特表 2023-513247 閉塞性睡眠時無呼吸および他の用途のための低侵襲性の改良された末梢神経刺激装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-30

(54)【発明の名称】閉塞性睡眠時無呼吸および他の用途のための低侵襲性の改良された末梢神経刺激装置

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/05 20060101AFI20230323BHJP

   A61N 1/36 20060101ALI20230323BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20230323BHJP

【ＦＩ】

A61N1/05

A61N1/36

H02J50/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022548431

(86)(22)【出願日】2021-02-10

(85)【翻訳文提出日】2022-10-04

(86)【国際出願番号】 US2021017512

(87)【国際公開番号】W WO2021163228

(87)【国際公開日】2021-08-19

(31)【優先権主張番号】62/972,815

(32)【優先日】2020-02-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/972,823

(32)【優先日】2020-02-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/972,829

(32)【優先日】2020-02-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/069,072

(32)【優先日】2020-08-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519137671

【氏名又は名称】スタイムエアー， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】マカンシ， タレク

【テーマコード（参考）】

4C053

【Ｆターム（参考）】

4C053CC10

4C053JJ02

4C053JJ03

4C053JJ04

4C053JJ21

4C053JJ27

4C053JJ40

(57)【要約】

変化する磁場を生成するための外部磁気コイルを伴う神経刺激装置システムが、１つ以上の微小注入可能物体と併せて頸部上に適用され、１つ以上の微小注入可能物体は、誘導電場および磁場を舌下神経に集中させ、出力を限定し、電荷平衡させることによって、ユーザを保護する。追加の非侵襲性の神経刺激装置システムが、１つの皮膚電極において交流を印加し、２つの他の皮膚電極において、反対方向に整流された電流を受信する。一実施形態において、システムは、整流を実施するように構成されたダイオードをさらに備えている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

閉塞性睡眠時無呼吸のための神経変調システムであって、前記神経変調システムは、
ａ．舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、第１のダイオードと、第２のツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、
ｂ．磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスと
を備え、
前記磁場発生コイルは、コンデンサに接続され、前記舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成され、
前記細長いデバイスは、前記刺激電極に印加された電圧が一方または両方のダイオードによって整流され、前記ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように、構成されている、神経変調システム。

【請求項2】

前記ウェアラブルデバイスは、少なくとも１つのボタンバッテリを含む、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項3】

前記ボタンバッテリは、再充電可能である、請求項２に記載の神経変調システム。

【請求項4】

前記ボタンバッテリは、再充電可能ではない、請求項２に記載の神経変調システム。

【請求項5】

前記ウェアラブルデバイスは、前記自由共振に先立って前記磁場発生コイルにおいて流動する初期電流を設定することによって、刺激の振幅の調節を可能にするように構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項6】

前記ウェアラブルデバイスの前記初期電流の設定は、前記磁場発生コイルが電力供給源と接地との間に接続されている時間の長さに基づく、請求項５に記載の神経変調システム。

【請求項7】

前記第１のダイオード、前記第２のツェナーダイオード、前記抵抗器、前記コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、５～５０ミクロンの厚さを伴う防湿層を用いてコーティングされている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項8】

前記水分障壁は、パリレンを備えている、請求項７に記載の神経変調システム。

【請求項9】

前記水分障壁は、パリレンＣである、請求項７に記載の神経変調システム。

【請求項10】

前記第１のダイオード、前記第２のツェナーダイオード、前記抵抗器、前記コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、管の内側に格納されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項11】

前記管は、ポリイミドを備えている、請求項１０に記載の神経変調システム。

【請求項12】

前記管は、ＰＥＥＫを備えている、請求項１０に記載の神経変調システム。

【請求項13】

前記管内の任意の空いた空間は、エポキシを用いて充填されている、請求項１０に記載の神経変調システム。

【請求項14】

前記エポキシは、生体適合性である、請求項１３に記載の神経変調システム。

【請求項15】

前記刺激および戻り電極は、生体適合性金属から作製されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項16】

前記電極は、白金、イリジウム、または白金およびイリジウムの合金を備えている、請求項１５に記載の神経変調システム。

【請求項17】

前記細長いデバイスは、前記刺激電極から間隔を置かれる場所において前記細長いデバイスに取り付けられたテザーをさらに備え、前記テザーは、除去可能性のために構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項18】

前記テザーは、縫合糸を備えている、請求項１７に記載の神経変調システム。

【請求項19】

前記縫合糸は、ポリエステル、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、またはそれらの組み合わせを備えている、請求項１８に記載の神経変調システム。

【請求項20】

前記縫合糸は、を備えている、請求項１８に記載の神経変調システム。

【請求項21】

前記ウェアラブルデバイスは、事前設定された増分において前記振幅を調節するように構成されている、請求項５または６に記載の神経変調システム。

【請求項22】

前記事前設定された増分は、初期筋単収縮閾値レベルからの一連の固定されたパーセンテージ増加を備えている、請求項２１に記載の神経変調システム。

【請求項23】

前記細長いデバイスは、半波整流器を備えている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項24】

前記細長いデバイスは、全波整流器を備えている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項25】

前記細長いデバイスは、センタータップ付き全波整流器を備えている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項26】

前記ウェアラブルデバイスは、自由共振の調節可能な繰り返し率を提供するように構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項27】

導入器針をさらに備え、前記細長いデバイスは、前記導入器針の内側に位置している、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項28】

前記細長いデバイスは、前記導入器針の内側の少なくとも２つの細長いデバイスのうちの１つである、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項29】

前記導入器針は、前記導入器針の先端を除いて電気的に絶縁されている、請求項２７に記載の神経変調システム。

【請求項30】

前記導入器針の先端は、刺激デバイスに電気的に接続されるように構成され、前記刺激デバイスは、神経に隣接する前記細長いデバイスの設置を支援するように構成されている、請求項２９に記載の神経変調システム。

【請求項31】

呼吸運動を感知するためのセンサであって、前記センサは、
パウチと、
圧電ディスクと、
支持ディスクと、
前記パウチ内に含まれたそれらの間のピボットと
を備え、
前記支持ディスクは、ユーザの身体に対する接触のために構成された前記パウチの第１の側に位置し、前記圧電ディスクは、前記支持ディスクと反対の前記パウチの第２の側に位置し、前記身体に向かって縛り付けられるように構成されている、センサ。

【請求項32】

計装された呼吸ベルトストラップをさらに備えている、請求項３０に記載のセンサ。

【請求項33】

前記圧電ディスクは、衣服のウエストバンドで縛り付けられるように構成されている、請求項３０に記載のセンサ。

【請求項34】

接着性テープストラップをさらに備えている、請求項３０に記載のセンサ。

【請求項35】

接着性包帯ストラップをさらに備えている、請求項３０に記載のセンサ。

【請求項36】

前記センサは、コネクタによって神経変調システムに電気的に接続され、前記神経変調システムは、
ａ．舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、第１のダイオードと、第２のツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、
ｂ．磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスと
を備え、
前記磁場発生コイルは、コンデンサに接続され、前記舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成され、
前記細長いデバイスは、前記刺激電極に印加された電圧が一方または両方のダイオードによって整流され、前記ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように、構成されている、請求項３１－３５のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項37】

前記コネクタは、ワイヤである、請求項３６に記載のセンサ。

【請求項38】

前記コネクタは、無線リンクである、請求項３６に記載のセンサ。

【請求項39】

前記センサは、前記センサのセンサ出力をアナログ信号として伝送するように構成されている、請求項３６－３８のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項40】

前記センサは、前記センサのセンサ出力をデジタル信号として伝送するように構成されている、請求項３６－３８のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項41】

前記センサのセンサ出力は、直列抵抗器に接続され、前記直列抵抗器は、次に、アナログ－デジタルコンバータに接続されている、請求項３１－３８のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項42】

前記直列抵抗器の抵抗は、０．３または０．１～０．６秒のＲ×Ｃ時定数を有するように選択され、Ｃは、前記圧電ディスクの静電容量であり、Ｒは、前記アナログ－デジタルコンバータ回路の直列抵抗と負荷抵抗との合計である、請求項４１に記載のセンサ。

【請求項43】

神経変調システムであって、前記神経変調システムは、
交流を印加するように構成された少なくとも１つの表面刺激電極と、
前記交流の反対方向に整流された成分を受信するように構成された２つの表面戻り電極と
を備えている、神経変調システム。

【請求項44】

前記整流を実施するように構成されたダイオードをさらに備えている、請求項４３に記載の神経変調システム。

【請求項45】

前記交流の周波数は、前記身体上のその場所における電気ショック感覚を最小化するように、または防止するように選択されている、請求項４３に記載の神経変調システム。

【請求項46】

前記周波数は、１、１０、１００、または１，０００キロヘルツ、またはそれらの間の任意の周波数である、請求項４５に記載の神経変調システム。

【請求項47】

前記戻り電極の電気接触面積は、前記身体上のそれらの場所における高電流密度および電気ショック感覚を低減させるようにサイズを決定されている、請求項４３－４６のいずれか１項に記載の神経変調システム。

【請求項48】

各戻り電極における前記反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値は、平衡器によって平衡化されるように構成されている、請求項４３－４７のいずれか１項に記載の神経変調システム。

【請求項49】

前記平衡器は、直列抵抗を挿入すること、戻り電極接触面積を調節すること、前記刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入すること、またはそれらの任意の組み合わせを行うように構成されている、請求項４８に記載の神経変調システム。

【請求項50】

非平衡を感知し、前記平衡器を制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備えている、請求項４９に記載の神経変調システム。

【請求項51】

前記交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調された周期的波形である、請求項４３－５０のいずれか１項に記載の神経変調システム。

【請求項52】

前記周期的波は、正弦波である、請求項５１に記載の神経変調システム。

【請求項53】

前記周期的波は、方形波である、請求項５１に記載の神経変調システム。

【請求項54】

前記周期的波は、三角波である、請求項５１に記載の神経変調システム。

【請求項55】

前記刺激電極は、末梢神経の上への設置のために構成され、皮膚を貫通していない、請求項４３－５４のいずれか１項に記載の神経変調システム。

【請求項56】

前記神経変調システムは、眼窩上神経を変調し、片頭痛からの疼痛を治療するように構成されている、請求項５５に記載の神経変調システム。

【請求項57】

前記末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり、前記神経変調システムは、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するように構成されている、請求項５５に記載の神経変調システム。

【請求項58】

前記末梢神経は、正中神経であり、前記神経変調システムは、手根管症候群を治療するように構成されている、請求項５５に記載の神経変調システム。

【請求項59】

前記末梢神経は、尺骨神経であり、前記神経変調システムは、肘部管症候群からの疼痛を治療するように構成されている、請求項５５に記載の神経変調システム。

【請求項60】

前記神経変調システムは、前記末梢神経に対応する末梢疼痛を治療するように構成されている、請求項５５に記載の神経変調システム。

【請求項61】

前記刺激電極は、脊髄の上への設置のために構成されている、請求項４３－５４のいずれか１項に記載の神経変調システム。

【請求項62】

前記刺激電極は、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、口腔の内側への設置のために構成されている、請求項５５および５７に記載の刺激電極。

【請求項63】

前記細長いデバイスは、前記神経変調システムの少なくとも２つの細長いデバイスのうちの１つである、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項64】

前記ウェアラブルデバイスは、前記神経変調システムの少なくとも２つのウェアラブルデバイスのうちの１つである、請求項６３に記載の神経変調システム。

【請求項65】

神経変調を実施する方法であって、前記方法は、
神経の近くに神経変調デバイスを設置することであって、前記神経変調デバイスは、刺激電極と、２つの戻り電極とを備えている、ことと、
前記刺激電極を用いて交流を印加することと、
前記交流の反対方向に整流された成分を受信することと
を含む、方法。

【請求項66】

前記神経変調デバイス内に位置しているダイオードを用いて前記交流を整流することをさらに含む、請求項６５に記載の方法。

【請求項67】

錯感覚またはショック感覚を低減させるために、１Ｈｚ～１，０００Ｈｚの範囲内で前記交流の周波数を選択することをさらに含む、請求項６５に記載の方法。

【請求項68】

各戻り電極における反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値を平衡化することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。

【請求項69】

前記平衡化することは、
直列抵抗を挿入すること、
戻り電極接触面積を調節すること、および／または、
前記刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入すること
によって実施される、請求項６８に記載の方法。

【請求項70】

前記神経変調デバイスは、前記平衡化することを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備えている、請求項６８に記載の方法。

【請求項71】

前記交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調される周期的波形である、請求項６５に記載の方法。

【請求項72】

前記周期的波は、正弦波、方形波、または三角波である、請求項７１に記載の方法。

【請求項73】

前記神経は、末梢神経であり、前記神経変調デバイスを設置することは、皮膚に対して前記末梢神経の上に前記神経変調デバイスを非侵襲的に設置することを含む、請求項６５に記載の方法。

【請求項74】

前記末梢神経は、眼窩上神経であり、前記神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成されている、請求項７３に記載の方法。

【請求項75】

前記末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり、前記神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成されている、請求項７３に記載の方法。

【請求項76】

前記末梢神経は、正中神経であり、前記神経変調デバイスは、手根管症候群を治療するように構成されている、請求項７３に記載の方法。

【請求項77】

前記末梢神経は、尺骨神経であり、前記神経変調デバイスは、肘部管症候群を治療するように構成されている、請求項７３に記載の方法。

【請求項78】

前記神経変調デバイスは、末梢疼痛を治療するように構成されている、請求項７３に記載の方法。

【請求項79】

前記神経変調デバイスを設置することは、脊髄場所の上に前記神経変調デバイスの刺激電極を位置付けることを含む、請求項６５－７２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項80】

前記神経変調デバイスを設置することは、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、患者の口腔の内側に前記神経変調デバイスの刺激電極を位置付けることを含む、請求項６５－７２のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、それらの各々が参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる２０２０年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／９７２，８１５号、２０２０年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／９７２，８２３号、２０２０年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／９７２，８２９号、および２０２０年８月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／０６９，０７２号の優先権の利益を主張する。

【背景技術】

【0002】

人体および哺乳類身体は、電気信号を使用し、感覚入力、筋運動、思考、および記憶を達成する。経時的に、これらの信号は脳の一般的な配線、再配線、および配線解除を含む神経可塑性にも関与する。電気信号は、電子ではなく、イオンによって作成される電位（電圧）として精神および身体において表される。しかしながら、これらのイオン輸送信号は、身体の内側または外側から発する電場によって開始、無効化、または改変されることができる。ファラデーの電磁気学の法則によって、これらの電場は、磁場を変化させることから発生させられることができ、したがって、「磁気刺激」と名付けられる。これらの信号は、身体の外側から開始されるので、磁気刺激は、殆ど全ての身体的および精神的機能の改変または改良のための非侵襲性手段であり得る。

【0003】

身体の内側の信号は、パルス周波数変調される「活動電位」であり、それは、パルス繰り返し数が、感知された入力、筋肉エネルギー、またはニューロンメッセージの強度に関連することを意味する。個々のパルスの形状は、全体を通して大部分が同じであり、約１ミリ秒のパルス幅および主要パルスの後にある程度のアンダーシュートを有する。パルス高は、感覚信号に関して約７０ミリボルトであり、筋肉活性化に関して若干より大きい。心臓、消化器系、および他の器官に関するパルスは、他の独特の特性を有し得る。大部分に関して、オシロスコープ上で視認されると、信号は全て、類似して、すなわち、「パルス列」に見え、パルス繰り返し周波数は、伝送される信号の大きさを示す。パルス列の不在も、ある反応を引き起こし得、肢切断者がもはや存在していない身体の部分を依然として感じる理由を解説する。

【0004】

身体の神経系への個々の信号の意味は、パルス列が現れる場所に依存する。脳は、種々の神経機能を処理し、思考および感覚処理のための入力を提供する領域から成る。末梢神経系は、感覚神経末端と脊髄（最終的に、脳）との間の伝達チャネルおよび中継器としての役割を果たす軸索を含む。神経筋系も、反対方向に伝達し、脳が種々の筋運動を引き起こすことを可能にする軸索から成る。軸索は、それらが脊髄または脳に接近するにつれて、多チャネル末梢神経に一緒に群化される。いくつかの軸索は、有髄化され、身体の四肢へのパルス列の伝搬率、およびそれらからのパルス列の伝搬率を増加させる。

【0005】

神経刺激デバイスは、標的化された場所においてこれらの自然発生のパルス列を作成、無効化、または改変し、有益な結果を達成しようとする。これは、神経活性の遮断または刺激を含み得る。最終的に、電場が、その場所において要求され、それは、イオンに活動電位を適切に誘起させ、活動電位は、次いで、神経系を通してその目的地まで援助なく伝搬することができる。この電場は、直接発生させられるのではなく、誘導され得る。例えば、従来的な磁気刺激は、最初に、ワイヤのコイルから時変磁場を作成し、それは、次に、ファラデーの法則に従って電場を発生させる。この電場が、神経感覚系または神経筋系、または脳の神経回路網の一部上に誘導されると、それは、自然に存在するパルス列を脱分極または過分極させることによって、または存在しないパルス列を挿入することによって、その系を改変することができる。神経系および脳では、これらのパルス列は、連続的に起動し、周波数のみが、強度情報を伝えるために変化する。

【0006】

従来技術の神経刺激デバイスは、３つのカテゴリに該当する：（１）磁気刺激：身体の外側のコイルによって生成される変化する磁場が、身体の内側に自然神経または神経細胞信号を改変する電場を発生させる、（２）皮膚電極刺激：電極が、皮膚上に設置され、電流を一方の電極から他方へ身体の中に流動させる、および、（３）埋め込みワイヤ刺激：電極が、標的化場所に埋め込まれ、おそらく身体の別の部分に同様に埋め込まれたドライバ回路にワイヤによって接続される。Ｉｎｓｐｉｒｅ Ｍｅｄｉｃａｌの舌下神経刺激装置は、埋め込みワイヤ刺激の例である。経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）は、磁気刺激の例である。経皮電気神経刺激（ＴＥＮＳ）は、皮膚電極刺激の例である。

【0007】

磁気刺激は、非侵襲性であるが、刺激が標的化されず、その作用の機構が理解されていないので、予測不可能であり、有効性が低い。医療に関して、磁気刺激は、大鬱病、神経障害性疼痛、および頭痛を治療するための規制当局の承認を達成している。ｃｌｉｎｉｃａｌｔｒｉａｌｓ．ｇｏｖによると、１，１６５件の臨床研究が、４５０例の異なる病状に対するその効果を理解するために、４２７人の独特の治験依頼者によって「磁気刺激」を用いて実施されたか、または実施されつつある。磁気刺激は、単一の外部コイル、第ＵＳ２０１２／０３０２８２１Ａ１号（特許文献１）等のより良好な標的化のための複数の外部コイル、およびまた、第ＵＳ９，０７２，８９１Ｂ１号（特許文献２）および第ＵＳ２０１０／０１６０７１２Ａ１号（特許文献３）等のウェアラブルコイルも含み得る。

【0008】

皮膚電極刺激は、非侵襲性であるが、電流が様々な強度で複数の経路を辿るので、標的化されず、制御不可能である。経皮電気神経刺激（ＴＥＮＳ）デバイスは、非常に少ない適応症に関して承認され、有効性は、概して、低い。多くのＴＥＮＳデバイスは、有効性を最大化するために、患者が耐え得る最も高い強度の電気を印加することを勧めている。皮膚電極から流動する電気は、最終的に、意図される標的、末梢神経、または筋肉に到達する前、皮膚における神経末端を通過しなければならない。これらの神経末端からの電気ショック感覚または錯感覚は、電気ショック感覚からの痛みおよび不快感の非療法的な有害効果を及ぼす。患者が皮膚において最大の許容可能な電気にダイヤルアップした後であっても、標的神経における電流密度は、多くの場合、療法的に有用であるほど十分ではない。

【0009】

埋め込みワイヤ刺激は、高度に標的化されるが、また、高度に侵襲性であり、身体運動の間にワイヤ牽引からの電極移動に起因して不安定である。感染も、特に、ドライバ回路が埋め込まれない場合に不利点である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１２／０３０２８２１号明細書

【特許文献2】米国特許第９，０７２，８９１号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１０／０１６０７１２号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0011】

本明細書に説明される実施形態は、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）のための従来技術の埋め込みワイヤ刺激のある限界に対処し、埋め込みワイヤを無線で一緒に接続されたウェアラブルおよび注入可能物と置換する。本明細書に説明される追加の実施形態は、電気ショック感覚を低減または排除することによって、従来の皮膚電極刺激のある限界に対処する。したがって、これらの実施形態は、人類の利益のために最新技術を大幅に進歩させることが予期される。

【0012】

１つ以上の実施形態において、無線神経変調システムは、無線刺激が、外科手術を排除し、刺激の各所望の場所における１回の注入まで複雑性を低減させることを可能にし、および／または、注入可能部品を非常に小さくし、それが活動的人体内で経時的に動き回らないであろうようにするために提供される。これらの目的は、これらの実施形態を用いて達成され、舌下神経の刺激を介して閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）を治療することに適用される。これらの実施形態は、プレチスモグラフィセンサを用いて心拍数および血液酸素レベルを測定する能力を保持しながら、従来技術に対して呼吸感知能力を改良する。これらの実施形態は、従来技術と比較してさらにより小さい針における注入性を維持しながら、組織に印加される電圧を安全に限定し、電極腐食を防止するためにゼロまたはほぼゼロの正味電荷を確実にする注入可能物における追加のコンポーネントも含む。これらの実施形態は、従来技術と比較して軽量の形状因子および十分に長いバッテリ寿命を維持しながら、ＯＳＡ療法のためのウェアラブルにおける全機能性も提供する。この全機能性は、医師および助手による療法を実装するための全治療プロトコルを可能にする。最終結果は、低費用であるが、外科的に埋め込まれるはるかに大きく、より侵襲性の従来技術のデバイスの全機能を提供するＯＳＡおよび他の病状のための治療である。

【0013】

１つ以上の追加の実施形態において、新規のＴＥＮＳシステムが、皮膚の近傍の神経末端における電気ショック感覚を排除または低減させ、より強い電気が標的神経に到達することを可能にし、それによって、ＴＥＮＳを伴う複数の療法の有効性を高めるために提供される。これらの目的は、これらの追加の実施形態を用いて達成される。電気ショック感覚の低減は、従来技術に対して患者にとってのＴＥＮＳの受容性を向上させる。この低減は、最大の許容可能な刺激強度も増加させ、したがって、多くの治療に関して従来技術に対してＴＥＮＳの有効性を高めることが予期される。

【0014】

本明細書に説明されるＯＳＡのための神経刺激装置実施形態は、磁場を高度に標的化された場所に集中させる１つ以上の微小注入可能物体と併せて、身体の外側で変化する磁場を生成するための外部コイルを使用し得る。これらのシステムは、コイル内で高電圧および高速パルスを可能にする磁気コイルのためのドライバ回路を追加する一方、ウェアラブルバッテリであり得る低電圧電力供給源を要求する。コイルおよびドライバ回路およびバッテリも、容易に装着可能であるために十分に小さく、心拍数および酸素飽和レベルに関する患者データを収集するために、プレチスモグラフセンサを含み得る。注入可能細長いデバイスが、舌下神経に隣接して身体の内側に設置され、デバイスは、受信された交流信号を整流し、出力電圧を安全なレベルに限定し、エリアを電荷平衡させるために刺激後に電流の流動を逆転させる回路を有する。吸気および呼気の期間を含む呼吸を感知する第２のウェアラブルデバイスが、最適な時間または最適な振幅または最適な時間および振幅において刺激をより効果的に提供するために含まれ得る。

【0015】

磁場発生器の小型化は、（１）低電圧バッテリからコイル内で数百または数千ボルトを可能にする効率的なドライバ回路、（２）所望される場合、数ミクロンと同程度に小さいエリアに刺激を標的化する注入可能電場集中器、および／または、（３）活動電位を引き起こすために大きい電場を誘導するコイルの電流における高速立ち上がり時間を使用して達成され得る。

【0016】

本明細書に開示されるシステムのうちのいくつかは、コンデンサと組み合わせられた刺激装置コイルの共振の複数の減衰サイクルとしてパルスを刺激することによって、１つまたは複数の刺激装置コイルを駆動するための電子回路を使用する。共振の減衰が完了すると、回路は、次のパルスに関する所望の時間まで、オフにされたままである。

【0017】

このアプローチを使用することによって、刺激コイルの誘導エネルギーは、コンデンサを通して再循環され、したがって、各サイクルで浪費されない。加えて、コンデンサを横断する電圧は、供給電圧が非常に低いときであっても、数百または数千ボルトに到達することができる。コンデンサの内部のこの高電圧は、次いで、次のパルスのために刺激コイル内の電流を急速に変化させるために使用される。誘導エネルギーの再循環はまた、刺激コイルがより多くの巻数を有することを可能にし、したがって、同じ磁場強度を作成するためにより少ない電流フローを必要とする。好ましい実施形態は、ＯＳＡを治療するために、３～４５ボルトＤＣおよび供給源からの０．００１～０．１アンペアの平均電流フローの範囲内の電力供給源を用いて必要とされる磁場パルスを作成することができる。

【0018】

システムのいくつかの実施形態において、より小さい注入可能物を可能にすることに加えて、保健医療提供者またはユーザ／装着者は、依然として、舌下神経の効果的な刺激のために必要に応じて信号パラメータを設定する柔軟性を有する。ウェアラブルは、保健医療提供者が、刺激強度およびバースト周波数を滴定し、次いで、ユーザ／装着者による後続使用のためにこのレベルを固定することを可能にするインターフェースを提供する。

【0019】

一実施形態において、注入可能物は、整流ダイオードと、電荷平衡コンデンサと、電圧限定ツェナーダイオードと、タイミング抵抗器とも含む。細長い注入可能物の組織暴露面は、電極のための金属および絶縁体カプセル化から成る群から選択される材料を備え得る。金属表面は、銅、タングステン、クロム、鋼、ステンレス鋼、ニッケル、ニクロム、チタン、金、銀、黄銅、白金、イリジウム、白金イリジウム、またはそれらの任意の合金であり得る。絶縁体表面は、ＰＴＦＥ、ナイロン、シリコーン、ポリエチレン、ポリウレタン、ラテックス、ポリイミド、ＢｏＰＥＴ、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。細長い注入可能物は、舌下神経に隣接する設置のために構成され得る。細長い注入可能物は、ある直径およびある長さを伴う円筒形形状を備え得、直径は、長さ未満であり得る。細長いデバイスは、シリンジの針または他の導入針等の誘導管を通して身体の中に注入され得る。磁場発生器は、コイルを備え得、コイルは、ワイヤの１つ以上のコイル巻線、おそらく、ストランデッドワイヤを備え、ストランドは、互いに絶縁される。磁場発生器は、コンデンサと並列に接続され、刺激信号が、コイルとコンデンサとの間の共振の時間における一部によって発生させられる、それからもたらされる、またはそれによって定義され得るように構成され得る。並列のコンデンサおよびコイルは、片側でＤＣ電力供給源またはバッテリによって、かつ他の側で接地へのスイッチによってアクティブにされるように構成され得、スイッチ閉とスイッチ開との間の期間は、コイル内に電流を蓄積し、スイッチ開後の時間は、刺激パルスのバーストを誘導する減衰共振を提供する。スイッチは、トランジスタおよび整流器の組み合わせであり得、スイッチング作用は、電圧をトランジスタのゲートまたはベースに印加することによってトランジスタをオンまたはオフにすることによって起こるように構成され得る。磁場発生器は、刺激装置コイルを備え得、刺激装置コイルは、フリンジ場を含むように構成される高透磁率を伴う材料を備え得る。高透磁率を伴う材料は、硬質または可撓性フェライト、鋼、または鉄を備え得る。コイルはさらに、前のパルスに対して後続共振パルスの振幅を低減させる伝導性強磁性材料を備え得る。材料は、鉄、コバルト、ニッケル、鋼、またはそれらの合金または他の組み合わせを備え得る。１つ以上のコイル巻線は、平面または複数の隣接する平面内にあり得る。１つ以上のコイル巻線は、マグネットワイヤまたはマグネットワイヤの結束ストランドを備え得、各ストランドは、絶縁されるか、または絶縁されない。１つ以上のコイル巻線は、層化基板上に堆積される金属を備え得る。基板は、剛体であり得、随意に、ＦＲ－４ガラス強化エポキシラミネート、ガラス、または硬質プラスチックから成り得る。他の実施形態において、基板は、可撓性であり得る。可撓性基板は、ポリイミド、ＢｏＰＥＴ、ポリエチレン、ポリウレタン、ナイロン、またはＰＴＦＥを備え得る。システムはさらに、マイクロプロセッサ、再充電可能バッテリ、使い捨てバッテリ、ユーザインターフェース、医師インターフェース、看護師インターフェース、データ記憶装置、およびネットワークまたは有線接続のうちの１つ以上のものを備え得る。

【0020】

ネットワークまたは有線インターフェースは、呼吸に関連する物理的身体移動を示す信号を提供する別のセンサから情報を受信するように構成され得る。このセンサは、中心ピボットに面する圧電ディスクと、マイクロプロセッサのアナログ－デジタルコンバータへのインターフェース回路とを備え得る。

【0021】

ウェアラブルは、酸素飽和レベルおよび／または心拍数等の患者の健康に関する情報を収集するために、プレチスモグラフセンサを含み得る。

【0022】

別の実施形態において、ＯＳＡ患者を識別することと、舌下神経に隣接して患者に１つ以上の細長いデバイスを注入することと、注入部位の近傍の皮膚表面に対してウェアラブル磁場発生器を設置することと、磁場を印加し、療法的神経刺激を発生させることとを含むＯＳＡを治療する方法が、提供される。

【0023】

なおも別の実施形態において、シリンジまたは注入器本体または導入器と、シリンジまたは注入器本体内に位置するスライドプランジャまたはプッシュロッドと、おそらく神経ブロック針のように電気刺激を印加し得る先端を伴う、シリンジまたは注入器本体に取り付けられる針と、シリンジまたは注入器本体内に位置する少なくとも１つの離散細長い注入可能物とを備え、シリンジまたは注入器本体および針は、少なくとも１つの細長い注入可能物の配向を拘束し、細長い注入可能物は、抵抗器と、コンデンサと、ツェナーダイオードと、整流ダイオードとを備えている治療デバイスが、注入可能物を身体の中に導入するために提供される。

【0024】

別の実施形態において、舌下神経に隣接した、またはそれに対する埋め込みのために構成された１５ミリメートル未満の長さおよび２ミリメートル未満の長さに対する横断寸法を伴う少なくとも１つの細長いデバイスと、細長いデバイスから間隔を置かれ、細長いデバイスの電極の対の間に誘導電圧を発生させるように構成され得る磁場発生器とを備えている神経変調システムが、提供される。少なくとも１つの細長いデバイスは、注入デバイス内および密閉無菌包装内に事前装填され得る。磁場発生器は、再充電可能バッテリまたは使い捨て非再充電可能バッテリをさらに備え得る。磁場発生器は、生体適合性接着剤を備えている筐体内に位置し得る。筐体は、３センチメートル未満であり得る人体上の場所における皮膚表面に対する高さを有し得る。

【0025】

別の実施形態において、舌下神経に対して、またはそれに隣接して少なくとも１つの細長い注入可能物を挿入することであって、注入可能物は、１５ミリメートル未満の長さおよび２ミリメートル未満の長さに対する横断寸法を有する、ことと、少なくとも１つの細長い注入可能物から離れるように間隔を置かれる場所に磁場発生器を位置付けることと、磁場発生器を使用し、少なくとも１つの細長い注入可能物上の電極の対の間に誘導電圧を提供することとを含む患者を治療する方法が、提供される。この治療方法は、保健医療提供者が舌下神経に注入可能物を設置することを支援するために、超音波撮像システムの使用も含み得る。この治療方法は、設置に先立って舌下神経への近接性を検証するために、導入針の先端に電気刺激を印加するデバイスも含み得る。

【0026】

別の実施形態において、磁場発生器は、酸素飽和レベルセンサ、プレチスモグラフセンサを含むセンサも含む、またはそれに接続するか、または胸部または腹部上に搭載される呼吸運動センサに接続される。酸素飽和センサまたはプレチスモグラフセンサは、呼吸および心拍またはこれらの両方に応答して、組織の発赤または組織の膨張および収縮を感知する、発光ダイオードおよびフォトセンサの対を含み得る。これらのセンサは、呼吸率、呼吸デューティサイクル、吸息と呼息の区別、いびき、部分的呼吸閉塞または呼吸低下、完全な呼吸閉塞または無呼吸、心拍数、血圧、呼吸効果、および血液酸素レベルのような身体および健康パラメータを監視するために、おそらくフーリエ変換または他の線形変換、フィルタリング、ピーク検出器、振幅検出器、極性検出器、またはエンベロープ検出器を含む、アナログまたはデジタル信号処理、または両方を使用して、それらの出力を処理させ得る。これらのセンサから処理された情報は、刺激オンおよびオフ時間、刺激の振幅、ユーザの具体的または一般的健康、刺激の有効性を決定するために使用されるか、または、後の処理のために有用な一般的情報として収集され得る。この情報は、磁場発生器からセキュアなデータベースに、直接、または中間基地局を通して通信され得る。

【0027】

実施形態の追加の組では、筋肉または末梢神経の刺激は、身体の内側の注入可能物を要求することなく遂行され、従来技術のＴＥＮＳシステムの電気ショック感覚を低減または排除する。これらの実施形態において、少なくとも１つの刺激電極が、標的筋肉または末梢神経の直上の皮膚上に設置され、少なくとも２つの反対方向に整流される戻り電極が、中心電極から遠隔の場所において皮膚上に設置される。これらの実施形態において、中心電極は、その下の神経末端によって感じられないほど速く交互する周波数の交流を印加する。２つの戻り電極は、交流の反対方向に整流された極性を受信し、各極性は、ダイオードによって指示される。加えて、各戻り電極の表面積は、それらの場所における神経末端を通して流動する電流密度が、痛みまたは不快感を引き起こすほど十分ではないように、十分に大きい。

【0028】

一実施形態において、ＴＥＮＳシステムが、交流発生器、２つのダイオード、１つの中心皮膚電極、および２つの戻り皮膚電極を使用して提供される。本実施形態は、急速に中心電極に交流を方向付け、戻り電極に低密度電流を方向付けることによって、電気ショック感覚を低減または排除しながら、中心電極の下の筋肉または末梢神経にＴＥＮＳ療法を提供する。

【0029】

別の実施形態において、疼痛のための治療方法が、中枢性疼痛を治療するために脊髄内の神経に中心電極を適用することによって説明される。

【0030】

別の実施形態において、正中神経を刺激するための治療方法が、末梢疼痛または手根管症候群を治療するために説明される。

【0031】

別の実施形態において、片頭痛のための治療方法が、前額部上の眼窩上神経に中心電極刺激を印加することによって説明される。

【0032】

別の実施形態において、ＯＳＡのための治療方法が、舌の下の舌下神経に中心電極を適用することによって説明される。

【0033】

一実施形態において、舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、第１のダイオードと、第２のツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、コンデンサに接続され、舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成された磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスとを備え、細長いデバイスは、刺激電極に印加された電圧が、一方または両方のダイオードによって整流され、ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように構成された閉塞性睡眠時無呼吸のための神経変調システムが、提供される。ウェアラブルデバイスは、再充電可能であることも、再充電可能ではないこともある少なくとも１つのボタンバッテリを含み得る。ウェアラブルデバイスは、自由共振に先立って磁場発生コイルにおいて流動する初期電流を設定することによって、刺激の振幅の調節を可能にするように構成され得る。ウェアラブルデバイスの初期電流の設定は、磁場発生コイルが電力供給源と接地との間に接続されている時間の長さに基づき得る。第１のダイオード、第２のツェナーダイオード、抵抗器、コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、パリレンまたはパリレンＣ等の５～５０ミクロンの厚さを伴う水分障壁を用いてコーティングされ得る。第１のダイオード、第２のツェナーダイオード、抵抗器、コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、例えば、ポリイミドまたはＰＥＥＫから成り得る管の内側に格納され得、管内の任意の空または空いた空間は、生体適合性エポキシを含むエポキシを用いて充填され得る。刺激および戻り電極は、例えば、白金、イリジウム、または白金およびイリジウムの合金等の生体適合性金属から成り得る。細長いデバイスはさらに、刺激電極から間隔を置かれた場所において細長いデバイスに取り付けられ、除去可能性のために構成されたテザーを備え得る。テザーは、ポリエステル、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、またはそれらの組み合わせの材料から成り得る縫合糸を備え得る。縫合糸は、吸収性合成材料から成り得る。ウェアラブルデバイスは、随意に、初期筋単収縮閾値レベルからの一連の固定されたパーセンテージ増加を備え得る事前設定された増分において振幅を調節するように構成され得る。細長いデバイスは、例えば、半波整流器、全波整流器、またはセンタータップ付き全波整流器を備え得る。ウェアラブルデバイスは、自由共振の調節可能な繰り返し率を提供するように構成され得る。神経変調システムは、導入器針をさらに備え得、細長いデバイスは、導入器針の内側に位置する。細長いデバイスは、導入器針の内側の少なくとも２つの細長いデバイスのうちの１つであり得る。導入器針は、導入器針の先端を除いて電気的に絶縁され得、導入器針の先端は、神経に隣接する細長いデバイスの設置を支援するように構成された刺激デバイスに電気的に接続されるように構成され得る。

【0034】

別の実施形態において、筐体またはパウチと、圧電ディスクと、支持ディスクと、パウチ内に含まれたそれらの間のピボットとを備え、支持ディスクは、ユーザの身体に対する接触のために構成されたパウチの第１の側に位置し、圧電ディスクは、支持ディスクと反対のパウチの第２の側に位置し、身体に向かって縛り付けられるように構成された呼吸運動を感知するためのセンサが、提供される。センサは、例えば、計装された呼吸ベルトストラップ、接着性テープストラップ、または接着性包帯ストラップをさらに備え得る。圧電ディスクは、衣服のウエストバンドで縛り付けられるように構成され得る。センサは、コネクタによって神経変調システムに電気的に接続され得、神経変調システムは、舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、第１のダイオードと、第２のツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、コンデンサに接続され、舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成された磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスとを備え、細長いデバイスは、刺激電極に印加された電圧が、一方または両方のダイオードによって整流され、ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように構成されている。コネクタは、ワイヤおよび／または無線リンクであり得る。センサは、センサのセンサ出力をアナログ信号として、および／またはデジタル信号として伝送するように構成され得る。センサのセンサ出力は、直列抵抗器に接続され、それは、順に、アナログ－デジタルコンバータに接続される。直列抵抗器の抵抗は、０．３または０．１～０．６秒のＲ×Ｃ時定数を有するように選択され得、Ｃは、圧電ディスクの静電容量であり、Ｒは、アナログ－デジタルコンバータ回路の直列抵抗と負荷抵抗との合計である。

【0035】

別の変形例では、交流を印加するように構成された少なくとも１つの表面刺激電極と、交流の反対方向に整流された成分を受信するように構成された２つの表面戻り電極とを備えている神経変調システムが、提供される。システムは、整流を実施するように構成されたダイオードをさらに備え得る。交流の周波数は、身体上のその場所における電気ショック感覚を最小化するように、または防止するように選択され得、例えば、１、１０、１００、または１，０００キロヘルツ、またはそれらの間の任意の周波数であり得る。戻り電極の電気接触面積は、身体上のそれらの場所における高電流密度および電気ショック感覚を低減させるようにサイズを決定され得る。各戻り電極における反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値は、平衡器によって平衡化されるように構成され得る。平衡器は、直列抵抗を挿入すること、戻り電極接触面積を調節すること、刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入すること、またはそれらの任意の組み合わせを行うように構成され得る。神経変調システムはさらに、非平衡を感知し、平衡器を制御するように構成されたマイクロプロセッサを備え得る。交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調される周期的波形であり得る。周期的波は、例えば、正弦波、方形波、または三角波であり得る。刺激電極は、末梢神経の上への設置のために構成され得、皮膚を貫通しない。神経変調システムは、眼窩上神経を変調し、片頭痛からの疼痛を治療するように構成され得る。末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり得、神経変調システムは、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するように構成され、末梢神経は、正中神経であり得、神経変調システムは、手根管症候群を治療するように構成され、末梢神経は、尺骨神経であり得、神経変調システムは、肘部管症候群からの疼痛を治療するように構成されている。神経変調システムは、末梢神経に対応する末梢疼痛を治療するように構成され得る。刺激電極は、例えば、脊髄にわたる、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、口腔の内側への設置のために構成されている。細長いデバイスは、神経変調システムの少なくとも２つの細長いデバイスのうちの１つであり得る。ウェアラブルデバイスは、神経変調システムの少なくとも２つのウェアラブルデバイスのうちの１つであり得る。

【0036】

なおも別の例では、神経の近くに神経変調デバイスを設置することであって、神経変調デバイスは、刺激電極と、２つの戻り電極とを備えている、ことと、刺激電極を用いて交流を印加することと、交流の反対方向に整流された成分を受信することとを含む神経変調を実施する方法が、提供される。方法は、神経変調デバイス内に位置しているダイオードを用いて交流を整流することをさらに含み得る。方法は、錯感覚またはショック感覚を低減させるために、１Ｈｚ～１，０００Ｈｚの範囲内で交流の周波数を選択することをさらに含み得る。方法は、各戻り電極における反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値を平衡化することをさらに含み得る。平衡化することは、直列抵抗を挿入すること、戻り電極接触面積を調節すること、および／または刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入することによって実施され得る。神経変調デバイスは、平衡化することを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備えている。交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調される周期的波形であり得る。周期的波は、正弦波、方形波、または三角波である。神経は、末梢神経であり得、神経変調デバイスを設置することは、皮膚に対して末梢神経の上に神経変調デバイスを非侵襲的に設置することを含む。末梢神経は、眼窩上神経であり得、神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成されている。末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり得、神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成または使用される。末梢神経は、正中神経であり得、神経変調デバイスは、手根管症候群を治療するように構成されるか、または、末梢神経は、尺骨神経であり得、神経変調デバイスは、肘部管症候群を治療するように構成または使用される。神経変調デバイスは、末梢疼痛を治療するようにも構成または使用され得る。神経変調デバイスを設置することは、脊髄場所の上に、または閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、患者の口腔の内側に神経変調デバイスの刺激電極を位置付けることを含み得る。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1A】図１Ａは、横になり、顎の下に搭載されたウェアラブルデバイスおよび胸部面積内に搭載される呼吸運動を感知するセンサを用いてＯＳＡに関して治療されている患者のグラフ表現である。

【0038】

【図1B】図１Ｂは、舌下神経およびこれに隣接して設置される注入可能細長いデバイスの場所を示す、患者の頭部および頸部の対応するグラフ表現である。注入可能デバイスに接続されるテザーが、部分的に身体の外側にある。

【0039】

【図2A】図２Ａは、電力の電気回路図であり、図２Ｂは、ウェアラブル磁場発生器とともに使用可能な例示的プレチスモグラフセンサの斜視図である。

【図2B】図２Ａは、電力の電気回路図であり、図２Ｂは、ウェアラブル磁場発生器とともに使用可能な例示的プレチスモグラフセンサの斜視図である。

【図2C】図２Ｃは、ウェアラブルの回路の概略図である。

【0040】

【図3A】図３Ａは、ウェアラブル磁場発生器の等角グラフ表現である。

【0041】

【図3B】図３Ｂは、図３Ａのウェアラブル磁場発生器の上面図グラフ表現である。

【0042】

【図3C】図３Ｃは、図３Ａのウェアラブル磁場発生器のグラフ表現の断面側面図である。

【0043】

【図4】図４は、Ｘ軸上の舌下神経刺激強度に応答するＹ軸上のＯＳＡ患者の呼吸空気流のＸＹグラフ表現である。

【0044】

【図5A】図５Ａは、全波整流器を採用する細長い注入可能物の概略表現である。

【0045】

【図5B】図５Ｂは、センタータップ付き全波整流器を採用する細長い注入可能物の概略表現である。

【0046】

【図5C】図５Ｃは、半波整流器を採用する細長い注入可能物の概略表現である。

【0047】

【図6A】図６Ａは、自由共振の完全刺激バーストおよび次のバーストの開始に関するウェアラブル磁場発生器のコイルの電圧の時系列グラフ表現を示す。

【0048】

【図6B】図６Ｂは、細長い注入可能物における刺激電極と戻り電極との間の対応する電圧の時系列グラフ表現を示す。

【0049】

【図7A】図７Ａは、電極を含む細長い注入可能物における受動的電子コンポーネントのレイアウトのグラフ表現である。

【0050】

【図7B】図７Ｂは、細長い注入可能デバイスにおける回路基板上の受動的電子コンポーネントのレイアウトのグラフ表現である。

【0051】

【図7C】図７Ｃは、細長い注入可能物における回路基板上の内部配線を含む受動的電子コンポーネントのレイアウトのグラフ表現である。

【0052】

【図7D】図７Ｄは、筐体内に包装および密閉されることができる状態であり、注入後の除去のためのテザーを含む細長い注入可能物の写真表現である。

【0053】

【図8A】図８Ａは、１つのタイプの磁場発生コイルを伴う注入可能物およびウェアラブル電子機器の実施形態を示す。

【0054】

【図8B】図８Ｂは、ある時間スケールでの注入可能物の電極を横断する電圧の対応するオシロスコープトレースを示す。

【0055】

【図8C】図８Ｃは、異なる時間スケールでの注入可能物の電極を横断する電圧の対応するオシロスコープトレースを示す。

【0056】

【図9A】図９Ａは、別のタイプの磁場発生コイルを伴う注入可能物およびウェアラブル電子機器の実施形態を示す。

【0057】

【図9B】図９Ｂは、注入可能物の電極を横断する電圧の対応するオシロスコープトレースを示す。

【0058】

【図10A】図１０Ａは、針先端刺激装置へのコネクタと、テザーを有する細長い注入可能物を含むスライドプランジャロッドとを伴う導入器針を示す。

【0059】

【図10B】図１０Ｂは、対応する針先端刺激装置の一実施形態を示す。

【0060】

【図11A】図１１Ａは、動物において無線刺激装置および細長い注入可能物の概念を証明するための装置の一部を示す。

【0061】

【図11B】図１１Ｂは、動物において無線刺激装置および細長い注入可能物の概念を証明するための装置の別の部分を示す。

【0062】

【図11C】図１１Ｃは、２つの異なる磁場発生コイルに関する神経刺激に応答する動物筋力の測定値対神経からのウェアラブルの距離の対応するＸＹグラフ表現である。

【0063】

【図12A】図１２Ａは、細長い注入可能デバイスに関する注入経路に沿って舌下神経に到達するための超音波撮像プローブおよび針の進入点を示す。

【0064】

【図12B】図１２Ｂは、この重要な特徴および他の重要な特徴を強調するためにマークアップされる舌下神経に到達する針の対応する超音波画像である。

【0065】

【図13A】図１３Ａは、呼吸運動センサを備えているコンポーネントのスタックを示す。

【0066】

【図13B】図１３Ｂは、呼吸運動センサのコンポーネントのための対応する容器またはパウチを示す。

【0067】

【図13C】図１３Ｃは、呼吸運動センサを身体に貼り付けるための２つの方法および場所を示す。

【0068】

【図13D】図１３Ｄは、呼吸運動センサを身体に貼り付けるための別の方法および場所を示す。

【0069】

【図13E】図１３Ｅは、呼吸運動センサを身体に貼り付けるためのまた別の方法および場所を示す。

【0070】

【図14A】図１４Ａは、呼吸運動センサをウェアラブル磁場発生器のアナログ－デジタルコンバータ入力にインターフェースさせるために使用される回路の概略表現である。

【0071】

【図14B】図１４Ｂは、ヒトの呼吸に応答する呼吸運動センサ出力のオシロスコープトレースである。

【0072】

【図15】図１５は、末梢神経および筋肉のための新規かつ改良された経皮電気神経刺激（ＴＥＮＳ）システムの実施形態である。

【0073】

【図16】図１６は、脊髄に適用される対応するＴＥＮＳシステムを示す。

【0074】

【図17】図１７は、正中神経に適用される対応するＴＥＮＳシステムを示す。

【0075】

【図18】図１８は、眼窩上神経に適用される対応するＴＥＮＳシステムを示す。

【0076】

【図19】図１９は、舌下神経に適用される対応するＴＥＮＳシステムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0077】

図１Ａは、限定ではないが、ＯＳＡを治療することを含む神経変調療法のために構成される例示的システムを図示する。患者１１００は、内部注入可能物をアクティブにする顎の下の頸部上に貼り付けられたバッテリ給電ウェアラブル磁場発生器１１０１と、胸部または腹部エリア内に貼り付けられた呼吸センサ１１０３とを有する。センサ１１０３は、ワイヤ１１０５を使用してウェアラブル１１０１に呼吸運動を規定する信号を伝える。ワイヤ１１０５は、アナログ－デジタルコンバータが含まれる場合、アナログ形態またはデジタル形態のいずれかでセンサ出力信号を伝送し得る。限定ではないが、このワイヤは、無線リンクと置換され得、センサにおける無線送信機が、センサ出力をウェアラブルに伝送する。ウェアラブル１１０１は、図１ｂの注入可能受信機１１０２に誘導結合を介して磁気エネルギーを伝送し、注入可能受信機１１０２は、舌下神経１１０６に隣接して注入を介して設置される。注入可能物１１０２は、注入可能物の除去可能性を促進するためにそれに取り付けられたテザー１１０４を有することも、有しないこともある。

【0078】

図１Ｂでは、デバイスは、注入可能物１１０２が磁気エネルギーからの神経変調パルスの列を舌下神経に印加することによって動作し、注入可能物１１０２は、磁気エネルギーをウェアラブル１１０１から受け取り、ウェアラブル１１０１は、センサ１１０３が呼吸サイクルの吸気部分を示すことによって可能にされることも、そうでないこともある。ＯＳＡは、患者の舌が気道の中に引き込まれ、呼吸の吸気段階中に空気流を遮断することによって引き起こされる。舌下神経の刺激は、頤舌筋を活性化し、頤舌筋は、舌を突き出し、呼吸のために軌道を確保し、ＯＳＡを治療する。
（ウェアラブルの説明）

【0079】

ウェアラブル１１０１は、図３Ａ－３Ｃおよび図２Ｃに示される概略表現に示されるような物理的外観および構造を有する。ウェアラブルは、軽量デバイスであり、注入部位において図３Ｃの生体適合性接着剤１３０７を用いて皮膚に付着し、神経変調のために注入可能物をアクティブにするための磁場を発生させる。ウェアラブルは、図３Ｂにおいて３５ｍｍ外径１３０８を有し、図３Ｃに図示されるように１５ｍｍの外形高を有する。他の変形例では、外径または最大水平寸法は、３０ｍｍ～４０ｍｍ、２０ｍｍ～５０ｍｍ、または１０ｍｍ～４０ｍｍの範囲内であり得、高さは、１０ｍｍ～２０ｍｍ、８ｍｍ～２０ｍｍ、または５ｍｍ～２０ｍｍの範囲内であり得る。ウェアラブルの主要なコンポーネントは、以下である：図３Ｃの回路基板１３０４、それは、磁場発生コイル１３０６への減衰する自由共振パルスの振幅およびタイミングを制御し、図３Ａのプッシュボタン１３０１シーケンスからの設定を調節するマイクロプロセッサを備えている；該コイル１３０６、それは、神経変調中に図１Ｂの注入可能物１１０２をアクティブにするための磁場を発生させる；１０時間以上ウェアラブルに給電するための図３Ｃの４つの２０１６ボタンバッテリ１３０５または他のボタンバッテリまたはバッテリパック。回路基板は、剛体または可撓性回路基板であり得る。これらのボタンバッテリは、再充電可能または使い捨てのいずれかであり得、他の変形例では、バッテリの数は、１～５の範囲内であり得、標準またはカスタムサイズ／形状を有し得る。ユーザまたは医師がウェアラブルデバイスと通信することを可能にするための図３Ａのプッシュボタン１３０１；ウェアラブルの状態を示すためのＬＥＤインジケータ１３０２；刺激を可能にし、随意に、吸気中にオンにし、呼気中にオフにするための呼吸センサへのコネクタ１３０３；睡眠中にウェアラブルを定位置に保持するための図３Ｃの３Ｍ １３１５両面生体適合性接着剤１３０７または他の接着剤のフィルム。上記のコンポーネントは、円形形状を有する筐体１３０８内に提供されるが、他の変形例では、三角形、正方形、長方形、長円形、または他の形状が、提供され得る。図３Ａ－３Ｃの筐体１３０８の断面プロファイルは、いくつかの角度面も備えているが、他の変形例では、ドーム形状を備え得、それは、デバイス１１０１が衣類に引っ掛かり、意図せずユーザの皮膚から引き抜かれるリスクを低減させ得る。

【0080】

図２Ｃに示されるウェアラブルの回路の概略図は、大部分が米国特許第１０，７４４，３３９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されている。図２Ｂおよび２Ｃの磁場発生コイル１２０７は、図２Ｃの共振コンデンサ１２０８と並列に接続される。この並列組み合わせは、片側で図２Ａおよび２Ｃの電力供給源１２０９に接続され、他の側でスイッチに接続される。スイッチは、図２ＣのＭＯＳＦＥＴトランジスタ１２０１と、ダイオード１２０８とを備えている。スイッチは、マイクロプロセッサ１２００がドライバ回路１２０６を通して論理信号１２０５を駆動することによってオンまたはオフにされる。プレチスモグラフセンサ１２０４は、随意に、患者の心拍数または血液酸素飽和レベルに関するマイクロプロセッサのためのデータを収集する。電力供給源１２０９は、図２Ａの１つ以上のバッテリ１２０２の直列接続から発生させられ、この供給電圧は、回路全体を通して必要に応じて、電圧コンバータ１２０３によってより低い電圧まで降圧され得る。
（注入可能物の説明）

【0081】

注入可能デバイスは、より小さい針が、注入手技の侵襲性を低減させるので、小さい導入器針によって設置されることが予期される。身体内のより深い神経は、注入可能物におけるより大きい直径の受信機コイルを必要とし、したがって、注入可能物を身体の中に導入するためのより低いゲージ、より大きい直径の針を必要とする。いくつかの変形例では、導入器針のゲージサイズは、最大１０～２０ｃｍの最も深い神経に到達するために１２ゲージ～１６ゲージ、３～１０ｃｍの中程度の深さの神経に関して１４ゲージ～１８ゲージ、または最大３．０ｃｍの最も浅い神経に関して１７ゲージ～２２ゲージの範囲内であり得る。各場合、注入可能物の受信機コイルの直径は、針ゲージの内径をわずかに下回る。機能的に、注入可能物は、受信機コイルを有し、受信機コイルは、ウェアラブルから磁気エネルギーのパルス列を受け取り、それを神経変調のために舌下神経または他の標的場所に印加するための電圧信号のパルス列に変換する。ファラデーの誘導法則によって、小さい受信機コイルは、高周波数の交流しか受信することができない。したがって、注入可能物の回路の残りの部分は、高周波数の交流を１つの極性の電圧パルスの列に変換し、１つの極性の電圧パルスの列の後、電荷平衡のための反対極性のより長い期間が続く。

【0082】

注入可能物は、図５Ａ－５Ｃの１つの概略図に示されるような回路を含み、図７Ａ－７Ｄの例示的コンポーネントレイアウトおよび配線図および図６Ｂに示される出力波形を伴う。図５Ａ－５Ｃは、注入可能物の回路に関する３つの例示的概略図を示す。図５Ａの全波整流器選択肢は、各自由共振サイクルに関して最も大きい電荷を神経の中に注入するが、コイル１５０１が集合的に考慮される場合、８つの受動的コンポーネントを要求する。図５Ｂのセンタータップ付き全波整流器選択肢は、図５Ａの半分の振幅を発生させ、７つの受動的電子コンポーネントを要求する。図５Ｃの半波整流器選択肢も、図５Ａの半分の電荷注入を有するが、５つのみの受動的電子コンポーネントを要求する。図５Ｃの回路が最も少ない数のコンポーネントを要求するので、したがって、最も小さいサイズで製作されることができる。図５Ｃのこの回路は、図５Ａより２つ少ないダイオードを有するが、それが波の半分のみを整流するので、バースト毎に電荷注入の半分のみを送達する。

【0083】

図５Ｃおよび７Ａ－７Ｄに示される注入可能物の主要なコンポーネントは、以下の通りである：ウェアラブルによって発生させられる磁場を捕らえる強磁性コアを伴うカスタム受信機コイル１５０１；受信機コイルからのＡＣ信号を図６に示される正弦波パルスに整流するショットキーダイオード１５０２；図６Ｂのクリップされたパルス１６０７によって示されるように、注入可能物の電圧出力を２４ボルトに限定するツェナーダイオード１５０３；経時的に組織に送達されるゼロ正味電荷を達成するために出力電圧を電荷平衡させる０．２２μＦコンデンサ；図６Ｂに示される電荷再平衡期間１６０９の時定数を定義する１０ＫＯｈｍ抵抗器１５０５。これらのコンポーネントは、図７Ｂおよび７Ｃの印刷回路基板１７０５上に搭載される。他の実施形態は、無髄神経または従来技術の定電圧限界への後方互換性のための２．４～５ボルト、または、殆どの組織を保護するための５～２４ボルト、または、大直径の神経のための２４～１００ボルトの電圧限界を伴うツェナーダイオードを使用する。他の実施形態は、より高い周波数の刺激のための電荷のより速い平衡のための０．０１～０．２２μＦまたはより低い周波数の刺激のための０．２２～１０μＦのコンデンサを使用する。他の実施形態は、より高い周波数の刺激のための２～１０ＫＯｈｍの抵抗器（０．５～２ＫＯｈｍの組織インピーダンスより依然として大きい）を使用するか、またはより低い周波数の刺激のための１０～１００ＫＯｈｍの抵抗器を使用する。

【0084】

図７Ｃに示される電子機器サブアセンブリは、真空蒸着を介してパリレンＣを用いてコーティングされ、または別のタイプのパリレンまたは別の水分障壁コーティングを用いてコーティングされ、次いで、図７Ｄの生体適合性ポリイミド管１７０４の中に挿入される。限定ではないが、管は、ＰＥＥＫ、ガラス、または他の生体適合性材料から作製されるか、または、非生体適合性材料から作製されるが、生体適合性コーティングを用いてコーティングされ得る。この管およびコーティングは、組織流体が進入することを防止し、コーティングされた電子コンポーネント内の非生体適合性材料への暴露を防止する水分障壁としての役割を果たす。図７Ｃは、コンポーネントが図５Ｃの概略表現を達成するために電気的に一緒に接続される方法も図示する。電極リードワイヤは、図７Ａおよび７Ｃに示される白金イリジウム９０％～１０％電極１７０１および１７０２にスポット溶接される。限定ではないが、電極は、白金およびイリジウムの別の組み合わせまたは身体の内側にあり、電気を伝導することが可能であるために好適な他の金属または金属合金から成り得る。管１７０４は、剛性のために生体適合性エポキシまたは他のエポキシを用いて充填される。最後に、テザー１１０４が、戻り電極内の孔を通して経路決定され、結ばれ、管の中にエポキシ付着させられる。テザーは、創傷を縫合するために使用される縫合糸を備え得、縫合糸は、ポリエステル、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、またはこれらの組み合わせから作製されるか、または他の生体適合性糸から作製される。テザーは、注入可能物が、随意に、身体の内側に一時的または恒久的のいずれかで設置されることを可能にする吸収性合成材料からも作製され得る。
（動作）

【0085】

ウェアラブルは、図６Ａに示されるように、一次コイルと低損失コンデンサとの間の自由共振挙動によって生成される振動する減衰磁場を伝送する。図６Ａのこの波形１６０１の初期振幅は、スイッチ１２０１および１２０８がマイクロプロセッサ１２００によって図２Ｃでオンにされている時間の長さによって決定される。このスイッチがオンにされている時間が長いほど、磁場発生コイル１２０７において流動する初期電流は、より大きい。次いで、マイクロプロセッサが、このスイッチをオフにすると、コイル１２０７は、コンデンサ１２０８と自由に共振し、図６Ａの１６０３に示されるように、これらのコンポーネントの損失に起因して、指数関数的に減衰する。本実施形態における図２Ｃのスイッチ１２０１に関するオンにされる時間は、２～３０マイクロ秒であり、より深い神経に関して、およびバッテリが消耗しているとき、より長いオン時間が、要求され得る。オン時間は、バッテリが消耗し、その供給電圧が持続的使用に伴って減少するので、所与の患者に関して同じレベルの刺激を維持するように調節される。より深い神経およびより高いインダクタスのウェアラブルコイルに関する他の実施形態は、３０マイクロ秒～１，０００マイクロ秒のオン時間を有し得る。

【0086】

注入可能物の二次（受信機）コイルは、この磁場の一部を拾い上げ、ファラデーの誘導法則に従ってＡＣ電圧を発生させる。注入可能物において生成された電圧は、図５Ｃのダイオード１５０２によって整流され、ハイパスフィルタに提供され、ハイパスフィルタは、刺激電極への電流の電荷平衡送達を確実にする図５Ｃのコンデンサ１５０４と、抵抗器１５０５とを備えている。受信機コイルによって発生させられた電圧は、過剰な電圧および／または電荷密度から患者を保護するために、必要な場合、図５Ｃのツェナーダイオード１５０３によって２４ボルトにクリップされる。注入可能物の電極に提供される結果として生じる電圧は、図６Ｂに示される。この回路は、図６Ａのウェアラブルコイル電圧からの伝送からの各自由共振バースト１６０３に関して最大３つの異なる波形を生成する。第１の波形は、図６Ｂの期間１６０４にあり、電圧は、ツェナーダイオードによって振幅１６０７または２４ボルトにクリップされた半波整流正弦波パルスである。殆どの実施形態において、この第１の波形は、２４ボルトクリッピング機能が、患者安全性のためのものであり、概して、療法のために必要とされないので、存在しないであろう。第２の波形期間１６０５は、受信機コイルからの振幅がクリップレベル１６０７または２４ボルトを自然に下回るときに生じ、クリッピングを伴わない半波整流正弦波パルスから成る。第３の波形期間１６０６は、ハイパスフィルタが、その出力上の正味電圧が経時的にゼロであることを規定する電荷平衡期間であり、主として、指数関数的にゼロに減衰する負の電圧から成る。

【0087】

図６Ｂの波形は、一連の整流された正弦波パルスを備えている。末梢神経は、神経の壁の近傍の電荷の蓄積によって神経外で刺激される。電荷は、図６Ｂの期間１６０７および１６０８に示される単極電圧パルスの一続きによって、または従来技術において一般的な定常単極電圧によって蓄積することができる。

【0088】

刺激の振幅は、図２Ｃのマイクロプロセッサ１２００によって、自由共振に先立って、スイッチ１２０１および１２０８のオン時間を増加または減少させることによって調節され、本実施形態に関して３～３０マイクロ秒であり得る。刺激のバースト周波数は、マイクロプロセッサ１２００によって、スイッチのオン間の待ち時間を増加または減少させることによって調節され、本実施形態に関して２０～４０Ｈｚであり得る。患者は、異なるバースト周波数に伴う異なる感覚および不快感レベルを報告し、したがって、この範囲を利用可能にすることは、療法の有効性を損なうことなく有利である。他の神経刺激に関する他の実施形態は、電気生理学および療法に応じて、５～２０Ｈｚまたは４０～１，０００Ｈｚのバースト周波数を有し得る。刺激の有効パルス幅は、図６Ｂの期間１６０７および１６０８に示される共振回路の減衰時定数に関連し、このパラメータは、共振回路における損失によって固定される。本実施形態に関して、有効パルス幅は、９０マイクロ秒であり、他の実施形態は、１０～１００マイクロ秒または１００～１，０００マイクロ秒であり得る。したがって、刺激の振幅および周波数は、マイクロプロセッサによって容易に調節可能であり、これらのパラメータは、デバイスの滴定中に設定されることができる。

【0089】

図２Ｃのマイクロプロセッサ１２００は、ユーザが、下記の表１に従って刺激の振幅および周波数を調節することを可能にするように構成されている。

【表1】

【0090】

デバイスの臨床使用は、以下のシーケンスであることを意図している：医師は、表１の行１によって表される「強度設定モード」において滴定する。滴定手順は、下記に詳細に説明される。刺激感覚が、患者にとって好ましくない場合、表１の行２によって表される「周波数設定モード」が、自由共振刺激のより許容可能な周波数を見出すために使用される。次いで、滴定が、繰り返される。表１の行３によって表される「通常動作」モードが、最初の３分間に使用され、図３ＡのＬＥＤ１３０２が呼吸サイクルの吸気部分とともに点滅することを確実にし、このモードは、呼吸センサが適切に据え付けられるまで、繰り返し再始動される。表１の行３によって表される「通常動作」モードが、次いで、患者のために睡眠中に療法を提供するために、最初の３分を超えて再び使用される。何らかの理由でデバイスをオフにするために、表１の行４の「オフ」のシーケンスが、行使される。

【0091】

滴定手順によって設定される刺激強度は、重要なパラメータであり、それは、低すぎる場合、有効性に容易に影響を及ぼし得、高すぎる場合、不快感、覚醒、または痛みを引き起こし得る。したがって、刺激の療法レベルにつながる滴定方法は、デバイスを使用することに先立つ重要なステップである。図４は、睡眠中のＹ軸上のＯＳＡ患者の空気流１４０８対Ｘ軸上の刺激振幅１４０７のグラフを示す。空気流は、刺激振幅が有意義な頤舌筋収縮を誘起するほど十分ではないとき、流動捕捉閾値１４０４までの低いプラトー１４０２にある。空気流は、刺激振幅が気道から外に舌を完全に移動させたとき、ピーク流動閾値１４０５から始まる高いプラトー１４０３にある。図４の覚醒閾値１４０６は、ＯＳＡ患者を覚醒させる刺激振幅のレベルである。

【0092】

図４では、舌の単収縮閾値１４０１は、患者が覚醒している間の観察可能な閾値である。したがって、デバイスの滴定手順の第１のステップは、これらの筋単収縮が観察されるまで、表１の「強度設定」モードにおいてウェアラブル上の図３Ａのボタン１３０１を押すことによって振幅を増加させることである。ボタンを押す毎に、振幅は、１４．４％増加する。ボタンを繰り返し押すことは、刺激振幅の一連の固定されたパーセンテージ増加を発生させる。舌の初期筋単収縮レベルが観察されると、次のステップは、予期される空気流が、依然として覚醒閾値１４０６未満であるが、図４のより高いプラトー１４０３に到達するまで、振幅をさらに増加させることである。滴定アルゴリズムは、振幅の（１．１４４）^４＝１．７１２倍増加を達成するために、ボタンを４回押すことである。図４に示される例に関して、それは、刺激振幅を単収縮閾値１４０１の１．４ボルトから、高いプラトー１４０３内であるが、図４の覚醒閾値の２．９ボルト１４０６から遠く離れた２．４ボルト１４１０に増加させるであろう。覚醒閾値未満であるが、２．４ボルト１４１０のこの滴定された振幅は、依然として、患者にとって好ましくないか、または不快であり得る。したがって、プロトコルは、医師が、依然として高いプラトー１４０３内である図４の２．１ボルト１４１１まで、振幅を１レベル（－１４．４％）後退させることを可能にする。

【0093】

図４のＸ軸１４０７に関して、図７Ｄの刺激電極１７０２が、神経からより遠い場合、このスケールは、変化し（刺激閾値は、増加するであろう）、電極が、神経により近接する場合、逆が、当てはまる。しかしながら、この滴定手順は、筋単収縮レベル閾値１４０１を基準点として使用し、それからスケーリングし、したがって、堅牢な成果が、患者毎に、かつ種々の電極設置にわたって予期される。これらの変動に応じて、単収縮閾値は、０．１～１０ボルトであり得、最終的に滴定される療法レベルは、０．２～２４ボルトであり得る。
（ベンチ試験結果）

【0094】

図８Ａは、部品が緊密な包装に統合されていない図１Ａおよび３Ａ－３Ｃのウェアラブル１１０１の実施形態を示す。回路基板１３０４、２０１６サイズコインバッテリ１２０２のパック、および磁場発生コイル１２０７が、図８Ａに意図されるように構築され、接続され、機能する。注入可能物１１０２回路が、図５Ｃに示されるように構築され、ウェアラブルコイルの１センチメートル上方に設置される。図６Ｂの波形期間は、図８Ｂおよび８Ｃのオシロスコープトレース上で容易に観察される。電圧がツェナーによってクリップされる波形期間が、図８Ｂの期間１６０７に示される。ウェアラブル出力の自然指数関数的減衰を辿る波形期間が、図８Ｂの期間１６０８に示される。また、電荷平衡期間が、図８Ｃの期間１６０９に示される。３つの期間は、図６Ｂのものに対応し、それに類似する。図８Ａのウェアラブルコイル１２０７は、フェライトディスク上にリッツワイヤ巻線の２つの層を伴って、直径が２センチメートルである。

【0095】

図９Ａは、図８と類似するが、３．５センチメートルの直径、９つの巻数を有し、２４ゲージリッツワイヤから巻かれるより大きいウェアラブルコイル１２０７を伴う装置を示す。注入可能物１１０２とウェアラブルコイル１２０７との間の間隔は、２．５センチメートルであり、それは、ＯＳＡ患者の集団における舌下神経刺激に関して予期される最大距離である。図９Ｂのオシロスコープトレース１６０８は、この最大分離距離においてであっても、舌下神経を完全に刺激するために十分である１０ボルト以上の振幅応答を示す。
（導入器の説明）

【0096】

注入可能物１１０２は、製造業者によって図１０Ａに示されるような導入器針２００１内に事前装填されることを意図している。針先端２００２は、刺激能力を有し、図１０ＢのＢ Ｂｒａｕｎ ＨＮＳ１２ハンドヘルド神経刺激装置２００７に接続する。この刺激装置は、麻酔の間に神経ブロック注入のために神経を刺激するように設計される。刺激能力は、その場所に注入可能物を展開する前、針の先端が実際に舌下神経にあることを検証するために使用されるであろう。刺激装置２００７と針２００１との間の接続は、図１０Ａのワイヤ２００６がハブの近傍の導入器の針にはんだ付けまたは圧着（２００３）されることによって行われる。導入器針は、先端に刺激を集中させるために、先端２００２から１ミリメートルの領域または先端からの他の距離を除いて、厚さ１～５０ミクロンのパリレンのコーティングまたは他の絶縁体を用いて絶縁される。先端２００２は、鈍的であり、短い３０度の斜角を有し、注入の間に組織を通した掘進を可能にするが、いずれかが意図せず接触される場合、神経または血管を傷つけない。

【0097】

図１０Ａでは、注入可能物１１０２は、針の先端２００２に事前装填され、テザー１１０４は、針を通して経路決定される。テザー１１０４およびプランジャ２００４の両方は、係止アイリス弁２００５を通して経路決定され、それは、注入可能物の展開までコンポーネントを定位置に保持するために、工場においてしっかりと締められる。係止アイリス弁２００５は、互いに離れるように２つのノブを捻じることによって開放される。この機構は、注入を実施する医師が、針を舌下神経に超音波誘導し、次いで、助手に、注入可能物１１０２の展開の直前に係止アイリス弁２００５を弛めることを可能にする。

【0098】

図１０Ａでは、導入器針２００１は、Ｂａｒｄ部品番号Ｃ１８１３Ｂ（ＢＡＲＤ ＭＥＤＩＣＡＬ，Ｎｅｗ Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ，ＮＪ）であり、次いで、この針を刺激針に変換するために、先端を除いて（絶縁）パリレンを用いてコーティングされ得る。刺激装置コネクタ２００６を伴うワイヤは、麻酔針Ｂ Ｂｒａｕｎ部品番号３３６４４から入手可能である。係止アイリス弁２００５は、Ｍｅｒｉｔ Ｍｅｄｉｃａｌ部品番号ＦＬＯ３０（ＭＥＲＩＴ ＭＥＤＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ，Ｓｏｕｔｈ Ｊｏｒｄａｎ，ＵＴ）であり得る。プランジャ２００４は、カスタム２２ゲージロッドである。
（注入手技およびウェアラブル設置プロトコル）

【0099】

下記は、ＯＳＡに関する神経変調療法のためにデバイスを注入し、患者を準備するための製造業者の説明書の例である。

【0100】

１．助手または医師は、図１０Ａの事前装填された導入器２０００を開梱し、超音波プローブの周囲に無菌シュラウドを巻きつけ、無菌ゲルを用いてそれを覆う。次いで、患者の鎖骨の近傍に皮膚電極を設置し、それを図１０ＢのハンドヘルドＢ Ｂｒａｕｎ ＨＮＳ １２刺激装置２００７に電気的に接続する。刺激装置は、図１０Ａに示されるような導入器針２０００のリードワイヤ２００６にも接続される。１Ｈｚの周波数において１ミリ秒パルスを発生させるようにハンドヘルド刺激装置を構成する。初期電流を０．０ミリアンペアに設定する。

【0101】

２．医師は、顎骨の下かつそれに平行な頸部の片側にゲルを用いて覆われた超音波プローブを設置する。医師は、図１２Ｂに示されるように、顎下腺および舌下神経１１０６の平行な軌道が見えるまで、超音波プローブを移動させる。超音波プローブが、舌下神経の上側軌道が２．５ｃｍより深いことを示す場合、手技は、停止され、対象は、不適格と見なされる。

【0102】

３．医師は、次いで、図１２Ｂの顎下腺２２０３を安全に避けて通る舌下神経から皮膚表面までの線形経路２２０４を可視化する。可視化中、医師は、針の進入点を識別し、皮膚上にこの場所をマーキングする。医師は、マークが、図１２Ａのプローブの側の中心基準２２０５と慎重に整列させられることを確実にする。

【0103】

４．助手または医師は、針進入点を清潔に拭き取り、局所麻酔剤であるリドカインを注入する。

【0104】

５．医師は、麻酔剤が効くまで数分間待ち、次いで、外科手術用針を使用して、マーキングされた進入点に小さい穴を作製する。

【0105】

６．助手は、無菌ゲルを用いて超音波プローブを覆う。医師は、次いで、一方の手で、顎骨の下かつそれに平行な頸部の側に超音波プローブを戻すであろう。マークが、図１２Ａのプローブの側の中心基準２２０５と慎重に整列させられることを確実にする。医師は、顎下腺が、図１２Ｂのそれをわずかに越える舌下神経１１０６の平行な軌道とともに再び見えるまで、プローブを移動させる。

【0106】

７．次いで、他方の手で、医師は、図１０Ａの導入器針２０００を顎下面積から前方に挿入し、舌下神経に向かって顎下腺の縁に沿ってこれを誘導する。医師は、（１）顎下腺を通して進むことを回避し、（２）神経標的への線形軌道上に針を保ち、（３）針、顎下腺、および舌下神経のビューを常に維持する。医師は、これらを遂行するために、必要に応じて導入器を位置変更、方向変換、および／または再挿入し得る。図１２Ａおよび１２Ｂを参照されたい。

【0107】

８．図１０Ａの導入器先端２００２の先端が、舌下神経から１～２ミリメートル以内に来ると、助手は、舌移動が観察されるまで、図１０Ｂのハンドヘルド刺激装置２００７の電流出力を増加させるであろう。助手は、舌変位が増加しなくなるまでに舌変位が飽和しているように見えるまで、電流を増加させる。１秒あたり１の率における１ミリ秒パルスを伴う２ミリアンペアの刺激で飽和が見られない場合、医師は、可能である場合、神経のより近くに導入器先端を移動させる。

【0108】

９．医師は、空間内に固定されたプランジャ２００４を保持し、導入器針２０００を同時に引き抜きながら、助手に導入器の図１０Ａの係止アイリス２００５を弛めてもらうことによって、注入可能物を設置する。医師および助手は、図１０Ａの注入可能物１１０２の下流刺激端が、超音波ディスプレイ上の舌下神経から１～２ｍｍ以内に留まることを確実にする。導入器は、ここで、完全に対象の外側にあり、注入可能物の刺激電極は、舌下神経から１～２ｍｍ以内にあるはずである。医師または助手の指がテザー進入点上にある状態で、注入部位は、優しく洗浄され、図１０Ａの過剰なテザー１１０４は、コイル状にされ、注入部位から離れた対象の皮膚にテープ留めされる。医師および助手は、神経から離れるように注入可能物を引っ張らないように注意する。医師または助手は、パッドが注入点を優しく覆うように、３Ｍ（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）からのＴｅｇａｄｅｒｍ ３５８２等の包帯を設置する。注入可能物の恒久的設置に関して、テザーが存在しないであろうこと、または、テザーが合成吸収性材料から作製され得ることに留意されたい。

【0109】

１０．この次のステップは、おそらく、設置が一晩の試験のために一時的であるか、恒久的であるかに応じて、注入が完了した後のある程度の時点で実施される。医師または助手は、ウェアラブルの接着剤カバーを除去し、注入可能物の場所の中心にウェアラブルを置くが、ウェアラブルは、針進入点の中心に置かれない。ウェアラブルは、対象の皮膚に取り付けられ、必要な場合、および依然として存在する場合、包帯と重複する。

【0110】

１１．おそらく注入可能物を設置した医師と異なる医師は、表１に従って、ウェアラブルを強度設定モードに設定する。このモードでは、刺激は、最も低いレベルにおいて１秒間隔でオンおよびオフで交互するであろう。医師は、表１に指定されるように、各レベルに関して迅速にボタンを１回押すことによって、強度を一度に１レベル増加させる。医師が、舌の図４の単収縮閾値刺激レベル１４０９を観察すると、医師は、ウェアラブルのボタンを迅速に４回押し、振幅を図４のレベル１４１０まで増加させることによって、刺激を増加させる。このレベルの刺激が、患者にとって不快である場合、医師は、表１に表されるようにボタンを迅速に２回押すことによって、刺激を１レベル、図４の振幅レベル１４１１まで減少させ得る。次いで、医師は、表１に表されるように、１～２秒にわたってボタンを保持し、図２Ｃのマイクロプロセッサ１２００の内側のウェアラブルのメモリ内でこの刺激レベルを固定する。

【0111】

デバイスが、ボタンが押されるときにより高いレベルの強度に到達することができない場合、ＬＥＤは、その点滅フィードバックを提供しないであろう。これが滴定プロセス中に起こる場合、適切な滴定は、達成可能ではない。これは、注入可能物と神経との間の過剰な距離または注入可能物とウェアラブルとの間の過剰な距離に起因し得る。医師は、２回目の注入試行が正当とされるかどうかを決定する。該当する場合、注入可能物は、存在する場合、テザーを介して除去され、注入可能物および全ての導入器部品は、廃棄され、注入部位の周囲の皮膚は、洗浄され、上記のステップは、新しい導入器および新しい注入可能物を用いて繰り返される。

【0112】

表１の周波数設定モードは、患者が依然として刺激に対して快適ではない場合に使用され、より高いまたはより低い周波数に調節することができる。ステップ１１の滴定手順は、周波数を変更した後、繰り返されなければならない。

【0113】

ウェアラブルパラメータが、ステップ１１において固定されると、患者は、睡眠に先立ってウェアラブルを設置し得、患者は、睡眠後にウェアラブルを除去し得る。患者は、図３Ｃのバッテリ１３０５を再充電または交換することも行い得る。

【0114】

１２．医師または患者は、図１３Ｃ、１３Ｄ、または１３Ｅに図示されるように、おそらく、通常、睡眠研究において使用される呼吸ベルトの下で、胸部または腹部上に呼吸センサ２３０６を取り付ける。医師または患者は、図１Ａに示されるように、シャツまたは他の上衣の下で、襟を通して、ウェアラブルに呼吸センサワイヤを経路決定および接続する。最初の使用時、医師は、ウェアラブルのＬＥＤが対象の吸気中にオンであることを観察することによって、呼吸センサが機能していることを確実にするであろう。
（ラット座骨神経における動物実証）

【0115】

ウェアラブルおよび注入可能デバイスの全機能が、図１１Ａおよび１１Ｂの装置を使用して、ラットの座骨神経において実証された。ラットの座骨神経は、直径が約２ミリメートルであり、ヒトにおける舌下神経と同じである。注入可能物が、外科手術によってラット２１００の座骨神経に設置され、次いで、創傷が、閉鎖および縫合された。ウェアラブル１１０１が、較正された移動可能ステージ２１０７上に設置された。ラットの対応する後肢の足が、力トランスデューサ２１０１に物理的に接続されたペダル２１０２に貼り付けられた。図１１Ａおよび１１Ｂのこの装置は、神経からのウェアラブルの距離の関数としての後肢力の測定を可能にした。

【0116】

この研究の結果は、図１１Ｃに示される。トランスデューサ２１０１によって測定された後肢力２１０３が、Ｙ軸上に表示される。座骨神経からのウェアラブル１１０１の距離が、Ｘ軸上に示され、皮膚表面は、点２１０８によって示されるように、神経から１１ｍｍであった。力は、図１１Ｃのグラフ２１０６によって示される図２Ｂの２つの異なるコイル１２０７および図１１Ｃのグラフ２１０５によって示される図９Ａの第２のコイル１２０７に関して測定された。後肢力は、力トランスデューサの容量を超え、距離に伴って減少する前にグラフ２１０５を平坦にした。データは、より小さいコイルを伴うウェアラブルの距離能力が、神経から１５ミリメートル離れ、より大きいコイルでは神経から２７ミリメートル離れることを示す。ヒトにおける舌下神経は、ＯＳＡ患者の大多数の集団においてウェアラブルから最大２５ミリメートルであることが予期される。
（超音波誘導注入経路のヒト実証）

【0117】

２人のヒト対象において、耳鼻科医が、皮膚表面から図１０Ａに示される導入器の予期される注入経路に沿って神経ブロック針を安全に超音波誘導し、顎下腺を回避し、舌下神経の近傍に到達させた。図１２Ａの超音波システム２２０２は、図１２Ｂにおけるような画像を示すＡｐｐｌｅ ｉＰａｄ（登録商標）ディスプレイを伴って、Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ ｉＱ（ＢＵＴＴＥＲＦＬＹ ＮＥＴＷＯＲＫ，Ｇｕｉｌｆｏｒｄ，ＣＴ）によって製造された。図１２Ａの刺激針２２０１は、舌下神経１１０６に向かって皮膚に対してほぼ３０度の角度で顎の下に挿入され、顎下腺２２０３を慎重に回避した。この針は、針２２０４の長さが、図１２Ｂの超音波ディスプレイの平面ビュー内にあるように、超音波プローブ２２０２を保持する医師によって誘導された。舌下神経における針先端の場所は、図１０Ｂの刺激装置を用いて針先端をアクティブにすることによって検証された。舌突出が、両方のヒト対象において観察され、それは、ＯＳＡに関する舌下神経刺激に対する予期される応答である。超音波システムのドップラ特徴が、血流を強調しているときであっても、いかなる有意な不快感も、報告されず、いかなる血管または他の敏感な構造も、図１２Ｂに撮像される領域またはその周辺において観察されなかった。
（呼吸センサ）

【0118】

呼吸センサは、患者が吸息しているときに正の電圧を発生させ、それ以外は負またはゼロの電圧を発生させるピボットに対して撓む圧電ディスクである。呼吸センサの主要なコンポーネントは、図１３Ａにおいて以下の通りである：多くの場合、電子ブザーにおいて見出される圧電ディスク２３０１。圧電ディスクは、３５ミリメートルの直径を有し、Ｍｕｒａｔａ部品番号７ＢＢ－３５－３Ｌ０から入手可能であるか、または他の圧電ディスクである；旋回運動のための平行な板を提供するために黄銅または他の好適な材料から作製された支持ディスク２３０２；３Ｍ（Ｓｔ． Ｐａｕｌ，ＭＮ）、電子機器部品番号Ｂ０７３Ｗ１Ｂ３Ｇ１からの透明なゴムドームであるピボット２３０３または支持ディスク２３０２の中心に貼り付けられる他のピボット；黄銅ディスク２３０２、ピボット２３０３、および圧電ディスク２３０１の積み重ねを格納するための図１３Ｂに示されるフェルトパウチ；積み重ねの挿入のためのパウチの開口部におけるフックおよびループストリップ２３０４。限定ではないが、パウチは、水分障壁である、または水分障壁層またはコーティングを用いて裏打ちされ得る布等の別の好適な材料から作製され得る。圧電ディスクからの出力ワイヤは、歪み緩和のために、フックおよびループシール２３０４の下方で結び目を用いて結ばれる、または支持ディスク２３０２に圧着され得る。パウチに取り付けられた折り目、ワイヤによって通されるパウチ内の節穴、縫い付けられたアタッチメント、または他の好適な手段等、別の歪み緩和も、ワイヤをパウチに貼り付けるために使用され得る。

【0119】

図１３Ａは、ブザーとしての使用を意図される圧電ディスク２３０１を示す。限定ではないが、センサのこの部品は、直径が３５ｍｍであり、片側に圧電セラミックフィルムを含む。ワイヤが、セラミックおよび黄銅基板に接続される。３０ナノファラドの静電容量が、セラミックと基板との間に存在する。その意図される使用では、電圧が、ワイヤに印加され、固定された周波数においてディスクを振動させる、またはそれに可聴的にブザー音を鳴らせる。本発明に関するこの用途では、このディスクは、基板がわずかに撓ませられるときに電圧を発生させる。限定ではないが、本部品の例は、Ｍｕｒａｔａ （Ｋｙｏｔｏ，Ｊａｐａｎ）によって製造される７ＢＢ－３５－３Ｌ０である。

【0120】

この呼吸センサは、胸部または腹部が吸気中に拡張するときに圧電ディスクが撓ませられるときに電圧を発生させ、図１３Ａの実施形態において、電圧は、圧電ディスク２３０１が支持ディスク２３０２に向かって撓ませられ、支持ディスクが身体に面しているときに正である。撓み運動は、圧電ディスク上のセラミックフィルムを横断して電荷を蓄積させ、電圧を発生させる。撓む力が残っている場合であっても、電荷は、抵抗によって放散されるので、電圧は、経時的に低下するであろう。電圧の本低下の時定数は、ＲＣであり、Ｒは、センサ出力と並列の全抵抗であり、Ｃは、圧電ディスクの固有の静電容量である。したがって、この電圧低下の時定数は、センサ出力と負荷との間に挿入される所定の負荷抵抗または直列抵抗器によって設計され得る。

【0121】

センサの圧電ディスクは、ストラップがセンサの後部を横断して経路決定され、緊張され、いずれかの側で皮膚に取り付けられるか、身体の周囲全体に経路決定される場合、患者の呼吸運動に伴って撓むであろう。このストラップ搭載は、上側胸部、下側胸部、胃面積、腹部エリア、および腰線の間およびそれらを含む任意の場所にセンサを配置し得る。優先的に、センサは、患者が吸息するときに胸部を拡張させる患者に関して胸部上に位置し、患者が吸息するときに胃を拡張させる患者に関して腰部に近接して位置する。加えて、ストラップは、場所２３０６にセンサを伴う図１３Ｃに描写されるような呼吸ベルトであり得るか、または、ストラップは、場所２３０６にセンサを伴う図１３Ｄに描写されるような衣服または下着の弾性または布腰線部分であり得るか、または、ストラップは、場所２３０６にセンサを伴う接着性テープまたは接着性包帯を用いて図１３Ｅに描写されるようないずれかの側の皮膚に後方からテープ留めまたは包帯され得る。

【0122】

図１４Ａでは、負荷抵抗は、センサ２３０６の下流のアナログ－デジタルコンバータまたは前置増幅器２４０３に、所望の時定数を設計するために追加される直列抵抗２４０１を加えたものの入力インピーダンスである。本発明者による多数の実験において、呼吸の吸気段階を正確に検出し得るセンサに関する所望の時定数は、図１３Ａの圧電ディスク２３０１のこのモデルに関して約０．３秒である。この時定数は、センサ出力が、患者が吸息しているとき、または吸息しようとしているとき、殆どが正の電圧であり、患者が吸息していないとき、殆どが負の電圧であることをもたらす。圧電ディスク２３０１の固有の静電容量は、３０ナノファラドであるので、１０ＭＯｈｍの負荷抵抗が、この所望の時定数を発生させるであろう。図１４Ａに示されるように、この負荷抵抗は、直列抵抗器２４０１を追加することによって達成されることができ、直列抵抗器２４０１は、１０ＭＯｈｍから、図２Ｃのウェアラブルのマイクロプロセッサ１２００上のＡ／Ｄコンバータ入力、または有線接続に取って代わる無線送信機の入力インピーダンスを差し引いた抵抗を伴う。限定ではないが、他の患者の呼吸パターンおよび率に関するセンサの選択された時定数は、０．１、０．２、０．４、０．５、または０．６秒、またはそれらの間の任意の値であり得る。

【0123】

図１４Ｂは、図１３Ｄ（腰線）に示されるように搭載されるときのセンサからの電圧のオシロスコープトレースを示す。オシロスコープの入力インピーダンスは、１ＭＯｈｍであり、したがって、図１４Ａの直列抵抗器２４０１は、このベンチ試験に関して９ＭＯｈｍであるように選択された。図１４Ｂのトレースでは、吸息は、ほぼもっぱら電圧出力が正２４０４であるときに起こっており、それ以外では、電圧出力は、ほぼもっぱら負２４０５である。吸気段階の直前のゼロボルトを横断する電圧２４０４の鋭い立ち上がりエッジは、舌下神経の神経刺激装置をオンにし、気道から外に舌を移動させ、ＯＳＡを伴う患者が遮断を伴わずに吸息することを可能にするための強力かつ信頼性のある信号としての役割を果たす。

【0124】

吸息中および吸息しようとしている間の正の電圧、および呼息中の負の電圧を伴う図１４Ｂのものに類似する信号が、いずれかの側で横になること、仰向けになること、およびさらにはマットレスに対してセンサに体重をかけて前を向いて横たわることを含む、全ての睡眠姿勢において観察された。

【0125】

限定ではないが、図１３Ａの圧電ディスク２３０１は、異なるサイズ、形状、または静電容量であり、依然として、当業者によって呼吸運動センサの中に設計され得る。限定ではないが、所望の時定数は、直列抵抗器を変更することによって、異なる固有の静電容量および／または負荷抵抗に関して復元され得る。

【0126】

（改良されたＴＥＮＳデバイス）

【0127】

図１５は、ヒトの腕上の場所における経皮刺激に適用される本発明を示す。限定ではないが、図１５の構成は、神経または筋肉刺激が所望される身体上の任意の場所に設置され得る。この場合、神経３１１０が、刺激に関する標的である。３つの電極３１０２、３１０３、および３１０４が、皮膚３１１１上に搭載される。下記に説明されるであろうように、電極３１０２は、刺激電極であり、電極３１０３および３１０４は、交流の反対方向に整流された成分を受信する。整流回路または構成要素は、２つのダイオード３１０１であり得る。

【0128】

限定ではないが、刺激電極３１０２は、より小さい電極のアレイに分割され得、そのうちのいくつかは、ＡＣ波形の正の成分を提供し、その他は、負の成分を提供する。本発明のこれらの変形は、集約的効果が同じであるので、ここで説明されるものと本質的に同じ技術であると見なされる。

【0129】

交流（ＡＣ）電圧源３１１２は、刺激電極３１０２に接続される一方の端子を有し、他方の端子は、１つのダイオード３１０１のカソードおよび別のダイオード３１０１のアノードに接続される。ダイオード３１０１は、交流または電圧源３１１２を備えている正のパルス対負のパルスのための身体を通した異なる経路を確実にする。正のパルス３１１３の経路は、アノード電流の経路と見なされることができ、負のパルス３１１４の経路は、カソード電流の経路と見なされることができる。これらの２つの経路が電極３１０２において合流するので、この合流された領域は、正のパルスと負のパルスとの両方、または完全なＡＣ刺激を経験する。

【0130】

神経３１１０を刺激するために、強度または振幅と電流密度との両方の組み合わせが、要求される。神経は、カソード電流またはアノード電流のいずれかによって刺激されることができるが、概して、カソード電流に対して２倍の振幅がアノード電流のために要求される。図１５では、カソード電流密度は、最も高い場所３１０５であり、この場所は、刺激に関する標的である。場所３１０６は、最も高いアノード電流密度の場所であり、この場所は、３１０５におけるカソード刺激の所望の相殺を提供することができ、それによって、脳結合活動電位が、神経３１１０における運動線維と共存し得る感覚神経線維において作成されない。代替として、カソードおよびアノード電流は、戻り電極を物理的に逆転させることによって逆転され得、それによって、より強いカソード電流を使用し、脳に向かう痛み信号を緩和する一方、アノード電流は、カソード励起の下流の筋線維束の励起を防止または最小化する。

【0131】

図１５では、各電極の下の場所３１０７、３１０８、および３１０９は、電流が容易に励起される表在神経末端を通過しているので、電気ショック感の副作用を最も受けやすい。従来技術のＴＥＮＳデバイスでは、これらの場所は、ショック感覚の源であろう。しかしながら、図１５の本発明の構成では、これらの場所３１０７、３１０８、および３１０９のいずれも、電気ショック感覚を引き起こす必要はない。

【0132】

刺激電極３１０９の場所において、皮膚の近傍のこれらの神経末端は、交流を経験する。保険業者研究所（ＵＬ）および国際電気標準会議（ＩＥＣ）の各々は、人体がＡＣ １０ＫＨｚ電圧に関して応答を引き起こすために、低周波数またはＤＣ電圧に対して１０倍大きい振幅を要求することを示す電気安全性データを公開している。１００ＫＨｚ周波数において、ＤＣに対して１００倍より高い振幅が、ＡＣに関して要求され、１ＭＨｚ周波数が、さらにより安全である。１ＫＨｚと同程度に低いＡＣ周波数であっても、低周波数またはＤＣ電流より高い感覚の閾値を有する。したがって、図１５のＡＣ電圧源３１１２が、実質的に１ＫＨｚを上回る周波数を有する限り、カソード刺激領域３１０５および／またはアノード刺激領域３１０６が、完全に刺激されている場合であっても、いかなる感覚も、場所３１０９において予期されない。刺激電極における交流は、正弦波、方形波、三角波、または他の周期的波形であり得る。加えて、周期的波形は、電気ショック感覚を再導入することなく、振幅において上向きまたは下向きにゆっくり変調され得る。例えば、図６Ａの指数関数的に減衰する波形が、ゆっくり変調される正弦波の例であり、変調は、漸進的な指数関数的減衰である。したがって、図３のウェアラブルは、図１５のＡＣ源３１１２を図２Ｂの磁場発生コイル１２０７、図３Ｃの１３０６、図８Ａの１２０７、および図９Ａの１２０７と置換することによって、刺激電極において必要とされる交流を発生させ得る。

【0133】

図１５の場所３１０７および３１０８も、ショック感覚を受けやすい。これらの２つの場所では、それぞれの戻り電極３１０３および３１０４は、場所３１０７および３１０８における電流密度を恣意的に低いレベルにするために、十分に大きい電気接触面積を伴って設計されることができる。本発明の実施形態において、これらの電極３１０３および３１０４の電気接触面積は、領域３１０７および３１０８における神経末端を励起しないように、十分に大きいであろう。

【0134】

電極３１０２の電気接触面積は、皮膚の下のその神経末端が、ＡＣ電流によって保護されるので、より小さくあり得る。限定ではないが、電極３１０２は、多くの電極接触面積を有することができ、典型的に、より大きい表面積が、より深い刺激標的に関してより効率的であり、より小さい表面積が、より浅い刺激標的に関してより効率的である。

【0135】

図１５の本発明に関する概要では、高度に標的化された刺激領域３１０５が、皮膚のかなり下方で達成され、ショック感覚は、それぞれ、３つの電極３１０３、３１０４、３１０２の直下の場所３１０７、３１０８、３１０９において排除される。

【0136】

図１５における１つの仮定は、カソード電流３１１４が、アノード電流３１１３と大きさにおいてほぼ等しいが、極性が反対であることである。これらの２つの大きさが、等しくない場合、領域３１０９は、正味カソードまたは正味アノードであり、そのうちのいずれかが、３１０９において神経末端を刺激し、電気ショック感覚を引き起こし得る。戻り電極３１１３および３１１４における２つの電流が、平衡化されない場合、または大きさにおいて自然にほぼ等しい場合、いくつかの平衡手段が、不平衡を補正し得：相殺するＤＣバイアスが、ＡＣ電圧源３１１２に導入され得るか、電極３１０３または３１０４のいずれかの電極接触面積が、アノードおよびカソード電流を平衡化するように増加または減少され得るか、または、直列抵抗器が、電極３１０３に進入するワイヤ内または電極３１０４に進入するワイヤ内に挿入され得る。限定ではないが、マイクロプロセッサが、図１５に示されない電流センサを使用することによって電極３１０３および３１０４への電流レベルを感知し、不平衡を計算し、自動的に、おそらく動的に、上で説明されるパラメータを調節することによって説明される平衡手段を制御し得る。再び、限定ではないが、そのようなマイクロプロセッサは、アノードおよびカソード電流を継続的に感知し、それらが意図されない条件に応答して望ましくない量だけ平衡を失うときにデバイスをオフにし得る。

【0137】

図１６は、図１５と類似するが、今回は脊髄刺激（ＳＣＳ）に適用される本発明の構成を示す。ＳＣＳは、脊髄において脳への痛み信号を遮断することによって、腰痛および他のタイプの慢性疼痛を治療するために広範に使用される。脊髄は、身体内の２～４ｃｍの深さにあるので、電流密度が脊髄における療法のために十分に高いとき、皮膚電極において経験される電気ショックは、許容不可能であろうから、ＴＥＮＳデバイスを用いてＳＣＳ治療を達成することは、本質的に不可能である。図１６では、脊髄３１２０に沿った場所３１２１が、標的場所である。標的場所は、深いが、皮膚３１１１と脊髄３１２０との間の組織は、殆どが骨であり、それは、他の組織と比較して非常に抵抗性である。したがって、電極３１０２に流入する／それから流出する電流は、優先的に、かつ望ましくは、椎骨の間で、脊髄のより高い伝導性の組織に流動するであろう。

【0138】

（実施例１：正中神経および手根管症候群のための改良されたＴＥＮＳ）

【0139】

図１７は、前腕に沿って手首を通して手まで中心に延びているヒト対象の正中神経３１３３を刺激するために使用される本発明を示す。この神経は、多くの場合、手根管症候群のための療法として刺激される。より小さい電極３１０２が、皮膚上で正中神経の直上に設置され、２つの戻り電極３１０３および３１０４が、３１０２の反対側に設置され、３１０３は、手の裏側に設置される。電圧源３１３４が、指数関数的に減衰するＡＣ正弦波の１秒あたり１つのバーストを発生させる。電圧源３１３４のＡＣ周波数は、１００ＫＨｚであり、減衰時定数は、２５マイクロ秒であり、ピーク振幅は、２００ボルトである。結果は、源３１３４における約６ミリアンペアの電流ピークである。電極３１０３および３１０４におけるＲＭＳ電圧は、バースト中に約６６ボルトである。このＲＭＳ振幅は、ＴＥＮＳデバイスに関して典型的である。カソード負パルス３１３１が、電極３１０２から電極３１０３に流動し、アノード正パルス３１３２が、電極３１０４に流動する。標的刺激は、電極３１０２のわずかに前方の正中神経に沿っている。

【0140】

本発明の構成および刺激パラメータでは、ヒト対象の親指３１３０が、減衰する正弦波のバーストと同期して前後に移動した。任意の残留電気ショック感覚から対象によって経験される痛みレベルは、０～１０のスケールで１（殆ど顕著ではない）であり、０は、無痛であり、１０は、言い表せない痛みである。

【0141】

次に、同じヒト対象が、従来技術のＴＥＮＳデバイス（図３に示されない、Ｂ Ｂｒａｕｎ Ｍｅｄｉｃａｌ （Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ，ＰＡ）によって製造されるＨＮＳ １２）を有し、戻り電極が、図３の場所３１０３に設置され、刺激電極が、場所３１０２に設置された。従来技術の電極の両方は、本発明の電極と類似する表面積を有し、振幅は、図１７の３１３０と同じ親指応答を達成するように増加された。従来技術のＴＥＮＳデバイスを使用して、ヒト対象は、６の痛みレベル（中程度に強く、通常の活動に干渉し得る）を報告した。

【0142】

したがって、本発明のＴＥＮＳは、従来技術のＴＥＮＳと同じ応答を達成したが、電気ショック感覚に起因する痛みレベルは、６から１に低減させられた。

【0143】

図１７の正中神経の近傍の別の神経は、尺骨神経である。類似する様式におけるこの神経の刺激は、尺骨神経上で進行する痛み信号を緩和し得る。例えば、肘部管症候群からの疼痛が、方法で緩和され得る。

【0144】

例は、正中神経および尺骨神経によって脳にシグナリングされる２つのタイプの疼痛に関してのみ与えられたが、本発明は、電極を適切な場所に貼り付けることによって、任意の末梢神経によってシグナリングされる末梢疼痛を治療するために適用されることができる。

【0145】

（実施例２：眼窩上神経および片頭痛のための改良されたＴＥＮＳ）

【0146】

図１８は、電極３１０２が眉毛の中間点の直上の眼窩上神経に設置されたことを除いて、図１７と類似する構成を示す。この神経は、多くの場合、片頭痛のための療法として刺激される。戻り電極３１０３および３１０４が、刺激電極３１０２の両側の２センチメートルに設置された。システムは、類似する電圧振幅を伴って前述の例と同様に動作させられた。この試験におけるヒト対象に関して、片頭痛からの疼痛が、頭痛の進展段階に応じて、中程度から軽度に、または軽度からなしに低減させられた。

【0147】

同じヒト対象が、同じ片頭痛エピソード中、Ｃｅｆａｌｙ（Ｓｅｒａｉｎｇ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）から入手可能な従来技術のＴＥＮＳデバイスも使用した。従来技術のデバイスも、中程度から軽度に、または、軽度からなしに頭痛を低減させた。しかしながら、眼窩上神経刺激に関して、本発明のＴＥＮＳに関する痛みレベルは、１であり、従来技術のＴＥＮＳに関する痛みレベルは、６であり、再び、従来技術に対する本発明の著しい改良であった。

【0148】

（実施例３：舌下神経および閉塞性睡眠時無呼吸のための改良されたＴＥＮＳ）

【0149】

図１９Ａを参照すると、刺激電極が、電気的に一緒に接続された２つの電極３１０２に分割され、１つが、口腔の内側の舌小帯の片側に設置された。戻り電極３１０３および３１０４が、両側の顎骨の下に設置された。この場所における電気刺激は、舌の下に位置する頤舌筋および舌下神経を活性化する。収縮させられると、これらの筋肉は、舌の後部を下顎に向かって引っ張る。最終結果は、舌の突出である。この応答は、ヒト対象において実証され、舌突出応答３１６０が、図１９Ｂに図示される。本発明が、Ｉｎｓｐｉｒｅ Ｍｅｄｉｃａｌの埋め込みデバイスに匹敵する舌の有意な突出を達成するために、刺激振幅を上げるように滴定されたので、ヒト対象は、１～２の痛みレベルを経験した。したがって、本発明は、商業的に入手可能な外科的インプラントと同じ応答を完全に非侵襲性であるデバイスを用いて達成した。図１９Ａの本発明の構成は、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）を治療するために理想的である。

【0150】

本説明および例では、本発明は、電気ショック感覚および関連付けられる痛みを低減させ、ＴＥＮＳ刺激の標的化を増加させることが明確に示された。これらの改良は、許容可能であるより高い刺激強度も可能にし、従来技術のＴＥＮＳデバイスに対する本発明のより高い有効性を方向性として示す。加えて、脊髄刺激等の非侵襲性ＴＥＮＳデバイスに関する新しい治療が、本発明を用いて初めて可能であり得る。

【0151】

本発明およびヒト対象研究を例証する例は、具体的療法に関するが、本発明が他の公知または現在未知のＴＥＮＳ療法に関して請求されることのいかなる限定も、含意されない。

【0152】

本開示は、種々の例示的実施形態に関連して説明されたが、種々の追加の実施形態および説明される実施形態の改変が、本開示の範囲内で想定される。したがって、前述の説明のいかなる部分も、以下の請求項に記載されるような本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。上で説明される実施形態の全てに関して、方法のステップは、順次実施される必要はない。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A-6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図13E】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【手続補正書】

【提出日】2022-10-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

閉塞性睡眠時無呼吸のための神経変調システムであって、前記神経変調システムは、
ａ．舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、整流ダイオードの組と、ツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、
ｂ．磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスと
を備え、
前記磁場発生コイルは、コンデンサに接続され、前記舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成され、
前記細長いデバイスは、前記刺激電極に印加された電圧が前記整流ダイオードによって整流され、前記ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように、構成されている、神経変調システム。

【請求項2】

前記ウェアラブルデバイスは、少なくとも１つのボタンバッテリを含む、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項3】

前記ウェアラブルデバイスは、前記自由共振に先立って前記磁場発生コイルにおいて流動する初期電流を設定することによって、刺激の振幅の調節を可能にするように構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項4】

前記ウェアラブルデバイスの前記初期電流の設定は、前記磁場発生コイルが電力供給源と接地との間に接続されている時間の長さに基づく、請求項３に記載の神経変調システム。

【請求項5】

前記整流ダイオード、前記ツェナーダイオード、前記抵抗器、前記コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、５～５０ミクロンの厚さを伴い、パリレンまたはパリレンＣを備えている防湿層を用いてコーティングされている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項6】

前記整流ダイオード、前記ツェナーダイオード、前記抵抗器、前記コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、管の内側に格納され、前記管は、ポリイミドまたはＰＥＥＫを備え、前記管は、生体適合性エポキシを用いて充填され、前記管は、パリレンまたはパリレンＣを備えている防湿層を用いて前記内側または外側でコーティングされている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項7】

前記刺激および戻り電極は、生体適合性金属から作製されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項8】

前記電極は、白金、イリジウム、または白金およびイリジウムの合金を備えている、請求項７に記載の神経変調システム。

【請求項9】

前記細長いデバイスは、前記刺激電極から間隔を置かれる場所において前記細長いデバイスに取り付けられたテザーをさらに備え、前記テザーは、除去可能性のために構成され、前記テザーは、ポリエステル、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、組織吸収性合成材料、またはそれらの組み合わせを備えている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項10】

前記整流ダイオードは、全波整流器または半波整流器として構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項11】

導入器針をさらに備え、前記細長いデバイスは、前記導入器針の内側に位置し、前記導入器針の先端は、刺激デバイスに電気的に接続されるように構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項12】

呼吸運動を感知するためのセンサをさらに備え、前記センサは、
パウチと、
圧電ディスクと、
支持ディスクと、
前記パウチ内に含まれたそれらの間のピボットと
を備え、
前記支持ディスクは、ユーザの身体に対する接触のために構成された前記パウチの第１の側に位置し、前記圧電ディスクは、前記支持ディスクと反対の前記パウチの第２の側に位置し、前記身体に向かって縛り付けられるように構成されている、請求項１に記載の神経変調システム。

【請求項13】

前記センサは、コネクタによって前記ウェアラブルデバイスに電気的に接続されている、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項14】

前記コネクタは、ワイヤである、請求項１３に記載のセンサ。

【請求項15】

前記コネクタは、無線リンクである、請求項１３に記載のセンサ。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0036】

なおも別の例では、神経の近くに神経変調デバイスを設置することであって、神経変調デバイスは、刺激電極と、２つの戻り電極とを備えている、ことと、刺激電極を用いて交流を印加することと、交流の反対方向に整流された成分を受信することとを含む神経変調を実施する方法が、提供される。方法は、神経変調デバイス内に位置しているダイオードを用いて交流を整流することをさらに含み得る。方法は、錯感覚またはショック感覚を低減させるために、１Ｈｚ～１，０００Ｈｚの範囲内で交流の周波数を選択することをさらに含み得る。方法は、各戻り電極における反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値を平衡化することをさらに含み得る。平衡化することは、直列抵抗を挿入すること、戻り電極接触面積を調節すること、および／または刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入することによって実施され得る。神経変調デバイスは、平衡化することを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備えている。交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調される周期的波形であり得る。周期的波は、正弦波、方形波、または三角波である。神経は、末梢神経であり得、神経変調デバイスを設置することは、皮膚に対して末梢神経の上に神経変調デバイスを非侵襲的に設置することを含む。末梢神経は、眼窩上神経であり得、神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成されている。末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり得、神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成または使用される。末梢神経は、正中神経であり得、神経変調デバイスは、手根管症候群を治療するように構成されるか、または、末梢神経は、尺骨神経であり得、神経変調デバイスは、肘部管症候群を治療するように構成または使用される。神経変調デバイスは、末梢疼痛を治療するようにも構成または使用され得る。神経変調デバイスを設置することは、脊髄場所の上に、または閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、患者の口腔の内側に神経変調デバイスの刺激電極を位置付けることを含み得る。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
閉塞性睡眠時無呼吸のための神経変調システムであって、前記神経変調システムは、
ａ．舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、第１のダイオードと、第２のツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、
ｂ．磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスと
を備え、
前記磁場発生コイルは、コンデンサに接続され、前記舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成され、
前記細長いデバイスは、前記刺激電極に印加された電圧が一方または両方のダイオードによって整流され、前記ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように、構成されている、神経変調システム。
（項目２）
前記ウェアラブルデバイスは、少なくとも１つのボタンバッテリを含む、項目１に記載の神経変調システム。
（項目３）
前記ボタンバッテリは、再充電可能である、項目２に記載の神経変調システム。
（項目４）
前記ボタンバッテリは、再充電可能ではない、項目２に記載の神経変調システム。
（項目５）
前記ウェアラブルデバイスは、前記自由共振に先立って前記磁場発生コイルにおいて流動する初期電流を設定することによって、刺激の振幅の調節を可能にするように構成されている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目６）
前記ウェアラブルデバイスの前記初期電流の設定は、前記磁場発生コイルが電力供給源と接地との間に接続されている時間の長さに基づく、項目５に記載の神経変調システム。
（項目７）
前記第１のダイオード、前記第２のツェナーダイオード、前記抵抗器、前記コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、５～５０ミクロンの厚さを伴う防湿層を用いてコーティングされている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目８）
前記水分障壁は、パリレンを備えている、項目７に記載の神経変調システム。
（項目９）
前記水分障壁は、パリレンＣである、項目７に記載の神経変調システム。
（項目１０）
前記第１のダイオード、前記第２のツェナーダイオード、前記抵抗器、前記コンデンサ、および、それらの間の任意の相互接続は、管の内側に格納されている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目１１）
前記管は、ポリイミドを備えている、項目１０に記載の神経変調システム。
（項目１２）
前記管は、ＰＥＥＫを備えている、項目１０に記載の神経変調システム。
（項目１３）
前記管内の任意の空いた空間は、エポキシを用いて充填されている、項目１０に記載の神経変調システム。
（項目１４）
前記エポキシは、生体適合性である、項目１３に記載の神経変調システム。
（項目１５）
前記刺激および戻り電極は、生体適合性金属から作製されている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目１６）
前記電極は、白金、イリジウム、または白金およびイリジウムの合金を備えている、項目１５に記載の神経変調システム。
（項目１７）
前記細長いデバイスは、前記刺激電極から間隔を置かれる場所において前記細長いデバイスに取り付けられたテザーをさらに備え、前記テザーは、除去可能性のために構成されている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目１８）
前記テザーは、縫合糸を備えている、項目１７に記載の神経変調システム。
（項目１９）
前記縫合糸は、ポリエステル、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、またはそれらの組み合わせを備えている、項目１８に記載の神経変調システム。
（項目２０）
前記縫合糸は、を備えている、項目１８に記載の神経変調システム。
（項目２１）
前記ウェアラブルデバイスは、事前設定された増分において前記振幅を調節するように構成されている、項目５または６に記載の神経変調システム。
（項目２２）
前記事前設定された増分は、初期筋単収縮閾値レベルからの一連の固定されたパーセンテージ増加を備えている、項目２１に記載の神経変調システム。
（項目２３）
前記細長いデバイスは、半波整流器を備えている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目２４）
前記細長いデバイスは、全波整流器を備えている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目２５）
前記細長いデバイスは、センタータップ付き全波整流器を備えている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目２６）
前記ウェアラブルデバイスは、自由共振の調節可能な繰り返し率を提供するように構成されている、項目１に記載の神経変調システム。
（項目２７）
導入器針をさらに備え、前記細長いデバイスは、前記導入器針の内側に位置している、項目１に記載の神経変調システム。
（項目２８）
前記細長いデバイスは、前記導入器針の内側の少なくとも２つの細長いデバイスのうちの１つである、項目１に記載の神経変調システム。
（項目２９）
前記導入器針は、前記導入器針の先端を除いて電気的に絶縁されている、項目２７に記載の神経変調システム。
（項目３０）
前記導入器針の先端は、刺激デバイスに電気的に接続されるように構成され、前記刺激デバイスは、神経に隣接する前記細長いデバイスの設置を支援するように構成されている、項目２９に記載の神経変調システム。
（項目３１）
呼吸運動を感知するためのセンサであって、前記センサは、
パウチと、
圧電ディスクと、
支持ディスクと、
前記パウチ内に含まれたそれらの間のピボットと
を備え、
前記支持ディスクは、ユーザの身体に対する接触のために構成された前記パウチの第１の側に位置し、前記圧電ディスクは、前記支持ディスクと反対の前記パウチの第２の側に位置し、前記身体に向かって縛り付けられるように構成されている、センサ。
（項目３２）
計装された呼吸ベルトストラップをさらに備えている、項目３０に記載のセンサ。
（項目３３）
前記圧電ディスクは、衣服のウエストバンドで縛り付けられるように構成されている、項目３０に記載のセンサ。
（項目３４）
接着性テープストラップをさらに備えている、項目３０に記載のセンサ。
（項目３５）
接着性包帯ストラップをさらに備えている、項目３０に記載のセンサ。
（項目３６）
前記センサは、コネクタによって神経変調システムに電気的に接続され、前記神経変調システムは、
ａ．舌下神経の近くへの注入のために構成された細長いデバイスであって、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、刺激電極と、戻り電極と、細長い受信機コイルと、第１のダイオードと、第２のツェナーダイオードと、抵抗器と、コンデンサとを備え、前記少なくとも１つの細長いデバイスは、バッテリを含まない、細長いデバイスと、
ｂ．磁場発生コイルを備えているウェアラブルデバイスと
を備え、
前記磁場発生コイルは、コンデンサに接続され、前記舌下神経の繰り返しの刺激中、自由に共振するように一緒に構成され、
前記細長いデバイスは、前記刺激電極に印加された電圧が一方または両方のダイオードによって整流され、前記ツェナーダイオードによって限定され、次の自由共振の開始の前、平均するとゼロまたはほぼゼロであるように構成されるように、構成されている、項目３１－３５のいずれか１項に記載のセンサ。
（項目３７）
前記コネクタは、ワイヤである、項目３６に記載のセンサ。
（項目３８）
前記コネクタは、無線リンクである、項目３６に記載のセンサ。
（項目３９）
前記センサは、前記センサのセンサ出力をアナログ信号として伝送するように構成されている、項目３６－３８のいずれか１項に記載のセンサ。
（項目４０）
前記センサは、前記センサのセンサ出力をデジタル信号として伝送するように構成されている、項目３６－３８のいずれか１項に記載のセンサ。
（項目４１）
前記センサのセンサ出力は、直列抵抗器に接続され、前記直列抵抗器は、次に、アナログ－デジタルコンバータに接続されている、項目３１－３８のいずれか１項に記載のセンサ。
（項目４２）
前記直列抵抗器の抵抗は、０．３または０．１～０．６秒のＲ×Ｃ時定数を有するように選択され、Ｃは、前記圧電ディスクの静電容量であり、Ｒは、前記アナログ－デジタルコンバータ回路の直列抵抗と負荷抵抗との合計である、項目４１に記載のセンサ。
（項目４３）
神経変調システムであって、前記神経変調システムは、
交流を印加するように構成された少なくとも１つの表面刺激電極と、
前記交流の反対方向に整流された成分を受信するように構成された２つの表面戻り電極と
を備えている、神経変調システム。
（項目４４）
前記整流を実施するように構成されたダイオードをさらに備えている、項目４３に記載の神経変調システム。
（項目４５）
前記交流の周波数は、前記身体上のその場所における電気ショック感覚を最小化するように、または防止するように選択されている、項目４３に記載の神経変調システム。
（項目４６）
前記周波数は、１、１０、１００、または１，０００キロヘルツ、またはそれらの間の任意の周波数である、項目４５に記載の神経変調システム。
（項目４７）
前記戻り電極の電気接触面積は、前記身体上のそれらの場所における高電流密度および電気ショック感覚を低減させるようにサイズを決定されている、項目４３－４６のいずれか１項に記載の神経変調システム。
（項目４８）
各戻り電極における前記反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値は、平衡器によって平衡化されるように構成されている、項目４３－４７のいずれか１項に記載の神経変調システム。
（項目４９）
前記平衡器は、直列抵抗を挿入すること、戻り電極接触面積を調節すること、前記刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入すること、またはそれらの任意の組み合わせを行うように構成されている、項目４８に記載の神経変調システム。
（項目５０）
非平衡を感知し、前記平衡器を制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備えている、項目４９に記載の神経変調システム。
（項目５１）
前記交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調された周期的波形である、項目４３－５０のいずれか１項に記載の神経変調システム。
（項目５２）
前記周期的波は、正弦波である、項目５１に記載の神経変調システム。
（項目５３）
前記周期的波は、方形波である、項目５１に記載の神経変調システム。
（項目５４）
前記周期的波は、三角波である、項目５１に記載の神経変調システム。
（項目５５）
前記刺激電極は、末梢神経の上への設置のために構成され、皮膚を貫通していない、項目４３－５４のいずれか１項に記載の神経変調システム。
（項目５６）
前記神経変調システムは、眼窩上神経を変調し、片頭痛からの疼痛を治療するように構成されている、項目５５に記載の神経変調システム。
（項目５７）
前記末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり、前記神経変調システムは、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するように構成されている、項目５５に記載の神経変調システム。
（項目５８）
前記末梢神経は、正中神経であり、前記神経変調システムは、手根管症候群を治療するように構成されている、項目５５に記載の神経変調システム。
（項目５９）
前記末梢神経は、尺骨神経であり、前記神経変調システムは、肘部管症候群からの疼痛を治療するように構成されている、項目５５に記載の神経変調システム。
（項目６０）
前記神経変調システムは、前記末梢神経に対応する末梢疼痛を治療するように構成されている、項目５５に記載の神経変調システム。
（項目６１）
前記刺激電極は、脊髄の上への設置のために構成されている、項目４３－５４のいずれか１項に記載の神経変調システム。
（項目６２）
前記刺激電極は、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、口腔の内側への設置のために構成されている、項目５５および５７に記載の刺激電極。
（項目６３）
前記細長いデバイスは、前記神経変調システムの少なくとも２つの細長いデバイスのうちの１つである、項目１に記載の神経変調システム。
（項目６４）
前記ウェアラブルデバイスは、前記神経変調システムの少なくとも２つのウェアラブルデバイスのうちの１つである、項目６３に記載の神経変調システム。
（項目６５）
神経変調を実施する方法であって、前記方法は、
神経の近くに神経変調デバイスを設置することであって、前記神経変調デバイスは、刺激電極と、２つの戻り電極とを備えている、ことと、
前記刺激電極を用いて交流を印加することと、
前記交流の反対方向に整流された成分を受信することと
を含む、方法。
（項目６６）
前記神経変調デバイス内に位置しているダイオードを用いて前記交流を整流することをさらに含む、項目６５に記載の方法。
（項目６７）
錯感覚またはショック感覚を低減させるために、１Ｈｚ～１，０００Ｈｚの範囲内で前記交流の周波数を選択することをさらに含む、項目６５に記載の方法。
（項目６８）
各戻り電極における反対方向に整流された電流成分の振幅の絶対値を平衡化することをさらに含む、項目４３に記載の方法。
（項目６９）
前記平衡化することは、
直列抵抗を挿入すること、
戻り電極接触面積を調節すること、および／または、
前記刺激電極の交流においてバイアス電圧を挿入すること
によって実施される、項目６８に記載の方法。
（項目７０）
前記神経変調デバイスは、前記平衡化することを制御するように構成されたマイクロプロセッサをさらに備えている、項目６８に記載の方法。
（項目７１）
前記交流は、ゆっくり減少する、ゆっくり増加する、または一定の振幅乗算器によって変調される周期的波形である、項目６５に記載の方法。
（項目７２）
前記周期的波は、正弦波、方形波、または三角波である、項目７１に記載の方法。
（項目７３）
前記神経は、末梢神経であり、前記神経変調デバイスを設置することは、皮膚に対して前記末梢神経の上に前記神経変調デバイスを非侵襲的に設置することを含む、項目６５に記載の方法。
（項目７４）
前記末梢神経は、眼窩上神経であり、前記神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成されている、項目７３に記載の方法。
（項目７５）
前記末梢神経は、舌下神経の末梢部分であり、前記神経変調デバイスは、片頭痛を治療するように構成されている、項目７３に記載の方法。
（項目７６）
前記末梢神経は、正中神経であり、前記神経変調デバイスは、手根管症候群を治療するように構成されている、項目７３に記載の方法。
（項目７７）
前記末梢神経は、尺骨神経であり、前記神経変調デバイスは、肘部管症候群を治療するように構成されている、項目７３に記載の方法。
（項目７８）
前記神経変調デバイスは、末梢疼痛を治療するように構成されている、項目７３に記載の方法。
（項目７９）
前記神経変調デバイスを設置することは、脊髄場所の上に前記神経変調デバイスの刺激電極を位置付けることを含む、項目６５－７２のいずれか１項に記載の方法。
（項目８０）
前記神経変調デバイスを設置することは、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するために、患者の口腔の内側に前記神経変調デバイスの刺激電極を位置付けることを含む、項目６５－７２のいずれか１項に記載の方法。

【国際調査報告】