CN102686271A - 用于刺激舌下神经以控制患者的舌头的位置的系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于控制患者的舌头的位置的系统,包括:将至少一个电极附着至患者的舌下神经;以及通过电极将电信号应用于位于舌下神经内的至少一个目标运动输出管,以刺激舌头的至少一个肌肉。所述系统还可以包括:使用多于一个接头来以多于一个运动输出管为目标并刺激多于一个肌肉。用于维持舌头的位置的刺激负载可以由每个肌肉共享。可以对患者的舌头的位置进行控制,以便防止阻塞性睡眠呼吸暂停。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年11月10日提交的、名称为“System For
Stimulating A Hypoglossal Nerve For Controlling The Position Of A Patient’s Tongue”的美国临时专利申请No. 61/259,893的利益,该美国临时专利申请的全部内容以参考的方式并入于此。
技术领域
本发明总体涉及一种用于刺激舌下神经(hypoglossal nerve)以控制患者的舌头(tongue)的位置的系统。在一个实施例中,刺激舌下神经以防止阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive
sleep apnea)。
背景技术
睡眠呼吸暂停是由睡眠期间的呼吸的暂停表征的睡眠障碍。在夜间,受睡眠呼吸暂停影响的人们在睡眠期间停止呼吸数次。存在两种类型的睡眠呼吸暂停,在医疗文献中一般描述为中枢性和阻塞性睡眠呼吸暂停。中枢性睡眠呼吸暂停是神经系统产生呼吸所涉及的肌肉激发的合适信号时的故障。阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)由睡眠期间上气道(UAW)的物理阻塞的发作导致。物理阻塞通常由睡眠期间舌头110的位置改变导致,这导致喉或咽的后部处的软组织关闭(参见图1、2A和2B)。
OSA由使呼吸完全停止(呼吸暂停)或部分停止(呼吸不足)的气道完全阻塞表征。人的气道(在胸的水平处)由软组织排列,其壁的任何萎陷导致气道关闭,造成氧纳入不足,从而中断人的睡眠(发作或微觉醒)。
在睡眠期间,舌肌松弛。在该松弛状态中,舌头可能缺少足够的肌肉紧张度以防止舌头改变其正常强直形状和位置。当舌头的基部和上气道的软组织萎陷时,上气道堵塞,导致呼吸暂停事件(图2B)。上气道的堵塞防止空气流入肺,造成血氧水平下降,这进而提高血压和心脏扩张。这导致上气道的反射性强制开启(reflexive
forced opening),直到重新得到正常开放,紧接着是正常呼吸,直到下一次呼吸暂停事件为止。这些反射性强制开启短暂地将患者从睡眠中唤醒。
OSA是通常在受睡眠呼吸暂停影响的大多数患者中未确诊的潜在地威胁生命的疾病。通过将持续十秒或更多的呼吸暂停和呼吸不足的发作次数除以睡眠的小时数来确定睡眠呼吸暂停的严重性。所得到的数目被称为呼吸暂停-呼吸不足指数或AHI。该指数越高,则状况越严重。5与10之间的指数较低,10与15之间的指数轻至中度,超过15的指数适度严重,任何超过30的指数指示严重睡眠呼吸暂停。
当前治疗选项的范围从药物干预、无创方案至更有创外科过程。在这些实例中的许多实例中,患者接受度和治疗依从性完全低于期望水平,使当前解决方案在作为长期解决方案的方面呈现失效。
OSA的当前治疗选项并不是对所有患者来说都一直有效。用于治疗OSA的标准方法是持续正压通气(CPAP)治疗,其需要患者佩戴面罩,空气通过该面罩流入鼻孔和嘴部以保持气道开放。由于不舒适以及副作用(例如,喷嚏、鼻涕、干燥、皮肤刺激、幽闭恐惧和惊恐发作),患者依从性差。将刚性插入物植入软腭中以提供结构支撑的外科过程是用于OSA的轻至中情况的更有创治疗。替换的治疗甚至更有创且剧烈,包括悬雍垂腭咽成形术和气管造口术。然而,外科或机械方法趋于无创或不舒适,并不总是有效,并且许多是患者不能忍受的。
用于控制舌头的位置的神经刺激是这些形式的治疗的有希望的替换。例如,已经将经由舌下神经(XII)(图3)刺激的咽扩张示为OSA的有效治疗方法。使用所植入的电极来刺激神经,以在睡眠期间移动舌头并开启气道。具体地,内侧(medial)XII神经分支(即,在颏舌肌中)演示了UAW气流阻力的显著减小(即,咽口径增大)。尽管实验性地示出了对神经的电刺激以去除或改善特定状况(例如,UAW中的阻塞),但是当前实现方法典型地需要对状况(例如,气道或胸壁扩大的肌肉阻塞)的精确检测、对肌肉或神经的选择性刺激、以及检测和刺激的结合。这些系统依赖于检测呼吸和/或检测呼吸暂停事件,作为以下操作的前提条件:控制和发出电刺激,以便仅造成有用的舌头运动,并周期性地使舌肌休息,并避免疲劳。在一个系统中,例如,将电压控制的波形源复用成两个cuff电极接头。与接头连接的生物信号放大器基于呼吸模式来控制刺激。在另一个系统中,微刺激器使用与呼吸同步的所植入的单接头恒定电流刺激器来维持开启气道。第三个系统使用具有附着至舌下神经远侧部分的单个cuff电极的可植入脉冲发生器(IPG),其中刺激与呼吸定时。该最后一个系统使用附着至胸壁的引线,通过查看胸壁的“生物阻抗”,感测呼吸运动。另又一个系统监视迷走神经电神经图,以检测呼吸暂停事件,并作为响应,刺激舌下神经。
需要一种对舌下神经进行电刺激以控制舌头位置的系统和方法,其与呼吸和/或呼吸暂停事件的检测不结合。
发明内容
根据本发明的一些实施例的一种用于刺激舌下神经以控制患者的舌头的位置的系统包括:电极,被配置为将至少一个电信号之一应用于位于舌下神经内的至少一个目标运动输出管(motor
efferent)之一,以刺激舌头的至少一个肌肉。
在另一实施例中,该系统还包括与电极耦合的可植入脉冲发生器(IPG)。在另一实施例中,该系统包括与IPG耦合的遥控器和充电器。在一个实施例中,遥控器给IPG通电。在另一实施例中,遥控器给IPG再充电。在另一实施例中,该系统包括:插接站(docking station),被配置为给遥控器和充电器充电。在一个实施例中,遥控器和充电器被配置为与计算机耦合以对IPG进行编程。在另一实施例中,该系统包括:传感器,被配置为测量IPG的温度。在一个实施例中,电极包括多个接头。在一个实施例中,IPG可被编程为将接头指派给多个功能群之一。在一个实施例中,IPG可被编成为按顺序排列或交织这些功能群。在一个实施例中,每个功能群维持患者中的开启气道,并且第一功能群包括与第二功能群不同的至少一个或多个肌肉。在一个实施例中,电极包括六个接头。在一个实施例中,接头中的每一个由其自身的独立电流源驱动。
在另一实施例中,该系统包括医疗植入通信服务(MICS)遥测收发器。在另一实施例中,该系统包括电感链路遥测收发器。在另一实施例中,该系统包括主引导加载程序(loader)。在另一实施例中,该系统包括次引导加载程序。在一个实施例中,电极包括:cuff外壳,被配置为卷绕舌下神经的一部分。在一个实施例中,经由开环系统将电信号应用于舌下神经。在一个实施例中,电极由多个电流源驱动。在另一实施例中,该系统包括事件日志(log)存储器。在另一实施例中,该系统包括:复用器,被配置为测量电极接头和患者组织中的至少一个的阻抗。在一个实施例中,IPG被密封壳(hermetic enclosure)覆盖。
附图说明
在结合附图阅读时,将更好地理解以上发明内容以及用于刺激舌下神经以控制患者的舌头的位置的系统的示例实施例的以下具体实施方式。然而,应当理解,本发明不限于所示的具体布置和手段(instrumentality)。
在附图中:
图1是人的气道的图示;
图2A是开启的人的气道的图示;
图2B是在呼吸暂停事件期间关闭的人的气道的图示;
图3是人的舌头的图示;
图4A是人的舌下神经的横截面的图示;
图4B是人的舌神经的横截面的图示;
图4C是鼠的舌下神经的横截面的图示;
图5是人的四头肌肌肉的疲劳曲线的示例集合,示出了最大随意收缩、50 Hz电刺激和抽搐反应;
图6是附着至患者的舌下神经的电极的示例示意图;
图7是电极的透视图;
图8是电极的透视图,示出了多个接头;
图9是示例刺激策略的图形表示;
图10A是示例占空比刺激策略的图形表示;
图10B是示例交互式刺激策略的图形表示;
图10C是示例同步刺激策略的图形表示;
图10D是示例异步或随机刺激策略的图形表示;
图11是示例强度持续时间曲线;
图12是IPG的框图;
图13是其顶盖和内嵌连接器(inline
connector)附着至壳和馈通(feedthrough)的IPG的部分分解透视图;
图14是IPG的电池支座的透视图;
图15是被插入到其钛壳中的IPG电子组件的部分透视图;
图16是IPG和硅酮顶盖组件、附着至馈通的连接器组件、连接器的导向装置、电感充电线圈、天线线圈、磁体和具有应力消除的内嵌连接器组件的分解透视图;
图17是IPG电源部分的示意图;
图18是IPG微控制器部分和日志存储器的示意图;
图19是IPG脉冲发生和模拟信号采样电路的示意图;
图20是IPG医疗植入通信服务(MICS)遥测部分的示意图;
图21是IPG板对板连接和制造测试适配器的示意图;
图22是遥控器和充电器(RCC)面板键盘和LED的图;
图23是RCC的框图;
图24是RCC插接站和通用串行总线(USB)接口部分的示意图;
图25是RCC电源部分的示意图;
图26是RCC微控制器部分的示意图;
图27是RCC
MICS遥测部分的示意图;
图28是RCC键盘和LED部分的示意图;
图29是充电器线圈(CC)的框图;
图30是预兆临床管理器(aCM)患者管理器屏幕的描绘;
图31是aCM滴定屏幕(Titration Screen)的描绘;
图32是aCM
RCC功能屏幕的描绘;
图33是aCM手动参数控制屏幕的描绘;
图34是aCM
RCC USB通信屏幕的描绘;
图35是植入使用模型的框图;
图36是滴定阶段使用模型的框图;
图37是患者使用模型的框图;
图38是RCC的开/关键的流程图;
图39是RCC的充电键的流程图;
图40是RCC的测试键的流程图;
图41是RCC的暂停键的流程图;
图42是IPG暂停过程的流程图;
图43是IPG充电过程的流程图;
图44是睡眠过程的流程图;
图45是频率节拍(tick)过程的流程图;
图46是下一群延迟节拍过程的流程图;
图47是睡眠持续时间节拍过程的流程图;
图48是群接通时间节拍过程的流程图;
图49是阻抗测量过程的流程图;
图50是次引导加载程序过程的流程图;
图51是IPG主应用过程的流程图;
图52是具有两个活动群的刺激策略的示例表示;
图53是系统元件的替换实施例的示例表示;
图54描绘了遥控器的替换实施例;
图55描绘了钥匙扣遥测继电器;
图56描绘了充电器和充电器线圈的替换实施例;
图57描绘了临床医生的替换使用模型;
图58描绘了临床医生的另一替换使用模型;
图59描绘了患者的使用模型;
图60描绘了患者的另一使用模型;
图61描绘了在对IPG进行充电时患者的使用模型;以及
图62描绘了在对IPG进行充电时患者的另一使用模型。
具体实施方式
与全部内容以参考的方式并入于此的美国专利申请No. 12/572,758中描述的实施例类似,这里描述的系统以开环连续方式进行操作,以刺激经受OSA的患者的舌下神经(HGN)。参照图3,舌下神经(HGN)322主要是运动神经,并激活舌头的各种外附肌和内附肌。舌头110已被描述为水压调节器,限制在相对固定的容积内的肌肉,而不具有在两个骨表面之间产生力的优点。与大象的鼻子非常类似,舌头能够通过收缩其各种肌肉元素来改变其形状,以伸出和后移舌头,在口咽腔内弯曲、变平、上移或下移,以帮助呼吸、讲话、咀嚼和吞咽。
舌肌与身体中的其他肌肉的不同之处在于:已经演示其具有唯一的抗疲劳属性。可以通过在长时间段内进行电刺激来人工激活舌头,而在进行电刺激时没有伴随有骨骼肌的典型位置或力衰减。与心脏、胃肠、以及人体内的几个其他专门的肌肉类似,舌肌具有使其对几乎恒定的激活特别有吸引力的属性,因此,HGN
322依从这里描述的方法,用于在睡眠期间维持肌肉紧张度,从而维持通常在患者的觉醒时间期间存在但在最深睡眠水平期间不存在的位置和形状。
如本领域公知,神经纤维的激发可以沿强度持续时间iso阈值曲线发生,只要幅度高于曲线或者相位持续时间处于曲线右侧,就将激发神经纤维。在图11中示出了示例强度曲线。在曲线的任一端,曲线的形状是渐近的;在限制相位持续时间处,没有刺激电流量发出响应,而在另一端,也没有相位持续时间足够长以发出响应。这里描述的本发明可以提及将刺激幅度用于对神经纤维的征召(recruitment)进行调制的装置,但是应当理解,可以将包括相位持续时间和刺激幅度的许多方法用于利用电刺激对神经纤维进行激活的相同端。
优选地,神经纤维是按照其与电极接头的邻近性的顺序并通过其纤维直径来激活或征召的。作为一般规则,纤维距阴极接头越近,则将越可能对其进行激活(一般形式的刺激系统将阴极接头置于与目标神经轴突邻近处;其他形式的刺激存在并且对本领域技术人员来说显而易见)。纤维的直径越大,则将越可能对其进行激活。神经束中的距离和大小分布并不随时间明显地改变。因此,征召属性(将利用特定幅度脉冲来对纤维进行激活)也不改变。如果将所应用的刺激维持在充分足够高的频率处,则由被刺激的神经纤维激活的征召肌纤维最终疲劳。然后,肌肉力和/或位置向松弛、非激活的状况改变。如果持续维持刺激,则通常在通常期望导致肌肉中的疲劳以及期望功能的丢失的频率处执行针对姿势控制或肢体运动而对骨骼肌的刺激。可以通过改变刺激幅度(如上所述)或者通过改变脉冲的相位持续时间来对刺激进行调制。在避免骨骼肌应用中的疲劳以免期望的功能效果的丢失(例如,以防患者遭受脊髓损伤或其他神经机能障碍)的方面耗费了极大的关注和巨大的努力。
通常通过使在神经的远侧端上去往分支中的每一个的纤维分组成肌束(fascicle)或者主神经束内的细管(tubule)来组织末梢神经,例如HGN
322。这种末梢神经的横截面视图将该组织清楚地示为神经纤维的分离区域。置于接近这些束或肌束的刺激电极优选地激活去往下行流肌群的纤维。图4A、4B和4C演示了人舌下神经322(图4A)和人舌神经(图4B)以及鼠舌下神经(图4C)的组织结构。人和鼠的舌下神经均是非束状(afascicle)的,缺少大多数末梢神经中存在的清楚的组织结构,该清楚的组织结构存在于人舌神经中,如以参考的方式全部内容并入于此的美国专利申请No.
12/572,758中所述。然而,对其进行组织,并且可以使用置于周界周围的电极,以具体神经纤维为目标,从而以肌群为目标,以便仅影响期望的肌肉功能、移动和运动。
可以通过使用刺激占空比(即,显著疲劳到来之前的特定时间量内的刺激)然后停止以使肌肉休息并重新得到其收缩能力来最小化或防止疲劳。对于阻塞性睡眠呼吸暂停,这不及最佳,这是由于在电刺激占空比的关断时段期间没有所应用的刺激的情况下,舌头将不被驱动以维持期望位置,并可以后退紧靠喉的后部,并允许呼吸暂停事件发生。这是许多OSA刺激系统依赖于传感器以检测何时应用刺激以及何时停止它的原因之一。还提出了使用占空比有节奏地应用刺激的方法,以去除感测呼吸事件的需要,以希望通过将有节奏的刺激引入舌下神经,以某种方式自动将呼吸事件与刺激定时进行同步。这尚未被证明,并且,在羊身上使用微刺激器的研究演示了:需要刺激与呼吸事件的手动定时以实现舌下神经的单点刺激中有用的结果。
另一种最小化或防止肌肉疲劳的方法是:使用一个或多个独立电流源来激活期望肌群的多个部分。在特定示例实施例中,一个或多个独立电流源驱动与舌下神经322对接的一个或多个接头(例如,图7和8所示的764a、764b、764c和764d)。可选地,这些接头包含于如图7和8所示的单个cuff电极764中。每个接头可以是分离地或与其他接头相结合地激活的,如以下进一步讨论的。
在特定实施例中,将每个接头指派给一个或多个功能或肌群。功能群可以进而用于选择神经束内的纤维区域,这导致期望的舌头移动。因此,将舌头移动至期望位置的努力从一个功能群转移至另一功能群,使得不需要单个功能群始终工作。因此,在多个被刺激的神经纤维及其关联肌肉当中共享移动舌头的努力,从而防止或减少疲劳,这是由于没有群被激活足够长时间以导致显著疲劳,并且在其关断或非刺激状态期间,允许这些群从刺激中恢复。在特定示例实施例中,每个群是活动的,直到恰恰显著疲劳到来之前。然后,对一个或多个附加群进行激活以进行代替,从而允许先前的肌群纤维休息。在一个实施例中,刺激分布在多于一个接头上,其中,每个接头的占空比重叠(图9)。
在图52中描绘了对肌肉工作负载从一个群至另一个群的这种转移的更详细描绘。示出了从患者开始睡眠时期的时刻经过第一群刺激周期和下一群刺激周期的开始处发生的事件过程。在睡眠时期开始之后,出现延迟,从而允许患者入睡。在延迟之后,第一群开始刺激,使用其阈值幅度,在斜坡的持续时间内缓慢地沿斜坡上升,直到在斜坡的结尾和平稳阶段的开始处,刺激电流幅度已达到其目标电平为止。该斜坡可能有助于防止患者被目标电平处的刺激的突然起动从睡眠中唤醒。在沿斜坡上升开始的时刻处,向下一群起始的延迟也开始,以允许从一个群至另一个群的协调。在平稳持续时间针对第一群完成之后,刺激开始在沿斜坡下降持续时间内沿斜坡下降回到阈值。在沿斜坡下降持续时间的结尾处,对该群进行去激活,并且,第二群应当已经开始其刺激周期。在下一群延迟的结尾处,下一群开始其刺激周期,其后的群开始其延迟。在始终在第一群中以及甚至可能在第二群中沿斜坡进行刺激时,频率从起始频率沿斜坡下降至目标频率,在目标频率之后,频率保持处于目标电平,直到睡眠疗法结束为止。这允许从一个刺激群至下一刺激群的平滑过渡,并且通过将频率沿斜坡下降至目标频率提供了以下操作的附加机会:防止唤醒,并提升患者的刺激感觉的舒适度。
在一个实施例中,刺激脉冲一般可以是随机的或伪随机的,主要每单位时间的总体收缩有限即可(参见图10D)。
另一种减少或消除疲劳的方法是降低刺激频率。对神经进行刺激越快,则其疲劳得越快。每个脉冲产生收缩,其中每个收缩需要特定量的工作。收缩越多,则肌肉工作得越多,肌肉就越可能变得疲劳。将刺激频率降低至恰恰足够快以实现期望响应的速率最小化了肌肉收缩发生的速率。这最小化了由肌肉进行的工作的量,从而延迟或最小化肌肉疲劳。在一个实施例中,刺激分布在多于一个接头上,其中,每个接头发出与其他接头异相的刺激频率的总体上相同的一部分(图10B)。该方法降低了独立群中的每一个的刺激速率,但得到实质上为活动的速率之和的功能刺激速率。如图10A和10B所示,维持相同的有效力或位置,但在图10A中,通过占空比方法来防止疲劳,并且在图10B中,通过三个群在图10A中的任一个组的频率的三分之一下运行来防止疲劳,得到相同的肌肉力或位置和相同的疲劳防止。已经用于激活骨骼肌的刺激频率通常需要使用造成破伤风的频率,足够快以维持力或位置的接近持续水平的脉冲的平滑融合。在舌头的人工激活中本身不需要破伤风——患者是睡着的,并且舌头在被激活时的化妆外观并不是几乎如气道开启的维持那样重要。示出了以下实验证据:以低于5个脉冲每秒的频率进行刺激已经足以维持患有严重OSA的患者的气道开启。
由于疲劳问题,在本领域中阻碍了对肌肉的持续或接近持续的刺激。然而,鉴于这里的教导,舌头110是抗疲劳的肌肉。鼠和人的测试均确认了这种发现。在有限的动物研究中,演示了:可以在扩展的时段内以非常高的频率刺激鼠的舌肌,而在舌头位置处不会出现可观察到的改变。在一个研究中,不是以15个脉冲每秒(pps)(这是足以将舌头移动至足以使喉的后部畅通的频率)进行刺激,而是在100
pps的频率处的阈上(supra-threshold)水平处应用刺激。在可以检测到舌头位置的任何显著改变之前多于一小时维持所得的舌头响应。如果刺激频率降至15
pps,则可能的情况是:在期望发生舌头位置改变之前可以在多于五倍长的时间内应用刺激。在人的试验中,这里公开的实施例在看到抗呼吸暂停效应减小之前的许多小时内利用电极接头的固定集合成功刺激了患者。在一个实施例中,在人的舌头上使用更低的频率和多个接头增加了在抗呼吸暂停效应减小之前可应用刺激的持续时间。
因此,在一直驱动舌头以及关联的后部喉组织以便使气道畅通的情况下,不需要检测呼吸暂停,这是由于只是不允许呼吸暂停发生。不是将刺激与呼吸定时或者在开始治疗之前针对呼吸暂停事件进行监视,示例实施例经由开环系统、以预定方式刺激舌下神经,以便激活舌头中的目标肌肉,以维持气道开启。在减小气道阻力和/或防止舌头后退紧靠喉的后部和/或减小咽部依从性的情况下,不需要针对呼吸暂停进行监视,这是由于其被防止发生,也不需要针对通风定时进行监视,这是由于根本未将刺激与呼吸进行定时或同步,在整个睡眠时段期间持续地维持刺激。
向着和远离口咽接合部移动舌头的伸出部的激活或者用于降低咽壁的依从性的后移部的激活均是防止气道的闭塞时所期望的。在文献中示出了主动肌和拮抗肌的共激活,以提高硬度并维持接合部或体节的位置,同样地,舌头的伸出部和后移部的共激活应当具有以下效果:将舌头和咽壁的位置和硬度维持到期望效果。改变舌头形状的内附肌的激活还可以导致期望的运动,即使在伸出部或后移部的方面可能并不清楚地定义这些肌肉的动作。应当理解,实现舌头肌肉结构的有益运动或动作的任何舌肌的激活是如本专利的方法描述的电刺激的选择性目标方法的潜在目标,并且仅激活伸出部本身不应是所描述的方法的唯一目的。
由于舌头是抗疲劳的肌肉,因此可以使用这里描述的技术,在长的持续时间内对舌头进行刺激,而不损失力或移动。通过对舌下神经进行刺激,在睡眠期间将与正常日间舌肌紧张度类似的舌头激活恢复至关键肌。舌头并不落入喉中,保持气道开启并允许患者在睡眠期间正常呼吸。持续或接近持续的刺激将舌头维持在期望位置处,对气道进行成形,而不必有对传感器及其解释具有关联依赖性的复杂闭环刺激策略。尽管舌头肌肉结构是抗疲劳的,但是一般仍易受疲劳影响。因此,这里采用的方法仍涉及:利用多个群来维持疗效,以维持期望的功能和其他方法(例如,频率控制),以便最小化任何单个肌群的工作负载。
通常对末梢运动神经执行神经刺激。末梢运动神经从脊髓的前角传出,并以束的方式传导至各个肌群。单个运动神经束可以包含神经元的许多子群。将一些神经元子群组织进分离的子束,称为肌束,其在组织学横截面中容易观看到,并通常连接至相同肌肉内的肌纤维的群。利用这些子群,典型地,子群的刺激导致一起工作的肌群的激活,以实现期望的效果。
其他末梢神经(例如,舌下神经)具有未组织进肌束的子束。取而代之,这些子束在稍微受控但不太明确定义的神经区域中运行,并且不容易在横截面视图中辨认。这些子群通常去往不同位置处的多个肌群。这种神经的示例是舌下神经,其具有与舌头的不同部分相连接的多个子群。在全部内容以参考的方式并入于此的于2008年10月9日提交的美国专利申请No. 61/136,102中公开了人的舌头的神经结构的更详细描述。
不是人的舌头的每个肌肉都涉及气道的开启。一些被刺激的肌肉用于堵塞气道。在所描述的实施例中,仅由这里描述的目标选择性电刺激方法作为目标的神经是刺激对舌头进行激活从而最优地开启气道并抑制不期望的舌头移动的神经。相比之下,整个神经刺激激活整个神经内容,并且,同时对包含去往收缩肌肉的期望和非期望群的神经纤维的神经束进行激活。这不仅导致开启的次优水平,而且可以产生不期望的舌头运动。利用非最优刺激方法避免该问题的外科方式是:将刺激电极置于仅使期望的肌群受神经支配的神经远分支上,这是困难且对神经有潜在危险的任务。
在这些情况下,来自人工电刺激的对整个束的刺激导致对由被刺激的神经群内的子群激活的所有肌肉的激活。在本发明中,为了仅以神经束内的纤维的期望具体群为目标,示例实施例使用多个神经电极接头和多个独立受控电流源来仅激活期望子群。这最小化或消除了以下可能性:对未提供期望舌头位置的肌肉发出刺激。
恰在下颌下腺(与茎突舌肌/舌滑舌肌分支邻近且处于颈袢分支远端)之下的区域中的舌下神经是非肌束状的,即,远端分离的各个神经群并不是在束中隔离为肌束的,而是对于舌下神经的所有纤维一同存在。然而,如美国专利申请No.
12/572,758中讨论的鼠染色研究中以及对人的尸体的研究中所述,似乎存在向着束的组织,其中,纤维大多数使驻留于束的内侧区域中的颏舌肌受神经支配。鼠(复制人的舌下神经的非肌束状特性的到目前为止标识的动物模型)中的研究揭示了整个神经的组织,暗示了:舌下神经中的神经元的亚群体的目标激活将是可能的。利用多极电极和多个独立电流源在鼠和人中的刺激研究验证了这一点,其结果为:可以使用目标刺激方法和设备来实现舌头的多个不同运动和位置。将电极接头置于该区域处的舌下神经的周围已经实现了对舌肌的目标选择性激活。由刺激引起的结果气道改变依赖于哪些电极接头被激活。
在一个示例系统中,将电极764植入2.5至4.5 mm直径神经束的近似1 cm长度处或附近的舌下神经周围。典型地,这处于下颚后部和之下,恰在下颌下腺(与茎突舌肌/舌骨舌肌分支邻近且处于颈袢分支远端)之下。在这一点上,去往各个舌肌的主分支处于电极站点的远端。
舌下神经输出管的目标选择性刺激
在一个实施例中,本发明涉及动物中的舌下神经输出管的目标选择性刺激。在一个实施例中,本发明涉及哺乳动物中的舌下神经输出管的目标选择性刺激。在一个实施例中,本发明涉及鼠中的舌下神经输出管的目标选择性刺激。在一个实施例中,本发明涉及人中的舌下神经输出管的目标选择性刺激。
在一个实施例中,本发明涉及经由从至少一个可编程电极接头发射的电信号对舌下神经输出管的目标选择性刺激。在一个实施例中,经由多个电极接头进行对舌下神经输出管的目标选择性刺激。在一个实施例中,通过多个电流源来驱动对舌下神经输出管的目标选择性刺激。在一个实施例中,多个电极接头中的每一个由其自身的独立电流源驱动。
在一个实施例中,多个电极接头中的每一个驱动有益的肌群,并在其操作中交替,使得至少一个群一直维持有益的功能。在一个实施例中,多个电极接头中的每一个激活有益的肌群并交织其操作,从而维持气道的开放。在一个实施例中,多个电极接头中的每一个驱动有益的肌肉,并在其操作中交替,从而维持气道的开放。在一个实施例中,多个电极接头中的每一个激活有益的肌肉之一,并交织其操作,从而维持气道的开放。
在一个实施例中,该方法包括:激活同侧颏舌骨肌。在一个实施例中,该方法包括:激活同侧颏舌骨肌的喙或尾或两者的隔室。在一个实施例中,该方法包括:激活同侧的至少一个隔室或两个隔室;或者对侧颏舌骨肌的喙隔室增大(咽气道的)扩张以及气道的开放。
在一个实施例中,调制电信号具有对平滑强直性收缩来说足够的频率。在一个实施例中,调制电信号具有大约10至大约40 pps的刺激频率。在一个实施例中,调制电信号具有从大约10至大约3000微安(μA)的强度。在一个实施例中,调制电信号具有大约10至大约1000微秒(μs)的刺激脉冲宽度。
在一个实施例中,对舌下神经输出管的目标选择性刺激激活了至少一个舌肌。在一个实施例中,对舌下神经输出管的目标选择性刺激激活了至少一个上气道扩张肌。在一个实施例中,激活至少一个伸出部肌肉。在一个实施例中,替换地,激活至少一个伸出部肌肉和至少一个后移部肌肉。在一个实施例中,至少一个伸出部肌肉和至少一个后移部肌肉是共激活的。在一个实施例中,所激活的至少一个伸出部肌肉400是颏舌肌。在一个实施例中,激活至少一个有益的肌群。在一个实施例中,激活至少两个有益的肌群。
治疗包括阻塞性睡眠呼吸暂停的神经障碍的方法
在一个实施例中,本发明涉及通过以下操作来治疗、控制或防止神经障碍的方法:将至少一个可编程电极附着至患者的合适舌下神经322;以及通过可编程电极764选择性地将电信号应用于位于合适舌下神经322内的运动输出管,以便选择性地刺激至少一个肌肉。在一个实施例中,电信号正进行调制的。在一个实施例中,治疗、控制或防止神经障碍的方法实质上包括后移部运动输出管的征召。在一个实施例中,该方法包括伸出部运动输出管的征召。在一个实施例中,该方法包括后移部与伸出部运动输出管之比(例如,上述比率)的征召,以便治疗神经障碍。
在一个实施例中,本发明的适于治疗、控制或防止的神经障碍是从包括但不限于以下各项的组中选择的:口肌机能障碍、萎缩、虚弱、颤抖、束状和肌炎。在一个实施例中,神经障碍是阻塞性睡眠呼吸暂停。除对阻塞性睡眠呼吸暂停的治疗外,该方法的其他潜在应用包括例如补充的神经刺激,以便保持气道开启,以治疗鼻鼾、呼吸不足或在发作期间对付舌头的运动激活。还可以使用本发明所提供的方法来治疗与患者的气道的开放相关的其他健康问题。
在一个实施例中,本发明提供了一种治疗、控制或防止阻塞性睡眠呼吸暂停的方法,包括以下步骤:将至少一个可编程电极附着至患者的合适舌下神经322;以及通过可编程电极764选择性地将电信号应用于位于患者的合适舌下神经322内的运动输出管,以便选择性地刺激至少一个肌肉。在一个实施例中,至少一个可编程电极764对具体运动输出管提供持续的低电平电刺激,以在整个呼吸周期内维持上气道的硬度。在一个实施例中,至少一个可编程电极以足够近以实现恒定开启的气道的受控的预定间隔对具体运动输出管提供间断的电刺激。
在一个实施例中,治疗、控制或防止阻塞性睡眠呼吸暂停的方法包括:选择性地激活上气道中的一个或多个肌肉,以有效地降低阻塞性睡眠呼吸暂停的严重性并改进气道开放。在一个实施例中,该方法包括对颏舌骨肌进行激活的运动输出管的目标选择性刺激,使舌骨的前上移动增大上气道的开放。在一个实施例中,该方法包括还有效地使上气道变硬的功能上相反的肌肉的目标选择性刺激,以降低萎陷的风险。
在一个实施例中,治疗、控制或防止阻塞性睡眠呼吸暂停的方法实质上包括伸出部运动输出管的征召。在一个实施例中,该方法包括:激活至少一个伸出部肌肉。在一个实施例中,该方法包括对颏舌肌进行激活的位于合适舌下神经322内的伸出部运动输出管的目标选择性刺激,使舌头的伸出增大上气道的开放。
系统的元件
在一个实施例中,OSA系统由一起操作以提供HGN
322的持续开环目标选择性刺激的所植入且外部元件构成。所植入的元件(即,被植入患者中的元件)可以包括可植入脉冲发生器1370(IPG)(参见图13至16)和cuff电极764(参加图7)。外部元件可以包括遥控器和充电器2272(RCC)(参见图22)、充电器线圈5374(CC)和线缆5374a、插接站5378(DS)和患者的电源、以及笔记本计算机5376和预兆临床管理器(aCM)临床医生的软件编程系统。IPG 1370可以负责生成对HGN
322内的期望神经元进行激活的脉冲,并被植入患者的前胸区域中。Cuff电极764可以经由内嵌连接器附着至IPG 1370,并从IPG 1370的胸部位置运行至将其卷绕HGN 322的下颌下区域。IPG 1370可以包含多个(例如六个)独立电流源,其中每个独立电流源经由其壳中的馈通电容性地耦合至内嵌连接器。内嵌连接器可以具有与cuff电极764邻近连接器的环接头配对的六个环形弹簧(torroidal
spring)接头。Cuff电极764的每个环接头可以通过cuff电极764组件中的线连接至自大小排列cuff内的接头。每个接头可以被定形为与HGN
322的神经束的曲率相匹配,并且这六个接头位于cuff内,使得神经圆周的六个扇区与cuff接头紧密接触。IPG 137可以由RCC 2272引导,以开始和停止睡眠疗法治疗时期,以提供与IPG
1370和cuff电极764的状态有关的信息,并与CC结合使用以补充IPG 1370电池内的能量。临床工程师或临床医生可以使用aCM来对OSA系统进行编程,以用于给患者提供疗法。
可植入脉冲发生器(IPG)
在图13中示出了OSA系统的可植入脉冲发生器1370(IPG)。IPG 1370可以容纳在钛壳中,钛壳包含次锂离子电池、印制电路板(PCB)组件、不透射线标志器以及支撑结构。IPG 1370可以被密封壳覆盖。钛材料可以与传统用于容纳主动植入医疗设备(AIMD)的金属一致。钛外壳的顶部可以密封有钛板,通过该钛板附着两个馈通组件。一个馈通组件可以包含四个馈通管脚,其中两个馈通管脚可以用于位于密封壳外和顶盖组件内的电感充电线圈,两个馈通管脚可以用于类似定位的医疗植入通信服务(MICS)遥测线圈。第二馈通组件可以包含六个馈通管脚,这六个馈通管脚可以连接至IPG 1370的输出脉冲电路并最终连接至附着至HGN 322的cuff电极764内包含的六个接头。在图13中示出了IPG组件1370的实施例,示出了与IPG 1370外壳分离的硅酮顶盖和内嵌连接器。图14描绘了保护IPG 1370壳内的锂离子电池的塑料电池支座。图15描绘了具有紧固至钛顶盖板的电路板的完善的IPG内部组件,电池支座和馈通组件被降低至钛壳中并且是通过将壳激光焊接至钛顶盖板来完成的。图16示出了顶盖组件的分解视图,顶盖组件包括电感链路充电线圈、MICS遥测线圈、磁体、硅酮内部和外部顶盖元件、与馈通管脚配对的挤压接头、聚醚醚酮(PEEK)导向装置以及内嵌连接器组件和应力消除。该结果的替换将利用环氧顶盖,在该环氧顶盖的容积内包含内嵌连接器的元件,从而消除PEEK组件、挤压接头并允许电极引线的邻近连接器直接插入IPG环氧顶盖中。
图12中的框图中所示的IPG 1370元件可以由16个比特微控制器、MICS遥测收发器、六个信道定制特定用途集成电路(ASIC)电流源、串行电可擦除可编程只读存储器(SEEPROM)、电感性功率接收以及调制和解调电路、电池充电电路、电源以及模拟信号获取支持电路构成。微控制器可以具有大量资源,包括16比特精简指令集核心(RISC)、92千字节的闪存、8千字节的RAM、三信道DMA、12比特模数转换器(A/D)和数模转换器(D/A)、具有10个捕获和比较寄存器的16比特定时器、支持增强通用异步接收机/发射机(UART)的四个通用串行通信接口(UCSI)、内部集成电路(I2C)和异步外围接口(SPI)以及具有联合测试行动组(JTAG)接口的主引导加载程序,以允许程序开发和存储器编程。
闪存可以用于包含制造数据(例如校准信息、患者专用数据和需要保存在永久位置处的其他常量)以及次引导加载程序和应用代码。在一个实施例中,需要次引导加载程序以允许在封闭焊接IPG
1370之后允许代码和数据传送至闪存(JTAG编程可以不再可能)。次引导加载程序可以存储在针对其使用而预留的位置处,并且如通过微控制器所观看,由于在上电重置时对次引导加载程序进行激活(重置向量指向引导加载程序),因此次引导加载程序实际上是主应用。次引导加载程序可以对系统进行初始化,并在响应于制造软件加载程序命令之前等待有限时间段,或者如果未接收到命令,则次引导加载程序跳至主系统应用。一旦JTAG接口不再可访问(例如现场升级至IPG 1370设备固件),该架构就允许在设备的闪存中进行改变。如果有必要对次引导加载程序的程序进行改变,则可以写入非常专门的程序图像,这些非常专门的程序图像在被执行时能够将新图像写入到由先前次引导加载程序占用的区域。
0052]
在图17至21中示出了IPG 1370的示意图。从图17开始是锂电池、充电线圈电路、电池监视器电路、电池断开电路、锂离子电池充电电路、Vcc调整器电路、5V / 10V / 20V电源启用和电压调整器电路。可重置的保险丝可以保护电池免受过度放电,并且电池监视器电路可以保护电池免受欠压状况。在3.1V处,IC2监视器电路可以生成开路集电极低电平,其驱动模拟开关IC1以将电池从系统VBatt信号断开。可以从微控制器上的I/O端口驱动信号S_Batt,以在程序控制下实现电池断开,从而允许IPG
1370置于低功率架模式以便在没有电池用尽的情况下长期存储。在断开电池时,可以在将充电场应用于充电线圈时启用重新连接。充电场可以是桥式整流的并且是齐纳限制的,并给电压调整器IC5供电,电压调整器IC5进而驱动电池充电器IC6以给电池补充功率并供应系统功率。电池功率和充电功率可以通过二极管D1和D2彼此隔离。在应用充电功率和重新连接电池时,微控制器检查其POR序列,并开始执行其主和次引导加载程序,如下所述。
图18描绘了控制器和日志存储器电路以及制造JTAG通信连接的实施例。微控制器可以包含除使用I2C接口与微控制器对接的事件日志存储器外的所有系统存储器。该非易失性存储器可以被组织为环形缓冲器,以便仅保存在系统操作期间发生的最近事件。可选地,也可以在微控制器的闪存空间内包含日志存储器。
图19描绘了用于脉冲生成的六个信道电流ASIC和用于防止DC电流泄漏的串行输出电容器的实施例。示出了制造测试负载,可以在测试完成之后从PCB移除该制造测试负载。示出了模拟复用器,其可以允许进行电压采样以测量电极/组织阻抗和依从性电压电平。六个信道电流ASIC包括利用面向微控制器的移位寄存器接口而组织的六个相同电流源、用于幅度设置的数据锁存器、以及芯片上电流镜像参考和控制电路。每个移位寄存器可以是单独驱动的或者可以是针对来自单个数据线路的驱动而用菊花式链接的。时钟线路、选择、寻址线路和使能线路均将数据的传送协调至电流源逻辑中。电流源被参考至10V电源,并使用用于源和吸收电流生成的地和20V电源来供应双相电流。电流源可以使用具有八比特数据加符号比特的准对数方法来控制所供应的电流的电平。对数标度可以由具有其自身电流步长和偏移的八个线性段来近似,从而得到低幅度处的非常精细的电流步长并随着电流达到其最大电平而进展至更粗的步长。
图20描绘了位于IPG 1370的硅酮顶盖中的MICS遥测电路和环形天线的实施例。MICS遥测电路使用400 MHz频带,利用具有RF标识、设备标识、命令解析和十六比特循环冗余校验(CRC16)代码的安全数据分组,向和从IPG
1370传送数据,以检测数据传送过程中的差错。图21描绘了连接器,其可以允许IPG 1370电子装置的两个PCB组件与测试板一起附着,其允许在适于测试的平板设置中连接所述板。
遥控器和充电器(RCC)
遥控器和充电器2272(RRC)是手持设备,患者可以使用该手持设备来对其IPG 1370进行操作和无线充电,并且内科医生和临床工程师可以使用该手持设备来对IPG
1370进行编程。为了服务于这两种角色,RCC 2272可以操作于两个模式。在主模式中,RCC 2272可以响应于其薄膜开关面板上的按键按压,执行所请求的功能,并在其前面板LED上显示结果。在次模式中,RCC 2272可以以穿过的方式进行操作,经由与个人计算机(PC)的通用串行总线(USB)连接从预兆临床管理器(aCM)软件接收命令,并通过其MICS遥测接口将这些命令传送至IPG 1370。来自IPG 1370的响应和数据可以由RCC 2272接收,并被传递回到aCM。以类似的方式,当通过JTAG接口的连接不可用时,可以在制造过程中使用RCC 2272。在图22中描绘了具有键盘和LED用户界面的RCC 2272的前面板。
在一个实施例中,RCC 2272容纳在塑料壳中,该塑料壳包含次级镍金属氢化物(NiMH)AA电池或碱性AA电池的集合、印制电路板(PCB)组件、薄膜开关面板和LED显示器。电池盒可以是患者可访问的,以在可再充电电池用坏的情况下替换可再充电电池,或者在旅行时使用碱性AA电池。恰位于电池盒之上的是提供与RCC 2272的内部充电电路的连接的金属接头。当将RCC
2272置于插接站5378上时,这些金属接头可以与插接站5378中的弹簧加载金属接头对准,其给RCC 2272供电以在RCC
2272不被患者使用时对RCC 2272再充电。
RCC
2272可以具有两个连接器:一个是用于连接至aCM PC并且还允许对内部电池充电的迷你USB连接器。第二个连接器是将RCC 2272连接至充电器线圈(CC)的四管脚圆形连接器。CC可以从RCC 2272接收功率和控制信号,并在MICS遥测链路无功能的情况下允许次级电感链路信道与IPG 1370传送和接收信息。还可以在睡眠实验室测试期间使用第二四管脚连接器,以向临床医生提供哪个刺激群活动的指示符。可以提供与PSG设备的各个牌子对接的特殊线缆。
在图23的框图中示出了RCC元件,并且其可以由16比特微控制器、MICS遥测收发器、电感功率接口电路、电池充电电路、电源和模拟信号获取支持电路构成。微控制器可以具有大量资源,包括16比特精简指令集核心(RISC)、92千字节的闪存、8千字节的RAM、三信道DMA、12比特A/D和D/A、具有10个捕获和比较寄存器的16比特定时器、支持增强UART的四个UCSI端口、I2C和SPI协议以及具有JTAG接口的主引导加载程序,以允许程序开发和存储器编程。
闪存可以用于包含制造数据(例如,校准信息、患者专用数据和需要保存在永久位置处的其他常量)以及应用代码。与IPG
1370不同,可以通过USB接口或JTAG接口始终将RCC 2272升级至新固件。在图24至28中示出了RCC 2272的示例示意图。RCC 2272的闪存还可以用于以与IPG 1370类似的方式记录事件。
图24描绘了到插接站5378和USB连接的连接。插接站5378可以将5V从USB壁安装充电器传送至RCC 2272基座下侧的金属接头。在被带到RCC 2272的内部电路元件之前,该5V信号可以被熔断并且是齐纳保护的。USB连接器可能另外能够支持5V功率以及通过电路IC1、USB收发器提供与aCM的通信链路。插接站可以具有其自身的内部电源,并且USB连接器可以被到家用电源的电源线连接替换。
图25描绘了到内部三AA电池的电池组的连接,典型地由NiMH电池或碱性电池构成。可以对NiMH电池再充电,可以替换碱性电池。可重新设置的保险丝可以保护电池过度放电。在一个实施例中,来自先前图的功率用于给NiMH充电器电路IC2通电。根据来自先前电路或电池的功率,Vcc
3.3V调整器IC3可以提供用于微控制器和其他逻辑的系统功率。在一个实施例中,还可以给IC4供电,IC4生成用于操作充电线圈的6V或8V电源,充电线圈给IPG 1370供电以对其内部锂离子电池充电。
图26描绘了微控制器和JTAG编程接口的实施例。与可能在制造中的编程和测试之后失去其JTAG接口的IPG
1370不同,RCC 2272在结束的组件中保留该连接器。图27描绘了MICS遥测收发器电路以及到容纳在RCC 2272的塑料壳内的SMA类型RF天线的连接。图28描绘了示例用户界面——薄膜开关面板以及用于前面板的多色LED。LED可以由I2C接口端口扩张器IC7驱动。在一个实施例中,通过清楚的光管将来自LED的光从其在PCB上的位置传送至薄膜开关面板中的窗口。可以从该相同接口驱动压电蜂鸣器,以提供用户可听到的音调。在图22中描绘了示例薄膜开关面板布线图(artwork)。可替换地,RCC可以提供LCD显示器而不提供LED,或者除了LED之外提供LCD显示器。
充电器线圈(CC)
充电器线圈5374a(CC)可以是小设备,在必须对IPG 1370充电时,该小设备通过柔性电缆附着至RCC
2272。在图29中示出了CC的示例框图。在一个实施例中,CC组件由容纳其操作所必需的电子装置的PCB、嵌入式线圈结构或安装电感线圈、以及帮助将CC与IPG
1370对准并保留的磁体的选项构成。IPG 1370可以在位于IPG 1370的顶盖中的其电感环形线圈中包含类似的磁体。与耳蜗植入非常类似,该简单对准和固定方法可以确保在对患者的影响尽可能小的情况下进行CC与IPG 1370之间的最佳可能能量传送。
插接站(DS)
插接站5378(DS)可以在患者的床头柜上提供方便放置,以在不使用RCC 2272时放置RCC
2272并对其充电。在具有方便的对准和保持特征的情况下,患者可以在单个简单运动中将RCC
2272置于DS 5378中。也可以容易地移动RRC
2272,以便在患者希望操作IPG 1370时使用。在一个实施例中,DS
5378在其顶表面上具有与RCC 2272中的匹配金属接头配对的接头。DS
5378可以具有附着至壁安装的USB充电器的迷你USB连接器。充电器可以从DS 5378拔去,并与RCC
2272一起旅行,以允许在患者正在旅行时对RCC 2272充电。DS 5378可以具有使用标准壁插头获取功率的其自身集成电源。
预兆临床管理器(aCM)
预兆临床管理器(aCM)是在个人计算机上运行的软件应用。在一个实施例中,临床工程师或临床医生使用aCM来对用于特定患者的IPG 1370和RCC 2272进行编程并且适配并优化患者的刺激疗法。aCM可以在标准PC上运行。
存储器或者可替换地,存储器内的一个或多个存储设备(例如一个或多个非易失性存储设备))包括计算机可读存储介质。在一些实施例中,存储器或者存储器的计算机可读存储介质存储程序、模块和数据结构或者其子集,用于处理器控制RCC
2272、IPG 1370和这里描述的其他系统组件。
可以沿着其使用模型应用来划分aCM功能,通过沿屏幕左边缘的一系列标签选择来选择。每当向计算机提供互联网连接时,都可以自动维持和同步计算机上的本地数据库。与主机数据库的数据库同步可以确保对所有患者数据的备份以及对所植入的系统的患者使用的跟踪。
患者管理器屏幕
在一个实施例中,第一屏幕是患者管理器屏幕,并且在图30中示出。利用该屏幕,首先在患者数据库中输入患者,并收集与OSA的患者特定情况有关的数据。可以通过选择“发现患者(Find
Patient)”将现有患者定位于数据库中,并且该系统能够找到与用户所进行的输入类似的患者记录。一旦显示了记录,就可以对其进行选择。也可以在该屏幕上针对患者生成报告,并且可以针对HTML对这些报告进行格式化,以作为文件在浏览器(例如Internet Explorer或Safari)中观看。
可以向患者发出OSA系统组件,并且也可以在患者数据库中输入其发出日期和序列号以及其他相关信息。当由于用坏、丢失或故障等而替换系统的元件时,可以以类似的方式在数据库中输入新元件。一旦输入了患者的所有信息,用户就可以选择其他屏幕中的任一个。
植入/外科屏幕
植入/外科屏幕可以是临床工程师或临床医生用于在IPG
1370和电极的外科植入期间测试OSA系统的主屏幕。在手术室(OR)中使用其来测试系统元件,验证电极阻抗处于可接受范围内以及HGN 322对刺激的响应和阈值电平是可接受的。
滴定屏幕
滴定屏幕(在图31中描绘了示例实施例)可以是临床工程师或临床医生用于将OSA系统适配于患者的主屏幕。在外科手术之后,大致一星期或更多后,aCM的滴定屏幕可以用于患者的主编程时期(session)。在该时期处,可以在睡眠研究的准备中确定所有刺激参数,以在提供OSA状况的治疗时验证系统的操作。
在一个实施例中,将滴定屏幕划分为六个部分。最大的部分可以专用于幅度控件,其中,针对系统的六个接头中的每一个确定阈值(Threshold)、目标(Target)和最大(Maximum)电流幅度。可以提供方便的快速设置(Quick Set)按钮,以允许幅度随上和下箭头的每次递增或递减而改变的电流量、对阈值(Threshold)、目标(Target)和最大(Max)电平的标记、以及将所有使能接头设置为其阈值(Threshold)或目标(Target)电平。在一个实施例中,该区域右侧紧邻的是具有允许单独地或与其他接头协同地测试每个接头的使能框的六个滑块控件。当观察到阈值(Threshold)时,选择设置阈值(Set Threshold)按钮将该接头的电流值传送至滑块以下的阈值(Threshold)框,并且有色条标志将置于该电流电平处的滑块窗口上。当观察到目标(Target)电平时,选择设置目标(Set Target)按钮将该接头的电流值传送至滑块以下的目标(Target)框,并且另一有色条标志将置于该电流电平处的滑块窗口上。当观察到最大(Maximum)电平时,选择设置最大(Set Max)按钮将该接头的电流值传送至滑块以下的最大(Maximum)框,并且又另一有色条标志将置于该电流电平处的滑块窗口。可以在1 Hz处测试阈值(Threshold),并且可以在15 Hz(或者大于1 Hz的任何其他期望频率)处选择目标(Target)和最大(Maximum)。在每个接头的每个滑块条之下的是由下拉框选择的效果指示符,其中,指示了对电极应用的刺激的效果(伸出部、后移部、无效果等等)。
直接处于接头滑块控件之下的部分可以是接头阻抗(Contact Impedances)部分,并提供了针对IPG 1370的情况无差异电极而请求和接收接头阻抗的快速方式。处于右部、处于顶部的是状态(Status)窗口。在状态(Status)窗口中,可以示出aCM至RCC USB通信状态,可以示出RCC 2272至IPG 1370 MICS遥测通信状态,并且可以示出RCC
2272和IPG 1370电池电平。在一个实施例中,直接处于这之下的是频率(Frequency)窗口,其中,可以通过递增或递减来设置刺激频率,或者将刺激频率快速设置为1或15 Hz(与每秒的脉冲或pps相同),结果频率在上下按钮之下示出。在一个实施例中,直接处于频率(Frequency)窗口之下的是保存(Saving)和恢复(Restoring)窗口。该窗口可以用于将加时间和日期戳的条目中的程序设置和患者数据保存到本地患者数据库文件中并重新调用这些程序设置和患者数据。可以在同一天针对患者存储多个数据记录,并可以进行供应以利用用于快速定位记录的短字段以及允许捕获所采取的行动的临床医生描述的更详细记录来注解这些数据记录。在一个实施例中,最后的窗口是刺激控制(Stimulation
Control)窗口,并用于开始和停止刺激。
PSG屏幕
可以在睡眠实验室研究期间使用PSG屏幕来最优地允许以5%的方差容易地操控刺激参数并允许在测试期间监视IPG 1370状态。由于IPG
1370独立地操作,因此不容易鉴别哪个刺激群在特定时刻处活动。以下操作是有益的:识别哪个刺激群是活动的,以便将该信息与在PSG测试期间可见的数据进行相关,以验证该群的刺激电平是足够的或者需要调整。通常,IPG 1370仅响应于从生效的发送方接收到的命令。在PSG设置中,可以使IPG
1370能够传输指示群何时改变、信道何时沿斜坡上升或下降、群何时延迟以及这些群何时处于平稳阶段中的消息。将该信息发送至RCC
2272,RCC 2272可以使用其四管脚连接器来生成PSG系统可监视的信号,以允许利用所有其他PSG测量来记录IPG
1370活动的指示。此外,aCM可以使用其与RCC
2272的USB连接来周期性地查询IPG
1370的状态如何,并在PSG屏幕内的位置上显示该信息。
手动参数控制屏幕
手动参数控制屏幕(在图32中描绘了示例实施例)可以用于设置典型地未从其缺省值改变但可能在特定条件下改变的参数。在一个实施例中,将屏幕划分为两个主要部分——在一个部分中,可以观看刺激参数和日志,而在另一个部分中,进行状态和数据传送操作。顶部左侧部分可以用于设置和观看全局IPG参数(Global IPG Parameters),例如启动延迟(Startup
Delay)(或(睡眠时期延迟)Sleep Session Delay)、暂停延迟(Pause Delay)等,而右侧紧邻的部分是群参数(Group
Parameters)部分。群可以由少至1个电极接头或者多至6个电极接头构成。群缺省为每个群一个接头,其中,第一群包含接头1,第二群包含接头2,等等。在多个接头属于群的情形中,将每个群的贡献的百分比输入至其相应位置。这控制了电流的分布,并且从而在cuff电极764的两个或更多个接头之间设置神经激活的现场。处于全局IPG参数(Global IPG Parameters)窗口之下的可以是电极(Electrode)窗口,并且,如果启用了接头,则可以如其所导致的效果那样显示其电流设置。允许手动输入至该部分的现场中,但是对幅度的改变将被校正为可能的最近实际幅度。这可以是所需要的,这是由于IPG
1370中的电流源的输出是对数的而非线性的,因此,对幅度的手动选择并不像其看上去那样简单。滴定屏幕的递增和递减功能自动使电流源的这种非线性生效,并使用IPG
1370的校准数据来显示实际电流。
右侧的主要部分可以再次包含状态窗口(Status Window),并包含对RCC 2272与IPG 1370之间的通信以及文件操作(File Operations)进行控制的两个部分。在通信(Communication)部分中,可以从IPG 1370读取或者向IPG 1370发送刺激参数。在文件操作(File Operations)部分中,可以从数据库中的记录读取或向数据库中的记录写入刺激桉树。可以从IPG
1370检索IPG 1370事件日志,并且也可以将IPG
1370事件日志保存至文件。在一个实施例中,人工参数控制(Manual Parameter
Control)屏幕的底部分允许观看由IPG 1370收集的各个日志,包括电极阻抗、电池充电操作、电池使用简档以及IPG事件,既有期望的又有不期望的(但预料中的)事件。
RCC功能屏幕
RCC功能屏幕(在图33中描绘了示例实施例)可以允许aCM完全刺激RCC 2272的操作,而RCC 2272连接至aCM并处于穿过模式。LED的指示符以及可点击的屏幕上的区域(例如,RCC 2272开关的按钮)允许如同aCM未连接那样对系统进行完全操作。当aCM用户与RCC
2272(例如可能出现在OR、睡眠实验室或其他远程位置处)相距一定距离时,这可以是有用的。
RCC
USB通信屏幕
RCC USB通信屏幕(在图34中描绘了示例实施例)可以是典型地仅启用以供工程师使用的特殊屏幕。RCC
USB通信屏幕可以允许完整地观察到aCM与RCC
2272之间以及RCC 2272与IPG
1370之间的通信。在一个实施例中,支持对遥测命令的手动制订以及对要包括在命令分组中的CRC码的计算。aCM上的端口操作在该屏幕中也是可见且可控的。当将Windows的特定PC平台和版本与USB设备一起使用并且USB电缆的连接和断开导致进行端口的重新指派时,这可以是特别有用的,有时对用户来说没有明显逻辑(rhyme
or reason)。
系统的操作
在一个实施例中,系统的操作包括五个操作阶段:制造、植入、滴定、PSG、跟进和患者使用阶段。在制造阶段期间,可以针对装送和植入而对IPG 1370和RCC 2272进行编程、测试、校准和储备(stock)。IPG 1370(在切割(singulation)和封装至其密封壳中之前)和RCC 2272的PCB组件的JTAG接口可以允许进行完全编程和测试。IPG
PCB组件的后切割和封装可能需要使用先前描述的次引导加载程序来改变IPG 1370的程序内容。在一个实施例中,在对IPG 1370的编程和测试之后,可以将其置于低功率消耗模式,在低功率消耗模式中,电池从电路断开,并且由于单个有源组件保持连接至IPG电池、电池监视电路,仅发生非常低的电流消耗。这可以允许对IPG 1370完全充电,然后将IPG
1370从其电池断开,并在长时间段内在几乎不损失电池能量的情况下存储IPG 1370。在编程环境中,具有JTAG接口的计算机可以连接至各个组件,并且可以将代码编程至设备中。在密封的IPG
1370中,编程系统可以利用储备RCC 2272,通过MICS遥测频带将命令传送至IPG 1370。
当患者以外科方式植入有电极和IPG 1370时,进行植入阶段(在图35中描绘了示例)。在该环境中,IPG 1370和电极可以包含于无菌包装中,以准备好在手术室的无菌区内使用。在外科手术之前,可以将RCC
2272置于患者旁边的手术台上,并且,长USB迷你B电缆可以连接至RCC 2272并越过无菌区的边界,并可以被传递至临床工程师和aCM。在植入期间,可以针对cuff电极764的所有六个接头的阻抗和阈值刺激电平简要地测试IPG 1370和电极。
滴定阶段(在图36中描绘了示例)可以是系统的主要编程阶段。在该阶段中,可以对所有接头进行测试以确定其阈值、目标和最大刺激电平、电极接头中的每一个的动作引发什么、对接头对或三元组的测试等(在担保的情况下)、以及对可在患者使用阶段期间使用的群的指派。跟进阶段可以实质上正如滴定阶段那样,除了可以对预先存在的刺激参数进行改变,使得可以获得刺激效果的改进或者可以减轻由于接头或线故障或其他原因而引起的校正。患者使用阶段(在图37中描绘了示例)可以是对系统的主要使用,并包含OSA系统的刺激疗法和维护。以下更详细描述OSA系统的详细操作。
按压开/关按钮
RCC 2272上的开/关按钮可以用于开始或停止睡眠疗法时期。在图38中示出了与开/关键操作相关联的过程。在一个实施例中,患者从插接站5378移除RCC 2272并按压开/关键。可能已处于低功率消耗模式的RCC 2272唤醒并开始搜索其指派的IPG
1370。RCC 2272可以在固定时间段内通过其MICS遥测信道来发送遥测请求。如果在该时间窗口的结束处其未找到其IPG 1370,则其可以生成蜂鸣,向其IPG 1370指示链路的故障,并结束睡眠疗法时期。
如果RCC 2272能够链接至IPG 1370,那么其可以发送针对IPG 1370发送其状态信息的请求,该请求包括IPG电池的充电状态、电极阻抗信息以及误差标记和在开始睡眠治疗时期之前相关的其他信息。RCC 2272可以设置用于指示IPG 1370的状态的LED。如果在电池中存在足够的电荷以开始睡眠时期,并且如果被编程以进行操作的所有电极处于操作边界内,那么可以指示IPG
1370以开始睡眠治疗时期。IPG 1370可以向RCC
2272发送具有睡眠时期的持续时间的数据分组,RCC 2272可以使用该数据分组来在示出IPG 1370的状态的其前面板上控制指示器LED。然后,RCC 2272可以在低功率模式中进入睡眠,直到患者下次按压按键为止。IPG
1370可以从事睡眠治疗的过程,如下所述。
按压充电按钮
充电键可以发起对IPG 1370充电的过程,在图39中描绘了示例。在该过程中,患者可以将充电器线圈(CC)连接至RCC
2272,并将CC置于IPG
1370之上以将能量从RCC 2272传送至IPG
1370。RCC 2272可能能够由于连接器内的回环连接或者通过监视电流消耗来检测CC何时附着。在一个实施例中,适当地将CC保持在IPG
1370之上,这是由于这两个设备均可以包含可有助于在IPG 1370上最优地保持和对准CC的磁体。RCC 2272可能能够通过监视CC中的电流消耗来确定在IPG 1370上对准线圈多好。通过监视电流的该相同方法以及通过改变CC中的电流,在主MICS遥测信道有问题的情况下,次遥测信道可以是可用的。
充电过程中的事件的示例序列可以如下。患者按压充电按钮,并且RCC 2272可以从其低功率模式中出来。如果充电过程已经就绪,则可以将患者的意图推断为结束充电过程。RCC 2272可以停止充电过程,并禁用CC,并与IPG 1370建立MICS通信链路。然后,其可以将充电命令的结束发送至IPG
1370,关闭充电LED,并请求IPG
1370状态。然后,其可以显示IPG电池状态,并访问阻抗数据。如果这些阻抗是可接受的(处于要生成的电流控制脉冲的可接受范围内),则充电过程可以结束。如果这些阻抗未处于可接受范围内,那么可以将开/关LED设置为红色,RCC 2272可以生成蜂鸣,并且充电过程可以结束。如果尚未设置充电过程,则RCC 2272可以将充电LED设置为绿色,并开始IPG充电过程,如下所述。
按压测试按钮
测试按钮可以发起以下过程:向患者演示表示将在睡眠时期期间应用的刺激的短暂刺激时期。由于在患者醒来时,睡眠时期期间的刺激可能实际上未开始传送刺激脉冲,因此有时可能期望患者验证刺激系统实际上将如所期望的那样工作,或者验证刺激参数将在睡眠疗法期间舒服。测试过程可以与睡眠疗法时期相同,不同之处在于刺激时段的持续时间、接通和关断时间、以及所有群的斜坡时间。在一个实施例中,刺激在测试过程开始时立即开始,并在所有群经历了其斜坡上升、平稳和斜坡下降阶段之后或在再次按压测试按钮以立即停止测试过程时结束。在图40中示出了测试过程中的事件的序列。在按压测试键之后,RCC 2272可以从低功率模式中出来并寻找IPG
1370。如果RCC 2272无法找到IPG
1370,则RCC 2272可以生成蜂鸣,设置其LED,并且测试时期退出。如果找到IPG 1370,则RCC
2272可以请求IPG 1370状态。然后,RCC
2272可以适当地设置IPG 1370电池状态LED。如果电池被充分地充电,那么RCC 2272可以继续,否则,测试过程可以退出。如果阻抗处于活动群的可接受界限内,则可以将测试命令发送至IPG
1370,如果不处于可接受界限内,则RCC 2272可以生成蜂鸣,将测试LED设置为红色,并且测试时期可以结束。
按压暂停按钮
暂停按钮可以在短暂的时段内停止刺激时期,以允许患者醒来并上厕所等等。在图41中示出了示例暂停过程。按键可能仅在睡眠疗法时期期间有效,并且如果IPG 1370未处于该模式,则可以忽略该按键。示例RCC 2272暂停过程可以如下:患者按压暂停键。如果IPG
1370未处于睡眠时期中,则RCC 2272蜂鸣,关闭LED并返回至低功率模式。如果IPG 1370处于睡眠时期中,则RCC
2272试图链接至IPG 1370并请求IPG
1370的状态。如果尚未暂停IPG 1370,则RCC
2272将暂停命令发送至IPG 1370,将暂停LED设置为绿色,并返回至低功率模式。如果IPG 1370已处于暂停模式,则RCC
2272可以查看IPG电池。如果电池低,则RCC
2272可以结束睡眠时期,并且将IPG LED设置为红色,并返回至低功率模式。如果电池满,则RCC 2272可以将IPG
LED设置为绿色,否则,RCC 2272可以将电池LED设置为琥珀色。然后,RCC2272可以检验阻抗。如果阻抗不好(OK),则RCC 2272可以将开/关LED设置为红色,生成蜂鸣,并返回至低功率模式。如果阻抗是好(OK),则RCC 2272可以关闭暂停LED。然后,RCC 2272可以检验以查看睡眠持续时间是否结束。如果是,则其可以将开/关LED设置为关并结束睡眠时期。如果睡眠时期未结束,则RCC
2272可以向IPG 1370发送完成暂停的命令,并且RCC
2272可以回到低功率模式。
IPG暂停过程
IPG 1370暂停过程可以在来自RCC 2272的命令下进行,并且在图42中描绘示例。示例IPG暂停过程可以进行如下:如果IPG 1370未处于睡眠时期中,则IPG 1370可以返回并回到低功率模式。如果IPG
1370未处于暂停模式,则IPG 1370可以进入暂停模式,中止刺激并返回至其低功率模式。如果IPG
1370处于暂停模式,则在满足多个条件的情况下,IPG 1370可以开始返回至刺激模式。首先,IPG 1370可以检验以查看电池是否为低,如果电池低,则IPG
1370可以将状态信息发送至RCC 2272并结束睡眠时期。如果电池不为低,则IPG
1370可以检验阻抗。如果这些阻抗不处于可接受范围内,则IPG 1370可以将状态信息发送至RCC 2272并结束睡眠时期。如果这些阻抗处于可接受范围内,则IPG
1370可以加载非暂停延迟(与睡眠时期延迟类似,但是典型地,时间更短,这是由于大多数患者将比在睡眠时期的开始处更快地回到睡眠中),等待延迟完成,并且然后,IPG
1370可以开始设置第一刺激群。这可以涉及:设置启动频率延迟、启动频率持续时间、群1斜坡上升持续时间、群1接通时间、下一群延迟时间、幅度阈值、将频率斜坡设置为活动、将斜坡设置为活动、将平稳阶段设置为不活动、将斜坡下降设置为不活动、以及启用刺激。然后,IPG
1370可以返回至低功率睡眠状态。
IPG充电过程
IPG充电过程可以由RCC 2272发起,如上所述,并且在图43中描绘了示例。在一个实施例中,IPG 1370和CC耦合,RCC 2272对于MICS遥测来说足够近,RCC 2272被完全充电并能够将功率传送至IPG 1370,并且所有其他相关系统是能工作的。RCC 2272和IPG
1370可以共享以下责任:检验CC附着至RCC
2272以及在IPG 1370上合适地对准CC。在所有内容就绪的情况下,RCC 2272然后可以启用CC。然后,RCC 2272可以基于IPG电池的充电状态来选择充电持续时间。如果电池电压低于特定电平,则RCC 2272可以将充电持续时间设置为30分钟。如果电池电压低于略微更高的电平,则RCC
2272可以将充电持续时间设置为20分钟。否则,RCC
2272可以将充电持续时间设置为10分钟。然后,RCC
2272可以等待充电持续时间结束,在该充电持续时间之后,RCC 2272可以禁用CC并从IPG 1370请求状态,并相应地设置其LED。如果电池满,则RCC 2272可以生成蜂鸣,在10秒内将充电LED设置为绿色,并结束充电过程。如果不满,则RCC 2272可以检验IPG
1370的温度。将检验IPG 1370的温度,以查看是否存在潜在危险或有害的状况,这是由于充电过程以及可对可再充电电池的化学作用(chemistry)具有的效果。如果IPG 1370的温度是可接受的,那么RCC 2272可以返回以选择充电持续时间并继续充电过程。如果温度不可接受,则RCC 2272可以生成蜂鸣,在10秒内将充电LED设置为红色,并结束充电过程。在固定持续时间的结束处,不论IPG电池的充电状态如何,RCC
2272都可以终止充电时期。
睡眠时期过程
在图44中描绘了示例睡眠时期过程。IPG
1370可以加载睡眠持续时间计数器,加载启动延迟,然后等待启动延迟完成。然后,IPG
1370可以准备第一刺激群。然后可以加载启动频率,可以加载启动频率持续时间,可以加载第一群斜坡持续时间、可以加载群接通时间,可以加载下一群延迟,可以加载幅度阈值,可以将频率斜坡设置为活动,可以将斜坡上升设置为活动,可以将平稳阶段设置为不活动,可以将斜坡下降设置为不活动,并且IPG
1370可以返回至低功率睡眠状态。
频率节拍过程
频率节拍过程可以是对刺激脉冲的传送进行协调的主要事件。由于频率节拍中断过程表示在刺激期间出现脉冲的频率,因此与该事件相关联的定时器中断可以是以下事件:该事件触发所有活动接头的脉冲集合的传送以及群的从一个阶段至另一阶段的进展或者群之间的转移。典型地,所期望的是,当群处于其平稳或目标电平时,其将是仅有的活动群,但是根据编程过程的意愿,在斜坡上升和斜坡下降时间期间,可以存在两个或更多个活动群。
在图45中描绘了频率节拍过程。IPG 1370首先检验以查看频率斜坡是否活动。如果是,则IPG 1370可以对用于生成频率节拍中断的定时器值进行任何必要改变,从而调整频率,并且然后可以递减频率斜坡持续时间。然后,IPG
1370检验以查看频率斜坡持续时间是否为0。如果频率斜坡持续时间为0,则IPG 1370可以将频率斜坡设置为不活动。然后,IPG
1370可以开始服务于当前活动群。IPG 1370首先检验以查看斜坡上升是否为活动。如果斜坡上升为活动,则IPG 1370可以对群幅度电平进行任何必要调整。然后,IPG
1370可以递减斜坡持续时间,然后检验以查看斜坡上升持续时间是否为0。如果斜坡上升持续时间为0,则IPG 1370可以对斜坡上升阶段进行去激活并可以对平稳阶段进行激活。接下来,IPG 1370检验以查看平稳阶段是否为活动。如果平稳阶段为活动,则IPG 1370可以将幅度设置在目标电平处,递减平稳持续时间,并检验以查看平稳持续时间是否结束。如果平稳持续时间结束,则IPG
1370可以对平稳阶段进行去激活并对斜坡下降阶段进行激活。接下来,IPG 1370可以检验以查看斜坡下降是否为活动,如果斜坡下降为活动,则IPG 1370可以如所需的那样调整幅度,递减斜坡下降持续时间,并检验以查看持续时间是否为0。如果斜坡下降持续时间为0,则IPG 1370可以使斜坡下降阶段不活动并对该群进行去激活。
接下来,IPG 1370可以检验以查看电池是否被充分充电。如果电池未被充分充电,则IPG
1370可以结束睡眠时期并返回至低功率模式。接下来,IPG 1370可以检验阻抗。如果这些阻抗不处于可接受界限内,则IPG 1370可以结束睡眠时期并返回至低功率模式。接下来,IPG
1370可以生成活动群的脉冲。接下来,IPG 1370可以查看另一群是否为活动,并且如果是,则开始服务于该群,如上所指示。如果不是,则IPG 1370可以返回至低功率模式。
下一群节拍过程
图46所描绘的下一群节拍过程负责在刺激过程中激活下一群。当发生与下一群延迟节拍相关联的定时器中断时,IPG
1370可以递减下一群延迟计数器,并检验以查看延迟计数器是否为0。如果延迟计数器为0,则IPG 1370可以对下一群进行激活,加载斜坡上升持续时间,加载群接通时间,加载下一群延迟,并加载幅度阈值,并且然后返回至低功率模式。如果计数器不为0,则IPG 1370可以仅返回至低功率模式。
睡眠持续时间节拍过程
图47所描绘的睡眠持续时间节拍过程负责控制睡眠疗法的持续时间。疗法的结束可以或可以不与当前活动群的斜坡下降一致。在该过程中,在被指派给睡眠持续时间的定时器中断时,可以递减持续时间,并且如果为0,则可以结束睡眠期间,并且IPG 1370可以返回至低功率模式。如果持续时间不为0,IPG 1370可以仅返回至低功率模式。应当想到,IPG
1370可以在睡眠治疗时期的开始处将睡眠持续时间发送至RCC 2272。RCC 2272可以独立地向下计数该值的其自身拷贝,并且当该计数达到0时,RCC 2272可以相应地设置RCC 2272的LED。可能不需要在疗法时期的结束处进行IPG
1370与RCC 2272之间的通信。
群接通时间节拍过程
在图48中描绘了群接通时间节拍过程,并且在发生与群接通时间计数器相关联的定时器中断时进行的。当发生该事件时,可以递减群接通时间,并且如果计数器值达到0,则可以禁用该群。这是对于频率节拍来说冗余的过程,这是由于这两个过程均能够控制群的持续时间,但是当期望与斜坡上升、平稳和斜坡下降阶段之和不同的具体接通时间时,可以在一些实例中使用这两个过程。
阻抗测量过程
在图49中描绘了阻抗测量过程。可以通过相对于参考而测量接头上的电压并得知生成刺激脉冲时的电流,针对所有活动接头有规律地测量阻抗,可以计算接头的阻抗。当在接头上检测到被编程为参与落在可接受边界外的刺激群的阻抗时,可以中止从该点向前的刺激。在注意到无法开始刺激时,可以指示患者以寻求其内科医生的意见,内科医生可以将其IPG
1370重新编程为在可能时使用其他接头或者调度修订外科手术以纠正问题。可以更新并利用与测量过程相关联的误差标记,以检测刺激过程的边界外阻抗。
阻抗测量过程可以以多个条目的初始化开始。首先,可以加载信道(接头)的总数,加载样本计数,清空样本累加器,设置样本速率,并可以清空阻抗误差标记。然后,采样过程可以开始。可以读取第一接头的阻抗并将其添加至累加器。这可以重复,直到读取最后样本为止。接下来,可以计算平均值并将其存储在接头的阻抗阵列中。如果信道/接头为活动,则可以针对有效性检验阻抗。如果阻抗处于所需的边界外,则可以在逻辑上将阻抗误差标记与信道的比特值进行或运算。如果该信道不是最后的信道,则可以重新加载样本计数,清空累加器,并且过程针对下一信道/接头而开始。如果所测试的最后接头/信道是最后信道/接头,则可以存储阻抗数据和误差标记,将阻抗数据报告回到RCC 2272,并且IPG
1370可以进入低功率模式。
引导加载程序过程
在图50中描绘了引导加载程序过程(意味着次引导加载程序,而不讨论微控制器的主引导加载程序),并且其可以是IPG
1370处理器的缺省程序,即,引导加载程序过程是与IPG 1370的微控制器的重置向量相关联的程序。可能需要该引导加载程序,这是由于微控制器的屏蔽只读存储器(ROM)引导加载程序可以仅支持JTAG或类似接口,以对微控制器的闪存进行调试或编程,并且当PCB组件被焊接至IPG 1370外壳中时,除该次引导加载程序过程外,可能不存在用于对IPG
1370重新编程的替换方法。
通过命令IPG 1370将电池从IPG 1370主电路断开,可以将IPG 1370置于关断电源状态。一旦执行该命令,被供电的IPG
1370电路的仅有部分就可以是电池监视器。该模式可以用于在架子模式中存储IPG 1370,同时等待运送至客户。可以通过应用充电器电感功率将IPG 1370从架子模式中取出。这可以给处理器供电,该处理器可以利用其接通电源重置(POR)序列而导向至引导加载程序。引导加载程序可以对微控制器和IPG 1370资源进行初始化,记录引导加载程序已如此进行的事件,开启MICS遥测信道,加载引导消息超时计数器,并等待从RCC 2272输入的消息。如果在超时计数器达到0之前未接收到消息,那么引导加载程序可以检验以查看是否存在有效的应用图像。如果不存在,则引导加载程序可以断开电池并返回至架子模式。如果有效的应用图像可用,那么引导加载程序可以调用该应用。调用指令的使用可以在不期望来自该应用的返回将发生的情况下允许跳至程序存储器中的任何空间。
主应用过程
在图51中描绘了主应用。主应用可以由引导加载程序调用,并可以负责对系统资源进行初始化、服务于RCC
2272遥测命令、以及监视系统操作。主应用可以通过对系统进行初始化来从加电继续进行,记录“开始主应用”事件,启用MICS唤醒中断,并进入低功率模式。在接收到MICS唤醒中断时,IPG
1370可以服务于RCC 2272命令,加载MICS超时窗口值,并等待另一命令。当超时达到0时,主应用可以重新启用MICS唤醒中断,并且然后可以回到低功率模式。该应用可以在低功率模式中耗费尽可能多的时间以保存电池能量从而便于患者。所有过程可以实质上通过中断机制如所需的那样进行。可以如所需的那样对中断(从而对过程)进行优先化排序和屏蔽或启用,以控制IPG
1370的有序操作。这可以是极其重要的,以便允许诸如刺激期间的遥测之类的同时进行操作,允许RCC
2272和aCM命令刺激的改变。在没有该中断同时进行系统设计的情况下,在特定事件中可以存在不可接受的等待时间,这可以将其自身显现为操作能力的明显缺乏或者对患者或临床医生来说的延迟。
系统编程
示例实施例的系统编程和刺激不必考虑呼吸的定时。当将电刺激应用于神经束时,实质上存在两个因素来确定束内的哪些纤维将被激发。第一个因素是纤维与接头的距离——纤维与接头越近,则电流梯度越高并且纤维将越可能被激发。第二个因素是纤维的直径,这确定了薄膜上的电压变化,并且从而确定了达到生成动作电位的阈值的可能性——直径越大,则纤维将越可能被激发。在足够持续时间的特定电流幅度处,将激发刺激的特定距离或直径内的所有纤维。随着电流幅度增大,将激发更多纤维。由于每个纤维与一个或多个肌纤维(共同称作运动单元)相关联,因此随着更多神经纤维被激发,使得更多肌纤维收缩,从而随着刺激电流或相位持续时间增大而导致力的产生或位置的梯度。首先生成该力时的点被称作运动阈值,并且征召所有纤维时的点是最大刺激电平。通常在达到该最大电平之前超过该活动对于患者来说的舒适度,并且重要的是,确定阈值电平以及在对患者来说并非不舒适的水平处获得力或位置的有用水平时的电平。获得最优或最佳可能的力或位置时的点是目标电平。
在特定示例实施例中,系统编程需要以操作的方式将至少一个电极与位于神经(例如舌下神经)内的运动输出管相连接。该连接不必是物理连接。该连接可以是本领域技术人员已知的任何连接,其中,该连接足以将刺激传送至目标神经的目标运动输出管。一旦电极以操作方式与目标神经相连接,就对两个或更多个电极接头进行激活,以确定其适用刺激阈值(即,实现期望响应时的阈值)。还可以测量对患者来说舒适的刺激的电平。还可以将接头指派至提供在维持气道开放方面有益的舌头运动的功能群中。
在特定示例实施例中,可以使用至少两个功能群将刺激提供给神经。将功能群定义为一个或多个电极接头(例如,图7和8所示的接头764a、764b、764c和764d),这些电极接头传送导致维持开启气道的舌头移动的刺激。每个功能群可以具有单个接头,或者可以具有多个接头。例如,具有两个接头的功能群可以用于激发位于两个相邻接头之间的神经纤维群体。可如何传送来自功能群的刺激的非限制性示例是场或电流导引,在全部内容以参考的方式并入的国际专利PCT/US2008/011599中描述。在另一示例实施例中,两个或更多个相邻接头可以用于聚焦刺激场,以便将所激发的神经元的面积限制为比可利用将脉冲发生器外壳用作返回接头的单个接头而实现的面积更小的面积。在另一示例实施例中,可以一起使用两个或更多个非相邻接头来生成比单接头单独可产生的响应更好的有用响应。下表示出了具有被编号为1至6的六个接头的实施例的功能群的各种示例组合。单个接头可以是多于一个功能群的成员。例如,接头2可以处于两个不同群中——一个群由接头1和2组成,并且另一个群由接头2和3组成,以下示出了示例接头群。
a. 单接头群:1、2、3、4、5、6;
b. 双接头群:1&2、2&3、3&4、4&5、5&6、6&1;
c. 三接头群:1&2&3、2&3&4、3&4&5、4&5&6、5&6&1、6&1&2;
d. 非相邻接头群:1&3、2&4、3&5、4&6、5&1、1&3&5、2&4&6、3&5&1、4&6&1、1&2&4;等等。
图9示意了示例刺激策略。图52提供了当从一个活动群至下一活动群的刺激转移时的更详细视图。如图9所示,功能群可以用于建立负载共享、幅度斜坡以及刺激的延迟开始,以优化目标神经(例如舌下神经)的刺激的传送。在图9的示例策略中,在患者开始睡眠时期之后延迟刺激,从而允许患者在刺激开始之前入睡。来自功能群中的每一个的刺激轮流沿斜坡上升,从而在下一个群开始并且前一个群停止允许与前一个群相关联的肌纤维松弛之前,在没有显著疲劳的情况下可持续的时间段内将舌头保持在期望位置处,并且这有助于防止疲劳但是始终维持期望的舌头位置。
对两个或更多个电极接头进行编程时的其余努力是选择电极接头并将其指派给功能群。在刺激期间,仅单个功能群将在某时刻处接通或者在重叠的异相间隔处接通,但是群可以包含多于一个接头。还应当对具有多于一个接头的效果进行测试,以确保同时接通的两个接头或群的感觉不会导致患者不舒适。表面上,如果单个接头产生良好的气道开启,则几乎没有理由将另一接头添加至相同的目标输出管。如果两个接头的使用提供了更好的开启,那么应当一起对这一对进行测试并将这一对指派给相同群。
在特定实施例中,定义了至少两个功能群,使得共享维持舌头位置的负载,从而延长时间直到疲劳到来为止或者一起防止疲劳。刺激以第一个群开始,第一个群在幅度上沿斜坡上升至目标幅度,在预定时间量内保持处于目标电平,然后被下一个群替换或重叠。这通过一个或多个功能群而重复。该模式可以重复以第一功能群开始,但不必每次都以相同功能群开始。在特定示例实施例中,这些群可以被编程为在幅度上沿斜坡上升,而前一个群仍接通并在下一个群的目标电平上第一群将被编程为终止。这将维持在所编程的群当中共享的刺激的恒定、持续电平。周期重复,直到睡眠时期结束为止。
维持肌肉紧张度和位置的负载由所有功能群共享。在一个实施例中,在不同或重叠的间隔处对每个接头施以脉冲(图10A和10B)。这通过以下操作来防止或最小化疲劳:交替地休息和刺激目标肌群,从而防止舌头落入可导致呼吸暂停或呼吸不足的位置。群被编程为继续停留的预定时间量可以通过以下操作而确定:以所选的刺激频率观察舌头,并确定在疲劳导致所得到的位置控制降级之前可以维持所得到的收缩多长时间。
在另一实施例中,以总目标频率的一部分(以下讨论)且与其他接头中的每一个异相地对每个接头施以脉冲(图10B)。例如,如果目标频率是30 pps,则以10
pps对每个接头施以脉冲,其中在每个脉冲之间交织其他接头,而不是如图9所示以30 pps的间隔对每个接头施以脉冲。在该实施例中,这些脉冲彼此异相,因此,每个接头在几乎连续的模式中顺序地施以脉冲,以共享接头的刺激负载。将负载分布在每个接头上允许使用低得多的频率,从而在没有或实质上没有疲劳或者减少定位的情况下允许几乎恒定的肌肉刺激。
在交错或交织的配置中使用多个功能群允许持续地或几乎持续地刺激舌头,从而即便每个功能群仅在刺激周期的一部分内刺激其神经群体,也将舌头维持在期望位置处。该示例方法通过多个功能群之间的负载共享来维持持续或几乎持续的刺激,其中,每个群激活一个或多个期望舌肌。该方法具有以下附加特征:群斜坡将在睡眠时期内出现一次,并且刺激电平将被维持在其目标电平处,从而降低刺激控制的复杂度。
刺激斜坡
图9和52示意了示例刺激斜坡。在特定实施例中,刺激斜坡用于最大化患者舒适度和/或防止觉醒。对于醒来的患者,产生明显平滑收缩的刺激是重要的。然而,在治疗遭受阻塞性睡眠呼吸暂停的睡眠患者时,实现治疗该状况(在未唤醒患者的情况下)所必需的最小收缩是重要的。收缩仅需要足以将舌头足够向前移动或使气道(咽壁)足够紧/硬以防止呼吸暂停事件发生,并可能甚至是裸眼不可见的。
对神经应用的电脉冲的感觉以及舌头生成的伴随的非自愿移动至多是不自然的。在特定示例实施例中,目的在于将感觉最小化至患者可接受的电平。在特定示例实施例中,使刺激逐渐沿斜坡上升以使患者舒适高至目标刺激物电平。刺激开始处于阈值电平,其中,刺激量值缓慢增大至目标电平。如本领域技术人员公知,可以对刺激量值或相位持续时间进行调制,以实现阈值和目标电平之间的控制。
如果在没有斜坡的情况下立即应用刺激,则该刺激可以弄醒或唤醒患者并对其睡眠造成不利影响,正如呼吸暂停事件那样。因此,本发明的示例实施例在刺激的开始时采用幅度量值斜坡的方法以解决该问题。该斜坡的持续事件通常是若干秒长,使得改变是逐步的,并且患者能够调整以将刺激传送至组织。
在特定示例实施例中,选择大致5至10秒的幅度斜坡(即,其中,刺激在5至10秒中增大至期望电平)。在阈值幅度处开始刺激并将刺激缓慢增大至目标幅度,直到观察到显著舌头移动为止。将显著移动定义为减小气道阻力或造成气道气流增大或者维持舌肌紧张度的至少一个移动。可以利用置于鼻腔中的内窥镜、使用荧光透视法、或者通过观察口腔的前部和舌头的总体位置,观察舌头的移动以及其对气道的影响。在不脱离本发明的范围的前提下,可以使用本领域技术人员公知的其他观察方式。这是将在决定了要将该接头包括在被设计为在睡眠时期期间影响舌头的所编程的刺激协议中的情况下使用的操作点或目标刺激电平。
频率调整
影响患者感知的舒适度的另一因素是脉动波形的频率。以非常低的频率(例如大致1至3 pps)进行刺激允许将幅度阈值容易地标识为肌肉的明显抽搐或短暂收缩。这些抽搐或收缩容易辨认,并通常可以被患者感觉到。将频率提高至足够快的速率导致将抽搐(被称作破伤风)和其间的松弛融合成平滑的肌肉收缩。这还通常造成对患者来说更舒适的感觉,并且随着频率增大,患者一般更舒适。然而,在特定频率以上,该感觉可能再次变得不舒适,可能关联于与肌肉收缩的数目增加相关联的工作水平。必须实验性地确定该舒适水平,并且该舒适水平可以随着患者的不同而不同。然后,将幅度调高至目标幅度以便对舌头进行充分定位,如上所述。
延迟刺激发动(
onset
)
在特定实施例中,对刺激进行延迟,直到患者入睡后。通过在睡眠实验室中监视患者和/或通过采访患者的伙伴,可以确定必须有多少时间来延迟刺激发动。在特定实施例中,将该延迟编程进IPG 1370。当患者开始设备的睡眠时期时,IPG 1370就在对舌下神经应用刺激之前等待所编程的延迟时段完成。刺激发动的延迟还可以与睡眠呼吸暂停开始在患者的睡眠周期中出现的点相关联。如果呼吸暂停在睡眠的最深阶段(快速眼动或REM)之前未开始出现,则有利地,将刺激的发动延迟到完全处于患者开始睡眠的点之后且直到恰在呼吸暂停变得明显的点之前。然后,可以在预定时间段内和/或直到对IPG 1370进行去激活之前应用刺激。在一个实施例中,经由RCC
2272来对IPG 1370进行激活和去激活。
使用逐步斜坡上升或下降至期望刺激的频率和/或幅度调制对刺激发动进行延迟均降低了在睡眠的中间唤醒患者的几率,从而使紧张性刺激更可能成功。在特定治疗方法中,可能对电刺激激活移动敏感的那些患者的睡眠药物可能提高成功治疗的几率。
在示例实施例中,通过将低刺激频率初始设置在1和3 pps之间来确定刺激幅度阈值。选择典型的波形,例如200 μs阴极相位持续时间、50 μs相间间隔和800 μs阳极相位持续时间(那么,阳极相位幅度是阴极相位幅度的四分之一幅度),然后将波形幅度从大致0 μA缓慢增大至可看到舌肌随每个脉冲抽搐的电平或者患者开始感觉到脉动感觉时的电平。这是电刺激恰好足以激励神经束内的纤维的点。在停止阈值幅度和刺激时,注意到该设置。
还可以对每个接头进行测试,以查看什么频率应当用于初始刺激。体验和文献证据暗示:频率越高,则患者对电刺激的感觉越舒适。刺激越舒适,则患者越可能被唤醒。在这些示例实施例中,刺激开始于目标频率以上的频率处,并逐步降低至优选的目标频率。优选频率是产生期望刺激响应的患者舒适的频率。在一个实施例中,一个或多个接头在不同间隔处传送目标频率(图9和10A)。在另一实施例中,目标频率一般除以接头数目,并分布或交织在接头上(图10C)。
通过将接头刺激参数设置为针对目标刺激而确定的那些参数并包括幅度斜坡(典型地,5至10秒)来执行确定起始频率。开始刺激并缓慢向上调整频率,检查患者的舒适度。可能必须以更高的频率降低幅度,以便维持舒适度,但是如果是这样,则应当再次在较低幅度处检验目标频率,以验证其仍产生功能性移动。
一旦已估计出所有接头,就应当选择所有接头频率中最低的公共更高频率。将频率设置为最低接头频率,以实现导致气道气流增大或气道阻力减小的响应。使用最低频率增加了时间,直到出现疲劳为止。该频率用作在已完成来自该时期的开始的延迟之后使用的启动频率。
使用的示例方法
以下部分描述了系统的患者使用的示例方法。在所描述的方法中,患者使用遥控器和充电器2272(RCC)来操作和维持该系统。在该实施例中,组合遥控器和充电器具有迷你USB连接器,迷你USB连接器对RCC 2272中的内部电池进行充电。可选地,RCC 2272可以倚靠在患者的床头柜上保持的吊架中。吊架具有弹簧加载接头,弹簧加载接头与RCC
2272进行连接(与无绳电话非常类似)以对RCC电池充电。吊架也可以使用模拟USB连接器附着至壁安装电源。
为了开始睡眠时期,患者使用RCC 2272来激活可植入脉冲发生器(IPG)。在特定实施例中,患者首先激活RCC 2272,然后,RCC
2272试图与IPG 1370进行通信。如果RCC
2272不能与IPG 1370进行通信,则RCC
2272向患者指示(例如,通过蜂鸣三次并对LED进行照明)RCC 2272不能与IPG 1370进行通信。这可能意味着:IPG 1370的电池功率如此低,以至于需要对IPG
1370充电或者RCC 2272不足够近以与IPG
1370进行通信。如果IPG 1370需要充电,则患者将充电线圈和电缆附着至RCC
2272,并将线圈置于IPG 1370上,按压RCC
2272上的充电开关并对IPG 1370充电,直到IPG
1370的电池具有足够的能量以刺激完全用尽的IPG 1370高达两或三小时。
如果IPG 1370具有足够的能量进行通信并处于RCC 2272的范围内,则RCC 2272将获取刺激状态和电池电平。假定这是正常睡眠时期的开始,那么IPG
1370将已处于“刺激关闭”状态。然后,RCC 2272通过将处于绿色状态的电池LED指示为满、将琥珀色指示为中并将红色指示为低来报告电池状态。如果电池电平为满或中,则将指示IPG
1370以开始睡眠时期,并将IPG 1370开/关LED设置为绿色。如果电池为低,则将指示IPG
1370以保持远离,并将IPG开/关LED设置为红色。然后,患者可以对IPG 1370充电,以用于一个或多个睡眠时期。
一旦睡眠时期开始,IPG 1370就开始启动延迟时段,从而允许患者在刺激开始之前入睡。在该延迟的结束处,刺激以第一功能群开始,使幅度从阈值沿斜坡上升至目标幅度,然后在其接通时间持续时间的其余部分保持。在交织或交错模式中,所有群将同时开始,利用其个体斜坡上升参数,然后在睡眠时段的持续时间内将刺激电平维持在目标电平处。在刺激的开始处,将刺激频率设置为在编程期间确定的启动频率。在所编程的持续时间内该频率沿斜坡向下至目标频率,在该持续时间之后,使用目标频率。
替换实施例
图53至62描绘了可被视为上述系统元件的替换的OSA系统的替换实施例。图53描绘了可替换地和/或附加地使用的各个元件:小型充电器,可以或可以不具有用户界面;钥匙扣5380,可以或可以不具有用户界面;以及遥控器,可以利用可商售的设备,例如手持计算机、智能电话5382或者类似的可商售的设备,这些可商售的设备可以提供对OSA应用来说有用的无线接口和用户界面。
图54描绘了可充当遥控器的一对示例设备。左侧的是Apple
iPod® 平板 5382a,右侧的是Blackberry®
智能电话 5382b。这两个设备均具有极好的用户界面,均具有允许与各个OSA系统元件进行通信的无线技术支持,并且容易被可使用OSA系统的许多患者得到和理解。
图55描绘了可以用于提供遥控器与IPG 1370之间的通信桥的钥匙扣遥测中继。可以在钥匙扣中继内实现标准无线技术(例如Bluetooth®或Wi-Fi)连同用于与IPG 1370进行通信的MICS遥测。钥匙扣中继仅需要处于IPG 1370和遥控器(例如,处于患者的口袋中)的遥测范围内。由于可能仅需要钥匙扣5380作为中继设备,因此电流消耗可能相当低,并且钥匙扣5380可以流出(run
off)仅需要在相当长时间段之后改变的小型锂扣式原电池。由于钥匙扣5380可以仅充当中继,因此钥匙扣5380可能根本不需要用户界面(例如键盘或LED显示器),但是如果期望的话,可以添加这些中的任一个或这两个。替换地,遥控器可以允许插入硬件中继功能以将MICS遥测直接从遥控器提供至IPG。
图56描绘了示例充电器和充电器线圈。该元件也可以不具有用户界面(例如键盘或LED显示器),但是如果期望的话,可以添加这些用户界面。
图57示意了供临床医生在对OSA系统进行编程或询问时使用的替换实施例的潜在使用模型。aCM可以与前述相同,并且可以使用无线接口(例如Bluetooth®或Wi-Fi)来与充电器进行通信。然后,充电器可以使用MICS遥测来与IPG 1370进行通信,或者如果由于某种原因而不可能,则充电器线圈(CC)可以用作备用遥测信道。替换地,如图58所描绘的,aCM可以通过钥匙扣中继与IPG 1370进行通信。在aCM与钥匙扣5380之间使用Bluetooth®、Wi-Fi或某其他工业标准无线接口,以及在钥匙扣中继与IPG
1370之间使用MICS遥测,可以提供通信以对OSA系统中的IPG 1370进行编程或询问。替换地,aCM计算机可以允许插入硬件中继功能,以将MICS遥测直接从aCM提供至IPG。
图58示意了使用iPhone®(或SmartPhone)5382作为遥控器以执行OSA系统中的例程操作。遥控器将与钥匙扣5380进行通信,钥匙扣5380将经由MICS遥测来中继与IPG 1370的通信。图60示意了在MICS遥测由于某种原因而无功能的情况下充电器和遥测线圈可以通过提供MICS遥测或次电感链路遥测来代替钥匙扣5380。
图59示意了使用简化的充电器和充电器线圈来对IPG
1370充电。充电器通常置于支架或插接站5378上,以对其自身的内部电池电源(可能为锂聚合物电池)再充电。充电器内部的微控制器可以检测患者何时从其支架移除充电器,并开始自动搜索IPG
1370。一旦定位了IPG 1370并且确定了充电器线圈置于IPG
1370上,就可以继续对IPG 1370充电,如前所述。如果充电器未在从支架或插接站5378移除的假定五分钟内找到IPG 1370,那么,如果充电器具有薄膜开关面板或其他用户界面,则可以独立地命令该充电器以开始或停止充电过程。同样,替换地,并且如图62所描绘的,遥控器可以用于与充电器进行通信以开始和/或停止充电过程。
应当理解,可以实现OSA系统的这些和许多其他实施例,其提供OSA治疗、维持OSA系统的操作并将信息提供给患者和临床医生,以用于OSA睡眠疗法的常规使用、编程和维持。
本领域技术人员将认识到,在不脱离本发明的宽创造性概念的前提下,可以对以上示出和描述的示例实施例进行改变。因此,应当理解,本发明不限于所示出和描述的示例实施例,而是意在覆盖由权利要求限定的本发明的精神和范围内的修改。例如,在逻辑上可能且合适的情况下,可以在这里的每个句子的开始处插入“一实施例”等,使得示例实施例的具体特征可以或可以不是要求保护的发明的一部分,并且可以将所公开的实施例的组合进行组合。术语“一”和“该”不限于一个元素,而是应当被理解为表示“至少一个”,除非这里具体阐述。
此外,在方法并不依赖于这里阐述的步骤的特定顺序的意义上,步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。涉及本发明的方法的权利要求不应限于按所编写的顺序执行其步骤,并且本领域技术人员可以容易地认识到,步骤可以变化并仍然处于本发明的精神和范围内。
Claims (25)
1. 一种用于控制患者的舌头的位置的系统,所述系统包括:
电极,被配置为将至少一个电信号之一应用于位于舌下神经内的至少一个目标运动输出管之一,以刺激舌头的至少一个肌肉。
2. 根据权利要求1所述的系统,还包括与电极耦合的可植入脉冲发生器(IPG)。
3. 根据权利要求2所述的系统,还包括与IPG耦合的遥控器和充电器。
4. 根据权利要求3所述的系统,其中,遥控器给IPG通电。
5. 根据权利要求3所述的系统,其中,遥控器给IPG再充电。
6. 根据权利要求3所述的系统,还包括:插接站,被配置为给遥控器和充电器充电。
7. 根据权利要求3所述的系统,其中,遥控器和充电器被配置为与计算机耦合以对IPG进行编程。
8. 根据权利要求2所述的系统,其中,所述电极包括多个接头。
9. 根据权利要求8所述的系统,其中,IPG能够被编程为将接头指派给多个功能群之一。
10. 根据权利要求9所述的系统,其中,IPG能够被编程为按顺序排列或交织功能群。
11. 根据权利要求9所述的系统,其中,每个功能群维持患者中的开启气道,并且第一功能群包括与第二功能群不同的至少一个或多个肌肉。
12. 根据权利要求2所述的系统,其中,IPG被密封壳覆盖。
13. 根据权利要求2所述的系统,还包括:传感器,被配置为测量IPG的温度。
14. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述电极包括多个接头。
15. 根据权利要求14所述的系统,其中,电极包括六个接头。
16. 根据权利要求14所述的系统,其中,接头中的每一个由其自身的独立电流源驱动。
17. 根据权利要求1所述的系统,还包括主引导加载程序。
18. 根据权利要求17所述的系统,还包括次引导加载程序。
19. 根据权利要求1所述的系统,还包括医疗植入通信服务(MICS)遥测收发器。
20. 根据权利要求1所述的系统,还包括电感链路遥测收发器。
21. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述电极包括:cuff外壳,被配置为卷绕舌下神经的一部分。
22. 根据权利要求1所述的系统,其中,经由开环系统将电信号应用于舌下神经。
23. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述电极由多个电流源驱动。
24. 根据权利要求1所述的系统,还包括事件记录存储器。
25. 根据权利要求1所述的系统,还包括:复用器,被配置为测量电极接头和患者组织中的至少一个的阻抗。
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