前低体温法を適用する装置の1つの形態が夜間全体のスペクトルパワーに与える影響を非不眠症患者と比較した図である。It is the figure which compared with the non-insomnia patient the influence which one form of the apparatus which applies the prefrontal hypothermia method in insomnia patient has on the spectrum power of the whole night. (制御装置として使用される)前庭睡眠システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a vestibular sleep system (used as a controller). FIG. 睡眠調節のために被験者の顔を冷却する装置及び方法の有効性を調べる一研究例の主要評価項目の変化、ITT集団(N=106)を示す表(表1)である。It is a table | surface (Table 1) which shows the change of the main endpoints of one study example, and ITT population (N = 106) which investigates the effectiveness of the apparatus and method which cool a test subject's face for sleep regulation. あらゆるステージの睡眠潜時、ITT集団(N=106)を示す表(表2)である。It is a table | surface (Table 2) which shows ITT population (N = 106) at the sleep latency of all the stages. ステージ1のNREM睡眠潜時、ITT集団(N=106)を示す表(表3)である。It is a table | surface (Table 3) which shows the NREM sleep latency of a stage 1 and ITT population (N = 106). ステージ2のNREM睡眠潜時、ITT(N=106)を示す表(表4)である。It is a table | surface (Table 4) which shows NREM sleep latency of a stage 2 and ITT (N = 106). 基準夜間又は装置夜間のいずれかにステージ3の睡眠を体験しなかった被検者(N=97)を除く、ステージ3NREM睡眠潜時、ITT集団を示す表(表5)である。It is a table | surface (Table 5) which shows a stage 3 NREM sleep latency and ITT group except the test subject (N = 97) who did not experience the sleep of the stage 3 either in the reference | standard night or apparatus night. ステージ1、2及び3のNREM睡眠潜時、ITT集団(N=106)を図式的に示す図である。It is a figure which shows the ITT population (N = 106) typically in the NREM sleep latency of stages 1, 2 and 3. 本明細書で説明する睡眠システムのステージ1、2及び3のNREM睡眠潜時、調整後の偽装との差分、ITT(N=106)を図式的に示す図である。It is a figure which shows typically the difference with the camouflage after adjustment, ITT (N = 106) of the stage 1, 2 and 3 of the sleep system demonstrated in this specification. 循環冷却液を使用する図5及び図6に示すアプリケータと同様の、被験者がいつ潜水反射を体験しているかを検出/検知する1又は2以上のセンサを含む本明細書で説明する睡眠改善装置例の概略図である。Sleep improvement as described herein, including one or more sensors that detect / sense when a subject is experiencing a diving reflex, similar to the applicator shown in FIGS. 5 and 6 using circulating coolant It is the schematic of the example of an apparatus. 被験者がいつ潜水反射を体験しているかを検出/検知する1又は2以上のセンサを含む本明細書で説明する睡眠改善装置例の概略図である。図20Bでは、前頭部アプリケータが、(単複の)温度フィードバックセンサと、潜水反射を検出するために使用できる、患者の生理的パラメータを検出するセンサとを含むセンサ及びコントローラ(プロセッサ)と共に(熱伝達面と熱連通する)アプリケータに組み込まれた複数の熱電冷却器を含む。1 is a schematic diagram of an example sleep improvement device described herein including one or more sensors that detect / sense when a subject is experiencing diving reflexes. FIG. In FIG. 20B, the forehead applicator (along with a sensor and controller (processor) including temperature sensor (s) and a sensor for detecting a physiological parameter of the patient that can be used to detect diving reflexes). A plurality of thermoelectric coolers incorporated in the applicator (in thermal communication with the heat transfer surface). 本明細書で説明する、図20Bに概略図に示す装置と同様の睡眠改善装置の実施形態を示す図である。FIG. 20B is a diagram illustrating an embodiment of a sleep improving apparatus similar to the apparatus illustrated in FIG. 被験者に装着された図21Aの装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus of FIG. 21A with which the test subject was mounted | worn.

本明細書では、睡眠調節のために患者の前頭部領域の温度を特異的に制御する(機器及びシステムを含む)装置について説明する。例えば、本明細書では、患者の前頭部に冷却温度を提供するように構成された装置及び方法について説明する。この温度は、睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばすために所定の期間とすることができる一定期間にわたって患者に潜水反射をもたらすほど十分な低温(例えば、いくつかの形態では約10℃〜15℃)又はその他の冷却温度(例えば、約0℃〜30℃、約0℃〜と25℃、約0℃〜24℃、約0℃〜23℃、約0℃〜22℃、約0℃〜21℃、約0℃〜20℃、約0℃〜19℃、約0℃〜18℃、約0℃〜17℃など)とすることができる。いくつかの形態では、被験者を、不眠症を患った被験者とすることができる。   Described herein are devices (including devices and systems) that specifically control the temperature of the patient's frontal region for sleep regulation. For example, the present description describes an apparatus and method configured to provide cooling temperature to the patient's forehead. This temperature is low enough to provide a dive reflex to the patient over a period of time that can be a predetermined period to shorten sleep latency, increase sleep depth, and / or extend subject sleep time. (Eg, about 10 ° C to 15 ° C in some forms) or other cooling temperatures (eg, about 0 ° C to 30 ° C, about 0 ° C to 25 ° C, about 0 ° C to 24 ° C, about 0 ° C to 23 ° C). , About 0 ° C to 22 ° C, about 0 ° C to 21 ° C, about 0 ° C to 20 ° C, about 0 ° C to 19 ° C, about 0 ° C to 18 ° C, about 0 ° C to 17 ° C, and the like. . In some forms, the subject can be a subject suffering from insomnia.

周囲温度に比べて前頭部温度を高めることによって睡眠を改善する装置
一般に、本明細書で説明する、前頭部温度を(周囲温度に比べて)高めることによって睡眠を改善する装置は、いずれも被験者の前頭部に適合して睡眠前及び/又は睡眠中に装着できるアプリケータ(例えば、パッドなど)を含むことができる。図2Aに、アプリケータの1つの形態を示す。この例では、アプリケータが、(見えない)前頭部に接して装着される皮膚接触面と、装置が被験者にフィットするように調整できる1対のサイドストラップ201、201’(固定具)とを含む。アプリケータは、アプリケータの皮膚接触面の温度を制御する温度調節器に接続し、又はこのような温度調節器を含む。温度調節器は、適用温度の継続時間を調節するタイミングコントロールを含むこともできる。アプリケータは、含まれる固定具(例えば、ストラップ、接着剤、キャップなど)によって適所に固定することができる。温度調節器によって制御されるパラメータを設定する1又は複数のコントロールを含めることもでき、一般にユーザ又は寝室を共にする人物(bedmate)は、このコントロールを通じて本明細書で説明するような動作パラメータ又は動作モードを選択することができる。いくつかの形態では、システムが、使い捨て要素及び/又は再利用可能要素を含むことができる。例えば、アプリケータの皮膚接触面は、アプリケータ(再利用可能要素)の残り部分に取り付けることができる使い捨て式とすることができる。
Devices that improve sleep by increasing forehead temperature relative to ambient temperature Generally, any device described herein that improves sleep by increasing frontal temperature (relative to ambient temperature) Can also include an applicator (eg, a pad, etc.) that fits the subject's forehead and can be worn before and / or during sleep. FIG. 2A shows one form of applicator. In this example, the applicator has a skin contact surface worn against the (invisible) forehead and a pair of side straps 201, 201 '(fixing fixtures) that can be adjusted to fit the device to the subject. including. The applicator is connected to or includes a temperature regulator that controls the temperature of the skin contacting surface of the applicator. The temperature regulator can also include a timing control that adjusts the duration of the applied temperature. The applicator can be secured in place by included fasteners (eg, straps, adhesives, caps, etc.). One or more controls that set parameters controlled by the temperature regulator may also be included, and generally the user or bedmate will be able to operate parameters or actions as described herein through this control. A mode can be selected. In some forms, the system can include disposable elements and / or reusable elements. For example, the skin contacting surface of the applicator can be disposable that can be attached to the rest of the applicator (reusable element).

例えば、いくつかの形態では、周囲温度に比べて前頭部を温めることによって睡眠を改善する装置が、様々な温度の流体を循環させる、前頭皮質上の頭皮領域にフィットする独自のサイズのヘッドピースと、ヘッドピースに流体を循環させるための電力及び加温を供給するプログラム可能な加温室/ポンプとを含むことができる。   For example, in some forms, a device that improves sleep by warming the forehead relative to the ambient temperature allows a uniquely sized head to fit a scalp area on the frontal cortex that circulates fluid at various temperatures A piece and a programmable warmer / pump that provides power and warming to circulate fluid through the headpiece.

周囲温度に比べて前頭部温度を高めることによって睡眠を改善する装置の一例では、装置が、温度調節器ユニットと、(前頭部パッドと呼ばれることもある)高温アプリケータ/ホースアセンブリと、高温アプリケータを前頭皮質に接触させて適所に維持するヘッドギアとを含む。上述したように、本明細書で説明する装置は、就寝中の被検者が装着することができ、従って快適であるとともに安全かつ効果的であるように適合させることができる。流体を含む(循環液を含む)形態では、装置を、流体の損失/漏出を防ぐように構成することができる。周囲温度に比べて前頭部の温度を高めることによって睡眠を改善する装置は、例えばアプリケータの皮膚接触面を直接加熱する(抵抗加熱を含む)ことによって循環液を伴わずに使用することもできる。周囲温度に比べて前頭部の温度を低下させる(又は高める)ことによって睡眠を改善する装置は、例えばアプリケータの皮膚接触面を直接冷却する(電熱冷却器、ファンなどの対流冷却器などを含む)ことによって循環液を伴わずに使用することもできる。   In one example of a device that improves sleep by increasing forehead temperature relative to ambient temperature, the device comprises a temperature regulator unit, a high temperature applicator / hose assembly (sometimes referred to as a forehead pad), And a headgear that keeps the high temperature applicator in contact with the frontal cortex. As described above, the devices described herein can be worn by a sleeping subject and thus can be adapted to be comfortable and safe and effective. In configurations that include fluid (including circulating fluids), the device can be configured to prevent fluid loss / leakage. Devices that improve sleep by raising the forehead temperature relative to ambient temperature can also be used without circulating fluids, for example, by directly heating the skin contact surface of the applicator (including resistance heating). it can. Devices that improve sleep by lowering (or increasing) the temperature of the forehead relative to ambient temperature directly cool the skin contact surface of the applicator, for example (electric heat coolers, convection coolers such as fans, etc.) It can also be used without circulating fluid.

例えば、温度調節器ユニットは、熱電モジュール(TEC)を利用してアプリケータを直接加熱(又は冷却)することも、又は高温アプリケータの移送線を通じて圧送される伝熱流体(TTF)を加熱することもできる。温度調節器ユニットの一部として、抵抗発熱コイル、化学的加熱(例えば、発熱反応)、高比熱容量材料又は相変化材料などの他の加熱器を使用することもでき、(化学冷却器を含む)他の冷却器を使用することもできる。   For example, the temperature controller unit utilizes a thermoelectric module (TEC) to directly heat (or cool) the applicator or heat the heat transfer fluid (TTF) pumped through the hot applicator transfer line. You can also. Other heaters such as resistance heating coils, chemical heating (eg exothermic reactions), high specific heat capacity materials or phase change materials can also be used as part of the temperature controller unit (including chemical coolers) ) Other coolers can be used.

1つの形態では、装置が、アプリケータを加熱するTTF(流体)と共に動作するように構成される。このような温度調節器ユニットの主要構成要素は、1又は2以上の熱交換器と、ヒートシンクと、TECと、ポンプと、ファンと、電子制御回路と、ソフトウェアと、ユーザインターフェイスと、TTF容器と、ユニットエンクロージャと、流入電力のための接続部と、高温アプリケータのTTF接続部とを含むことができる。図2Bに、断熱材5によって覆われた管体4を含むTTFベースユニットと共に使用するアプリケータの形態を示しており、管体4は、皮膚接触面201を有するヘッドギア(止め具2033の一例)も含むアプリケータの熱伝達領域2を接続する。いくつかの形態では、止め具を、被検者の頭部、帽子、フード、ストラップ又はヘッドバンドなどにアプリケータを保持するように構成された接着剤とすることができる。   In one form, the device is configured to operate with a TTF (fluid) that heats the applicator. The main components of such a temperature controller unit are one or more heat exchangers, a heat sink, a TEC, a pump, a fan, an electronic control circuit, software, a user interface, and a TTF container. A unit enclosure, a connection for incoming power, and a TTF connection for the high temperature applicator. FIG. 2B shows a form of an applicator used with a TTF base unit including a tube 4 covered with a heat insulating material 5, and the tube 4 has a headgear (an example of a stopper 2033) having a skin contact surface 201. Connect the heat transfer area 2 of the applicator which also contains. In some forms, the stop can be an adhesive configured to hold the applicator to a subject's head, hat, hood, strap, or headband.

いくつかの形態では、これらの構成要素を、TECの片側に(単複の)ヒートシンクが熱的に接触して配置され、TECのヒートシンクとは反対側に熱交換器が熱的に接触して配置されるようにして組み立てることができる。熱交換器は、この目的のためのあらゆる既知の材料及び設計で構成することができる。組み立て部分は、熱交換器に対する寄生性の熱負荷を抑えるように断熱することができる。温度調節器ユニットは、TTFの温度を所望のレベルに制御するように加温(又は冷却)モードで動作させることができる。温度調節器は、ポンプを利用して熱交換器及び高温アプリケータにTTFを循環させる。ポンプは、あらゆる適切なタイプのもの、すなわち、遠心ポンプ、ピストンポンプ、ギアポンプ、ダイアフラムポンプなどとすることができる。TTF容器は、いずれかの理由で失われたTTFを補充するために、さらなるTTFを供給するように組み込まれる。この容器は、温度調節器ユニット内の一体型充填可能要素とすることも、或いは交換式カートリッジとして構成することもできる。容器の配管接続は、容器内のTTFの容量が熱交換器及び高温アプリケータのTTF循環回路内に連続して存在しないように設計することができる。この設計は、サイドストリーム容器と呼ばれる。図1A〜図1Jに、本明細書で説明するTTFと共に使用する温度調節器装置の1つの形態を示す。   In some configurations, these components are placed in thermal contact with the heat sink (s) on one side of the TEC and in thermal contact with the heat exchanger on the opposite side of the TEC heat sink. Can be assembled as The heat exchanger can be constructed of any known material and design for this purpose. The assembly can be insulated to reduce parasitic heat loads on the heat exchanger. The temperature controller unit can be operated in a warming (or cooling) mode to control the temperature of the TTF to a desired level. The temperature regulator uses a pump to circulate the TTF to the heat exchanger and high temperature applicator. The pump can be of any suitable type, i.e. a centrifugal pump, a piston pump, a gear pump, a diaphragm pump and the like. The TTF container is incorporated to supply additional TTF to replenish TTF lost for any reason. The container can be an integral fillable element within the temperature controller unit or can be configured as a replaceable cartridge. The vessel plumbing can be designed so that the capacity of the TTF in the vessel is not continuously present in the TTF circulation circuit of the heat exchanger and high temperature applicator. This design is called a sidestream container. 1A-1J illustrate one form of a temperature regulator device for use with the TTF described herein.

このサイドストリーム構成は、容器内に保持されたTTFを加熱/冷却する必要性を排除することにより、循環するTTFを温度調節器が所望の温度に素早く加熱/冷却することを効果的に可能にする。(後述する図4A〜図4Hに例を示す)容器又は交換式カートリッジは、ユーザの利便性にとって望ましい容量を供給するのに必要なサイズとすることができる。交換式カートリッジは、ユーザがTTFを漏出させることなく温度調節器にカートリッジを係合又は取り外しできるようにするバルブシステムを含むように構成することができる。カートリッジは、カートリッジからTTLが排出される際に吸気を可能にする一方向性通気孔を含むように構成することができる。この構成は、カートリッジからTTLが排出されて、環回路内に背圧が生成された場合に再びカートリッジ内に侵入しないようにすることができる。カートリッジ内でこの種の一方向性通気孔を利用する場合には、回路内に閉じ込められた空気を排出するための別個の換気口を循環回路内に配管することができる。別のカートリッジ構成は、温度調節器内への2つの接続点を利用する。1つの接続部は、循環回路内に閉じ込められた空気をカートリッジ内に放出して、TTFを第2の接続点から循環回路内に流出できるようにする。接続バルブは、あらゆる数の既知の構成で設計することができる。1つのこのような実装は、各嵌め合い接続要素にチェックバルブを利用する。これにより、取り外したカートリッジ、又は温度調節器内の嵌め合い接続点からTTFを漏出させることなくカートリッジの係合又は取り外しを行う手段をもたらすことができる。別の形態では、カートリッジが、中空針で穿刺することができるゴムタイプの材料で密封される。穿刺すると、TTFが循環回路との間に流体接続を形成する。カートリッジを取り外すと針が引き抜かれ、ゴムタイプの材料が再び穿刺孔を密封してカートリッジからTTFが漏れるのを防ぐ。この針は、カートリッジを取り外した時に針の入り口上に滑り込むバネ付勢された滑動式のゴムタイプ材料シールと共に設計される。別の形態は、公知のボールタイプ又はOリングシールタイプのチェックバルブを利用する。カートリッジのサイズ及び形状は、必要な容量、望ましい表面的工業設計、及びエンクロージャ内の利用可能な空間によって決定される。カートリッジは、温度調節器内に係合すると、いずれかのラッチ機構によって適所に保持される。別の実施形態では、カートリッジの換気口が双方向であり、ゴアテックスなどの材料で構成することができる。このような材料は、空気を通す一方でTTFの通過を防ぐ。   This sidestream configuration effectively allows the temperature controller to quickly heat / cool the circulating TTF to the desired temperature by eliminating the need to heat / cool the TTF held in the vessel. To do. Containers or replaceable cartridges (examples shown in FIGS. 4A-4H, described below) can be sized to supply the desired volume for user convenience. The replaceable cartridge can be configured to include a valve system that allows a user to engage or remove the cartridge from the temperature regulator without leaking the TTF. The cartridge can be configured to include a unidirectional vent that allows air intake as TTL is expelled from the cartridge. This configuration can prevent re-entry into the cartridge when TTL is drained from the cartridge and back pressure is generated in the ring circuit. When utilizing this type of unidirectional vent in the cartridge, a separate vent for exhausting air trapped in the circuit can be piped into the circulation circuit. Another cartridge configuration utilizes two connection points into the temperature controller. One connection releases air trapped in the circulation circuit into the cartridge so that the TTF can flow out of the second connection point into the circulation circuit. The connection valve can be designed with any number of known configurations. One such implementation utilizes a check valve for each mating connection element. This can provide a means for engaging or disengaging the cartridge without removing the TTF from the removed cartridge or the mating connection point in the temperature regulator. In another form, the cartridge is sealed with a rubber-type material that can be punctured with a hollow needle. When punctured, the TTF creates a fluid connection with the circulation circuit. When the cartridge is removed, the needle is withdrawn and the rubber type material again seals the puncture hole to prevent TTF from leaking out of the cartridge. The needle is designed with a spring-loaded sliding rubber type material seal that slides onto the needle entrance when the cartridge is removed. Another form utilizes known ball type or O-ring seal type check valves. The size and shape of the cartridge is determined by the capacity required, the desired superficial industrial design, and the available space within the enclosure. As the cartridge engages within the temperature regulator, it is held in place by either latching mechanism. In another embodiment, the vent of the cartridge is bi-directional and can be constructed of a material such as Gore-Tex. Such materials prevent the passage of TTF while allowing air to pass.

いくつかの形態では、カートリッジが、カートリッジ内の流体を保持するライナを含むことができ、このライナは、流体の除去時には折り畳まれ、カートリッジへの流体の追加時には広がることができる。折り畳み式ライナ(バッグ又はホルダ)を含む形態では、カートリッジが流体内への通気孔を不要とし又は含まないこともでき、ライナによって保持された流体容器を環境から隔離して漏れの可能性を低減することができる。   In some forms, the cartridge can include a liner that retains the fluid within the cartridge, and the liner can be folded upon removal of the fluid and expanded upon addition of fluid to the cartridge. In configurations that include a foldable liner (bag or holder), the cartridge may or may not require a vent into the fluid, isolating the fluid container held by the liner from the environment and reducing the possibility of leakage. can do.

カートリッジ及び係合バルブは、ユーザがカートリッジを補充する可能性を回避又は最小化するように設計される。この設計は、ユーザが冷却ユニットのために特異的に考案されたTTFのみを利用することを保証する。   The cartridge and engagement valve are designed to avoid or minimize the possibility of a user refilling the cartridge. This design ensures that the user utilizes only TTF specifically designed for the cooling unit.

TTFは、限定するわけではないが、蒸留水、抗菌薬、凝固点を低下させる成分及び湿潤剤から成ることができる。他のTTF成分を使用することもできる。全てのTTFは、IEC60601の生体適合性要件及びFDA要件に準拠することができる。   The TTF can comprise, but is not limited to, distilled water, antibacterial agents, ingredients that lower the freezing point, and wetting agents. Other TTF components can also be used. All TTFs can comply with IEC 60601 biocompatibility requirements and FDA requirements.

図4A〜図4Hに、図1A〜図1Jに示す装置などの睡眠改善装置と共に使用できる、又はこのような装置の一部として含めることができるカートリッジ(容器)400を示す。図4Aは、TTF(例えば、水など)で満たすことができるカートリッジの斜視図である。一般に、このカートリッジは、密封(完全に閉じられた)構成で予荷重を掛けて輸送することができる。装置に挿入すると、カートリッジの上部は、カートリッジからTTFが漏出するのを防ぎながらカートリッジ内に空気を取り込むように開くことができるノブ又はハンドル403を含み、カートリッジの底部は、装置に開口することができるコネクタ及び/又はバルブ405を含むことができる。図4Bは、(回転ハンドル407、疎水性フィルタ又はダイアフラム409及び吸気口(air port)411を有する)ノブ領域と、(付勢部(bias)413、変位部材又はピン415、外側ハウジング417及び1又は2以上のOリングを含む)バルブとを含む、図4Aのカートリッジの分解図である。図4Cは、睡眠改善装置と連動するカートリッジのバルブ部分を示すカートリッジの断面図である。図4Dは、付勢部(ばね413)が変位してカートリッジから装置に流体が流入するようになるまで、外側ハウジング417を貫いて形成されたチャネル内の遮断位置に保持されるピン415を外側ハウジングがどのように取り囲むかを示す、図4Cのバルブ部分の拡大図である。図4Eには、図1Dにも示す装置に挿入されたカートリッジを示す。図4Fは、TTFの漏出を防ぎながら空気の出入りを可能にするように閉じて密封することができる、或いはノブ407を回転させることによって、空気透過性流体バリア(例えば、疎水性膜409)を通じてカートリッジの外側からの空気の通過を可能にする(ただし流体は通過させない)ように開くことができる、通気孔ハウジング411上の複数の通気孔形成要素を含むノブ407の拡大分解図である。ノブは、例えば輸送時には閉位置にロックすることができ、或いは装置への挿入時には開くことができる。開位置では、ノブ上の延長「ウィング」408、408’が装置に係合してカートリッジを装置内にしっかりと保持する一方でカートリッジ底部のバルブを開くように力を付与することができ、この位置では通気孔が開いてカートリッジ内に空気を取り込むことができる。カートリッジは、ほぼ満たした状態で(例えば、熱膨張を許容するように90%を満たし、10%を空にして)輸送することができる。図4Gは、カートリッジの組み立てたノブの断面図である。図4Hは、空気を通して流体を遮断する(円形の薄膜として示す)疎水性カバー内に開口する通気領域を示す、図4Gの組み立てたカートリッジの部分的破断図である。   4A-4H illustrate a cartridge 400 that can be used with or included as part of a sleep improvement device, such as the device shown in FIGS. 1A-1J. FIG. 4A is a perspective view of a cartridge that can be filled with TTF (eg, water, etc.). In general, the cartridge can be transported with a preload in a sealed (fully closed) configuration. When inserted into the device, the top of the cartridge includes a knob or handle 403 that can be opened to draw air into the cartridge while preventing TTF from leaking out of the cartridge, and the bottom of the cartridge can open into the device. Connector and / or valve 405 can be included. FIG. 4B shows a knob area (with a rotating handle 407, a hydrophobic filter or diaphragm 409 and an air port 411), a bias 413, a displacement member or pin 415, an outer housing 417 and 1 FIG. 4B is an exploded view of the cartridge of FIG. 4A including a valve (or two or more O-rings). FIG. 4C is a cross-sectional view of the cartridge showing the valve portion of the cartridge that works with the sleep improving device. FIG. 4D shows the pin 415 held in the blocking position in the channel formed through the outer housing 417 until the biasing portion (spring 413) is displaced to allow fluid to flow from the cartridge into the device. FIG. 4D is an enlarged view of the valve portion of FIG. 4C showing how the housing surrounds. FIG. 4E shows the cartridge inserted into the apparatus also shown in FIG. 1D. FIG. 4F can be closed and sealed to allow air in and out while preventing TTF leakage, or by rotating knob 407 through an air permeable fluid barrier (eg, hydrophobic membrane 409). 4 is an enlarged exploded view of a knob 407 including a plurality of vent forming elements on a vent housing 411 that can be opened to allow air to pass from outside the cartridge (but not fluid). FIG. The knob can be locked in a closed position, for example during transport, or can be opened when inserted into the device. In the open position, the extension “wings” 408, 408 ′ on the knob can engage the device to hold the cartridge securely in the device while applying force to open the valve at the bottom of the cartridge. In the position, the air vent is opened and air can be taken into the cartridge. The cartridge can be transported almost full (eg, 90% filled to allow thermal expansion, 10% empty). FIG. 4G is a cross-sectional view of the assembled knob of the cartridge. FIG. 4H is a partial cutaway view of the assembled cartridge of FIG. 4G showing a vent region that opens into a hydrophobic cover (shown as a circular membrane) that blocks fluid through air.

制御回路は、温度調節器ユニットの冷却又は加熱を制御するソフトウェアを利用することも又はしないこともできる。制御回路は、循環回路内又はその近傍に配置された1又は2以上のサーミスタを利用してTTFの温度を測定し、必要に応じてTECへの電力を調整して循環回路内のTTFを所望の温度に維持することができる。また、制御回路は、ヒートシンク上に配置された1又は2以上の熱制御スイッチを利用するとともに、場合によっては一方又は両方の構成要素の温度が所望の閾値から外れている場合に熱交換器を安全スイッチとして利用することもできる。制御回路は、パルス幅変調(PWM)を利用してTEC、ポンプ及びファンに電力を供給することができる。ソフトウェアを利用して、システムの全側面を制御する制御アルゴリズムを提供することもできる。このソフトウェアは、TECに供給される電力を、TTFのあらゆる所望の冷却曲線を生成するように制御することができる。1つの形態では、電力の発生と共にTTFがさらに急速に冷却され、実際のTTF温度と目標TTF温度との差分が小さくなるにつれて温度変化率が低下するようにTECに電力を付与することができる。他の温度曲線を検討することもできる。また、TTF温度は、ユーザの生理学的測定値又は時間によって制御することができる。制御回路は、冷却ユニットにユーザインターフェイスを提供することもできる。考えられる形態は、限定するわけではないが、オン/オフスイッチ、加熱/冷却モードセレクタスイッチ、TTFの目標温度又は実際の温度の温度ディスプレイを含むこともできる。制御回路は、ディスプレイの照明を制御することもできる。いくつかの形態では、制御回路が、容器又はカートリッジ内のTTFレベルをモニタしてユーザに表示することができる。制御回路は、TTFレベルが低いこと又は空であることを検出した場合にユニットを停止させることもできる。   The control circuit may or may not utilize software that controls the cooling or heating of the temperature regulator unit. The control circuit measures the temperature of the TTF by using one or more thermistors arranged in or near the circulation circuit, and adjusts the power to the TEC as necessary to obtain the TTF in the circulation circuit. Temperature can be maintained. The control circuit also utilizes one or more thermal control switches located on the heat sink and, in some cases, activates the heat exchanger when the temperature of one or both components is outside a desired threshold. It can also be used as a safety switch. The control circuit can supply power to the TEC, pump and fan using pulse width modulation (PWM). Software can also be used to provide control algorithms that control all aspects of the system. This software can control the power supplied to the TEC to generate any desired cooling curve of the TTF. In one form, the TTF is cooled more rapidly with the generation of power, and power can be applied to the TEC such that the rate of temperature change decreases as the difference between the actual TTF temperature and the target TTF temperature decreases. Other temperature curves can also be considered. Also, the TTF temperature can be controlled by the user's physiological measurements or time. The control circuit can also provide a user interface to the cooling unit. Possible forms may include, but are not limited to, an on / off switch, a heating / cooling mode selector switch, a TTF target temperature or actual temperature display. The control circuit can also control the illumination of the display. In some forms, the control circuit can monitor and display the TTF level in the container or cartridge to the user. The control circuit can also stop the unit when it detects that the TTF level is low or empty.

図5に、上述した装置と同様の装置の概略図例を示す。この例では、装置が、カートリッジ(例えば、冷却経路内の流体の容量に基づいて必要時に少容量冷却流体通路を満たすために使用できる容器)から補充を受ける少容量冷却流体通路を含む。この冷却経路は、1又は2以上のTECによって冷却される冷却プレートを通過する。TECは、ヒートシンク、及び/又は1又は複数のファンによって冷却される。容器(右側)は、手動又は自動で補充される容器とすることができる。例えば、この容器は、図4A〜図4Hで説明したようなカートリッジとすることもできる。その後、この流体通路は、患者が装着するアプリケータ2003(図6を参照)に(ポンプを介して)至ることができる。システムは、ユーザインターフェイス及び/又はディスプレイを含む、コントローラ2001(例えば、プロセッサを含むことができるPCA)内の電子機器によって制御することができる。装置は、電池又は壁面コンセントによって給電を受けることができる。   FIG. 5 shows a schematic diagram of an apparatus similar to the apparatus described above. In this example, the apparatus includes a low volume cooling fluid passage that receives replenishment from a cartridge (eg, a container that can be used to fill the low volume cooling fluid passage when needed based on the volume of fluid in the cooling passage). This cooling path passes through a cooling plate that is cooled by one or more TECs. The TEC is cooled by a heat sink and / or one or more fans. The container (right side) can be a container that is manually or automatically refilled. For example, the container can be a cartridge as described in FIGS. 4A-4H. This fluid passage can then lead (via a pump) to an applicator 2003 (see FIG. 6) worn by the patient. The system can be controlled by electronics in a controller 2001 (eg, a PCA that can include a processor) that includes a user interface and / or display. The device can be powered by a battery or wall outlet.

エンクロージャは、システムの全ての内部要素を搭載する手段を提供し、ファン空気の吸気口及び排気口を提供する。ファンの吸気口及び排気口は、損傷をもたらす可能性がある構成要素にユーザが接触するのを防ぐように設計されたエンクロージャ内のグリッドシステムを通じて方向を定めることができる。さらに、グリッドは、望ましいと分かった方向にユーザが空気流を向けられるように設計することもできる。エンクロージャは、便利に配置されたユーザインターフェイス、容器の補充又はカートリッジの交換、残りのTTFレベルを判断するための視覚的手段、流入電力のための接続点、循環回路の高温アプリケータ/ホースアセンブリの入口及び出口のための接続点、並びに他のいずれかの所望の接続点を可能にする。   The enclosure provides a means to mount all the internal elements of the system and provides fan air inlets and outlets. Fan inlets and outlets can be oriented through a grid system in the enclosure designed to prevent user contact with potentially damaging components. In addition, the grid can be designed to allow the user to direct the air flow in the direction found to be desirable. The enclosure has a conveniently located user interface, container refill or cartridge replacement, visual means for determining the remaining TTF level, connection points for incoming power, high temperature applicator / hose assembly of the circulation circuit Allows connection points for inlets and outlets, as well as any other desired connection points.

高温アプリケータ/ホースアセンブリの入口/出口コネクタ、及び温度調節器エンクロージャコネクタは、レギュレータアセンブリに対する高温アプリケータ/ホースアセンブリの接続及び取り外しをいずれの構成要素からもTTFを漏出させることなく可能にするチェックバルブを利用する。アセンブリのホース部分は、ホースアセンブリ上の凝結を回避し、又は所望の周囲温度及び湿度状態にまで最小化するほど十分に断熱される。システムの高温アプリケータ要素は、少なくとも2層の柔軟なゴム状材料間にシールを形成するように設計することができる。このシールは、超音波溶接、RF溶接、接着又は化学溶接などのあらゆる既知の技術によって形成することができる。柔軟な材料層は、柔軟性、準拠性、浸透性、ユーザにとっての快適性などの所望の材料特性を示す、ウレタン又はビニールシートなどの様々な既知の材料から選択される。この材料は、生体適合性であることが望ましい。層間に形成されるシールは、アプリケータがユーザの皮膚に接触している間にTTFが循環する流路又は流通路を形成する。高温アプリケータは、このように使用される時には熱交換器として機能する。温度調節器によって温度制御されたTTFは、アセンブリのホース部分を通じて、ユーザの皮膚に接触している高温アプリケータに圧送される。TTFの選択温度及びユーザの皮膚温に応じて、ユーザとの間で熱エネルギーが伝達される。アプリケータの層間にシールを形成することによって形成されるチャネルの設計及び全長は、伝達されるエネルギーの量に影響を与える。アプリケータ内のチャネル及び循環経路の設計は、アプリケータ内の温度変化にも影響を与える。チャネルは、アプリケータ全体にわたって均一な温度分布を維持するように設計されることが望ましい。高温アプリケータへのホースの入口及び出口接続部は、恒久的なものとすることも、又は取り外しできるタイプの接続部を利用することもできる。アプリケータ内のチャネルの設計は、チャネル内に所望の圧力、温度又は流れを生じるように様々なサイズ又は断面積を有することができる。また、流路内の小さな溶接スポット又は溶接点を用いて、圧力下におけるチャネルの膨張を制御することもできる。アプリケータの外周は、前頭皮質/前頭前皮質に近接するユーザの所望の頭蓋骨部分に合わせてアプリケータの輪郭が形成されるように設計される。一般に、この領域は、左右のこめかみ領域、並びに眉毛と頭部の中心との間に定められる領域を含む領域として定義される。アプリケータの外周は、アプリケータがユーザの頭部の所望の接触範囲内により良く適合できるようにする様々な切れ目、切り込み又はその他の形状定義を含むこともできる。図2Bに示すアプリケータの1つの形態は、説明した設計の態様を示す。   Check the hot applicator / hose assembly inlet / outlet connector and temperature regulator enclosure connector to allow the hot applicator / hose assembly to be connected to and disconnected from the regulator assembly without leaking TTF from any component. Use a valve. The hose portion of the assembly is sufficiently insulated to avoid condensation on the hose assembly or to minimize it to the desired ambient temperature and humidity conditions. The high temperature applicator element of the system can be designed to form a seal between at least two layers of flexible rubber-like material. This seal can be formed by any known technique such as ultrasonic welding, RF welding, adhesion or chemical welding. The flexible material layer is selected from a variety of known materials such as urethane or vinyl sheets that exhibit desired material properties such as flexibility, compliance, permeability, comfort for the user. This material is desirably biocompatible. The seal formed between the layers forms a flow path or flow path through which the TTF circulates while the applicator is in contact with the user's skin. The high temperature applicator functions as a heat exchanger when used in this way. The TTF temperature controlled by the temperature regulator is pumped through the hose portion of the assembly to a hot applicator that is in contact with the user's skin. Thermal energy is transferred to and from the user in accordance with the selected TTF temperature and the user's skin temperature. The design and overall length of the channel formed by forming a seal between the applicator layers affects the amount of energy transferred. The design of the channel and circulation path in the applicator also affects the temperature changes in the applicator. The channel is preferably designed to maintain a uniform temperature distribution throughout the applicator. The hose inlet and outlet connections to the high temperature applicator can be permanent or utilize a removable type of connection. The design of the channel within the applicator can have various sizes or cross-sectional areas to produce the desired pressure, temperature or flow within the channel. The expansion of the channel under pressure can also be controlled using small weld spots or weld points in the flow path. The applicator circumference is designed to contour the applicator to the user's desired skull portion proximate to the frontal / prefrontal cortex. In general, this region is defined as a region including left and right temple regions and a region defined between the eyebrows and the center of the head. The applicator perimeter can also include various cuts, cuts or other shape definitions that allow the applicator to better fit within the desired contact area of the user's head. One form of applicator shown in FIG. 2B illustrates the described design aspect.

図3に示すように、高温アプリケータは、ヘッドギアシステムを用いて被験者の頭部に接触させて保持することができる。ヘッドギア要素の1つの形態では、一連の調整可能なストラップを用いてユーザに対するアプリケータの接触圧を選択的に調整する。他の形態のヘッドギアは、調整機能を使用せずに弾性タイプの材料で構成することもできる。材料の弾性は、高温アプリケータに接触圧を与える。他の形態は、両特徴、すなわち調整可能なストラップと弾性材料とを利用する。いくつかの形態では、高温アプリケータを恒久的にヘッドギアと一体化することができ、他の形態では、高温アプリケータをヘッドギアから取り外し可能とすることができる。   As shown in FIG. 3, the high temperature applicator can be held in contact with the subject's head using a headgear system. In one form of headgear element, a series of adjustable straps are used to selectively adjust the contact pressure of the applicator to the user. Other forms of headgear can also be made of an elastic type material without using the adjustment function. The elasticity of the material provides contact pressure to the high temperature applicator. Other configurations utilize both features, an adjustable strap and an elastic material. In some forms, the high temperature applicator can be permanently integrated with the headgear, and in other forms, the high temperature applicator can be removable from the headgear.

上述したように、装置のアプリケータ部分は、一般に被験者の前頭部に接するように構成された皮膚接触領域を含む。皮膚接触領域は、一般に熱伝達領域を含む。温度は、被験者の前頭部領域であることが好ましい熱伝達領域上でのみ能動的に調節される。アプリケータは、被験者の他の頭部領域又は顔面領域が熱伝達領域に接触しないように構成することができ、従って温度調節は前頭部のみに適用されて、眼窩、頬、首、後頭部、髪の生え際などの他の領域には適用されないようにすることができる。従って、いくつかの形態では、アプリケータが前頭部のみでなく他の領域に対する接触又は被覆を行うこともできるが、熱伝達領域は、前頭部のみに接触して眼(眼窩周囲及び眼窩部)又は頬の領域には接触しないようにすることができる。   As noted above, the applicator portion of the device generally includes a skin contact area configured to contact the subject's forehead. The skin contact area generally includes a heat transfer area. The temperature is actively adjusted only on the heat transfer region, which is preferably in the subject's frontal region. The applicator can be configured so that no other head area or facial area of the subject is in contact with the heat transfer area, so that temperature control is applied only to the frontal area, the orbit, cheek, neck, occipital area, It can be prevented from being applied to other areas such as the hairline. Thus, in some forms, the applicator can contact or cover not only the forehead but also other areas, but the heat transfer area only touches the forehead and contacts the eyes (periorbital and orbital Part) or the cheek area.

一般に、アプリケータは、装着者の快適性を高めるように構成することができる。例えば、アプリケータは、睡眠中に快適に装着できるように、比較的薄い厚み(例えば、5cm未満、2cm未満、1cm未満など)を有することができる。アプリケータは、様々な患者の頭部周囲に適合するように調整することができる。   In general, the applicator can be configured to increase wearer comfort. For example, the applicator can have a relatively thin thickness (eg, less than 5 cm, less than 2 cm, less than 1 cm, etc.) so that it can be comfortably worn during sleep. The applicator can be adjusted to fit around the heads of various patients.

一般に、本明細書で説明する装置は、いずれも被験者の周囲温度よりも高い温度を付与するように構成することができる。いくつかの形態では、このことが、アプリケータの患者接触(皮膚接触)面を0℃〜25℃の温度(例えば、0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、又はこれらの間のいずれかの中間温度)に制御することを意味する。この温度は、範囲内(例えば、約10℃〜15℃など)で一定に保持することも、或いは変化する(又は変化を可能にする)こともできる。   In general, any of the devices described herein can be configured to provide a temperature that is higher than the ambient temperature of the subject. In some forms, this causes the patient contact (skin contact) surface of the applicator to be at a temperature between 0 ° C. and 25 ° C. (eg, 0 ° C., 1 ° C., 2 ° C., 3 ° C., 4 ° C., 5 ° C., 6 C, 7C, 8C, 9C, 10C, 11C, 12C, 13C, 14C, 15C, 16C, 17C, 18C, 19C, 20C, 21C, 22C, 23 ° C., 24 ° C., 25 ° C., or any intermediate temperature therebetween. This temperature can be held constant within a range (eg, about 10 ° C. to 15 ° C., etc.) or can be varied (or can be varied).

いくつかの形態では、付与する温度を相対的周囲温度に基づいて決定することができる。例えば、付与する温度は、周囲温度よりも所定の量(ΔTemp)だけ低く(例えば、周囲よりも0.5℃低く、周囲よりも1℃低く、周囲よりも1.5℃低く、周囲よりも2℃低く、など)設定することができる。   In some forms, the applied temperature can be determined based on the relative ambient temperature. For example, the temperature to be applied is lower than the ambient temperature by a predetermined amount (ΔTemp) (for example, 0.5 ° C. lower than the ambient temperature, 1 ° C. lower than the ambient temperature, 1.5 ° C. lower than the ambient temperature, and lower than the ambient temperature). 2 ° C. lower, etc.).

装置の動作方法及び実験結果
図3に、被験者の頭部にアプリケータを適用する1つの方法を示す。アプリケータは、被験者が自身の頭部に容易に適用することができる。アプリケータは、一般に就寝の直前又は少し前に適用することができる。図3(1)には、アプリケータの一例を示す。(患者と呼ぶこともできる)被験者は、図3(2)〜図3(5)に示すように自身の前頭部に装置を適用して、図3(6)〜図3(9)に示すように、装置が快適かつ安全なように装置のストラップ(例えば、留め具)を調整することができる。この例では、アプリケータがTTFを含み、従ってアプリケータからは、図3Aには示していない、図1A〜図1Jに示すベースユニットに管体が延びる。このアプリケータの形態は、装置からベースユニットに延びる1又は複数の管体を含むことができ、これらの管体は、被験者の頭部上のアプリケータと共に調整することができる。装着すると、被験者は就寝することができる。
The operation method and experimental results Figure 3 of the apparatus, illustrating one method of applying the applicator to the subject's head. The applicator can be easily applied to the subject's head. The applicator can generally be applied just before or just before going to bed. FIG. 3A shows an example of an applicator. The subject (which may also be referred to as a patient) applies the device to his / her forehead as shown in FIGS. 3 (2) to 3 (5), and in FIGS. 3 (6) to 3 (9). As shown, the straps (eg, fasteners) of the device can be adjusted so that the device is comfortable and safe. In this example, the applicator includes a TTF so that the tube extends from the applicator to the base unit shown in FIGS. 1A-1J, not shown in FIG. 3A. The form of the applicator can include one or more tubes that extend from the device to the base unit, and these tubes can be adjusted with an applicator on the subject's head. When worn, the subject can go to bed.

上述したように、睡眠の回復的側面は、異型連合皮質、特に前頭部領域に局所的に関連し得ることが示唆されている。本明細書で説明する検査は、この局所的な脳代謝相関を明らかにする。第1の検査では、健康な被験者において覚醒と睡眠との間に生じる局所的脳代謝の変化を識別した。14人の健康な被験者(年齢21〜49歳の10人の女性と4人の男性)に、覚醒中及びNREM睡眠中に同時EEG睡眠検査及び[18F]フルオロ2デオキシDグルコース([18F]−FDG)陽電子放出断層撮影(PET)スキャンを行った。覚醒からNREM睡眠まで、全脳グルコース代謝が著しく低下した。覚醒からNREM睡眠までの局所的代謝の相対的低下は、異型前頭皮質、頭頂葉皮質及び側頭皮質、並びに視床下部及び視床前部に見られた。これらの検査結果は、覚醒中の意識的行動における本質的実行機能を援助する、主に皮質におけるNREM睡眠の回復的役割に一致する。第2の検査では、一晩の睡眠遮断後の通常のNREM睡眠と回復的NREM睡眠との間に生じる局所的脳代謝の変化を識別した。この検査では、睡眠遮断を通じた被験者内計画において、恒常的な睡眠の必要性又は睡眠衝動を調節した。4人の健康な若い成人男性被験者(平均年齢+s.d=24.9±1.2歳)に、正常な夜間睡眠後、及び再び36時間の睡眠遮断後に[18F]フルオロ2デオキシDグルコース陽電子放出断層撮影([18F]−FDG PET)評価を用いてNREM睡眠を体験させた。絶対局所的脳グルコース代謝データと相対局所的脳グルコース代謝データとを取得して解析した。被験者の回復的NREM睡眠は、基準NREM睡眠に対して、(1)徐波活動(電気生理学的睡眠衝動マーカ)の増加、(2)全脳代謝の全体的低下、及び(3)一部が頭頂葉皮質及び側頭皮質に延びる広い前頭皮質領域におけるグルコース代謝の相対的低下を伴った。これらの結果は、睡眠遮断後の睡眠の恒常的回復機能が、全脳代謝の全体的低下と、前頭皮質、並びに関連する頭頂葉皮質及び側頭皮質の広い領域のさらなる相対的低下とに関連することを実証するものである。換言すれば、睡眠遮断は、NREM睡眠中に標準的に見られる脳代謝の低下を顕著なものにする。従って、健康な睡眠又は睡眠遮断後の回復的睡眠に見られるパターンと同様のパターンで代謝を変化させる医療装置が不眠症患者に恩恵をもたらすことができる。   As mentioned above, it has been suggested that the recovering aspect of sleep may be locally related to the atypical association cortex, particularly the frontal region. The tests described herein reveal this local cerebral metabolic correlation. The first test identified changes in local brain metabolism that occurred between arousal and sleep in healthy subjects. Fourteen healthy subjects (10 women and 4 men aged 21-49 years) were subjected to simultaneous EEG sleep tests and [18F] fluoro-2 deoxy D glucose ([18F] − An FDG) positron emission tomography (PET) scan was performed. From awakening to NREM sleep, whole brain glucose metabolism was significantly reduced. A relative decrease in local metabolism from awakening to NREM sleep was seen in the atypical frontal cortex, parietal cortex and temporal cortex, and in the hypothalamus and prethalamus. These test results are consistent with the restorative role of NREM sleep, primarily in the cortex, which assists essential executive functions in conscious behavior during arousal. The second test identified changes in local brain metabolism that occurred between normal and restorative NREM sleep after overnight sleep deprivation. In this study, constant sleep needs or sleep impulses were adjusted in the within-subject plan through sleep deprivation. Four healthy young adult male subjects (mean age + sd = 24.9 ± 1.2 years) had [18F] fluoro-2-deoxy D-glucose positron after normal nocturnal sleep and again after 36 hours of sleep deprivation NREM sleep was experienced using emission tomography ([18F] -FDG PET) evaluation. Absolute local cerebral glucose metabolism data and relative local cerebral glucose metabolism data were acquired and analyzed. Subject's restorative NREM sleep is relative to baseline NREM sleep: (1) increased slow wave activity (electrophysiological sleep impulse marker), (2) overall decrease in whole brain metabolism, and (3) some It was accompanied by a relative decrease in glucose metabolism in a wide frontal cortex region extending to the parietal cortex and temporal cortex. These results indicate that sleep-restoring after sleep deprivation is associated with an overall decline in total brain metabolism and a further relative decline in the frontal cortex, and related large areas of the parietal and temporal cortex It is proved to do. In other words, sleep deprivation makes the reduction in brain metabolism typically seen during NREM sleep significant. Thus, medical devices that change metabolism in a pattern similar to that found in healthy sleep or restorative sleep after sleep deprivation can benefit insomnia patients.

この仮説を試験するために、不眠症患者の検査を行って、これらの正常な脳代謝の変化が不眠症患者ではどのように妨げられるようになるかを調査した。[18F]フルオロ2デオキシDグルコース陽電子放出断層撮影(PET)を用いて、不眠症患者及び健康な被験者に覚醒中及びNREM睡眠中の局所的脳グルコース代謝診断を行った。不眠症患者では、図7Aに示すように睡眠中及び覚醒中に全体的な脳グルコース代謝の増加が示された。集団×状態相互作用解析により、不眠症被験者では、(図7B及び図7Cに示すような)上行性網様体賦活系、視床下部、視床、島皮質、扁桃及び海馬、並びに前帯状皮質及び内側前頭前皮質における覚醒からNREM睡眠までの相対的な代謝の低下が健康な被験者よりも少ないことが確認された。不眠症の被験者は、覚醒中に、健康な被験者に対して、前頭皮質の広い領域、左大脳半球上側、頭頂葉皮質及び後頭皮質、視床、視床下部及び脳幹網様体における相対的代謝を示した。この検査では、不眠症患者の自覚的に妨げられる睡眠が脳代謝の増加に関連することが実証された。不眠症患者の入眠障害は、覚醒から睡眠までの覚醒メカニズムの活動低下不全に関連し得る。さらに、不眠症患者の日中倦怠感は、不十分な睡眠に起因する前頭前皮質の活動低下を反映することができる。これらの検査結果は、不眠症の神経生理学において相互作用する神経回路網を示唆する。これらの神経回路網は、一般的覚醒系(上行性網様体及び視床下部)、感情制御系(海馬、扁桃及び前帯状皮質)、及び認知系(前頭前皮質)を含む。とりわけ、上行性覚醒系は、より原始的な脳幹及び視床下部覚醒中枢のフィードバック及び調節を行うことができる皮質レベルの認知的覚醒を伴う皮質領域と機能的に関連する。この神経回路網の1又は2以上の部分の代謝を変化させる医療装置は、不眠症患者に恩恵を与えて安らかな睡眠をもたらすことができる。   To test this hypothesis, insomnia patients were examined to see how these normal brain metabolic changes would be disturbed in insomnia patients. [18F] Fluoro-2-deoxy D glucose positron emission tomography (PET) was used to diagnose local cerebral glucose metabolism during insomnia and healthy subjects during arousal and NREM sleep. Insomnia patients showed an increase in overall brain glucose metabolism during sleep and wakefulness as shown in FIG. 7A. By population x state interaction analysis, insomnia subjects showed ascending reticulum activation system (as shown in FIGS. 7B and 7C), hypothalamus, thalamus, insular cortex, tonsils and hippocampus, and anterior cingulate cortex and medial It was confirmed that the relative metabolic decline from awakening to NREM sleep in the prefrontal cortex was less than in healthy subjects. Insomnia subjects show relative metabolism in a large area of the frontal cortex, upper left hemisphere, parietal cortex and occipital cortex, thalamus, hypothalamus and brainstem reticular body during wakefulness to healthy subjects. It was. The study demonstrated that subjectively disturbed sleep in patients with insomnia was associated with increased brain metabolism. Drowsiness disturbance in insomnia patients can be associated with inactivity deficits in the awakening mechanism from awakening to sleep. Furthermore, daytime fatigue of insomnia patients can reflect a decrease in prefrontal cortex activity due to insufficient sleep. These test results suggest neural networks that interact in the neurophysiology of insomnia. These neural networks include the general arousal system (ascending reticular body and hypothalamus), the emotional control system (hippocampus, tonsils and anterior cingulate cortex), and the cognitive system (prefrontal cortex). In particular, the ascending arousal system is functionally associated with cortical areas with cortical cognitive arousal that can provide more primitive brainstem and hypothalamic arousal feedback and regulation. Medical devices that alter the metabolism of one or more parts of this neural network can benefit insomnia patients and provide restful sleep.

初期不眠症患者における入眠後覚醒(WASO)の脳代謝相関を解明するために、回復的睡眠及び認知的覚醒における前頭前皮質の役割を考えると、WASOを有する不眠症患者は特にこの脳領域の相対的代謝の増加を示すであろうという仮説を試験する第2の検査を不眠症患者において行った。DSM−IVの初期不眠症基準を満たした15人の患者に1週間の睡眠日誌(自覚的)を付けさせ、[18F]フルオロ2デオキシDグルコース陽電子放出断層撮影(PET)を用いたWASOの睡眠ポリグラフ計(他覚的)評価及びNREM睡眠中の局所的脳グルコース代謝評価を行った。自覚的WASO及び他覚的WASOは、いずれも前頭、前側頭葉及び前帯状分布における橋被蓋及び視床皮質系のNREM睡眠に関する脳グルコース代謝と正に相関した。これらの効果は、睡眠中の覚醒系活動、及び/又は目標指向行動、矛盾の監視、感情認識、不安及び恐怖に関連する高次認知過程活動の増加に起因することができる。これらの過程は、前頭前皮質の活動によって調節されると考えられる。睡眠中における正常な前頭前皮質の相対的代謝の低下を促す医療装置が、不眠症患者に恩恵をもたらすことができる。   In order to elucidate the brain metabolic correlation of post-sleep arousal (WASO) in patients with early insomnia, considering the role of prefrontal cortex in restorative sleep and cognitive arousal, insomnia patients with WASO are particularly A second test was conducted in insomnia patients to test the hypothesis that it would show an increase in relative metabolism. WASO sleep using [18F] fluoro-2deoxy-D-glucose positron emission tomography (PET) with 15 patients meeting DSM-IV early insomnia criteria and a 1-week sleep diary (subjective) A polygraph meter (objective) assessment and a local brain glucose metabolism assessment during NREM sleep were performed. Both subjective and objective WASO positively correlated with cerebral glucose metabolism for NREM sleep in the pontine and thalamocortical systems in frontal, frontotemporal and anterior zonal distribution. These effects can be attributed to increased wake activity during sleep and / or higher cognitive process activity associated with goal-directed behavior, contradiction monitoring, emotion recognition, anxiety and fear. These processes are thought to be regulated by prefrontal cortex activity. Medical devices that promote a decrease in the relative metabolism of the normal prefrontal cortex during sleep can benefit insomnia patients.

上述したように、脳低温療法は、脳の代謝活動を低下させる手段として他の医療分野でも利用されてきた。理論的モデルでは、頭皮表面に冷却刺激を与えると下にある表面皮質が冷却され、その後にこの領域の代謝が低下することが示唆される。これらの観察結果は、前頭前皮質領域上の頭皮に局所的冷却をもたらす医療装置が、不眠症患者におけるこの領域の代謝亢進を低下させて、不眠症患者のさらに容易な睡眠への移行及びその後の夜間の安らかな睡眠の獲得を可能にするという可能性を高めるものであった。また、これらの皮質効果が脳幹及び視床下部中枢に睡眠/覚醒調節の下流効果を与えることができるとも考えられる。   As described above, cerebral cryotherapy has been used in other medical fields as a means for reducing the metabolic activity of the brain. Theoretical model suggests that applying a cooling stimulus to the scalp surface cools the underlying surface cortex and subsequently reduces metabolism in this area. These observations indicate that a medical device that provides local cooling to the scalp above the prefrontal cortex area reduces the hypermetabolism of this area in patients with insomnia, making it easier for insomnia patients to transition to sleep and then It increased the possibility of making it possible to acquire a peaceful sleep at night. It is also believed that these cortical effects can provide downstream effects of sleep / wake regulation on the brainstem and hypothalamic center.

不眠症及び睡眠に関連する現象の治療方法として、前頭前皮質上の皮膚に対して行う低体温法の適用を試験するように装置を構成した。この装置自体に、様々な温度の流体を循環させる、前頭皮質上の頭皮領域に適合する特注サイズのヘッドピースと、冷却をもたらしてヘッドピースに流体を循環させるための電力を供給するプログラム可能な冷却チャンバ/ポンプとを含めた。装置が不眠症患者の前頭前皮質の脳代謝を低下させたかどうかを判定する検査を行った。この検査では、積極的な治療(14℃の装置)と、正常温度の対照装置(対照)とを比較した。結果判定法には、[18F]−FDG PETによって測定した睡眠中の局所的脳代謝を含めた。148人の被験者を選別し、12人が睡眠検査を完了し、8人が全てのPET撮像検査を完了した。データでは、この装置が、特にその下部の前頭前皮質の脳代謝を低下させたことが示された。図8A及び図8Bに示す検査結果の一部には、全脳代謝の低下、特に前頭前皮質における相対的局所代謝の低下(図8Bの強調領域)、就寝前60分間にわたって装置を装着していた間の眠気の増加及び覚醒の低下、覚醒分数の低下、EEGデルタスペクトルパワーの増加、及び入眠期間前後の中核温度の低下に向かう傾向が示されている(図8A)。   The device was configured to test the application of hypothermia to the skin on the prefrontal cortex as a method of treating insomnia and sleep related phenomena. Programmable to supply the device itself with a custom sized headpiece that circulates fluids of various temperatures and that fits the scalp area on the frontal cortex and power to provide cooling and fluid circulation to the headpiece A cooling chamber / pump was included. A test was performed to determine if the device reduced brain metabolism in the prefrontal cortex of insomnia patients. This test compared aggressive treatment (14 ° C. device) with a normal temperature control device (control). Results assessment included local brain metabolism during sleep as measured by [18F] -FDG PET. 148 subjects were screened, 12 completed the sleep test and 8 completed all PET imaging tests. Data showed that this device reduced cerebral metabolism, particularly in the underlying prefrontal cortex. Some of the test results shown in FIGS. 8A and 8B include a decrease in total brain metabolism, particularly a decrease in relative local metabolism in the prefrontal cortex (highlighted area in FIG. 8B), and wearing the device for 60 minutes before going to bed. There is a trend towards increased sleepiness and decreased arousal, decreased arousal fraction, increased EEG delta spectral power, and decreased core temperature before and after sleep onset (FIG. 8A).

図9A〜図9Fに、この検査のさらなる検査結果の一部を示す。以下では、これらの結果を達成するために用いた検査及びこの検査の設計パラメータについてさらに詳細に説明する。   9A to 9F show some of the further test results of this test. In the following, the examination used to achieve these results and the design parameters of this examination will be described in more detail.

大いに驚くべきことに、12人中9人(75%)の不眠症患者が装置の肯定的な自覚効果を報告している。全ての被験者が自身の体験に基づいて装置のさらなる開発を促し、全ての被験者が自身の不眠症治療の治療概念を容易に理解し/受け入れた。被験者からは、(1)明らかに薬よりも装置の方が好ましく、(2)装置によって就寝前の邪念が減少し、(3)装置によって睡眠の維持が容易になり、(4)起きたら朝であったという自覚的な驚きを体験し、(5)睡眠によって爽快感が得られた、との報告もあった。   Surprisingly, 9 out of 12 (75%) insomnia patients report the positive subjective effect of the device. All subjects encouraged further development of the device based on their experiences, and all subjects readily understood / accepted their insomnia treatment concept. From the subject, (1) the device is clearly preferred over the drug, (2) the device reduces the pre-sleep illness, (3) the device makes it easier to maintain sleep, and (4) the morning when it wakes up (5) There was a report that refreshment was obtained by sleeping.

図9Aに示すように、就寝前に装置を装着している間、前頭/前頭前低体温療法を用いて治療した患者の自覚的覚醒は低下した。図9Aでは、x軸が、被験者が装置を装着して就寝する前の60分間を表す。y軸は、患者が就寝する時間まで15分の増分で測定した自覚的覚醒評価(0=覚醒なし、3=最大覚醒)を表す。図9Bは、一次性不眠症患者における(就寝前60分間にわたって14度Cの装置を装着し、入眠後20〜40分における測定時点まで睡眠中にも継続する)実機条件と、(就寝前60分間にわたって常温の30度Cの装置を装着し、入眠後20〜40分における測定時点まで睡眠中にも継続する)対照条件という2つの条件間の、NREM睡眠中にPETスキャンによって測定した全脳代謝の低下を示すグラフである。図9Cは、前頭前低体温法を用いて治療した不眠症患者の自覚的眠気の増加を示すグラフである。図9Cでは、x軸が、被験者が装置を装着して就寝する前の60分間を表す。y軸は、15分の増分で測定した眠気の自覚的評価(0=眠気なし、3=最大眠気)を表す。図9Dは、一次性不眠症患者における(就寝前60分間にわたって14度Cの装置を装着し、睡眠中も40分間の測定にわたって継続する)実機条件と、(就寝前60分間にわたって常温の30度Cの装置を装着し、睡眠中も40分間の測定にわたって継続する)対照条件という2つの条件中の、睡眠の最初の40分間の入眠後の覚醒分数の減少を示すグラフである。図9Eは、一次性不眠症患者における(就寝前60分間にわたって14度Cの装置を装着し、40分における測定の終了時間まで睡眠中にも継続する)実機条件と、(就寝前60分間にわたって常温の30度Cの装置を装着し、40分における測定の終了時間まで睡眠中にも継続する)対照条件という2つの条件間の、NREM睡眠の最初の40分間中の自動EEGデルタパワー(y−軸)の増加を示すグラフである。図9Fには、一次性不眠症患者における(就寝前60分間にわたって14度Cの装置を装着し、入眠後20〜40分におけるPET測定の時点まで睡眠中にも継続する)実機条件と、(就寝前60分間にわたって常温の30度Cの装置を装着し、入眠後20〜40分におけるPET測定の時点まで睡眠中にも継続する)対照条件という2つの条件間の、NREM睡眠中の局所的脳代謝の比較結果を示す。2つの異なる脳断面に青色で強調表示した脳領域は、実機条件と対照条件とを比較して代謝が大きく低下した脳領域、特に装置を配置した領域の下部の前頭皮質を示す。   As shown in FIG. 9A, the subjective arousal of patients treated with frontal / prefrontal hypothermia decreased while the device was worn before going to bed. In FIG. 9A, the x-axis represents 60 minutes before the subject goes to bed after wearing the device. The y-axis represents the subjective arousal rating measured in 15 minute increments until the patient goes to bed (0 = no wakefulness, 3 = maximum wakefulness). FIG. 9B shows actual machine conditions in a patient with primary insomnia (wearing a device of 14 degrees C for 60 minutes before going to bed and continuing to sleep until 20 to 40 minutes after going to sleep). Whole brain measured by PET scan during NREM sleep between two conditions: a control condition (wearing a 30 degree C device at room temperature for a minute and continuing to sleep until the measurement time 20 to 40 minutes after falling asleep) It is a graph which shows the fall of metabolism. FIG. 9C is a graph showing the increase in subjective sleepiness of insomnia patients treated using prefrontal hypothermia. In FIG. 9C, the x-axis represents 60 minutes before the subject goes to bed after wearing the device. The y-axis represents a subjective assessment of sleepiness measured in 15 minute increments (0 = no sleepiness, 3 = maximum sleepiness). FIG. 9D shows actual machine conditions (wearing a 14 ° C device for 60 minutes before going to bed and continuing for 40 minutes during sleep) in a patient with primary insomnia, and 30 ° C. for 60 minutes before going to bed. FIG. 6 is a graph showing the decrease in wakefulness after sleep onset for the first 40 minutes of sleep during two conditions, control conditions (wearing device C and continuing for 40 minutes during sleep). FIG. 9E shows the actual conditions in a patient with primary insomnia (wearing a 14 degree C device for 60 minutes before going to bed and continuing to sleep until the end of measurement at 40 minutes) and (for 60 minutes before going to bed) Automatic EEG delta power (y) during the first 40 minutes of NREM sleep between two conditions: a control condition (wearing a room temperature 30 degree C device and continuing to sleep until the end of the measurement at 40 minutes) It is a graph which shows the increase in (axis). FIG. 9F shows actual machine conditions in patients with primary insomnia (wearing a device at 14 degrees C for 60 minutes before going to bed and continuing to sleep until the point of PET measurement 20 to 40 minutes after falling asleep); Localized during NREM sleep between two conditions: a control condition (wearing a 30 degree C device at room temperature for 60 minutes before going to bed and continuing during sleep until 20-40 minutes after sleep) The comparison result of brain metabolism is shown. The brain region highlighted in blue on two different brain cross sections shows the brain region where metabolism is greatly reduced compared to the actual machine condition and the control condition, particularly the frontal cortex below the region where the device is placed.

不眠症治療のために延長期間(例えば、一晩)にわたって前頭部低体温法を施す医療装置の忍容性及び有効性を判定するさらなる検査を行った。これらの検査は、治効に関連する特定の熱エネルギー伝達パラメータを定義する目的でも行った。   Further tests were performed to determine the tolerability and effectiveness of medical devices that were subjected to frontal hypothermia over an extended period of time (eg, overnight) to treat insomnia. These tests were also conducted to define specific thermal energy transfer parameters related to cure.

中年の不眠症患者の自覚的及び他覚的睡眠測度、並びに忍容性を4つの前頭部低体温法介入条件にわたって収集した。これらの条件は、(1)「装置なし」の対照、(2)「常温」30℃、及び毎時7ガロンの流速の装置、(3)22℃、及び毎時7ガロンの流速の装置、(4)14℃、及び毎時7ガロンの流速の装置、のような2つの活性「用量」と1つの中性「用量」の前頭部冷却装置の温度設定、及び装置なしの対照を含む。活性用量の流速に基づけば、10〜25W(電力)の熱伝達率で前頭部から熱エネルギーが除去される。図10A及び図10Bに、実験装置のアプリケータ(例えば、ヘッドピース)の表面積を示す。   Subjective and objective sleep measures and tolerability of middle-aged insomnia patients were collected across four frontal hypothermia intervention conditions. These conditions were: (1) “no device” control, (2) “room temperature” 30 ° C., 7 gallon flow rate device, (3) 22 ° C., 7 gallon flow rate device, (4 ) Including two active “dose” and one neutral “dose” frontal cooling device temperature settings, such as a device at 14 ° C. and a flow rate of 7 gallons per hour, and a control without device. Based on the flow rate of the active dose, heat energy is removed from the forehead with a heat transfer rate of 10-25 W (electric power). 10A and 10B show the surface area of the applicator (eg, head piece) of the experimental apparatus.

この検査には、12人の不眠症患者が参加した。自宅での少なくとも2晩の不介入睡眠によって隔てられた2晩の期間にわたって各介入を適用した。条件の提示順は、適応を制御して1つの条件から次の条件に効果を引き継ぐために被験者全体にわたって無作為化した。主な選択基準には、DSM−IVの一次性不眠症診断、年齢18〜65才を含めた(年齢範囲は、最も不眠症の多い年齢を含みながら、検査の解釈を狂わせる可能性がある睡眠及び局所的脳代謝への加齢効果を最小化する)。被験者は、アルコールを飲まない状態を保ち、睡眠に影響を与え得る薬剤を避けた。不眠症は、睡眠障害国際分類第2版に記載の「一般不眠症基準」、及び不眠症研究診断基準における「不眠障害」の基準に従って定義した。これらの基準は、(1)寝付きの困難さ、睡眠維持の困難さ、早過ぎる覚醒又は非回復的睡眠の訴え、(2)十分な睡眠機会、及び(3)睡眠の不満に関連する少なくとも1種類の日中の機能障害の証拠を必要とする。本発明者らは、少なくとも1カ月の最低継続基準を設定して、ほぼ毎日睡眠の不満が示されることを必要とすることにより、精神疾患の分類と診断の手引き第4版の「一次性不眠」の基準にも従った。本発明者らは、最低レベルの概括重症度と、他の公開データとの比較可能性とを保証するために、不眠重症度質問票上の不眠症参加者スコア>14を必要とした。さらに、本発明者らは、これらの被験者の審査及び基準睡眠日誌が、上記の診断基準及び定量的不眠症基準勧告(recommendations for quantitative insomnia criteria)に一致する、夜間の少なくとも50%において30分>の入眠後覚醒状態及び85%<の睡眠効率を示すことも必要とした。   Twelve insomnia patients participated in this examination. Each intervention was applied over a two-night period separated by at least two nights of uninterrupted sleep at home. The order of presentation of conditions was randomized across subjects to control adaptation and take effect from one condition to the next. Key selection criteria included DSM-IV primary insomnia diagnosis, ages 18-65 years (the age range includes the most insomnia ages, but may cause the test to be misinterpreted) And minimize the effects of aging on local brain metabolism). Subjects stayed away from alcohol and avoided drugs that could affect sleep. Insomnia was defined according to the “General Insomnia Criteria” described in the International Classification of Sleep Disorders 2nd edition and the “Insomnia Disorder” criteria in the Insomnia Research Diagnostic Criteria. These criteria include at least one associated with (1) difficulty falling asleep, difficulty maintaining sleep, complaining of premature wakefulness or non-restorative sleep, (2) sufficient sleep opportunities, and (3) sleep dissatisfaction. Need evidence of type of daytime dysfunction. We have set a minimum continuation criteria of at least one month and require that sleep dissatisfaction be indicated almost every day, thereby providing “primary insomnia” in the fourth edition of the Classification and Diagnosis Guide for Mental Disorders. ”Was also followed. We needed an insomnia participant score> 14 on the Insomnia Severity Questionnaire to ensure the lowest level of overall severity and comparability with other published data. In addition, the inventors have found that the review and baseline sleep diary of these subjects is 30 minutes at least 50% at night, consistent with the above diagnostic criteria and the recommendations for quantitative insomnia criteria> It was also necessary to show an arousal state after sleep and a sleep efficiency of 85% <.

一次除外基準には、DSM−IVの気分障害、不安障害、精神障害及び物質使用障害を含む現在の主な症候群的精神疾患などの、睡眠、脳機能又は認知に単独で影響を及ぼし得る神経精神疾患を含めた。特定の除外診断には、大鬱病性障害、気分変調性障害、双極性障害、パニック障害、強迫性障害、全般性不安障害、あらゆる精神障害及びあらゆる現在の物質使用障害を含めた。これらの領域の亜症候群性の症状又は障害(例えば、軽度鬱病、限られた症状のパニック発作)の被験者については除外しなかった。本発明者らは、単一恐怖症、社交不安症、過食症又は物質使用障害、特定の学習障害又は人格障害の被験者についても除外しなかった。精神疾患については、DSM−IVの構造的臨床面接基準(SCID)を用いて評価した。他の除外基準は、重度の心疾患、肝臓疾患、腎臓疾患、内分泌疾患(例えば、糖尿病)、血液疾患(例えば、ポルフィリン症又はいずれかの出血異常)、その他の損傷、不安定な病状又は差し迫った手術、中枢神経系障害(例えば、頭部外傷、発作性疾患、多発性硬化症、腫瘍)、活性消化性潰瘍、炎症性大腸炎及び関節炎を含む不安的な病状を含む。睡眠又は健全性に影響を与えない十分に管理された健康状態(例えば、十分に管理された甲状腺疾患、ぜんそく又は潰瘍)の個人については除外しなかった。本発明者らは、妊娠中、授乳中、又は性的に活発でありながら有効な避妊法を使用していない女性を除外した。選択基準を満たして特定の除外基準を有していない被験者には、思いも寄らない病状を除外するために、医師助手によって行われる完全な病歴及び健康診断、並びに一連の日常検査を受けさせた。隠れた鎮静剤使用を調べるために、特異的試験には、空腹時ブドウ糖、完全血球算定、肝機能検査、血清生化学検査、甲状腺機能検査、尿検査及び尿中薬物スクリーニングを含めた。他の除外基準には、不規則な睡眠スケジュール、診断的睡眠検査からの夜間の少なくとも10%にわたるAHI(無呼吸低呼吸指数)>20及び酸素ヘモグロビン不飽和化<90%、睡眠又は覚醒機能への影響が分かっている薬物(例えば、睡眠薬、ベンゾジアセピン、抗鬱薬、抗不安薬、抗精神病薬、抗ヒスタミン剤、充血除去剤、β遮断薬、副腎皮質ステロイド)の使用、或いは1日1杯を上回るアルコール飲料、又は週7杯を上回るアルコール飲料の摂取を含めた。   Primary exclusion criteria include neuropsychiatry that can affect sleep, brain function or cognition alone, such as DSM-IV mood disorders, anxiety disorders, psychiatric disorders, and current major syndromic mental disorders, including substance use disorders Disease included. Specific exclusion diagnoses included major depressive disorder, dysthymic disorder, bipolar disorder, panic disorder, obsessive compulsive disorder, generalized anxiety disorder, any mental disorder and any current substance use disorder. Subjects with subsyndromic symptoms or disorders in these areas (eg, mild depression, panic attacks with limited symptoms) were not excluded. We did not exclude subjects with single phobia, social anxiety, bulimia or substance use disorders, specific learning disorders or personality disorders. Mental illness was assessed using DSM-IV structural clinical interview criteria (SCID). Other exclusion criteria include severe heart disease, liver disease, kidney disease, endocrine disease (eg, diabetes), blood disease (eg, porphyria or any bleeding disorder), other injuries, unstable medical conditions or impending Surgery, central nervous system disorders (eg, head trauma, seizure disorders, multiple sclerosis, tumors), active peptic ulcers, inflammatory bowel disease and arthritic conditions. Individuals with well-managed health conditions that did not affect sleep or health (eg, well-controlled thyroid disease, asthma or ulcers) were not excluded. We excluded women who were pregnant, breastfeeding, or sexually active but not using effective contraceptive methods. Subjects who met the selection criteria and did not have specific exclusion criteria were subjected to a complete medical history and physical examination performed by a physician assistant and a series of routine tests to exclude unexpected medical conditions . Specific tests included fasting glucose, complete blood counts, liver function tests, serum biochemical tests, thyroid function tests, urinalysis and urine drug screening to investigate hidden sedation use. Other exclusion criteria include irregular sleep schedules, AHI (apnea hypopnea index)> 20 and oxygen hemoglobin desaturation <90% over night from diagnostic sleep tests, to sleep or wakefulness function Use of drugs with known effects (eg, sleeping pills, benzodiacepines, antidepressants, anxiolytics, antipsychotics, antihistamines, decongestants, beta-blockers, corticosteroids) or more than 1 cup of alcohol per day Ingestion of beverages or more than 7 alcoholic beverages per week was included.

被験者には、それぞれを少なくとも2日間隔てた4回の離れた機会に2晩続けて通常就寝時間(GNT)の約2〜3時間前に睡眠検査室に報告を行うように求めた。被験者には、毎晩夜通しで検査した後、毎朝起きた後に次の夕方に戻るまで睡眠検査室から離れることを許可した。被験者には、睡眠検査室に到着した時点で以下のような検査を準備した。被験者は、まず(後述する)温度監視用の錠剤を最後の飲料と共に摂取する。その後の3時間にわたってn.p.oの状態を保った後、残りの検査に必要であれば水を許可される。被験者は、錠剤からの信号を受け取るために、モニタリング装置を含むベルトパックを装着した。また、後述するように、睡眠ポリグラフィー検査、EKG(心電図)及び皮膚温をモニタするために電極及びサーミスタを装着した。就寝時間(GNT)の約60分前に、睡眠検査室の寝室の快適な椅子に着席させた。この時点で、(後述する)質問表及び評定尺度への記入を行った。質問表の完了後からGNT(装置なし条件での被験者のGNT)の45分前までは、全ての記録装置が適切な信号を記録していることを技術者らが確実にし、その後GNTの45分前に(装置なし条件を除いて)摂氏30度の温度(正常体温)の(後述する)温度制御用前頭部パッドを適用させた。技術者らは、温度制御用前頭部パッドを適用させた後に、水浴温度をその夜間検査にとって望ましい、その晩の残りの睡眠期間にわたって持続する評価項目(摂氏14度、又は22度、又は30度)に設定した。10〜15分後に所望の温度との平衡が生じた。被験者らは、装置を適用された後、GNTまで15分毎に以下に定義するような評定尺度を完了した。GNTにおける最後の評定尺度の完了後、被験者にベッドに入るように求め、残りの夜間にわたってモニタリング用電極及びサーミスタが適所にある状態でいつもの起床時間(GMT)まで邪魔することなく眠らせた。GMTの時点で記録装置及び前頭部冷却装置を取り外し、睡眠後評価を含む朝の質問表に記入させ、次の夜間検査のために戻って来るまでその日の間被験者を自由にさせた。   Subjects were asked to report to the sleep lab about 2 to 3 hours prior to normal bedtime (GNT) on 4 separate occasions, each separated by at least 2 days, for 2 nights. Subjects were allowed to leave the sleep laboratory after waking up every morning and then waking up every morning and then returning to the next evening, after checking overnight. When the subjects arrived at the sleep laboratory, the following tests were prepared. The subject first takes a temperature monitoring tablet (to be described later) together with the last beverage. N. Over the next 3 hours. p. After keeping o, water is allowed if necessary for the rest of the examination. The subject wore a belt pack containing a monitoring device to receive the signal from the tablet. As will be described later, electrodes and thermistors were attached to monitor polysomnography, EKG (electrocardiogram) and skin temperature. About 60 minutes before bedtime (GNT), he was seated in a comfortable chair in the sleep laboratory bedroom. At this point, the questionnaire and rating scale (described below) was completed. From the completion of the questionnaire up to 45 minutes before GNT (GNT of the subject without equipment), the technicians ensure that all recording devices are recording the appropriate signal, after which the GNT 45 A temperature control forehead pad (described below) at a temperature of 30 degrees Celsius (normal body temperature) was applied a minute ago (except for the no device condition). After applying the temperature control forehead pad, the technicians would have an endpoint (14 degrees Celsius, or 22 degrees Celsius, or 30 degrees Celsius) that lasts for the rest of the night sleep that is desirable for that night study. Degree). An equilibrium with the desired temperature occurred after 10-15 minutes. The subjects completed the rating scale as defined below every 15 minutes until GNT after the device was applied. After completion of the final rating scale in GNT, subjects were asked to enter bed and were allowed to sleep undisturbed until the normal wake-up time (GMT) with the monitoring electrode and thermistor in place for the rest of the night. At the time of GMT, the recording device and forehead cooling device were removed and the morning questionnaire including the post-sleep assessment was completed, and the subject was allowed free until that day for return.

検査では、温度用量を無作為化した。3つの装置介入の水浴温度には、摂氏14度、22度及び30度を含めた。10〜25W(電力)の熱伝達率において、マスク内の流速は毎時7ガロンであった。低温(約14℃)は、被験者が低温刺激を冷たいと感じるが、不快感を感じる程度まで不快な冷たさではない限度として決定したものである。30℃の温度は、被験者が「常温」として、すなわち冷たくも暖かくもないと感じる温度として選択し、22℃の温度は、1つのさらなる温度範囲を提供するためにこれらの2つの間の中間として選択したものである。あらゆる適用順序効果を排除するために、前頭部低体温水浴の3つの温度条件及び装置なし条件の順序は被験者全体にわたって無作為化した。予備検査では、これらの温度範囲が良好な耐容性を示し有害事象を伴わないことが示されている。   In the examination, the temperature dose was randomized. The water bath temperatures for the three device interventions included 14 degrees, 22 degrees and 30 degrees. At a heat transfer rate of 10-25 W (electric power), the flow rate in the mask was 7 gallons per hour. The low temperature (about 14 ° C.) is determined as the limit that the subject feels cold from the cold stimulus but is not unpleasant cold enough to feel uncomfortable. A temperature of 30 ° C. is selected as the “normal temperature”, ie, the temperature that the subject feels neither cold nor warm, and a temperature of 22 ° C. is intermediate between these two to provide one additional temperature range. It is a selection. In order to eliminate any application sequence effects, the sequence of the three temperature conditions of the forehead hypothermic water bath and the no-device conditions were randomized across subjects. Preliminary tests have shown that these temperature ranges are well tolerated and do not involve adverse events.

睡眠検査室では、毎晩前頭部低体温法又は装置なしを適用しながら睡眠ポリグラフィー検査をモニタした。被験者がGNTからGMTまで眠っている間、一晩にわたってEEG睡眠をモニタして、睡眠潜時、睡眠維持及びその後の睡眠中のデルタEEGスペクトルパワーの測度に対する異なる温度レベルの前頭部低体温法の効果を評価した。これら全てを目的とする睡眠ポリグラフEEGモンタージュは、単一のEEGチャネル(C4/A1−A2)と、A1−A2を参照する両側EOGと、双曲オトガイEMGとで構成した。覚醒及び睡眠の深さの測度としてシータ及びデルタ周波数帯のEEGスペクトルパワーに重点を置いてEEGの手動及び自動採点を行った。   In the sleep laboratory, the polysomnography test was monitored every night applying forehead hypothermia or no device. While the subject is sleeping from GNT to GMT, EEG sleep is monitored overnight, and different temperature levels of frontal hypothermia for sleep latency, sleep maintenance and subsequent delta EEG spectral power measures during sleep The effect of was evaluated. The polysomnograph EEG montage for all of these consisted of a single EEG channel (C4 / A1-A2), a bilateral EOG referring to A1-A2, and a hyperbolic otogai EMG. Manual and automatic scoring of EEG was performed with emphasis on EEG spectral power in theta and delta frequency bands as a measure of arousal and sleep depth.

他のあらゆる夜間睡眠前に行った睡眠障害審査の夜間の睡眠モンタージュには、単一のEEGチャネル(C4/A1−A2)と、A1−A2を参照する両側EOGと、双曲オトガイEMG(筋電図)と、単一リードEKG(心電図)と、前腓骨EMGとを含めた。O2送出のための標準的な鼻カニューレから成る鼻圧変換器技術によって鼻の気流をモニタし、O2源に取り付ける代わりに圧力トランスデューサに取り付けて鼻穴の圧力スイングを検出した。口の前に配置したサーミスタを用いて口腔気流も記録した。それぞれが埋め込み電線コイルを含む胸郭の周囲及び腹部の周囲の2つの伸縮性バンドを使用する呼吸インダクタンスプレチスモグラフィー(R.I.P.)によって呼吸努力を記録した。呼吸努力によって2つの胸壁「区画(compartment)」の外周が変化すると、埋め込みワイヤが伸びて信号を生成する。パルスオキシメトリ(Ohmeda社、Biox3700、最速反応時間)による標準的な方法でSpO2を非侵襲的に記録した。 The night sleep montage of the sleep disorder review performed before any other night sleep includes a single EEG channel (C4 / A1-A2), a bilateral EOG referring to A1-A2, and a hyperbolic otogai EMG (muscle Electrocardiogram), single lead EKG (electrocardiogram) and anterior rib EMG. Nasal airflow was monitored by a nasal pressure transducer technique consisting of a standard nasal cannula for O 2 delivery and attached to a pressure transducer instead of attached to an O 2 source to detect nose pressure swings. Oral airflow was also recorded using a thermistor placed in front of the mouth. Respiratory effort was recorded by respiratory inductance plethysmography (RIP) using two stretch bands around the thorax and abdomen, each containing an implanted wire coil. As breathing effort changes the outer perimeter of the two chest wall “compartments”, the implanted wire stretches and generates a signal. SpO 2 was recorded non-invasively by standard methods by pulse oximetry (Ohmmeda, Biox 3700, fastest reaction time).

視覚的睡眠段階採点も行った。科学技術者が長期にわたって確実に一貫性を維持できるように、主席研究員が視覚的睡眠段階の検者間信頼性採点を年に4回実施した。時期毎の睡眠段階の一致(Epoch−by−epoch agreement in sleep staging)を毎月測定し、フライスの修正k統計量(Fleiss’ modified kappa statistic)、級内相関及び時期の絶対一致%(absolute % agreement in epochs)によって特徴付けた。REM及び覚醒のk統計値は80>の値を有し、級内相関は>.85であり、一致%は>90%である。睡眠潜時、睡眠時間及び睡眠効率といった視覚的に採点された睡眠測度を取得した。   Visual sleep stage scoring was also performed. To ensure that scientists maintain consistency over time, the principal investigator performed inter-rater reliability scoring for the visual sleep stage four times a year. Monthly measurement of sleep-phase agreement in time (Epoch-by-epoch aggregation in sleep staging), milled modified k statistics (Fleiss' modified kappa static), intra-class correlation, and absolute percentage of time (absolute percentage) in epochs). The REM and arousal k-statistics have a value of 80> and the intraclass correlation is>. 85, and the percent match is> 90%. Visually scored sleep measures such as sleep latency, sleep time and sleep efficiency were obtained.

睡眠潜時(SL)は、就寝時間(GNT)と、ステージ2〜4NREM又はREM睡眠の、途中の覚醒時間が1分を超えない最初の連続10分間の時期との間の間隔である。SLは分で表される。睡眠時間(TSA)は、入眠後にNREM睡眠又はREM睡眠のあらゆる段階において費やされた合計時間である。TSAは分で表される。睡眠効率(SE)は、総記録時間に対する睡眠時間の比率に100を乗算したものである。SEはパーセンテージとして表される(SE=[TSA/TRP]X100)。   Sleep latency (SL) is the interval between bedtime (GNT) and the first consecutive 10-minute period of stage 2-4 NREM or REM sleep during which the awakening time does not exceed 1 minute. SL is expressed in minutes. Sleep time (TSA) is the total time spent in NREM sleep or all stages of REM sleep after falling asleep. TSA is expressed in minutes. Sleep efficiency (SE) is the ratio of sleep time to total recording time multiplied by 100. SE is expressed as a percentage (SE = [TSA / TRP] X100).

パワースペクトル解析を用いて、睡眠EEGの周波数成分を0.25〜50Hzから定量化した。睡眠EEGのスペクトル解析を行うソフトウェアを社内で開発した。睡眠EEGの重複しない4秒期(non−overlapping 4−second epochs)の高速フーリエ変換(FFT)を使用して修正ピリオドグラムが計算される。一定時間にわたるアーチファクトを含まない4秒スペクトルの平均値として1分間EEGスペクトルが取得される。これらの1分間スペクトルは、ハンドスコア(hand score)と時間的に整合して、様々な時間間隔(例えば、第1のNREM期間)にわたる平均スペクトルの計算を可能にする。統計的解析データをさらに低減するために、スペクトルを望む通りに(例えば、0.5〜4Hzのデルタ帯域に)帯域化する(banded)ことができる。このソフトウェアは、高周波数(主に筋肉)アーチファクトを排除する自動検出ルーチンを含む(Bruuner他、1996年)。パワースペクトル解析を用いた信号処理を完了した。パワースペクトル解析を用いて、周波数範囲全体にわたるEEGパワーを定量化した。全体的なプログラムの検査にわたる従属測度としてデルタ帯域のパワーを使用した。例えば、デルタパワーは、就寝前覚醒の関数として指数的に上昇し、NREM睡眠の発現中に指数的に低下し、加齢及び多くの睡眠障害の関数として低下する恒常的睡眠衝動を反映すると考えられる。デルタパワーは、NREM睡眠中の0.25〜4.0Hzの周波数範囲におけるマイクロV2/Hzとして表される。   The frequency component of sleep EEG was quantified from 0.25 to 50 Hz using power spectrum analysis. Software for spectral analysis of sleep EEG was developed in-house. A modified periodogram is calculated using a non-overlapping 4-second epochs fast Fourier transform (FFT) of sleep EEG. An EEG spectrum for 1 minute is acquired as an average value of a 4-second spectrum that does not include artifacts over a certain period of time. These 1 minute spectra are time aligned with the hand score to allow calculation of the average spectrum over various time intervals (eg, the first NREM period). To further reduce the statistical analysis data, the spectrum can be banded as desired (e.g., to a delta band of 0.5-4 Hz). This software includes an automatic detection routine that eliminates high frequency (primarily muscle) artifacts (Bruuner et al., 1996). The signal processing using power spectrum analysis was completed. Power spectrum analysis was used to quantify EEG power over the entire frequency range. The power of the delta band was used as a dependent measure across the entire program. For example, delta power is thought to reflect a constant sleep impulse that increases exponentially as a function of pre-sleep awakening, decreases exponentially during the development of NREM sleep, and decreases as a function of aging and many sleep disorders. It is done. Delta power is expressed as micro V2 / Hz in the frequency range of 0.25 to 4.0 Hz during NREM sleep.

この例の温度アプリケータ(ヘッドピース)は、循環液(この例ではH2O)の温度制御によって温度調節される。管体によってヘッドピースに接続された水槽内で内部流体の温度をモニタして調節した。この温度を水槽によってモニタし、ポリグラフ上に記録される信号に変換した。 The temperature applicator (head piece) in this example is temperature-controlled by controlling the temperature of the circulating fluid (H 2 O in this example). The temperature of the internal fluid was monitored and adjusted in a water tank connected to the headpiece by a tube. This temperature was monitored by a water bath and converted to a signal recorded on a polygraph.

睡眠検査室における夜間検査にわたって継続的に中核温度を記録するために飲み込んだ温度評価錠剤(Vitalsense(登録商標)システム)によって被験者の温度を測定した。この錠剤は、小型無線送信機を用いて中核温度を測定し、被験者が装着したベルトパックに情報を送信した。被験者の体内を通過した錠剤は消化されず、その後に排便と共に排出された。この装置は、米国食品医薬品局(FDA)によって安全と認められている[510(k)番号K033534]。毎晩、錠剤が通過していないことを示す活性信号を求めてシステムをチェックした。信号が検出されなかった場合には、新たな錠剤を開始して飲み込んだ。サーミスタを用いて、前頭部低体温法の適用前及び適用中の(1)パッドの下部の前頭部頭皮、(2)後頭部頭皮、及び(3)利き手とは逆の手の甲の皮膚温も記録した。サーミスタは、前頭部低体温法の適用前及び適用中の周囲の室温も測定した。   The temperature of the subject was measured by a temperature evaluation tablet (Vitalsense® system) that was swallowed to record the core temperature continuously throughout the night study in the sleep laboratory. The tablet was measured for core temperature using a small wireless transmitter, and information was transmitted to the belt pack worn by the subject. The tablets that passed through the subject's body were not digested and were then discharged with defecation. This device is recognized as safe by the US Food and Drug Administration (FDA) [510 (k) number K033534]. Each night, the system was checked for an activity signal indicating that no tablets were passing. If no signal was detected, a new tablet was started and swallowed. Using a thermistor, before and during the application of frontal hypothermia, (1) the frontal scalp below the pad, (2) the occipital scalp, and (3) the skin temperature of the back of the hand opposite to the dominant hand Recorded. The thermistor also measured ambient room temperature before and during application of the frontal hypothermia method.

上述したように、この検査では、前頭部低体温法を適用する装置に、本出願では前頭部低体温法を適用するように特異的に設計された温度制御装置を含めた。この特注の冷却装置は、温度制御された水を循環させて、水槽から患者の前頭部上のパッドに圧送した。このパッドは、前頭前皮質に重なる前頭部上の目標領域を覆うように2つの薄板状のビニールシートから特注成形したものである。残りの頭部は、パッドを固定して管体を保持する薄いナイロンのスパンデックスキャップを除いて露出させた。この例示的なシステムでは、皮膚とパッドとの間の薄いヒドロゲルの層が熱伝導率を高め、最小限の空隙しか伴わずにパッドを前頭部に接触させて保持した。   As described above, in this examination, a temperature control device specifically designed to apply the forehead hypothermia method was included in the present application in the device to which the forehead hypothermia method was applied. This custom cooling device circulated temperature-controlled water and pumped it from a water tank to a pad on the patient's forehead. This pad is custom-made from two sheet-like vinyl sheets so as to cover a target area on the frontal region that overlaps the prefrontal cortex. The remaining head was exposed except for the thin nylon spandex cap that held the tube in place with the pad secured. In this exemplary system, a thin layer of hydrogel between the skin and the pad increases thermal conductivity and holds the pad in contact with the forehead with minimal voids.

この検査で使用した装置には、循環するプログラム可能な検査室水槽(例えば、Polyscience社:Polyscience Programmable Model 9112)を含めた。システムは、プログラム可能とした。ヘッドピースには、規定の流れパターンと冷却対象の頭部の表面積に一致する境界とを有するように生産された特注形状のビニールラミネート(図10Aを参照)を含めた。ヒドロゲル接着剤を用いて、過度の圧力を適用することなくパッドをぴったりと前頭部に接触させて保持することができる。接着剤は、接触する表面積を増やして高効率の熱伝導面をもたらすこともできる。   The equipment used in this test included a circulating programmable laboratory water tank (eg, Polyscience: Polyscience Programmable Model 9112). The system was programmable. The headpiece included a custom shaped vinyl laminate (see FIG. 10A) produced to have a defined flow pattern and a boundary that matched the surface area of the head to be cooled. A hydrogel adhesive can be used to hold the pad in close contact with the forehead without applying excessive pressure. Adhesives can also increase the surface area in contact and provide a highly efficient heat conducting surface.

この例では、ヘッドピース400の温度アプリケータを保持装置(図示せず)と共に使用して、被験者の頭部に温度アプリケータを保持した。この例では、このヘッドホルダを、ラミネートを覆って配置されて睡眠前及び睡眠中に頭部上のラミネートの位置を保つ薄いナイロンスパンデックスキャップとした。アプリケータ400は、患者の頭部に接触して装着されるように構成された熱伝達領域(表面402)を含む。上述したように、前頭部との間の熱的接触の形成に役立つように接着剤(例えばヒドロゲル、図示せず)を含めることができる。図4に示すアプリケータ400は、冷却された(冷却用)熱伝導液が移動するチャネル405を含み、この例では、アプリケータを通じて伝熱流体を圧送するために入口407及び出口409を含めることができる。この例では、アプリケータが、アプリケータの温度をモニタするサーミスタを含む少なくとも1つのセンサ411も含み、この情報は、アプリケータの温度を調節するシステムにフィードバックすることができる。   In this example, the temperature applicator of the headpiece 400 was used with a holding device (not shown) to hold the temperature applicator on the subject's head. In this example, the head holder was a thin nylon spandex cap that was placed over the laminate to keep the laminate in position on the head before and during sleep. Applicator 400 includes a heat transfer region (surface 402) configured to be worn in contact with a patient's head. As noted above, an adhesive (eg, hydrogel, not shown) can be included to help form a thermal contact with the forehead. The applicator 400 shown in FIG. 4 includes a channel 405 through which the cooled (cooling) heat transfer liquid travels, and in this example includes an inlet 407 and an outlet 409 to pump the heat transfer fluid through the applicator. Can do. In this example, the applicator also includes at least one sensor 411 that includes a thermistor that monitors the temperature of the applicator, and this information can be fed back to a system that regulates the temperature of the applicator.

この解析では、無作為順に定められた被験者内計画において、前頭部低体温法の活性温度及び制御温度の範囲にわたって不眠症の人物と不眠症でない人物との間の睡眠の違いを試験した。解析した主な集団差は、様々な治療介入にわたって不眠症患者を比較する被験者内治療介入検査であった。多変量共分散解析は、年齢及び性別などの既知の共変量を制御しながら集団間の複数の測度を比較するために使用される混成方法である。治療介入にわたる測度の違いを検討するモデルに反復領域を追加した。これらの結果を、前頭部を覆う同一の伝熱パッドを用いて同一流速で循環する水の、基準から常温、22℃の温度、14℃の温度に掛けて線形効果があるかどうかについて試験した。図11A〜図11Lに表示する図式的結果に、年齢及び性別が一致する歴史的対照被験者のデータを示して標準的睡眠との関係を示す。   In this analysis, the differences in sleep between insomnia and non-insomnia persons were tested over a range of activation and control temperatures for forehead hypothermia in a within-subject plan determined in random order. The main population difference analyzed was an in-subject interventional test comparing insomnia patients across various therapeutic interventions. Multivariate covariance analysis is a hybrid method used to compare multiple measures between populations while controlling known covariates such as age and gender. An iterative domain has been added to the model that examines the difference in measures across therapeutic interventions. Test these results to see if there is a linear effect on water circulating at the same flow rate using the same heat transfer pad covering the forehead to normal temperature, 22 ° C, 14 ° C. did. The graphical results displayed in FIGS. 11A-11L show the relationship with standard sleep by showing data for historical control subjects with matching age and gender.

検査した12人の一次性不眠症被験者(9人の女性/3人の男性、44.62+12.5年の平均年齢+s.d.)を、年齢及び性別が一致する12人の健康な歴史的対照被験者と比較した場合、結果には、特に(14℃のパラメータに近い)低温において低体温療法への著しい影響が見られる。図11A〜図11Lに示すグラフには、同じ検査室環境で検査した健康な対照被験者の規範測度に対する比較も示す。   Twelve primary insomnia subjects examined (9 women / 3 men, 44.62 + 12.5 years average age + sd) were compared to 12 healthy historically matched age and gender When compared to control subjects, the results have a significant impact on hypothermia therapy, especially at low temperatures (close to the 14 ° C. parameter). The graphs shown in FIGS. 11A-11L also show a comparison to the normative measure of healthy control subjects tested in the same laboratory environment.

これらの結果は、前頭前皮質に隣接する被験者の皮膚に非侵襲的に付与した熱効果(低体温効果)に温度依存効果があることを示す。この効果は、GNT前の一定時間、及び睡眠中の夜間全体又は夜間の一部を含むGNT後の一定時間にわたって治療を適用する上で時間依存性とすることもできる。以下、これらの効果及びパラメータを示す。   These results indicate that the thermal effect (hypothermic effect) applied non-invasively to the skin of the subject adjacent to the prefrontal cortex has a temperature-dependent effect. This effect can also be time-dependent in applying treatment over a period of time before GNT and for a period of time after GNT, including the whole night or part of the night during sleep. Hereinafter, these effects and parameters will be shown.

例えば、通常、システムは、前頭前皮質の上方の(隣接する)患者の皮膚に(非侵襲的に)、不快なほど冷たいとは知覚されない温度(例えば、典型的には14℃などの約10℃以上)で長期間にわたって低体温療法を適用する。通常、この療法は、図11Aに示すように入眠までの時間を短縮する。図11Aでは、冷却(22℃の適度な冷却と14℃の最大冷却の両方)を受けた不眠症患者の入眠時間が未治療の被験者よりも有意に短かった。この効果は、温度依存性であるとも思われ、14℃で大幅に冷却(「最大冷却」)した方が入眠が速かった。   For example, the system typically has a temperature (eg, typically about 10 ° C. such as 14 ° C.) that is not perceived as unpleasantly cold (non-invasively) in the patient's skin above (adjacent) the prefrontal cortex. Apply hypothermia over a long period of time (> ° C). Normally, this therapy shortens the time to sleep as shown in FIG. 11A. In FIG. 11A, the sleep time of insomnia patients who received cooling (both moderate cooling at 22 ° C. and maximum cooling at 14 ° C.) was significantly shorter than untreated subjects. This effect seems to be temperature-dependent, and sleep was quicker when cooled significantly at 14 ° C. (“maximum cooling”).

システムは、不眠症患者の素早い入眠に役立つことに加えて、図11B〜図11Eに示すように睡眠時間も改善して延ばし、この効果も温度依存性であった。例えば、低体温療法は入眠後の覚醒も低下させ、図11B、図11C及び図11Dでは、不眠症患者が入眠後に覚醒した時間が、図11Cに示すようにとりわけ夜間の前半で正常対照内に低下した。この準備作業は、夜間前半での効果については後半に比べて決定的ではないが、少なくとも夜間前半(例えば、予想睡眠期間)に例えば約2〜6時間にわたって低体温療法を行うことが十分に効果的であり、この時点を超えると効果が薄れることを示唆する。或いは、患者の睡眠をさらに調節するために、睡眠中の後の方で付与温度を上下に変化させることも有益となり得る。   In addition to helping insomnia patients to fall asleep quickly, the system also improved and extended sleep time as shown in FIGS. 11B-11E, and this effect was also temperature dependent. For example, hypothermia also reduces awakening after falling asleep, and in FIGS. 11B, 11C, and 11D, the time that an insomnia patient woke up after falling asleep is within normal controls, especially in the first half of the night, as shown in FIG. 11C. Declined. This preparatory work is less definitive than the latter half in terms of the effect in the first half of the night, but it is sufficiently effective to perform hypothermia therapy for at least the first half of the night (for example, the expected sleep period) for about 2 to 6 hours, for example. This suggests that the effect diminishes beyond this point. Alternatively, it may be beneficial to change the applied temperature up or down later in sleep to further regulate the patient's sleep.

低体温療法は、(図11Eに示すように)総睡眠時間を延ばすとともに、全体的な睡眠効率を「正常」範囲内まで高めた(図11F)。また、図11G〜図11Iに示すように、低体温療法は、EEG睡眠段階をさらに深い睡眠段階に移行させる。また、これらの実験では、低体温療法が、徐波睡眠を健康レベルに向けて増加させる(図11J〜図11L)。   Hypothermia increased total sleep time (as shown in FIG. 11E) and increased overall sleep efficiency to within the “normal” range (FIG. 11F). In addition, as shown in FIGS. 11G to 11I, hypothermia therapy shifts the EEG sleep stage to a deeper sleep stage. Also, in these experiments, hypothermia increases slow wave sleep toward health levels (FIGS. 11J-11L).

上記の効果は、とりわけ早期適用期間(例えば、入眠及び早期維持)中には用量依存的のように思われ、常温から摂氏22度、摂氏14度に掛けて改善レベルが高くなる。従って、望ましい睡眠のタイプに応じて、夜間睡眠にわたって調節的に温度を変化させて睡眠を特徴的に変化させることができる。温度を変化させることにより、システムの電力要件を抑えることもできる。実現された睡眠のタイプに関する情報を伝えるフィードバックを用いて、リアルタイムで温度アルゴリズムを微調整することもできる。   The above effects appear to be dose-dependent, especially during the early application period (eg sleep onset and early maintenance), and the level of improvement increases from ambient temperature to 22 degrees Celsius and 14 degrees Celsius. Thus, depending on the type of sleep desired, the sleep can be characteristically altered by changing the temperature in a controlled manner over night sleep. Changing the temperature can also reduce system power requirements. The temperature algorithm can also be fine-tuned in real time using feedback that conveys information about the type of sleep achieved.

装置及びシステム
本明細書では、前頭前皮質上の皮膚に低体温療法を提供する様々な装置及びシステムについて説明する。一般に、これらの装置は、前頭前皮質上の皮膚を冷却するように構成された少なくとも1つの熱伝達領域(例えば、伝熱パッド)を含む。
Devices and Systems This document describes various devices and systems that provide hypothermia therapy to the skin on the prefrontal cortex. In general, these devices include at least one heat transfer region (eg, a heat transfer pad) configured to cool the skin on the prefrontal cortex.

この熱伝達領域は、とりわけ以下で詳細に説明するあらゆる適切な構成とすることができる。例えば、伝熱パッドは、脳の前頭皮質上の前頭部領域を覆うように成形することができる。上述したように、前頭皮質は、睡眠遮断検査に基づく睡眠の回復的側面をもたらすために重要と考えられる。睡眠遮断後には、徐波睡眠の量、恒常的睡眠機能の相関が回復睡眠において増加する。徐波の増加は、前頭皮質において局所的に最大になる。前頭皮質は、睡眠遮断後の夜間回復睡眠中には通常の睡眠よりも大きな代謝活動の低下を示すことも分かってきた。睡眠遮断に関する認知障害は、前頭皮質機能に関連すると思われる領域で観察されてきた。脳撮像及び上述したEEG睡眠調査研究では、前頭皮質と同様の形状の前頭部に冷却刺激を付与すると下にある前頭皮質の代謝活動が低下し、このことが不眠症患者の徐波睡眠の増加、睡眠潜時の短縮、入眠後覚醒の減少、夜間睡眠時間の増加に関連することが示されている。最後に、不眠症患者は、夜間睡眠中に目が覚める傾向に関連して睡眠中に全脳代謝及び前頭皮質代謝が高くなることが示されている。   This heat transfer region can be of any suitable configuration, more particularly described in detail below. For example, the heat transfer pad can be shaped to cover the frontal region on the frontal cortex of the brain. As mentioned above, the frontal cortex is considered important to provide a recovering aspect of sleep based on sleep deprivation tests. After sleep deprivation, the correlation between the amount of slow wave sleep and the constant sleep function increases in recovery sleep. The slow wave increase is locally maximized in the frontal cortex. The frontal cortex has also been shown to show a greater reduction in metabolic activity during night recovery sleep after sleep deprivation than normal sleep. Cognitive impairment related to sleep deprivation has been observed in areas that appear to be related to frontal cortical function. In brain imaging and the EEG sleep study described above, when cooling stimulation is applied to the frontal cortex with the same shape as that of the frontal cortex, the metabolic activity of the underlying frontal cortex is reduced, which is the slow wave sleep of insomnia patients. It has been shown to be associated with increased, reduced sleep latency, decreased awakening after sleep, and increased nighttime sleep. Finally, insomnia patients have been shown to have high whole brain and frontal cortex metabolism during sleep in relation to their tendency to wake up during nighttime sleep.

いくつかの形態では、熱伝達領域を、睡眠に役立つように前頭皮質上の頭皮領域に熱伝達を向けるマスク、衣類又はその他の装置の一部とすることができる。いくつかの形態では、熱伝達領域が、前頭皮質の全部又は一部を覆うように制限される。従って、いくつかの形態では、システムが、熱伝達領域を皮膚領域(例えば、前頭部)に制限するように構成される。   In some forms, the heat transfer area may be part of a mask, clothing or other device that directs heat transfer to the scalp area on the frontal cortex to aid in sleep. In some forms, the heat transfer area is limited to cover all or part of the frontal cortex. Thus, in some forms, the system is configured to limit the heat transfer area to the skin area (eg, the forehead).

いくつかの形態では、熱伝達領域(例えば、パッド)の形状が、夜間睡眠にわたるヘアスタイル/パターンの乱れを最小限に抑えるように、パッドを装着する個人の生え際との重なりを最小化するような特注形状である。この構成では、この形状が、ヘアスタイルとの相互作用を最小限に抑えるために利用可能な、髪に覆われていない皮膚範囲を最大化する。   In some forms, the shape of the heat transfer area (e.g., pad) minimizes overlap with the hairline of the individual wearing the pad so as to minimize hairstyle / pattern disturbances over night sleep. It is a special order shape. In this configuration, this shape maximizes the uncovered skin area available to minimize interaction with the hairstyle.

熱伝達領域は、空冷又は水冷及び固体冷却(例えば、ペルチェ素子)、又はこれらの何らかの組み合わせを含むあらゆる適切な機構によって温度調節することができる。熱電圧領域が流体(例えば、水又はその他の冷却液)である形態では、システムが、装置の残り部分から分離して配置できる冷却液容器を含むことができる。例えば、この冷却液容器には、管体によって(前頭前皮質領域上の患者の皮膚に接触する熱伝達領域を含む)マスク又は高温アプリケータを接続することができる。この冷却液を熱伝達領域に圧送して皮膚を冷却し、従って前頭前皮質に低体温療法を適用することができる。一般に、熱伝達領域の冷却には、非流体法又は非熱電法を含むあらゆる適切な方法を使用することができる。例えば、熱伝達領域は、気体、又は流体/気体の相変化、或いは他の化学的吸熱反応によって冷却することもできる。   The heat transfer area can be temperature controlled by any suitable mechanism including air cooling or water cooling and solid cooling (eg, Peltier elements), or some combination thereof. In configurations where the thermovoltage region is a fluid (eg, water or other coolant), the system can include a coolant container that can be placed separately from the rest of the device. For example, a mask or high temperature applicator (including a heat transfer area that contacts the patient's skin on the prefrontal cortex area) can be connected to the coolant container by a tube. This coolant can be pumped into the heat transfer area to cool the skin and thus hypothermia can be applied to the prefrontal cortex. In general, any suitable method can be used to cool the heat transfer region, including non-fluidic or non-thermoelectric methods. For example, the heat transfer region may be cooled by gas, or fluid / gas phase change, or other chemical endothermic reactions.

管体を含む形態では、睡眠中の快適性が最適化されるように管体を配置することができる。例えば、いくつかの形態では、患者が頭部に装置を装着して眠っている時に患者の眠りを妨げないように、或いは患者の頭部又は首部に絡み付くリスクを負わないように、伝熱流体をマスクに導く管体を患者から離れて接続されるように構成することができる。いくつかの形態では、熱伝達領域が、マスク又はアプリケータの前頭部領域の中心から出てくる入口/出口管体によって冷却液源に接続される。人々は、側頭部及び後頭部が寝台面又は枕に接するように横向き又は仰向けになって眠る傾向にある。   In a form including a tube, the tube can be arranged so that comfort during sleep is optimized. For example, in some configurations, the heat transfer fluid does not interfere with the patient's sleep when the patient is sleeping with the device on his / her head, or is not at risk of getting entangled in the patient's head or neck. The tube leading to the mask can be configured to be connected away from the patient. In some forms, the heat transfer area is connected to the coolant source by an inlet / outlet tube that emerges from the center of the mask or applicator frontal area. People tend to sleep sideways or on their back with their temporal and occipital heads in contact with the bed surface or pillow.

或いは、いくつかの形態では、あらゆる入口/出口管体がマスクの頂部から延びて、人々が顔を下向きにして寝る時に有用となり得る。管体は、マスクに対して旋回し、屈曲し、回転し、又は撓むように形成することができる。例えば、アプリケータと管体との間の接合部を回転及び/又は旋回接合部として(特に、より硬質のアプリケータ及びそれを取り囲む管体領域と比べて)柔軟性を持たせることができる。   Alternatively, in some forms, any inlet / outlet tube can extend from the top of the mask and be useful when people sleep with their face down. The tube can be formed to pivot, bend, rotate, or flex with respect to the mask. For example, the joint between the applicator and the tube can be made flexible as a rotating and / or pivoting joint (particularly compared to the harder applicator and the surrounding tube region).

熱伝達領域は、あらゆる適切な方法で患者の頭部に接続して保持することができる。同様に、アプリケータから延びるあらゆる管体も、頭頂部に広がって頭部の中心から出るように固定又は保持することができる。一般に頭頂部は寝台面又は枕に接触しないので、コネクタ及び管体の別の構成が前頭部を覆って頭頂部から出ることもできる。別の構成では、こめかみを覆う側面を越えて出てくる入口/出口管体が、耳の周囲から後頭部に掛けて横切るように成形又は構成される。従って、1つの構成では、管体及びコネクタがこめかみの上側及び耳の周囲から後頭部に掛けて横切る。この構成では、睡眠中に管体及びコネクタ上に頭部が載った時の不快感を最小限に抑えるように、あらゆる管体及びコネクタを比較的平らに形成することができる。管体は、漏れたり潰れたりして熱伝達を制限しないように構成することもできる。最後に、管体は断熱することもできる。   The heat transfer area can be connected and held on the patient's head in any suitable manner. Similarly, any tube extending from the applicator can be fixed or held so that it extends to the top of the head and out of the center of the head. In general, the top of the head does not contact the bed surface or pillow, so other configurations of the connector and tube can also cover the front and exit the top of the head. In another configuration, the inlet / outlet tube exiting beyond the side covering the temple is shaped or configured to traverse from around the ear to the back of the head. Thus, in one configuration, the tube and connector cross across the back of the head from the top of the temple and around the ear. In this configuration, any tube and connector can be made relatively flat so as to minimize discomfort when the head rests on the tube and connector during sleep. The tube can also be configured so that it does not limit heat transfer due to leakage or collapse. Finally, the tube can also be insulated.

本明細書で説明するシステムは、被験者が毎晩装着するように構成することができ、従って洗濯できる、使い捨ての、又は交換式の皮膚接触領域を含むことができる。いくつかの形態では、アプリケータ全体が使い捨てであり、他の形態では、一部のみが使い捨てである。例えば、熱伝達領域は、使用毎に毎晩交換できる使い捨ての材料又はカバーで覆うことができる。一般に、この使い捨て領域(例えば、カバー)は、熱伝達領域が前頭皮質上の皮膚に効果的に低体温療法を適用できるように、全体又は一部にわたって熱を伝達するように適合される。いくつかの形態では、このカバーが、使い捨てのバイオゲルカバーとして構成される。   The system described herein can be configured to be worn by a subject every night and can thus include a washable, disposable or replaceable skin contact area. In some forms, the entire applicator is disposable, while in other forms, only a portion is disposable. For example, the heat transfer area can be covered with a disposable material or cover that can be changed nightly for every use. Generally, this disposable area (eg, cover) is adapted to transfer heat in whole or in part so that the heat transfer area can effectively apply hypothermia therapy to the skin on the frontal cortex. In some forms, the cover is configured as a disposable biogel cover.

いくつかの形態では、側部管体が、後頭部の周囲に延びる1又は2以上のアプリケータ固定用ストラップと一体化される。これらの形態では、いずれもストラップを利用してマスクを頭部上に保持し、マスクからの余分な管体/コネクタ/材料を最小限に抑えるために、管体及びコネクタをストラップに一体化することができる。   In some forms, the side tube is integrated with one or more applicator securing straps that extend around the back of the head. Both of these forms utilize a strap to hold the mask on the head and integrate the tube and connector into the strap to minimize extra tube / connector / material from the mask. be able to.

いくつかの形態では、システムが、頭頂部からキャップが浮かび上がるのを防ぐのに役立つ顎ストラップを含む。この構成では、マスクの両側から材料片が出てきて装着者の顎の下を包む。この目的は、夜間睡眠にわたる姿勢の変化中に起きる可能性がある頭頂部からのマスクの離脱を防ぐことである。いくつかの形態では、アプリケータ前面のストラップ締めを用いて調整を容易にし、枕に載っている後頭部との干渉を最小限に抑えることができる。締め具又は留め具には、ベルクロ(登録商標)、接着剤、スナップ及び他のタイプの留め具などの、とりわけ不快感を生じる恐れがあるマスク又はストラップ領域のあらゆる嵩張りを最小限に抑えるあらゆる適切な材料を使用することができる。一例では、頭部を寝台面に横たえた時にマスクの快適性を妨げない前頭部領域に留め具が存在する。   In some forms, the system includes a chin strap that helps prevent the cap from rising from the top of the head. In this configuration, pieces of material emerge from both sides of the mask and wrap under the wearer's chin. The purpose is to prevent mask withdrawal from the top of the head that can occur during posture changes over night sleep. In some configurations, strapping on the front of the applicator can be used to facilitate adjustment and minimize interference with the back of the head resting on the pillow. Fasteners or fasteners include anything that minimizes any bulkiness of the mask or strap area that can cause discomfort, such as Velcro, adhesives, snaps, and other types of fasteners Any suitable material can be used. In one example, there are fasteners in the frontal region that do not interfere with the comfort of the mask when the head is laid on the bed surface.

いくつかの形態では、システムが、一般に前頭部形状を同様のサイズの前頭部に近似させる1又は2以上の型、及び個人の固有の頭部サイズに合わせた特定の前頭部成形品を含むことができる。例えば、マスクに使用する材料は、頭部の一般的形状に合わせて特異的に成形することができ、より具体的には、睡眠に役立てるためにマスクを使用する各個人向けに成形することができる。一般に、熱伝達領域は、下にある皮質への熱伝達効率を高めるために頭部表面(皮膚)に対する熱伝達領域の表面接触を最大化するように構成された表面を有することができる。この構成は、非可鍛性材料を用いて固定サイズの型を生成するようないずれかの恒久的手段、又は何らかの可鍛性材料を頭部に配置した後に表面特徴に合わせて一時的に成形できるいずれかの手段によって行うことができる。一例として、下にある頭部、発泡体又は形状記憶材料などの形状に一致するように膨張又は拡張することができる、気体又は流体で満たされた空洞を有する何らかの形態の拡張性材料を挙げることができる。   In some forms, the system generally has one or more molds that approximate the forehead shape to a similarly sized forehead, and a specific forehead molding tailored to the individual's unique head size. Can be included. For example, the material used for the mask can be specifically shaped to match the general shape of the head, and more specifically can be shaped for each individual who uses the mask to help sleep. it can. In general, the heat transfer region can have a surface configured to maximize the surface contact of the heat transfer region to the head surface (skin) to increase the efficiency of heat transfer to the underlying cortex. This configuration can be temporarily molded to surface features after any permanent means such as using a non- malleable material to create a fixed size mold, or any malleable material placed on the head. This can be done by any means possible. One example is any form of expandable material having a gas or fluid filled cavity that can be expanded or expanded to match the shape of the underlying head, foam or shape memory material, etc. Can do.

例えば、いくつかの形態では、アプリケータが、快適性を高め、表面接触を増大させて熱伝達を最大化するように、キャップに組み込まれた1又は2以上の注入/真空チャンバを含む。注入又は真空チャンバをマスクに組み込み、頭部形状に合わせてマスク材料を形成するように膨張又は収縮させることができる。マスクを頭部に配置した後に、マスクの裏面のチャンバから流体又は気体を除去し、又は何らかの外層に流体又は気体を注入することによってマスクを皮膚に密着させ、前頭部の自然な湾曲を与えることによって、マスクが頭部上に留まることができる接着シールを形成することができる。1つの形態では、アプリケータ(例えば、マスク)が、前頭部形状のみを使用して注入/真空チャンバ及び/又は粘着性材料を用いてアプリケータの位置を維持するストラップレス設計を有する。この構成では、粘着性材料、或いはマスク内の何らかの材料の膨張/縮小又は一時的可鍛性の何らかの組み合わせによって生じる何らかの形の一時的な粘着性が、マスクを適所に保持するためのさらなるストラップ又はカバーを必要とせずにマスクを固定するという目的に役立つことができる。このアプリケータのストラップレス構成は、一部の睡眠中の個人が横を向いて眠っている時に側頭部と後頭部の間に材料が入り込まないように快適性を高めることができる。   For example, in some forms, the applicator includes one or more injection / vacuum chambers incorporated into the cap to enhance comfort and increase surface contact to maximize heat transfer. An implantation or vacuum chamber can be incorporated into the mask and expanded or contracted to form a mask material that conforms to the head shape. After placing the mask on the head, remove the fluid or gas from the chamber on the back of the mask, or inject the fluid or gas into some outer layer to bring the mask into close contact with the skin, giving a natural curvature of the forehead This can form an adhesive seal that allows the mask to remain on the head. In one form, the applicator (eg, mask) has a strapless design that uses only the forehead shape to maintain the position of the applicator using an injection / vacuum chamber and / or an adhesive material. In this configuration, the adhesive material, or some form of temporary adhesion caused by some combination of expansion / contraction or temporary malleability of some material in the mask, can be further strapped to hold the mask in place or It can serve the purpose of securing the mask without the need for a cover. This strapless configuration of the applicator can increase comfort so that no material enters between the temporal and occipital regions when some sleeping individuals are sleeping sideways.

いくつかの形態では、睡眠前及び睡眠中に眼窩前頭皮質の代謝を低下させるために、光の遮断及び/又は眼窩前頭皮質のさらなる冷却を行う一体型アイパッドを含めることができる。   In some forms, an integrated eyepad that blocks light and / or further cools the orbitofrontal cortex to reduce metabolism of the orbitofrontal cortex before and during sleep can be included.

別の構成では、前頭皮質上の頭部領域を覆うことに加えてさらなる材料が下方に延びて眼の上の眼窩を覆うようにマスクを形成することができる。この材料は、複数の機能を果たすことができる。まず、この材料は、下にある眼窩前頭皮質を冷却することによって、睡眠を助長する前頭皮質領域の代謝低下を促す、という目的で眼窩が冷却されるように熱伝達材料を組み込むことができる。この材料の別の機能は、脳覚醒に対する既知の光の影響を考えると睡眠を妨げる可能性がある視覚的感覚刺激を遮断することである。この材料の別の機能として、この頭部領域の熱伝達が冷却される感覚によって生じるリラックス効果、ストレス及び不安低減効果をもたらすことができる。これにより、これ自体が、下にある脳の代謝への影響に加えて睡眠を促すことができる。いくつかの形態では、アプリケータが、熱伝達領域の周囲に、不要及び不快となり得る(眼の眼窩を含む)隣接領域の冷却を防ぐ断熱体を含むことができる。   In another configuration, in addition to covering the head region on the frontal cortex, a mask can be formed such that additional material extends downward to cover the orbit above the eye. This material can serve multiple functions. First, the material can incorporate a heat transfer material so that the orbit is cooled for the purpose of cooling the underlying orbital frontal cortex to promote metabolic degradation of the frontal cortex area that promotes sleep. Another function of this material is to block visual sensory stimuli that can interfere with sleep given the effects of known light on brain arousal. Another function of this material can be to provide a relaxing, stress and anxiety reducing effect caused by the sensation that the heat transfer in the head region is cooled. This in itself can promote sleep in addition to the effects on the underlying brain metabolism. In some forms, the applicator can include insulation around the heat transfer area to prevent cooling of adjacent areas (including the eye sockets) that can be unwanted and uncomfortable.

いくつかの形態では、装置が、睡眠中に騒音の遮断及び/又はオーディオ入力の供給を行う一体型イヤパッドのオプションを含むことができる。例えば、アプリケータは、前頭皮質上の頭部領域を覆うことに加え、さらなる材料が下方に延びて耳を覆うように構成することができる。この材料は、複数の機能を果たすことができる。まず、この材料は、下にある眼窩前頭皮質を冷却することによって、睡眠を助長する前頭皮質領域の代謝低下を促す、という目的で耳腔、耳道及び耳洞が冷却されるように熱伝達材料を組み込むことができる。これとは別に、又はこれに加えて、この材料は、脳覚醒に対する既知の音の影響を考えると睡眠を妨げる可能性がある聴覚的感覚刺激を遮断することができ、及び/又はこの頭部領域の熱伝達が冷却される感覚によって生じるリラックス効果、ストレス及び不安低減効果をもたらすことができる。これにより、下にある脳の代謝への影響に加えて睡眠を促すことができる。   In some forms, the device may include an integrated earpad option that blocks noise and / or provides audio input during sleep. For example, in addition to covering the head region on the frontal cortex, the applicator can be configured such that additional material extends downward to cover the ear. This material can serve multiple functions. First, this material transfers heat so that the ear cavity, ear canal, and ear canal are cooled with the goal of cooling the underlying orbital frontal cortex to help reduce metabolism in the frontal cortex area that promotes sleep. Material can be incorporated. Alternatively or in addition, the material can block auditory sensory stimuli that may interfere with sleep given the effects of known sounds on brain arousal and / or the head It can have a relaxing effect, stress and anxiety reducing effect caused by the sense that the heat transfer in the region is cooled. This can promote sleep in addition to the underlying effect on brain metabolism.

いくつかの形態では、アプリケータが、睡眠前及び睡眠中に脳代謝を低下させることによって睡眠の質を高めるために、睡眠前及び睡眠中に頸動脈に熱的刺激を与えて脳を冷却する一体型首パッドを含む(又は一体型首パッドと共に使用されるように構成する)ことができる。頸部には、首の皮膚の表面近くに複数の動脈が走っている。別の構成では、前頭皮質上の頭部領域を覆うことに加えてさらなる材料が下方に伸びて頸部を覆うようにマスクを構成することができる。この材料は、複数の機能を果たすことができる。まず、この材料は、脳全体に血液を供給する下にある動脈を冷却することによって、睡眠を助長する全脳代謝の低下を促す、という目的で頸部が冷却されるように熱伝達材料を組み込むことができる。この材料の別の機能として、この頭部領域の熱伝達が冷却される感覚によって生じるリラックス効果、ストレス及び不安低減効果をもたらすことができる。   In some forms, the applicator provides thermal stimulation to the carotid artery to cool the brain before and during sleep to improve sleep quality by reducing brain metabolism before and during sleep An integrated neck pad can be included (or configured to be used with the integrated neck pad). In the neck, multiple arteries run near the surface of the neck skin. In another configuration, in addition to covering the head region on the frontal cortex, the mask can be configured such that additional material extends downward to cover the neck. This material can serve multiple functions. First, this material uses a heat transfer material that cools the neck to cool down the arteries that supply blood to the entire brain, thereby helping to reduce overall brain metabolism that promotes sleep. Can be incorporated. Another function of this material can be to provide a relaxing, stress and anxiety reducing effect caused by the sensation that the heat transfer in the head region is cooled.

別の構成では、前頭皮質上の頭部領域を覆うことに加えてさらなる材料が下方に伸びて側頸部及び後頸部を覆うようにマスクを形成することができる。このさらなる材料は、脳幹、小脳及び後頭皮質などの下にある脳領域を冷却することによって、睡眠を助長できるこれらの脳領域の代謝の低下を促す、という目的で頸部が冷却されるように熱伝達材料を組み込むことができる。この材料は、この頭部領域の熱伝達が冷却される感覚によって生じるリラックス効果、ストレス及び不安低減効果をもたらすこともできる。これにより、これ自体が、下にある脳の代謝への影響に加えて睡眠を促すことができる。   In another configuration, in addition to covering the head region on the frontal cortex, the mask can be formed such that additional material extends downward to cover the side and back necks. This additional material ensures that the cervix is cooled with the aim of cooling the underlying brain areas such as the brainstem, cerebellum, and occipital cortex to promote a decrease in metabolism of these brain areas that can promote sleep. A heat transfer material can be incorporated. This material can also provide a relaxing, stress and anxiety reducing effect caused by the sense that the heat transfer in this head region is cooled. This in itself can promote sleep in addition to the effects on the underlying brain metabolism.

いくつかの形態では、システムを、脳幹/視床下部の代謝活動を冷却し/低下させて睡眠を促す目的で、睡眠前及び睡眠中に鼻腔/中咽頭に冷却刺激を与えるように構成することができる。例えば、別の構成では、脳幹上部、視床下部及び眼窩前頭皮質などの下にある脳領域を冷却することによって、睡眠を助長できるこれらの脳領域の代謝の低下を促すために、鼻腔領域/喉及び鼻道の奥深くの中咽頭領域に熱伝達をもたらす方法を適用することができる。   In some forms, the system may be configured to provide cooling stimulation to the nasal cavity / oropharynx before and during sleep for the purpose of cooling / reducing brain stem / hypothalamic metabolic activity to promote sleep. it can. For example, in another configuration, by cooling the brain regions underneath the brain stem, hypothalamus, orbitofrontal cortex, etc., to promote a decrease in metabolism of these brain regions that can promote sleep, the nasal region / throat And methods that provide heat transfer to the oropharyngeal region deep in the nasal passages can be applied.

一般に、これらの装置及びシステムは、睡眠中の患者が装着するように意図された他のあらゆる装置と組み合わせて使用することができる(また、このような装置の一部として一体化することができる)。例えば、呼吸治療装置(例えば、人工呼吸器、酸素吸入器、CPAP機など)は、本明細書で説明したような睡眠の改善に役立つ及び/又は睡眠障害を治療する統合冷却システムを含むことができる。   In general, these devices and systems can be used in combination with any other device intended to be worn by a sleeping patient (and can be integrated as part of such a device). ). For example, a respiratory treatment device (eg, ventilator, oxygen inhaler, CPAP machine, etc.) may include an integrated cooling system that helps improve sleep and / or treats sleep disorders as described herein. it can.

上述したように、一般に、本明細書で説明するシステムは、患者及びシステムコンポーネント(例えば、熱伝達領域)の一方又は両方をモニタするための1又は2以上のセンサを含むことができる。いくつかの形態では、システムが、(皮膚温を測定する)温度センサ又は(例えば、EEGパラメータを測定する)電極などを含む、アプリケータ上の様々なパラメータを測定するように構成される。システムは、患者/医師にフィードバックを提供するように、及び/又はシステムの活動を修正するためにシステム(例えば、コントローラ)にフィードバックを提供するように構成することができる。   As discussed above, in general, the systems described herein can include one or more sensors for monitoring one or both of a patient and a system component (eg, a heat transfer region). In some forms, the system is configured to measure various parameters on the applicator, including temperature sensors (measuring skin temperature) or electrodes (eg, measuring EEG parameters). The system can be configured to provide feedback to the patient / physician and / or to provide feedback to the system (eg, a controller) to modify system activity.

また、いくつかの形態では、本明細書で説明するシステム及び装置が、快適性、リラックス感及び/又は睡眠を改善できるさらなる治療法又は非治療法を含むことができる。例えば、本明細書で説明するシステムは、皮膚上に振動/リズム/動きの感覚を引き起こす1又は2以上の振動動作又は機構を含むことができる。装置の1つの構成では、睡眠を促し及び/又はリラックス目的、不安又はストレス低減目的を生じることができる、他の箇所で注記したように睡眠を促して装置の他の効果を増大させることができる物理的感覚を生み出すことができる。例えば、流体チャネル内の物理的乱流を許可又は生成することができる。この装置の構成では、伝熱パッドのチャネル内の流体の方向及び動きが、装着者にとって肯定的な装置の感覚を促すことができる心地良い効果、リラックス効果、鎮静効果、ストレス低減効果、マッサージ様効果をもたらすように構成される。同様に、流体のポンプ圧のリズミカルな変化を、快適性、心地良さ、マッサージ感覚のために最適化することもできる。この装置の構成では、ポンプ内の圧力サイクルを交互にする様々な構成によって伝熱パッドのチャネル内の流体の方向及び動きを変化させることができ、これによって装着者にとって肯定的な装置の感覚を促すことができる心地良い効果、リラックス効果、鎮静効果、ストレス低減効果、マッサージ様効果をもたらすことができる。   Also, in some forms, the systems and devices described herein can include additional therapies or non-therapies that can improve comfort, relaxation, and / or sleep. For example, the systems described herein can include one or more vibrational motions or mechanisms that cause vibration / rhythm / motion sensations on the skin. In one configuration of the device, it can promote sleep and / or create relaxation, anxiety or stress reduction purposes, which can enhance sleep and other effects of the device as noted elsewhere. Can create physical sensations. For example, physical turbulence in the fluid channel can be permitted or generated. In this device configuration, the direction and movement of the fluid in the channel of the heat transfer pad can promote a positive device sensation for the wearer, soothing effect, relaxation effect, sedation effect, stress reduction effect, massage-like Configured to have an effect. Similarly, rhythmic changes in fluid pump pressure can be optimized for comfort, comfort and massage sensation. In this device configuration, various configurations that alternate the pressure cycle in the pump can change the direction and movement of the fluid in the channel of the heat transfer pad, thereby creating a positive device sensation for the wearer. It can bring about a soothing, relaxing, sedative, stress-reducing, and massage-like effect.

いくつかの形態では、システムが、快適性及び/又は効果の改善に役立つように匂い又は香りによる刺激を含むことができる。例えば、アロマの添加は、主観的にリラックス/睡眠と調和することができる。この装置の構成では、様々な香りによって伝熱パッドの匂いを変化させることにより、装着者にとって肯定的な装置の感覚を促すことができる心地良い効果、リラックス効果、鎮静効果、ストレス低減効果、マッサージ様効果をもたらすことができる。   In some forms, the system can include an odor or scent stimulation to help improve comfort and / or effectiveness. For example, the addition of aroma can be subjectively coordinated with relaxation / sleep. With this device configuration, by changing the odor of the heat transfer pad with various scents, it can promote a positive device sensation for the wearer, soothing effect, relaxation effect, sedation effect, stress reduction effect, massage It can bring about an effect.

上述したように、システムは、装置を使用する際に直接的又は間接的な音響変調を含むことができる。一般に、システムは、(たとえイヤホン/ヘッドホンなどを含まない形態でも、アプリケータの一部又は近隣装置の一部として)主観的にリラックス感/睡眠と調和する音を発することができる。この装置の構成では、伝熱パッド、又は(遠隔的な冷却液源を有する装置では)伝熱パッドに接続する遠隔装置に音を追加することにより、装着者にとって肯定的な装置の感覚を促すことができる心地良い効果、リラックス効果、鎮静効果、ストレス低減効果、マッサージ様効果をもたらすことができる。上述したように、装置は、睡眠の妨げになり得る望ましくない環境騒音を遮断するために、伝熱パッドに一体化されたイヤパッド又はプラグを含むことができる。装置の別の形態では、システムを、白色雑音又は遮断雑音を発することによって、睡眠中の個人の環境内の様々な断続的騒音を相殺するように構成することができる。   As mentioned above, the system can include direct or indirect acoustic modulation when using the device. In general, the system can produce a sound that is subjectively in harmony with relaxation / sleep (even as part of the applicator or as part of a neighboring device, even if it does not include earphones / headphones, etc.). This device configuration promotes a positive device sensation for the wearer by adding sound to the heat transfer pad or to a remote device that connects to the heat transfer pad (for devices with a remote coolant source). Can provide a pleasant effect, relaxing effect, sedation effect, stress reduction effect, massage-like effect. As described above, the device can include an ear pad or plug integrated with the heat transfer pad to block unwanted environmental noise that can interfere with sleep. In another form of the device, the system can be configured to offset various intermittent noises in the sleeping individual's environment by emitting white noise or block noise.

コントローラ
本明細書で説明するシステムは、いずれも熱伝達領域の温度を調節することによって低体温療法を提供するコントローラを含むことができる。一般に、この(低体温コントローラと呼ぶこともできる)コントローラは、適用温度とそのタイミング(又は時間コース)の両方を制御することができる。通常、コントローラは、冷却を適用する1又は2以上の時間コースに従うことを含め、所定の時間にわたって熱伝達領域に1又は2以上の温度を適用するように構成することができる。コントローラは、ユーザ選択可能な入力(タイミング、オン/オフの制御など)、及びフィードバック(例えば、皮膚表面からの、又は後述する他のシステムフィードバック)を含む複数の入力を含むことができる。
Controllers Any of the systems described herein can include a controller that provides hypothermia therapy by adjusting the temperature of the heat transfer area. In general, this controller (which can also be called a hypothermic controller) can control both the application temperature and its timing (or time course). Typically, the controller can be configured to apply one or more temperatures to the heat transfer area over a predetermined period of time, including following one or more time courses of applying cooling. The controller can include a plurality of inputs including user selectable inputs (timing, on / off control, etc.) and feedback (eg, from the skin surface or other system feedback described below).

活性化のための用量又は時間コースは、睡眠時熱伝達のタイムライン又はアルゴリズムと呼ぶことができる。例えば、いくつかの形態では、システムが、一定の時間コースを提供するように構成される。1つの構成では、使用期間にわたって変動することなく一貫した熱伝達率を維持することができる。例えば、システムは、睡眠前にのみ用量を投与するように構成することができる。1つの構成では、熱伝達アプリケータが、就寝前に45分〜1時間にわたって治療を適用して入眠過程を促すことができる。例えば、システムは、入眠を促すために熱伝達領域を約14℃に冷却するように構成することができ、この温度は、患者の快適性に基づいてさらに高い温度(例えば、最大30℃)に調整することも、又は一定温度にしておくこともできる。同様に、システムは、最終的な温度(例えば、10℃、14℃など)まで下降して被験者をその温度に順応させるように構成することもできる。この用途では、入眠に対する効果のみが望ましい場合、ある人物がベッドに入った時点で装置を取り外すこともできる。   The dose or time course for activation can be referred to as a sleep heat transfer timeline or algorithm. For example, in some forms, the system is configured to provide a constant time course. In one configuration, a consistent heat transfer rate can be maintained without variation over the period of use. For example, the system can be configured to administer a dose only before sleep. In one configuration, the heat transfer applicator can apply the treatment for 45 minutes to 1 hour before going to bed to facilitate the sleep process. For example, the system can be configured to cool the heat transfer area to about 14 ° C. to promote sleep falling, and this temperature can be higher (eg, up to 30 ° C.) based on patient comfort. It can be adjusted or kept at a constant temperature. Similarly, the system can be configured to drop to a final temperature (eg, 10 ° C., 14 ° C., etc.) to acclimate the subject to that temperature. In this application, if only the effect of falling asleep is desired, the device can be removed when a person enters the bed.

いくつかの形態では、システムを、患者がベッドに入った時にのみ使用して患者が眠った後も動作するように構成又は適合させることができる。1つの構成では、患者がベッドに入った時にアプリケータを装着又は適用し、夜間睡眠の一部又は全体にわたって低体温療法を適用して(夜間睡眠全体を含めて)睡眠過程を促すこともできる。この構成では、夜間の前半に深い睡眠を促して夜間の後半には効果を弱める上で、14℃又はその他の低温(例えば、10℃)が最大限の効果を発揮することができ、それよりも高温では効果が低くなる。   In some forms, the system can be configured or adapted to be used only when the patient is in bed and to operate after the patient sleeps. In one configuration, the applicator can be worn or applied when the patient enters the bed, and hypothermia therapy can be applied over part or all of the nighttime sleep (including the entire nighttime sleep) to facilitate the sleep process. . In this configuration, 14 ° C. or other low temperatures (eg, 10 ° C.) can exert the maximum effect in promoting deep sleep in the first half of the night and weakening the effect in the second half of the night. However, the effect is low at high temperatures.

いくつかの形態では、システムを、所望の睡眠時間(GNT)前と最初に寝付いた後の両方に低体温療法を施すように構成することができる。例えば、1つの構成では、入眠過程を促すために就寝の45分〜1時間前に伝熱パッドを適用し、夜間睡眠にわたる睡眠過程を促すために夜間睡眠全体を通じて適用したままにしておくことができる。従って、コントローラは、最初に(例えば、約14℃などの入眠温度に下降し、30分〜1時間などの所定の期間にわたって温度を維持する)入眠時間コースを適用し、その後に(例えば、睡眠の最初の2〜4時間又は残りの夜間にわたって約14℃などの比較的低い温度に温度を維持し、又はその後に徐々に温度を高レベルに上昇させる)睡眠維持時間コースに遷移するように構成することができる。維持時間コースは、夜間全体にわたって深い睡眠を維持することができ、最大30℃のさらに高い温度では促進度合いが低くなる。   In some forms, the system can be configured to apply hypothermia therapy both before the desired sleep time (GNT) and after first falling asleep. For example, in one configuration, the heat transfer pad may be applied 45 minutes to 1 hour before going to bed to promote the sleep process, and may remain applied throughout the night to promote the sleep process over night sleep. it can. Thus, the controller first applies a sleep time course (eg, falls to a sleep temperature such as about 14 ° C. and maintains the temperature for a predetermined period of time, such as 30 minutes to 1 hour), and then (eg, sleep Maintain a temperature at a relatively low temperature such as about 14 ° C. for the first 2-4 hours or the rest of the night or transition to a sleep maintenance time course where the temperature is gradually increased to a higher level) can do. The maintenance time course can maintain deep sleep throughout the night, with less acceleration at higher temperatures of up to 30 ° C.

従って、形態によって時間コースが一定の場合もあれば、(睡眠期間にわたる温度変化を含めて)時間コースが可変の場合もある。例えば、1つの構成では、使用期間全体にわたって、変化を規定した可変熱伝達率を提供することができる。装置温度の変化は直ちに皮膚表面で感知されるが、頭部表面に冷却刺激を適用する時点と、この冷却が下にある皮質に到達する時点との間には遅延が存在する。従って、可変時間コースアルゴリズムは、適用時点と、皮膚表面における温度感覚に対する所望の効果、又は下にある脳の温度に対する所望の効果及び結果として得られる脳代謝に対する効果が現れる時点との間に構築される異なる遅延を含むことができる。1つの構成では、システムの可変時間コースアルゴリズムに約30分の遅延が組み込まれることもある。   Therefore, the time course may be constant depending on the form, or the time course may be variable (including temperature change over the sleep period). For example, in one configuration, a variable heat transfer rate can be provided that defines the change over a period of use. Changes in device temperature are immediately perceived at the skin surface, but there is a delay between when the cooling stimulus is applied to the head surface and when this cooling reaches the underlying cortex. Thus, a variable time course algorithm is built between the point of application and the point at which the desired effect on the temperature sensation on the skin surface, or the desired effect on the underlying brain temperature and the resulting effect on brain metabolism appears. Different delays can be included. In one configuration, a delay of about 30 minutes may be incorporated into the system's variable time course algorithm.

いくつかの形態では、本明細書で説明するシステムが、寝付く前に使用されるように構成される(予備冷却装置又はシステムと呼ぶことができる)。従って、装置及び動作方法は、眠気を高めるために又は患者の睡眠潜時を短縮するために装着されるように特異的に構成することができる。装置は、本明細書で説明する睡眠前冷却に適したタイミングコントロールを含めることによって適合させることができる。いくつかの形態では、システムを、長い睡眠期間と短い睡眠期間とを区別するように構成することができ、例えば、「昼寝」(短い睡眠)又は長時間睡眠を促すように構成することができる。いくつかの形態では、システムが、睡眠時間を選択するためのコントロール(及びタイマ)を含むことができ、適用する低体温療法をコントロールに基づいて変化させることができる。昼寝モードでは、システムが、最初に(例えば、10℃〜18℃までの)高レベルの冷却を行って、第1の期間後に高温(例えば、24℃、又は約20〜28℃の何らかの温度)に移行し、又は熱的に「常温」(例えば、約30℃)に移行することができる。いくつかの形態では、システム又は装置が、6〜8時間の睡眠時間装置とは対照的に「昼寝」装置として構成される。   In some forms, the systems described herein are configured to be used before falling asleep (which can be referred to as a precooler or system). Thus, the device and method of operation can be specifically configured to be worn to increase sleepiness or to reduce a patient's sleep latency. The device can be adapted by including a timing control suitable for pre-sleep cooling as described herein. In some forms, the system can be configured to distinguish between long sleep periods and short sleep periods, for example, can be configured to promote “nap” (short sleep) or long sleep. . In some forms, the system can include a control (and timer) for selecting sleep time and the applied hypothermia can be varied based on the control. In the nap mode, the system initially performs a high level of cooling (eg, from 10 ° C. to 18 ° C.) and after the first period of time it is hot (eg, 24 ° C., or some temperature of about 20-28 ° C.). Or thermally transferred to “room temperature” (for example, about 30 ° C.). In some forms, the system or device is configured as a “nap” device as opposed to a 6-8 hour sleep time device.

上述したように、いくつかの形態では、システムが1又は2以上の下降時間コースを含む。例えば、就寝の45分〜1時間前に約30℃の常温で熱伝達領域を適用し、その後に下降速度を皮膚表面快適レベルに調整しながらこの温度をものの数分間に約14℃(例えば、10〜25℃)まで下降させて入眠過程を促すことができる。同様に、最初に中間快適皮膚温の装置を適用した後に時間と共に温度を下降させて所望の最終的な終点温度を達成することによって、あらゆる設定温度を達成することもできる。   As mentioned above, in some forms, the system includes one or more fall time courses. For example, applying a heat transfer area at room temperature of about 30 ° C. 45 minutes to 1 hour before going to bed, and then adjusting this descending speed to the skin surface comfort level, this temperature is about 14 ° C. in a few minutes (eg, 10-25 [deg.] C.) to promote the sleep process. Similarly, any set temperature can be achieved by first applying the intermediate comfort skin temperature device and then decreasing the temperature over time to achieve the desired final endpoint temperature.

いくつかの形態では、所定の値又はフィードバックに基づいて時間コースを変更することができる。例えば、NREM及びREM睡眠段階発生の確率と協調して熱伝達の時間コースを変更することを含むことができる睡眠維持時間コースを適用することができる。脳温度、並びに脳血流及び脳代謝は、夜間睡眠にわたって特異的に変化し、個人が体験中の睡眠段階と睡眠開始からの継続時間とに依存する。NREM睡眠段階は、浅いステージ1の睡眠と、深いステージ2の睡眠と、最も深い段階の徐波睡眠とを含み、夜間の前半には徐波睡眠が優勢になる。REM睡眠は、夜間全体にわたって60〜90分毎に周期的に発生し、夜間の後半部分には徐々に長く強いREM期間が発生する。脳温度、脳血流及び脳代謝は、深いNREM睡眠では低下してREM睡眠では上昇する傾向にある。これらの変化が起きる程度は、睡眠にとって機能的に重要と考えられている。従って、冷却装置は、正常な睡眠サイクルの時間コースを模倣する又はこれに従う時間コースを適用することによってREM睡眠の深化を促すことができる。この結果、前頭皮質の代謝活動が低下し、結果的に徐波睡眠が増加するようになる。   In some forms, the time course can be changed based on a predetermined value or feedback. For example, a sleep maintenance time course can be applied that can include changing the time course of heat transfer in concert with the probability of occurrence of NREM and REM sleep stages. Brain temperature, as well as cerebral blood flow and metabolism, vary specifically over night sleep and depend on the sleep stage the individual is experiencing and the duration from sleep onset. The NREM sleep phase includes shallow stage 1 sleep, deep stage 2 sleep, and deepest slow wave sleep, with slow wave sleep predominating in the first half of the night. REM sleep occurs periodically every 60 to 90 minutes throughout the night, and a long and strong REM period occurs gradually in the latter half of the night. Brain temperature, cerebral blood flow and cerebral metabolism tend to decrease in deep NREM sleep and increase in REM sleep. The extent to which these changes occur is considered functionally important for sleep. Thus, the cooling device can facilitate deepening of REM sleep by imitating or following a time course of a normal sleep cycle. As a result, the metabolic activity of the frontal cortex decreases, and as a result, slow wave sleep increases.

従って、可変熱伝達時間コースの1つの構成では、徐波睡眠が最大になりやすい夜間の早い時期に最大冷却を集中させ、REM睡眠及び自然な脳温度上昇が発生する夜間終期に向けて冷却度合いを抑えることができる。従って、1つのアルゴリズム(例えば、時間コース)は、不快感を伴わずに耐えられる(例えば、夜間の初めは約10℃〜約14℃、夜間睡眠の終わりまでに中間30℃に上昇する)最大冷却温度での熱伝達を含むことができる。この上昇は、夜間全体にわたって線形的とすることも、又は夜間全体にわたる標準的な徐波睡眠発生曲線によって明らかになる徐波睡眠の発生確率が高い期間に最大冷却が集中する曲線成分を有することもできる。   Therefore, in one configuration of the variable heat transfer time course, maximum cooling is concentrated early in the night when slow wave sleep is likely to be maximized, and the degree of cooling toward the end of the night when REM sleep and natural brain temperature increase occur. Can be suppressed. Thus, one algorithm (e.g., time course) can be tolerated without discomfort (e.g., about 10 ° C to about 14 ° C at the beginning of the night, rising to an intermediate 30 ° C by the end of night sleep) Heat transfer at the cooling temperature can be included. This increase can be linear throughout the night or have a curve component where maximum cooling is concentrated during periods of high probability of slow wave sleep as revealed by the standard slow wave sleep generation curve throughout the night. You can also.

例えば、鬱病などの一部の疾患では、REM睡眠に特徴的な変化があることが分かっている。上記の用量決定調査研究では、熱伝達マスクの温度を変化させるとREM睡眠の発生に予測可能な影響が及ぶことが示されている。従って、1つのアルゴリズムは、REM睡眠の発生を治療的に標的化するように意図された夜間全体にわたる可変熱伝達を含むことができる。例えば、夜間の最初の1/3にREM睡眠の継続期間及び強度が高く集中すると思われる鬱病では、この期間にわたって最大許容冷却温度(例えば、14℃)の温度を有する時間コースを使用すると、異常なREM睡眠の発生が抑えられると予想されるのに対し、夜間後半に常温を使用すると、この夜間部分におけるREM睡眠の生成が正常に近付くと予想される。   For example, some diseases such as depression are known to have characteristic changes in REM sleep. The above dose-finding studies have shown that changing the temperature of the heat transfer mask has a predictable effect on the occurrence of REM sleep. Thus, one algorithm can include variable heat transfer throughout the night that is intended to therapeutically target the occurrence of REM sleep. For example, in depression, where the duration and intensity of REM sleep is likely to be concentrated in the first third of the night, using a time course with a maximum allowable cooling temperature (eg, 14 ° C.) over this period will cause abnormalities. The generation of REM sleep is expected to be suppressed, whereas when room temperature is used in the latter half of the night, the generation of REM sleep in the night portion is expected to approach normal.

同様に、REM睡眠及びNREM睡眠の変化は、様々な精神神経疾患でも生じることがある。アプリケータの熱伝達領域の温度を変化させて、特定の疾患に直接関連する深いNREM睡眠又はREM睡眠の個別の側面を促進又は減退させるという一般的原理には、疾患に特有の治療的有用性があると予想される。   Similarly, REM sleep and NREM sleep changes may also occur in various neuropsychiatric disorders. The general principle of changing the temperature of the heat transfer area of the applicator to promote or diminish deep NREM sleep or individual aspects of REM sleep that are directly associated with a particular disease is the therapeutic utility specific to the disease. It is expected that there will be.

上記で簡単に述べたように、システムは、適用する低体温療法を調節するための、コントローラへのフィードバックを含むことができる。驚くべきことであるが、上述したように、適用する低体温療法を変化させると睡眠生理学に対して予測可能な影響が及ぶ。従って、睡眠生理学の変化を測定し、これらをフィードバックループに組み込んむことによって熱伝達を変化させることができる。このように、適用する熱伝達の量をリアルタイムで調整して何らかの望ましい生理的効果を達成することができる。   As briefly mentioned above, the system can include feedback to the controller to adjust the applied hypothermia therapy. Surprisingly, as mentioned above, changing the applied hypothermia has a predictable effect on sleep physiology. Thus, heat transfer can be changed by measuring changes in sleep physiology and incorporating them into a feedback loop. In this way, the amount of heat transfer applied can be adjusted in real time to achieve some desired physiological effect.

1つの構成では、使用期間にわたる身体生理機能の変化からのフィードバックに関連する規定の変化を含む可変熱伝達率を使用期間全体にわたって提供することができる。生理学的測定値をモニタし、この生理学的測定値のレベルに従ってリアルタイムで熱伝達を調整することができる。例えば、システムは、EEG周波数、心拍変動、筋緊張又はその他の機構などのいずれかのREM/NREM睡眠評価法によって評価されたREM睡眠又はNREM睡眠の有無に基づくフィードバックを含むことができる。従って、装置又はシステムは、睡眠サイクルの少なくとも何らかの指標をもたらす1又は2以上のセンサ(電極など)を含むことができ、コントローラは、この情報を入力又はモニタすることにより、検出されたREM/NREMの状態に基づいて適用用量を調節することができる。この認識された状態を予想される又は望ましい状態と比較することにより、適用する低体温療法を変更することができる。   In one configuration, a variable heat transfer rate can be provided over the entire period of use, including prescribed changes associated with feedback from changes in body physiology over the period of use. A physiological measurement can be monitored and heat transfer adjusted in real time according to the level of this physiological measurement. For example, the system may include feedback based on the presence or absence of REM sleep or NREM sleep as assessed by any REM / NREM sleep assessment method such as EEG frequency, heart rate variability, muscle tone or other mechanisms. Thus, the device or system can include one or more sensors (such as electrodes) that provide at least some indication of the sleep cycle, and the controller inputs or monitors this information to detect the detected REM / NREM. The application dose can be adjusted based on the condition of By comparing this recognized condition to the expected or desired condition, the applied hypothermia can be altered.

いくつかの形態では、これに加えて、又はこれとは別に、システムが、EEG波解析又はその他の機構によって測定される徐波睡眠の深さをモニタし、及び/又はこれに反応することもできる。同様に、システムは、HR変動又はその他の機構によって測定される自律的覚醒の度合いをモニタし、及び/又はこれに応答することもできる。適用する低体温法を調節するために(別個に又は組み合わせて)モニタできる、及び/又はシステムにフィードバックできる他の特徴例には、電気皮膚反応、皮膚温、睡眠中の眼球運動及び睡眠中の総身体動作がある。例えば、皮膚温は、装置の下にある頭部の皮膚、又は装置の下にない他の何らかの頭部の皮膚、又は末梢皮膚温、又は(内部的に又は何らかの外部手段によって測定される)中核温度、又は頭部及び末梢の体温調節を評価する何らかの組み合わせ測度、又は中核温度対末梢温度の測度において測定することができる。眼球運動又は身体動作は、光学的に、或いは1又は2以上のモーションセンサ又は(加速度計を含む)位置センサを通じてモニタすることができる。   In some forms, in addition or alternatively, the system may monitor and / or respond to slow wave sleep depth as measured by EEG wave analysis or other mechanisms. it can. Similarly, the system can monitor and / or respond to the degree of autonomous arousal as measured by HR fluctuations or other mechanisms. Other example features that can be monitored (separately or in combination) to adjust the applied hypothermia and / or can be fed back to the system include electrical skin reaction, skin temperature, eye movements during sleep, and sleep There is total body movement. For example, skin temperature is the skin of the head under the device, or any other head skin not under the device, or peripheral skin temperature, or core (measured internally or by some external means) It can be measured in temperature, or any combination measure that evaluates head and peripheral thermoregulation, or a measure of core temperature versus peripheral temperature. Eye movement or body movement can be monitored optically or through one or more motion sensors or position sensors (including accelerometers).

本明細書で説明するシステム及び装置の多くでは、装置を着用した被験者(及び/又は医師又はその他の専門家)が制御を調整することができる。いくつかの形態では、装置を着用した人物が、使用期間にわたる熱伝達率を修正し、この変化を主観的フィードバックにリンクさせることができる。例えば、装置を着用した人物は、装置を制御することにより、自身の即時快適性及び治療ニーズに従って何らかのわずかな増分で温度を上下に調整することができる。   In many of the systems and devices described herein, the subject (and / or physician or other professional) wearing the device can adjust the control. In some forms, the person wearing the device can modify the heat transfer rate over the period of use and link this change to subjective feedback. For example, a person wearing a device can control the device to adjust the temperature up or down in some slight increments according to their immediate comfort and treatment needs.

別の構成では、個人が自身の就寝時間及び所望の起床時間を設定し、予めプログラムされたアルゴリズムをこれらの時点で開始及び停止するように入力して、この時間にわたって相対的に増分調整が発生するようにすることができる。これらの自動時間計算は、あらゆる規定時間にわたるあらゆる可変熱伝達率スケジュールのために実装することができる。   In another configuration, an individual sets his bedtime and desired wake-up time and inputs a pre-programmed algorithm to start and stop at these times, resulting in a relative incremental adjustment over this time To be able to. These automatic time calculations can be implemented for any variable heat transfer rate schedule over any specified time.

一般に、アプリケータ(例えば、アプリケータの熱伝達領域)の下側の皮膚温をモニタすることもできる。システム及び/又は装置は、アプリケータを通じて皮膚に所定の温度を適用することができるが、皮膚温は必ずしもこの温度に冷却されるわけではなく、典型的にはこれよりも高い。いくつかの形態では、熱伝達領域の下側の皮膚温をモニタし、及び/又はコントローラにフィードバックして適用温度を調節することができる。上述したように、皮膚とアプリケータとの間の熱的接触は最適化又は調節することができる。例えば、アプリケータ(とりわけ熱伝達領域)を形成する材料は、適用温度を決定するように最適化又は別様に選択することができる。1つの形態では、皮膚に接触する伝熱パッドの裏地が、接触表面積を増やして熱伝達特性を高めることができるヒドロゲルである。別の構成では、この裏地を、夜間を通じた接触時に皮膚に対して活性化できる皮膚科学製品と組み合わせる。別の構成では、内側裏地を、毎晩、又は夜間睡眠にわたる適用時に皮膚に効果をもたらすことができる低頻度で回復させることができる。   In general, the skin temperature under the applicator (eg, the heat transfer area of the applicator) can also be monitored. The system and / or apparatus can apply a predetermined temperature to the skin through the applicator, but the skin temperature is not necessarily cooled to this temperature and is typically higher. In some forms, the skin temperature below the heat transfer area can be monitored and / or fed back to the controller to adjust the application temperature. As mentioned above, the thermal contact between the skin and the applicator can be optimized or adjusted. For example, the material forming the applicator (especially the heat transfer area) can be optimized or otherwise selected to determine the application temperature. In one form, the lining of the heat transfer pad that contacts the skin is a hydrogel that can increase the contact surface area and enhance the heat transfer properties. In another configuration, this backing is combined with a dermatological product that can be activated against the skin when contacted through the night. In another configuration, the inner lining can be restored at a low frequency that can have an effect on the skin when applied over night or night sleep.

冷却チャンバ、あらゆる管体及びヘッドギアは、日中の未使用時には次の夜間使用時まで保管しておくことができる。いくつかの形態では、装置が自給式(例えば、特に固体装置については電池式)である。従って、装置は、未使用時に再充電することができる。1つの構成では、外観を魅力的にするために、やはり機能的(例えば、再充電、消毒、保護など)とすることができる収納箱に設備全体を収容することができる。管体を含む形態では、魅力的な外観を維持するために、未使用時には管体を自動的に保管領域(例えば、箱)内に収納することができる。いくつかの形態では、装着者に害を及ぼし得る微生物の成長可能性を最小限に抑えるように、アプリケータが防腐剤と共に、及び/又は殺菌清浄及び殺菌保存を可能にする環境内に保管される。   The cooling chamber, all tubes and headgear can be stored until the next night use when not in use during the day. In some forms, the device is self-contained (eg, battery operated, especially for solid state devices). Thus, the device can be recharged when not in use. In one configuration, the entire facility can be housed in a storage box that can also be functional (eg, recharge, disinfect, protect, etc.) to make the appearance attractive. In a configuration including a tube, the tube can be automatically stored in a storage area (eg, a box) when not in use to maintain an attractive appearance. In some forms, the applicator is stored with preservatives and / or in an environment that allows sterilization cleaning and sterilization storage to minimize the potential for microbial growth that can harm the wearer. The

装置は、夜間の使用を意図されているので、制御は、微光環境での使用向けに最適化することができる。装置を使用する被験者は、照明が暗いと予想される夜間に装置を操作する必要があり、従っていくつかの形態では、個人が操作する必要がある装置又はシステムの制御機能が、個人が装置に接近した時にのみ点灯する。   Since the device is intended for night use, the control can be optimized for use in low light environments. Subjects using the device need to operate the device at night when the lighting is expected to be dark, so in some forms the device or system control functions that the individual needs to operate may be Lights only when approaching.

装置の別の構成では、制御機能を、睡眠に最小限しか干渉しない照明レベルで構成することができる。装置の別の構成では、制御機能を音声作動式とすることができる。装置の別の構成では、制御機能が、制御ボタンがどこに位置するかが暗闇の中でも個人に分かるように、手探りで識別できて装置の他の部分と差別化できる物理的特徴を有する。   In another configuration of the device, the control function can be configured at an illumination level that minimally interferes with sleep. In another configuration of the device, the control function can be voice activated. In another configuration of the device, the control function has physical characteristics that can be groped and differentiated from the rest of the device so that the individual can know where the control buttons are located in the dark.

一般には、装置又はシステムの使用を記録(及び/又は解析)する1又は2以上の特徴を含めることが特に望ましい。例えば、患者の臨床管理では、医療提供者が、ケアを最適化できるように複数回の夜間使用にわたって患者及び/又は装置の特定のパラメータを知りたいと望むことがある。いくつかの形態では、システム又は装置が、特定のパラメータを自動的に記録して医療提供者が後で表示できるようにこれらを記憶することができるメモリ(例えば、メモリカード又はメモリチップ)を含む。例えば、コントローラの動作を記録することができる。   In general, it is particularly desirable to include one or more features that record (and / or analyze) the use of the device or system. For example, in patient clinical management, a health care provider may wish to know specific parameters of a patient and / or device over multiple night uses so that care can be optimized. In some forms, the system or device includes a memory (eg, a memory card or memory chip) that can automatically record certain parameters and store them for later display by a healthcare provider. . For example, the operation of the controller can be recorded.

装置ユーザは、自身のケアをモニタする際に、ケアを最適化できるように複数回の夜間使用にわたって患者及び/又は装置の特定のパラメータを知りたいと望むことがある。従って、装置の1つの構成では、メモリが特定のパラメータを自動的に記録して、後で表示できるようにこれらを記憶することができる。この情報を、電話又はインターネット又は何らかの無線技術を通じて医療提供者のオフィス又は他の何らかの中央データベースに転送することにより、誰かが情報を再検討し、これに応じて推奨される治療調整を行うことができる。記憶できる情報の例としては、以下に限定するわけではないが、装置の温度、皮膚温、中核温度、自律的変動の測度、NREM睡眠によって評価される睡眠の深さ、離散周波数帯、REM睡眠又は他の睡眠段階におけるEEGパワー、夜間全体にわたる活動及び/又は覚醒期間、睡眠の深さ/心地良さ/満足感の主観的測度、及び睡眠時間を挙げることができる。   As device users monitor their care, they may wish to know specific parameters of the patient and / or device over multiple night uses so that care can be optimized. Thus, in one configuration of the device, the memory can automatically record certain parameters and store them for later display. By transferring this information to the provider's office or some other central database via telephone or the Internet or some wireless technology, someone can review the information and make recommended treatment adjustments accordingly. it can. Examples of information that can be stored include, but are not limited to, device temperature, skin temperature, core temperature, measure of autonomous variation, sleep depth assessed by NREM sleep, discrete frequency band, REM sleep Or EEG power in other sleep stages, activity and / or wakefulness throughout the night, a subjective measure of sleep depth / comfort / satisfaction, and sleep time.

いくつかの形態では、この情報を自動的に収集することができ、他の形態では、被験者又はサードパーティが入力することができる。   In some forms, this information can be collected automatically, and in other forms can be entered by the subject or a third party.

指標及び動作方法
上述したように、本明細書で説明するシステム及び装置は、一般に睡眠障害の治療に使用することができる。特に、これらのシステム及び方法は、不眠症の治療に使用することができる。従って、本明細書で説明するシステム及び装置は、睡眠を促すために使用することができる。例えば、本明細書で説明するシステム及び装置は、睡眠潜時(例えば、眠りに落ちるまでの時間)を減少させ、及び/又は睡眠時間を増やすために使用することができる。
Indices and Methods of Operation As noted above, the systems and devices described herein can generally be used to treat sleep disorders. In particular, these systems and methods can be used to treat insomnia. Thus, the systems and devices described herein can be used to promote sleep. For example, the systems and devices described herein can be used to reduce sleep latency (eg, time to fall asleep) and / or increase sleep time.

動作中、睡眠を調節する(例えば、睡眠時間を増やす)方法は、(患者と呼ぶこともできる)被験者の前頭部又は頭皮の、前頭皮質の領域及び(いくつかの形態では)関連する領域を覆う領域内に熱伝達領域を位置付け及び/又は固定するステップを含むことができる。その後、システム又は装置は、皮膚に低体温療法(例えば、冷却)を適用して、下にある前頭皮質及び関連する領域の代謝活動を低下させ、これによって睡眠を促進又は調節することができる。   In operation, a method of adjusting sleep (eg, increasing sleep time) is a region of the frontal cortex and (in some forms) of the frontal cortex of the subject's frontal or scalp (which may also be referred to as a patient). Positioning and / or securing the heat transfer region within the region covering the substrate. The system or device can then apply hypothermia therapy (eg, cooling) to the skin to reduce metabolic activity in the underlying frontal cortex and related areas, thereby promoting or regulating sleep.

上述したように、いくつかの形態では、システム及び装置を入眠に役立つように睡眠前に適用することができる。例えば、システムは、熱伝達領域を、望ましい就寝時間(GNT、望ましい眠りに付く時間)前の一定期間(例えば、15分、30分、45分、60分など)にわたって前頭前領域上の皮膚に接触させて適用するステップを含むことができる。局所低体温法は、眠気を高めて睡眠潜時を短縮するように、単独で、或いは他のリラックス法及び/又は睡眠前治療と共に使用することができる。   As noted above, in some forms, the system and device can be applied prior to sleep to aid in falling asleep. For example, the system may apply the heat transfer area to the skin on the prefrontal area for a period of time (eg, 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, etc.) prior to the desired bedtime (GNT, the desired time to sleep). Applying in contact can be included. Local hypothermia can be used alone or in conjunction with other relaxation and / or pre-sleep treatments to increase sleepiness and reduce sleep latency.

いくつかの形態では、使用法が、(限定するわけではないが、)夜間にわたって徐波睡眠を増やす方法、睡眠維持を高める方法、覚醒を減少させる方法及び/又は睡眠時間を増やす方法を含むことができる。一般に、これらの方法の各々は、被験者の前頭前皮質上の皮膚から熱エネルギーを移動させるように(熱伝達領域を含む)アプリケータを接触させて配置するステップを含むことができる。その後、システムは、被験者が苦痛又は組織損傷などの(覚醒を含む)不快感を伴わずに耐えることができる最低温度などの温度まで冷却することを含む治療計画を実行することができる。通常、この温度は、約10℃〜約25℃(例えば、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃など)とすることができる。温度は、ゆっくりと(例えば、線形傾斜などの傾斜で)又はより素早く低下させることができる。治療計画は、この第1の目標温度を(いくつかの例では、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間などの所定の期間とすることができる)第1の期間にわたって保持することができ、又は患者フィードバック及び/又は制御設定に基づいて決定することができる。その後、1つ又は一連の用量設定において温度を上昇及び/又は低下させることができる。いくつかの形態では、この用量が、睡眠の維持に役立つように最初は低い値から夜遅くにはわずかに高い温度まで温度を上昇させる所定の治療パラメータに従う。   In some forms, usage includes (but is not limited to) methods of increasing slow wave sleep over the night, methods of increasing sleep maintenance, methods of reducing wakefulness, and / or methods of increasing sleep time. Can do. In general, each of these methods can include placing an applicator in contact (including a heat transfer area) in contact to transfer heat energy from the skin on the subject's prefrontal cortex. The system can then execute a treatment plan that includes cooling the subject to a temperature, such as a minimum temperature that can be tolerated without discomfort (including arousal) such as pain or tissue damage. Typically, this temperature can be about 10 ° C to about 25 ° C (eg, 11 ° C, 12 ° C, 13 ° C, 14 ° C, 15 ° C, 16 ° C, etc.). The temperature can be decreased slowly (eg, with a slope such as a linear slope) or more quickly. The treatment plan maintains this first target temperature for a first period (in some examples, it may be a predetermined period such as 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, etc.) Or can be determined based on patient feedback and / or control settings. Thereafter, the temperature can be raised and / or lowered in one or a series of dose settings. In some forms, this dose follows a predetermined treatment parameter that raises the temperature from a low value initially to a slightly higher temperature late at night to help maintain sleep.

本明細書で説明する方法は、いずれも不眠症の治療に使用することができるが、これらの方法は、非不眠症被験者においても、一般に健康な睡眠を改善するために使用することができる。とりわけ、これらの方法、装置及びシステムは、不眠を感じている個人の睡眠を改善するために使用することができる。   Although any of the methods described herein can be used to treat insomnia, these methods can generally be used to improve healthy sleep even in non-insomnia subjects. Among other things, these methods, devices and systems can be used to improve sleep of individuals who are experiencing insomnia.

さらに、本明細書で説明するシステム及び装置は、以下に限定するわけではないが、鬱病、気分障害、不安障害、薬物乱用、心的外傷後ストレス障害、精神障害、躁鬱病、人格障害、及び不眠を感じているあらゆる神経精神病学的患者などの神経精神病疾患を患う個人の睡眠を治療して改善する方法の一部として使用することもできる。   Further, the systems and devices described herein include, but are not limited to, depression, mood disorders, anxiety disorders, drug abuse, post-traumatic stress disorder, mental disorders, manic depression, personality disorders, and It can also be used as part of a method for treating and improving sleep in individuals suffering from neuropsychiatric disorders, such as any neuropsychiatric patient feeling insomnia.

睡眠時間の短縮及び睡眠障害は、複数の疾患における共存症として関連することが分かっており、従って本明細書で説明する装置及びシステムは、睡眠の調節及び改善に部分的に役立つことによってこのような疾患の軽減に役立つように使用することができる。例えば、本明細書で説明する装置及びシステムは、慢性疼痛を含む疼痛、片頭痛を含む頭痛、心臓疾患、内分泌疾患、肺疾患及び耳鳴りの症状がある患者の睡眠を改善するために使用することができる。   Sleep time shortening and sleep disorders have been found to be associated as comorbidities in multiple diseases, and thus the devices and systems described herein can be used in this way by partially helping to regulate and improve sleep. Can be used to help alleviate various diseases. For example, the devices and systems described herein may be used to improve sleep in patients with symptoms including pain including chronic pain, headache including migraine, heart disease, endocrine disease, lung disease and tinnitus. Can do.

システム及び装置は、リラックス感を高めて覚醒機能を改善するために覚醒中の被験者に使用することもできる。この治療計画は、睡眠の改善及び/又は睡眠の延長に使用される治療計画に類似することも、或いはこのような治療計画とは異なることもできる。例えば、本明細書で説明する装置及びシステムは、耳鳴り及び慢性疼痛の体験及び苦痛を低減し、精神集中及び認知的集中を高め、主観的リラックス感をもたらし、主観的安堵感をもたらし、主観的快適感をもたらし、主観的ストレス軽減感をもたらし、鬱病患者の気分を高め、不安障害患者の恐れ、不安を軽減し、邪念を抑え、及び/又は強迫観念及び挙動を抑えることを含め、覚醒中に前頭皮質の代謝活動を低下させることによって覚醒機能を改善するために使用することができる。   The system and apparatus can also be used with awake subjects to enhance relaxation and improve awake function. This treatment plan can be similar to or different from the treatment plan used to improve sleep and / or prolong sleep. For example, the devices and systems described herein reduce the experience and distress of tinnitus and chronic pain, increase mental and cognitive concentration, provide subjective relaxation, provide subjective relief, Awakening, including providing comfort, reducing subjective stress, improving mood for depressed patients, reducing fear, anxiety, suppressing anxiety, and / or suppressing obsession and behavior Can be used to improve arousal function by reducing metabolic activity of the frontal cortex.

このような非睡眠形態では、適用する冷却の継続時間及びレベルの被験者制御を含むシステムの被験者制御を可能にすることが有用となり得る。いくつかの形態では、異なる用途のための所定の設定をシステムの一部として含めることができる。   In such non-sleep forms, it may be useful to allow subject control of the system including subject duration control and level of cooling applied. In some forms, predetermined settings for different applications may be included as part of the system.

本明細書で説明するシステム及び装置の別の応用は、体温調節及び発熱緩和を含む。これらの装置及びシステムは、全身発熱を緩和するために使用することができ、とりわけ、限定するわけではないが感染症を含む様々な原因によって中核温度が上昇した個人の発熱制御に利用することができる。いくつかの形態では、本明細書で説明するシステム及び装置を、概日リズム障害(「CRD」)の光線療法のためのシステムと併用し、又は併用する(又はこのようなシステムを組み込む)ように構成することができる。   Other applications of the systems and devices described herein include body temperature regulation and fever mitigation. These devices and systems can be used to relieve systemic fever and, in particular, can be used to control fever in individuals whose core temperature has risen due to various causes, including but not limited to infections. it can. In some forms, the systems and devices described herein are used in conjunction with (or incorporate) a system for phototherapy of circadian rhythm disorder (“CRD”). Can be configured.

また、本明細書で説明する装置及びシステムは、概日リズムを変化させるために使用することができ、従って交替勤務障害、位相前進型及び位相遅延型概日リズム障害などの概日リズム障害における使用に応用することもできる。   Also, the devices and systems described herein can be used to change circadian rhythms, and thus in circadian rhythm disorders such as shift work disorders, phase advance and phase delay circadian rhythm disorders. It can also be applied to use.

上述した発明については、理解の明確さを目的にほんの例証及び一例としていささか詳細に説明したが、当業者には、本発明の教示に照らして、添付の特許請求の範囲又は趣旨から逸脱することなく本発明にいくつかの変更及び修正を行えることが容易に明らかである。   Although the foregoing invention has been described in some detail by way of illustration and example for purposes of clarity of understanding, those skilled in the art will depart from the scope of the appended claims or spirit in light of the teachings of the invention. It will be readily apparent that several variations and modifications can be made to the invention.

臨床例−副交感神経調節
本明細書で説明した前頭部領域を特異的に冷却するように設計された装置、これらの装置を使用できる特定の温度、並びに患者の睡眠を改善するための温度範囲及び温度プロファイルにおけるこれらの装置(システム、装置など)の有益な効果は、大規模臨床試験の一部として不眠症患者の治療において有効であることが示された。
Clinical cases-parasympathetic modulation Devices designed to specifically cool the frontal region described herein, the specific temperatures at which these devices can be used, and temperature ranges to improve patient sleep And the beneficial effects of these devices (systems, devices, etc.) on the temperature profile have been shown to be effective in treating insomnia patients as part of a large clinical trial.

上述したように、前頭部冷却は、睡眠促進を行うことができる副交感神経系の活性化に向けた間接的経路をもたらすことができる。前頭部上の頭皮に局所的冷却をもたらす医療装置は、不眠症患者の睡眠を改善して容易な睡眠への移行、及びその後の夜間全体にわたる安らかな睡眠の獲得を可能にする。   As described above, forehead cooling can provide an indirect pathway towards activation of the parasympathetic nervous system that can promote sleep. A medical device that provides local cooling to the scalp on the forehead improves sleep of insomnia patients and allows easy transition to sleep and subsequent acquisition of restful sleep throughout the night.

装置が不眠症患者の睡眠を改善したかどうかを判定する検査を行った。   Tests were performed to determine if the device improved sleep in insomnia patients.

臨床検査
本発明者らは、米国内の7つの臨床現場で行われた116人の被験者の多施設無作為化偽装制御検査(randomized, multi−center, sham−controlled trial)を完了した。この検査は、優秀な安全性プロフィールを示し、治療群における有害事象(AE)はたった5件であった。いずれのAEも深刻なものではなく、3件の頭痛についてのAEのみが、本明細書で説明した(便宜上、「Cereve睡眠システム」又は単純に「睡眠システム」と呼ぶことができる)睡眠システムに「恐らく」又は「場合により」関連すると考えられた。
Clinical Examinations We completed a 116-subject randomized, multi-center, sham-controlled trial conducted at seven clinical sites in the United States. The test showed an excellent safety profile with only 5 adverse events (AEs) in the treatment group. None of the AEs are serious and only AEs for the three headaches are described in the sleep system described herein (for convenience, it can be referred to as “Cereve sleep system” or simply “sleep system”). “Probably” or “possibly” related.

先験的定義として、106人の被験者のITT集団に対して共通主要(co−primary)有効性解析を行った。主要有効性解析の目的は、2つの共通主要エンドポイント測度持続睡眠潜時(co−primary endpoint measures persistent sleep latency)(最初の10分の睡眠開始までの時間)の治療群間における差分を絶対分及び睡眠効率で評価することであった。主要解析の解釈を拡大するために、これらの主要解析をさらなる集団及び関連するエンドポイント測度に対する二次解析によって補足した。臨床試験を上手くいったと見なすには、いずれかの共通主要エンドポイントを達成しなければならなかった。2つのテストを同時に行う多様性を制御するために、個々のテスト毎にα=0.025の有意水準を使用した。   As a priori definition, a co-primary efficacy analysis was performed on the ITT population of 106 subjects. The purpose of the primary efficacy analysis was to determine the absolute difference between the treatment groups in the two common primary endpoint measures co-primary endpoint measurements persistent sleep latency (time to sleep start for the first 10 minutes). And it was to evaluate by sleep efficiency. In order to expand the interpretation of the primary analyses, these primary analyzes were supplemented by a secondary analysis on additional populations and associated endpoint measures. To consider the clinical trial successful, one of the common primary endpoints had to be achieved. A significance level of α = 0.025 was used for each individual test to control the diversity of performing two tests simultaneously.

この応用をサポートする主要検査は、116人の不眠症被験者において14〜16℃の温度の睡眠システムを用いた治療と偽装装置とを比較する多施設予測盲検無作為化並行検査(multi−center prospective, blinded, randomized parallel study)である。14〜16℃の温度は、副交感神経反応を刺激することが分かっている温度範囲と一致する。この検査では、14〜16℃の温度が偽装装置に比べて安全かつ有効であることが実証された。   The primary test that supports this application is a multicenter predictive, blinded, randomized, parallel study that compares treatment with a sleep system at a temperature of 14-16 ° C. and a camouflaged device in 116 insomnia subjects. prospective, blinded, randomized parallel study). A temperature of 14-16 ° C. is consistent with a temperature range known to stimulate parasympathetic responses. This test demonstrated that a temperature of 14-16 ° C. is safer and more effective than a camouflaged device.

この検査は、一次性不眠症患者において睡眠システムを用いた治療と偽装装置とを比較する多施設予測盲検無作為化並行検査として設計した。2晩の基準PSG(睡眠ポリグラフ的に記録した)睡眠の完了後に、14〜16℃の温度の睡眠システム、又は動作不能な睡眠システム装置(「前庭睡眠システム」)から成る偽装装置のいずれかを用いてさらなる2晩のPSG睡眠検査を並行して受けるように被験者を無作為抽出した。さらに以下で説明するように、被験者には装置が動作不能であることを知らせておらず、このデータは、事実上被験者らに治療が正しく分からないことを実証する。116人の被験者全員を7つの治験現場に登録した(積極的治療が58人と偽装が58人)。   This study was designed as a multicenter, predictive, blinded, randomized, parallel study that compares sleep system treatment with camouflaged devices in patients with primary insomnia. After completion of a two-night reference PSG (polysomnographically recorded) sleep, either a sleep system with a temperature of 14-16 ° C. or a disguised device consisting of an inoperable sleep system device (“Vestibular Sleep System”) The subjects were randomly sampled to receive additional two night PSG sleep tests in parallel. As explained further below, the subject has not been informed that the device is inoperable, and this data demonstrates that the subject is effectively unaware of the treatment. All 116 subjects were enrolled in 7 trial sites (58 active treatments and 58 camouflages).

この検査には、2つの主要エンドポイント及び仮説が存在した。   There were two main endpoints and hypotheses in this test.

睡眠ポリグラフィー検査(PSG)中に、睡眠脳電図(EEG)に基づく睡眠潜時を取得した。科学的仮説では、基準評価から14〜16℃条件までのPSG睡眠潜時の低下の方が、偽装前庭刺激装置制御を用いた基準評価からの低下よりも大きくなる。   During the polysomnography examination (PSG), sleep latency based on sleep electroencephalogram (EEG) was acquired. In the scientific hypothesis, the decrease in the PSG sleep latency from the reference evaluation to the 14-16 ° C. condition is greater than the decrease from the reference evaluation using the camouflaged vestibular stimulator control.

PSG中に、睡眠EEGに基づく睡眠効率(総睡眠時間/ベッド内の時間)を取得した。科学的仮説では、14〜16℃条件を用いた基準評価からのPSG睡眠効率の上昇の方が、偽装前庭刺激装置制御を用いた基準評価からの上昇よりも大きくなる。   Sleep efficiency (total sleep time / time in bed) based on sleep EEG was acquired during PSG. In the scientific hypothesis, the increase in PSG sleep efficiency from the reference evaluation using the 14-16 ° C. condition is greater than the increase from the reference evaluation using the camouflaged vestibular stimulator control.

終夜PSG中の睡眠EEGは、催眠鎮静薬の有効性を確認するための究極の判断基準である。一般に、不眠症患者は、眠りに就くことができない、及び/又は夜間全体にわたって眠り続けることができない、のいずれかである。本分野では、治療介入に関連して患者の眠りに就く能力を改善できたかどうかを評価するための睡眠潜時のPSG測度が、この不眠症の側面を評価するための業界標準として認識されている。本分野では、夜間全体にわたる総睡眠継続時間/ベッド内の時間として定義される睡眠効率のPSG測度が、不眠症患者における夜間全体にわたって眠り続けることの困難さを評価するための業界標準として認識されている。   Overnight PSG sleep EEG is the ultimate criterion for confirming the effectiveness of hypnotic sedatives. In general, insomnia patients are either unable to fall asleep and / or unable to stay asleep throughout the night. In this area, the sleep latency PSG measure to assess whether the patient's ability to fall asleep in relation to therapeutic intervention has been recognized as an industry standard for assessing this aspect of insomnia. Yes. In this field, the PSG measure of sleep efficiency, defined as total sleep duration over the entire night / time in bed, is recognized as an industry standard for assessing the difficulty of staying asleep throughout the night in patients with insomnia. ing.

偽装装置の説明
偽装装置は「前庭睡眠システム」と呼ばれ、図12に概略的に示す3つの構成要素を含んでいた。
Description of camouflage device The camouflage device was called a “vestibular sleep system” and included three components schematically shown in FIG.

患者の耳の後ろに電極パッド103を配置し、患者の前庭神経に前庭制御ボックスからの電流を送信した。これらは、医療業界における他の診断テストにも使用される典型的なパッドである。なお、この検査では、この装置は偽装であり、電流は送出されなかった。   An electrode pad 103 was placed behind the patient's ear to transmit current from the vestibular control box to the patient's vestibular nerve. These are typical pads that are also used for other diagnostic tests in the medical industry. In this test, the device was camouflaged and no current was delivered.

前庭制御ボックス(前庭刺激器)105は、設定1〜5を通じて前庭刺激の知覚強度を制御するとともに、治療のオン/オフを切り替えた。前庭制御ボックス(前庭刺激器)105は、ユニットのオン/オフを切り替えるとともに治療の知覚強度を変更できるセレクタスイッチ106で構成された特別設計のボックスとした。この制御は、前庭刺激の知覚強度を調整するために使用した。   The vestibular control box (vestibular stimulator) 105 controlled the perceived intensity of the vestibular stimulation through settings 1 to 5 and switched the treatment on / off. The vestibular control box (vestibular stimulator) 105 is a specially designed box configured with a selector switch 106 that can switch the unit on / off and change the perceived intensity of treatment. This control was used to adjust the perceived intensity of vestibular stimuli.

電極パッド及び前庭制御ボックスと共に記録装置107を使用して、睡眠システムを用いて体験されるものと同レベルの雑音生成及び医療的信頼性度合いを実現した。偽装装置では、記録装置を、両装置に同じ雑音を生成するファンの動作を含め、睡眠システムにおいて使用される臨床ユニットと同一にした。記録装置の流体コネクタには、装置内を循環する流体が睡眠システムと同一になるように流体戻り管を取り付けたが、この流体戻り管は前頭部パッドに接続されていないので、被験者は内部を循環する流体の影響を全く受けなかった。前庭制御ボックスは、シリアルデータ線を介して記録装置に接続した。なお、記録装置にデータは送信されず、検査の盲目性を高めるためにこの設定を使用した。   The recording device 107 was used with an electrode pad and vestibular control box to achieve the same level of noise generation and medical reliability as experienced with a sleep system. For the camouflaged device, the recording device was identical to the clinical unit used in the sleep system, including the operation of a fan that produced the same noise in both devices. The fluid connector of the recording device is fitted with a fluid return tube so that the fluid circulating in the device is the same as that of the sleep system, but this fluid return tube is not connected to the forehead pad, so It was not affected at all by the fluid circulating through. The vestibule control box was connected to the recording device via a serial data line. Note that no data was sent to the recorder and this setting was used to increase the blindness of the examination.

検査法
この検査は、多施設予測盲検無作為化並行設計検査であった。電話審査を使用して、最初に選択基準/除外基準を満たさない人々を排除した。審査過程を継続することに同意した、電話審査評価に基づく適格な潜在的被験者には訪問1を予定した。あらゆる検査関連手順の実施前に、クリニック訪問1の時点で診療同意(informed consent)を得た。同意に署名した被験者は、検査に参加するものと見なした。被験者には、訪問1における初期資格の判定時に、自宅で完成させるべき1週間の睡眠日誌を提供した。この睡眠日誌は、睡眠効率に基づいて継続する資格を判断するために、連続7日間で完成させて現場に戻されなければならなかった。被験者には、睡眠日誌測度に関する選択基準/除外基準を満たした場合、睡眠潜時値>15及び睡眠効率値<85によって判断される睡眠障害の不在及び不眠症の存在を含めて選択PSG睡眠基準/除外PSG睡眠基準を満たすかどうかを判定するために、2晩の基準PSG検査を予定した。PSGの採点は、基準PSGの夜間と装置夜間PSGとの間を3〜7晩しか空けないという検査タイムラインを被験者が確実に継続できるように段階的に行った。不眠症の症状は時間と共に変化し得るので、基準PSGの夜間と装置PSGの夜間との間で患者の臨床状態を比較できるように評価間の時間の制限を行った。Henry Ford病院の中央採点サービスを使用して、全ての現場にわたって標準化された形で全ての記録を採点した。現場におけるPSGデータをCDディスクに保存し、最終的な採点のために中央採点サイトに送信した。この全工程には、基準PSGと装置PSGとの間に認められる時間よりも長い時間が掛かるので、各個々の現場には、被験者がPSG選択基準/除外基準を満たして検査に無作為抽出されるか否かを推定するために基準PSGの簡易審査スコア(quick screen score)を提供するように求めた。中央採点サイトは、被験者がPSG基準選択/除外PSG基準を満たしたことを検証するために、後でこれらの記録に採点を行った。被験者は、簡易スコアによって適格と見なされた場合、偽装前庭睡眠システム装置(制御)又は14〜16℃の温度の睡眠システム装置という2つの条件の一方を受けるように無作為抽出した。各被験者は、無作為抽出されると、その無作為抽出された条件で連続2晩を過ごした。被験者は、ベッド内で合計8時間を過ごし、ベッド内の全ての時間にわたって装置を使用する見通しであった。偽装装置の夜間とアクティブ装置の夜間は、いずれも自宅での非介入的睡眠による基準検査から3〜7晩だけ隔てた。
Test Method This test was a multicenter predictive blinded randomized parallel design test. Telephone review was used to exclude people who did not meet the selection / exclusion criteria first. Visit 1 was scheduled for eligible potential subjects based on telephone review assessments who agreed to continue the review process. Informed consent was obtained at the time of clinic visit 1 before any testing related procedures were performed. Subjects who signed consent were considered to participate in the study. Subjects were provided with a one-week sleep diary to be completed at home when determining initial qualifications at Visit 1. This sleep diary had to be completed and returned to the site in 7 consecutive days to determine the qualification to continue based on sleep efficiency. The subject has selected PSG sleep criteria, including the absence of sleep disorders and the presence of insomnia as judged by sleep latency value> 15 and sleep efficiency value <85, if the selection criteria / exclusion criteria for sleep diary measures are met A two-night baseline PSG test was scheduled to determine if it met / excluded PSG sleep criteria. PSG scoring was performed in stages to ensure that the subject could continue the test timeline that only 3-7 nights were left between the night of the reference PSG and the device night PSG. Because the symptoms of insomnia can change over time, a time limit between evaluations was made so that the patient's clinical status could be compared between the baseline PSG night and the device PSG night. All records were scored in a standardized manner across all sites using the Henry Ford Hospital central scoring service. On-site PSG data was stored on a CD disc and sent to a central scoring site for final scoring. Since this entire process takes longer than the time allowed between the reference PSG and the instrument PSG, each individual site will be randomly sampled by the test subject to meet the PSG selection / exclusion criteria. We asked to provide a quick screen score for the reference PSG to estimate whether or not. The central scoring site later scored these records to verify that the subject met the PSG criteria selection / exclusion PSG criteria. Subjects were randomized to receive one of two conditions: a camouflaged vestibular sleep system device (control) or a sleep system device at a temperature of 14-16 ° C when deemed eligible by a simple score. Each subject, after being randomized, spent two consecutive nights in the random sampled condition. Subjects were expected to spend a total of 8 hours in bed and use the device for all time in bed. The night of the camouflaged device and the night of the active device were both separated by 3-7 nights from the baseline test with non-interventional sleep at home.

偽装装置では、乳様突起の高さの皮膚に左右対称に偽装電極を配置した。被験者に電極パッチを適用した5分後に、装置を(1〜5のオプションから)3の偽装設定に設定した。25分後、治療強度を快適性に従って設定1(より強度の低い治療)から5(より強度の高い治療)のいずれかに最大調整できる旨を患者に知らせた。設定が選択されると、残りの夜間にわたってさらなる調整は許可しなかった。なお、装置は、どの設定においても全く電気刺激を与えなかった。全ての設定が「偽装」設定であった。   In the camouflage device, camouflaged electrodes are arranged symmetrically on the skin at the height of the mastoid process. Five minutes after applying the electrode patch to the subject, the device was set to 3 camouflage settings (from 1 to 5 options). After 25 minutes, the patient was informed that the treatment intensity could be maximally adjusted from setting 1 (lower intensity treatment) to 5 (higher intensity treatment) according to comfort. Once the setting was selected, no further adjustments were allowed for the rest of the night. Note that the device provided no electrical stimulation at any setting. All settings were “spoofed” settings.

アクティブ装置条件では、被験者の頭部に前頭部パッド及びヘッドピースを30℃(設定A)で配置した。被験者にヘッドギア及び前頭部パッドを適用した5分後に、条件を15℃(レベル「3」の設定B)に設定した。装置をアクティブモードに設定した時点と所望の15℃を達成した時点との間には25分の時間遅延が存在した。25分後、快適性に従って温度を最大の5(より暖かい設定)又は最低の1(より冷たい設定)に最大調整できる旨を患者に知らせた。設定が選択されると、残りの夜間にわたってさらなる調整は許可しなかった。   Under active device conditions, a forehead pad and headpiece were placed at 30 ° C. (Setting A) on the subject's head. Five minutes after applying the headgear and forehead pad to the subject, the condition was set to 15 ° C. (level B “3” setting B). There was a 25 minute time delay between setting the device in active mode and achieving the desired 15 ° C. After 25 minutes, the patient was informed that the temperature could be maximally adjusted to a maximum of 5 (warm setting) or a minimum of 1 (cooler setting) according to comfort. Once the setting was selected, no further adjustments were allowed for the rest of the night.

選択基準
この検査の選択基準は以下の通りとした。
1.年齢≧22。
2.診療同意に署名。
3.DSM IVの一次性不眠症診断基準、ISCDの一般不眠症基準及びRDCの不眠症疾患基準を満たす不眠症の診断。これらの基準は以下を含む。
4.寝付き、睡眠継続の困難さ、早過ぎる目覚め、又は非回復的睡眠の訴え。
5.十分な睡眠機会。
6.日中の機能障害の証拠。
7.少なくとも>1カ月の最低継続時間基準。
8.睡眠に関する訴えがほとんど毎日あること。
9.被験者は、飲酒を控えるとともに検査中に睡眠に影響を与え得る薬物を避けることに同意しなければならない。
10.不眠症深刻度指数>14。
11.睡眠−覚醒日誌が、連続7日間にわたり夜間の少なくとも50%において睡眠効率<85%を実証すること。
Selection criteria The selection criteria for this examination were as follows.
1. Age ≧ 22.
2. Sign the medical agreement.
3. Diagnosis of insomnia that meets DSM IV primary insomnia diagnostic criteria, ISCD general insomnia criteria and RDC insomnia disease criteria. These criteria include:
4). Complaints of falling asleep, difficulty in continuing sleep, premature awakening, or non-restorative sleep.
5. Ample sleep opportunity.
6). Evidence of dysfunction during the day.
7). Minimum duration criteria of at least> 1 month.
8). There are almost daily sleep complaints.
9. Subjects must refrain from drinking and agree to avoid drugs that may affect sleep during the test.
10. Insomnia severity index> 14.
11. Sleep-wake diary demonstrates sleep efficiency <85% in at least 50% at night for 7 consecutive days.

除外基準
除外基準は以下の通りとした。
1.DSM−IVの気分障害、不安障害、精神障害及び物質使用障害を含む現在の主な症候群的精神疾患などの、睡眠、脳機能又は認知に単独で影響を及ぼし得る神経精神疾患。
2.特定の除外診断が、大鬱病性障害、気分変調性障害、双極性障害、パニック障害、強迫性障害、全般性不安障害、あらゆる精神障害及びあらゆる現在の物質使用障害、重度の心疾患、肝臓疾患、腎臓疾患、内分泌疾患(例えば、糖尿病)、血液疾患(例えば、ポルフィリン症又はいずれかの出血異常)、その他の損傷、不安定な病状又は差し迫った手術、中枢神経系障害(例えば、頭部外傷、発作性疾患、多発性硬化症、腫瘍)、活性消化性潰瘍、炎症性大腸炎及び(関節炎が睡眠に影響する場合には)関節炎を含む不安的な病状を含む。
3.レイノー病。
4.交替勤務従業員を含む不規則な睡眠スケジュール。
5.睡眠障害審査の夜間又は基準PSG睡眠の夜間における持続睡眠潜時<15分。
6.睡眠障害審査の夜間又は基準PSG睡眠の夜間における睡眠効率>85%。
7.睡眠障害審査の夜間からのAHI(無呼吸−低呼吸指数)>10及び/又は周期的四肢運動覚醒指数(PLMAI)>15。
8.肥満度指数>34。
9.睡眠又は覚醒機能に影響を与えることが知られている薬剤(例えば、睡眠薬、ベンゾジアゼピン、抗鬱薬、抗不安薬、抗精神病薬、抗ヒスタミン剤、充血除去剤、βブロッカー、副腎皮質ステロイド)の使用。血液脳関門を横切らないβブロッカーは認められる。
10.検査参加前の1日1杯を上回るアルコール飲料、又は週7杯を上回るアルコール飲料の摂取。
11.検査参加前のカフェイン入り飲料>4/日、又は4杯を上回るコーヒーに相当する量。
12.英語を読むこと又は理解することができないこと。
13.睡眠システムを用いた別の調査研究への無作為抽出経験。
Exclusion criteria The exclusion criteria are as follows.
1. Neuropsychiatric disorders that can affect sleep, brain function or cognition alone, such as DSM-IV mood disorders, anxiety disorders, psychiatric disorders, and current major syndrome syndromes including substance use disorders.
2. Specific exclusion diagnoses include major depressive disorder, dysthymic disorder, bipolar disorder, panic disorder, obsessive compulsive disorder, generalized anxiety disorder, any mental disorder and any current substance use disorder, severe heart disease, liver disease Kidney disease, endocrine disease (eg, diabetes), blood disease (eg, porphyria or any bleeding disorder), other injuries, unstable medical conditions or impending surgery, central nervous system disorders (eg, head trauma) , Paroxysmal disease, multiple sclerosis, tumor), active peptic ulcer, inflammatory bowel disease and (if arthritis affects sleep) anxiety pathologies including arthritis.
3. Raynaud's disease.
4). An irregular sleep schedule that includes shift workers.
5. Sustained sleep latency <15 minutes at night of sleep disorder review or at night of reference PSG sleep.
6). Sleep efficiency> 85% at night for sleep disorder review or at night for standard PSG sleep.
7). AHI (Apnea-Hypnea Index)> 10 and / or Periodic Limb Movement Arousal Index (PLMAI)> 15 from the night of sleep disorder review.
8). Body mass index> 34.
9. Use of drugs known to affect sleep or wakefulness (eg, sleeping pills, benzodiazepines, antidepressants, anxiolytics, antipsychotics, antihistamines, decongestants, beta blockers, corticosteroids). Β-blockers that do not cross the blood brain barrier are observed.
10. Ingestion of more than 1 alcoholic beverage per day or more than 7 alcoholic beverages per week before participating in the test.
11. Caffeinated beverage before test participation> 4 / day, or an amount equivalent to more than 4 cups of coffee.
12 Inability to read or understand English.
13. Randomized sampling experience for another research study using the sleep system.

標準多現場睡眠ポリグラフィー検査(PSG)及びデータ採点
Henry Ford病院中央採点サービス(HFH−CCS)が、総合的PSG検査の手引きを現場に提供した。また、Henry Ford病院中央採点サービスは、PSGデータの集中型採点も行った。全ての現場が、PSGの収集開始に先行しなければならない患者準備手順、標準的記録モンタージュ手順、正しい器具較正手順及び生物較正手順を含む標準睡眠プロトコルに従った。記録電極を適切に取り付け直す時間及び患者の夜中のトイレ休憩中における記録方法を含むPSGのモニタリング方法に関する標準化された一連の説明書を提供した。
Standard multi-site polysomnography (PSG) and data scoring The Henry Ford Hospital Central Scoring Service (HFH-CCS) provided the site with comprehensive PSG testing guidance. The Henry Ford Hospital Central Scoring Service also performed centralized scoring of PSG data. All sites followed a standard sleep protocol that included patient preparation procedures, standard recording montage procedures, correct instrument calibration procedures and biocalibration procedures that had to be preceded by the beginning of PSG collection. A standardized set of instructions on how to monitor the PSG, including the time to properly reattach the recording electrode and the recording method during the patient's night toilet break, was provided.

米国睡眠医学会(AASM)による睡眠及び関連事象の採点マニュアル(2007)に規定される標準的PSGモンタージュを以下のように使用した。
・左眼電図(E1/M2)
・右眼電図(E2/M1)
・顎下筋電図(あご1/あご2)
・顎下筋電図(あご2/あご3)
・脳電図(C3/M2)
・脳電図(O1/M2)
・脳電図(F4/M1)
・脳電図(C4/M1)
・及び心電図(ECG)
・また、睡眠障害審査の夜間(SN1)のために以下を追加した。
・鼻/口腔熱センサ(TFLOW)
・左前脛骨筋電図(L LEG)
A standard PSG montage as defined in the Sleep and Related Events Scoring Manual (2007) by the American Society for Sleep Medicine (AASM) was used as follows.
・ Left electrocardiogram (E1 / M2)
・ Right electrooculogram (E2 / M1)
・ Submandibular electromyogram (chin 1 / chin 2)
・ Submandibular electromyogram (chin 2 / chin 3)
・ Electroencephalogram (C3 / M2)
・ Electroencephalogram (O1 / M2)
・ Electroencephalogram (F4 / M1)
・ Electroencephalogram (C4 / M1)
・ And electrocardiogram (ECG)
-In addition, the following was added for the night (SN1) of the sleep disorder examination.
・ Nose / oral heat sensor (TFLOW)
・ Left anterior tibial electromyogram (L LEG)

睡眠検査室及び臨床手順
被験者には、それぞれを少なくとも3〜7日間隔てた2回の離れた機会に2晩続けて予定就寝時間(GNT)の約2〜3時間前に睡眠検査室に報告を行うように求めた。就寝時間は、自宅のベッドにおける睡眠日誌時間の中間点の4時間前を睡眠−覚醒日誌が完成する1週間にわたって平均化したものとして決定した。起床時間は、自宅のベッドにおける睡眠日誌時間の中間点の4時間後として決定した。以下のPSGスケジュールに従った。
Sleep Laboratory and Clinical Procedures Subjects will report to the Sleep Laboratory approximately 2 to 3 hours prior to their scheduled bedtime (GNT) on 2 separate occasions, each separated by at least 3-7 days Asked to do. Bedtime was determined as an average of 4 hours before the midpoint of the sleep diary time in the bed at home over the course of one week when the sleep-wake diary was completed. The wake-up time was determined as 4 hours after the midpoint of the sleep diary time in the bed at home. The following PSG schedule was followed.

審査(SN1及びSN2)
睡眠条件
・記録は、温度調節(68〜72°F)した個別の快適な暗い防音室で行った。
・各睡眠施設には標準温度計を備え、寝室において各被験者の室温を毎晩記録した。
・被験者には、アルコール摂取を調べるために呼気検査を求め、陽性の場合には検査続行不可能とした。
・被験者には、薬物使用を調べるために尿検査を求め、陽性の場合には検査続行不可能とした。
・被験者に併用薬に関する質問を行って、ピッツバーグの自宅睡眠日誌の研究室版を完了した。
・被験者には、睡眠パラメータをモニタするために電極を取り付けた。
・以下の装置夜間と同様に、被験者には、就寝時間(GNT)の55分前に検査室の寝室内の快適な椅子に静かに座り、携帯電話又はコンピュータの使用又はテレビの視聴などの潜在的に刺激になる活動を行わないように求めた。この時間中、被験者には検査職員との接触を制限した。
・PSG SN1の被験者を睡眠時無呼吸及び周期的四肢運動障害(訪問2)について審査した。
・睡眠専門クリニックが、睡眠潜時、睡眠効率、AHI及びPLMAIについて現場毎に「素早く」採点し、検査が選択基準を満たしている場合にはSN2を予定した。
・PSG SN2の被験者については、装置を使用することなくぐっすりと眠らせて基準EEG睡眠測度を収集した(クリニック訪問3)。個々の現場毎に睡眠潜時及び睡眠効率について記録を「素早く採点」し、この記録を検証のために中央採点サイトに送信した。
・睡眠専門クリニックの職員が、睡眠潜時及び睡眠効率についてSN2の簡易採点を行った。検証のために、PSG記録をHenry Ford病院中央採点サイトに送信した。Henry Ford病院の採点を最終的な採点として採用し、これを用いて修正ITT集団への選択を決定した。現場からの簡易採点測度が、被験者を検査に無作為抽出すべきであると誤って決定した場合、食い違いはあるものの被験者をITT集団に残すことを示すプロトコル逸脱を入力した。現場のPIが、最終的な資格を決定した。
Examination (SN1 and SN2)
Sleep conditions and recordings were made in a separate and comfortable dark soundproof room with temperature regulation (68-72 ° F.).
Each sleep facility was equipped with a standard thermometer and the room temperature of each subject was recorded every night in the bedroom.
・ Subjects were asked to take a breath test to check for alcohol consumption.
・ Subjects were asked to have a urine test to check for drug use.
• Asked subjects about concomitant medications and completed the laboratory version of Pittsburgh's home sleep diary.
• Subjects were fitted with electrodes to monitor sleep parameters.
As with the following device night, subjects sit quietly in a comfortable chair in the bedroom of the laboratory 55 minutes prior to bedtime (GNT) and may have the potential to use a cell phone or computer or watch TV Urged not to engage in stimulating activities. During this time, subjects were restricted from contacting inspection personnel.
PSG SN1 subjects were examined for sleep apnea and periodic limb movement disorders (visit 2).
A sleep specialist clinic scored “swiftly” for each site for sleep latency, sleep efficiency, AHI and PLMAI, and scheduled SN2 if the test met the selection criteria.
• For PSG SN2 subjects, the reference EEG sleep measure was collected by sleeping well without using the device (clinic visit 3). For each individual site, a record was “scored quickly” for sleep latency and sleep efficiency, and this record was sent to the central scoring site for verification.
・ Sleep specialist clinic staff scored SN2 for sleep latency and sleep efficiency. For verification, PSG records were sent to the Henry Ford Hospital central scoring site. The Henry Ford hospital scoring was taken as the final scoring and used to determine the choice for the modified ITT population. If a simple scoring measure from the field mistakenly determined that subjects should be randomly sampled for testing, a protocol deviation was entered indicating that there were discrepancies but subjects would remain in the ITT population. The on-site PI determined the final qualification.

無作為抽出法及び盲目化
全ての参加基準が満たされた場合、いずれかの装置を使用する最初の夜間前に無作為抽出を行った。被験者を、1)偽装装置の対照、又は2)14〜16℃の治療装置、という2つの条件の一方に無作為抽出した。研究センターは、全ての研究センターにわたる設定順のバランスを保証するように被験者の無作為化を階層化した。
Random sampling and blinding When all participation criteria were met, random sampling was performed before the first night using either device. Subjects were randomly sampled in one of two conditions: 1) a control of a camouflaged device or 2) a 14-16 ° C. therapeutic device. The research center hierarchized the randomization of subjects to ensure a balanced set order across all research centers.

基準夜間と装置夜間との間の自宅夜間
被験者は、基準夜間の完了及び装置夜間への無作為抽出後に、3〜7晩にわたって自宅で睡眠を取った。この時間中、被験者には、睡眠施設訪問の合間における睡眠パターン及び薬剤使用を文書化するために睡眠−覚醒日誌を完成させるように求めた。
Home Night Between Reference Night and Device Night Subjects took sleep at home for 3-7 nights after completion of the reference night and random sampling to device night. During this time, subjects were asked to complete a sleep-wake diary to document sleep patterns and drug use between sleep facility visits.

検査装置夜間1〜2(DN1及びDN2)
・睡眠条件
・記録は、温度調節(68〜72°F)した個別の快適な暗い防音室で行った。
・各睡眠施設には標準温度計を備え、寝室において各被験者の室温を毎晩記録した。
・被験者には、アルコール摂取を調べるために呼気検査を求め、陽性の場合には検査続行不可能とした。
・被験者に併用薬に関する質問を行って、装置夜間1〜2のためのピッツバーグの自宅睡眠日誌の研究室版を完了した。
・被験者には、薬物使用を調べるために尿検査を求め、陽性の場合には検査続行不可能とした。
・被験者には、睡眠パラメータをモニタするために電極を取り付けた。
Inspection device at night 1-2 (DN1 and DN2)
Sleep conditions and recordings were performed in a separate comfortable dark soundproof room with temperature control (68-72 ° F.).
Each sleep facility was equipped with a standard thermometer and the room temperature of each subject was recorded every night in the bedroom.
・ Subjects were asked to take a breath test to check for alcohol consumption.
• Asked subjects about concomitant medications and completed the laboratory version of Pittsburgh's home sleep diary for device nights 1-2.
・ Subjects were asked to have a urine test to check for drug use.
• Subjects were fitted with electrodes to monitor sleep parameters.

熱装置夜間
・ヘッドギア及び前頭部パッドに、「シャーピー」を用いて被験者識別子を直接書いた。
・30℃の温度(設定A)を達成するために必要な時間を見越して、就寝時間の65分前に装置をオンに切り替えた。
・装置夜間(DN1、DN2)におけるGNTの60分前に、被験者を快適な椅子に座らせ、技術者が、30℃の温度(設定A)の(上述した)前頭部パッドを取り付けたヘッドギアを支援及び/又は適用した。
・被験者に前頭部パッドが配置されると直ぐに、被験者の正面顔写真、側面顔写真及び頭頂部写真を撮影した。写真は、内部目的のみに使用した。
・技術者は、被験者に装置を配置した後に、装置を15℃(設定B、「3」)に設定した。
・被験者には、検査室の寝室内の快適な椅子に静かに座り、携帯電話又はコンピュータの使用又はテレビの視聴などの潜在的に刺激になる活動を行わないように求めた。この時間中、被験者には検査職員との接触を制限した。25分後に、技術者が1回だけ±1℃変化させる(「1」に下げると冷たくなり、又は「5」に上げると温かくなる)機会を与えた。いずれかの設定変更を行った後、被験者はさらに25分間座り続けた。
・GNT:25分経過後に、被験者は睡眠期間を開始した。睡眠期間は、消灯から点灯までと定義した。被験者には、GNT前の合計60分にわたって頭部に装置を装着することとした。
・被験者は、合計8時間にわたってベッドに入った。
・被験者には、ベッド内の8時間にわたって装置を外さないように求めた。
The subject identifier was directly written on the headgear and frontal pad using the “Sharpy” at night.
• The device was switched on 65 minutes before bedtime in anticipation of the time required to achieve a temperature of 30 ° C. (Setting A).
Headgear where the subject sits in a comfortable chair 60 minutes before GNT at device night (DN1, DN2) and the technician has attached a forehead pad (described above) at a temperature of 30 ° C. (setting A) Was supported and / or applied.
-As soon as the forehead pad was placed on the subject, a frontal face photograph, a side face photograph, and a topal part photograph of the subject were taken. The photos were used for internal purposes only.
The technician placed the device on the subject and then set the device to 15 ° C. (Setting B, “3”).
• Subjects were asked to sit quietly in a comfortable chair in the bedroom of the laboratory and not perform potentially stimulating activities such as using a cell phone or computer or watching TV. During this time, subjects were restricted from contacting inspection personnel. After 25 minutes, the technician had the opportunity to change ± 1 ° C. only once (cooling down to “1” or warming up to “5”). After making any setting changes, the subject continued to sit for another 25 minutes.
-GNT: After 25 minutes, the subject started the sleep period. The sleep period was defined as from turning off to turning on. The subject was to wear the device on his head for a total of 60 minutes before GNT.
• Subject entered bed for a total of 8 hours.
• Subjects were asked not to remove the device for 8 hours in bed.

偽装前庭刺激の夜間
・装置夜間(DN1、DN2)におけるGNTの60分前に、被験者を快適な椅子に座らせ、技術者が前庭刺激装置を支援及び/又は適用した。前庭刺激電極を臨床ユニットに接続し、臨床ユニットをオンにした(設定A)。
・前庭睡眠システムが被験者に配置されると、被験者の正面顔写真、側面顔写真及び頭頂部写真を撮影した。写真は、内部目的のみに使用した。
・被験者には、検査室の寝室内の快適な椅子に静かに座り、携帯電話又はコンピュータの使用又はテレビの視聴などの潜在的に刺激になる活動を行わないように求めた。この時間中、被験者には検査職員との接触を制限した。25分後に、技術者が1回だけ設定1(より強度の低い刺激)又は設定5(より強度の高い刺激)のいずれかに変更する機会を与えた。いずれかの設定変更を行った後、被験者はさらに25分間座り続けた。
・GNT:25分経過後に、被験者は睡眠期間を開始した。睡眠期間は、消灯から点灯までと定義した。被験者には、GNT前の合計60分にわたって装置を装着することとした。
・被験者は、合計8時間にわたってベッドに入った。
・被験者には、ベッド内の8時間にわたって装置を外さないように求めた。
・夜間睡眠の後、被験者から前庭刺激装置を取り外した。
Fake vestibular stimulation night / device 60 minutes prior to GNT at night (DN1, DN2), subjects were seated in a comfortable chair and the technician supported and / or applied the vestibular stimulation device. The vestibular stimulation electrode was connected to the clinical unit and the clinical unit was turned on (Setting A).
When the vestibular sleep system was placed on the subject, a frontal photo, a side facial photo, and a crown photo of the subject were taken. The photos were used for internal purposes only.
• Subjects were asked to sit quietly in a comfortable chair in the bedroom of the laboratory and not perform potentially stimulating activities such as using a cell phone or computer or watching TV. During this time, subjects were restricted from contacting inspection personnel. After 25 minutes, the technician was given the opportunity to change only once to either setting 1 (lower intensity stimulation) or setting 5 (higher intensity stimulation). After making any setting changes, the subject continued to sit for another 25 minutes.
-GNT: After 25 minutes, the subject started the sleep period. The sleep period was defined as from turning off to turning on. The subject was to wear the device for a total of 60 minutes before GNT.
• Subject entered bed for a total of 8 hours.
• Subjects were asked not to remove the device for 8 hours in bed.
-After nighttime sleep, the vestibular stimulator was removed from the subject.

装置夜間後の朝
・被験者は、最初の覚醒時に朝の質問表を完成させた。
・ヘッドギア/前庭刺激装置を取り外した。
・被験者は、両方の装置夜間を完了した場合、次に予定された夜間検査のために戻って来るまで、又は終了訪問のために戻って来るまで自由にさせた。
In the morning after the night of the device, the subject completed the morning questionnaire at the first awakening.
Removed headgear / vestibular stimulator.
• When subjects completed both device nights, subjects were allowed to come back for the next scheduled nightly inspection or until they returned for the final visit.

有害事象の定義
偽装前庭刺激条件では刺激が送出されなかった。従って、あらゆるAEは、皮膚の適所に不活性電極が存在するという感覚に関連するものであり、上述したような睡眠をモニタするためのEEG電極の配置に関する影響と異なるものではないと予想される。しかしながら、盲目性を保護するために、被験者には、前庭刺激装置の作動時に観察される潜在的なAEについて知らせておいた。
Definition of adverse events No stimuli were delivered under fake vestibular stimulation conditions. Thus, every AE is related to the sense that an inert electrode is present in place on the skin and is not expected to differ from the effects on the placement of the EEG electrode for monitoring sleep as described above. . However, to protect blindness, subjects were informed about potential AEs observed when the vestibular stimulator was activated.

統計的計画
共通主要有効性エンドポイント
PSGデータから、睡眠潜時及び睡眠効率という2つの共通主要有効性エンドポイントを取得した。
Statistical planning Common primary efficacy endpoints Two common primary efficacy endpoints were obtained from PSG data: sleep latency and sleep efficiency.

睡眠潜時は、消灯時から持続睡眠の最初の10分までの分数として定義される。時間が短かれば短いほど良好である。基準睡眠潜時は、装置を使用しない基準条件での睡眠検査室における2晩からの睡眠潜時の結果の平均値として計算した。治療設定睡眠潜時の結果は、14〜16℃設定の睡眠システムを用いた睡眠検査室における2晩からの睡眠潜時の結果の平均値として計算した。偽装設定睡眠潜時の結果は、偽装前庭刺激システムを用いた睡眠検査室における2晩からの睡眠潜時の結果の平均値として計算した。   Sleep latency is defined as the number of minutes from extinction to the first 10 minutes of continuous sleep. The shorter the time, the better. The reference sleep latency was calculated as the average value of the sleep latency results from two nights in the sleep laboratory under the reference conditions without using the device. The result of the treatment set sleep latency was calculated as the average value of the sleep latency results from two nights in a sleep laboratory using a sleep system set at 14-16 ° C. The camouflage set sleep latency results were calculated as the average of the sleep latency results from two nights in the sleep laboratory using the camouflaged vestibular stimulation system.

睡眠効率は、総観察(PSG記録)時間に対する睡眠時間の比率をパーセンテージで表したものとして定義した。基準睡眠効率は、装置を使用しない基準条件での睡眠検査室における2晩からの睡眠効率の結果の平均値として計算した。治療設定睡眠効率の結果は、14〜16℃設定の睡眠システムを用いた睡眠検査室における2晩からの睡眠効率の結果の平均値として計算した。偽装設定睡眠効率の結果は、偽装前庭刺激システムを用いた睡眠検査室における2晩からの睡眠効率の結果の平均値として計算した。   Sleep efficiency was defined as the ratio of sleep time to total observation (PSG recording) time as a percentage. The reference sleep efficiency was calculated as an average value of the sleep efficiency results from two nights in the sleep laboratory under the reference condition without using the device. The result of treatment setting sleep efficiency was calculated as an average value of the results of sleep efficiency from two nights in a sleep laboratory using a sleep system set at 14 to 16 ° C. The camouflage set sleep efficiency result was calculated as the average of the sleep efficiency results from two nights in the sleep laboratory using the camouflaged vestibular stimulation system.

被験者数及び被験者の割合を示す頻度表を用いてカテゴリデータをまとめた。マクネマーのカイ二乗を用いて、二変量反応変数の変化を評価した。平均値、標準偏差、中央値、最小値及び最大値によって連続型変数をまとめた。t−検定を用いて変化をパラメータ的に解析した。信頼区間を生成し、全ての試験のp値を報告した。SASシステムを用いて全ての解析を実行した。   Category data was compiled using a frequency table showing the number of subjects and the proportion of subjects. McNemar's chi-square was used to evaluate changes in bivariate response variables. Continuous variables were summarized by mean, standard deviation, median, minimum and maximum. Changes were analyzed parametrically using a t-test. Confidence intervals were generated and p-values for all tests were reported. All analyzes were performed using a SAS system.

2つの主要評価項目及び2つの形式上の副次的評価項目の一般的な仮説検定の形は以下のようになり、
H0:μTRT=μCTL
H0:μTRT≠μCTL
ここでのμTRTは、治療群に関連する平均被験者内変化であり、μCTLは、対照群に関連する平均被験者内変化である。
The general hypothesis test form for two primary endpoints and two formal secondary endpoints is as follows:
H0: μTRT = μCTL
H0: μTRT ≠ μCTL
ΜTRT here is the mean within-subject change associated with the treatment group, and μCTL is the mean within-subject change associated with the control group.

睡眠潜時及び睡眠効率の一次解析では、複数の帰属モデルを用いて解析を行って基準値を調整した。   In the primary analysis of sleep latency and sleep efficiency, the reference value was adjusted by performing analysis using a plurality of attribution models.

図13(表1)に示すように、偽装グループと比べた調整後の治療群の睡眠潜時変化の差分は、ほぼ統計的に有意な8分である(p=0.092)。基準からの相対的変動の差分は20%であり、統計的に有意であった(p=0.013)。本発明者らは、以下、ステージ1、2及び3NREM睡眠潜時に対する睡眠システムの影響を示すさらなる補助的解析を行って、これらの睡眠システムの理論的効果に正当性があるどうかを実証する。   As shown in FIG. 13 (Table 1), the difference in sleep latency change in the adjusted treatment group compared to the camouflaged group is approximately statistically significant 8 minutes (p = 0.092). The difference in relative variation from the baseline was 20% and was statistically significant (p = 0.013). We will now perform further ancillary analyzes showing the impact of sleep systems on stage 1, 2 and 3 NREM sleep latencies to demonstrate whether the theoretical effects of these sleep systems are justified.

図14(表2)に、ITT集団(N=106)の「いずれかの睡眠段階までの時間」の測度結果を示す。「いずれかの睡眠段階までの時間」の測度に対する睡眠システムの影響は統計的に有意である。ITT集団に関する睡眠システム群の「いずれかの睡眠段階までの時間」又は「睡眠潜時」の平均絶対水準は、基準時が49.2分及び装置装着時が21.9分であった。偽装装置群のいずれかの睡眠段階までの平均時間は、基準時が41.7分及び偽装装置装着時が31.9分であった。差分推定値は、−12.4(95%CI:−20.8、−4.1)であり、p=0.004であった。個々の被験者の基準に対する装置装着時のいずれかの睡眠段階までの時間の変化(の割合)に関しては、基準から装置への睡眠システム群におけるいずれかの睡眠段階までの時間の変化率が50.2%の低下であり、偽装群におけるいずれかの睡眠段階までの時間の変化率が7.6%の低下であった。差分推定値は、−39.0(95%CI:−66.4、−11.6)であり、p=0.006であった。   FIG. 14 (Table 2) shows the measurement result of “time to any sleep stage” of the ITT population (N = 106). The effect of the sleep system on the measure of “time to any sleep stage” is statistically significant. The average absolute level of “time to any sleep stage” or “sleep latency” of the sleep system group for the ITT population was 49.2 minutes at the reference time and 21.9 minutes at the time of wearing the device. The mean time to any sleep stage of the camouflaged device group was 41.7 minutes at the reference time and 31.9 minutes when the camouflaged device was mounted. The estimated difference value was −12.4 (95% CI: −20.8, −4.1), and p = 0.004. Regarding the change in the time until the sleep stage at the time of wearing the device with respect to the reference of each subject, the change rate of the time from the reference to the sleep stage in the sleep system group to the device is 50. There was a 2% decrease and the rate of change in time to any sleep stage in the camouflaged group was a 7.6% decrease. The estimated difference was -39.0 (95% CI: -66.4, -11.6), and p = 0.006.

(図15の表3に示す)ITT集団では、「ステージ1NREM睡眠潜時」という測度に対する睡眠システムの影響が統計的に有意である。この解析結果と「いずれかの睡眠段階までの時間」という測度の解析結果とのの類似性は、これらが同じ事象を測定していることを示唆する。このように予測すべき理由は、一般に個人が覚醒から遷移する最初の睡眠段階がステージ1の睡眠だからである。従って、睡眠システムは、不眠症患者における入眠を加速させる。   In the ITT population (shown in Table 3 of FIG. 15), the effect of the sleep system on the measure “Stage 1 NREM sleep latency” is statistically significant. The similarity between this analysis result and the analysis result of the measure “time to any sleep stage” suggests that they measure the same event. The reason for this prediction is that the first sleep stage in which an individual transitions from awakening is generally stage 1 sleep. Thus, the sleep system accelerates sleep onset in insomnia patients.

(図16の表4に示す)ITT集団では、「ステージ2NREM睡眠潜時」という測度に対する睡眠システムの影響が統計的に有意である。一般に、ステージ2NREM睡眠は、個人がステージ1NREM睡眠から遷移する第2の睡眠段階である。活性群は、睡眠システムの元で偽装群よりも大幅に早くステージ2NREM睡眠に入る。この解析は、睡眠システムが眠気又は浅いステージ1NREM睡眠のみに影響を与えるだけでなく、患者が寝付いてから十分に後の後続の睡眠の深さの加速化にも有意義な影響を与え続けることを実証する。   In the ITT population (shown in Table 4 of FIG. 16), the effect of the sleep system on the measure “Stage 2 NREM sleep latency” is statistically significant. In general, stage 2 NREM sleep is the second sleep stage in which an individual transitions from stage 1 NREM sleep. The active group enters stage 2 NREM sleep significantly earlier than the camouflaged group under the sleep system. This analysis shows that the sleep system not only affects sleepiness or shallow stage 1 NREM sleep alone, but also continues to have a significant impact on accelerating the depth of subsequent sleep well after the patient falls asleep. Demonstrate.

ステージ3NREM睡眠潜時の解析は、患者が夜間のいずれかの時点で常にステージ3NREM睡眠を示すとは限らないという事実によって複雑になる。このため、本発明者らは、これらの患者を解析から除外し、夜間の何らかの時点でステージ3睡眠に突入した被験者のみを解析した。全サンプルにおいて、アクティブ装置条件の3人の被験者、及び偽装条件の6人の被験者が、基準夜間又は装置夜間のいずれにおいてもステージ3睡眠を体験しなかった。   Analysis of stage 3 NREM sleep latency is complicated by the fact that patients do not always exhibit stage 3 NREM sleep at any point in the night. For this reason, the present inventors excluded these patients from the analysis and analyzed only subjects who entered stage 3 sleep at some point in the night. In all samples, three subjects with active device conditions and six subjects with camouflaged conditions did not experience stage 3 sleep at either baseline night or device night.

図17(表5)に示すように、「ステージ3NREM睡眠潜時」という測度に対する睡眠システムの影響は一方向に有益である。いずれの場合においても、アクティブ条件においてステージ3NREM睡眠の発生が遅れるという逆方向の影響はない。一般に、ステージ3NREM睡眠は、個人がステージ2NREM睡眠から移行する第3の睡眠段階であり、従ってステージ3NREM睡眠潜時が若干長いということは、患者が最初にステージ1NREM睡眠及びステージ2NREM睡眠の状態になった後でステージ3NREM睡眠に突入することを示唆する。しかしながら、アクティブ群は、睡眠システムの元で偽装群よりも早くステージ3NREM睡眠に突入する。   As shown in FIG. 17 (Table 5), the effect of the sleep system on the measure “Stage 3 NREM sleep latency” is beneficial in one direction. In any case, there is no reverse effect that the occurrence of stage 3 NREM sleep is delayed under active conditions. In general, stage 3 NREM sleep is the third sleep stage in which an individual transitions from stage 2 NREM sleep, and thus the slightly higher stage 3 NREM sleep latency means that the patient initially enters stage 1 NREM sleep and stage 2 NREM sleep states. This suggests that we will enter stage 3 NREM sleep after becoming. However, the active group enters stage 3 NREM sleep earlier than the camouflaged group under the sleep system.

慎重を期すために、第2の解析では、ステージ3の睡眠を体験しなかった全ての被験者のステージ3までの時間に480分の値を割り当てた。この時間は、ステージ3睡眠が存在しない夜間全体(8時間)にわたる総就床時間を表す。ITT集団では、ステージ3NREM睡眠潜時の分数での差分推定値が−15.6(−48.8、17.5)、p=.352であり、ステージ3NREM睡眠潜時のパーセントでの差分推定値が−19.6(−39.1、−0.0)、p=.050であった。mPP集団では、ステージ3NREM睡眠潜時の分数での差分推定値が−16.8(−50.9、17.2)、p=.329であり、ステージ3NREM睡眠潜時のパーセントでの差分推定値が−21.0(−40.9、−1.0)、p=.039であった。この第2の一連の解析では、夜間にステージ3NREM睡眠に入ることがなかった個人に480分を割り当てたことを含め、「ステージ3NREM睡眠潜時」の数字を任意に割り当てた結果、ステージ3NREM睡眠潜時の変動度合いが高くなっている。   To be cautious, in the second analysis, a value of 480 minutes was assigned to the time to stage 3 for all subjects who did not experience stage 3 sleep. This time represents the total bedtime over the entire night (8 hours) when there is no stage 3 sleep. In the ITT population, the estimated difference in fractions of stage 3 NREM sleep latency is −15.6 (−48.8, 17.5), p =. 352, the estimated difference in percent of stage 3 NREM sleep latency is −19.6 (−39.1, −0.0), p =. 050. In the mPP population, the difference estimate in minutes for stage 3 NREM sleep latency is -16.8 (-50.9, 17.2), p = .329, and the difference estimate in percent of stage 3 NREM sleep latency. Values are -21.0 (-40.9, -1.0), p =. 039. In this second set of analyses, the number of “Stage 3 NREM sleep latency” was arbitrarily assigned, including assigning 480 minutes to individuals who did not enter Stage 3 NREM sleep at night, resulting in Stage 3 NREM sleep. Latency variation is high.

図7及び図8に、これらの結果のグラフ表現を示す。第1のグラフは、基準、偽装群及びアクティブ群の平均値を示し、第2のグラフは、あらゆる基準の差分について調整した偽装装置に対するアクティブ装置のさらなる恩恵を示す。   7 and 8 show graphical representations of these results. The first graph shows the average value of the reference, camouflaged group and active group, and the second graph shows the additional benefits of the active device over the camouflaged device adjusted for any reference difference.

従って、全てのNREM睡眠段階にわたり、これらの睡眠段階までの時間の短縮に対して睡眠システムが有益な影響を与えているという証拠が存在する。このことは、浅いステージ1NREM睡眠だけでなく、深いステージ2及びステージ3NREM睡眠にも当てはまる。発明者らは、あらゆる睡眠段階までの時間を改善する上で観察された差分が、寝付いてから次第に深い眠りの状態になるという夜間に展開される過程全体に対する睡眠システムの有益な影響、すなわち幅広い睡眠衝動に対する影響を反映するものであることがこれらの検査結果によって示唆されていると解釈する。   Thus, there is evidence that the sleep system has a beneficial impact on shortening the time to these sleep stages across all NREM sleep stages. This applies not only to shallow stage 1 NREM sleep, but also to deep stage 2 and stage 3 NREM sleep. The inventors have found that the difference observed in improving the time to any sleep stage is a beneficial effect of the sleep system on the entire nightly process of going to bed and gradually becoming deep sleep, i.e. a wide range We interpret that these test results suggest that they reflect the effect on sleep impulses.

本節において説明した例示的な検査では、睡眠システムが、臨床ユニット、前頭部パッド及びヘッドギアという3つの構成要素で構成された冷却装置である。睡眠システムは、不眠症治療の睡眠測度を改善することが示される。これらの構成要素については上述したが(図1A〜図5を参照)、再び以下で簡単に説明する。臨床ユニットについては、図1A〜図1Jに示している。臨床ユニットは、流体を冷却してユニットから前頭部パッドに流体を移送する。いくつかの形態における臨床ユニットは、固体電熱素子を利用して精製水及びアルコールから成る伝熱流体を冷却する。このユニットは、ユーザがユニットをオン及びオフに切り替えて温度を14〜16℃に調整できるようにするユーザインターフェイスを有する。このユニットは、伝熱流体を管体及び前頭部パッドに循環させるためのポンプを含む。臨床ユニットは、DC電源によって給電され、一体型制御装置(CU)及びそのファームウェアによって制御される。CUは、サーミスタが検知したフィードバック入力に従って各構成要素へのDC電力をパルス幅変調(PWM)することによって冷却器、ポンプ及びファンを制御する。   In the exemplary test described in this section, the sleep system is a cooling device composed of three components: a clinical unit, a forehead pad, and headgear. The sleep system is shown to improve sleep measures for insomnia treatment. These components have been described above (see FIGS. 1A-5) and will be briefly described again below. The clinical unit is shown in FIGS. 1A-1J. The clinical unit cools the fluid and transfers the fluid from the unit to the forehead pad. Some forms of clinical units use solid state heating elements to cool a heat transfer fluid consisting of purified water and alcohol. This unit has a user interface that allows the user to switch the unit on and off and adjust the temperature to 14-16 ° C. This unit includes a pump for circulating heat transfer fluid to the tube and the forehead pad. The clinical unit is powered by a DC power source and is controlled by an integrated control unit (CU) and its firmware. The CU controls the cooler, pump and fan by pulse width modulating (PWM) the DC power to each component according to the feedback input sensed by the thermistor.

睡眠システムの臨床ユニット(CU)は、流体温度を設定の20分以内に温度設定点に調節して流体温度を14〜16℃に設定できるという機能を含むとともに、臨床ユニット又はそのいずれかの構成要素のあらゆるタイプの故障状態のリスクを軽減する内蔵型安全機構を含む。   The clinical unit (CU) of the sleep system includes a function of adjusting the fluid temperature to a temperature set point within 20 minutes of setting and setting the fluid temperature to 14 to 16 ° C. Includes a built-in safety mechanism that reduces the risk of failure conditions for all types of elements.

睡眠システムのヘッドギア及び前頭部パッドは、睡眠システムの着用可能部分を含むことができる。この着用可能部分は、患者の頭部に接する前頭部パッドと、前頭部パッドを適所に保持するヘッドギアと、睡眠システムの臨床ユニットに接続する6フィートの断熱管体部分とで構成される。図2A〜図2Bに、ヘッドギア及び前頭部パッドの例を示す。前頭部パッドは、前頭前皮質を覆う前頭部上の目標領域を覆うように成形された設計部品である。残りの頭部は、パッドを保持して管体を固定するように特殊設計されたヘッドギアを除いて覆われないままにされる。前頭部パッドは、他の一般的な医療製品で使用されるBayer PT9200などのウレタン膜シートから製造することができる。   The sleep system headgear and forehead pad may include a wearable portion of the sleep system. The wearable portion is comprised of a forehead pad that contacts the patient's head, headgear that holds the forehead pad in place, and a 6 foot insulated tube portion that connects to the clinical unit of the sleep system. . 2A to 2B show examples of headgear and forehead pads. A forehead pad is a design component that is shaped to cover a target area on the forehead that covers the prefrontal cortex. The remaining head is left uncovered except for headgear that is specifically designed to hold the pad and secure the tube. The forehead pad can be made from a urethane film sheet such as Bayer PT9200 used in other common medical products.

ヘッドギア(図2A)は、管体を再循環する一定流量の冷却液を含む前頭部パッドをユーザの前頭部の適所に固定する機構を提供することができる。ヘッドギアは、衣料等級のライクラベースの材料から製造することができる。   The headgear (FIG. 2A) can provide a mechanism for securing the forehead pad containing a constant flow of coolant that recirculates the tube in place on the user's forehead. The headgear can be made from a clothing grade lycra-based material.

上記の結果は、本明細書で説明した装置及び方法が、寝付くまでの時間(睡眠潜時)を短縮し、及び/又はEEG睡眠段階をさらに深い睡眠段階に移行させることによって、不眠症患者を効果的に治療できることを示すものである。上記の調査研究及び装置を着用した人々からのフィードバックは、上述したように睡眠を調節する伝熱パッドの局所的適用を裏付けるものである。   The above results indicate that the devices and methods described herein can reduce insomnia patients by reducing the time to sleep (sleep latency) and / or shifting the EEG sleep phase to a deeper sleep phase. It shows that it can be effectively treated. The above research and feedback from people wearing the device supports the topical application of heat transfer pads to regulate sleep as described above.

装置の1つの構成では、伝熱パッドが、無毛(無毛性)皮膚上の前頭部領域を覆うように成形される。上述したように、また上記の調査結果が示すように、この顔面領域は、体表のうちで最も温度感受性が高く、この機能に特化した神経及び血管を供給し、睡眠応用中に睡眠への干渉を最小限に抑えてパッドを配置するのに便利な表面を前頭部がもたらすことを考えると、迷走神経反応を引き起こす温度情報を提供するために身体領域の中でも比類なく重要と考えられる。   In one configuration of the device, a heat transfer pad is shaped to cover the frontal region on the hairless (hairless) skin. As mentioned above and as indicated by the above survey results, this facial region is the most temperature sensitive of the body surface, supplying nerves and blood vessels specialized for this function, and going to sleep during sleep applications Given that the forehead provides a convenient surface for placing the pad with minimal interference, it is considered to be unparalleled in the body area to provide temperature information that triggers the vagal response .

熱伝達を前頭部の頭皮領域に向けるマスクの構成は、睡眠にとって有益と考えられる。上記の研究結果は、この主張の妥当性を裏付けるものである。   A mask configuration that directs heat transfer to the scalp region of the forehead is considered beneficial for sleep. The above research results support the validity of this claim.

本開示に含まれる冷却循環液を介した熱伝達とは無関係に前頭部皮膚温を変化させる他の電気的又は機械的方法も存在し得る。例えば、(例えば、頭部装着装置と一体化されたTECによって)前頭部を直接冷却することができる。本明細書で説明する方法は、説明したものと同じ下にある脳機構によって、これらの領域の冷却を行う異なる方法を単純に利用して睡眠を改善する目的で、この仮特許出願に示される領域及び方法で利用することもできる。   There may be other electrical or mechanical methods of changing forehead skin temperature independent of heat transfer through the cooling circulation included in this disclosure. For example, the frontal head can be cooled directly (eg, by a TEC integrated with the head mounted device). The method described herein is presented in this provisional patent application for the purpose of improving sleep by simply utilizing different methods of cooling these areas by the underlying brain mechanism as described. It can also be used in areas and methods.

前頭部領域を覆う領域の頭皮上で装置を使用すると、休息又は睡眠を促す副交感神経信号が供給されると予想される。睡眠前の装置の適用は、入眠に役立つことが示された。睡眠中の装置の適用は、夜間にわたって徐波睡眠を増やし、睡眠維持を改善し、覚醒を低減し、睡眠時間を増やすことが示された。   Use of the device on the scalp in the area covering the frontal region is expected to provide a parasympathetic signal that encourages rest or sleep. Application of the device prior to sleep has been shown to be useful for falling asleep. Application of the device during sleep has been shown to increase slow wave sleep, improve sleep maintenance, reduce alertness, and increase sleep time over night.

図6に、実証効果をもたらした前頭皮質の領域を覆う表面領域の1つの構成を示す。上記の効果に基づけば、この装置は、限定するわけではないが、少なくとも健康な睡眠の改善、不眠症患者の睡眠の改善、不眠を体験している人々の睡眠の改善、限定するわけではないが、鬱病、気分障害、不安障害、薬物乱用、心的外傷後ストレス障害、精神障害、躁鬱病及び人格障害、及び不眠を体験しているあらゆる神経精神病患者などの神経精神疾患を患う人々の睡眠の改善、慢性疼痛を含む痛み及び片頭痛を含む頭痛を患う患者の睡眠の改善、不眠症及び/又は不眠を体験している閉経期年齢前後の女性の睡眠の改善、心疾患、内分泌疾患及び肺疾患などの他の内科的疾患後の不眠又は不眠症を抱える患者の睡眠の改善、並びに限定するわけではないが耳鳴りを含む不眠又は不眠症が発生する神経疾患を抱える患者の睡眠の改善といった条件における睡眠の改善に対して同様の効果がある。   FIG. 6 shows one configuration of the surface area that covers the area of the frontal cortex that produced the demonstration effect. Based on the above effects, this device is not limited, but at least it improves healthy sleep, improves sleep of insomnia patients, improves sleep of people experiencing insomnia, but not limited Sleep for people with neuropsychiatric disorders, including depression, mood disorders, anxiety disorders, drug abuse, post-traumatic stress disorder, mental disorders, manic depression and personality disorder, and any neuropsychiatric patient experiencing insomnia Improvement of sleep in patients suffering from pain including chronic pain and headache including migraine, improvement of sleep in women around menopause who are experiencing insomnia and / or insomnia, heart disease, endocrine disease and Improving sleep in patients with insomnia or insomnia after other medical illnesses such as pulmonary disease, as well as improving sleep in patients with insomnia or insomnia, including but not limited to tinnitus There is a similar effect on the improvement of sleep in Tsu conditions.

本明細書では、睡眠時の様々な熱伝達率及び熱伝達タイムライン又は熱伝達アルゴリズムについても説明する。例えば、上記の検査では、14〜16Cの温度が不眠症患者の睡眠を改善したことが示された。10℃〜15℃の範囲でも、不眠症患者の睡眠の改善に同様の効果を発揮することができる。さらに、(本明細書で説明したように)制御された方法での潜水反射の誘発を用いて上述したように睡眠を改善することもできる。   This document also describes various heat transfer rates and heat transfer timelines or heat transfer algorithms during sleep. For example, the above examination showed that a temperature of 14-16 C improved sleep for insomnia patients. Even in the range of 10 ° C. to 15 ° C., the same effect can be exhibited in improving sleep of insomnia patients. In addition, induction of diving reflexes in a controlled manner (as described herein) can also be used to improve sleep as described above.

装置の温度は、使用期間にわたる変動を伴わずに一定に維持することができる。1つの構成では、就寝前に伝熱パッドを適用して入眠過程を促すことができる(例えば、45分〜1時間、5分〜10分、5分〜20分、5分〜25分、5分〜30分、5分〜35分、5分〜40分、5分〜45分、5分〜50分、5分〜1時間など)。入眠を促す上では、摂氏14〜16°が有効となり得る。神経伝達が数秒以内に行われることを考えると、ベッドに入る時間間際に装置を適用しても同様の効果があると予想することができる。   The temperature of the device can be kept constant without fluctuations over the period of use. In one configuration, a heat transfer pad can be applied before going to bed to encourage the sleep process (eg, 45 minutes to 1 hour, 5 minutes to 10 minutes, 5 minutes to 20 minutes, 5 minutes to 25 minutes, 5 minutes, Minutes to 30 minutes, 5 minutes to 35 minutes, 5 minutes to 40 minutes, 5 minutes to 45 minutes, 5 minutes to 50 minutes, 5 minutes to 1 hour, etc.). 14-16 degrees Celsius can be effective in encouraging falling asleep. Given that nerve transmission takes place within a few seconds, it can be expected that applying the device just before entering the bed will have a similar effect.

入眠に対する効果のみを望む場合には、人がベッドに入った時点で装置を取り外すことができる。   If only the effect on falling asleep is desired, the device can be removed when the person enters the bed.

1つの構成では、人がベッドに入った時点の後に夜間睡眠全体を通じて伝熱パッドを適用して、夜間睡眠全体にわたって睡眠過程を促すことができる。この構成では、調査研究により、より深い睡眠を促す上で摂氏14〜16度が有効となり得ることが示された。   In one configuration, a heat transfer pad can be applied throughout the night sleep after the person enters the bed to facilitate the sleep process throughout the night sleep. In this configuration, research studies have shown that 14-16 degrees Celsius can be effective in promoting deeper sleep.

1つの構成では、ベッドに入る前に伝熱パッドを適用して入眠過程を促し、夜間睡眠全体を通じてそのままにして、夜間睡眠全体にわたって睡眠過程を促すことができる。この構成では、調査研究により、入眠を促して夜間全体にわたって深い睡眠を維持する上で摂氏14〜16度が有効であることが示された。   In one configuration, a heat transfer pad can be applied to enter the bed to promote the sleep process and remain throughout the night sleep to facilitate the sleep process throughout the night sleep. In this configuration, research studies have shown that 14-16 degrees Celsius is effective in encouraging sleep and maintaining deep sleep throughout the night.

別の構成では、規定の変化を含む可変温度の適用を使用期間にわたって行うことができる。NREM及びREM睡眠段階が発生する確率に合わせて温度の時間コースを変化させる。副交感神経系及び交感神経系の活動は、夜間睡眠全体にわたって特徴的に変化し、個人が体験中と思われる睡眠段階及び睡眠開始からの継続時間に依存することが分かっている。NREM睡眠段階は、浅いステージ1の睡眠と、深いステージ2の睡眠と、最も深い段階の徐波睡眠とを含み、夜間の前半には徐波睡眠が優勢になる。REM睡眠は、夜間全体にわたって60〜90分毎に周期的に発生し、夜間の後半部分には徐々に長く強いREM期間が発生する。副交感神経活動は、深いNREM睡眠では低下してREM睡眠では高まる傾向にある。これらの変化が起きる程度は、睡眠にとって機能的に重要と考えられている。   In another configuration, the application of variable temperature including defined changes can be made over the period of use. The time course of temperature is changed according to the probability that the NREM and REM sleep stages will occur. It has been found that parasympathetic and sympathetic nervous system activity changes characteristically throughout the night's sleep and depends on the sleep stage the individual appears to be experiencing and the duration from sleep initiation. The NREM sleep phase includes shallow stage 1 sleep, deep stage 2 sleep, and deepest slow wave sleep, with slow wave sleep predominating in the first half of the night. REM sleep occurs periodically every 60 to 90 minutes throughout the night, and a long and strong REM period occurs gradually in the latter half of the night. Parasympathetic activity tends to decrease with deep NREM sleep and increase with REM sleep. The extent to which these changes occur is considered functionally important for sleep.

14〜16Cにおける装置の最大効果は、副交感神経系の活性化に対する仮説的作用機構から予測されるようなNREM睡眠の深まりを促すことができる。   The maximum effect of the device at 14-16C can promote deepening of NREM sleep as predicted from a hypothetical mechanism of action for parasympathetic nervous system activation.

従って、可変熱伝達時間コースの1つの構成では、徐波睡眠が最大になりやすい夜間の早い時期に最大適用を集中させ、REM睡眠が発生する夜間終期に向けて適用度合いを抑えることができる。   Therefore, in one configuration of the variable heat transfer time course, the maximum application can be concentrated early in the night when slow wave sleep is likely to be maximized, and the degree of application can be suppressed toward the end of the night when REM sleep occurs.

REM睡眠及びNREM睡眠の変化は、様々な精神神経疾患でも生じることがある。熱伝達マスクの温度を変化させて、特定の疾患に直接関連する深いNREM睡眠又はREM睡眠の個別の側面を促進又は減退させるという一般的原理には、疾患に特有の治療的有用性があると予想される。   Changes in REM sleep and NREM sleep can also occur in various neuropsychiatric disorders. The general principle of changing the temperature of the heat transfer mask to promote or diminish deep NREM sleep or individual aspects of REM sleep that are directly associated with a particular disease has a therapeutic benefit specific to the disease. is expected.

マスクの温度特性を変化させると、睡眠生理学に予測可能な影響を与えることが示された。従って、睡眠生理学の変化を測定し、これらをフィードバックループに組み込んむことによって熱伝達を変化させることができる。このように、適用する温度をリアルタイムで調整して何らかの望ましい生理的効果を達成することができる。   Changing the temperature characteristics of the mask has been shown to have a predictable effect on sleep physiology. Thus, heat transfer can be changed by measuring changes in sleep physiology and incorporating them into a feedback loop. In this way, the applied temperature can be adjusted in real time to achieve some desired physiological effect.

従って、1つの構成では、使用期間にわたる身体生理機能の変化からのフィードバックに関連する規定の変化を含む可変温度を、使用期間全体にわたって提供することができる。   Thus, in one configuration, a variable temperature can be provided over the entire period of use, including a defined change associated with feedback from changes in body physiology over the period of use.

EEG周波数、心拍変動、筋緊張又はその他の手段などのいずれかのREM/NREM睡眠評価法によって当業者が評価したREM睡眠又はNREM睡眠の有無、EEG波解析又はその他の機構によって測定される徐波睡眠の深さ、HR変動又はその他の手段によって測定される自律的覚醒の度合い、電気皮膚反応、装置の下にある頭部の皮膚、又は装置の下にない他の何らかの頭部の皮膚の皮膚温、又は末梢皮膚温、又は(内部的に又は何らかの外部手段によって測定される)中核温度、又は頭部及び末梢の体温調節を評価する何らかの組み合わせ測度、又は中核温度対末梢温度の測度といった生理学的測定値をモニタし、この生理学的測定値のレベルに従ってリアルタイムで温度を調整することができる。   Slow wave measured by REM sleep or NREM sleep as assessed by one skilled in the art by any REM / NREM sleep assessment method such as EEG frequency, heart rate variability, muscle tone or other means, measured by EEG wave analysis or other mechanisms The depth of sleep, the degree of autonomous arousal measured by HR fluctuations or other means, the electrical skin reaction, the skin of the head under the device, or the skin of any other head not under the device Physiology, such as temperature, or peripheral skin temperature, or core temperature (measured internally or by some external means), or some combination measure to assess head and peripheral thermoregulation, or a measure of core temperature to peripheral temperature The measurement can be monitored and the temperature can be adjusted in real time according to the level of this physiological measurement.

装置を着用した人物は、使用期間にわたる温度を修正し、この変化を主観的フィードバックにリンクさせることができる。   The person wearing the device can modify the temperature over the period of use and link this change to subjective feedback.

1つの構成では、装置を着用した人物が、装置を制御することにより、自身の即時快適性及び治療ニーズに従って何らかのわずかな増分で温度を上下に調整することができる。別の構成では、個人が自身の就寝時間及び所望の起床時間を設定し、予めプログラムされたアルゴリズムをこれらの時点で開始及び停止するように入力して、この時間にわたって相対的に増分調整が発生するようにすることができる。これらの自動時間計算は、あらゆる規定時間にわたるあらゆる可変熱伝達率スケジュールのために実装することができる。   In one configuration, a person wearing the device can control the device to adjust the temperature up or down in some slight increments according to their immediate comfort and treatment needs. In another configuration, an individual sets his bedtime and desired wake-up time and inputs a pre-programmed algorithm to start and stop at these times, resulting in a relative incremental adjustment over this time To be able to. These automatic time calculations can be implemented for any variable heat transfer rate schedule over any specified time.

1つの構成では、皮膚に接触する伝熱パッドの裏地が、接触表面積を増やして熱伝達特性を高めることができるヒドロゲルである。適切な温度伝達特性を有する他の材料を使用することもできる。   In one configuration, the lining of the heat transfer pad that contacts the skin is a hydrogel that can increase the contact surface area and enhance the heat transfer properties. Other materials with suitable temperature transfer characteristics can also be used.

別の構成では、この裏地を、夜間を通じた接触時に皮膚に対して活性化できる皮膚科学製品と組み合わせる。   In another configuration, this backing is combined with a dermatological product that can be activated against the skin when contacted through the night.

別の構成では、内側裏地を、毎晩、又は夜間睡眠にわたる適用時に皮膚に効果をもたらすことができる低頻度で回復させることができる。   In another configuration, the inner lining can be restored at a low frequency that can have an effect on the skin when applied over night or night sleep.

患者の臨床管理では、医療提供者が、ケアを最適化できるように複数回の夜間使用にわたって患者及び/又は装置の特定のパラメータを知りたいと望むことがある。   In patient clinical management, healthcare providers may wish to know specific parameters of the patient and / or device over multiple night uses so that care can be optimized.

従って、装置の1つの構成では、何らかのメモリカード又はメモリチップが、特定のパラメータを自動的に記録して医療提供者が後で表示できるようにこれらを記憶する。   Thus, in one configuration of the device, some memory card or memory chip automatically records certain parameters and stores them for later display by the health care provider.

装置ユーザは、自身のケアをモニタする際に、ケアを最適化できるように複数回の夜間使用にわたって患者及び/又は装置の特定のパラメータを知りたいと望むことがある。   As device users monitor their care, they may wish to know specific parameters of the patient and / or device over multiple night uses so that care can be optimized.

従って、装置の1つの構成では、何らかのメモリカード又はメモリチップが、特定のパラメータを自動的に記録して、後で表示できるようにこれらを記憶する。   Thus, in one configuration of the device, some memory card or memory chip automatically records certain parameters and stores them for later display.

装置の別の構成では、この情報を、電話又はインターネット又は何らかの無線技術を通じて医療提供者のオフィス又は他の何らかの中央データベースに転送することにより、誰かが情報を再検討し、これに応じて推奨される治療調整を行うことができる。   In another configuration of the device, someone can review the information and recommend it accordingly by transferring this information to the provider's office or some other central database via telephone or the Internet or some wireless technology. Treatment adjustments can be made.

記憶できる情報の例としては、以下に限定するわけではないが、装置の温度、皮膚温、中核温度、自律的変動の測度、NREM睡眠によって評価される睡眠の深さ、離散周波数帯、REM睡眠又は他の睡眠段階におけるEEGパワー、夜間全体にわたる活動及び/又は覚醒期間、睡眠の深さ/心地良さ/満足感の主観的測度、睡眠時間などを挙げることができる。   Examples of information that can be stored include, but are not limited to, device temperature, skin temperature, core temperature, measure of autonomous variation, sleep depth assessed by NREM sleep, discrete frequency band, REM sleep Or EEG power in other sleep stages, activity and / or wakefulness throughout the night, a subjective measure of sleep depth / comfort / satisfaction, sleep time, etc.

潜水反射の検出及びフィードバック
本明細書で説明した方法及び装置では、いずれも患者の睡眠サイクルに従って治療を調整することができる。これとは別に、又はこれに加えて、本明細書で説明した方法及び装置では、いずれも被験者の自律神経系の状態(例えば、交感神経と副交感神経との割合)に基づいて、及び/又は被験者の副交感神経及び/又は交感神経系の反応に基づいて治療を調整することもできる。例えば、これらの方法及び装置は、患者の自律神経系反応の指標を測定するための1又は2以上のセンサを含むことができ、このセンサデータをコントローラ/プロセッサが解釈し、これを用いて、アプリケータが被験者の頭部に適用する治療の温度及び/又はタイミングの一方又は両方を調整することができる(例えば、フィードバック)。
Dive Reflex Detection and Feedback Any of the methods and devices described herein can adjust treatment according to the patient's sleep cycle. Alternatively or in addition, any of the methods and devices described herein may be based on the state of the subject's autonomic nervous system (eg, the ratio of sympathetic and parasympathetic nerves) and / or Treatment can also be adjusted based on the subject's parasympathetic and / or sympathetic response. For example, these methods and devices can include one or more sensors for measuring an indication of a patient's autonomic nervous system response, which is interpreted by a controller / processor and used to One or both of the temperature and / or timing of the treatment that the applicator applies to the subject's head can be adjusted (eg, feedback).

自律神経系の指標は、例えば心拍数、心拍変動、血圧、電気皮膚反応、又は限定するわけではないが潜水反射を含む自律機能、とりわけ副交感神経機能をモニタすることが分かっている他のいずれかの指標などのあらゆる適切なものを使用することができる。治療にモニタを追加し、フィードバックを提供して、装置の温度をより能動的な又は治療効果のあるものに調整することができる。   An indicator of the autonomic nervous system can be, for example, heart rate, heart rate variability, blood pressure, electrical skin reaction, or any other known to monitor autonomic functions, including but not limited to diving reflexes, especially parasympathetic function Any suitable one can be used, such as an indicator of. Monitors can be added to the therapy and feedback provided to adjust the device temperature to be more active or therapeutic.

潜水反射は、末梢血管収縮、徐脈率、酸素維持のための重要臓器への血液再誘導、脾臓に貯えられた赤血球の放出及び心調律の不規則性を検出することによって検出することができる。従って、本明細書で説明した方法及び装置のいずれかでは、被験者の潜水反射を検出及び/又は特徴付ける1又は2以上のセンサを使用することができる。例えば、通常、潜水反射は、数分以内(例えば、5分以内、4分以内、3分以内、2分以内、60秒以内、55秒以内、50秒以内、45秒以内、40秒以内、35秒以内、30秒以内、25秒以内、20秒以内、15秒以内、10秒以内など)に5〜35%(例えば、10〜25%)の心拍数の変化を引き起こすことがある。従って、本明細書で説明した装置は、いずれも心拍数を検出するように構成されたセンサを含むことができ、この(単複の)センサは、アプリケータ上に存在することができ、或いはアプリケータから分離されて装置のプロセッサと通信することができる。例えば、被験者は、装置と通信するウェアラブルセンサを装着することができる。心拍数を検出するためのセンサは、電気(例えば、ECG)センサ、光学センサ(例えば、パルスオキシメトリセンサ)、振動/モーションセンサ(例えば、加速度計)などを含むことができる。これとは別に、又はこれに加えて、末梢血管収縮を検出するための1又は2以上のセンサを使用して装置に一体化し、又は装置と通信するようにすることもできる(例えば、手/腕/指及び前頭部などの1又は好ましくは2以上の位置からのパルスオキシメトリ)。赤血球レベルの変化を非侵襲的に検出し、これを用いて潜水反射の存在及び/又は大きさを検出することもできる。   Diving reflexes can be detected by detecting peripheral vasoconstriction, bradycardia rate, blood re-induction to vital organs for oxygen maintenance, release of red blood cells stored in the spleen and irregular heart rhythm . Thus, any of the methods and apparatus described herein can use one or more sensors that detect and / or characterize a subject's diving reflexes. For example, diving reflections usually occur within a few minutes (eg, within 5 minutes, within 4 minutes, within 3 minutes, within 2 minutes, within 60 seconds, within 55 seconds, within 50 seconds, within 45 seconds, within 40 seconds, Within 35 seconds, within 30 seconds, within 25 seconds, within 20 seconds, within 15 seconds, within 10 seconds, etc.) may cause a heart rate change of 5-35% (eg, 10-25%). Thus, any of the devices described herein can include a sensor configured to detect heart rate, which can be present on the applicator or the application. Can communicate with the processor of the device. For example, the subject can wear a wearable sensor that communicates with the device. Sensors for detecting heart rate can include electrical (eg, ECG) sensors, optical sensors (eg, pulse oximetry sensors), vibration / motion sensors (eg, accelerometers), and the like. Alternatively or in addition, one or more sensors for detecting peripheral vasoconstriction may be used to integrate into or communicate with the device (eg, hand / Pulse oximetry from one or preferably two or more positions such as arm / finger and forehead). Changes in red blood cell levels can be detected non-invasively and used to detect the presence and / or magnitude of diving reflexes.

図20Aに、潜水反射を検出し、潜水反射を示す検出パラメータに基づいて適用する治療(例えば、パッドの冷却)を調整する例示的な装置を示す。図20Aでは、装置2000が、熱的に制御可能な皮膚接触面2009を有するアプリケータ2003を含む。このアプリケータは、(1又は2以上の管体を介して)ベースに接続された、流体の冷却/加温を行う循環液アプリケータを含む上述したいずれかのアプリケータに対応することができ、これとは別に、又はこれに加えて、前頭部を直接冷却するために使用できる熱電冷却器を含むこともできる。冷却は、直接皮膚に適用することも、又は伝熱パッド、カバーなどを介して適用することもできる。装置は、(例えば、図20Aに示すように前頭部アプリケータ2003内を循環する流体を加熱/冷却する、又はウェアラブルアプリケータに(例えば、図示していない熱電冷却器として)統合できる、)アプリケータから分離できる加熱/冷却ユニット2005を含むこともできる。これらの装置は、いずれも冷却/加熱ユニット内及び/又は前頭部アプリケータの温度を調節するアプリケータ内に1又は2以上の温度センサ2011を含んで、プロセッサ/コントローラ2001にフィードバックを提供することができる。   FIG. 20A illustrates an exemplary apparatus for detecting diving reflexes and adjusting the treatment to be applied (eg, pad cooling) based on detection parameters indicative of diving reflexes. In FIG. 20A, device 2000 includes an applicator 2003 having a thermally controllable skin contacting surface 2009. This applicator can accommodate any of the applicators described above, including a circulating fluid applicator connected to the base (via one or more tubes) to cool / warm the fluid. Alternatively, or in addition, a thermoelectric cooler can be included that can be used to directly cool the forehead. Cooling can be applied directly to the skin or through a heat transfer pad, cover, etc. The device (e.g., can heat / cool fluid circulating in the forehead applicator 2003 as shown in FIG. 20A, or can be integrated into a wearable applicator (e.g., as a thermoelectric cooler not shown)). A heating / cooling unit 2005 that can be separated from the applicator can also be included. These devices all include one or more temperature sensors 2011 in the cooling / heating unit and / or in the applicator that regulates the temperature of the forehead applicator to provide feedback to the processor / controller 2001. be able to.

図示のような前頭部アプリケータの一部を含む装置の一部として1又は2以上のセンサ2007を含めることができ、或いはこれらのセンサをアプリケータ(例えば、2005’)から分離することもできる。上述したように、これらのセンサは、心拍数、心拍変動、血圧、脳電図、心電図、電気皮膚反応などのうちの1つ又は2つ以上を検出することができる。センサは、プロセッサ/コントローラ2001にデータを提供することができ、プロセッサ/コントローラ2001は、このデータを解釈して患者の副交感神経反応又は状態を判定することができる。装置は、患者が潜水反射を体験しているかどうか、又は患者が体験している潜水反射がどれほど強いものであるかを判定し、これに従ってタイミング及び温度を調整するように構成することができる。   One or more sensors 2007 can be included as part of a device that includes a portion of the forehead applicator as shown, or these sensors can be separated from the applicator (eg, 2005 ′). it can. As described above, these sensors can detect one or more of heart rate, heart rate variability, blood pressure, electroencephalogram, electrocardiogram, electrical skin reaction, and the like. The sensor can provide data to the processor / controller 2001, which can interpret the data to determine a patient's parasympathetic response or condition. The device can be configured to determine whether the patient is experiencing a diving reflex or how strong the diving reflex the patient is experiencing and adjust the timing and temperature accordingly.

例えば、本明細書で説明した方法及び装置は、いずれも単独で又は潜水反射の指標と共に、EEG、HRV及び/又はその他の睡眠モニタリング技術に基づいて装置の温度及び/又はタイミングを調整するように構成することができる。装置は、睡眠期間中に適用する温度を、睡眠状態又は睡眠段階(例えば、覚醒、NREM(ステージ1、ステージ2、ステージ3)、REMなど)及び潜水反射を反映するフィードバックを含むフィードバック信号に基づいて変化させることができる。いくつかの形態では、装置が、1又は2以上のセンサによって判定される被験者の潜水反射を達成及び維持するためにアプリケータの温度を調整することができる。   For example, any of the methods and devices described herein may adjust the temperature and / or timing of the device based on EEG, HRV and / or other sleep monitoring techniques, either alone or in combination with diving reflex indicators. Can be configured. The device determines the temperature to apply during the sleep period based on a feedback signal that includes a sleep state or sleep stage (eg, awakening, NREM (stage 1, stage 2, stage 3), REM, etc.) and feedback that reflects the dive reflex. Can be changed. In some forms, the device can adjust the temperature of the applicator to achieve and maintain a subject's diving reflex as determined by one or more sensors.

1つの例では、アプリケータの温度を心拍数に基づいて制御することができる。例えば、プロセッサは、心拍数をモニタして、所定の期間内(例えば、5分、4分、3分、2分、1分など)に初期心拍数が10%を上回って(例えば、10〜35%)降下した、潜水反射を示すことができる変化を識別することができる。まだ眠っていない被験者では、潜水反射が検出されるまで(例えば、37℃などの体温又は室温から)徐々に下降する温度にアプリケータを冷却することができる。(HR、HRV、血圧、血管収縮、赤血球上昇などの1又は2以上の指標を用いて)潜水反射が検出されると、その温度を安定して保持することができる。従って、潜水反射の誘発までの反応温度は患者によってさらに低いことも又はさらに高いこともあるので、この手順によって冷却温度を各患者/被験者に合わせてセッション間の個々の被験者のためにカスタマイズすることができる。   In one example, the temperature of the applicator can be controlled based on the heart rate. For example, the processor monitors the heart rate and the initial heart rate exceeds 10% within a predetermined period (eg, 5 minutes, 4 minutes, 3 minutes, 2 minutes, 1 minute, etc.) (eg, 10 to 10 minutes). 35%) Descented changes that can show diving reflexes can be identified. In subjects who have not yet slept, the applicator can be cooled to a gradually decreasing temperature (eg, from body temperature such as 37 ° C. or room temperature) until a dive reflection is detected. When diving reflex is detected (using one or more indicators such as HR, HRV, blood pressure, vasoconstriction, erythrocyte elevation, etc.), the temperature can be stably maintained. Thus, the reaction temperature to the induction of the dive reflex may be lower or higher depending on the patient, so this procedure allows the cooling temperature to be customized for each patient / subject and for individual subjects between sessions. Can do.

これに加えて、又はこれとは別に、潜水反射の検出を用いて治療の温度調節適用タイミングを開始することもできる。例えば、所定の維持期間(例えば、10分、15分、20分、25分、30分、35分など)にわたって潜水反射応答が確認された温度又はこの温度未満に装置の温度を保持した後に、第2の所定の(例えば、待機)期間にわたって第2の(例えば、待機)温度に上昇させることができる。その後、装置又は方法は、冷却器温度(例えば、最初の反復と同じ温度とすることができる、又は患者をモニタすることによって決定できる、潜水反射を誘発する温度)及び待機温度を通じて1回又は2回以上循環することができる。   In addition or alternatively, detection of diving reflexes can be used to initiate the temperature adjustment application timing of the treatment. For example, after holding the temperature of the device below or below the temperature at which the dive reflex response was observed over a predetermined maintenance period (eg, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 25 minutes, 30 minutes, 35 minutes, etc.) The second (eg, standby) temperature can be raised over a second predetermined (eg, standby) period. Thereafter, the device or method can be used once or two times through the cooler temperature (eg, the temperature that triggers the dive reflex, which can be the same temperature as the first iteration or can be determined by monitoring the patient) and the standby temperature. It can circulate more than once.

いくつかの形態では、被験者を潜水反射に維持するために、例えばサイクル内で温度を調整することができる。これらの装置は、いずれも被験者の前頭部に前頭部アプリケータを保持するための止め具2033(例えば、図2A及び図2Bを参照)を含むことができる。   In some forms, the temperature can be adjusted, eg, within a cycle, to keep the subject in the dive reflex. Each of these devices can include a stop 2033 (see, eg, FIGS. 2A and 2B) for holding the forehead applicator on the subject's forehead.

一般に、装置のプロセッサ/コントローラ2001は、1又は2以上のセンサからデータを受け取り、解析して解釈することができる。上述したように、プロセッサは、装置の一部とすることも、或いはいくつかの形態では、装置が通信するスマートフォンプロセッサなどのように装置と分離する(例えば、引き離す)こともできる。   In general, the processor / controller 2001 of the device can receive, analyze and interpret data from one or more sensors. As described above, the processor can be part of the device, or in some forms can be separated (eg, pulled apart) from the device, such as a smartphone processor with which the device communicates.

本明細書で説明する(ユーザインターフェイスを含む)方法は、いずれもソフトウェア、ハードウェア又はファームウェアとして実装することができ、プロセッサによる実行時に、以下に限定するわけではないが、表示するステップ、ユーザと通信するステップ、解析するステップ、(タイミング、周波数、強度などを含む)パラメータを修正するステップ、決定するステップ、又は警告するステップなどを含むステップのいずれかの実行をプロセッサに制御させる、プロセッサ(例えば、コンピュータ、タブレット、スマートフォンなど)が実行できる命令セットを記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体として説明することができる。   Any of the methods (including user interfaces) described herein can be implemented as software, hardware, or firmware and, when executed by a processor, include, but are not limited to, displaying, user and A processor (e.g., causing the processor to control the execution of any of the steps including communicating, analyzing, modifying parameters (including timing, frequency, intensity, etc.), determining, warning, etc. , A computer, a tablet, a smartphone, etc.) can be described as a non-transitory computer-readable storage medium that stores an instruction set that can be executed.

図20Bは、睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばす装置の別の形態の概略図である。この形態は、図20Aに図示して上述した形態に類似するが、図20Aの装置の多くの要素が独立せずに、被験者の前頭部に装着されるように適合された前頭部アプリケータ2003’に一体化される。アプリケータは、熱伝達面2009’を含むとともに、(例えば、サーミスタとすることができる)1又は2以上の温度(フィードバック/制御)センサ2011’、及び/又は被験者からの生理的パラメータを検出して潜水反射を検出するための1又は2以上のセンサ2007を含むことができる。一方で、アプリケータは、熱伝達面を冷却するように構成された1又は2以上の冷却ユニット2015’を含むこともでき、これらの1又は2以上の冷却ユニットは、アプリケータ内に存在して熱伝達面と直接熱的に連通することができる。アプリケータは、冷却/加熱ユニット2015’(例えば、TEC)を制御するコントローラ2001’(例えば、1又は複数のプロセッサ)を含むこともできる。コントローラは、1又は2以上の冷却ユニットに電気的に結合することができ、1又は2以上の冷却ユニットの出力及び駆動冷却(drive cooling)を調節するように構成することができる。前頭部アプリケータの一部としてバッテリ(例えば、充電式バッテリ、図示せず)を含めることもできる。   FIG. 20B is a schematic diagram of another form of device that reduces sleep latency, increases sleep depth, and / or extends subject sleep time. This configuration is similar to the configuration illustrated and described above in FIG. 20A, but with many components of the apparatus of FIG. 20A adapted to be worn on the subject's forehead without being independent. Integrated with the main body 2003 ′. The applicator includes a heat transfer surface 2009 ′ and detects one or more temperature (feedback / control) sensors 2011 ′ (which may be, for example, a thermistor) and / or physiological parameters from the subject. One or more sensors 2007 for detecting diving reflexes can be included. On the other hand, the applicator can also include one or more cooling units 2015 ′ configured to cool the heat transfer surface, and these one or more cooling units are present in the applicator. And can be in direct thermal communication with the heat transfer surface. The applicator can also include a controller 2001 '(eg, one or more processors) that controls a cooling / heating unit 2015' (eg, TEC). The controller can be electrically coupled to one or more cooling units and can be configured to regulate the output and drive cooling of the one or more cooling units. A battery (eg, rechargeable battery, not shown) can also be included as part of the forehead applicator.

図20Bに示す形態に関して説明したように、通常、1又は2以上のセンサ2007、2007’は、被験者からの生理的パラメータを検出するように構成されてコントローラに結合される。本明細書で説明したあらゆるセンサ(例えば、光学センサ、電気センサ、機械的センサ/振動センサなど)を使用することもできる。通常、コントローラは、1又は2以上のセンサによって検出された生理的パラメータから被験者が潜水反射を体験しているかどうかを判定し、この判定に基づいて熱伝達領域の温度又は熱伝達領域の冷却タイミングの一方又は両方を調整できるように構成される。   As described with respect to the configuration shown in FIG. 20B, typically one or more sensors 2007, 2007 'are configured and coupled to the controller to detect physiological parameters from the subject. Any sensor described herein (eg, optical sensor, electrical sensor, mechanical sensor / vibration sensor, etc.) can also be used. Typically, the controller determines whether the subject is experiencing diving reflexes from physiological parameters detected by one or more sensors, and based on this determination, the temperature of the heat transfer region or the cooling timing of the heat transfer region It is comprised so that one or both of can be adjusted.

アプリケータは、任意に装置に対して結合又は分離できる止め具2033によって前頭部に固定することができる。   The applicator can be secured to the forehead by a stop 2033 that can optionally be coupled or separated from the device.

図21A及び図21Bに、睡眠を改善する(例えば、睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばす)装置の例を示す。図21Aに示す装置2003’は、図21Bに示すように、頭部及び前頭部上に装置を固定するための、この例ではストラップである止め具2033と一体化される。これに加えて、又はこれとは別に、止め具は、接着剤(例えば、解除可能な皮膚接着剤)、キャップ又はヘッドバンドなどとすることもできる。図21Aの装置2003’は、装置の内部皮膚接触面に沿って配置された複数の小型の薄い熱電温度レギュレータ2015’(冷却/加熱ユニット)を含む。ストラップは、あらゆる適切なものを使用することができ、異なる頭部サイズに適合するように調整可能とすることができる。装置は、上述したように、潜水反射の検出を可能にする生理学的特性を検出するための1又は2以上のセンサ2007を含むこともできる。図21Bには、装置2003’を装着してベッドに横になった被験者を示す。   21A and 21B show examples of devices that improve sleep (eg, reduce sleep latency, increase sleep depth, and / or extend subject sleep time). The device 2003 'shown in FIG. 21A is integrated with a stop 2033, which in this example is a strap, for securing the device on the head and forehead, as shown in FIG. 21B. In addition, or alternatively, the stop can be an adhesive (eg, a releasable skin adhesive), a cap, a headband, or the like. The device 2003 'of FIG. 21A includes a plurality of small thin thermoelectric temperature regulators 2015' (cooling / heating units) disposed along the internal skin contact surface of the device. Any suitable strap can be used and can be adjustable to fit different head sizes. The device may also include one or more sensors 2007 for detecting physiological properties that allow detection of diving reflexes as described above. FIG. 21B shows a subject wearing the device 2003 'and lying on the bed.

本明細書では、ある特徴部又は要素が別の特徴部又は要素「上(on)」に存在すると示している場合、この特徴部又は要素は、他の特徴部又は要素上に直接存在することも、或いは介在する特徴部及び/又は要素が存在することもできる。対照的に、ある特徴部又は要素が別の特徴部又は要素「上に直接(directly on)」存在すると示している場合、介在する特徴部又は要素は存在しない。また、ある特徴部又は要素が別の特徴部又は要素に「接続(connected)」され、「取り付け(attached)」られ、又は「結合(coupled)」されていると示す場合、この特徴部又は要素は、他の特徴部又は要素に直接接続し、取り付け、又は結合することも、或いは介在する特徴部又は要素が存在することもできると理解されるであろう。対照的に、ある特徴部又は要素が別の特徴部又は要素に「直接接続(directly connected)」され、「直接取り付(directly attached)」られ、又は「直接結合(directly coupled)」されていると示す場合、介在する特徴部又は要素は存在しない。1つの実施形態に関して説明又は図示した特徴部及び要素は、他の実施形態に適用することもできる。また、当業者であれば、別の特徴部に「隣接(adjacent)」して配置された構造又は特徴部についての言及は、隣接する特徴部の上側又は下側に重なり合う部分を有することもできると理解するであろう。   As used herein, when a feature or element is shown to be “on” another feature or element, the feature or element is directly present on the other feature or element. Alternatively, there may be intervening features and / or elements. In contrast, when a feature or element is shown to be “directly on” another feature or element, there are no intervening features or elements present. Also, if a feature or element is shown to be “connected”, “attached”, or “coupled” to another feature or element, this feature or element Will be understood to be directly connected, attached or coupled to other features or elements, or there may be intervening features or elements. In contrast, a feature or element is “directly connected”, “directly attached”, or “directly coupled” to another feature or element. There are no intervening features or elements. The features and elements described or illustrated with respect to one embodiment may be applied to other embodiments. Also, those skilled in the art can refer to a structure or feature that is “adjacent” to another feature, and may have portions that overlap above or below the adjacent feature. You will understand.

本明細書で用いた用語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本発明の限定を意図するものではない。例えば、本明細書で使用する単数形の「1つの(英文不定冠詞)」及び「その(英文定冠詞)」は、その文脈で別途明確に示していない限り、複数形も含むように意図される。さらに、「備える、含む(comprises及び/又はcomprising)」という用語は、本明細書で使用する場合、上述した特徴、ステップ、動作、要素及び/又はコンポーネントの存在を示すが、1又は2以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/又はこれらの群の存在又は追加を除外するものではないと理解されたい。本明細書で使用する「及び/又は(and/or)」という用語は、関連する列挙した項目のうちの1つ又は2つ以上のありとあらゆる組み合わせを含み、「/」として省略することもできる。   The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. For example, as used herein, the singular forms “a (indefinite article)” and “the (definite article)” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. . Furthermore, the term “comprises and / or comprising”, as used herein, indicates the presence of the features, steps, operations, elements and / or components described above, but includes one or more It should be understood that this does not exclude the presence or addition of other features, steps, actions, elements, components, and / or groups thereof. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed items and may be abbreviated as “/”.

本明細書では、説明を簡単にするために、「下方の(under)」、「下位の(below)」、「下側の(lower)」、「上方の(over)」、「上側の(upper)」などの空間的相対語を用いて、図に示す1つの要素又は特徴部と別の(単複の)要素又は特徴部との関係を説明していることがある。これらの空間的相対語は、図に示す方向に加え、使用中又は動作中の装置の異なる方向も含むものであると理解されたい。例えば、図の装置を逆さにした場合、他の要素又は特徴の「下」又は「下方に」あるものとして説明した要素は、他の要素又は特徴の「上方に」配向されるようになる。従って、「下方の」という例示的な用語は、上方の配向と下方の配向とをいずれも含むことができる。装置を別様に配向する(90度又はその他の配向に回転させる)こともでき、本明細書で使用する空間的相対語は、それに応じて解釈することができる。同様に、本明細書における「上向きに(upwardly)」、「下向きに(downwardly)」、「垂直な(vertical)」及び「水平な(horizontal)」などの用語は、別途具体的に示していない限り説明目的で使用するものにすぎない。   In this specification, for simplicity of explanation, “under”, “below”, “lower”, “over”, “upper ( A spatial relative term such as “upper” may be used to describe the relationship between one element or feature shown in the figure and another element or feature. These spatial relative terms should be understood to include different directions of the device in use or in operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when the illustrated apparatus is inverted, elements described as being “below” or “below” other elements or features become oriented “above” other elements or features. Thus, the exemplary term “down” can include both an upper orientation and a lower orientation. The device can also be oriented differently (rotated to 90 degrees or other orientations) and the spatial relative terms used herein can be interpreted accordingly. Similarly, terms such as “upwardly”, “downwardly”, “vertical” and “horizontal” are not specifically illustrated herein. It is only used for explanatory purposes.

本明細書では、様々な(ステップを含む)特徴部/要素を説明するために「第1の(first)」及び「第2の(second)」という用語を使用していることがあるが、その文脈で別途指示していない限り、これらの特徴部/要素をこれらの用語によって限定すべきではない。これらの用語は、1つの特徴部/要素を別の特徴部/要素と区別するために使用することができる。従って、本発明の教示から逸脱することなく、後述される第1の特徴部/要素を第2の特徴部/要素と呼ぶことも、同様に後述される第2の特徴部/要素を第1の特徴部/要素と呼ぶこともできる。   In this specification, the terms “first” and “second” may be used to describe various features / elements (including steps), Unless otherwise indicated in the context, these features / elements should not be limited by these terms. These terms can be used to distinguish one feature / element from another feature / element. Accordingly, a first feature / element described below may be referred to as a second feature / element without departing from the teachings of the present invention, and a second feature / element described below will also be referred to as a first feature / element. May also be referred to as features / elements.

本明細書及び以下の特許請求の範囲全体を通じ、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「comprise(含む・備える)」という単語、並びに「comprises」及び「comprising」などの変化形は、方法及び物品(例えば、装置及び機器を含む構成及び装置)において様々な構成要素を合わせて使用できることを意味する。例えば、「comprising」という用語は、記述するあらゆる要素又はステップが含まれることを意味するが、他のあらゆる要素又はステップが除外されることを意味するものではないと理解される。   Throughout this specification and the following claims, unless the context indicates otherwise, the word “comprise” and variations such as “comprises” and “comprising” It means that various components can be used together in methods and articles (eg, configurations and devices including devices and equipment). For example, the term “comprising” is understood to include any element or step described, but is not meant to exclude any other element or step.

一般に、本明細書で説明した装置及び方法は、いずれも包括的なものとして理解すべきであるが、構成要素及び/又はステップの全部又は一部を排他的なものとし、様々な構成要素、ステップ、下位構成要素又は下位ステップ「から成る(consisting of)」、或いはこれら「から基本的に成る(consisting essentially of)」として表すこともできる。   In general, any of the devices and methods described herein are to be understood as being comprehensive, but all or part of the components and / or steps are exclusive and the various components, It can also be expressed as a step, sub-component or sub-step “consisting of”, or “consisting essentially of”.

全ての数字は、実施例における使用を含め、明細書及び特許請求の範囲で使用する場合、別途明確に指定していない限り、たとえ明確に記載されていなくても「約(about)」又は「近似的に(approximately)」という単語が前置きされているかのように読むことができる。「約」又は「近似的に」という表現は、大きさ及び/又は位置を説明する際に、説明する値及び/又は位置が予想される適正な値及び/又は位置の範囲内に存在することを示すために使用することができる。例えば、ある数値は、記載する値(又は値の範囲)の±0.1%、記載する値(又は値の範囲)の±1%、記載する値(又は値の範囲)の±2%、記載する値(又は値の範囲)の±5%、記載する値(又は値の範囲)の±10%などの値を有することができる。また、本明細書に示すあらゆる数値は、その文脈で別途指示していない限り、約その値又は近似的にその値を含むものとして理解されたい。例えば、「10」という値を開示する場合には、「約10」も開示される。本明細書に記載するあらゆる数字範囲は、本明細書に含まれる全ての部分範囲を含むように意図される。また、当業者であれば適切に理解するように、ある値を開示する際には、その値「以下(less than or equal to)」、その値「以上(greater than or equal to)」、及び値間の考えられる範囲も開示されると理解されたい。例えば、「X」という値を開示する場合には、「X以下」及び「X以上」(例えば、この場合のXは数値である)も開示される。また、本出願全体を通じて、データは複数の異なるフォーマットで示しており、このデータは、終点及び始点、並びにデータ点のあらゆる組み合わせ範囲を表すと理解されたい。例えば、特定のデータ点「10」及び特定のデータ点「15」を開示している場合には、10及び15超、10及び15以上、10及び15未満、10及び15以下、10及び15と同等、並びに10と15との間が開示されていると考えられる、と理解されたい。また、2つの特定のユニット間の各単位も開示されていると理解されたい。例えば、10及び15を開示している場合には、11、12、13及び14も開示される。   All numbers are intended to be used in the specification and claims, including use in the examples, unless otherwise expressly stated, even if not explicitly stated as “about” or “about” It can be read as if it had been prefixed with the word “approximately”. The expression “about” or “approximately” means that when describing the size and / or position, the value and / or position being described is within the expected value and / or position range. Can be used to indicate. For example, a numerical value is ± 0.1% of a value (or range of values) to be described, ± 1% of a value (or range of values) to be described, ± 2% of a value (or range of values) to be described, It can have a value such as ± 5% of the stated value (or range of values), ± 10% of the stated value (or range of values). Also, any numerical value set forth herein should be understood to include about or about that value, unless otherwise indicated in that context. For example, when the value “10” is disclosed, “about 10” is also disclosed. Any numerical range recited herein is intended to include all sub-ranges included herein. As will be appreciated by those skilled in the art, when disclosing a value, the value “less than or equal to”, the value “greater than or equal to”, and It should be understood that possible ranges between values are also disclosed. For example, when the value “X” is disclosed, “X or less” and “X or more” (for example, X in this case is a numerical value) are also disclosed. Also, throughout this application, data is shown in a number of different formats, and it should be understood that this data represents the end point and start point, as well as any combination range of data points. For example, if a specific data point “10” and a specific data point “15” are disclosed, 10 and more than 15, 10 and 15 or more, less than 10 and 15, 10 and 15 or less, and 10 and 15 It should be understood that the equivalent and between 10 and 15 are considered disclosed. It should also be understood that each unit between two specific units is also disclosed. For example, if 10 and 15 are disclosed, 11, 12, 13 and 14 are also disclosed.

以上、様々な例示的な実施形態について説明したが、様々な実施形態には、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなくあらゆる多くの変更を行うことができる。例えば、説明した様々な方法ステップの実行順は、別の実施形態では変更できる場合が多く、他の実施形態では1又は2以上の方法ステップが完全に省略されることもある。様々な装置及びシステムの実施形態の任意の特徴を含むことができる実施形態もあれば、そうでない実施形態もある。従って、上記の説明は、主に例示目的で示したものであり、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を限定するものではないと解釈されたい。   Although various exemplary embodiments have been described above, various modifications can be made to the various embodiments without departing from the scope of the present invention as set forth in the claims. For example, the order of execution of the various method steps described can often be changed in other embodiments, and one or more method steps can be omitted entirely in other embodiments. Some embodiments may include any feature of various apparatus and system embodiments, and some embodiments may not. Accordingly, the foregoing description has been presented primarily for purposes of illustration and should not be construed as limiting the scope of the invention which is set forth in the appended claims.

本明細書に含まれる実施例及び説明例は、本主題を実施できる特定の実施形態を限定ではなく一例として示すものである。上述したように、他の実施形態の利用及び導出を行うことによって、本開示の範囲から逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更を行うこともできる。本明細書では、このような発明主題の実施形態を実際に1つよりも多く開示している場合、これらの実施形態を、本出願の範囲をあらゆる単一の発明又は発明概念に自発的に限定することを意図せずに、単に便宜上「発明」という用語によって個別に又はまとめて参照することができる。従って、本明細書では特定の実施形態を図示し説明したが、図示の特定の実施形態の代わりに同じ目的を達成するように計算されたあらゆる構成を使用することができる。本開示は、様々な実施形態のありとあらゆる適応例又は変形例を対象とするように意図される。上記の説明を再考察すれば、当業者には、上記の実施形態の組み合わせ、及び本明細書で具体的に説明していない他の実施形態が明らかになるであろう。   The examples and illustrative examples contained herein are intended to illustrate, by way of example and not limitation, specific embodiments in which the subject matter may be implemented. As noted above, structural and logical substitutions and changes may be made by utilizing and deriving other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. In this specification, where more than one embodiment of such inventive subject matter is actually disclosed, these embodiments may be voluntarily incorporated into any single invention or inventive concept within the scope of this application. Without intending to be limiting, they may be referred to individually or collectively for convenience only by the term “invention”. Thus, although specific embodiments have been illustrated and described herein, any configuration calculated to accomplish the same purpose may be used in place of the specific embodiments shown. This disclosure is intended to cover any and all adaptations or variations of various embodiments. Upon review of the above description, those skilled in the art will appreciate combinations of the above embodiments and other embodiments not specifically described herein.

Claims (36)

睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばす装置であって、
被験者の前頭部に装着されるように適合された、熱伝達面(2009)を有する前頭部アプリケータ(2003、2003’)と、
前記熱伝達面を冷却するように構成された1又は2以上の冷却ユニット(2005、2015’)と、
前記1又は2以上の冷却ユニットに電気的に結合されて、前記1又は2以上の冷却ユニットの出力及び駆動冷却を調節するように構成されたコントローラ(2001、2001’)と、
前記被験者からの生理的パラメータを検出するように構成された1又は2以上のセンサ(2007、2007’)と、
を備え、前記1又は2以上のセンサは、前記コントローラに結合され、前記コントローラは、前記1又は2以上のセンサによって検出された前記生理的パラメータから前記被験者が潜水反射を体験しているかどうかを判定し、前記判定に基づいて前記熱伝達領域の温度又は前記熱伝達領域の冷却タイミングの一方又は両方を調整するように構成される、
ことを特徴とする装置。
A device that shortens sleep latency, increases sleep depth, and / or extends a subject's sleep time,
A forehead applicator (2003, 2003 ′) having a heat transfer surface (2009) adapted to be worn on the subject's forehead;
One or more cooling units (2005, 2015 ′) configured to cool the heat transfer surface;
A controller (2001, 2001 ′) electrically coupled to the one or more cooling units and configured to regulate power and drive cooling of the one or more cooling units;
One or more sensors (2007, 2007 ′) configured to detect physiological parameters from the subject;
Wherein the one or more sensors are coupled to the controller, and the controller determines whether the subject is experiencing a diving reflex from the physiological parameters detected by the one or more sensors. Configured to adjust one or both of the temperature of the heat transfer region or the cooling timing of the heat transfer region based on the determination,
A device characterized by that.
前記1又は2以上のセンサは、身体の動き、呼吸数、心拍数、電気皮膚反応、血中酸素濃度、心電図(ECG)信号及び脳電図(EEG)信号のうちの1つ又は2つ以上を検出するように構成される、
請求項1に記載の装置。
The one or more sensors may include one or more of body movement, respiratory rate, heart rate, electrical skin reaction, blood oxygen concentration, electrocardiogram (ECG) signal, and electroencephalogram (EEG) signal. Configured to detect
The apparatus of claim 1.
前記コントローラは、前記被験者が潜水反射を体験しているかどうかを心拍数の低下に基づいて判定するように構成される、
請求項1に記載の装置。
The controller is configured to determine whether the subject is experiencing a diving reflex based on a decrease in heart rate;
The apparatus of claim 1.
前記コントローラは、前記アプリケータの前記熱伝達面の温度を潜水反射が検出されるまで低下させるように構成される、
請求項1に記載の装置。
The controller is configured to reduce the temperature of the heat transfer surface of the applicator until a dive reflection is detected;
The apparatus of claim 1.
前記コントローラは、前記アプリケータの前記熱伝達面の温度を、前記潜水反射応答が検出された温度又は該温度未満に維持期間にわたって維持した後、前記アプリケータの前記熱伝達面の前記温度を待機期間にわたって待機温度に上昇させるように構成される、
請求項1に記載の装置。
The controller waits for the temperature of the heat transfer surface of the applicator after maintaining the temperature of the heat transfer surface of the applicator for a maintenance period at or below the temperature at which the dive reflection response is detected. Configured to increase to standby temperature over a period of time,
The apparatus of claim 1.
前記前頭部アプリケータを前記被験者の頭部に保持するための止め具(201、2033)をさらに備える、
請求項1に記載の装置。
A stop (201, 2033) for holding the forehead applicator on the subject's head;
The apparatus of claim 1.
前記1又は2以上の冷却ユニットは、熱電冷却器(2015’)を含む、
請求項1に記載の装置。
The one or more cooling units include a thermoelectric cooler (2015 ′),
The apparatus of claim 1.
前記1又は2以上の冷却ユニットは、前記前頭部アプリケータを通過する流体を冷却するように構成される、
請求項1に記載の装置。
The one or more cooling units are configured to cool fluid passing through the forehead applicator;
The apparatus of claim 1.
前記1又は2以上の冷却ユニットは、前記前頭部アプリケータ内に存在して前記熱伝達面と連通する、
請求項1に記載の装置。
The one or more cooling units are present in the forehead applicator and communicate with the heat transfer surface;
The apparatus of claim 1.
前記コントローラは、前記温度を0℃〜30℃に制御するように構成される、
請求項1に記載の装置。
The controller is configured to control the temperature from 0 ° C. to 30 ° C .;
The apparatus of claim 1.
前記1又は2以上のセンサは、前記前頭部アプリケータの一部である、
請求項1に記載の装置。
The one or more sensors are part of the forehead applicator;
The apparatus of claim 1.
前記前頭部アプリケータの前記熱伝達面を覆って配置されるように適合された、熱伝導面を有するカバーをさらに含む、
請求項1に記載の装置。
Further comprising a cover having a heat transfer surface adapted to be disposed over the heat transfer surface of the forehead applicator;
The apparatus of claim 1.
被験者の前頭皮質及び前頭前皮質の一方又は両方に非侵襲的に低体温療法を適用することによって睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は前記被験者の睡眠時間を延ばす方法であって、
前記被験者の前頭皮質及び前頭前皮質の一方又は両方の上に、前記被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを配置するステップと、
睡眠潜時を短縮すること、睡眠の深さを深めること、及び前記被験者の睡眠時間を延ばすことのうちの1つ又は2つ以上を行うために、前記熱伝達領域を冷却して潜水反射を誘発するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
Method of reducing sleep latency, increasing sleep depth and / or extending sleep time of said subject by non-invasively applying hypothermia therapy to one or both of the subject's frontal cortex and prefrontal cortex Because
Placing an applicator including a heat transfer area in communication with the subject's skin on one or both of the subject's frontal cortex and prefrontal cortex;
In order to do one or more of shortening sleep latency, increasing sleep depth, and extending the sleep time of the subject, the heat transfer region is cooled to reduce the diving reflection. A triggering step;
A method comprising the steps of:
前記被験者の皮膚と前記熱伝達領域との間の接触を少なくとも15分にわたって維持するステップをさらに含む、
請求項13に記載の方法。
Further maintaining the contact between the subject's skin and the heat transfer area for at least 15 minutes,
The method of claim 13.
前記アプリケータを配置するステップは、前記アプリケータを適所に固定するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Locating the applicator includes securing the applicator in place;
The method of claim 13.
前記アプリケータを配置するステップは、前記アプリケータを接着固定するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Disposing the applicator comprises adhesively fixing the applicator;
The method of claim 13.
前記アプリケータを配置するステップは、前記アプリケータを前記被験者の前頭部領域上のみに固定するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Locating the applicator comprises securing the applicator only on the frontal region of the subject;
The method of claim 13.
冷却するステップは、0℃〜25℃に冷却するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
The step of cooling includes the step of cooling to 0 ° C. to 25 ° C.,
The method of claim 13.
冷却するステップは、10℃〜15℃に冷却するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Cooling includes cooling to 10 ° C. to 15 ° C.,
The method of claim 13.
冷却するステップは、前記アプリケータに冷却液を通すステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Cooling includes passing a coolant through the applicator,
The method of claim 13.
冷却するステップは、熱電冷却器を介して冷却するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Cooling includes cooling via a thermoelectric cooler,
The method of claim 13.
冷却するステップは、前記熱伝達領域の前記温度を少なくとも5分にわたって周囲温度から前記第1の温度に降下させるステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Cooling comprises lowering the temperature of the heat transfer region from ambient temperature to the first temperature over at least 5 minutes;
The method of claim 13.
冷却するステップは、前記熱伝達領域を第1の温度に維持するステップを含む、
請求項13に記載の方法。
Cooling includes maintaining the heat transfer region at a first temperature;
The method of claim 13.
前記第1の温度を維持するステップは、前記第1の温度を少なくとも20分にわたって維持するステップを含む、
請求項23に記載の方法。
Maintaining the first temperature comprises maintaining the first temperature for at least 20 minutes;
24. The method of claim 23.
前記被験者が潜水反射を体験していると判定するステップをさらに含む、
請求項13に記載の方法。
Further comprising determining that the subject is experiencing diving reflexes,
The method of claim 13.
前記潜水反射の前記判定に基づいて、前記熱伝達領域の前記温度又は前記熱伝達領域の前記冷却のタイミングの一方又は両方を調整するステップをさらに含む、
請求項25に記載の方法。
Further comprising adjusting one or both of the temperature of the heat transfer region or the cooling timing of the heat transfer region based on the determination of the diving reflection.
26. The method of claim 25.
前記熱伝達領域を冷却するステップは、前記熱伝達領域を前記潜水反射が検出されるまで徐々に冷却するステップを含む、
請求項25に記載の方法。
Cooling the heat transfer area includes gradually cooling the heat transfer area until the dive reflection is detected;
26. The method of claim 25.
前記熱伝達領域の前記温度を第2の温度に変化させるステップをさらに含む、
請求項13に記載の方法。
Changing the temperature of the heat transfer region to a second temperature;
The method of claim 13.
前記アプリケータに冷却液を通して、前記熱伝達領域が前記第1の温度と30℃との間の第2の温度に冷却されるようにするステップをさらに含む、
請求項13に記載の方法。
Further comprising passing coolant through the applicator such that the heat transfer region is cooled to a second temperature between the first temperature and 30 ° C.
The method of claim 13.
前記第2の温度は、約20℃〜約25℃である、
請求項29に記載の方法。
The second temperature is from about 20 ° C to about 25 ° C;
30. The method of claim 29.
前記第2の温度を第2の時間にわたって維持するステップをさらに含む、
請求項29に記載の方法。
Further comprising maintaining the second temperature for a second time;
30. The method of claim 29.
前記第2の温度は、前記温度を睡眠周期に基づいて調整することによって維持される、
請求項31に記載の方法。
The second temperature is maintained by adjusting the temperature based on a sleep cycle;
32. The method of claim 31.
前記第2の温度は、前記温度をユーザ選択可能入力の被験者選択に基づいて調整することによって維持される、
請求項31に記載の方法。
The second temperature is maintained by adjusting the temperature based on a subject selection of user selectable inputs.
32. The method of claim 31.
睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばす前記方法は、不眠症を抱える被験者において睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は被験者の睡眠時間を延ばす方法である、
請求項13に記載の方法。
The method of reducing sleep latency, increasing sleep depth, and / or extending a subject's sleep time can reduce sleep latency, increase sleep depth in a subject with insomnia, and / or A method of extending the sleep time of the subject,
The method of claim 13.
被験者の前頭皮質及び前頭前皮質の一方又は両方に非侵襲的に低体温療法を適用することによって睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は前記被験者の睡眠時間を延ばす方法であって、
前記被験者の前頭皮質及び前頭前皮質の一方又は両方の上に、前記被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを配置するステップと、
前記熱伝達領域を、潜水反射を誘発するのに十分なほど冷却するステップと、
前記潜水反射が睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、被験者の睡眠時間を延ばすように、前記被験者の皮膚と前記熱伝達領域との間の接触を維持するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
Method of reducing sleep latency, increasing sleep depth and / or extending sleep time of said subject by non-invasively applying hypothermia therapy to one or both of the subject's frontal cortex and prefrontal cortex Because
Placing an applicator including a heat transfer area in communication with the subject's skin on one or both of the subject's frontal cortex and prefrontal cortex;
Cooling the heat transfer area sufficient to induce a diving reflex;
Maintaining contact between the subject's skin and the heat transfer region such that the diving reflex shortens sleep latency, deepens sleep, and extends subject sleep time;
A method comprising the steps of:
被験者の前頭皮質及び前頭前皮質の一方又は両方に非侵襲的に低体温療法を適用することによって睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、及び/又は前記被験者の睡眠時間を延ばす方法であって、
前記被験者の前頭皮質及び前頭前皮質の一方又は両方の上に、前記被験者の皮膚と連通する熱伝達領域を含むアプリケータを配置するステップと、
前記被験者が潜水反射を体験するまで前記熱伝達領域を冷却するステップと、
前記潜水反射が睡眠潜時を短縮し、睡眠の深さを深め、被験者の睡眠時間を延ばすように、前記被験者の皮膚と前記熱伝達領域との間の接触を維持するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
Method of reducing sleep latency, increasing sleep depth and / or extending sleep time of said subject by non-invasively applying hypothermia therapy to one or both of the subject's frontal cortex and prefrontal cortex Because
Placing an applicator including a heat transfer area in communication with the subject's skin on one or both of the subject's frontal cortex and prefrontal cortex;
Cooling the heat transfer area until the subject experiences diving reflexes;
Maintaining contact between the subject's skin and the heat transfer region such that the diving reflex shortens sleep latency, deepens sleep, and extends subject sleep time;
A method comprising the steps of:
JP2018560127A 2016-05-16 2017-05-16 Frontal head cooling method and apparatus for stimulating parasympathetic nervous system for treatment of insomnia Pending JP2019523660A (en)

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