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用于治疗咽部障碍的神经监测方法和系统

阅读:748发布:2022-07-22

专利汇可以提供用于治疗咽部障碍的神经监测方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且描述了用于监测、 预防 和/或 治疗 上气道障碍例如呼吸暂停、吞咽困难、反流和/或打鼾的方法和系统。所述方法和系统通过对从一个或多个上气道传入神经获得的一个或多个神经 信号 进行处理,来监测所述上气道障碍。通过向一个或多个与反射相关的传入神经、传出神经、肌肉和感觉 感受器 传送一个或多个刺激以操纵 阈值 和/或触发上气道反射包括但不限于吞咽反射和/或 负压 反射,来预防和/或治疗上气道障碍。,下面是用于治疗咽部障碍的神经监测方法和系统专利的具体信息内容。

1.一种用于监测对象中的病症的方法,所述方法包括:
从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号
处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线由至少一个下列参数来表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合;
将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联;
处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态,所述活动状态包括:
呼吸状态,其包括呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;
吞咽状态,其包括固体接触流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合;
振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;
以及
反流状态,其包括反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合。
2.权利要求1的方法,还包括处理所述至少一种活动状态以获得所述对象的至少一种病症,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合,其中:
所述呼吸病症包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足、流率限制及其任何组合;
所述吞咽病症包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合;
所述振动病症包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合;并且
所述反流病症包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
3.权利要求1的方法,其中,所述一个或多个上气道传入神经选自咽传入神经、喉传入神经、口腔传入神经和鼻腔传入神经。
4.权利要求2的方法,还包括评估所述至少一种病症以预测选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、吞咽困难、心力衰竭、尿毒症、哮喘、心搏骤停、器官衰竭、代谢性酸中毒、COPD、栓塞、翁丹氏呼吸症、肥胖通气不足综合征、喉渗入、吸入、食管反流、喉反流、未吞咽食团的存在、酸反流、GERD及其任何组合的障碍。
5.权利要求1的方法,其中,所述一个或多个活动判据包含:
指示呼吸活动的呼吸判据,所述呼吸判据包含:神经信号振幅峰之间的时间分离在约
1秒至约5秒的范围内;神经信号的图形以约12个峰每分钟至约60个峰每分钟范围内的周期定期重复;及其任何组合;
指示吞咽活动的吞咽判据,所述吞咽判据包含:前端至后端神经激活模式;持续时间短于约1秒的典型神经激活模式;及其任何组合;
指示振动活动的振动判据,所述振动判据包含:神经信号频率在约10Hz至约400Hz范围内;神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内,及其任何组合;
指示反流活动的反流判据,其包含小于约2m/s的信号传导速度。
6.权利要求3的方法,其中处理所述一个或多个神经信号进一步包括分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
7.权利要求4的方法,还包括在患者监测装置上显示所述至少一种状态、所述至少一种病症、所述至少一种障碍及其任何组合中的任一种或多种。
8.权利要求5的方法,进一步包括将所述至少一种状态、所述至少一种病症、所述至少一种障碍及其任何组合中的任一种或多种通讯到治疗系统。
9.一种用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的方法,所述方法包括传送至少一个刺激以调节选自全部或部分吞咽反射、全部或部分负压反射及其任何组合的至少一种反射,其中:
所述障碍包括下列至少一种:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,混合性呼吸暂停,打鼾,流率限制,肥胖通气不足综合征,吞咽困难,食管反流,喉反流,咽反流、未吞咽食团的存在,酸反流,GERD及其任何组合;
每个所述至少一个刺激在不足以独立地引发所述反射的阈下参数下或在足以独立地引发所述反射的阈上参数下传送;并且
所述至少一个刺激按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来传送。
10.权利要求9的方法,其中每个所述至少一个刺激包括电刺激或机械刺激。
11.权利要求10的方法,其中:
每个电刺激被传送到与反射相关的神经、与反射相关的肌肉、与反射相关的感觉感受器及其任何组合;并且
每个机械刺激被传送到与反射相关的感觉感受器。
12.权利要求11的方法,其中:
所述与反射相关的神经包含:
选自下列的传入神经:迷走神经的iSLN分支,迷走神经的咽分支,舌咽神经的咽分支,舌咽神经的扁桃体分支,舌咽神经的舌分支,中间神经,腭神经,岩大神经,面神经的任何分支和三叉神经的翼腭神经;或者
选自下列的传出神经:返喉神经,喉上神经的外支,舌咽神经的腮运动支和近端纤维,下颌神经,翼内肌神经,迷走神经的咽分支和近端纤维,面神经的分支和近端纤维,以及舌下神经的分支和近端纤维;并且
所述与反射相关的感觉感受器位于所述对象的皮肤或粘膜中,并选自:
对气道负压、气道正压、伸长、位置、剪切、滑动、振动、质构、触碰、机械压缩、肌肉伸展、肌肉驱动、气流、血压或血渗透压敏感的机械感受器;
对CO2、O2或pH敏感的化学感受器;
对温度或气流敏感的温度感受器;以及
对多模式疼痛敏感的伤害感受器。
13.权利要求12的方法,其中每个所述至少一个刺激选自:
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经或所述与反射相关的感觉感受器,以降低所述反射的阈值、维持肌紧张性及其任何组合;
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的肌肉以维持肌紧张性;
阈下机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器以降低所述至少一种反射的阈值;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以治疗所述障碍;以及
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以治疗所述障碍。
14.权利要求13的方法,其中所述至少一个刺激按照选自定期、随机和连续的传送进度表来传送。
15.权利要求14的方法,其中从患者监测装置接收所述至少一个刺激信号。
16.权利要求14的方法,还包括评估所述对象的至少一种病症以预测所述对象中所述障碍的发生,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合,其中:
所述呼吸病症包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合;
所述吞咽病症包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合;
所述振动病症包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合;并且
所述反流病症包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
17.权利要求16的方法,还包括
从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;
处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线由至少一个下列参数来表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合;
将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联;
处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态,所述活动状态包括:
呼吸状态,其包括呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;
吞咽状态,其包括固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压力、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合;
振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;
以及
反流状态,其包括反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合;以及
处理所述对象的所述活动状态,以获得所述对象的所述至少一种病症。
18.权利要求17的方法,其中所述方法还包括:
当预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时到与所述障碍的发生相符;
当所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时到与所述对象的呼气相符;以及
它们的任何组合。
19.一种在对象中预防和/或治疗障碍的方法,所述方法包括:
从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;
处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线由至少一个下列参数表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合;
将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联;
处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态,所述活动状态包括:
呼吸状态,其包括呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;
吞咽状态,其包括固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压力、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合;
振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;
以及
反流状态,其包括反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合,
处理所述活动状态以获得所述对象的至少一种病症,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合,其中:
所述呼吸病症包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合;
所述吞咽病症包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合;
所述振动病症包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合;并且
所述反流病症包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合;
评估所述至少一种病症以预测选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、混合性呼吸暂停、打鼾、流率限制、肥胖通气不足综合征、吞咽困难、食管反流、喉反流、咽反流、未吞咽食团的存在、酸反流、GERD及其任何组合的障碍;以及
传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射。
20.权利要求19的方法,其中所述一个或多个活动判据包含:
指示呼吸活动的呼吸判据,所述呼吸判据包含:神经信号振幅峰之间的时间分离在约
1秒至约5秒的范围内;神经信号的图形以约12个图形每分钟至约60个图形每分钟范围内的周期定期重复;及其任何组合;
指示吞咽活动的吞咽判据,所述吞咽判据包含:前端至后端神经激活模式;持续时间短于约1秒的典型神经激活模式;及其任何组合;
指示振动活动的振动判据,所述振动判据包含:神经信号频率在约10Hz至约400Hz范围内;神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内,及其任何组合;
指示反流活动的反流判据,其包含小于约2m/s的信号传导速度。
21.权利要求19的方法,其中处理所述一个或多个神经信号进一步包括分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
22.权利要求19的方法,还包括在患者监测装置上显示所述至少一种状态、所述至少一种病症、所述至少一种障碍及其任何组合中的任一种或多种。
23.权利要求19的方法,其中:
每个所述至少一个刺激包括电刺激或机械刺激;
每个电刺激被传送到与反射相关的神经、与反射相关的肌肉、与反射相关的感觉感受器及其任何组合;并且
每个机械刺激被传送到与反射相关的感觉感受器。
24.权利要求23的方法,其中:
所述与反射相关的神经包含:
选自下列的传入神经:迷走神经的iSLN分支,迷走神经的咽分支,舌咽神经的咽分支,舌咽神经的扁桃体分支,舌咽神经的舌分支,中间神经,腭神经,岩大神经,面神经的任何分支和三叉神经的翼腭神经;或者
选自下列的传出神经:返喉神经,喉上神经的外支,舌咽神经的腮运动支和近端纤维,下颌神经,翼内肌神经,迷走神经的咽分支和近端纤维,面神经的分支和近端纤维,以及舌下神经的分支和近端纤维;并且
所述与反射相关的感觉感受器位于所述对象的皮肤或粘膜中,并选自:
对气道负压、气道正压、伸长、位置、剪切、滑动、振动、质构、触碰、机械压缩、肌肉伸展、肌肉驱动、气流、血压或血渗透压敏感的机械感受器;
对CO2、O2或pH敏感的化学感受器;
对温度或气流敏感的温度感受器;以及
对多模式疼痛敏感的伤害感受器。
25.权利要求23的方法,其中每个所述至少一个刺激选自:
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经或所述与反射相关的感觉感受器,以降低所述反射的阈值、维持肌紧张性及其任何组合;
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的肌肉以维持肌紧张性;
阈下机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器以降低所述至少一种反射的阈值;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以治疗所述障碍;以及
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以治疗所述障碍。
26.权利要求19的方法,其中每个所述至少一个刺激按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来传送。
27.权利要求26的方法,其中所述方法还包括:
当预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时到与所述障碍的发生相符;
当所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时为与所述对象的呼气相符;以及
它们的任何组合。
28.一种用于在对象中监测病症的系统,所述系统包含:
至少一个处理器;
含有对象监测应用程序的CRM,其包含能够在所述至少一个处理器上执行的多个模,所述多个模块包含:
神经信号获取模块,用于获得所述对象的一个或多个上气道传入神经中的一个或多个神经信号;
神经活动曲线模块,用于处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线由至少一个下列参数来表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合;
活动类型模块,用于将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联;
活动状态模块,用于处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态,所述活动状态包括:
呼吸状态,其包括呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;
吞咽状态,其包括固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压力、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合;
振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;
以及
反流状态,其包括反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合;以及
GUI模块,用于产生一个或多个表格,用于接收向所述系统的输入以及从所述系统传送输出。
29.权利要求28的系统,其中所述多个模块还包含病症模块,用于处理所述至少一种活动状态以获得所述对象的至少一种病症,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合,其中:
所述呼吸病症包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合;
所述吞咽病症包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合;
所述振动病症包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合;并且
所述反流病症包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
30.权利要求29的系统,其中所述多个模块还包含障碍预测模块,用于评估所述至少一种病症以预测选自下列的障碍:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,混合性呼吸暂停,打鼾,流率限制,吞咽困难,心力衰竭,尿毒症,哮喘,心搏骤停,器官衰竭,代谢性酸中毒,COPD,肺栓塞,翁丹氏呼吸症,肥胖通气不足综合征,喉渗入,吸入,食管反流,喉反流,咽反流,未吞咽食团的存在,酸反流,GERD及其任何组合。
31.权利要求28的系统,其中所述一个或多个活动判据包含:
指示呼吸活动的呼吸判据,所述呼吸判据包含:神经信号振幅峰之间的时间分离在约
1秒至约5秒的范围内;神经信号的图形以约12个图形每分钟至约60个图形每分钟范围内的周期定期重复;及其任何组合;
指示吞咽活动的吞咽判据,所述吞咽判据包含:前端至后端神经激活模式;持续时间短于约1秒的典型神经激活模式;及其任何组合;
指示振动活动的振动判据,所述振动判据包含:神经信号频率在约10Hz至约400Hz范围内;神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内,及其任何组合;
指示反流活动的反流判据,其包含小于约2m/s的信号传导速度。
32.权利要求28的系统,其中所述神经活动曲线模块还分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
33.一种用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的系统,所述系统包含:
至少一个处理器;以及
含有障碍治疗应用程序的CRM,其包含能够在所述至少一个处理器上执行的多个模块,所述多个模块包含:
反射刺激模块,用于传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射,其中:
所述障碍选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、混合性呼吸暂停、打鼾、流率限制、肥胖通气不足综合征、吞咽困难、食管反流、喉反流、咽反流、未吞咽食团的存在、酸反流、GERD及其任何组合;
每个所述至少一个刺激使用选自不足以独立地引发所述反射的阈下参数和足以独立地引发所述反射的阈上参数的参数来传送;并且
所述至少一个刺激对至少一个刺激信号做出响应来传送;以及
GUI模块,用于产生一个或多个表格,用于接收向所述系统的输入以及从所述系统传送输出。
34.权利要求33的系统,其中:
每个所述至少一个刺激包括电刺激或机械刺激;
每个电刺激被传送到与反射相关的神经、与反射相关的肌肉及其任何组合;并且每个机械刺激被传送到与反射相关的感觉感受器。
35.权利要求34的系统,其中每个所述至少一个刺激选自:
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经或所述与反射相关的感觉感受器,以降低所述反射的阈值、维持肌紧张性及其任何组合;
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的肌肉以维持肌紧张性;
阈下机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器以降低所述至少一种反射的阈值;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以治疗所述障碍;以及
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以治疗所述障碍。
36.权利要求33的系统,其中所述多个模块还包含刺激定时模块,用于按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合,来对每个所述至少一个刺激的传送进行定时。
37.权利要求36的系统,其中所述至少一个刺激信号从患者监测系统接收。
38.权利要求36的系统,其中所述多个模块还包含障碍预测模块,用于评估所述对象的至少一种病症以预测所述对象中所述障碍的发生,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合,其中:
所述呼吸病症包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合;
所述吞咽病症包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合;
所述振动病症包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合;并且
所述反流病症包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
39.权利要求36的系统,其中所述多个模块还包含:
神经信号获取模块,用于从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;
神经活动曲线模块,用于处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线由至少一个下列参数来表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合;
活动类型模块,用于将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联。
40.权利要求39的系统,其中所述刺激定时模块:
当所述障碍预测模块预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时为与所述障碍的发生相符;
当所述活动状态模块确定所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时为与所述对象的呼气相符;以及
它们的任何组合。
41.一种用于在对象中预防和/或治疗障碍的系统,所述系统包含:
至少一个处理器;以及
含有障碍治疗应用程序的CRM,其包含能够在所述至少一个处理器上执行的多个模块,所述多个模块包含:
神经信号获取模块,用于获取所述对象的一个或多个上气道传入神经中的一个或多个神经信号;
神经活动曲线模块,用于处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线由至少一个下列参数来表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合;
活动类型模块,用于将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联;
活动状态模块,用于处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态,所述活动状态包括:
呼吸状态,其包括呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;
吞咽状态,其包括固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压力、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合;
振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;
以及
反流状态,其包括反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合。
病症模块,用于处理所述至少一种活动状态以获得所述对象的至少一种病症,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合,其中:
所述呼吸病症包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合;
所述吞咽病症包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合;
所述振动病症包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合;并且
所述反流病症包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合;
障碍预测模块,用于评估所述至少一种病症以预测选自下列的障碍:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,混合性呼吸暂停,打鼾,流率限制,肥胖通气不足综合征,吞咽困难,食管反流,喉反流,咽反流,未吞咽食团的存在,酸反流,GERD及其任何组合;
反射刺激模块,用于传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射,其中:
每个所述至少一个刺激以选自不足以引发所述反射的阈下强度和足以引发所述反射的阈上强度的强度来传送;并且
所述至少一个刺激按照选自定期、随机和连续的传送进度表来传送;
刺激定时模块,用于按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来对每个所述至少一个刺激的传送进行定时;以及
GUI模块,用于产生一个或多个表格,用于接收向所述系统的输入并且从所述系统传送输出。
42.权利要求41的系统,其中所述一个或多个活动判据包含:
指示呼吸活动的呼吸判据,所述呼吸判据包含:神经信号振幅峰之间的时间分离在约
1秒至约5秒的范围内;神经信号的图形以约12个图形每分钟至约60个图形每分钟范围内的周期定期重复;及其任何组合;
指示吞咽活动的吞咽判据,所述吞咽判据包含:前端至后端神经激活模式;持续时间短于约1秒的典型神经激活模式;及其任何组合;
指示振动活动的振动判据,所述振动判据包含:神经信号频率在约10Hz至约400Hz范围内;神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内,及其任何组合;
指示反流活动的反流判据,其包含小于约2m/s的信号传导速度。
43.权利要求41的系统,其中所述神经活动曲线模块还分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
44.权利要求41的系统,其中:
每个所述至少一个刺激包含电刺激或机械刺激;
每个电刺激被传送到与反射相关的神经、与反射相关的感觉感受器、与反射相关的肌肉及其任何组合;并且
每个机械刺激被传送到与反射相关的感觉感受器。
45.权利要求44的系统,其中每个所述至少一个刺激选自:
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经或所述与反射相关的感觉感受器,以降低所述反射的阈值、维持肌紧张性及其任何组合;
阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的肌肉以维持肌紧张性;
阈下机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器以降低所述至少一种反射的阈值;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的肌紧张性、位置和/或姿势;
阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以治疗所述障碍;以及
阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以治疗所述障碍。
46.权利要求41的系统,其中所述至少一个刺激信号从监测系统接收。
47.权利要求41的系统,其中所述刺激定时模块:
当所述障碍预测模块预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时为与所述障碍的发生相符;
当所述活动状态模块确定所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以将所述至少一个刺激的传送定时为与所述对象的呼气相符;以及
它们的任何组合。

说明书全文

用于治疗咽部障碍的神经监测方法和系统

技术领域

[0001] 总的来说,本发明涉及用于检测、鉴定和治疗上气道障碍例如睡眠呼吸暂停/呼吸不足、吞咽困难、反流和/或打鼾的神经监测方法和系统。

背景技术

[0002] 咽起到多种多样的作用——咀嚼,呼吸,吞咽,说话,感觉口味和气味,加热、加湿和过滤空气,保护气道。这个单一结构起到多样和高度复杂的功能,许多功能可能并非同时执行。例如,咽是呼吸和消化通路两者共有的结构,并在呼吸和吞咽期间作为机械“开关”起到将输入的空气和固体导向适合的解剖学系统的作用。
[0003] 在正常呼吸期间,咽的结构采取最大化气道开放的位置。当吸入空气时,紧张性激活主动维持咽的位置,并且相位性激活通过负压反射抵抗真空引起的咽位置变化。在正常吞咽期间,咽推动食物和流体向后,同时调整气道的位置以防止将食物和流体材料吸入到中。事实上,吞咽是涉及整个上气道超过50肌肉的协调的活动模式,并且一般被分成口腔、咽部和食管阶段。
[0004] 由于咽位于呼吸和胃肠摄入的十字路口处,因此咽的结构和/或姿势功能障碍可能引起各种不同障碍,包括阻塞性睡眠呼吸暂停、吞咽困难、打鼾和酸反流/GERD。除了由这种繁多的障碍引入的直接健康顾虑之外,许多这些障碍与其他合并症例如心脏病发作、中高血压、糖尿病、颈动脉粥样硬化的发生、肺吸入和吸入性肺炎等的风险升高相关。
[0005] 用于咽障碍例如呼吸暂停的现有治疗包括连续空气正压(CPAP)装置、手术干预、减轻体重、药物、睡眠体位的改变和/或牙科器具;许多这些治疗苦于有效性或顺从性有限。正在开发监测胸内压、血合度或横膈膜、肋间肌、上气道肌肉或与这些肌肉相关的传出神经的生物电活动的可植入监测装置。已经描述了使用药物递送、心房超速起搏或控制呼吸活动的神经或肌肉的电刺激来终止呼吸暂停的其他可植入装置。到目前为止,开发预防和/或治疗与咽功能障碍相关的障碍的有效方法的可能性仍然没有实现。
[0006] 在本领域中,对于检测、预防和/或治疗不利咽部病症和/或治疗咽障碍例如睡眠呼吸暂停、打鼾、吞咽困难和/或GERD的其他方法,存在着需求。
[0007] 发明概述
[0008] 根据本发明,提供了一种监测对象中的病症的方法。所述方法包括从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线;将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联;并且处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态。
[0009] 每个神经活动曲线可以由至少一个下列参数来表征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度,及其任何组合。
[0010] 相关活动类型可以选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型、及其任何组合。
[0011] 所述活动状态可以包含:呼吸状态,其包含呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;吞咽状态,其包含固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压、接触质构(texture)、接触温度、食团的存在及其任何组合;振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;以及反流状态,其包含反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合。
[0012] 所述一个或多个上气道传入神经可以选自咽传入神经、喉传入神经、口腔传入神经和鼻腔传入神经。
[0013] 所述一个或多个活动判据可以包含:指示呼吸活动的呼吸判据,指示吞咽活动的吞咽判据,指示振动活动的振动判据,以及反流判据。所述呼吸判据可以包含神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内、神经信号的图形以约12个图形每分钟至约60个图形每分钟范围内的周期定期重复及其任何组合。所述吞咽判据可以包含前端至后端神经激活模式、持续时间短于约1秒的典型(sterotyped)神经激活模式及其任何组合。所述振动判据可以包含神经信号频率在约10Hz至约400Hz范围内、神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内及其任何组合。所述反流判据可以包含小于约2m/s的信号传导速度。
[0014] 处理所述一个或多个神经信号可以进一步包括分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
[0015] 用于检测对象中的病症的方法可以进一步包括处理所述至少一种活动状态以获得所述对象的至少一种病症。所述对象的至少一种病症可以选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合。所述呼吸病症可以包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合。所述吞咽病症可以包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合。所述振动病症可以包括打鼾、喘鸣、哮鸣发声及其任何组合。所述反流病症可以包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
[0016] 可替选地,或者与上述情况相组合,所述方法可以进一步包括评估所述至少一种病症以预测障碍。所述障碍可以选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、吞咽困难、心力衰竭、尿毒症、哮喘、心搏骤停、器官衰竭、代谢性酸中毒、COPD、肺栓塞、翁丹氏呼吸症、肥胖通气不足综合征、喉渗入、吸入、食管反流、喉反流、食道中食团的存在、酸反流、GERD、喉渗入、吸入及其任何组合。
[0017] 所述至少一种状态、所述至少一种病症、所述至少一种障碍中的任一种或多种及其任何组合,可以显示在患者监测装置上。
[0018] 所述至少一种状态、所述至少一种病症、所述至少一种障碍中的任一种或多种及其任何组合,可以被通讯到治疗系统。
[0019] 本发明还提供了一种用于监测对象中的病症的系统。所述系统可以包含至少一个处理器;含有对象监测应用程序的CRM,其包含可以在所述至少一个处理器上执行的多个模块;以及GUI模块,其用于产生一个或多个表格,用于接收向所述系统的输入以及传输来自所述系统的输出。所述多个模块可以包含:神经信号获取模块,用于获得所述对象的一个或多个上气道传入神经中的一个或多个神经信号;神经活动曲线模块,用于处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线;活动类型模块,其用于将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联;以及活动状态模块,用于处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态。每个神经活动曲线、活动类型和活动状态可以具有如上所述的特征。适合的活动判据也在上文中描述。
[0020] 所述神经活动曲线模块还可以分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
[0021] 所述多个模块还可以包含病症模块,用于处理所述至少一种活动状态以获得所述对象的至少一种病症。所述对象的所述至少一种病症可以选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合。适合的呼吸、吞咽、振动和反流病症在上文中描述。
[0022] 可替选地,或者与上述情况相组合,所述系统还可以包含障碍预测模块,用于评估所述至少一种病症以预测障碍。所述障碍可以选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、吞咽困难、心力衰竭、尿毒症、哮喘、心搏骤停、器官衰竭、代谢性酸中毒、COPD、肺栓塞、翁丹氏呼吸症、肥胖通气不足综合征、喉渗入、吸入、食管反流、喉反流、食道中食团的存在、酸反流、GERD、喉渗入、吸入及其任何组合。
[0023] 本发明还提供了用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第一种方法。所述方法包括传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射。所述障碍包括下列至少一种:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,肥胖通气不足综合征,吞咽困难,食管反流,食道中食团的存在,酸反流,GERD及其任何组合。每个所述至少一个刺激以不足以引发所述反射的阈下强度或以足以引发所述反射的阈上强度来传送。所述至少一个刺激按照选自定期、随机和连续的传送进度表来传送。
[0024] 每个所述至少一个刺激可以包含电刺激或机械刺激。
[0025] 每个电刺激可以被传送到与反射相关的神经、与反射相关的肌肉、与反射相关的感觉感受器及其任何组合。每个机械刺激可以被传送到与反射相关的感觉感受器。
[0026] 所述与反射相关的神经可以包括传入神经或传出神经。传入神经可以选自:迷走神经的iSLN分支,迷走神经的咽分支,舌咽神经的咽分支,舌咽神经的扁桃体分支,舌咽神经的舌分支,中间神经,腭神经,岩大神经,面神经的任何分支、和三叉神经的翼腭神经。传出神经可以选自:返喉神经,喉上神经的外支,舌咽神经的腮运动支和近端纤维,下颌神经,翼内肌神经,迷走神经的咽分支和近端纤维,面神经的分支和近端纤维,以及舌下神经的分支和近端纤维。
[0027] 所述与反射相关的感觉感受器可以位于所述对象的皮肤或粘膜中,并可以选自:对气道负压、气道正压、伸长、位置、剪切、滑动、振动、质构、触碰、机械压缩、肌肉伸展、肌肉驱动、气流、血压或血渗透压敏感的机械感受器;对CO2、O2或pH敏感的化学感受器;对温度或气流敏感的温度感受器;以及对多模式疼痛敏感的伤害感受器。
[0028] 每个所述至少一个刺激可以选自:阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经或所述与反射相关的感觉感受器,以降低所述反射的阈值、维持肌紧张性及其任何组合;阈下电刺激,其被传送到所述与反射相关的肌肉以维持肌紧张性;阈下机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以降低所述至少一种反射的阈值;阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的的肌紧张性、位置和/或姿势;阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以维持所述对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的的肌紧张性、位置和/或姿势;阈上电刺激,其被传送到所述与反射相关的神经、所述与反射相关的感觉感受器、所述与反射相关的肌肉或其任何组合,以治疗所述障碍;以及阈上机械刺激,其被传送到所述与反射相关的感觉感受器,以治疗所述障碍。
[0029] 每个所述至少一个刺激按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来传送。
[0030] 所述至少一个刺激信号可以从患者监测装置接收。
[0031] 所述用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第一种方法还可以包括评估所述对象的至少一种病症以预测所述对象中所述障碍的发生,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合。适合的呼吸、吞咽、振动和反流病症在上文中描述。
[0032] 所述用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第一种方法还可以包括:从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线;将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联;处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态;以及处理所述对象的所述活动状态,以获得所述对象的所述至少一种病症。每个神经活动曲线、活动类型和活动状态可以具有如上所述的特征。
[0033] 所述用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第一种方法还可以包括:当预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以使得传送所述至少一个刺激的时间与所述障碍的发生相符;当所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以使得传送所述至少一个刺激的时间与所述对象的呼气相符;及其任何组合。
[0034] 本发明还提供了用于在对象中治疗和/或预防障碍的第一种系统。所述系统可以包含至少一个处理器,以及含有治疗应用程序的CRM,其包含可以在所述至少一个处理器上执行的多个模块。所述多个模块可以包含:反射刺激模块,用于传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射;以及GUI模块,用于产生一个或多个表格,用于接收向所述系统的输入以及传送来自所述系统的输出。所述障碍可以选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、肥胖通气不足综合征、吞咽困难、食管反流、食道中食团的存在、酸反流、GERD及其任何组合。每个所述至少一个刺激以选自不足以引发所述反射的阈下强度和足以引发所述反射的阈上强度的强度来传送。所述至少一个刺激按照选自定期、随机和连续的传送进度表来传送。
[0035] 每个所述至少一个刺激可以包含如上所述的电刺激或机械刺激。
[0036] 所述多个模块还可以包含刺激定时模块,用于按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来安排每个所述至少一个刺激的传送时间。
[0037] 所述至少一个刺激信号可以从患者监测系统接收。
[0038] 所述多个模块还可以包含障碍预测模块,用于评估所述对象的至少一种病症以预测所述对象中所述障碍的发生,所述至少一种病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合。适合的呼吸、吞咽、振动和反流病症在上文中描述。
[0039] 所述多个模块还可以包含:神经信号获取模块,用于从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;神经活动曲线模块,用于处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线;以及活动类型模块,用于将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联。每个神经活动曲线和活动类型可以具有如上所述的特征。
[0040] 所述刺激定时模块可以:当所述障碍预测模块预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以便使得传送所述至少一个刺激的时间与所述障碍的发生相符;当所述活动状态模块确定所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以使得传送所述至少一个刺激的时间与所述对象的呼气相符;及其任何组合。
[0041] 本发明还提供了用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第二种方法。所述方法可以包括:从所述对象的一个或多个上气道传入神经获得一个或多个神经信号;处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线;将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联;处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态;处理所述对象的所述活动状态以获得所述对象的所述至少一种病症;评估所述至少一种病症,以预测选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、肥胖通气不足综合征、吞咽困难、食管反流、食道中食团的存在、酸反流、GERD及其任何组合的障碍;以及传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射。
[0042] 每个所述至少一个刺激可以包含如上所述的电刺激或机械刺激。
[0043] 每个神经活动曲线、活动类型和活动状态可以具有如上所述的特征。
[0044] 所述对象的所述至少一种病症可以选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合。适合的呼吸、吞咽、振动和反流病症在上文中描述,适合的活动判据也是如此。
[0045] 处理所述一个或多个神经信号还包括分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
[0046] 每个所述至少一个刺激按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来传送。
[0047] 所述用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第二种方法还可以包括在患者监测装置上显示所述至少一种状态、所述至少一种病症、所述至少一种障碍中的任一种或多种及其任何组合。
[0048] 所述用于在需要的对象中治疗和/或预防障碍的第二种方法还可以包括:当预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以使得传送所述至少一个刺激的时间与所述障碍的发生相符;当所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以使得传送所述至少一个刺激的时间与所述对象的呼气相符;及其任何组合。
[0049] 本发明还提供了用于在对象中治疗和/或预防障碍的第二种系统。所述系统可以包含:至少一个处理器;含有障碍治疗应用程序的CRM,其包含可以在所述至少一个处理器上执行的多个模块;以及GUI模块,用于产生一个或多个表格,用于接收向所述系统的输入并且传送来自所述系统的输出。所述多个模块可以包含:(i)神经信号获取模块,用于获取所述对象的一个或多个上气道传入神经中的一个或多个神经信号;(ii)神经活动曲线模块,用于处理每个所述一个或多个神经信号以获得至少一个神经活动曲线;(iii)活动类型模块,用于将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联;(iv)活动状态模块,用于处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征所述相关活动类型的活动状态;(v)病症模块,用于处理所述至少一种活动状态,以获得所述对象的选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合的至少一种病症;(vi)障碍预测模块,用于评估所述至少一种病症,以预测选自下列的障碍:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,肥胖通气不足综合征,吞咽困难,食管反流,食道中食团的存在,酸反流,GERD及其任何组合;(vii)反射刺激模块,用于传送至少一个刺激以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射,其中:每个所述至少一个刺激以选自不足以引发所述反射的阈下强度和足以引发所述反射的阈上强度的强度来传送;并且所述至少一个刺激按照选自定期、随机和连续的传送进度表来传送;以及(viii)刺激定时模块,用于按照预定进度表、对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来安排传送每个所述至少一个刺激的时间。每个神经活动曲线、活动类型和活动状态可以具有如上所述的特征。适合的呼吸、吞咽、振动和反流病症也如上所述,适合的活动判据也是如此。
[0050] 所述神经活动曲线模块还可以分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。
[0051] 每个所述至少一个刺激可以包含如上所述的电刺激或机械刺激。
[0052] 所述至少一个刺激信号可以从监测系统接收。
[0053] 所述刺激定时模块可以:当所述障碍预测模块预测所述障碍时产生所述至少一个刺激信号,以便使得传送所述至少一个刺激的时间与所述障碍的发生相符;当所述活动状态模块确定所述呼吸相是呼气相时产生所述至少一个刺激信号,以使得传送所述至少一个刺激的时间与所述对象的呼气相符;及其任何组合。
[0054] 本公开的其他情况和特点将在下面更充分地描述。
[0055] 本公开的其他情况和特点将在下面更充分地描述。
[0056] 附图简述
[0057] 在附图的参考图中示出了示例性实施方式。打算将本文中公开的实施方式和图当作是说明性而不是限制性的。
[0058] 图1是与在正常呼吸期间在喉部测量到的上气道压力相关的人类气道的示意图;
[0059] 图2是在正常呼吸过程中在喉部测量到的气道压力的图;
[0060] 图3是在正常呼吸过程中测量到的活动曲线的图。
[0061] 图4是与在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)事件期间在喉部测量到的上气道压力相关的人类气道的示意图;
[0062] 图5是在OSA事件开始时在喉部测量到的气道压力的图;
[0063] 图6是与在中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)事件期间在喉部测量到的上气道压力相关的人类气道的示意图;
[0064] 图7是在CSA事件开始时在喉部测量到的气道压力的图;
[0065] 图8是示出了与吞咽活动相关的结构的头-尾分布的示意图。
[0066] 图9是示出了在正常吞咽病症中测量到的活动曲线的前-后图形的一系列图;图9A是软腭的活动曲线;图9B是咽的活动曲线;图9C是会厌的活动曲线;图9D是食道的活动曲线;
[0067] 图10是示意说明反流病症期间各种神经信号的活动曲线的一系列图;图10A是表征了紧张型神经反应的活动曲线;图10B是表征了累积型神经反应的活动曲线;图10C是表征了持续型神经反应的活动曲线;图10D是表征了暂停型神经反应的活动曲线;图10E是表征了发作型神经反应的活动曲线;图10F是表征了开-关型神经反应的活动曲线;图10G是表征了紧张-抑制型神经反应的活动曲线;
[0068] 图11A是在振动病症期间测量到的活动曲线的图;
[0069] 图11B是在放大的时间标尺上在振动病症期间测量到的活动曲线;
[0070] 图12是用于监测上气道病症的方法的示意图;
[0071] 图13是用于预防和/或治疗上气道病症的方法的示意图;
[0072] 图14是用于监测、预防和/或治疗上气道病症的合并方法的示意图;
[0073] 图15是用于监测上气道病症的系统的示意图;
[0074] 图16是用于预防和/或治疗上气道病症的系统的示意图;并且
[0075] 图17是用于监测、预防和/或治疗上气道病症的合并系统的示意图。
[0076] 图18是分离与“C”型纤维的活动相关的神经信号的方法的示意图。
[0077] 在所述图的各个视图中,相应的参考符号和标记指示相应的要素。图中使用的标题不应被解释为限制权利要求项的范围。
[0078] 发明详述
[0079] 提供了一种在患者中监测上气道病症、包括但不限于呼吸病症例如呼吸暂停、吞咽病症例如吞咽困难、振动病症例如打鼾、和/或反流病症例如GERD的新方法,所述方法包括处理从一个或多个上气道传入神经获得的一个或多个神经信号。已发现,可以对上气道传入神经包括但不限于喉上神经的内支(iSLN)所携载的神经信号进行处理,以提取可用于监测咽的呼吸、吞咽、振动和/或反流状态以及检测和表征不利病症的信息。可以使用下文中描述的方法的各个方面来获得并处理上气道传入神经信号,以检测和表征各种病症,例如睡眠呼吸暂停、心力衰竭、通气不足综合征、吞咽困难、酸反流和打鼾。
[0080] 所述方法的实施方式通过监测感觉神经纤维的活动来利用外周神经系统的正常功能和组织。通过接入到身体自身的生物传感器与中枢神经系统之间的神经通讯中,所述方法能够直接监测对象的对受神经支配的区域的刺激产生感官知觉和生理应答的固有传感器组。
[0081] 除了iSLN之外,其他上气道传入神经包括但不限于舌咽传入神经(舌咽神经的咽、扁桃体和舌分支)和其他迷走传入神经(迷走神经的咽分支),也可用于监测上气道病症。在各种其他实施方式中,可以同时监测两个或更多上气道传入神经。在这些其他方法中,来自于多个上气道传入神经的神经信号的处理增加了被监测的咽粘膜的表面积,可能引起任何阻塞或其他异常的更灵敏的检测和定位。此外,多个传入神经的同时监测可能允许表征与上气道病症例如呼吸暂停和/或吞咽困难相关的活动的空间和/或时间模式。并进一步允许根据测量到的空间/时间模式来开发定制的疗法。此外,可用于方法的各个方面的上气道传入神经的扩展的选择,可以为放置神经活动测量装置包括但不限于神经电极(nerve cuff)产生改善的手术入口。
[0082] 当在本文中使用时,章节标题不打算限制其范围。
[0083] I.定义
[0084] 当在本文中使用时,单数形式包括其复数指称物,除非上下文明确说明不是如此。对于本文中数值范围的叙述来说,明确地考虑到了在其之间的每个具有相同精密度的中间数字。例如,对于范围6-9来说,除了6和9之外还考虑到了数字7和8,对于范围6.0-7.0来说,明确地考虑到了数字6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9和7.0。
[0085] 除非另有陈述,否则“或”的使用意味着“和/或”。此外,术语“包括”以及其他形式的使用不是限制性的,
[0086] 当在本文中使用时,除非另有规定,否则术语“呼吸暂停”涵盖了任何形式的阻塞性、中枢性或混合起源的非自主的呼吸暂停、呼吸过慢或呼吸不足,包括睡眠呼吸暂停和睡眠呼吸不足,并且还包括在睡眠期间或清醒时例如陈史氏呼吸中发生的呼吸暂停或呼吸不足的任何复合型事件。
[0087] 当在本文中用于描述神经或肌肉时,术语“与吞咽相关的”是指其正常功能包括影响或有助于影响正常口咽吞咽序列的全部或任何部分的活动的神经或肌肉,其中吞咽序列是指一系列反射性和中枢编程的肌肉运动,其始于自主性肌肉控制下口腔阶段中的肌肉运动,并前进到非自主性神经肌肉控制下的咽和食管阶段的肌肉运动。
[0088] 当在本文中使用时,术语“对象”和“患者”可互换使用,不论所述对象是否已经或正在经历任何形式的治疗。当在本文中使用时,术语“对象”是指任何脊椎动物,包括但不限于哺乳动物(例如奶、猪、骆驼、美洲驼、、山羊、兔、绵羊、仓鼠、豚鼠、猫、狗、大鼠、小鼠、非人类灵长动物(包括但不限于猴例如食蟹猴、恒河猴和黑猩猩)以及人类)。优选地,对象是人类。
[0089] 当在本文中使用时,术语“呼吸暂停”被定义为是指在睡眠期间或在清醒时如在陈史氏呼吸中发生的呼吸暂停或呼吸不足的阻塞性、中枢性、混合型或复合型事件。
[0090] 当在本文中使用时,术语“打鼾”是指一种咽部振动状态。
[0091] 除非在本文中另有定义,否则与本公开相关联使用的科学和技术术语将具有本领域普通技术人员所通常理解的意义。例如,本文中描述的与神经科学、电生理学、动物和细胞解剖学、细胞和组织培养、分子生物学、免疫学和微生物学相关联使用的任何命名以及这些领域的技术,在本领域中是公知和常用的。所述术语的意义和范围应该是明确的;然而在存在潜在歧义的情况下,本文中提供的定义优先于任何字典或外部的定义。此外,除非上下文另有需要,否则单数术语应包括复数形式,并且复数术语应包括单数形式。
[0092] II.监测、预防和/或治疗上气道病症/障碍的方法
[0093] 1.概述
[0094] 在各种方面,监测上气道病症或障碍的系统和方法处理从对象的上气道传入神经获得的至少一个神经信号,并提取表征上气道病症的信息。在其他方面,可以进一步分析该信息以预测上气道障碍。在各种不同方面,可以将从这一系统和方法的实现得到的参数通讯到显示器,和/或可以将这些参数传递到显示装置、患者监测器和/或治疗装置。在其他情况下,可以将表征上气道病症和/或障碍的参数通讯到预防和/或治疗上气道病症和/或障碍的系统和方法,用于产生治疗。
[0095] 在各种其他方面,预防和/或治疗上气道病症和/或障碍的系统和方法传送至少一个刺激,以调节至少一种反射,包括但不限于吞咽反射、负压反射或其任何组合。可以将刺激传送到与反射相关的神经、与反射相关的肌肉、与反射相关的感觉感受器及其任何组合。一方面,刺激的传送可以通过增强由上气道传入神经传送的神经信号的强度来降低反射的阈值。另一方面,刺激的传送可以维持参与预先选择的活动的上气道肌肉的肌紧张性。另一方面,刺激的传送可以触发反射,所述反射可以包括但不限于吞咽反射和负压反射。
[0096] 在这些各种其他方面,刺激可以按照预定进度表自主地传送。在其他方面,刺激可以响应于使用表征上气道病症和/或障碍的参数产生的刺激信号,来传送。这些参数可以从独立的装置接收,所述装置在一各方面包括但不限于患者监测装置。在另一方面,所述参数可以由本文中各种方面描述的监测上气道病症的系统和方法产生。
[0097] 在各种其他方面,监测上气道病症的系统和方法以及预防和/或治疗上气道病症和/或障碍的系统和方法,可以并入另外的其他方面的用于监测、预防和/或治疗上呼吸道病症和/或障碍的系统和方法。
[0098] 监测上呼吸道病症的系统和方法、预防和/或治疗上呼吸道病症和/或障碍的系统和方法、以及监测、预防和/或治疗上呼吸道病症和/或障碍的合并的系统和方法,在下文中详细描述。
[0099] 2.监测上气道病症的方法
[0100] 监测上气道病症的方法处理从上气道获得的神经信号,以产生表征上气道病症的活动曲线。图11是示出了一个方面的方法1100的流程图。在这方面,在步骤1102中,使用测量装置例如神经电极,从上气道传入神经例如iSLN获得至少一个神经信号。在步骤1104,可以使用算法,例如整流和面元积分(整流和面元积分)(RBI)算法,对所述至少一个神经信号进行放大和处理,以获得一个或多个神经活动曲线。所述一个或多个神经活动曲线可以包括表征所述一个或多个神经信号的方面、包括但不限于神经信号的定时、相位、振幅、传导速度和位置的信息。
[0101] 在这个方面,在步骤1106中,可以将所述一个或多个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联。每个活动判据可以包括独特地表征相关活动类型的一个或多个预定的参考值。例如,通常包含由“C”型产生的疼痛信号的反流判据,可以以传导速度低于约2m/s为特征。因此,如果在步骤1106的比较期间确定神经活动曲线包括低于约2m/s的传导速度,则该神经活动曲线的相关活动类型为反流活动类型。特定神经活动曲线的相关活动类型可以进一步用于指导后续的曲线分析。
[0102] 根据其相关活动类型,在步骤1108中对每个神经活动曲线进行处理,以确定表征所述曲线的一个或多个活动状态。例如,对于与反流活动类型相关联的神经活动曲线来说,可以在步骤1108中获得一个或多个反流状态,其包括但不限于:反流定时,反流pH,反流位置及其任何组合。在这个方面,所述一个或多个活动状态代表了在对象诊断之前表征和/或量化特定活动的参数。
[0103] 在一个方面,可以将在步骤1108中确定的一个或多个活动状态显示和/或通讯到另一个装置例如患者监测装置或治疗装置。在另一个方面,可以在步骤1110中对一个或多个活动状态进行处理以获得对象的至少一种病症。在这个方面,在步骤1110中获得的一个或多个病症代表了对象关于一个或多个活动的健康或恰当功能相关的诊断。例如,如果神经活动的相关活动类型是反流活动类型,则可以对一个或多个反流活动状态进行处理,以获得一个或多个反流病症,包括但不限于食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
[0104] 在一个方面,可以将在步骤1110中获得的对象的至少一种病症显示和/或通讯到另一个装置例如患者监测装置或治疗装置。在另一个方面,可以在步骤1112中对所述至少一种病症进行评估,以预测障碍。在这个其他方面,障碍可以代表对象的健康或生理状态的更宽泛的表征。例如,如果在步骤1110中获得一个或多个反流病症,则在步骤1112中可以预测相关的障碍,包括但不限于GERD或酸反流。在一个方面,可以将在步骤1112中确定的一个或多个障碍显示和/或通讯到另一个装置,例如患者监测装置或治疗装置。在另一个方面,可以通过下文中所描述的监测、预防和/或治疗上气道障碍的组合方法,对所述一个或多个障碍进行进一步处理,以确定用于所述障碍的治疗。
[0105] a.病症和障碍
[0106] 在各种方面,方法1100在步骤1110中获得病症,并在步骤1112中预测障碍。正如前面所述,病症代表了对象关于一个或多个活动的健康或恰当功能相关的诊断。对比而言,障碍可以代表对象关于一个或多个活动的更系统的功能障碍,所述活动包括但不限于呼吸活动、吞咽活动、振动活动、反流活动及其任何组合。各种方面的病症和障碍的更详细的描述提供在下文中。
[0107] i.呼吸病症和障碍
[0108] 在一个方面,方法1100可以在步骤1110中获得一个或多个呼吸病症。呼吸病症的非限制性实例包括正常呼吸、呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸和通气不足。
[0109] 在另一个方面,方法1100可以在步骤1112中预测一个或多个障碍,包括一个或多个呼吸障碍和/或与呼吸相关的障碍。呼吸障碍和与呼吸相关的障碍的非限制性实例包括阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、心力衰竭、哮喘、心搏骤停、器官衰竭、代谢性酸中毒、COPD、通气不足综合征、喉渗入和吸入。
[0110] 所选的呼吸病症和障碍的详细描述提供在下文中。
[0111] 正常呼吸
[0112] 在正常吸气期间,横膈膜和肋间肌收缩,在气道中产生负压,并将空气抽入到肺中。呼气通常是被动的,由横膈膜和肋间肌松弛回到它们的静息位置以及肺的弹性回缩产生。由给定的吸气压力产生的空气流的量,受到来自上气道的结构包括软腭、舌和会厌的阻力的影响。
[0113] 在图1中提供了人类气道100、尤其是上气道110的示意图。在正常吸气期间,横膈膜和肋间肌120收缩到扁平位置122,在气道100中产生负压,并将空气抽入到肺104中。呼气通常是被动的,由横膈膜和肋间肌120松弛回到向上隆起的静息位置124以及肺104的弹性回缩产生。由气道100的压力变化产生的通过喉102的向外空气流的量,受到来自上气道110的结构包括软腭112、舌114、咽116和会厌118的阻力的影响。
[0114] 图2是概述了在正常呼吸过程中在喉102处测量到的气道压力201(参见图1)的图200,其包含振幅和频率相当的规则吸气202和呼气204峰。喉102处的气道压力被对压力敏感的粘膜机械感受器感受;该气道压力通过喉上神经内支(iSLN)通讯到中枢神经系统。
[0115] 在正常呼吸期间咽传入神经纤维的活动定期突发,其对应于吸气期间负压的时间和振幅曲线。图3是概述了在正常呼吸过程中测量到的活动曲线302的图300。活动曲线302表现出相似的间隔规则的神经活动波形,在活动波形宽度304、波形振幅峰值306、突发之间的时间308和/或波峰间隔310方面变化很少。在每次呼吸期间,活动曲线中的这些突发的振幅出现在正常的振幅范围之内,所述范围可以使用例如多导睡眠描记术,在给定对象的正常呼吸期间使用校准方法来确定。使用方法1100,该振幅范围可用于确定正常呼吸检测的上下阈值。具有该正常范围之外的峰的突发,可以使用简单的固定平阈值来检测,并被定义为异常呼吸事件。
[0116] 使用这种技术,可以使用由咽传入神经上的活动突发在逐个呼吸基础上编码的改变呼吸压力的模式,来鉴定呼吸模式、呼吸定时、呼吸相和气道压力的振幅。
[0117] 睡眠呼吸暂停
[0118] 睡眠呼吸暂停的重要形式是:1)阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA),其特征在于睡眠期间上气道的物理性阻塞,2)中枢性睡眠呼吸暂停(CSA),其由睡眠期间中枢呼吸驱动的降低引起,以及3)混合型睡眠呼吸暂停,其包括OSA和CSA两者的组分。OSA是所有与睡眠相关的呼吸障碍中最常见且危险的。尽管CSA的纯粹形式不常见,但它在患有充血性心力衰竭的患者中以及作为陈史氏呼吸的组分是普遍存在的。
[0119] OSA中的阻塞性组分与睡眠期间当肌肉松弛时咽紧张性的降低相关。在正常呼吸期间,上气道开放由负压反射维持,所述负压反射对吸气期间的跨胸负内压作出响应而激活咽扩张肌。在呼吸暂停的患者中,负压反射不足以维持睡眠期间的开放。在这里,在吸气期间产生的负压与作用于周围组织上的重力协同,足以使松弛气道的腔收缩或塌陷。
[0120] 图4是OSA事件期间人类气道的示意图。上气道110中肌紧张性的缺乏允许咽结构116部分或完全阻断气道100的腔119,尤其是当对象仰面睡眠时。在OSA事件期间,呼吸驱动继续进行,横膈膜和肋间肌120收缩122,其气道100中产生负压,其将松弛的咽结构116抽入到气道腔119中。
[0121] 图5是在OSA事件开始时在喉102处测量到的气道压力401(参见图3)的图400,其包含OSA事件之前正常呼吸过程的吸气402a和呼气404a峰,然后是OSA事件期间振幅更大的吸气402b和呼气404b峰。气道压力401的振幅的这种增加,反映出部分对象在气道堵塞后继续尝试呼吸,产生比正常气道压力401更高的压力。然后可以通过气道压力401的吸气402和呼气404峰的振幅的突然增加,来鉴定OSA事件的开始403。
[0122] 在图6中示出了CSA事件期间人类气道100的示意图。上气道110保持开放,但是中枢呼吸驱动的降低减少或消除了横膈膜120的运动,从而减少或停止了CSA事件期间的空气流动。
[0123] 图7是在CSA事件开始时在喉102处测量到的气道压力601(参见图5)的图600,其包含CSA事件之前的正常呼吸过程的吸气602和呼气604峰,然后是不存在或存在振幅非常低的CSA事件期间的吸气和呼气峰606。尽管患者的上气道110开放,但在CSA事件开始以及横膈膜运动减少后上气道压力601没有收到充分调节。然后可以通过气道压力601的吸气602和呼气604峰的振幅的突然降低606,来鉴定CSA事件的开始603。
[0124] ii.吞咽病症和障碍
[0125] 在一个方面,方法1100可以在步骤1110中获得一个或多个吞咽病症。吞咽病症的非限制性实例包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生和酸反流的存在。
[0126] 在另一个方面,方法1100可以在步骤1112中预测一个或多个障碍,包括一个或多个吞咽障碍和/或与吞咽相关的障碍。吞咽障碍和与吞咽相关的障碍的非限制性实例包括阻塞性呼吸暂停、吞咽困难、食道中食团的存在和吸入。
[0127] 所选的吞咽病症和障碍的详细描述提供在下文中。
[0128] 正常吞咽
[0129] 吞咽是典型的反射,其表现出整个上气道的50块肌肉的持续一致的激活模式。该序列起到以约1M/sec的速度向后推动食物和流体的作用,其中吞咽的咽阶段花费约1秒完成。图8是示出了与吞咽相关的上气道结构的示意图。吞咽序列基本上是渐进性的从前向后的咽部接触的波,其起到像一管牙膏一样将食团从软腭112向后挤压到咽116,进一步向后到会厌118并最终挤向食道902,并在同时保护气道以防物质进入的作用。
[0130] 得到的横跨咽部触觉和压力敏感性传入神经的神经活动的典型模式,在独立的传入神经纤维和纤维群体两者中是显而易见的。示出了活动曲线中从前到后的激活模式的示意图被提供为图9。活动曲线的实际模式受到给定粘膜感受器上机械接触和压力的模式以及传入神经纤维的适应性质的影响。
[0131] 例如,如图9A中所示,软腭112的咽表面中的感受器,在腭上升以密封鼻腔以防食团进入时将经历典型增加的压力曲线,随后在食团通过时经历典型降低的压力曲线。取决于各个纤维内的适应速率,这可能产生各种不同的活动曲线。图10是概述了与不同类型的个体纤维相关的各种活动曲线的图。在各个方面,活动曲线可以是“紧张型”曲线(图10A)、表征相对慢适应的感受器的“累积型”曲线(图10B)、“持续型”曲线(图10C)、“暂停型”曲线(图10D)、“发作型”曲线(图10E)或表征逐渐加快适应的感受器的“开-关型”曲线(图10F)。如图10G中示意显示的,自发活性的纤维可能在施加压力期间表现出“紧张性抑制”活动曲线。
[0132] 在吞咽期间,除了个体纤维内的时间活动模式之外,软腭与咽后壁之间的接触面积和位置也可以表现出典型的模式,在纤维群体中产生空间活动模式。在较大空间尺度上,从前至后的咽接触模式会起到产生典型的空间活动模式的作用,其中最前方的纤维在吞咽序列开始时被激活,最后方的纤维在约1秒后被激活,如图9中示意显示的。
[0133] 在一个方面,从iSLN感受器记录到的神经信号与对象的胃肠(GI)病症相关。iSLN机械感受器通常指示食团接触并触发吞咽序列。
[0134] 本文中指称的吞咽困难是指难以吞咽的医学症状,并且通常在表现出睡眠呼吸暂停的对象中被诊断到。对象可能在甚至控制口中的唾液方面具有大量困难,或者难以起动吞咽或咳嗽。因此,吞咽困难代表了由咽运动控制受损造成的高医学风险的另一个实例。
[0135] 个体纤维和纤维群体之内和之间的活动曲线可以在给定对象的正常吞咽期间使用校准过程来确定,所述吞咽例如在自主“干”吞咽期间或在提供的食物或流体食团存在下产生。咽下困难和/或存在未吞咽食团情况下的活动曲线可以类似地确定。在校准过程期间观察到的正常时间和/或空间活动模式的范围,可以被计算并用于设定例如匹配滤波器模板和上下阈值,用于正常吞咽和咽下困难的检测。该范围内的峰可以使用简单的固定水平阈值来检测,并用于将吞咽活动指派为神经活动曲线的相关活动类型。
[0136] iii.振动病症
[0137] 在一个方面,方法1100可以在步骤1110中获得一个或多个振动病症。振动病症的非限制性实例包括打鼾、喘鸣、哮鸣和发声。在另一种情况下,方法1100可以在步骤1112中预测一个或多个障碍,包括一个或多个振动障碍和/或与振动相关的障碍。所选的吞咽病症和障碍的详细描述提供在下文中。
[0138] 打鼾由睡眠期间松弛的咽组织的振动引起,并且打鼾可能是发生阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的早期指示物。已知粘膜壁含有对振动敏感的特化机械感受器。已知三种不同的振动感受器类型,各自对不同频率范围内的振动响应最好。例如,梅克尔触盘对约5-15Hz的振动响应最好,而迈斯纳小体具有约50Hz的最佳频率。这两种感受器类型已在气道粘膜上被组织学鉴定。第三种类型的粘膜机械感受器已知对高达300Hz的振动作出响应,最佳频率为约150Hz;这些响应性质对应于对帕西尼小体感受器所知的那些响应性质。
[0139] 图11A是示意显示了对振动敏感的机械感受器的活动曲线1002的图1000。如图1000A中所示,在放大的时间标尺下示出的活动曲线1002中,这些对振动敏感的机械感受器可以以振动频率表现出相位定活性,由此通过每个周期上单个动作电位1004,或者以更高的频率、以周期之间的间隔的整数倍,来编码刺激频率。这为这些相位锁定的纤维产生特征性的峰电位间距1006,其与振动周期匹配或者是其倍数。此外,在咽振动期间活动曲线的包络可能如图所示作为相位锁定的结果表现出振幅调制。在给定振动频率下发生的峰电位间距1006、振幅调制频率、矢量强度和调制深度,可以在给定对象的正常咽振动期间使用校准过程来确定,所述咽振动例如通过自主发声、打鼾或哮鸣来产生。也可以使用利用例如放置在咽上方的皮肤上的压电振动器所人工诱导的振动。在校准过程中观察到的峰电位间距、振幅调制频率、矢量强度和调制深度的范围,可以被计算并用于设定上下阈值,用于振动检测。该范围内的峰可以使用简单的固定水平阈值来检测,并被定义为振动事件。
[0140] 使用这些技术,利用咽传入神经的活动曲线的特征性峰电位间距和/或振幅调制所编码的、咽振动的模式,可用于鉴定振动模式、振动定时、振动相位和振动的振幅。
[0141] 打鼾是以咽壁、舌根、软腭和扁桃体的振动为特征的上气道病症。已发现,人类打鼾的主要频率范围占据从40-300Hz的能谱,并且在约100Hz处具有峰值谱功率。打鼾振动活动的频谱与咽振动敏感性机械感受器的频率范围匹配良好,并使咽传入神经的监测成为检测打鼾的特别适合的方法。
[0142] 已知特定气道结构以特征性频率振动,例如,扁桃体和软腭分别以约170和140Hz振动。这种特征可用于通过监测咽振动感受器来准确地指出打鼾的结构来源。如果监测多个上气道传入神经和/或单一神经内的多个纤维,也可以根据有活性的传入神经纤维的感受野,通过比较多个神经上的活动或通过比较单一神经内纤维上的活动,来准确地指出咽振动的来源位置。
[0143] iv.反流病症
[0144] 在一个方面,方法1100可以在步骤1110中获得一个或多个反流病症。反流病症的非限制性实例包括食管反流、咽反流和喉反流。
[0145] 在另一个方面,方法1100可以在步骤1112中预测一个或多个障碍,包括一个或多个反流障碍和/或与反流相关的障碍。反流障碍和与反流相关的障碍的非限制性实例选自食管反流、喉反流、酸反流和GERD。
[0146] 所选的反流病症和障碍的详细描述提供在下文中。
[0147] 胃食管反流疾病(GERD)、胃反流疾病或酸反流疾病是由胃酸从胃上涌到食道中所引起的一种粘膜损伤的慢性症状。GERD可以分为食管和食管外综合征。酸反流由下食管括约肌的暂时松弛引起,所述括约肌的暂时松弛允许酸通入到食道中。在进入食道后,胃酸可以沿着食道的长度行进,达到或通过上食管括约肌的高度。食管外症状由胃液通过上食管括约肌进入到喉和咽中所引起。喉和咽症状也被称为喉咽反流(LPR)或食管外反流疾病(EERD)。食管外症状包括吞咽困难、声音障碍、哮喘、声音嘶哑、喉炎、慢性咳嗽、疼痛、声带结节、说话或唱歌期间声音不稳定。
[0148] 已知上气道的粘膜含有直径和传导速度不同的传入神经纤维。在皮神经中,存在三个传入神经纤维的群体,每个群体具有特征性的信号传导速度。“Αβ”型纤维具有最快的信号传导速度,并通常以约35m/s至约75m/s范围内的速率沿着传入神经纤维传导动作电位。“Αδ”型纤维具有中等的信号传导速度,并通常以约5m/s至约30m/s范围内的速率沿着传入神经纤维传导动作电位。“C”型纤维具有最慢的信号传导速度,并且通常以约0.5m/s至约2m/s范围内的速率沿着传入神经纤维传导动作电位。
[0149] 已知通常参与感觉反流病症的对低pH(酸性)条件敏感的粘膜感受器的神经活动由传导慢的“C”型纤维携载。已发现,通过评估来自于上气道传入神经的、包括了表征其他病症的重叠活动曲线的读数内的神经信号的传导速度,可以从所述读数分离出表征反流病症的神经活动曲线。
[0150] 为了从“Αβ”型纤维和“Αδ”型纤维的重叠的活动分离出“C”型纤维活动,可以使用基于每种纤维的已知的信号传导速度的技术,来区分这三个神经纤维群体的活动。这种分离技术的示意图示出在图17中。在这种技术中,外周记录装置1702和中枢记录装置1704沿着传入神经1706内的给定一组纤维的长度相隔已知的分隔距离,并被用于分别记录两个分开的神经信号1708和1710。
[0151] 例如,如图17中所示,记录装置1702和1704可以沿着神经的长度隔开约1mm,并因此从同一组神经纤维在沿着其长度的两个不同点处记录活动。在信号处理电路1712中,可以在来自于外周记录装置1702的信号1708中引入1ms延迟,然后将其与从中枢记录装置1704获得的神经信号1710加和。在这个实例中,“C”型纤维活动覆盖约1ms内的电极之间的距离,因此来自于记录装置1702和1704的信号1708和1710在时间上重叠并被加在一起,如图1714中示意显示的。然而,分别如图1716和1718中所示,与来自于Αβ型纤维和Αδ型纤维的活动相关的信号在1ms延迟期间已移动通过中枢记录装置1704。结果,信号1708和1712的与来自于Αβ型纤维和Αδ型纤维的活动相关的部分没有加在一起。通过在电路的输出上设定高的阈值,可以分离仅仅组合的“C”纤维信号的活动。在一个方面,使用与图17中示出的相似的电路,可以将对酸敏感的“C”纤维的活动与上气道传入神经中传导更快的机械感受器的活动分离开。
[0152] 然后可以在给定对象的酸反流期间使用校准过程来确定对酸敏感的“C”纤维的活动曲线,所述酸反流在例如正常发生的酸反流期间产生,或者通过向咽人工施加低pH流体来产生。在一个方面,在校准过程中观察到的正常的时间和/或空间活动模式的范围,可以被计算并用于设定例如上下阈值,用于检测气道中的反流。在另一个方面,该范围内的峰可以使用简单的固定水平的阈值来检测,并且可以将活动曲线与反流活动类型相关联。在其他方面,也可以确定正常发生的或人造反流病症期间的时间和空间活动曲线。
[0153] b.神经信号
[0154] 在各种方面,所述方法从上气道传入神经获得神经信号,以便监测病症和/或障碍,包括但不限于呼吸病症、吞咽病症、反流病症和振动病症。适合用于所述方法的上气道传入神经的详细描述提供在下文中。
[0155] i.上气道传入神经
[0156] 在一个方面,上气道传入神经包括与位于对象整个上气道的粘膜感觉感受器相关的神经。如前所述,由这些粘膜感觉感受器产生的神经信号提供了丰富的信息源,以鉴定和表征各种上气道病症和障碍。上气道传入神经的非限制性实例包括咽传入神经、喉传入神经、口腔传入神经和鼻腔传入神经。
[0157] 已知咽传入神经将信息从衬着上气道的粘膜中的感觉感受器传送到脑。当在本文中使用时,神经支配上气道的其他区域例如喉的咽传入神经,包含在术语“咽传入神经”中。咽传入神经的非限制性实例包括迷走神经的iSLN分支、迷走神经的咽分支、舌咽神经的咽分支、舌咽神经的扁桃体分支、舌咽神经的舌分支、中间神经、腭神经、岩大神经、面神经的任何分支、三叉神经的翼腭神经及其任何组合。本文描述的方法的各种方面打算包括咽和咽外感觉感受器传送功能两者。例如,iSLN神经支配喉中的声带以及咽中的粘膜感觉末梢。
[0158] 这些粘膜感受器可能对刺激敏感,所述刺激包括但不限于表征呼吸病症例如呼吸暂停的气道压力、表征吞咽病症例如吞咽困难的与食物或流体的接触、表征振动病症例如打鼾的振动以及表征反流病症的pH。由上气道传入神经携载的其他神经信号的非限制性实例包括受pH调节的化学感受器、受各种化学复合物调节的味觉感受器、受温度或气流调节的温度感受器、或受多模式疼痛调节的伤害感受器。
[0159] 已发现,神经活动的测量值,包括但不限于咽传入神经的电神经图(ENG),受到这些变量的变化的调节。在一个方面,这种关系可以通过获得咽传入神经的指示ENG信号的振幅和定时的一个或多个神经活动曲线来证实。神经活动曲线可以例如通过向放大的咽传入神经信号施加整流和面元积分(RBI)算法来计算,并用于检测和/或监测上气道病症和/或障碍。神经应答特征例如引发的尖峰数量、尖峰之间的间隔和对连续刺激作出响应的时间尖峰模式,可以随着刺激变量例如强度和持续时间而变。
[0160] 每个感觉神经纤维对施加到它们的“感受野”内的足够的刺激作出响应,所述感受野在本文中被定义为受到感觉神经纤维支配的感觉上皮的特定区域。在一个方面,可以通过对具有不同感受野的纤维之间的神经响应进行比较,来确定感觉刺激的空间范围,所述感受野通常被组织在等高线图中。例如,脊神经分段地组织,并通常以有组织的方式神经支配皮肤的特定区域(皮节),其中颈神经支配身体上部,骶神经支配身体下部。在更精细的尺度上,个体脊神经也可以躯体定位地组织,其中来自于皮节内彼此接近的感受器的纤维在一起集合成束,被称为神经内的丛。在一个方面,与上气道传入神经内的一个或多个感觉纤维相关的感受野特征,可用于确定与使用来自于一个或多个上气道传入神经的神经信号所监测的上气道病症和/或障碍相关的刺激的空间范围、分布、模式或任何其他空间相关特征。
[0161] 对方法的各个方面进行设计,以根据咽传入神经中的神经信号特征来监测和解释呼吸、反流、振动和/或吞咽病症,所述神经信号特征包括但不限于点火模式、活性纤维群体、信号传导速度及其任何组合。具体来说,正如上文中所述,可以将这些神经信号与以前分析的对校准刺激的响应进行比较,以便检测咽障碍例如呼吸暂停、打鼾、吞咽困难或GERD。
[0162] 在一个方面,所述方法可以从iSLN获得一个或多个神经信号。在其他方面,所述方法可以从其他咽传入神经获得一个或多个神经信号,所述其他咽传入神经包括但不限于三叉神经传入神经、与口咽或鼻咽腔相关的面神经传入神经以监测呼吸病症和/或障碍,以及舌咽传入神经以监测吞咽病症包括但不限于食团引入到口咽和/或下咽中。
[0163] i.上气道传出神经和肌肉
[0164] 在其他方面,还可以通过从将传出神经信号携载到上气道、横膈膜或肋间肌的肌肉的神经获得神经信号,或者通过单独地或与受到呼吸活动调节的其他神经或肌肉进行某些组合地监测这些呼吸肌本身的活动,来监测上气道病症和/或障碍。
[0165] ii.神经信号测量装置
[0166] 在各种方面,能够检测和记录来自于神经、包括但不限于上气道传入神经的神经信号的任何已知装置,可用于获得神经信号,以在本发明的方法中用于获得至少一个神经活动曲线。适合的神经信号测量装置的非限制性实例包括电传感器例如神经电极,光学传感器例如与注入到待监测神经中的电压电流敏感性染料组合使用的光学纤维,生物传感器和机械传感器。在各种方面,任何已知的记录外周神经活动的方法,例如经皮微神经照相术或基于电压敏感性染料的神经活动的光学记录,可以不受限制地使用。在不同方面,神经信号测量装置的尺寸可以具有从大约起搏器的尺寸到大约蜂窝电话产品的尺寸的形状尺寸。
[0167] 作为非限制性实例,可以通过放置在神经内、周围或附近的记录电极,来监测咽传入神经的电神经图(ENG)。在一种方面,可以将“卡夫电极”放置在神经周围,以记录在单个记录位点附近所有神经纤维的总体活动。在另一方面,电极设计和信号处理技术可以便于从较小的神经纤维组选择性记录神经信号(“多单元”),从个体神经纤维记录(“单一单元”),辨别活动电位传播的方向以区分运动神经纤维活动和感觉神经纤维活动,和/或根据信号传导速度(分离具有特定直径的神经纤维)来分离神经信号的子集。
[0168] 应该认识到,取决于应用和待监测的解剖学位置,可以使用多个记录电极,以便同时或顺序地监测多个信号源。记录电极也可以瞄准携载来自外周感受器的、表现出与上气道病症相关联的生物电位调制的传入神经信号的其他神经。可以进行监测以表征上气道呼吸病症的感受器的非限制性实例包括:对气道负压、气道正压、伸长、位置、剪切或滑动、振动、质构、触碰、触碰和压力、肌肉伸展、肌肉“驱动”、气流、血压或血渗透压敏感的机械感受器;对CO2、O2或pH敏感的化学感受器;对温度或气流敏感的温度感受器;以及对多模式疼痛敏感的伤害感受器,或其任何组合。在一个方面,方法可以包括对至少一个上气道特征包括但不限于上气道压力、上气道伸长和上气道气道温度敏感的至少一个电极,或者也可以包括对上气道特征的组合敏感的多个电极。
[0169] 在另一方面,上气道病症的监测可以包括监测其他神经的与上气道相关的活动,或者监测上气道状态的其他物理指标,包括但不限于气道压力、肌肉活动或气道流率,正如在下文中进一步详细描述的。在这个方面,监测可以使用能够检测物理信号并将信号转变成适于分析的电信号的任何手段来实现。例如,呼吸和呼吸状态的各种物理指标易于检测和监测,包括但不限于气道压力、空气流率、肌肉伸展、肌肉位置、肌肉“驱动”、血压、血渗透压、血液气体(CO2和O2)、心率和血液pH。用于检测和监测这样的物理指标的技术和装置是公知和可广泛获得的,可以单独或组合使用,并且一般与将数据传送到分析部件的导线相偶联。例如,可以将多个电极放置在身体中或身体上,以测量例如呼吸率和心率。可以使用带有基于压电的传感器或阻抗传感器的基于腰带的系统,来测量与呼吸相关的腹围或胸围的变化。可以使用血氧计来检测和监测血液中的血氧水平。也可以使用血压臂带或动脉导管来检测和监测血压。可以使用EMG导联来检测呼吸肌活动。可以将压力计置于鼻腔中来检测气道压力。
[0170] 在其他方面,可以使用参与呼吸和呼吸控制的多个解剖学要素的任何一个来监测上气道病症。例如,也可以通过将传出神经信号携载到上气道、横膈膜或肋间肌的肌肉的神经,或者通过单独地或与受到呼吸活动调节的其他神经或肌肉进行某些组合地监测这些呼吸肌本身的活动,来监测呼吸活动。
[0171] c.神经活动曲线
[0172] 在方法的各种方面,可以使用上文中与上气道病症相关联描述的一种或多种信号处理技术,来获得表征神经信号的各个方面、包括但不限于神经信号定时、神经信号振幅、神经信号相位、神经信号位置、神经信号传导速度及其任何组合的一个或多个神经活动曲线。
[0173] i.信号处理
[0174] 在各种方面,对从一个或多个上气道传入神经获得的神经信号进行处理,以获得至少一个神经活动曲线。在一个方面,可以通过任何已知方法、包括但不限于在执行任何其他信号处理之前放大,对从一个或多个上气道传入神经获得的神经信号进行调制。在另一个方面,可以通过对调节(即放大)后的神经信号应用整流和面元积分(RBI)算法,来获得神经活动曲线。
[0175] 作为非限制性实例,可以通过获得与上气道中的压力相关的iSLN的电神经图(ENG),来监测上气道中的压力。通过向放大的iSLN神经信号应用整流和面元积分(RBI)算法,可以计算呼吸活动指数(IRA)。可以使用例如多导睡眠描记技术,在给定对象的正常呼吸期间使用校准过程,来确定在发生在正常振幅范围内的每次呼吸期间IRA中的峰的振幅。这种“正常”振幅范围可用于确定上下阈值,用于一个或多个呼吸病症的检测。落于这一正常范围之外的峰振幅,可以使用简单的固定水平阈值来检测,并被定义为呼吸病症。如上文中所述,所定义的上下阈值可以进一步用于将检测到的呼吸暂停事件实时分类为OSA事件或CSA事件。
[0176] 信号调节可以通过任何已知的信号处理电路来进行,包括但不限于信号放大器和整流电路。适合的放大器和整流电路的非限制性实例公开在由Baru Fassio在2006年8月24日公开的题为“用于电神经图记录的可植入信号放大电路”(IMPLANTABLE SIGNAL AMPLIFYING CIRCUIT FOR ELECTRONEUROGRAPHIC RECORDING)的美国专利申请公布号2006/0189881以及Baru Fassio在2007年10月16日出版的题为“用于高密度低功率的可植入医疗装置的精密整流电路”(PRECISION RECTIFIER CIRCUIT FOR HIGH-DENSITY,LOW-POWER IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE)的美国专利号7,282,980中,两者以其全部内容通过参考并入本文。
[0177] 应该理解,在一个方面,可以通过对放大的咽传入神经信号应用整流和面元积分(RBI)算法来计算活动曲线,但其他信号处理算法也可应用于计算活动曲线,其包括但不限于:高通滤波器低通滤波器带通滤波器,陷波滤波器,FIR滤波器,IIR滤波器,平滑,移动平均,维纳(最优)滤波器,匹配滤波器,整流,面元积分,多通道降噪,主成分分析,独立成分分析,小波分析,傅里叶变换,匹配滤波,方差/方差比率计算,信噪比,交叉关联,自关联,Rayleigh统计及其任何组合。在其他方面,也可以直接使用原始咽传入神经ENG波形。在各种不同方面,也可以使用基于神经网络分析、多维特征空间中的聚类分析、使用k-平均值的集群分割、贝叶斯最大期望、似然比、最接近中心或手动集群分割法的活动曲线。
[0178] 还应该理解,可以从任何数量的随着咽部状态而变的其他咽传入神经ENG信号特征来计算活动曲线,所述信号特征例如事件或波形的定时、间隔、振幅、持续时间、上升时间、下降时间、斜率、存在、不存在、图形、一阶导数、二阶导数、三阶导数、均方根振幅、峰至峰振幅、方差、统计概率或相对于基线或运行平均值的概率。
[0179] 还应该理解,可以使用固定水平阈值之外的其他方法来检测活动曲线中的咽部事件,所述方法例如噪音追踪或其他自适应阈值、能量或非线性能量阈值或在原始或处理过的数据上进行的任何类型的其他检测操作。
[0180] 在其他方面,一个或多个神经信号的信号处理还可以包括分析两种或更多种活动模式的定时顺序,其中每个所述两种或更多种活动模式从不同的上气道传入神经获得。在其他方面,一个或多个神经信号的信号处理还可以包括使用表征了与一个或多个检测到的神经信号相关的感受野的信息,来评估所述一个或多个检测到的神经信号的空间范围或空间位置。
[0181] d.活动类型
[0182] 在各种方面,可以将至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联。各种方面活动判据的详细描述,被详细描述在下文中。
[0183] i.活动判据
[0184] 活动判据描述了神经活动曲线的各种特征,所述特征可以独一无二地将神经活动曲线与特定上气道活动、包括但不限于呼吸活动、吞咽活动、振动活动和反流活动相关联。所述特征可以包括神经活动曲线特征的范围和/或阈值,所述神经活动曲线特征包括但不限于神经信号特点例如振幅峰的时间分离、神经信号的图形和信号传导速度。
[0185] 呼吸活动判据
[0186] 在一个方面,指示呼吸活动的呼吸判据可以包括:神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内;神经信号的图形以约12个图形每分钟至约60个图形每分钟范围内的周期定期地重复;及其任何组合。
[0187] 吞咽活动判据
[0188] 在一个方面,指示吞咽活动的吞咽判据可以包括:前端至后端神经激活模式;持续时间短于约1秒的典型神经激活模式;及其任何组合。
[0189] 振动活动判据
[0190] 在一个方面,指示振动活动的振动判据可以包括:约10Hz至约400Hz范围内的神经信号频率;神经信号振幅峰之间的时间分离在约1秒至约5秒的范围内;及其任何组合。
[0191] 反流活动判据
[0192] 在一个方面,指示反流活动的反流判据可以包括小于约2m/s的信号传导速度。
[0193] e.活动状态
[0194] 在方法的各种方面,可以对至少一个神经活动曲线进行处理,以确定表征相关活动类型的活动状态。所述活动状态可以包括呼吸状态、吞咽状态、振动状态和反流状态。
[0195] i.呼吸状态
[0196] 呼吸状态可以包括呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合。呼吸相可以包括吸气相位、呼气相位、或吸气相位与呼气相位之间的零流率相位。呼吸相可以例如参考每次呼吸期间IRA中的振幅峰来定义,所述振幅峰使用例如多导睡眠描记技术根据给定对象的正常呼吸的校准来确定。
[0197] ii.吞咽状态
[0198] 吞咽状态可以包括固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压力、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合。
[0199] iii.振动状态
[0200] 振动状态可以包括振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合。
[0201] iv.反流状态
[0202] 反流状态可以包括反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合。
[0203] f.对象的病症
[0204] 在一个方面,可以对至少一种活动状态进行处理,以获得对象的至少一种病症,所述病症选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合。
[0205] i.呼吸病症
[0206] 在一个方面,呼吸病症可以包括呼吸暂停、呼吸急促、呼吸过度、呼吸不足、气促、呼吸困难、呼吸过慢、咳嗽、陈史氏呼吸、比奥氏呼吸、共济失调性呼吸、库斯莫尔呼吸、哮鸣、呼吸不规则、呼吸停止、限制性呼吸、浅呼吸、通气不足及其任何组合。
[0207] ii.吞咽病症
[0208] 在一个方面,吞咽病症可以包括食团的存在、吞咽的发生、吞咽困难的发生、酸反流的存在及其任何组合。
[0209] iii.振动病症
[0210] 在一个方面,振动病症可以包括打鼾、喘鸣、哮鸣、发声及其任何组合。
[0211] iv.反流病症
[0212] 在一个方面,反流病症可以包括食管反流、咽反流、喉反流及其任何组合。
[0213] 在方法的各个方面,可以将至少一种状态、至少一种病症、至少一种障碍中的任一种或多种及其任何组合显示在患者监测装置上,和/或通讯到治疗系统。
[0214] g.障碍预测
[0215] 在各种方面,可以对至少一种病症进行评估以预测选自阻塞性呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、吞咽困难、心力衰竭、尿毒症、哮喘、心搏骤停、器官衰竭、代谢性酸中毒、COPD、肺栓塞、翁丹氏呼吸症、肥胖通气不足综合征、喉渗入、吸入、食管反流、喉反流、食道中食团的存在、酸反流、GERD、喉渗入、吸入、吸入性肺炎、SIDS、Charcot-Marie-Tooth病及其任何组合的障碍。
[0216] 在其他方面,本文中所描述的呼吸暂停事件的检测和分类,与美国专利申请公布号2010/0125310中所描述的呼吸暂停事件的检测和分类相一致,即包括根据呼吸信号例如来自于神经例如喉上神经内支(iSLN)的电神经图(ENG)信号或本文中别处描述的另一种呼吸活动的传感器的振幅和定时,来计算指示呼吸活动的振幅和定时的呼吸活动指数(IRA)。计算指示呼吸信号的振幅和定时的IRA的详细情况,描述在美国专利申请公布号2010/0125310中,其全部内容通过参考并入本文。
[0217] 由呼吸暂停监测和检测模块执行的算法,执行在下文中更详细讨论的过程中的步骤。在检测呼吸暂停事件后,取决于执行的算法,呼吸暂停监测和检测模块将触发信号与呼吸暂停事件的类型即阻塞型、中枢型或混合型以及呼吸暂停或呼吸不足的鉴定一起传送到疗法控制模块,所述算法产生适合于呼吸暂停事件的类型的刺激。任选地,呼吸暂停监测和检测模块还可以将呼吸暂停事件的严重性水平的指示以及以前的或持续的呼吸模式的定时信息,传送到疗法控制模块1106。
[0218] 正如在美国专利申请公布号2010/0125310中详细描述的,OSA事件或CSA事件的开始,可以例如参考如上所述的上下阈值,通过IRA的特点来鉴定。例如,IRA的与吸气相关的峰第一次跨过上阈值的情况,可用作鉴定OSA事件开始的判据。或者,通过设定适合的阈值,RBI ENG的峰持续时间可用于鉴定OSA事件的开始。对于CSA事件来说,可以例如通过在设定的时间段中注意与吸气相关的峰第一次不跨越下阈值,来鉴定CSA事件的开始。该时间段可以被设定以例如代表一个或多个呼吸周期之间的平均时间。应该理解,对于OSA和CSA事件两者来说,为了鉴定这样的事件的开始,可以计算其他IRA。例如,通过设定适合的水平和阈值,可以使用RBI ENG的峰持续时间和波间间隔。应该理解,不存在特定水平的测量值,可以指示CSA事件。
[0219] 此外,可以从IRA确定呼吸暂停事件的严重性。例如,可以通过将呼吸暂停IRA的振幅与在正常呼吸期间观察到的振幅进行比较,来确定呼吸暂停事件的严重性。更严重的呼吸暂停以IRA峰具有远离上下阈值的振幅为特征,而严重性较低的呼吸暂停或呼吸不足以IRA峰具有刚好高于或低于上下阈值的振幅为特征。由此确定的呼吸暂停的水平,可用于调节应用的神经刺激治疗的参数和特征。这可以包括改变刺激波形、提高或降低刺激振幅、增加或减少传送的刺激数量、在特定位置选择电极或改变使用的刺激电极的数量。可以为严重性水平指派预定的阈值。应该理解,OSA和CSA严重性水平的数字可以随着所使用的电路和/或算法的精确度而变。
[0220] 呼吸暂停事件可以被进一步鉴定为呼吸不足事件,即参考IRA,可以将OSA事件与阻塞性睡眠呼吸不足(OSH)事件区分开,并且可以将CSA事件与中枢性睡眠呼吸不足(CSH)事件区分开。例如,第一上阈值与第二上阈值之间的IRA值可能与OSH相关,其中第二上阈值高于第一上阈值,而高于第二上阈值的IRA值可能与OSA相关。因此,两个上阈值之间的IRA峰可以被鉴定为OSH,而高于第二较高上阈值的IRA峰可以被鉴定为OSA。相反,第一下阈值与第二下阈值之间的IRA值可能与CSH相关,其中第二下阈值低于第一下阈值,而低于第二下阈值的IRA值可能与OSA相关。IRA峰被定义为OSH而不是OSA以及被定义为CSH而不是CSA的值的范围,可以使用例如多导睡眠描记技术,在给定对象的异常呼吸期间使用校准过程来确定。
[0221] 应该理解,取决于使用的电路和/或算法的精确度,可以将OSH、OSA、CSH和CSA细分成多个严重性水平。
[0222] 如上对OSA和CSA事件的检测所述,使用RBI ENG之外的算法计算的IRA中的变化性,也可用于确定呼吸暂停或呼吸不足事件的严重性。
[0223] 呼吸暂停事件还可以使用例如从单一电极或传感器获取的IRA活动模式的时间曲线,通过气道堵塞的(一个或多个)位置来鉴定。可替选地或此外,呼吸暂停事件还可以使用例如在指示例如上气道中多个位置处的即时压力的多个电极或传感器上获取的IRA活动的时间模式,通过气道堵塞的(一个或多个)位置来鉴定。
[0224] g.监测方法的其他用途
[0225] 在各种方面,使用本发明方法获得的上气道状态、病症和/或障碍,可以被显示或用于驱动警报或警示。在各种其他方面,使用本发明方法获得的上气道状态、病症和/或障碍,可用于下文中所述的病症预防/治疗方法的执行,或者可以传送到其他装置,包括但不限于监测装置和/或治疗装置。例如,在各种方面,本发明的方法可以检测呼吸率、相位和定时。这种能力除了呼吸暂停检测之外,还提供生命征兆的总体监测,并且可用于向其他装置例如外部监测设备或植入的装置例如起搏器或可植入除纤颤器,提供与呼吸相关的或其他与上气道相关的参数。使用本发明的方法获得的上气道状态、病症和/或障碍可以被传送,以用于任何已知的使用药物递送、心房超速起搏或控制呼吸活动的神经或肌肉的电刺激来结束呼吸暂停的可植入呼吸暂停治疗装置。
[0226] 2.治疗和/或预防上气道障碍的方法
[0227] 图13是示出了预防和/或治疗上气道障碍的方法1200的流程图。方法1200包括传送至少一个刺激以调节包括但不限于吞咽反射和/或负压反射的反射。
[0228] a.障碍
[0229] 在一个方面,方法1200预防和/或治疗上气道障碍,其包括但不限于:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,肥胖通气不足综合征,吞咽困难,食管反流,食道中食团的存在,酸反流,GERD及其任何组合。
[0230] b.反射的刺激
[0231] i.反射概述
[0232] 在一个方面,方法1200传送至少一个刺激以调节包括但不限于吞咽反射和/或负压反射的反射。
[0233] ii.吞咽反射
[0234] 当在本文中使用时,术语“吞咽”是指吞咽序列的全部或一部分。吞咽刺激是至少一个下述刺激:对至少一个与吞咽相关的神经的电刺激,对至少一个与吞咽相关的肌肉的电刺激,和对至少一个与吞咽相关的感觉感受器的机械刺激。
[0235] 不受任何具体理论的限制,吞咽行动激活并重新配置通常参与阻塞性睡眠呼吸暂停的气道结构。在各种方面,吞咽反射的刺激可以有效地用于在呼吸之间重新配置气道结构,以重新建立气道开放。具体来说,咽反射被用于治疗上气道障碍。吞咽激活通常参与OSA的所有结构,包括舌、软腭、会厌和咽壁。此外,吞咽在序列结束时包括使咽结构返回到其“正常”位置的活动组分。在ISA对象中触发吞咽反射,可以激活并重新配置任何功能障碍的咽结构,并使气道返回到开放状态。
[0236] 在各种方面,吞咽刺激可以包括对对象中与反射相关的神经、肌肉或感觉感受器的足以引发所有或一部分反射性和预编程的协调吞咽活动的电或机械刺激。例如,吞咽刺激可以包括对至少一个与吞咽相关的神经的电刺激、对至少一个与吞咽相关的肌肉的电刺激、对对象皮肤或粘膜中的至少一个与吞咽相关的感觉感受器的机械刺激或其任何组合,只要吞咽刺激足以在对象中引发所有或一部分吞咽序列即可。可以同时地或以设计的顺序传送多个靶的刺激,以在通常参与吞咽序列的50块肌肉的全部或一部分中引发自然激活模式。对于电刺激来说,刺激靶可以是传入神经或传出神经,并且可以包括至少两个与吞咽相关的神经,其中每个与吞咽相关的神经独立地是传入神经或传出神经。传入神经靶根据传入神经在受到刺激时从对象的中枢神经系统引发所有或一部分反射性吞咽模式活动的能力来选择。靶神经可以是例如喉上神经的内支(iSLN)或舌咽神经的咽分支。可替选地或此外,与吞咽相关的神经可以是传出神经。传出神经靶根据传出神经在受到刺激时在吞咽序列中的至少一个效应器中引发运动活动的能力来选择,所述运动活动包含对象中的全部或一部分吞咽序列。机械刺激可以包含对对象的皮肤或粘膜中的至少一个与吞咽相关的感觉感受器的刺激,例如向对象的口腔、鼻腔或咽腔中的至少一个投送足以在对象中引发全部或一部分吞咽序列的液体。
[0237] 使用吞咽反射刺激治疗呼吸暂停
[0238] 在一个方面,方法1200可用于通过触发吞咽反射使咽复位并保持在开放状态,以便治疗呼吸暂停。本文中描述的涉及吞咽检测的任何系统和方法,可用于在吞咽检测期间或与吞咽检测同时地传送吞咽刺激,以例如加强自发出现的吞咽。本文中描述的涉及咽下困难型吞咽检测的任何系统和方法,可用于在咽下困难型吞咽检测期间或与咽下困难型吞咽检测同时地传送吞咽刺激,以例如协助启动非咽下困难型吞咽。
[0239] 使用吞咽反射刺激治疗吞咽困难
[0240] 在一个方面,可以通过传送吞咽刺激来治疗吞咽困难。例如,方法和系统可以被适合地配置以传送吞咽的预防性机械或电刺激,以便使用被构造成不依赖于吞咽困难或吞咽检测事件的开环系统在吞咽困难发生之前预防吞咽困难。方法和系统还可以被适合地配置以传送吞咽的预防性机械或电刺激,以便使用被构造以检测在咽下困难的患者中的食团或尝试吞咽的闭环系统来预防吞咽困难。在另一方面,方法还可用于传送吞咽的治疗性机械或电刺激,以便使用被构造以在咽下困难患者中检测咽下困难型吞咽的闭环系统在咽下困难型吞咽期间治疗吞咽困难。
[0241] 受到刺激的吞咽可以驱动食团、清理气道并防止唾液、粘液和/或流体食团的渗入或吸入。在其他方面,方法也可用于训练、强化和协调自发的(即非刺激的)患者启动的吞咽。在另一种其他方面,可以利用对象的人工输入来触发吞咽刺激;例如,对象可以触发吞咽刺激以增强咽下困难型吞咽。
[0242] 使用吞咽反射刺激治疗GERD
[0243] 在一个方面,方法可用于使用吞咽反射的刺激来治疗GERD。食管向胃液的暴露,通常在化学上通过唾液并在机械上通过食管蠕动降至最低。在GERD患者中,食管运动性、尤其是二次蠕动受损,引起暴露于酸的持续时间增长。“此外,睡眠中的人倾向于吞咽频率更低。这减缓了正常情况下保持食物在食道中向下移动并防止酸反向移动的规则的食管收缩。睡眠者还产生较少唾液,所述唾液在酸反流发生后使食管pH水平返回到正常中发挥作用。”本发明描述了咽传入神经的神经刺激,以通过诱导吞咽来减轻酸反流的食管和食管外症状两者,并因此诱导原发食管蠕动、清理上消化道并使酸性胃液返回到胃。
[0244] iii.负压反射
[0245] 负压刺激是下列至少一种刺激:对至少一个与负压反射相关的神经的电刺激,对至少一个与负压反射相关的肌肉的电刺激,和对至少一个与负压反射相关的感觉感受器的机械刺激。任何这些刺激可以作为一个或多个(作为一系列)分立的刺激突发传送,所述刺激突发被设计成每个突发引发至少一个负压反射。在非限制性实例中,用于引发负压反射的机械刺激包括抽真空。在非限制性实例中,用于引发负压反射的电神经刺激可以包括刺激iSLN。用于引发负压反射的电肌肉刺激包括但不限于腭帆张肌、舌下和/或上咽括约肌的电刺激。用于刺激负压反射的传出神经刺激包括神经支配腭帆张肌、颏舌肌和/或咽括约肌的神经。
[0246] 在使用负压反射刺激的任何方法或系统中,可以监测来自于iSLN的信号,并且可以使用监测的信号来触发负压反射刺激并由此触发反射,和/或使刺激的传送同步到在呼吸周期的某些相期间发生。
[0247] 在包括完全打开、部分打开、部分关闭、完全关闭的任何上述系统中,iSLN信号的监测可用于负压反射刺激的同步和/或触发。此外,可以监测来自于传感器或来自于iSLN之外的其他神经的信号,用于刺激的同步和/或触发,正如上文中对于传送负压反射刺激所描述的。
[0248] 使用负压反射刺激治疗呼吸暂停
[0249] 在其他方面,负压反射刺激可用作呼吸暂停的疗法,其中负压反射刺激是任何足以引发所有或一部分负压反射的刺激,所述负压反射绷紧、重置咽和/或将咽保持在开发状态下。因此,负压反射刺激起到绷紧、重置咽和/或将咽保持在开发状态下的作用。
[0250] ii.反射的刺激
[0251] 在其他方面,可以通过传送下文中所定义的电刺激和/或机械刺激来刺激吞咽反射和/或负压反射。
[0252] iii.刺激类型
[0253] 电或机械刺激的突发在本文中被定义为一个(单)或多个(系列)刺激脉冲的在时间上分立的发生,所述时间上分立的发生被定义为从突发开始到突发结束的总持续时间为约200μs至约3秒。
[0254] 神经刺激手段可以通过任何手段来实现,包括但不限于直接、透皮、磁、电、光、机械或任何其他手段。感受器刺激可以通过任何手段来实现,包括但不限于直接、透皮、磁、电、光、机械或任何其他手段。可以通过任何手段、电极和导联、可注射生命单元(bion)样平台、通过皮肤的光、通过皮肤的磁刺激、通过皮肤的电刺激、透皮通讯、经皮、完全植入、部分植入或完全外部的系统来接近神经或感受器。生物、机械或电传感器可用于提供用于配置刺激的信息。
[0255] 电刺激
[0256] 在各种方面,可以将每个电刺激传送到与反射相关的神经、与反射相关的肌肉、与反射相关的感觉感受器、及其任何组合。与反射相关的神经包含:
[0257] 传入神经,其选自:迷走神经的iSLN分支,迷走神经的咽分支,舌咽神经的咽分支,舌咽神经的扁桃体分支,舌咽神经的舌分支,中间神经,腭神经,岩大神经,面神经的任何分支和三叉神经的翼腭神经;或传出神经,其选自:返喉神经,喉上神经的外支,舌咽神经的腮运动支和近端纤维,下颌神经,翼内肌神经,迷走神经的咽分支和近端纤维,面神经的分支和近端纤维,以及舌下神经的分支和近端纤维。
[0258] 刺激靶可以是传入神经或传出神经,并且可以包括至少两个与吞咽相关的神经,其中每个与吞咽相关的神经独立地是传入神经或传出神经。传入神经靶根据传入神经在受到刺激时从对象的中枢神经系统引发所有或一部分反射性吞咽模式活动的能力来选择。靶神经可以是例如喉上神经的内支(iSLN)或舌咽神经的咽分支。可替选地或此外,与吞咽相关的神经可以是传出神经。传出神经靶根据传出神经在受到刺激时在吞咽序列中的至少一个效应器中引发运动活动的能力来选择,所述运动活动包含对象中的全部或一部分吞咽序列。靶神经可以是例如返喉神经、喉上神经的外支、舌咽神经的支气管运动分支、下颌神经、翼内肌神经或迷走神经的咽分支。
[0259] 电吞咽刺激可以包含对至少一个与吞咽相关的神经或至少一个与吞咽相关的肌肉的电刺激,只要所述刺激足以在对象中引发全部或一部分吞咽序列即可。
[0260] 因此,可替选地或此外,吞咽刺激可以包含对对象的皮肤或粘膜中的至少一个与吞咽相关的感觉感受器例如机械感受器的机械刺激。
[0261] 机械刺激
[0262] 在一个方面,可以将每个机械刺激传送到与反射相关的感觉感受器。与反射相关的感觉感受器可能位于对象的皮肤或粘膜中。与反射相关的感觉感受器的非限制性实例包括:对气道负压、气道正压、伸长、位置、剪切、滑动、振动、质构、触碰、机械压缩、肌肉伸展、肌肉驱动、气流、血压或血渗透压敏感的机械感受器;对CO2、O2或pH敏感的化学感受器;对温度或气流敏感的温度感受器;以及对多模式疼痛敏感的伤害感受器。吞咽刺激可以包括被构造成每个突发引发至少一次吞咽的时间上分立的刺激突发,但是还包括连续的刺激传送,例如但不限于向口腔传送流体例如水和果汁的连续“滴流”。“滴流”是连续但慢速的流体流,所述速率如普通技术人员所确定,但是在非限制性实例中为约1ml/分钟或在0.5ml/分钟至约5ml/分钟的范围内。
[0263] iv.刺激装置
[0264] 在本文中描述的任何系统中,刺激输出装置被构造成产生瞄准至少一个与吞咽相关的神经或肌肉或与吞咽相关的感受器的一个或多个刺激,以引发全部或一部分反射性和预编程的协调的吞咽活动。
[0265] 电刺激装置
[0266] 可以将刺激电极放置在携载传入神经和/或传出神经活动的外周神经中、周围或附近。取决于刺激输出装置的选择,可替选的系统可以包括治疗输出装置,包括电刺激输出装置。
[0267] 任何系统可以被进一步构造,以控制、或控制并传送吞咽刺激到多个靶。用于刺激的靶的选择可以根据鉴定的呼吸暂停事件和所使用的刺激类型(机械、电或其组合)而变。系统可以被构造成例如具有用作记录和刺激电极两者的单一电极,例如当将iSLN用于记录和刺激两者时。此外,可以使用多个电极,它们中的一些或全部被用作记录和刺激电极两者,而其他的只被用作记录电极或刺激电极。
[0268] 电极可以是例如卡夫电极,例如但不限于在美国专利号5,824,027中所描述的。其他类型的电极、导联、探针、卡夫电极等也可以使用。可以使用的卡夫电极的其他实例公开在Hoffer等于2008年3月13日公布的题为“神经卡夫电极、用于制造它的方法和装置”(NERVE CUFF,METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SAME)的美国专利申请公布号2008/0065184以及由Imbeau等在2007年8月29日提交的题为“神经卡夫电极注射模具和制造神经卡夫电极的方法”(NERVE CUFF INJECTION MOLD AND METHOD OF MAKING A NERVE CUFF)的PCT专利申请公布号WO2008/025155中,两者的全部内容通过参考并入本文。
[0269] 机械刺激装置
[0270] 机械刺激装置可用于机械刺激向对象的口、鼻或咽的传送。机械刺激需要向对象的口、鼻或咽腔递送一定量的相对低粘度的液体例如水或盐水。所述量的液体可以作为连续流递送,或者可以作为小的分立的团递送,例如约0.1ml直至约10ml、优选为约0.5ml至约2ml的团作为短突发进行递送,总持续时间在约200μs至约3秒之间。例如,机械刺激可以包括在整夜过程中以约1ml/分钟的流率连续递送液体。或者,正如下面进一步描述的,液体可以作为分立的液体突发进行递送。
[0271] 在一个方面,液体递送装置可以通过导线或无线通讯(未示出)在操作上与刺激模块相偶联,并且刺激模块可以被构造成通过液体递送装置产生机械吞咽刺激。在各种方面,液体递送装置可以包括通过被构造成对来自于刺激模块的电信号作出响应以打开和关闭的电磁与储液器相连的重力进料的喷嘴或管。应该理解,可以将任何器件或装置用于液体递送装置,只要它能够包含或提供体积为至少约0.5ml的液体,并包括诸如电磁阀的能够控制液体递送的定时和体积的元件即可。
[0272] iv.阈下与阈上反射刺激
[0273] 在各种方面,至少一个刺激中的每一个以不足以引发反射的阈下强度或足以引发反射的阈上强度来传送。在一个方面,通过向信号添加被构造用于提高自发出现的感觉信号触发神经应答的能力的噪音,方法可用于提供感觉增强,以提高弱感觉信号的检测。这样的系统和方法使用利用随机共振现象的原理构造的刺激,其中所述刺激可以向iSLN提供促进传入神经的刺激,为呼吸暂停患者改进负压反射。
[0274] 至少一个刺激中的每一个可以包括:传送到与反射相关的神经或与反射相关的感觉感受器的阈下电刺激,以降低反射的阈值、维持肌紧张性及其任何组合;传送到与反射相关的肌肉的阈下电刺激,以维持肌紧张性;传送到与反射相关的感觉感受器的阈下机械刺激,以降低至少一种反射的阈值;传送到与反射相关的神经、与反射相关的感觉感受器、与反射相关的肌肉或其任何组合的阈上电刺激,以维持肌紧张性、对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的位置和/或姿势;传送到与反射相关的感觉感受器的阈上机械刺激,以维持肌紧张性、对象的一个或多个呼吸和/或吞咽结构的位置和/或姿势;传送到与反射相关的神经、与反射相关的感觉感受器、与反射相关的肌肉或其任何组合的阈上电刺激,以治疗障碍;以及传送到与反射相关的感觉感受器的阈上机械刺激,以治疗障碍。
[0275] 阈下电刺激特征
[0276] 在一个方面,使用传送到iSLN的“背景脉冲组列”,方法可以在呼吸暂停患者中增强神经信号启动和/或控制负压反射。将背景脉冲组列的激发率故意设置为阈下,以便不单独地触发反射。相反,背景脉冲组列仅仅增强在呼吸暂停患者中在睡眠期间由天然存在的感觉刺激例如iSLN上的负压信号产生的弱的激发率。由天然存在的刺激造成的弱的激发率与添加的背景脉冲组列的累加效应,产生引发所需响应例如负压反射的阈上激发率。背景脉冲组列可以是个体脉冲或脉冲群。脉冲间间隔,其是指一个传送的脉冲结束与下一个脉冲开始之间的时间,可以通过使用一个或多个带通、高通或低通滤波器过滤的白噪音或噪音来近似。这样的刺激可以针对或不针对呼吸相或呼吸暂停事件来传送,或者可以调节到在呼吸周期的所需阶段中或在呼吸暂停可能发生的时间段中发生。
[0277] 背景脉冲组列的定时和频率可以变化。背景脉冲组列可以由例如以通过带通噪音近似的以例如约1秒为中心的脉冲间间隔传送的单个脉冲构成。背景脉冲组列可以由例如脉冲群构成,每个群持续数十秒(例如10秒、20、30秒或更长时间),并且以通过带通噪音近似的以一分钟或更多分钟的预定时间长度(例如1-10分钟,例如5分钟)为中心的脉冲群间间隔传送,或者由以1分钟为中心的时间间隔传送的单个脉冲、或者以~30秒为中心的时间间隔传送的单个脉冲、或者以~30秒的刺激为中心的时间间隔传送并调整到在呼吸周期的所需阶段中发生的单个脉冲构成。
[0278] 在一个方面,本文中描述的方法可以提供上文中所述传送到iSLN的背景脉冲组列,以在吞咽困难的患者中使用传送到iSLN的“背景脉冲组列”来增强神经信号启动或控制吞咽。正如上文中所述,背景脉冲组列的激发率被故意设定为阈下,并且不被设计成独立地触发反射。背景脉冲组列可以针对或不针对呼吸相或食团存在事件来传送,或者可以调节到在呼吸周期的所需阶段中和/或在进餐期间发生。这样的刺激可以针对或不针对呼吸相或呼吸暂停事件来传送,或者可以调节到在呼吸周期的所需阶段期间或在呼吸暂停可能发生的时间段期间发生。
[0279] 在一个方面,本文中描述的方法可以被构造成在呼吸暂停或吞咽困难患者的UAW中,使用传送到UAW传入神经的“背景脉冲组列”来提供增强神经信号启动或控制肌紧张性(例如牵张反射)的刺激。如上文中所述,背景脉冲组列的激发率被故意设定为阈下,并且不被构造成独立地触发UAW肌肉的运动。相反,背景脉冲组列被构造成增强天然存在的感觉刺激(例如通过Ia传入神经纤维的UAW肌梭传入神经的牵张)的弱激发率,其中由天然存在的感觉刺激造成的弱激发率与背景脉冲组列一起的累加效应,产生引发所需响应(例如牵张反射和UAW肌紧张性的恢复)的阈上激发率。背景脉冲组列可以提供在个体脉冲或脉冲群中。背景脉冲组列的脉冲间时间间隔,可以通过使用一个或多个带通、高通或低通滤波器过滤的白噪音或噪音来近似。在这样的系统和方法中,背景脉冲组列可以针对或不针对呼吸相或呼吸暂停或吞咽困难事件来传送。刺激可以包含Ia传入神经的选择性刺激,或者可以包括其他传入神经或传出神经纤维。应该认识到,UAW肌紧张性提高起到防止UAW塌陷的作用。肌紧张性提高还起到加强对来自于传出神经纤维的天然存在的肌肉控制信号的生理响应的作用。神经支配UAW肌肉的神经包括面神经、舌下神经、迷走神经和舌咽神经的分支及其近端纤维。刺激可以针对或不针对呼吸相或呼吸暂停或食团的存在或吞咽困难事件来传送,或者可以被调节以在呼吸周期的所需阶段中和/或对于吞咽困难来说在进餐期间或对于呼吸暂停或打鼾来说在睡眠期间发生。
[0280] 在一个方面,本文中描述的方法可以被进一步构造成通过UAW传出神经的连续的直接刺激来提供UAW肌肉的刺激,由此提高肌紧张性,用于治疗呼吸暂停或吞咽困难。在这样的系统和方法中,刺激被构造成保持为阈下并且不能引发分立的运动,而是仅仅引起肌紧张性的连续改变。得到的肌紧张性的提高还增强对任何天然存在的传出神经控制信号的生理响应,并且还防止UAW塌陷。
[0281] 本文中描述的系统和方法可以被进一步构造成通过对相对肌肉群的UAW传出神经的连续的直接刺激以引发肌肉的共同收缩,来刺激共同收缩以获得UAW肌紧张性。这样的刺激可用于治疗呼吸暂停或吞咽困难。这样的刺激保持为阈下,并且不能引发分立的运动,而是仅仅引发肌紧张性的连续变化。
[0282] 阈上电刺激特征
[0283] 在各种方面,方法可以向与反射相关的神经或肌肉传送一群刺激,其中所述刺激可以是电或机械刺激。一群刺激被理解为是一个(单一)脉冲或多个刺激脉冲,其中单一或多个脉冲合在一起具有约100-200μs的最小持续时间,以及约3秒或大约呼吸间时间间隔的最大持续时间的最大持续时间。任何刺激脉冲的振幅可以随着所使用的刺激类型和事先确定的个体对象的敏感度而变。例如,包含单个电刺激脉冲的一群脉冲可以具有约100-200μs的总持续时间。包含多个电脉冲的一群脉冲可以具有约500μs至约3秒的总持续时间。包含多个电脉冲的一群脉冲可以包括3、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100个或更多的个体电脉冲。
[0284] 对于电刺激来说,个体刺激脉冲可以具有例如至少约0.1mA的振幅,以及约100μs至约500μs、优选地约200μs的持续时间,其表现为单一脉冲或多个脉冲。两个或更多的个体脉冲可以例如以至少约20Hz至约40Hz、优选为约30Hz的频率表现。
[0285] 产生的刺激信号可以是矩形脉冲或任意波形、恒压、恒流、单一刺激或信号脉冲群。刺激位置、振幅和/或波形,可以在闭环系统中,根据当前的呼吸状况例如呼吸相或根据由呼吸暂停监测和检测模块1104对以前的刺激作出响应而传递的状况进行调整。刺激波形还可以含有允许使用当前指导进行选择性刺激、传出神经或传入神经纤维的定向选择性刺激、刺激特定直径的轴突的选择性的特点,或者被设计以阻断不想要的生物电活动的传播的特点。
[0286] 治疗控制模块可以被构造成向刺激模块产生信号以向与吞咽相关的神经或肌肉传送一群电刺激,其中一群电刺激被理解为是任何一系列刺激脉冲,其以约20Hz至约40Hz之间的频率传送,具有大于约0.1mA的脉冲振幅、约200μs的脉冲持续时间和约200μs至约3秒之间的一群脉冲总持续时间;或者向对象的皮肤或粘膜中与吞咽相关的机械感受器传送一群机械或电刺激,其中一群刺激被理解为是任何系列的一个或多个机械刺激,其具有约200μs至约3秒之间的一群脉冲总持续时间。
[0287] 阈上机械刺激特征
[0288] 在一个方面,方法可以向对象的皮肤或粘膜内的机械感受器传送机械刺激群,并且可以包括单一脉冲或多个刺激脉冲。应该理解,由于激励机械刺激传送中固有的物理限制,每个单个机械脉冲的可获得的最小持续时间将比每个单一电脉冲的可获得的最小持续时间更长。示例性的机械刺激群包含持续约0.5秒的单个刺激脉冲,所述刺激群具有约0.5秒的总持续时间。包含多个机械刺激的刺激群可以具有约0.5至3秒之间或高达对象中呼吸间时间间隔的最大持续时间左右的总持续时间。
[0289] 对于机械刺激来说,刺激群可以包含一系列一个(单一)或多个(一系列)机械刺激脉冲,从刺激群开始至刺激群结束的总持续时间为约200μs至约3秒。对于机械刺激来说,两个或更多个体刺激脉冲可以以至少约0.1Hz至约10Hz、优选地约0.33Hz的频率出现。然而,应该理解,以接近物理装置的物理限制的频率出现的机械刺激可能高于10Hz并且可以使用,特别是在使用小振幅的脉冲时。对于机械刺激来说,个体刺激脉冲的特征由所使用的机械刺激的本性决定。例如,递送到对象的皮肤或粘膜中的机械感受器的流体机械刺激脉冲,将具有由流率乘以刺激脉冲持续时间所确定的总体积。在流体递送的情况下,流体脉冲可以具有约0.5ml至约5ml的体积。
[0290] 机械刺激可以包括向对象的口、鼻或咽腔递送一定量的相对低粘度的液体例如水或盐水。所述量的液体可以作为连续流递送,或者可以作为小的分立的团来递送,例如约0.1ml直至约10ml、优选为约0.5ml至约2ml的团,作为总持续时间在约200μs至约3秒之间的短的刺激群来递送。例如,机械刺激可以包括在整夜过程中,以约1ml/分钟的流率连续递送液体。或者,液体可以作为分立的液体群递送,正如下面进一步描述的。
[0291] 液体递送装置可以通过导线或无线通讯链接(未示出)在操作上与控制器相偶联。液体递送装置1340可以包括通过被构造成对来自于刺激模块的电信号作出响应以打开和关闭的电磁阀与储液器相连的重力进料的喷嘴或管。应该理解,可以将任何器件或装置用于液体递送装置,只要它能够包含或提供体积为至少约0.5ml的液体,并包括诸如电磁阀的能够控制向对象的液体递送的定时和体积的元件即可。
[0292] v.刺激的定时
[0293] 在呼气期间或之前开始的吞咽,被认为是在成年人中对于吞咽来说最安全的呼吸相,并使食物或流体进入气道的可能性降至最低。至少一个刺激中的每个,可以按照预定进度表(开环)例如随机或定期地,或者对至少一个刺激信号作出响应(部分开环和闭环),及其任何组合,来传送。所述至少一个刺激信号可以从患者监测装置或使用上文中描述的的方法来接收以鉴定事件并产生刺激信号。
[0294] 至少一个刺激信号可以在下述情况下产生:当预测障碍时,以将传送所述至少一个刺激定时到与所述障碍的发生相符;当呼吸相是呼气相时,以将传送所述至少一个刺激定时为与所述对象的呼气相符;及其任何组合。
[0295] 在各种方面,上文中描述的方法可以确定呼气相,并产生信号以传送刺激群,使得刺激的传送被定时为与呼气的发生或零流率阶段相符,即在吸气相之间而不是吸气相期间。脉冲发生器可以向肌肉、神经或组织提供电流和/或电压刺激信号。可以使用的脉冲发生器的实例包括但不限于在Roy等于2007年10月9日提交的题为“可植入的脉冲发生器”(IMPLANTABLE PULSE GENERATOR)的美国专利申请系列号11/920,814中所描述的那些,所述专利申请的全部内容通过参考并入本文。
[0296] 另一种示例性方法包括施加电或机械刺激群作为吞咽刺激,并且还包括定时的要求,以使刺激群的传送被定时为与对象中的呼气相或呼吸的零流率阶段相符。结果是刺激群在对象的吸气相之间传送。这种方法在将引发的吞咽局限于在成年人对象中被认为对吞咽来说最安全的呼吸相中是有利的,并且还避免了iSLN刺激的不想要的副作用,包括中枢性呼吸暂停。
[0297] 开环刺激
[0298] 在一个方面,反射刺激可以按照选自定期、随机和连续的传送进度表来传送,以执行开环刺激。在一个方面,方法可以传送吞咽的预防性机械或电刺激,用于在呼吸暂停发生之前或在不被构造成依赖于呼吸暂停检测事件的开环系统中预防呼吸暂停。系统可以被构造成例如连续地或以规则或随机的时间间隔传送能够引发吞咽的机械或电刺激。因此,方法和系统可以被构造成将咽复位并保持在开放(打开)状态。因此,这样的构造是预防性的,不针对呼吸暂停的存在或不存在并且不针对呼吸相来传送。因此,所述系统被视为完全开放的环路。
[0299] 方法和系统还涵盖在传送疗法例如吞咽疗法之前不进行呼吸暂停检测的方法和系统。换句话说,吞咽疗法的传送可以与呼吸暂停检测解偶联,使得吞咽疗法被例如作为由连续流体流构成的吞咽刺激简单地连续传送到口腔,或以周期性的流体群,或作为周期性的电刺激群,简单地连续传送到神经或效应器肌肉。此外,如所述与呼吸暂停检测解偶联的吞咽疗法,可以用于治疗其他适应症,例如但不限于打鼾和吞咽困难。
[0300] 部分开环刺激
[0301] 方法和系统还可以使用能够引发吞咽的以半规则或半随机的时间间隔投送的、用于呼吸暂停的机械或电吞咽刺激。这样的配置也使咽复位并保持在开放状态。在这样的系统中,刺激仍然是保护性的,并且不针对呼吸暂停的存在或不存在来传送。由于使刺激同步到在呼吸周期的所需阶段中发生,因此系统可以被视为部分开环。
[0302] 方法和系统可以使用被触发的用于呼吸暂停的机械或电吞咽刺激,其中能够引发吞咽的刺激在呼吸暂停检测后传送。在这样的系统中,刺激使咽复位并保持在开放状态,由于刺激在呼吸暂停检测之后,因此它可以被当作治疗性的,但是在刺激被触发后,它不针对呼吸相来传送。由于刺激由呼吸暂停检测触发但随后不针对呼吸相来传送,因此系统可以被视为部分闭环的。
[0303] 在正常呼吸中,在iSLN刺激群的偏移后,呼气通常以固定的时间间隔,例如在未麻醉的狗中以约2秒的阈值发生,所述阈值部分确定呼吸率。本文中所描述的系统和方法可以被构造成通过减少iSLN刺激群的偏移与呼气开始之间的时间间隔来促进更快的呼吸率,由此与在呼吸暂停事件发生后的情况相比更快地提高血氧水平。这样的方法也可用于在中枢性呼吸暂停期间诱导呼吸。
[0304] 闭环刺激
[0305] 此外,通过神经监测获得的其他输入可用于触发或同步吞咽疗法的传送。
[0306] 如上文中详细描述的全闭环系统包括触发和同步的机械或电吞咽刺激,即能够引发在鉴定的呼吸暂停期间传送的吞咽的刺激。这种系统也被构造成使咽复位并保持在开放状态,然而刺激是治疗性的,并且也同步到在呼吸周期的某个阶段中发生。因此,系统被视为完全闭环的。
[0307] 在包括完全开放、部分开放、部分闭合和完全闭合的任何上述系统中,iSLN信号的监测可用于刺激的同步和/或触发。此外,可以监测来自于传感器或iSLN之外的其他神经的信号,用于刺激的同步和/或触发。例如,已描述了通过监测横膈膜、肋间肌或它们的传出神经的生物电活动来检测呼吸暂停的各种可植入装置。其他装置监测上气道肌肉或它们的传出神经的生物电活动。还有些其他装置监测植入的用于指示例如胸内压或血氧合度的传感器。任何这些和相当的装置可用于信号的监测,所述信号随后用于触发和/或同步刺激。
[0308] 2.监测、治疗和/或预防障碍的合并方法
[0309] 在另一方面,方法可以将本文中前面描述的监测方法与治疗/预防方法合并。图14是示出了一个方面的方法的流程图。在这个方面,在步骤1102中,使用测量装置诸如神经电极,从上气道传入神经例如iSLN获得至少一个神经信号。在步骤1104中,可以使用算法例如整流和面元积分(RBI)算法来放大和处理至少一个神经信号,以获得一个或多个神经活动曲线。在这个方面,在步骤1106中,可以将一个或多个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与相关活动类型相关联。根据其相关活动类型,在步骤1108中对每个神经活动曲线进行处理,以确定表征所述曲线的一个或多个活动状态。例如,对于与反流活动类型相关联的神经活动曲线来说,可以在步骤1108中获得一个或多个反流状态,包括但不限于:反流定时,反流pH,反流位置及其任何组合。在另一方面,可以在步骤1110中对一个或多个活动状态进行处理,以获得对象的至少一种病症。在另一方面,可以在步骤1112中对至少一种病症进行评估,以预测障碍。在这种其他方面,障碍可以代表对象的健康或生理状态的更广泛的特征。例如,如果在步骤1110中获得一个或多个反流病症,则在步骤1112中可以预测相关障碍,包括但不限于GERD或酸反流。在另一方面,可以在步骤1202中对一个或多个障碍进行进一步处理,以触发至少一个刺激的传送。
[0310] III.用于监测、预防和/或治疗上气道病症/障碍的系统
[0311] 1.概述
[0312] 在图15中示意显示了用于监测上气道病症的系统1400。系统1400包括一个或多个处理器1402和含有病症监测应用程序并包括多个模块的CRM1404。
[0313] a.神经信号获取模块
[0314] 在一个方面,神经信号获取模块1406获得对象的一个或多个上气道传入神经中的一个或多个神经信号。
[0315] b.神经活动曲线模块
[0316] 在一个方面,神经活动曲线模块1408处理每个所述一个或多个神经信号,以获得至少一个神经活动曲线,每个神经活动曲线具有至少一个下列特征:神经信号定时,神经信号振幅,神经信号相位,神经信号位置,神经信号传导速度及其任何组合;
[0317] i.活动类型模块
[0318] 在一个方面,活动类型模块1410将每个所述至少一个神经活动曲线与一个或多个活动判据进行比较,以将每个神经活动曲线与选自呼吸活动类型、吞咽活动类型、振动活动类型、反流活动类型及其任何组合的相关活动类型相关联;
[0319] ii.活动状态模块
[0320] 在一个方面,活动状态模块1412处理每个所述至少一个神经活动曲线,以确定表征相关活动类型的活动状态。所述活动状态可以包括但不限于:呼吸状态,其包含呼吸定时、呼吸振幅、呼吸相、呼吸位置及其任何组合;吞咽状态,其包含固体接触、流体接触、接触速度、接触定时、接触振幅、接触压力、接触质构、接触温度、食团的存在及其任何组合;振动状态,其包含振动定时、振动振幅、振动相位、振动位置、振动模式及其任何组合;以及反流状态,其包含反流定时、反流pH、反流位置及其任何组合;以及
[0321] iii.病症模块
[0322] 在一个方面,病症模块1408处理至少一种活动状态,以获得对象的选自呼吸病症、吞咽病症、振动病症、反流病症及其任何组合的至少一种病症。
[0323] iv.障碍预测模块
[0324] 在一个方面,障碍预测1416评估至少一种病症,以预测选自下列的障碍:阻塞性呼吸暂停,中枢性呼吸暂停,吞咽困难,心力衰竭,尿毒症,哮喘,心搏骤停,器官衰竭,代谢性酸中毒,COPD,肺栓塞,翁丹氏呼吸症,肥胖通气不足综合征,喉渗入,吸入,食管反流,喉反流,食道中食团的存在,酸反流,GERD,喉渗入,吸入及其任何组合。
[0325] v.GUI模块
[0326] 在一个方面,GIU模块1418产生一个或多个表格,其被用于接收系统的输入并从系统传送输出。
[0327] 3.障碍治疗应用
[0328] 在图16中示意显示了用于预防和/或治疗上气道病症或障碍的系统1500。系统1500包括一个或多个处理器1402和含有障碍治疗应用程序且包括多个模块的CRM1404。
[0329] a.反射刺激模块
[0330] 在一个方面,反射刺激模块1506传送至少一个刺激,以调节选自吞咽反射、负压反射及其任何组合的至少一种反射。
[0331] b.刺激定时模块
[0332] 在一个方面,刺激定时模块1508按照预定进度表或对至少一个刺激信号做出响应及其任何组合来对每个所述至少一个刺激的传送进行定时。如上文中所述,刺激定时模块1508可以从患者监测系统或从集成病症监测系统接收信号。
[0333] 4.合并的监测/治疗应用
[0334] 图17是合并的监测和预防/治疗装置1600的框图。装置1600将在图15和16中示出并在上文中描述的系统1400和1500的模块合并。
[0335] 现在已经详细描述了本公开,通过参考下列实验室试验程序和方法的实例将会更清楚地理解实施例,包含所述试验程序和方法仅仅是出于说明的目的,并且不打算限制本公开的范围。实施例
[0336] 实施例1:流体刺激的试验
[0337] 为对象装配鼻导管和用于多导睡眠描记术的全套仪器。鼻导管是可商购的Luer锁的单眼的儿科用饲管,具有4French外径。将导管用非止痛型润滑剂润滑,并经鼻前进到咽中。导管的流体递送端口位于上食管括约肌的口侧~2cm处(Dua等,2007),并朝向咽后壁取向。在使用胶带在鼻孔处固定在位之前,通过喉镜验证导管位置。选择小直径导管以最小化可能的气道阻力增加,所述气道阻力增加可能影响相对于呼吸的吞咽模式。小导管还可以消除对已被显示影响吞咽功能的止痛型润滑剂的需求。
[0338] 确定了在任何给定对象中使用流体递送进行咽吞咽刺激的最佳参数。使用高准确度蠕动(Harvard Instruments,77型)来控制刺激流率、体积和定时。泵能够产生0.01-750ml/分钟的流率,并且可以使用TTL逻辑遥控。从数字信号处理工作站(Tucker-Davis Technologies RX5),使用控制逻辑来控制泵。为了降低声学和电学噪音,将泵和数字控制单元分开在相邻的房间中,并通过一段长度的管线连接到鼻导管。
[0339] 吸气使用腹部压电腰带来检测,并用于实时控制刺激。为了在呼吸之间递送,可以对刺激进行适当的定时,以在呼吸之间的间隔时间中引发吞咽,同时维持正常的呼吸驱动。刺激在吸气结束后不久开始,并被定时(根据呼吸率)到在后续吸气开始之前结束。
[0340] 实施例2:吞咽刺激阈值的确定
[0341] 吞咽阈值测量在直立体位的清醒对象中进行。为对象装备用于刺激和记录的全套仪器,并将刺激定时为在连续的吸气之间成群进行。所有流体刺激由从医疗供应商获得的室温的瓶装“USP冲洗用无菌水”构成。
[0342] 阈值在多个预选的流率下确定。对于每个测量来说,将流率固定,并将刺激持续时间在连续的刺激之间改变,直至确定阈值。得到的刺激体积被计算为流率×持续时间。刺激以连续的吸气之间的分立的刺激群传送。阈值事件被定义为吞咽、喉反射或对象的不适声明。阈值测量的一个目的是确定对单一刺激群来说可靠地引发吞咽的最短持续时间/最小体积。另一个目的是确定最小化不适、逐出反射或睡眠期间感官警醒的可能性的刺激。
[0343] 使用1ml/分钟的最低流率。其他流率以2x的增加间隔进行选择,直至设备或对象的接受极限。为了获得可接受的流率的估算上限,使用通过8French导管经口递送的水,在成年人中进行了非正式试验。以~5ml/sec(~300ml/分钟)的流率进行的刺激不产生不适。在阈值测量过程中收集对象的反馈,并从进一步试验中消除引发不适的刺激(例如在高流率或体积下)。
[0344] 刺激持续时间始于0.5秒的最小值,并以0.5秒的增加间隔进行选择,直至3.0秒的最大值。3.0秒的最大持续时间从10-12次呼吸/分钟(5-6秒的时间间隔)的正常觉醒呼吸(Dozier等,2006)并假设吸气的占空比为50%来估算。预选的流率和持续时间产生在下表中示出的刺激体积。这些体积包括在以前的研究中报道的用于单一吞咽的阈值体积的全部范围(0.1ml-2.0ml)(Teramato等,1999;Jobin等,2007)。
[0345]
[0346] 在低流率或体积下的刺激不总是足以对单一刺激群引发吞咽。然而,这些阈下刺激传送的食团在被吞咽之前保留在咽中。为了避免先前刺激的任何累加影响,在每次阈下刺激后并在可以递送新刺激之前,应该通过自主吞咽或吮吸来清理咽部。这一过程是繁琐耗时的。作为可替选方案,使用自适应Bekesy型阈值确定方法,其使用一上一下的阶梯来确定每种流率下的吞咽阈值。刺激序列始于0.5s,并且在连续的刺激之间以0.5s的增量逐级提高,直至发生吞咽或其他阈值事件。在这个“反转点”处,将刺激持续时间以0.5s逐级降低,直至不能观察到响应。重复这种“阶梯”过程,使反转点逐渐逼近真实阈值。据估计,使用这种方法可以在不到1小时内获得10种流率的阈值,产生可接受的流率、刺激持续时间和体积阈值的范围。
[0347] 在直立体位下确定阈值之后,对象采取仰卧体位,并向警醒的对象重新传送阈值刺激。收集附加的对象反馈,以确定在仰卧时何种流率和体积是最舒适的并被对象认为最不可能在睡眠期间惊醒他们。
[0348] 实施例3:通过多导睡眠描记进行的评估
[0349] 多导睡眠描记记录方法、术语和用于与睡眠相关的事件的评分规则,是基于AASM指南(Iber等,2007)。它们被用于评估吞咽刺激对睡眠呼吸暂停的有效性。所有程序由有经验的睡眠实验室工作人员进行。获取的数据包括EEG、EOG、颏下EMG、ECG、基于热敏电阻的鼻和口空气流率、鼻空气压力、脉冲血氧计、胸廓和腹部处的呼吸电感体积描记术和体位。
[0350] 睡眠EEG使用对侧乳突(M1)作为参比,从C3和C4位置通过缺省产生。AASM指南推荐了也相对于M1的F4和O2处的其他电极。眼电图(EOG)源自于相对于M2的E1(左下眼)和E2(右上眼角)处的电极。颏下EMG使用放置在颏上方中线处的一个电极和置于颏下方的2个侧面电极来记录。对象在所有时间由有经验的睡眠实验室工作人员监测。
[0351] 在所有对象和治疗中获得与睡眠、呼吸和吞咽相关的变量。
[0352] 每个阶段的睡眠结构体系:
[0353] 1.记录时间
[0354] 2.总睡眠时间(TST)
[0355] 3.睡眠效率
[0356] 4.睡眠阈值
[0357] 5.REM阈值
[0358] 6.清醒阈值
[0359] 7.惊醒次数
[0360] 8.0级(清醒)时期的数量
[0361] 9.1级睡眠的%
[0362] 10.2级睡眠的%
[0363] 11.3级和/或4级睡眠(SWS)的%
[0364] 12.REM睡眠的%
[0365] 13.REM时期的数量
[0366] 每个阶段的心肺变量:
[0367] 1.AHI
[0368] 2.呼吸暂停指数
[0369] 3.呼吸不足指数
[0370] 4.呼吸暂停/呼吸不足的持续时间
[0371] 5.氧饱和度的平均值、最小值和最大值
[0372] 6.呼吸率的平均值、最小值和最大值
[0373] 7.心率的平均值、最小值和最大值
[0374] 8.呼吸暂停/呼吸不足中饱和度变化的平均值
[0375] 9.去饱和度≥4%的次数
[0376] 10.去饱和度≥10%的次数
[0377] 11.去饱和度≥4%的长度
[0378] 12.去饱和度≥10%的长度
[0379] 13.呼吸暂停/呼吸不足的%(持续时间/TST)
[0380] 14.惊醒指数(每小时TST的次数)
[0381] 15.吞咽指数(每小时TST的次数)
[0382] 16.呼气反射指数(每小时TST的次数)
[0383] 逐个事件(与刺激相关的)的变量:
[0384] 1.吞咽反射,正如由颏下EMG、空气流率、视频和呼吸电感体积描记术所指示的。
[0385] 2.呼气反射(例如呼气、咳嗽、打喷嚏),正如由颏下EMG、空气流率、视频和呼吸电感体积描记术所指示的。
[0386] 3.呼吸暂停,包括呼吸努力、SpO2和空气流率。
[0387] 4.惊醒,正如由通过多导睡眠描记术测量到的呼吸率增加、心率增加或更浅的睡眠等级所指示的。
[0388] 逐个事件分析可以与Page和Jeffrey所使用的分析(1998)相比。每个刺激按照在即将传送之前的1分钟的时期内的睡眠等级来分类。即将刺激之前的时期用作控制,紧接刺激之后的时期用作每个刺激的治疗时期。通过比较这些时期中的事件来获得刺激的效果。例如,对控制时期和治疗时期的呼吸率、心率、SpO2进行平均并量化为%改变。
[0389] 在治疗时期中观察到的类型事件例如吞咽、惊醒或呼气反射,被表示成刺激总数的%。治疗组和睡眠状态对治疗时期中类型事件的发生的影响,使用χ2检验来确定。治疗组和睡眠状态对控制时期中类型事件的影响,以同样的方式来确定。
[0390] 本领域技术人员可以明显看出,本文描述的本公开的方法的其他适合的修改和改编是显而易见的,并且可以使用适合的等同物做出而不背离本公开或本文中公开的实施方式的范围。本文中引用的所有杂志参考文献、美国专利和出版物的公开内容,以其全部内容通过参考并入本文。
[0391] 尽管上面已经讨论了许多示例性方面和实施方式,但本领域技术人员将会认识到某些修改、排列、添加及其子组合。因此,打算将下面的随附权利要求和后文中介绍的权利要求解释为包括在其真实的精神和范围之内的所有这样的修改、排列、添加和子组合。
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