(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】2024-03-27
(54)【発明の名称】失禁制御のためのデバイス、システム、および方法
(51)【国際特許分類】
A61N 1/36 20060101AFI20240319BHJP
A61B 5/389 20210101ALI20240319BHJP
A61B 5/296 20210101ALI20240319BHJP
A61B 5/20 20060101ALI20240319BHJP
A61N 1/05 20060101ALI20240319BHJP
【FI】
A61N1/36
A61B5/389
A61B5/296
A61B5/20
A61N1/05
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023555706
(86)(22)【出願日】2022-03-11
(85)【翻訳文提出日】2023-11-09
(86)【国際出願番号】 IB2022000129
(87)【国際公開番号】W WO2022189862
(87)【国際公開日】2022-09-15
(32)【優先日】2021-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】523345714
【氏名又は名称】アンバー セラピューティクス リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100087398
【氏名又は名称】水野 勝文
(74)【代理人】
【識別番号】100128783
【氏名又は名称】井出 真
(74)【代理人】
【識別番号】100128473
【氏名又は名称】須澤 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100160886
【氏名又は名称】久松 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】デニソン,ティモシー
(72)【発明者】
【氏名】デ ワッチャー,ステファン
(72)【発明者】
【氏名】ノウルズ,チャールズ
(72)【発明者】
【氏名】クローリー,エイダン
【テーマコード(参考)】
4C038
4C053
4C127
【Fターム(参考)】
4C038DD00
4C053CC10
4C053JJ02
4C053JJ04
4C053JJ25
4C053JJ40
4C127AA04
4C127DD03
4C127LL08
(57)【要約】
失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのデバイスおよび方法が与えられる。デバイスは、個人の体内に埋め込むことができるセンサ電極と刺激電極を備えている。デバイスが個人に埋め込まれると、デバイスのセンサは、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを検出する。次に、デバイスは電極を使用して電気刺激を与え、電気刺激は、該応答と併せて失禁の予防に役立つ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
失禁の発作を予防する必要がある個人の失禁の発作を予防するための方法であって、
(a)センサ電極および刺激電極を前記個人の体内に埋め込み、
(b)失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの応答に関連するパラメータを前記センサ電極を用いて検出し、
(c)前記刺激電極を用いて電気刺激を与え、前記応答と併せて失禁の発作を予防する方法。
【請求項2】
前記失禁の発作が尿失禁を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記失禁の発作が便失禁を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記失禁の発作が腹圧性尿失禁を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記センサ電極が、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす前記個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記センサ電極が前記個人の骨盤内に配置される、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記刺激電極が前記個人の陰部神経に電気刺激を与える、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記センサ電極および前記刺激電極が単一のリード線上に配置される、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
ステップ(c)で与えられる前記電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記失禁の発作が尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
ステップ(c)で与えられる前記電気刺激の強度または継続時間が、ステップ(b)で検出される前記応答に応じて変化する、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
ステップ(b)で検出される前記応答が、それ自体では前記失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる前記電気刺激が、前記応答と併せて前記失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
ステップ(b)で検出される前記応答が、それ自体では前記失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる前記電気刺激が、前記応答と併せて前記失禁の発作を予防する、請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記センサ電極がEMG信号を検出するように構成されている、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
第1の刺激電極および第2の刺激電極を埋め込むステップを含み、前記第1の刺激電極は陰部神経上の1つの領域を刺激し、前記第2の刺激電極は前記陰部神経上の異なる領域を刺激する、請求項1に記載の方法。
【請求項18】
前記個人が混合性尿失禁を患っている、請求項1に記載の方法。
【請求項19】
前記センサ電極および前記刺激電極は、プロセッサおよびソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読媒体に動作可能に結合される、請求項1に記載の方法。
【請求項20】
前記センサ電極は、前記ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して前記個人によって校正される、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記ソフトウェアは、前記センサ電極からの信号を記録するように構成されている、請求項19に記載の方法。
【請求項22】
前記ソフトウェアが、前記信号に対する前記センサ電極の応答を調整するように構成されている、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記ソフトウェアは機械学習モデルを含み、前記機械学習モデルは、前記センサ電極によって検出された信号を分類し、前記刺激電極を用いて信号を生成するように構成される、請求項19に記載の方法。
【請求項24】
前記機械学習モデルが、前記個人または個人の集合から取得された事前データ、および対応する前記失禁の予防またはその情報の欠如に基づいてトレーニングされる、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
前記事前データが、前記センサ電極によって検出された前記信号、前記刺激電極によって生成された生成信号、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記検出は、前記個人からの前記応答に関連する前記パラメータと組み合わせて前記失禁の発作を予防する前記個人の全地球測位システム(GPS)の位置を決定することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項27】
失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのシステムであって、前記システムは、
(a)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの応答に関連するパラメータを検出するように構成されたセンサ電極と、
(b)電気刺激を与えるように構成された刺激電極と、
(c)前記センサ電極と前記刺激電極に動作可能に接続されたプロセッサと、
(d)ソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
(i)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの前記応答に関連する前記パラメータを受信し、
(ii)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの前記応答に関連する前記パラメータを分析し、
(iii)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの前記応答と併せて前記電気刺激が前記失禁の発作を予防するように、前記刺激電極から前記個人に前記電気刺激を与えさせる、ことを前記プロセッサに実行させるコンピュータ可読記憶媒体と、
を備えるシステム。
【請求項28】
前記失禁の発作が尿失禁を含む、請求項27に記載のシステム。
【請求項29】
前記失禁の発作が便失禁を含む、請求項27に記載のシステム。
【請求項30】
前記失禁の発作が腹圧性尿失禁を含む、請求項27に記載のシステム。
【請求項31】
前記センサ電極が、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす前記個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている、請求項27に記載のシステム。
【請求項32】
前記センサ電極が前記個人の骨盤内に配置される、請求項27に記載のシステム。
【請求項33】
前記刺激電極が前記個人の陰部神経に電気刺激を与える、請求項27に記載のシステム。
【請求項34】
前記センサ電極および前記刺激電極が単一のリード線上に配置されている、請求項27に記載のシステム。
【請求項35】
前記刺激電極は、前記電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成されている、請求項27に記載のシステム。
【請求項36】
前記失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、請求項27に記載のシステム。
【請求項37】
前記電気刺激の強度または持続時間は、検出された前記応答に応じて変化する、請求項27に記載のシステム。
【請求項38】
前記センサ電極によって検出される前記応答は、それ自体では前記失禁の発作を予防するには不十分であり、前記与えられる電気刺激は、前記応答と併せて、前記失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える、請求項27に記載のシステム。
【請求項39】
前記センサ電極によって検出される前記応答は、それ自体では前記失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる前記電気刺激は、前記応答と併せて前記失禁の発作を予防する、請求項27に記載のシステム。
【請求項40】
前記センサ電極は、EMG信号を検出するように構成されている、請求項27に記載のシステム。
【請求項41】
前記EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する、請求項40に記載のシステム。
【請求項42】
前記EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、請求項41に記載のシステム。
【請求項43】
前記刺激電極が第1の刺激電極と第2の刺激電極とを含み、前記第1の刺激電極が第1の陰部神経を刺激し、前記第2の刺激電極が第2の陰部神経を刺激する、請求項27に記載のシステム。
【請求項44】
前記個人が混合性尿失禁を患っている、請求項27に記載のシステム。
【請求項45】
前記センサ電極は、前記ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して前記個人によって校正される、請求項27に記載のシステム。
【請求項46】
前記ソフトウェアがさらに、前記プロセッサに前記センサ電極からの信号を記録させるように構成される、請求項27に記載のシステム。
【請求項47】
前記ソフトウェアは、前記信号に対する前記センサ電極の応答を調整するように構成されている、請求項46に記載のシステム。
【請求項48】
前記ソフトウェアは機械学習モデルを含み、前記機械学習モデルは、前記センサ電極によって検出された信号を分類し、前記刺激電極を用いて信号を生成するように構成される、請求項27に記載のシステム。
【請求項49】
前記機械学習モデルは、前記個人または個人の集合から取得された事前データ、および対応する前記失禁の予防またはその情報の欠如に基づいてトレーニングされる、請求項48に記載のシステム。
【請求項50】
前記事前データは、前記センサ電極によって検出された前記信号、前記刺激電極によって生成された生成信号、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項49に記載のシステム。
【請求項51】
前記ソフトウェアが、前記個人からの前記応答に関連する前記パラメータと組み合わせて前記失禁の発作を予防する前記個人の全地球測位システム(GPS)の位置を分析することを含む、請求項27に記載のシステム。
【請求項52】
失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
(i)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの応答に関連するパラメータをセンサ電極によって受信し、
(ii)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの前記応答に関連する前記パラメータを分析し、
(iii)前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの前記応答と併せて電気刺激が前記失禁の発作を予防するように、刺激電極から前記個人に前記電気刺激を与えさせる
ことをプロセッサに実行させるように構成されたソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項53】
前記失禁の発作が尿失禁を含む、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項54】
前記失禁の発作が便失禁を含む、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項55】
前記失禁の発作が腹圧性尿失禁を含む、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項56】
前記センサ電極は、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす前記個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項57】
前記センサ電極が前記個人の骨盤内に配置される、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項58】
前記刺激電極が前記個人の陰部神経に電気刺激を与える、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項59】
前記センサ電極および前記刺激電極は単一のリード線上に配置される、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項60】
前記刺激電極は、前記電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成されている、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項61】
前記失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項62】
前記電気刺激の強度または継続時間は、検出された前記応答に応じて変化する、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項63】
前記センサ電極によって検出される前記応答は、それ自体では前記失禁の発作を予防するには不十分であり、前記与えられる電気刺激は、前記応答と併せて、前記失禁の発作を予防するのに十分に効果を加える、請求項62に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項64】
前記センサ電極によって検出される前記応答は、それ自体では前記失禁の発作を予防するには不十分であり、前記与えられる電気刺激は、前記応答と併せて前記失禁の発作を予防する、請求項62に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項65】
前記センサ電極は、EMG信号を検出するように構成されている、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項66】
前記EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する、請求項65に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項67】
前記EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、請求項66に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項68】
前記刺激電極が第1の刺激電極と第2の刺激電極とを含み、前記第1の刺激電極が第1の陰部神経を刺激し、前記第2の刺激電極が第2の陰部神経を刺激する、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項69】
前記個人が混合性尿失禁を患っている、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項70】
前記センサ電極は、前記ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して前記個人によって校正される、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項71】
前記ソフトウェアはさらに、前記プロセッサに前記センサ電極からの信号を記録させるように構成される、請求項52に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項72】
前記ソフトウェアは、前記信号に対する前記センサ電極の応答を調整するように構成されている、請求項71に記載のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項73】
前記ソフトウェアが機械学習モデルを含み、前記機械学習モデルが、前記センサ電極によって検出された信号を分類し、前記刺激電極を用いて信号を生成するように構成されている、請求項52に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項74】
前記機械学習モデルが、前記個人または個人の集合から取得された事前データ、および対応する前記失禁の予防またはその情報の欠如に基づいてトレーニングされる、請求項73に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項75】
前記事前データは、前記センサ電極によって検出された前記信号、前記生成された信号、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項74に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項76】
前記ソフトウェアは、前記個人からの応答に関連する前記パラメータと組み合わせて前記失禁の発作を予防する前記個人の全地球測位システム(GPS)の位置を分析することを含む、請求項52に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項77】
データ処理の方法であって、
(i)センサ電極によって事前に測定されたパラメータであって、個人の失禁の発作を予測するパラメータの測定値を受信し、
(ii)前記パラメータを分析し、
(iii)前記個人に対する電気刺激信号を合成し、前記電気刺激信号が刺激電極によって前記個人に与えられるとき、前記電気刺激信号は、前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの努力と併せて前記失禁の発作を予防するデータ処理の方法。
【請求項78】
前記パラメータは、前記失禁の発作を予防することを意図する前記個人からの応答に関連する、請求項77に記載の方法。
【請求項79】
前記パラメータは、失禁の発作を予防しようとする個人の努力に関連し、前記電気刺激信号は、前記個人の前記努力と併せて失禁の発作を予防するのに十分な電気刺激パターンで前記個人の努力を補うように合成される、請求項78に記載の方法。
【請求項80】
前記個人からの前記応答は、それ自体では前記失禁の発作を予防するのに不十分であり、前記電気刺激信号は、提供時に前記応答と併せて前記失禁の発作を予防するのに十分な効果を加えるようなものである、請求項79に記載の方法。
【請求項81】
前記失禁の発作が尿失禁を含む、請求項77~80のいずれか一項に記載の方法。
【請求項82】
前記失禁の発作が便失禁を含む、請求項77または80に記載の方法。
【請求項83】
前記失禁の発作が腹圧性尿失禁を含む、請求項77~80のいずれか一項に記載の方法。
【請求項84】
前記パラメータは、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮に関連する前記個人の筋肉の収縮を検出するように構成されたセンサからの信号である、請求項77~83のいずれか一項に記載の方法。
【請求項85】
前記電気刺激信号は、陰部神経の電気刺激のためのものである、請求項77~84のいずれか一項に記載の方法。
【請求項86】
前記電気刺激信号は、一定の電気刺激成分および測定パラメータ固有の成分を含むように合成される、請求項77~85のいずれか一項に記載の方法。
【請求項87】
前記失禁の発作が尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、請求項77~86のいずれか一項に記載の方法。
【請求項88】
前記電気刺激信号によって与えられる電気刺激の強度または継続時間が、受信される前記パラメータの値に応じて変化する、請求項77~87のいずれか一項に記載の方法。
【請求項89】
前記パラメータはEMG信号である、請求項77~88のいずれか一項に記載の方法。
【請求項90】
前記EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する、請求項89に記載の方法。
【請求項91】
前記EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、請求項90に記載の方法。
【請求項92】
前記電気刺激信号は、それぞれ第1の陰部神経および第2の陰部神経を刺激するための第1の信号および第2の信号を含む、請求項77~91のいずれか一項に記載の方法。
【請求項93】
前記センサ電極によって事前に測定された信号を記録することをさらに含む、請求項77~92のいずれか一項に記載の方法。
【請求項94】
前記記録された信号に応答して前記センサ電極を調整するために調整信号を合成することをさらに含む、請求項93に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2021年3月12日に出願された米国仮出願第63/160,322号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
失禁、または排尿または排便の制御の欠如、には多くの原因があるが、一般に、骨盤底筋、およびこれらの筋肉および関係する器官を支配する神経、の損傷または衰弱が関与する。電気刺激は、筋肉または仙骨神経を直接刺激して排尿および排便の制御を改善することにより、失禁の治療に使用されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
排尿、排便、失禁、またはそれらの組み合わせを自発的に制御できないことは、生活の質に影響を与え、社会的な恥を引き起こす可能性がある問題である。尿失禁、または膀胱制御の喪失、便失禁、排便の制御の喪失、またはそれらの組み合わせは、多くの場合、神経学的問題に関連する。
【0004】
電気刺激は、筋肉、仙骨神経、またはその他の骨盤神経を直接刺激して排尿および排便の制御を改善する失禁の治療、に使用されてきた。しかし、電気神経刺激アプローチは、通常、設定された刺激プロトコルを与えるだけであり、被験者の状態に適応できない。これにより、標的領域が過剰に刺激されたり、刺激が不足したりして、排尿や排便の制御が不十分になる可能性がある。したがって、被験者の状態を考慮し、それに応じて刺激レベルを適応させる電気刺激を送達することが有益であろう。
【0005】
さらに、失禁を治療するための従来のアプローチでは、失禁を予防するための人間の生来の応答(つまり、反射)が存在しないのではなく、不十分である可能性があることが見落とされている。失禁事象を示す一部の人は、失禁を予防するための生来のメカニズムが完全に欠如しているわけではなく、むしろ不十分である可能性がある。例えば、失禁に苦しむ一部の人は、腹腔内圧の上昇に応じて漏出事象を予防するために少なくとも1つの骨盤底筋が筋収縮するなど、不十分な予防応答を経験する可能性がある。場合によっては、漏れ事象は尿、あるいはガスや便である可能性がある。さらに、腹圧性失禁に苦しむ人の中には、ストレス事象に対する失禁事象の予防に対する応答が遅れる場合がある。あるいは、人によっては、尿道の過剰可動性(つまり、サポートが不十分)に関連した腹圧性失禁であって、膀胱に伝わる圧力の上昇とその後の失禁を引き起こす可能性がある腹圧性失禁に悩まされる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に開示の態様は、失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するための方法を提供し、この方法は、(a)センサ電極と刺激電極を個人の体内に埋め込み、(b)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータをセンサ電極で検出し、(c)刺激電極を用いて、前記応答と併せて失禁の発作を予防する電気刺激を与える。いくつかの実施形態では、失禁の発作は便失禁を含む。いくつかの実施形態では、センサは、排尿や排便を制御する括約筋または骨盤底筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている。いくつかの実施形態では、センサ電極は個人の骨盤内に配置される。いくつかの実施形態では、刺激電極は、陰部神経に電気刺激を与える。いくつかの実施形態では、この方法は、ステップ(c)で与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるステップを含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。いくつかの実施形態では、ステップ(c)で与えられる電気刺激の強度または持続時間は、ステップ(b)で検出される応答に応じて変化する。いくつかの実施形態では、ステップ(b)で検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる電気刺激は、応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。いくつかの実施形態では、ステップ(b)で検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる電気刺激は、該応答と併せて失禁の発作を予防する。いくつかの実施形態では、方法は、第2の刺激電極を埋め込むステップを含み、第1の刺激電極は1つの陰部神経を刺激し、第2の刺激電極は別の陰部神経を刺激する。いくつかの実施形態では、刺激電極は1つの陰部神経を刺激し、異なる刺激電極は同じ陰部神経の別の空間的に独立した領域を刺激する。いくつかの実施形態では、方法は、異なる刺激電極を埋め込むステップを含み、刺激電極は陰部神経の主幹を刺激し、異なる刺激電極は陰部神経の遠位神経を刺激する。いくつかの実施形態では、陰部神経の遠位神経は、遠位陰部神経の枝を含む。いくつかの実施形態では、方法は、異なる刺激電極を埋め込むステップを含み、電極は陰部神経幹を刺激し、異なる刺激電極は陰部神経の主枝、例えば背側生殖神経を刺激する。いくつかの実施形態では、方法は、異なる刺激電極を埋め込むステップを含み、第1の刺激電極は陰部神経を刺激し、異なる刺激電極は仙骨脊髄神経を刺激する。いくつかの実施形態では、個人は、さまざまな分類の尿失禁を患っている。場合によっては、さまざまな分類には、腹圧性失禁、切迫性尿失禁、溢流性失禁、またはそれらの任意の組み合わせ(すなわち、混合性失禁)が含まれる場合がある。いくつかの実施形態では、センサ電極および刺激電極は、プロセッサおよびソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読媒体に動作可能に結合される。いくつかの実施形態では、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、センサ電極からの信号を記録するように構成される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、信号に応答してセンサ電極を調整するように構成される。
【0007】
いくつかの実施形態では、センサ電極は、EMG信号を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する。いくつかの実施形態では、EMG信号の強度によって、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する。いくつかの実施形態では、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する。
【0008】
本明細書に開示の態様は、失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのシステムを提供し、このデバイスは、(a)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを検出するように構成されたセンサ電極と、(b)電気刺激を与えるように構成された刺激電極と、(c)センサ電極と刺激電極に動作可能に接続されたプロセッサと、(d)(i)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを受信し、(ii)失禁の発作を予防することを意図とした個人からの応答に関連するパラメータを分析し、(iii)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答と併せて電気刺激が失禁の発作を予防するように刺激電極から個人に電気刺激を与えさせる、ことをプロセッサに行わせるように構成されたソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を備える。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、個人の全地球測位システム(GPS)の位置を分析することを含み、個人からの応答に関連するパラメータと組み合わせて失禁の発作を予防することを目的としている。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は便失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は、尿失禁と便失禁の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、センサ電極は、排尿および排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている。いくつかの実施形態では、センサ電極は個人の骨盤内に配置される。いくつかの実施形態では、刺激電極は陰部神経に電気刺激を与える。いくつかの実施形態では、センサ電極と刺激電極は単一のリード線上に配置される。いくつかの実施形態では、刺激電極は、失禁の発作を予防するために与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成されている。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。いくつかの実施形態では、電気刺激の強度または継続時間は、検出された応答に応じて変化する。いくつかの実施形態では、センサ電極によって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、与えられる電気刺激が応答と併せて失禁の発作を予防する。いくつかの実施形態では、システムは、より低い強度の刺激を被験者に提供し、それにより、より低い強度の刺激により、刺激信号に対する被験者の耐性が増加または改善される。いくつかの実施形態では、被験者の耐性の増加または改善により、より高い強度の刺激信号に対する耐性がもたらされる。いくつかの実施形態では、センサ電極は、EMG信号を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する。いくつかの実施形態では、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する。いくつかの実施形態では、刺激電極は第1の刺激電極と第2の刺激電極とを含み、第1の刺激電極は第1の陰部神経を刺激し、第2の刺激電極は第2の陰部神経を刺激する。いくつかの実施形態では、個人は混合性尿失禁を患っている。いくつかの実施形態では、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアはさらに、プロセッサにセンサ電極からの信号を記録させるように構成される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、信号に応答してセンサ電極を調整するように構成される。
【0009】
本明細書に開示の態様は、失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を提供し、該コンピュータ可読記憶媒体は、(i)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータをセンサ電極によって受信し、(ii)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを分析し、(iii)刺激電極から電気刺激を個人に与え、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答と併せて電気刺激が失禁の発作を予防する、ことをプロセッサに実行させるように構成されている。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、個人の全地球測位システム(GPS)の位置を分析することを含み、個人からの応答に関連するパラメータと組み合わせて、失禁の発作を予防することを目的とする。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は便失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は、尿失禁と便失禁の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、センサ電極は、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている。いくつかの実施形態では、センサ電極、刺激電極、またはそれらの任意の組み合わせは、個人の骨盤内、骨盤に隣接、またはその周囲に配置される。いくつかの実施形態では、刺激電極は陰部神経に電気刺激を与える。いくつかの実施形態では、センサ電極と刺激電極は単一のリード線上に配置される。いくつかの実施形態では、刺激電極は、失禁の発作を予防するために与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成されている。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。いくつかの実施形態では、電気刺激の強度または継続時間は、検出された応答に応じて変化する。いくつかの実施形態では、センサ電極によって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分である可能性があり、与えられる電気刺激は、応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。センサ電極によって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分である可能性があり、応答と併せて与えられる電気刺激によって失禁の発作が予防される。いくつかの実施形態では、センサ電極は、EMG信号を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを定めることができる。いくつかの実施形態では、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例し得る。いくつかの実施形態では、刺激電極は第1の刺激電極と第2の刺激電極とを含んでもよく、第1の刺激電極は第1の陰部神経を刺激してもよく、第2の刺激電極は陰部神経の別の部分を刺激してもよい。いくつかの実施形態では、第1の刺激電極は1つの陰部神経を刺激し、第2の刺激電極は同じ陰部神経の別の空間的に独立した領域を刺激することができる。いくつかの実施形態では、第1の刺激電極は陰部神経の主幹を刺激することができ、第2の刺激電極は陰部神経の遠位神経を刺激することができる。いくつかの実施形態では、陰部神経の遠位神経は、遠位陰部神経の枝を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第1の刺激電極は陰部神経幹を刺激することができ、第2の刺激電極は陰部神経の主枝、例えば背側生殖神経を刺激することができる。いくつかの実施形態では、個人は混合性尿失禁を患っている。いくつかの実施形態では、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアはさらに、プロセッサにセンサ電極からの信号を記録させるように構成される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、信号に応答してセンサ電極を調整するように構成される。いくつかの実施形態では、個人は混合性尿失禁を患っている。いくつかの実施形態では、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアはさらに、プロセッサにセンサ電極からの信号を記録させるように構成される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、信号に応答してセンサ電極を調整するように構成される。
【0010】
本明細書に開示の態様は、失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのデバイスを提供し、このデバイスは、(a)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを検出するように構成されたセンサ電極と、電気刺激を与えるように構成された刺激電極と、センサ電極および刺激電極に動作可能に結合されるプロセッサと、を備える。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は便失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、センサ電極は、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている。いくつかの実施形態では、センサ電極は個人の骨盤内に配置される。いくつかの実施形態では、刺激電極は陰部神経に電気刺激を与える。いくつかの実施形態では、刺激電極は、失禁の発作を予防するために与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成されている。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。いくつかの実施形態では、電気刺激の強度または持続時間は、検出された応答に応じて変化する。いくつかの実施形態では、検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、与えられる電気刺激は、応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。いくつかの実施形態では、検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、応答と併せて与えられる電気刺激が失禁の発作を予防する。いくつかの実施形態では、センサ電極は、EMG信号、ENG信号、またはそれらの任意の組み合わせを検出するように構成される。いくつかの実施形態では、EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決める。いくつかの実施形態では、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する。いくつかの実施形態では、刺激電極は第1の刺激電極と第2の刺激電極とを含み、第1の刺激電極は第1の陰部神経を刺激し、第2の刺激電極は第2の陰部神経を刺激する。いくつかの実施形態では、個人は混合性尿失禁を患っている。いくつかの実施形態では、デバイスは、ソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読媒体をさらに備える。いくつかの実施形態では、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、センサ電極からの信号を記録するように構成される。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、信号に応答してセンサ電極を調整するように構成される。
【0011】
本明細書に開示の態様は、データ処理の方法を提供し、該方法は、(i)センサ電極によって以前に測定されたパラメータであって個人の失禁の発作を予測可能なパラメータの測定値を受信し、(ii)パラメータを分析し、(iii)個人のための電気刺激信号を合成し、電気刺激信号が刺激電極によって個人に与えられるとき、電気刺激信号は、失禁を予防することを意図する個人の努力と併せて、失禁の発作を予防する。いくつかの実施形態では、パラメータは、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連する。いくつかの実施形態では、パラメータは、失禁の発作の予防を意図する個人の努力に関連し、電気刺激信号は、個人の努力と併せて失禁の発作を予防するのに十分な電気刺激パターンで、個人の努力を補うように合成される。いくつかの実施形態では、個人からの応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、電気刺激信号は、付与されると、応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は便失禁を含む。いくつかの実施形態では、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。いくつかの実施形態では、パラメータは、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮に関連する個人の筋肉の収縮を検出するように構成されたセンサ電極からの信号である。いくつかの実施形態では、電気刺激信号は、陰部神経の電気刺激のためのものである。いくつかの実施形態では、電気刺激信号は、一定の電気刺激成分および測定パラメータ固有の成分を含むように合成される。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。いくつかの実施形態では、電気刺激信号によって与えられる電気刺激の強度または持続時間は、受信されるパラメータの値に応じて変化する。いくつかの実施形態では、パラメータはEMG信号である。いくつかの実施形態では、EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを定める。いくつかの実施形態では、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する。いくつかの実施形態では、電気刺激信号は、それぞれ第1の陰部神経および第2の陰部神経を刺激するための第1および第2の信号を含む。いくつかの実施形態では、方法は、センサ電極によって以前に測定された信号を記録することをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、記録された信号に応答してセンサ電極を調整するための調整信号を合成することをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【0012】
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。本発明の特徴および利点は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって、よりよく理解されるであろう。
【0013】
【
図1】
図1は、埋め込み型パルス発生器を備える開ループ生体電子システムの例示的な実施形態を示す。このシステムは、事前に定義された刺激プロトコルを提供し、被験者からの入力を受け取らない。
【
図2】
図2は、被験者の神経応答を捕捉するセンサ電極と、神経応答を解釈できる処理モジュールとを備える双方向神経インターフェースを備える閉ループ生体電子システムの例示的な実施形態を示す。このシステムは、神経応答に基づいて適応された刺激を与えることができる。
【
図3】
図3は、陰部神経の近くにセンサ電極および刺激電極を配置することによって陰部神経を標的とする、本明細書に記載のデバイスおよび方法の例示的な実施形態を示す。センサ電極は、生体信号を捕捉してストレス事象を分類し、刺激電極は、ストレス事象を考慮して基本刺激から調整されたストレス電気刺激(「生体刺激因子」)を送り、ターゲットの括約筋に作用させる。
【
図4】
図4は、生体信号および生体刺激デバイスの電気刺激を示す例示的な実施形態を示す。センサ電極によって捕捉された生体信号は分析および分類され、筋電(EMG)信号から咳や突然の動きなどのストレス事象が識別される。刺激電極は、ストレス事象を考慮して基本刺激から調整された電気刺激である生体刺激因子を送る。
【
図5】
図5は、低速適応アルゴリズムおよび高速適応アルゴリズムを実装するように構成された、本明細書に記載のデバイスおよび方法のシステムブロック図の例示的な実施形態を示す。APIはアプリケーションプログラミングインターフェースであり、MICSは、医療情報通信バンドである。
【
図6A】
図6Aは、本開示のデバイスの閉ループ動作の方法のフローチャートを示す。
【
図6B】
図6Bは、本開示のデバイスの閉ループ動作の方法のフローチャートを示す。
【
図7A】
図7Aは、本明細書のいくつかの実施形態で説明される患者コントローラモジュールの例示的な実施形態を示す。
【
図7B】
図7Bは、本明細書のいくつかの実施形態で説明される患者コントローラモジュールの例示的な実施形態を示す。
【
図8】
図8は、本明細書のいくつかの実施形態で説明される、目的を持った患者の収縮およびデバイスおよびシステムの手動操作の流れ図を示す。
【
図9】
図9は、本明細書のいくつかの実施形態で説明される閉ループシステム動作の流れ図を示す。
【
図10】
図10は、本明細書のいくつかの実施形態で説明されるような、失禁事象の信号処理および閾値検出のためのフロー図を示す。
【
図11A】
図11Aは、本明細書の一部の実施形態で説明されるように、本開示の方法で取得および処理された患者の意図的な筋収縮、バルサルバ法、および咳のEMGデータを示す。
【
図11B】
図11Bは、本明細書の一部の実施形態で説明されるように、本開示の方法で取得および処理された患者の意図的な筋収縮、バルサルバ法、および咳のEMGデータを示す。
【
図11C】
図11Cは、本明細書の一部の実施形態で説明されるように、本開示の方法で取得および処理された患者の意図的な筋収縮、バルサルバ法、および咳のEMGデータを示す。
【
図11D】
図11Dは、本明細書の一部の実施形態で説明されるように、本開示の方法で取得および処理された患者の意図的な筋収縮、バルサルバ法、および咳のEMGデータを示す。
【
図11E】
図11Eは、本明細書の一部の実施形態で説明されるように、本開示の方法で取得および処理された患者の意図的な筋収縮、バルサルバ法、および咳のEMGデータを示す。
【
図12A】
図12Aは、本明細書のいくつかの実施形態で説明されるように、患者による意図的または意図に基づく収縮を検出し、失禁事象を予防するために電気刺激を与えるための流れ図を示す。
【
図12B】
図12Bは、本明細書のいくつかの実施形態で説明されるように、患者による意図的または意図に基づく収縮を検出し、失禁事象を予防するために電気刺激を与えるための流れ図を示す。
【
図13】
図13は、本明細書の一部の実施形態で説明される、本開示のデバイスおよびシステムのオンボード機械学習分類器をトレーニングするためのフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
それぞれ尿失禁および便失禁として知られる、排尿または排便に対する自発的制御の欠如は、生活の質に影響を与え、社会的当惑を引き起こす可能性がある問題である。尿失禁および便失禁は、あらゆる年齢層の人に影響を与える可能性がある。場合によっては、高齢者はさまざまな病態生理を伴う失禁の可能性が高くなる。尿失禁と便失禁はどちらも、尿道括約筋、肛門括約筋、およびこれらの筋肉や膀胱、直腸、腸管などの関連臓器を支配する神経等の骨盤底筋の損傷、衰弱、または過剰活動を含む場合がある。
【0015】
尿失禁は、切迫性尿失禁、腹圧性尿失禁、溢流性尿失禁、および混合性尿失禁の4つの主要なタイプのうちの1つに分類することができる。切迫性尿失禁は過活動膀胱が原因であることがよくある。切迫性失禁のある人は、すぐに強く突然排尿する必要があり、トイレに行く時間が十分にないことがよくある。腹圧性尿失禁は、通常、尿道括約筋の機能不全、または尿道または膀胱頸部の可動性亢進が原因である。咳、くしゃみ、笑い、運動などの活動中に腹圧性失禁を経験する人もいる。溢流性尿失禁は通常、膀胱の収縮不良や尿道の閉塞が原因である可能性がある。混合性失禁には、腹圧性尿失禁と切迫性尿失禁の特徴が含まれる場合がある。失禁には、脳および/または影響を受ける筋肉の間の神経伝導障害、神経系の状態や傷害(例:多発性硬化症や脳卒中)、または精神錯乱などの神経学的問題が関与していることがよくある。失禁のその他の原因には、骨盤または尿道の筋肉の衰弱および骨盤脱出が含まれるが、これらに限定されない。
【0016】
便失禁とも呼ばれる腸失禁は、腸制御の喪失であり、個人が直腸から予想外に便を排出する原因となる。便失禁は、切迫性尿失禁と他動的失禁、またはそれらの組み合わせの2つの主なタイプに分類できる。切迫性尿失禁は腸の過活動が原因である。切迫性尿失禁のある人は、すぐに排便したいという強い突然の欲求があり、トイレに行く時間が十分にないことがよくある。他動性失禁は、直腸が満たされて排尿の準備ができているにもかかわらず、腸を開きたいという衝動を感じない場合である。受動的失禁に悩む人は意識的に排便をコントロールすることができず、知らないうちに便が排出されてしまうことがある。失禁には、脳および/または影響を受ける筋肉の間の神経伝導障害、神経系の状態や傷害(例:多発性硬化症や脳卒中)、または精神錯乱などの神経学的問題が関与していることがよくある。便失禁の原因には、神経損傷、肛門括約筋損傷、便秘、下痢、痔、手術、直腸の貯蔵能力の喪失、直腸脱、直腸瘤などが含まれるが、これらに限定されない。
【0017】
筋肉の電気ガルバニック刺激は、骨盤底筋をトレーニングして強度および機能を改善することによって、および/または仙骨神経を刺激して排尿および排便の制御を改善することによって、失禁を治療するために使用されている。しかし、これらの電気神経刺激アプローチは被験者の状態や状況に適応できず、事前に定義された刺激プロトコルを与えることしかできない。これにより、ターゲット領域が過剰に刺激されたり、刺激が不足したりする可能性があり、その結果、排尿や排便に関わる筋肉の制御が不十分になる。したがって、被験者の状態を考慮し、それに応じて刺激レベルを調整した電気刺激を与えることができれば有益である。
【0018】
本明細書では、それを必要とする個人における失禁の発作の重症度を予防および/または軽減するためのデバイス、システム、および方法を提供する。場合によっては、失禁の発作は、尿失禁、便失禁、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、失禁のサブタイプを治療することができる。場合によっては、失禁のサブタイプには、切迫性尿失禁、腹圧性尿失禁、溢流性尿失禁、または混合性失禁が含まれる場合がある。
【0019】
場合によっては、本明細書に記載のデバイス、システム、および方法は、膀胱容量を増加させることができる。膀胱容量は、痛みや排尿を引き起こすことなく膀胱に収容できる最大液体量として測定できる。場合によっては、ベースライン値としての健康な個人の膀胱容量は、約400ミリリットル(mL)~約600mLの液体体積を含み得る。場合によっては、膀胱容量は、被験者の膀胱の静止超音波画像の超音波計算によって測定される場合がある。膀胱の容積は、静止超音波画像上で測定された膀胱の長さ、幅、および高さを乗算することによって測定され得る。あるいは、またはこれに加えて、膀胱容量は、カテーテルを被験者の尿道に挿入して満たし、尿量を測定するサイトメトリーによって測定することもできる。場合によっては、被験者の膀胱容量が病気によって減少する可能性がある。場合によっては、本明細書に記載のデバイスおよびシステムは、ベースラインの膀胱容量からパーセント増加するだけ膀胱容量を増加させることができる。場合によっては、膀胱容量は、本明細書に記載される刺激デバイス電極リード線による電気刺激を被験者に与えることによって増加することができる。場合によっては、刺激デバイスは、本明細書の他の箇所で説明されるように、電気刺激の周波数またはパルス幅を与えることができる。
【0020】
場合によっては、本明細書の他の箇所で説明するように、開ループシステムまたは閉ループシステムのいずれかを利用して膀胱容量を増加させることができる。場合によっては、膀胱容量は約5%~約75%増加する可能性がある。場合によっては、膀胱容量は、約5%~約10%、約5%~約15%、約5%~約20%、約5%~約25%、約5%~約30%増加し得る。約5%~約35%、約5%~約40%、約5%~約45%、約5%~約50%、約5%~約70%、約5%~約75%、約10%~約15%、約10%~約20%、約10%~約25%、約10%~約30%、約10%~約35%、約10%~約40%、約10%~約45%、約10%~約50%、約10%~約70%、約10%~約75%、約15%~約20%、約15%~約25%、約15%~約30%、約15%~約35%、約15%~約40%、約15%~約45%、約15%~約50%、約15%~約70%、約15%~約75%、約20%~約25%、約20%~約30%、約20%~約35%、約20%~約40%、約20%~約45%、約20%~約50%、約20%~約70%、約20%~約75%、約25%~約30%、約25%~約35%、約25%~約40%、約25%~約45%、約25%~約50%、約25%~約70%、約25%~約75%、約30%~約35%、約30%~約40%、約30%~約45%、約30%~約50%、約30%~約70%、約30%~約75%、約35%~約40%、約35%~約45%、約35%~約50%、約35%~約70%、約35%~約75%、約40%~約45%、約40%~約50%、約40%~約70%、約40%~約75%、約45%~約50%、約45%~約70%、約45%~約75%、約50%~約70%、約50%~約75%、または約70%~約75%、増加する可能性がある。場合によっては、膀胱容量は、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約70%、または約75%増加する可能性がある。
【0021】
場合によっては、本明細書に記載のデバイス、システム、および方法は、尿道閉鎖圧力を増加させることができる。場合によっては、尿道閉鎖圧力は圧力のプロファイルによって表現される場合がある。尿道閉鎖圧力は、場合によっては、被験者の尿道の全長からの統合圧力曲線の測定値として説明される場合がある。場合によっては、尿道閉鎖圧力は、被験者の尿道を通して圧力測定カテーテルを一定の速度でゆっくりと引き抜くことによって測定される場合がある。場合によっては、尿道閉鎖圧力は、経尿道圧力プロファイルカテーテルによって測定されてもよい。場合によっては、経尿道内圧は水柱センチメートル(cm H2O)の単位で測定される場合がある。場合によっては、本明細書に記載のデバイスおよびシステムは、被験者の1つまたは複数の神経を刺激することによって尿道閉鎖圧を増加させることができる。場合によっては、1つ以上の神経は、陰部神経、仙骨神経、またはそれらの任意の組み合わせもしくは枝を含み得る。場合によっては、本明細書の他の場所で説明される刺激デバイスは、尿道閉鎖圧力を増加させるために、本明細書の他の場所で説明される周波数および/または周波数範囲で刺激電極リード線を介して被験者の神経に電気刺激を与えることができる。いくつかの例では、尿道閉鎖圧力は、約10センチメートル水(cmH2O)から約75cmH2Oを含み得る。いくつかの例では、尿道閉鎖圧力は、約10cmH2O~約15cmH2O、約10cmH2O~約20cmH2O、約10cmH2O~約25cmH2O、約10cmH2O~約30cmH2Oを含み得る。約10cmH2O~約35cmH2O、約10cmH2O~約40cmH2O、約10cmH2O~約45cmH2O、約10cmH2O~約50cmH2O、約10cmH2O~約60cmH2O、約10cmH2O~約70cmH2O、約10cmH2O~約75cmH2O、約15cmH2O~約20cmH2O、約15cmH2O~約25cmH2O、約15cmH2O~約30cmH2O、約15cmH2O~約35cmH2O、約15cmH2O~約40cmH2O、約15cmH2O~約45cmH2O、約15cmH2O~約50cmH2O、約15cmH2O~約60cmH2O、約15cmH2O~約70cmH2O、約15cmH2O~約75cmH2O、約20cmH2O~約25cmH2O、約20cmH2O~約30cmH2O、約20cmH2O~約35cmH2O、約20cmH2O~約40cmH2O、約20cmH2O~約45cmH2O、約20cmH2O~約50cmH2O、約20cmH2O~約60cmH2O、約20cmH2O~約70cmH2O、約20cmH2O~約75cmH2O、約25cmH2O~約30cmH2O、約25cmH2O~約35cmH2O、約25cmH2O~約40cmH2O、約25cmH2O~約45cmH2O、約25cmH2O~約50cmH2O、約25cmH2O~約60cmH2O、約25cmH2O~約70cmH2O、約25cmH2O~約75cmH2O、約30cmH2O~約35cmH2O、約30cmH2O~約40cmH2O、約30cmH2O~約45cmH2O、約30cmH2O~約50cmH2O、約30cmH2O~約60cmH2O、約30cmH2O~約70cmH2O、約30cmH2O~約75cmH2O、約35cmH2O~約40cmH2O、約35cmH2O~約45cmH2O、約35cmH2O~約50cmH2O、約35cmH2O~約60cmH2O、約35cmH2O~約70cmH2O、約35cmH2O~約75cmH2O、約40cmH2O~約45cmH2O、約40cmH2O~約50cmH2O、約40cmH2O~約60cmH2O、約40cmH2O~約70cmH2O、約40cmH2O~約75cmH2O、約45cmH2O~約50cmH2O、約45cmH2O~約60cmH2O、約45cmH2O~約70cmH2O、約45cmH2O~約75cmH2O、約50cmH2O~約60cmH2O、約50cmH2O~約70cmH2O、約50cmH2O~約75cmH2O、約60cmH2O~約70cmH2O、約60cmH2O~約75cmH2O、または約70cmH2O~約75cmH2Oの範囲を含み得る。いくつかの例では、尿道閉鎖圧力は、少なくとも約10cmH2O、または約15cmH2O、約20cmH2O、約25cmH2O、約30cmH2O、約35cmH2O、約40cmH2O、約45cmH2O、約50cmH2O、約60cmH2O、約70cmH2O、約75cmH2Oであることを含み得る。いくつかの例では、尿道閉鎖圧力は、最大で、約15cmH2O、または約20cmH2O、約25cmH2O、約30cmH2O、約35cmH2O、約40cmH2O、約45cmH2O、約50cmH2O、約60cmH2O、約70cmH2O、約75cmH2Oであることを含み得る。
【0022】
本明細書に記載されるデバイスおよびシステムは、1つまたは複数のセンサ電極、1つまたは複数の刺激電極、プロセッサ、電源、またはそれらの任意の組み合わせを備えることができる。場合によっては、1つ以上の刺激電極、1つ以上のセンサ電極、プロセッサ、電源、またはそれらの任意の組み合わせを個人の体内に埋め込むことができる。場合によっては、1つまたは複数の刺激デバイス電極、1つまたは複数のセンサ電極、プロセッサ、電源、またはそれらの任意の組み合わせを個人の身体の表面に配置することができる。場合によっては、プロセッサ、電源、またはそれらの任意の組み合わせが個人の体内に埋め込まれてもよい。いくつかの例では、デバイスは、遠隔デバイス(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)と本明細書に記載の失禁予防デバイスとの間で、無線データを無線で送受信することができる無線送信モジュールを備え得る。場合によっては、デバイスは個人に埋め込み可能である場合がある。あるいは、デバイスは、ケーブルによってリモートデバイスに電気的に接続できる、個人の皮膚の表面に配置される気密封止されたコネクタを備えていてもよい。場合によっては、個人は、グラフィカルユーザインターフェースを通じて、1つ以上のセンサ電極または1つ以上の刺激電極のパラメータを手動で修正または変更することができる。場合によっては、デバイスは、1つまたは複数のセンサ電極または1つまたは複数の刺激電極のパラメータを自動的に修正または変更することができる。
【0023】
場合によっては、デバイスの埋め込まれたセンサ電極は、失禁の発作の応答、または失禁の発作を予防しようとする個人の意図に関連し得る1つまたは複数のパラメータを検出するように構成され得る。場合によっては、パラメータには、失禁の発作を予測できる筋電(EMG)信号が含まれる場合がある。場合によっては、EMG信号は、筋肉の電気活動、特に筋線維の活動電位からの電気活動を含むことがある。場合によっては、パラメータには神経電図(ENG)が含まれる場合がある。場合によっては、神経電図は1つまたは複数のニューロンからの電気活動を含む場合があり、通常は末梢神経の軸索の束から作成された記録を指す。場合によっては、パラメータには、センサ電極材料の物理的変形によって引き起こされる電気インピーダンスの変化が含まれることがある。場合によっては、物理的変形は、伸長、圧縮、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。あるいは、パラメータには、圧力、速度、加速度、または3D空間方向の変化が含まれる場合がある。場合によっては、3D空間方向はGPS信号によって決定される場合がある。場合によっては、GPS信号は、個人が自宅などの場所に近づいたことを示し、分かるようにすることがある。場合によっては、GPS信号は、本明細書の他の場所で説明されるように、被験者のGPS座標および/またはGPS位置に基づいて刺激デバイスを調整するように構成され得る。場合によっては、刺激デバイスを調節することは、本明細書の他の場所で説明されるように、分類器の検出パラメータ(例えば、信号強度閾値)を調整することを含んでもよい。場合によっては、位置および/またはGPS座標のGPS信号は、失禁事象のより高いリスクを課す可能性のある被験者に、移動した位置および/または地域を示す場合がある。場合によっては、3次元空間方向によって個人の姿勢を測定することもできる。場合によっては、圧力の変化は圧力センサによって測定される場合がありる。場合によっては、圧力センサは、差圧センサ、絶対圧センサ、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。場合によっては、速度、加速度の変化、または3-D空間方向の変化は、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、またはそれらの組み合わせによって測定される場合がある。場合によっては、デバイスは1つまたは複数の埋め込まれた刺激電極を使用して電気刺激を提供し、個人の予防的応答と併せて失禁の発作を予防することができる。
【0024】
本明細書に記載されるデバイス、システム、および方法は、個人の失禁予防パラメータを検出し、失禁予防パラメータの特性に基づいて1つまたは複数の刺激電極による電気刺激を調整することによって、失禁事象の予防および/または失禁事象の重症度の軽減ができる可能性がある。場合によっては、失禁予防パラメータの特性は、1つ以上のEMG、ENG、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサの信号、またはそれらの任意の組み合わせの、振幅、周波数、位相、またはそれらの任意の組み合わせの変化を含み得る。場合によっては、失禁予防パラメータは、個人の物理的な動き、1つ以上のEMG信号、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。個人の応答に合わせて適応電気刺激を与えることにより、本明細書に記載のデバイス、システム、および方法は、失禁の発作を予防することができる。
【0025】
本明細書では、個人の失禁予防パラメータに基づいて適応電気刺激を与えることによって個人の失禁の発作の予防および/または失禁の発作の重症度の軽減を行うためのデバイス、システム、および方法について説明する。このデバイスは、陰部神経、仙骨神経、またはそれらの枝の近くにおいて、個人に埋め込むことができる。場合によっては、デバイスの1つまたは複数の刺激電極は、陰部神経または仙骨神経に、またはその近くに配置され得る。場合によっては、1つ以上の刺激電極または1つ以上のセンサ電極は、片側性または両側性の陰部神経に近接して埋め込まれてもよい。場合によっては、1つまたは複数の刺激電極は、運動神経線維(例えば、骨盤底および括約筋)を刺激するために埋め込まれてもよい。あるいは、1つまたは複数の刺激電極は、筋肉(例えば、骨盤底筋および括約筋)内、筋肉の近く、または筋肉に隣接して埋め込まれてもよい。埋め込み型デバイスのセンサ電極は、個人が失禁を起こしている可能性があること、または失禁を防ごうとしていることを示す信号を検出することができる。デバイスは信号を分析し、その信号をリアルタイムまたは将来の失禁の発作として分類することができる。デバイスは、分類された失禁の発作に基づいて調整された電気刺激を生成し、1つまたは複数の刺激電極を使用して調整された電気刺激を標的神経に送達することができる。場合によっては、1つまたは複数の刺激電極の電気刺激の調整は、電気刺激の周波数、電気刺激の振幅、電気刺激のパルス幅、刺激電極の構成、またはそれらの任意の組み合わせを変更することを含んでもよい。場合によっては、1つまたは複数の電極は、1つまたは複数の刺激電極および1つまたは複数の検出電極を備え得る。1つまたは複数の刺激電極および1つまたは複数の検出電極は、オンデマンドで、またはプログラム的に、ユーザ制御で、医療用個人制御で、あるいはそれらの任意の組み合わせで、刺激動作と検出動作とを切り替えるように構成され得る。電気刺激を調節して筋肉および/または神経の応答を改善し、失禁の発作を予防することができる。調節された電気刺激は、応答時間、筋機能、または失禁予防の他のマーカーによって測定される筋肉応答の改善をもたらし、失禁の潜在的な発作を予防することができる。電気刺激は、失禁の発作の重症度および/または持続時間を軽減するために調節され得る。例えば、切迫性失禁事象(例えば、咳)を示す被験者は、失禁の発作に応答して、本明細書で与えられるデバイス、システム、および方法によって与えられる電気刺激を受けることができる。場合によっては、電気刺激により、制御されていない排尿および/または排便の量が減少する可能性がある。場合によっては、電気刺激により、失禁の発作を完全に予防することなく、制御されていない排尿および/または排便の量が減少する可能性がある。場合によっては、電気刺激により、電気刺激がなければ起こるであろう失禁事象の継続時間が短縮される可能性がある。場合によっては、電気刺激は反射性失禁を抑制するように構成されてもよい。場合によっては、電気刺激により、反射性失禁中に経験される膀胱排尿筋の収縮が抑制される可能性がある。
【0026】
電気刺激は、一定期間にわたって与えられる電気刺激を含むことができる。場合によっては、この期間は、EMG閾値検出を引き起こすために、意図的な筋収縮に基づいて被験者が意思を与えることができる期間を含み得る。
【0027】
場合によっては、電気刺激の期間は、約1秒から約30秒を含んでもよい。場合によっては、電気刺激の期間は、約1秒~約5秒、約1秒~約10秒、約1秒~約15秒、約1秒~約20秒、約1秒~約25秒、約1秒~約30秒、約5秒~約10秒、約5秒~約15秒、約5秒~約20秒、約5秒~約25秒、約5秒~約30秒、約10秒~約15秒、約10秒~約20秒、約10秒~約25秒、約10秒~約30秒、約15秒~約20秒、約15秒~約25秒、約15秒~約30秒、約20秒~約25秒、約20秒~約30秒、または約25秒~約30秒を含んでもよい。場合によっては、この期間は、約1秒、約5秒、約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、または約30秒を含み得る。場合によっては、電気刺激の期間は、少なくとも約1秒、約5秒、約10秒、約15秒、約20秒、または約25秒を含み得る。場合によっては、電気刺激の期間は、最大で、約5秒、約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、または約30秒を含み得る。
【0028】
失禁を治療および予防するためのデバイスの実施形態
本開示では、1つ以上のセンサ電極、1つ以上の刺激電極、電気刺激デバイス、またはそれらの任意の組み合わせを含む、失禁の発作を予防するためのデバイスについて説明する。場合によっては、電気刺激デバイスは、失禁の発作を予防するために、プロセッサ、メモリ、ユーザインターフェース、電源、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。デバイスは埋め込み可能であってもよい。デバイスを移植する外科的処置は、覚醒状態の鎮静、全身麻酔、局所麻酔、薄暮麻酔、またはそれらの任意の組み合わせの下で完了することができる。デバイスは個人の骨盤領域に全体または部分的に埋め込むことができる。場合によっては、デバイスは1つまたは複数の外科器具によって埋め込まれる場合がある。場合によっては、外科器具は、導入器、シース、指向性プローブ、ワイヤ、針、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。
【0029】
場合によっては、デバイスは、携帯電話、タブレット、またはコンピュータなどの遠隔デバイスから無線でデータを送受信できるプロセッサに電気的に接続された送信機をさらに備え得る。場合によっては、デバイスは開ループ構成用に構成されている場合がある。場合によっては、デバイスは閉ループ構成またはフィードバック制御構成用に構成されている場合がある。本明細書に記載のデバイスは、尿失禁の発作を予防するために使用することができる。場合によっては、尿失禁は、切迫性尿失禁、腹圧性尿失禁、溢流性尿失禁、混合性尿失禁、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。場合によっては、本明細書に記載のデバイスは、便失禁の発作を予防するために使用することができる。
【0030】
オープンループ構成
図1は、個人110の失禁の発作を予防するように構成された、本明細書に記載のデバイスの開ループ構成を示す。開ループ構成のデバイスは、1つまたは複数の刺激電極106を備える埋め込み型パルス発生器102と、電源とを備え得る。場合によっては、埋め込み型パルス発生器102は、プロセッサと、電気刺激パターン104を管理するソフトウェアを実行するように構成された無線送信モジュールとを備え得る。場合によっては、電源はバッテリを備え得る。場合によっては、電池は、リチウムポリマーイオン電池、ヨウ素リチウム、二酸化リチウムマンガン、一フッ化リチウム炭素、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。場合によっては、バッテリは誘導充電器によってワイヤレス充電される場合がある。あるいは、バッテリ電源は使い捨てであってもよい。
【0031】
埋め込み型パルス発生器102は、医療提供者によって遠隔デバイス100(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上に設定され、埋め込み型パルス発生器102に無線105で送信された所定の電気刺激パターン104を送ることができる。あるいは、埋め込み型パルス発生器102は、医療提供者によって遠隔コンピューティングデバイス100(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上に設定され、埋め込み型パルス発生器102に有線101を介して送信された所定の電気刺激パターン104を送ることができる。場合によっては、医療提供者は、遠隔デバイス上のグラフィカルユーザインターフェースを通じて所定の電気刺激パラメータを設定してもよい。場合によっては、埋め込み型パルス発生器102を有する個人110は、埋め込み型パルス発生器の無線通信105を介して外部入力デバイス103(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)を介して電気刺激パラメータを変更または設定することができる。あるいは、埋め込み型パルス発生器102を有する個人110は、埋め込み型パルス発生器102の有線通信107を介して外部入力デバイス103を介して電気刺激パラメータを変更または設定してもよい。場合によっては、埋め込み型パルス発生器102を有する個人110は、外部入力デバイス103上のグラフィカルユーザインターフェースを使用して電気刺激パターン104を調整することができる。場合によっては、調整可能な電気刺激パターン104のパラメータは、周波数、振幅、パルス幅、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
【0032】
閉ループ構成
図2は、個人126の失禁の発作を予防するように構成された本明細書に記載のデバイスの閉ループ構成を示す。閉ループ構成のデバイスは、埋め込み型パルス発生器118、1つ以上の刺激電極122、1つ以上のセンサ電極120、および電源を備えることができる。場合によっては、埋め込み型パルス発生器118は、プロセッサと無線送信モジュールとを備えてもよく、無線送信モジュールは、1つまたは複数のセンサ電極120を介して筋電(EMG)信号を検出し、分析し、電気刺激パターン124を与えるソフトウェアを実行するように構成される。例として、電源はバッテリを含んでもよい。バッテリは充電式でも使い捨てでもよい。場合によっては、誘導充電を通じてバッテリを充電することもできる。場合によっては、閉ループ構成で構成されたデバイスは、腹圧性失禁事象の発作または先天性筋電電気活動のレベルを検出するために、1つまたは複数のセンサ電極120を介してEMG信号を測定することができる。場合によっては、閉ループ構成で構成されたデバイスは、1つまたは複数のセンサ電極120を介して、急速加速度、衝撃、姿勢の向き、またはそれらの任意の組み合わせなどの慣性信号を測定し、腹圧性失禁事象の開始または先天性筋電電気活動のレベルを検出することができる。場合によっては、腹圧性失禁事象には、咳、くしゃみ、笑い、運動などの動作が含まれる場合がある。一旦検出されると、埋め込み型パルス発生器118は、排尿または制御不能な排便を予防するために電気刺激パターン124を与えることができる。場合によっては、腹圧性失禁事象を検出するための閾値レベルは、無線通信113または有線接続115のいずれかを介して、外部入力デバイス114上のグラフィカルユーザインターフェースを介して個人126によって修正および調整され得る。
【0033】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のシステムおよび方法の閉ループ構成は、
図1に示すように、完全に同期されたシステムを構成することができる。場合によっては、センサ電極および/または刺激電極を備える電極902は、回路904(例えば、アナログ/デジタル回路)を介してEMG、ENG、および/または圧力信号を検出し、次いで、検出された信号を分類器アルゴリズム906に渡すことができる。分類器アルゴリズム906が、検出されたEMG、ENG、および/または圧力信号を失禁事象として分類すると、分類器は電気刺激908を被験者に送るようにすることができる。
図9に示されるように、電気刺激は、最初にEMG信号および/またはENG信号を検出したのと同じ電極902によって提供され得る。
【0034】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるデバイスの閉ループ構成は、失禁の発作を予防しようとする個人の努力を検出するように構成され得る。場合によっては、本明細書で説明される方法およびシステムは、排尿または排便を予防するのに十分な、1つまたは複数の刺激電極122を介した電気刺激パターンで被験者の努力を補うことができる。場合によっては、個人の努力には、EMG、ENG、圧力、加速度、ジャイロスコープ、磁力計、3D空間、または閾値でのそれらの信号の任意の組み合わせが含まれる場合がある。場合によっては、閾値筋電信号は、1つまたは複数のセンサ電極120によって検出され得る。場合によっては、補助励起は、検出された個人の努力と組み合わせて失禁(例、排尿および/または排便)の発作を予防できるように、例えば周波数、パルス幅、および/または振幅などのパラメータを備えた、本明細書の他の場所で説明される、刺激電極、によって与えられる励起信号を含んでもよい。場合によっては、補助励起は、腹圧性失禁事象の検出に応答して失禁の発作を予防するために、例えば周波数、パルス幅、および/または振幅などのパラメータを有する刺激電極によって与えられる励起信号を含んでもよい。場合によっては、腹圧性失禁事象は、本明細書の他の場所で説明されるように、例えばジャイロスコープ、加速度計、および/または磁力計によって検出可能な、咳、くしゃみ、笑い、または運動などの行動を含み得る。場合によっては、補助励起の1つまたは複数のパラメータは、個々の被験者ベースおよび/または失禁の同様の症状を呈する被験者の大規模集団に基づいて決定することができる。例えば、所与の被験者の補助励起の1つまたは複数のパラメータは、そのような補助励起信号が失禁の発作をリアルタイムで予防したか、または本明細書の他の場所で説明されるデバイスおよびシステムのユーザインターフェースを介して失禁事象後に予防したかによって、調整および/または決定され得る。場合によっては、被験者の補助励起の1つまたは複数のパラメータは、同様の臨床症状(例えば、年、失禁のタイプ、失禁事象の周波数、他の被験者の臨床メタデータなど)を持つ被験者において失禁事象を防止するために見出された値および/またはパラメータに調整してもよい。
【0035】
いくつかの例では、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、
図8に見られるように、被験者および/または患者の意図的な筋収縮および/または動きに基づいて失禁事象を予防するために電気刺激を与えるように構成されたシステムおよび方法を含んでもよい。場合によっては、被験者および/または患者814は、失禁事象を呈する可能性があることに気づくと、1つまたは複数の筋肉または筋肉群の動きおよび/または収縮を誘発して、EMG、ENG、圧力、加速度、ジャイロスコープ、磁力計、3D空間、またはそれらの任意の組み合わせ信号818を引き起こし得る。場合によっては、1つまたは複数の筋肉群の誘導された動きおよび/または収縮は、増幅され808、(分類器によって)分類され806、制御論理アルゴリズム804を通過し、トリガー820として使用され得、トリガー820は、治療の流れを可能にするとともに刺激デバイス810および神経インターフェース812を介して本明細書の他の場所で説明されるそれぞれの基礎802および/または能動801の刺激パターンパラメータを有効にして失禁事象を予防する。場合によっては、分類器は機械学習分類器を含んでもよい。場合によっては、分類器は、本明細書の他の場所で説明される強度閾値分類器を含んでもよい。場合によっては、患者および/または被験者814は、本明細書の他の場所で説明されるように、患者コントローラモジュール156上のボタンを介して手動816で電気刺激の伝達を可能にすることができる。
【0036】
場合によっては、埋め込み型パルス発生器118(すなわち、刺激デバイス)の検出閾値は、外部入力デバイス114上のグラフィカルユーザインターフェースを介して変更および調整することができる。外部入力デバイス114は、無線通信113または有線接続115を介して埋め込み型パルス発生器118の閾値を修正および調整することができる場合がある。場合によっては、埋め込み型パルス発生器の閾値は、遠隔コンピューティングデバイス112(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上で医療提供者を介して調整され、有線通信116を介して埋め込み型パルス発生器118に送信されてもよい。あるいは、埋め込み型パルス発生器の閾値は、遠隔コンピューティングデバイス112(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上で医療提供者を介して調整され、無線通信113を介して埋め込み型パルス発生器118に送信されてもよい。場合によっては、埋め込み型パルス発生器の閾値は、個人110を介して遠隔コンピューティングデバイス112(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上で調整され、有線通信116を介して埋め込み型パルス発生器118に送信されてもよい。あるいは、埋め込み型パルス発生器の閾値は、遠隔コンピューティングデバイス112(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上の個人110を介して調整され、無線通信113を介して埋め込み型パルス発生器118に送信されてもよい。
【0037】
場合によっては、1つまたは複数の刺激電極122を介して与えられる電気刺激パターン124は、失禁の発作を予防するための個人の努力を補うために、検出された閾値レベルによって調整および調整され得る。いくつかの例では、調整された電気刺激パターン124は、区分的線形マッピング、線形マッピング、シグモイドマッピング、またはそれらの任意の変形によって、努力を表す検出可能な生理学的信号および提供された電気刺激パターン124をマッピングすることによって決定され得る。電気刺激パターン124は、周波数、パルス幅、および振幅を含む電気刺激パターンパラメータを修正または変更することによって調整することができる。場合によっては、埋め込み型パルス発生器118の電気刺激パターンパラメータは、外部入力デバイス114上のグラフィカルユーザインターフェースを介して修正および調整され得る。外部入力デバイス114は、無線通信113または有線接続115を介して埋め込み型パルス発生器118の電気刺激パターンパラメータを変更および調整することができる場合がある。場合によっては、埋め込み型パルス発生器118の電気刺激パターンパラメータを調整することができる。遠隔コンピューティングデバイス112(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上で医療提供者を介して、有線通信116を介して埋め込み型パルス発生器118に送信される。場合によっては、埋め込み型パルス発生器118の電気刺激パターンパラメータは、遠隔コンピューティングデバイス112(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータなど)上で医療提供者を介して調整され、無線通信113を介して埋め込み型パルス発生器118に送信されてもよい。場合によっては、埋め込み型パルス発生器118の電気刺激パターンパラメータは、個人126からの入力に基づいて埋め込み型パルス発生器118のプロセッサによって実行される機械学習モデルによって調整されてもよい。場合によっては、機械学習モデルは、1つまたは複数のセンサ電極によって検出された筋肉EMG信号に基づいて、被験者が望ましくない排尿および/または排便の危険にさらされているかどうかを判定するように構成され得る。場合によっては、機械学習モデルは、本明細書の他の場所で説明されているように、個人の努力の有無を判断するためにトレーニングされる場合がある。例えば、機械学習モデルは、被験者の筋収縮に特徴的な1つ以上のEMG信号、特に、望ましくない排尿および/または大便排便を引き起こすEMG信号を用いてトレーニングされ得る。場合によっては、機械学習モデルは、本明細書の他の場所で説明されているように、個人の努力の有無を判断するためにトレーニングされる場合がある。例えば、機械学習モデルは、被験者の筋収縮に特徴的な1つ以上のEMG信号、特に、望ましくない排尿および/または排便を引き起こすEMG信号を用いてトレーニングされ得る。
【0038】
いくつかの実施形態では、本明細書の他の場所で説明されるように、電気刺激パターンパラメータ(例えば、周波数、振幅など)は、刺激機械学習モデルによって設定または決定され得る。場合によっては、刺激機械学習モデルはベイジアン最適化モデルを含んでもよい。場合によっては、刺激機械学習モデルは、本明細書の他の場所で説明されるデバイスおよびシステムのユーザが、失禁の特定のタイプおよび/またはサブタイプについての失禁事象を抑制するものとして示す刺激パターンを用いてトレーニングされ得る。場合によっては、刺激機械学習モデルは、患者の失禁の種類に応じてトレーニングされる場合があり得る。刺激機械学習アルゴリズムは、本明細書の他の場所で説明されるように、埋め込み型デバイスおよびユーザデバイスと通信するクラウドコンピューティングネットワークおよび/またはサーバでトレーニングされ、1人または複数のユーザおよび/または患者に再配布またはダウンロードされ得る。実際、ユーザおよび/または患者は、本明細書に記載されるデバイスおよびシステムのソフトウェアを更新および/または新しい更新をダウンロードすることができる。本明細書に記載される本発明のこの態様は、従来の刺激デバイスでは達成できなかった患者固有の最適化された電気刺激信号の予期せぬ結果を与える。
【0039】
1つまたは複数の機械学習アルゴリズムを使用して、段階的に後方パラメータ選択を展開するサポートベクターマシンおよび/またはグラフィカルモデルなどの機械学習モデルを構築することができ、その両方がパラメータ間の相互作用を推論する利点を有し得る。例えば、交互決定木(ADTree)、決定スタンプ、関数ツリー(FT)、ロジスティックモデルツリー(LMT)、ロジスティック回帰、ランダムフォレスト(rf)、受信者動作特性曲線(ROC)、線形回帰、極度勾配ブースティング(xgb)、分類および回帰ツリー、サポートベクターマシン(SVM)、スプラインを使用した一般化加算モデル(gamSplineなど)、glmnet、多変量適応回帰スプリント(アース)、ニューラルネットワーク、k平均クラスタリング、または当技術分野で知られている任意の機械学習アルゴリズムまたは統計アルゴリズムなどの機械学習アルゴリズムや他の統計アルゴリズムが使用される場合がある。1つまたは複数のアルゴリズムを一緒に使用してアンサンブル方法を生成することができ、このアンサンブル方法は、バイアスや分散を減らすためのブースティング(例えば、AdaBoost、LPBoost、TotalBoost、BrownBoost、MadaBoost、LogitBoostなど)などの機械学習アンサンブルメタアルゴリズムを使用して最適化することができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、機械学習アルゴリズムは、マイクロプロセッサ上で実行されるように構成された制約付き機械学習アルゴリズムを含むことができる。場合によっては、機械学習アルゴリズムは、TinyMLフレームワーク内で動作する機械学習アルゴリズムを含んでもよい。場合によっては、本明細書の他の場所で説明される機械学習アルゴリズムは、オフラインでトレーニングされてもよい。オフライントレーニングは、サーバ、クラウド、またはその他の専用コンピューティングクラスター上で完了できる。場合によっては、オフラインでトレーニングされた機械学習アルゴリズムをデバイスにダウンロード、展開、および/またはインポートして、失禁事象の予防におけるデバイスとシステムのパフォーマンスを反復的に改善することができる。
【0041】
当業者であれば、そのようなオフライントレーニング構造が実現可能であり、関連するが異なる実装で実現されることを理解するであろう。例えば、そのような機械学習アーキテクチャは、スマートフォンデバイスで一般的に見られる「ウェイクアップワード」テキスト分類(例えば、「HeySiri」、「OKGoogle」など)を実行する際に利用することができる。場合によっては、本明細書で説明する機械学習アルゴリズムは、「ウェイクアップワード」音声機械学習分類器と同様のフレームワーク内で動作することができる。場合によっては、本明細書で説明される機械学習アルゴリズムは、「ウェイクアップ」音声機械学習分類器に十分であると判断された処理能力およびメモリ割り当てに基づいて動作し得る。
【0042】
場合によっては、本明細書の他の場所で説明されるソフトウェアは、埋め込まれた刺激デバイス上に配置されたプロセッサによって実行されてもよい。場合によっては、埋め込み型刺激デバイスにあるソフトウェアは、TinyML制約付き機械学習モデルを利用して、埋め込み型刺激デバイスの処理パラメータとメモリパラメータに対応する場合がある。場合によっては、ソフトウェアは、クラウドベースのコンピューティングおよび/または専用のコンピューティングクラスター上でオフラインで実行される場合がある。場合によっては、オフライン処理ワークフローには、埋め込み型刺激デバイスとローカルのパーソナルコンピューティングデバイス(スマートフォン、タブレット、ラップトップなど)間の高速(BLUETOOTH(登録商標)、Wi-Fi、医療インプラント通信システムなど)データ転送が含まれる場合がある。次に、個人処理デバイスは、埋め込み型刺激デバイスのデータを1つ以上のクラウドおよび/またはコンピュータクラスタに通信し、次いで、結果として得られる出力、コマンド、および/または通知をデバイスに送り返す。場合によっては、コマンドおよび/または通知は、警告、警報、電気刺激の開始、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。場合によっては、コマンドは、失禁事象を示すEMG信号および/またはENG信号の閾値強度を決定するように構成された機械学習分類器の出力を含んでもよい。
【0043】
機械学習モデルは、1つ以上のデータセット上でトレーニングされ得る。場合によっては、1つまたは複数のデータセットは、ユーザおよび/または被験者によって生成されたデータ、またはその集団もしくはセグメントによって生成されたデータを含み得る。場合によっては、被験者によって生成されたデータおよび/または集団によって生成されたデータは、それぞれ、失禁事象を示し、失禁事象を予防した努力信号、励起信号を含み得る。場合によっては、本明細書に記載されるデバイス、システム、および対応する方法は、本明細書の他の場所に記載されるシステムおよびデバイスと対話するときに、ユーザデータおよび/またはユーザの入力を記録することができる。場合によっては、データは、本明細書の他の箇所で説明されているように、失禁事象を引き起こす、ユーザラベル付きのEMG、ENG、加速度計、ジャイロスコープ、またはそれらの任意の組み合わせのセンサを含み得る。場合によっては、これらの信号はデバイス1302から取得され、
図13に見られるように、特徴付け1304および機械学習分類器1306のトレーニングに使用され得る。場合によっては、1つまたは複数のデータセットでトレーニングされたトレーニング済み機械学習分類器を各患者のデバイスにダウンロードして1308、機械学習分類器の精度をさらに向上させることができる。場合によっては、機械学習モデルは、本明細書の他の箇所で説明されるように、例えば、周波数、振幅、および/またはパルス幅のパラメータに基づいて、被験者の努力を検出し、および/または十分な励起を与えるように構成され得る。場合によっては、被験者が臨床症状と興奮性/感覚入力のパラメータとの間の類似性の特徴を示す場合、1人または複数の個人のデータセットをトレーニングデータセットとして一緒にプールすることができる。場合によっては、臨床症状には、臨床失禁の種類、被験者の臨床メタデータ(性別、年齢、過去の病歴、現在服用している薬、過去の外科的介入など)が含まれる場合がある。場合によっては、プールされたトレーニングデータセットは、被験者に埋め込まれたデバイスのトレーニングの初期期間中に個人に対して利用される場合がある。
【0044】
場合によっては、本明細書の他の場所で説明される1つまたは複数の機械学習モデルは、本明細書の他の場所で説明されるデバイス、センサ、およびシステムによって測定された生の信号および/または処理された信号に基づいてトレーニングされてもよい。場合によっては、処理された信号は、生信号の信号対雑音比を最適化するためにフィルタリングされた元の生信号を含むことがある。場合によっては、フィルタは、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタ、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。場合によっては、1つまたは複数の機械学習モデルは、代わりに、またはそれに加えて、以前の励起信号パラメータおよびそのような励起信号パラメータが失禁事象を予防したかどうかに関するユーザフィードバックに基づいてトレーニングされてもよい。
【0045】
いくつかの態様では、本開示は、
図10に見られるように、本明細書の他の場所で説明される、失禁事象前兆信号強度閾値を決定するために検出信号を処理する方法1001を提供する。場合によっては、EMG、ENG、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサの信号、またはそれらの任意の組み合わせ信号1000は、増幅回路1002を通じて検出され得る。場合によっては、増幅回路は演算増幅回路を備え得る。
【0046】
場合によっては、増幅回路は、約10マイクロボルト(μV)から約1000μVまで信号を増幅するように構成され得る。場合によっては、増幅回路は、約10μV~約50μV、約10μV~約100μV、約10μV~約150μV、約10μV~約300μV、約10μV~約500μV、約10μV~約700μV、約10μV~約900μV、約10μV~約1000μV、約50μV~約100μV、約50μV~約150μV、約50μV~約300μV、約50μV~約500μV、約50μV~約700μV、約50μV~約900μV、約50μV~約1,000μV、約100μV~約150μV、約100μV~約300μV、約100μV~約500μV、約100μV~約700μV、約100μV~約900μV、約100μV~約1000μV、約150μV~約300μV、約150μV~約500μV、約150μV~約700μV、約150μV~約900μV、約150μV~約1,000μV、約300μV~約500μV、約300μV~約700μV、約300μV~約900μV、約300μV~約1,000μV、約500μV~約700μV、約500μV~約900μV、約500μV~約1,000μV、約700μV~約900μV、約700μV~約1,000μV、または約900μV~約1,000μVの信号を増幅するように構成されてもよい。場合によっては、増幅回路は、約10μV、約50μV、約100μV、約150μV、約300μV、約500μV、約700μV、約900μV、または約1000μVからの信号を増幅するように構成され得る。場合によっては、増幅回路は、少なくとも約10μV、約50μV、約100μV、約150μV、約300μV、約500μV、約700μV、または約900μVからの信号を増幅するように構成され得る。場合によっては、増幅回路は、最大で、約50μV、約100μV、約150μV、約300μV、約500μV、約700μV、約900μV、または約1000μVからの信号を増幅するように構成され得る。
【0047】
場合によっては、増幅回路は、約1Hzから約1,500Hzの周波数を有する信号を増幅するように構成され得る。場合によっては、増幅回路は、約1Hz~約20Hz、約1Hz~約40Hz、約1Hz~約80Hz、約1Hz~約100Hz、約1Hz~約150Hz、約1Hz~約200Hz、約1Hz~約250Hz、約1Hz~約500Hz、約1Hz~約750Hz、約1Hz~約1,000Hz、約1Hz~約1,500Hz、約20Hz~約40Hz、約20Hz~約80Hz、約20Hz~約100Hz、約20Hz~約150Hz、約20Hz~約200Hz、約20Hz~約250Hz、約20Hz~約500Hz、約20Hz~約750Hz、約20Hz~約1,000Hz、約20Hz~約1,500Hz、約40Hz~約80Hz、約40Hz~約100Hz、約40Hz~約150Hz、約40Hz~約200Hz、約40Hz~約250Hz、約40Hz~約500Hz、約40Hz~約750Hz、約40Hz~約1,000Hz、約40Hz~約1,500Hz、約80Hz~約100Hz、約80Hz~約150Hz、約80Hz~約200Hz、約80Hz~約250Hz、約80Hz~約500Hz、約80Hz~約750Hz、約80Hz~約1,000Hz、約80Hz~約1,500Hz、約100Hz~約150Hz、約100Hz~約200Hz、約100Hz~約250Hz、約100Hz~約500Hz、約100Hz~約750Hz、約100Hz~約1,000Hz、約100Hz~約1,500Hz、約150Hz~約200Hz、約150Hz~約250Hz、約150Hz~約500Hz、約150Hz~約750Hz、約150Hz~約1,000Hz、約150Hz~約1,500Hz、約200Hz~約250Hz、約200Hz~約500Hz、約200Hz~約750Hz、約200Hz~約1,000Hz、約200Hz~約1,500Hz、約250Hz~約500Hz、約250Hz~約750Hz、約250Hz~約1,000Hz、約250Hz~約1,500Hz、約500Hz~約750Hz、約500Hz~約1,000Hz、約500Hz~約1,500Hz、約750Hz~約1,000Hz、約750Hz~約1,500Hz、または約1,000Hz~約1,500Hzの周波数の信号を増幅するように構成されてもよい。場合によっては、増幅回路は、約1Hz、約20Hz、約40Hz、約80Hz、約100Hz、約150Hz、約200Hz、約250Hz、約500Hz、約750Hz、約1,000Hz、または約1,500Hzの周波数の信号を増幅するように構成され得る。場合によっては、増幅回路は、少なくとも約1Hz、約20Hz、約40Hz、約80Hz、約100Hz、約150Hz、約200Hz、約250Hz、約500Hz、約750Hz、または約1000Hzの周波数の信号を増幅するように構成され得る。場合によっては、増幅回路は、最大で、約20Hz、約40Hz、約80Hz、約100Hz、約150Hz、約200Hz、約250Hz、約500Hz、約750Hz、約1,000Hz、または約1,500Hzの周波数の信号を増幅するように構成され得る。
【0048】
場合によっては、増幅された信号はフィルタ1004に渡されてもよい。場合によっては、フィルタは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【0049】
場合によっては、フィルタは、約1Hz~約70Hzの周波数帯域をフィルタリングするように構成され得る。場合によっては、フィルタは約1Hz~約5Hz、約1Hz~約10Hz、約1Hz~約15Hz、約1Hz~約20Hz、約1Hz~約25Hz、約1Hz~約40Hz、約1Hz~約50Hz、約1Hz~約60Hz、約1Hz~約70Hz、約5Hz~約10Hz、約5Hz~約15Hz、約5Hz~約20Hz、約5Hz~約25Hz、約5Hz~約40Hz、約5Hz~約50Hz、約5Hz~約60Hz、約5Hz~約70Hz、約10Hz~約15Hz、約10Hz~約20Hz、約10Hz~約25Hz、約10Hz~約40Hz、約10Hz~約50Hz、約10Hz~約60Hz、約10Hz~約70Hz、約15Hz~約20Hz、約15Hz~約25Hz、約15Hz~約40Hz、約15Hz~約50Hz、約15Hz~約60Hz、約15Hz~約70Hz、約20Hz~約25Hz、約20Hz~約40Hz、約20Hz~約50Hz、約20Hz~約60Hz、約20Hz~約70Hz、約25Hz~約40Hz、約25Hz~約50Hz、約25Hz~約60Hz、約25Hz~約70Hz、約40Hz~約50Hz、約40Hz~約60Hz、約40Hz~約70Hz、約50Hz~約60Hz、約50Hz~約70Hz、または約60Hz~約70Hzの周波数帯域をフィルタリングするように構成されてもよい。場合によっては、フィルタは、約1Hz、約5Hz、約10Hz、約15Hz、約20Hz、約25Hz、約40Hz、約50Hz、約60Hz、約70Hzの周波数帯域をフィルタリングするように構成され得る。場合によっては、フィルタは、少なくとも約1Hz、約5Hz、約10Hz、約15Hz、約20Hz、約25Hz、約40Hz、約50Hz、約60Hzの周波数帯域をフィルタリングするように構成され得る。場合によっては、フィルタは、最大で、約5Hz、約10Hz、約15Hz、約20Hz、約25Hz、約40Hz、約50Hz、約60Hz、約70Hzの周波数帯域をフィルタリングするように構成され得る。
【0050】
信号をフィルタに通過させた後、本明細書に記載のシステムおよび方法は、フィルタリングされた信号を整流することができる1006。当業者には理解されるように、信号を整流するプロセスにおいて、信号は交流検出信号から直流信号に変換されることになる。整流された信号は、整流された信号を平滑化することができるローパスフィルタ1007でさらにフィルタリングすることができる。信号は、閾値検出器1008にかけることができ、閾値検出器は、EMG、ENG、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサの信号、またはそれらの任意の組み合わせが整流され、平滑化処理された信号1000の閾値強度値から失禁事象の始まりを判定する。閾値検出器1008によって失禁事象が判定された場合、システムは、本明細書の他の箇所で説明するように、電気刺激1010の送達を可能にすることができる。
【0051】
場合によっては、トレーニングは教師ありトレーニングであってもよい。あるいは、トレーニングは教師なしトレーニングであってもよい。場合によっては、データセットは遡及的なデータセットであってもよい。あるいは、データセットは将来を見据えて開発されたデータセットであり、機械学習モデルは時間の経過とともに反復的に改善される場合がある。
【0052】
いくつかの態様では、本明細書で与えられる開示は、失禁事象を予防した、および予防しなかった、検出された信号プロファイルおよび励起信号を含むデータセットを用いて機械学習モデルをトレーニングする方法を含み得る。この方法は、前処理、トレーニング、および予測のステップを含むことができる。
【0053】
本方法は、本明細書の他の場所で説明されるように、データベースからトレーニングデータを抽出することも、新しいデータを取り込むこともできる。前処理ステップは、トレーニングステップまたは予測ステップのトレーニングデータまたは新しいデータを標準化するために、1つまたは複数の変換を適用することができる。前処理されたトレーニングデータは、トレーニングステップに渡されてもよく、トレーニングステップは、トレーニングデータに基づいて機械学習モデルを構築してもよい。トレーニングステップは、任意の適切な検証アルゴリズム(例えば、層別K分割相互検証)を使用して、トレーニングされた機械学習モデルを検証するように構成された検証ステップをさらに含んでもよい。場合によっては、k分割交差検証は、少なくとも1分割、2分割、3分割、4分割、5分割、6分割、7分割、8分割、9分割、または10分割を含んでもよい。場合によっては、k分割交差検証は、最大で、1分割、2分割、3分割、4分割、5分割、6分割、7分割、8分割、9分割、または10分割を含み得る。
【0054】
前処理ステップは、データをクリーンにして正規化するために、トレーニングデータに1つ以上の変換を適用することができる。前処理ステップは、偽のデータを含むパラメータ、または非常に少ない観測値を含むパラメータを破棄するように構成することができる。前処理モジュールは、パラメータ値のエンコードを標準化するようにさらに構成できる。前処理ステップでは、同じ値のエンコーディングのバリエーションを認識し、特定のパラメータ値に対して均一なエンコーディングを持つようにデータセットを標準化できる。したがって、処理ステップは、トレーニングおよび予測ステップの入力データの不規則性を低減し、それによってトレーニングおよび予測ステップのロバスト性を向上させることができる。
【0055】
トレーニングステップは、機械学習アルゴリズムまたは他のアルゴリズムを利用して、励起刺激、検出された信号プロファイル、および失禁事象の有無の関連付けに使用される機械学習モデルを構築およびトレーニングすることができる。機械学習モデルは、トレーニングデータに基づいて、励起刺激パラメータ、検出信号プロファイル、および失禁事象の有無の間に統計的関係がある場合にはそれを捕捉するように構築され得る。
【0056】
機械学習アルゴリズムは、約60%、70%、80%、85%、90%、95%、または99%を超える精度を有し得る。機械学習アルゴリズムは、約60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%を超える陽性的中率を有し得る。機械学習アルゴリズムは、約60%、70%、80%、90%、95%、または99%を超える陰性的中率を有する場合がある。
【0057】
機械学習データ分析、機械学習モデルトレーニング、またはそれらの任意の組み合わせは、例えば、R、Weka、Python、および/またはMATLAB(登録商標)などの、当技術分野で知られている多くのプログラミング言語およびプラットフォームのうちの1つまたは複数を使用して実行され得る。
【0058】
このような閉ループ生体電子システムの使用は、腹圧性失禁を予防または軽減するための改良された電気刺激デバイスを与える可能性がある。場合によっては、このような閉ループ生体電子システムの使用は、切迫性尿失禁および混合性失禁(切迫性尿失禁と腹圧性尿失禁の組み合わせ)を予防、軽減、または治療するためのより正確なアプローチを与える可能性がある。場合によっては、埋め込み型デバイスを有する個人が、肯定的な結果、否定的な結果、または中立的な結果を与えるパラメータにフィードバックを与えることがある。場合によっては、肯定的な結果には失禁事象の予防が含まれる場合がある。場合によっては、否定的な結果には、失禁事象が予防されないこと、痛みが生じること、またはそれらの組み合わせが含まれる場合がある。場合によっては、中立的な結果には、失禁事象を予防しないこと、痛みを引き起こさないこと、またはそれらの組み合わせが含まれる場合がある。場合によっては、埋め込み型デバイスを有する複数の個人からの肯定的な結果、否定的な結果、中立的な結果、センサデータ、またはそれらの任意の組み合わせが、センサ電極閾値および電気刺激パターン124への変更を示唆するためのアルゴリズムの調整に使用され得る。
【0059】
電気シミュレーションパターン
場合によっては、埋め込み型パルス発生器および1つまたは複数の刺激電極によって与えられる電気刺激パターンは、失禁の発作を予防する必要がある個人のニーズに合わせて修正または変更され得る。場合によっては、1つまたは複数の刺激電極122は、1つまたは複数のセンサ電極120によって検出されたものに応答して電気刺激パターン124を出力することができる。場合によっては、電気刺激パターン124は1つまたは複数の電気信号を含むことができる。例えば、電気刺激パターン124は、連続波信号(例えば、時間的に一定の周波数を有する電気刺激信号)と、連続波信号に重畳されたバースト信号または拍動信号とを含んでもよい。場合によっては、バーストまたは拍動の信号は、連続波信号の継続的な時間的側面と比較して、短期間しか有効にならない場合がある。場合によっては、連続波信号および/またはバーストまたは拍動の信号の組み合わせは、被験者の疼痛閾値を増加させ、刺激デバイスがより高い振幅の電気刺激バーストパターンを提供して失禁事象を予防できるようにすることができる。場合によっては、電気刺激パターンの周波数が修正または変更されてもよい。周波数パターンは、一定プロファイル、スイーププロファイル、拍動プロファイル、バーストプロファイル、チャーププロファイル、単相プロファイル、二相プロファイル、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。場合によっては、一定のプロファイルは、周波数値が0Hzの一定の振幅での励起値で構成される。場合によっては、スイーププロファイルには、時間とともに変化する励起周波数を持つ信号が含まれる場合がある。場合によっては、拍動プロファイルは、様々な周波数の1つ以上の励起信号の組み合わせを含んでもよい。場合によっては、バーストプロファイルは、方形、デルタ、サイン、またはそれらの任意の組み合わせの包絡線関数によって包絡される一定周波数の信号を含むことがある。場合によっては、単相プロファイルは、一定の周波数で正または負の振幅のみを有する励起信号(例えば、0から-5Vまたは0から5Vのみの値を有する信号)を含み得る。場合によっては、拍動またはバーストのプロファイルは、第1の期間のオン状態中に患者および/または被験者に提供され、第2の期間のオフ状態の間は患者および/または被験者に提供されない電気シミュレーションパターンを含んでもよい。場合によっては、拍動またはバーストのプロファイルは、筋肉疲労に苦しむことなく、より長時間の筋肉の励起を提供できる励起信号を与える場合がある。場合によっては、オン状態および/またはオフ状態は、約0.1秒から約6.5秒を含んでもよい。場合によっては、オン状態および/またはオフ状態は、約0.1秒~約0.5秒、約0.1秒~約1秒、約0.1秒~約1.2秒、約0.1秒~約1.5秒、約0.1秒~約2秒、約0.1秒~約2.5秒、約0.1秒~約3秒、約0.1秒~約3.5秒、約0.1秒~約4秒、約0.1秒~約5秒、約0.1秒~約6.5秒、約0.5秒~約1秒、約0.5秒~約1.2秒、約0.5秒~約1.5秒、約0.5秒~約2秒、約0.5秒~約2.5秒、約0.5秒~約3秒、約0.5秒~約3.5秒、約0.5秒~約4秒、約0.5秒~約5秒、約0.5秒~約6.5秒、約1秒~約1.2秒、約1秒~約1.5秒、約1秒~約2秒、約1秒~約2.5秒、約1秒~約3秒、約1秒~約3.5秒、約1秒~約4秒、約1秒~約5秒、約1秒~約6.5秒、約1.2秒~約1.5秒、約1.2秒~約2秒、約1.2秒~約2.5秒、約1.2秒~約3秒、約1.2秒~約3.5秒、約1.2秒~約4秒、約1.2秒~約5秒、約1.2秒~約6.5秒、約1.5秒~約2秒、約1.5秒~約2.5秒、約1.5秒~約3秒、約1.5秒~約3.5秒、約1.5秒~約4秒、約1.5秒~約5秒、約1.5秒~約6.5秒、約2秒~約2.5秒、約2秒~約3秒、約2秒~約3.5秒、約2秒~約4秒、約2秒~約5秒、約2秒~約6.5秒、約2.5秒~約3秒、約2.5秒~約3.5秒、約2.5秒~約4秒、約2.5秒~約5秒、約2.5秒~約6.5秒、約3秒~約3.5秒、約3秒~約4秒、約3秒~約5秒、約3秒~約6.5秒、約3.5秒~約4秒、約3.5秒~約5秒、約3.5秒~約6.5秒、約4秒~約5秒、約4秒~約6.5秒、または約5秒~約6.5秒を含み得る。場合によっては、オン状態および/またはオフ状態は、約0.1秒、約0.5秒、約1秒、約1.2秒、約1.5秒、約2秒、約2.5秒、約3秒、約3.5秒約4秒、約5秒、または約6.5秒を含んでもよい。場合によっては、オン状態および/またはオフ状態は、少なくとも約0.1秒、約0.5秒、約1秒、約1.2秒、約1.5秒、約2秒、約2.5秒、約3秒、約3.5秒、約4秒、または約5秒を含んでもよい。場合によっては、オン状態および/またはオフ状態は、最大で、約0.5秒、約1秒、約1.2秒、約1.5秒、約2秒、約2.5秒、約3秒、約3.5秒、約4秒、約5秒、または約6.5秒を含んでもよい。
【0060】
いくつかの例では、オン状態中に与えられる電気刺激パターンは、振動電気刺激パターンを含み得る。場合によっては、振動電気刺激パターンは、1つ以上の周波数を含み得る。場合によっては、振動電気刺激の周波数は、同様の被験者が振動電気刺激パターンの特定の周波数または周波数範囲にどのように応答するかについての事前知識に基づいて選択され得る。場合によっては、低周波(たとえば、2~15Hz)は膀胱の収縮性の低下を誘発し、排尿や潜在的な失禁を予防する可能性がある。場合によっては、より高い周波数(例えば、20~50Hz)は、膀胱の収縮と排尿の増強につながる可能性がある。場合によっては、電気刺激パターンの周波数は、約1Hzから約60Hzであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの周波数は約1Hzから約5Hz、約1Hz~約10Hz、約1Hz~約15Hz、約1Hz~約25Hz、約1Hz~約30Hz、約1Hz~約35Hz、約1Hz~約40Hz、約1Hz~約45Hz、約1Hz~約50Hz、約1Hz~約55Hz、約1Hz~約60Hz、約5Hz~約10Hz、約5Hz~約15Hz、約5Hz~約25Hz、約5Hz~約30Hz、約5Hz~約35Hz、約5Hz~約40Hz、約5Hz~約45Hz、約5Hz~約50Hz、約5Hz~約55Hz、約5Hz~約60Hz、約10Hz~約15Hz、約10Hz~約25Hz、約10Hz~約30Hz、約10Hz~約35Hz、約10Hz~約40Hz、約10Hz~約45Hz、約10Hz~約50Hz、約10Hz~約55Hz、約10Hz~約60Hz、約15Hz~約25Hz、約15Hz~約30Hz、約15Hz~約35Hz、約15Hz~約40Hz、約15Hz~約45Hz、約15Hz~約50Hz、約15Hz~約55Hz、約15Hz~約60Hz、約25Hz~約30Hz、約25Hz~約35Hz、約25Hz~約40Hz、約25Hz~約45Hz、約25Hz~50Hz、約25Hz~約55Hz、約25Hz~約60Hz、約30Hz~約35Hz、約30Hz~約40Hz、約30Hz~約45Hz、約30Hz~約50Hz、約30Hz~約55Hz、約30Hz~約60Hz、約35Hz~約40Hz、約35Hz~約45Hz、約35Hz~約50Hz、約35Hz~約55Hz、約35Hz~約60Hz、約40Hz~約45Hz、約40Hz~約50Hz、約40Hz~約55Hz、約40Hz~約60Hz、約45Hz~約50Hz、約45Hz~約55Hz、約45Hz~約60Hz、約50Hz~約55Hz、約50Hz~約60Hz、または約55Hz~約60Hzであってもよい。いくつかの例では、電気刺激パターンの周波数は、約1Hz、約5Hz、約10Hz、約15Hz、約25Hz、約30Hz、約35Hz、約40Hz、約45Hz、50Hz、約55Hz、約60Hzであってもよい。いくつかの例では、電気刺激パターンの周波数は、少なくとも約1Hz、約5Hz、約10Hz、約15Hz、約25Hz、約30Hz、約35Hz、約40Hz、約45Hz、約50Hz、または約55Hzであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの周波数は、最大でも約5Hz、約10Hz、約15Hz、約25Hz、約30Hz、約35Hz、約40Hz、約45Hz、約50Hz、約55Hz、または約60Hzであってもよい。いくつかの実施形態では、周波数は電気刺激パターンの平均周波数を指す。いくつかの実施形態では、周波数は中央値周波数を指す。いくつかの実施形態では、周波数は最大周波数を指す。
【0061】
場合によっては、本明細書の他の場所で説明されるオン状態および/またはオフ状態を有するバースト信号が、被験者の陰部神経によって神経支配される1つまたは複数の筋肉の疲労を予防するために被験者に提供されてもよい。場合によっては、バースト電気刺激パターンは、本明細書の他の場所で説明される1つまたは複数の周波数を含み得る。
【0062】
場合によっては、電気刺激パターンの振幅を修正または変更することができる。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、約1ボルト(V)~約15Vであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、約1V~約2V、約1V~約3V、約1V~約4V、約1V~約5V、約1V~約6V、約1V~約7V、約1V~約8V、約1V~約9V、約1V~約10V、約1V~約12V、約1V~約15V、約2V~約3V、約2V~約4V、約2V~約5V、約2V~約6V、約2V~約7V、約2V~約8V、約2V~約9V、約2V~約10V、約2V~約12V、約2V~約15V、約3V~約4V、約3V~約5V、約3V~約6V、約3V~約7V、約3V~約8V、約3V~約9V、約3V~約10V、約3V~約12V、約3V~約15V、約4V~約5V、約4V~約6V、約4V~約7V、約4V~約8V、約4V~約9V、約4V~約10V、約4V~約12V、約4V~約15V、約5V~約6V、約5V~約7V、約5V~約8V、約5V~約9V、約5V~10V、約5V~約12V、約5V~約15V、約6V~約7V、約6V~約8V、約6V~約9V、約6V~約10V、約6V~約12V、約6V~約15V、約7V~約8V、約7V~約9V、約7V~約10V、約7V~約12V、約7V~約15V、約8V~約9V、約8V~約10V、約8V~約12V、約8V~約15V、約9V~約10V、約9V~約12V、約9V~約15V、約10V~約12V、約10V~約15V、または約12V~約15Vであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、約1V、約2V、約3V、約4V、約5V、約6V、約7V、約8V、約9V、約10V、12V、15Vであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、少なくとも約1V、約2V、約3V、約4V、約5V、約6V、約7V、約8V、約9V、約10V、または約12Vであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、最大でも約2V、約3V、約4V、約5V約6V、約7V、約8V、約9V、約10V、約12V、または約15Vであってもよい。いくつかの実施形態では、振幅は平均振幅を指す。いくつかの実施形態では、振幅は振幅の中央値を指す。いくつかの実施形態では、振幅は最大振幅を指す。いくつかの実施形態では、振幅はピークツーピーク振幅を指す。
【0063】
場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、約0.05ミリアンペア(mA)から約10mAであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、約0.05mAから約1mA、約0.05mA~約2mA、約0.05mA~約3mA、約0.05mA~約4mA、約0.05mA~約5mA、約0.05mA~約5mAであってもよい。0.05mA~約6mA、約0.05mA~約7mA、約0.05mA~約8mA、約0.05mA~約9mA、約0.05mA~約10mA、約1mA~約2mA、約1mA~約3mA、約1mA~約4mA、約1mA~約5mA、約1mA~約6mA、約1mA~約7mA、約1mA~約8mA、約1mA~約9mA、約1mA~約10mA、約2mA~約3mA、約2mA~約4mA、約2mA~約5mA、約2mA~約6mA、約2mA~約7mA、約2mA~約8mA、約2mA~約9mA、約2mA~約10mA、約3mA~約4mA、約3mA~約5mA、約3mA~約6mA、約3mA~約7mA、約3mA~約8mA、約3mA~約9mA、約3mA~約10mA、約4mA~約5mA、約4mA~約6mA、約4mA~約7mA、約4mA~約8mA、約4mA~約9mA、約4mA~約10mA、約5mA~約6mA、約5mA~約7mA、約5mA~約8mA、約5mA~約9mA、約5mA~約10mA、約6mA~約7mA、約6mA~約8mA、約6mA~約9mA、約6mA~約10mA、約7mA~約8mA、約7mA~約9mA、約7mA~約10mA、約8mA~約9mA、約8mA~約10mA、または約9mA~約10mAであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、約0.05mA、約1mA、約2mA、約3mA、約4mA、約5mA、約6mA、約7mA、約8mA、約9mA、または約10mAであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、少なくとも約0.05mA、約1mA、約2mA、約3mA、約4mA、約5mA、約6mA、約7mA、約8mA、約9mAであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンの振幅は、最大で、約1mA、約2mA、約3mA、約4mA、約5mA、約6mA、約7mA、約8mA、約9mA、約10mAであってもよい。いくつかの実施形態では、振幅は平均振幅を指す。いくつかの実施形態では、振幅は振幅の中央値を指す。いくつかの実施形態では、振幅は最大振幅を指す。
【0064】
場合によっては、電気刺激パターンのパルス幅を修正または変更することができる。場合によっては、電気刺激パターンのパルス幅は、約60μs~約390μsであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンのパルス幅は約60μsから約90μs、約60μs~約120μs、約60μs~約150μs、約60μs~約180μs、約60μs~約210μsであってもよく、約60μs~約240μs、約60μs~約270μs、約60μs~約300μs、約60μs~約330μs、約60μs~約360μs、約60μs~約390μs、約90μs~約120μs、約90μs~約150μs、約90μs~約180μs、約90μs~約210μs、約90μs~約240μs、約90μs~約270μs、約90μs~約300μs、約90μs~約330μs、約90μs~約360μs、約90μs~約390μs、約120μs~約150μs、約120μs~約180μs、約120μs~約210μs、約120μs~約240μs、約120μs~約270μs、約120μs~約300μs、約120μs~約330μs、約120μs~約360μs、約120μs~約390μs、約150μs~約180μs、約150μs~約210μs、約150μs~約240μs、約150μs~約270μs、約150μs~約300μs、約150μs~約330μs、約150μs~約360μs、約150μs~約390μs、約180μs~約210μs、約180μs~約240μs、約180μs~約270μs、約180μs~約300μs、約180μs~約330μs、約180μs~約360μs、約180μs~約390μs、約210μs~約240μs、約210μs~約270μs、約210μs~約300μs、約210μs~約330μs、約210μs~約360μs、約210μs~約390μs、約240μs~約270μs、約240μs~約300μs、約240μs~約330μs、約240μs~約360μs、約240μs~約390μs、約270μs~約300μs、約270μs~約330μs、約270μs~約360μs、約270μs~約390μs、約300μs~約330μs、約300μs~約360μs、約300μs~約390μs、約330μs~約360μs、約330μs~約390μs、または約360μs~約390μsであってもよい。いくつかの例では、電気刺激パターンのパルス幅は、約60μs、約90μs、約120μs、約150μs、約180μs、約210μs、約240μs、約270μs、約300μs、約330μs、約360μs、または約390μsであってもよい。場合によっては、電気刺激パターンのパルス幅は、少なくとも約60μs、約90μs、約120μs、約150μs、約180μs、約210μs、約240μs、約270μs、約300μs、約330μs、または約360μsであってもよい。いくつかの例では、電気刺激パターンのパルス幅は、最大で、約90μs、約120μs、約150μs、約180μs、約210μs、約240μs、約270μs、約300μs、約330μs、約360μs、または約390μsであってもよい。いくつかの実施形態では、パルス幅は平均パルス幅を指す。いくつかの実施形態では、パルス幅は中央パルス幅を指す。いくつかの実施形態では、パルス幅は最大パルス幅を指す。
【0065】
本明細書に記載のデバイスの実施形態で使用するセンサ
場合によっては、本明細書に記載のデバイスの実施形態で使用するためのセンサ電極は、失禁の発作を予防することを意図する個人の応答に関連するパラメータ、または個人が失禁の発作を起こしている可能性があることを示すパラメータを検出するように構成され得る。場合によっては、センサ電極は、膀胱または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成され得る。場合によっては、センサ電極は、個人の体全体の動きや解剖学的ストレスを検出するように構成されてもよい。場合によっては、センサ電極は、筋電(EMG)信号を検出するように構成されたセンサを備え得る。場合によっては、センサ電極は筋電活動を検出するように構成されてもよい。場合によっては、EMG信号閾値は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったと判断することができる。場合によっては、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例することがある。場合によっては、センサ電極は活動電位信号を検出する。場合によっては、デバイスは、プロセッサによる信号の分析と分類を容易にするために、センサ電極によって取得された信号を増幅する増幅器を備えている。
【0066】
場合によっては、センサ電極は個人の骨盤内に埋め込まれてもよい。場合によっては、センサ電極は、陰部神経に、または陰部神経に隣接して埋め込まれてもよい。場合によっては、センサ電極は仙骨神経に、または仙骨神経に隣接して埋め込まれることがある。場合によっては、センサ電極は、1つ以上の骨盤筋内または骨盤筋に隣接して埋め込まれてもよい。場合によっては、センサ電極は、骨盤底に、または骨盤底に隣接して埋め込まれてもよい。場合によっては、センサ電極は尿道括約筋または尿道括約筋に隣接して埋め込まれることがある。場合によっては、センサ電極は、尿道、尿管、および膀胱のうちの1つまたは複数に、またはその近傍に埋め込まれてもよい。場合によっては、センサ電極は肛門括約筋または肛門括約筋に隣接して埋め込まれることがある。場合によっては、センサ電極は、肛門、直腸、および腸のうちの1つまたは複数に、またはその近傍に埋め込まれてもよい。場合によっては、本明細書に記載されるデバイスは、複数のセンサ電極を備え得る。場合によっては、本明細書に記載されるデバイスは、1つまたは複数のセンサ電極を備え得る。場合によっては、本明細書に記載のデバイスは、異なるセンサ電極、または第2のセンサ電極を備え得る。場合によっては、センサ電極は、第1の陰部神経によって神経支配される筋肉領域からの信号を検出することができ、異なるまたは第2のセンサ電極は、第2の陰部神経によって神経支配される筋肉領域からの信号を検出することができる。場合によっては、センサ電極は、第1の仙骨神経によって神経支配される筋肉領域からの信号を検出することができ、異なるまたは第2のセンサ電極は、第2の仙骨神経によって神経支配される筋肉領域からの信号を検出する。
【0067】
場合によっては、センサ電極は、ケーシングおよびリード線を備え得る。場合によっては、ケーシングは、チタン、チタン合金、タンタル、またはそれらの任意の組み合わせで作られてもよい。場合によっては、リードは金属合金で作られてもよい。いくつかの実施形態では、センサ電極および刺激電極は単一のリード線上に配置され得る。場合によっては、リード線は、1つ以上のセンサ電極または1つ以上の刺激電極に電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、センサ電極と刺激電極は別個のリード線上に配置される。場合によっては、1つ以上のセンサ電極は生体電気センサ電極を含んでもよい。
【0068】
本明細書に記載のデバイスの実施形態で使用するための電極
場合によっては、センサ電極と刺激電極は単一のリード線上に配置されてもよい。場合によっては、1つまたは複数のセンサ電極および1つまたは複数の刺激電極が単一のリード線上に配置されてもよい。場合によっては、1つのセンサ電極と1つの刺激電極が単一のリード線に配置される場合がある。場合によっては、センサ電極と刺激電極は別々のリード線に配置されてもよい。場合によっては、センサ電極と刺激電極はそれぞれ独自のリード線上に配置される場合がある。場合によっては、1つまたは複数のセンサ電極および1つまたは複数の刺激電極は、直線幾何学、三角形幾何学、正方形幾何学、六角形幾何学、または一般的な多角形幾何学であってもよい。場合によっては、単一のリード上に配置された電極が一定の距離だけ離れて配置される場合がある。場合によっては、この間隔により、神経の長さに沿った複数の場所を刺激できるようになる。場合によっては、電極は少なくとも約1mm、約1.5mm、約2mm、約2.5mm、約5mm、約10mm、約20mm、約30mm、約40mm、約50mm、約60mmの距離だけ離れていてもよい。場合によっては、電極は、最大で、約1.5mm、約2mm、約2.5mm、約5mm、約10mm、約20mm、約30mm、約40mm、約50mm、約60mm、または約80mmの距離だけ隔てられてもよい。
【0069】
場合によっては、デバイスは、1つまたは複数のリード線を備え得る。場合によっては、デバイスは少なくとも2本のリード線を備えていてもよい。場合によっては、デバイスは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10本のリードを備え得る。場合によっては、デバイスは最大でも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10本のリードを備えていてもよい。場合によっては、デバイスは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10本のリードを備え得る。場合によっては、各リード線は1つ以上の電極を備え得る。場合によっては、1つまたは複数の電極は、1つまたは複数のセンサ電極および/または刺激電極を備え得る。場合によっては、リード線上の1つ以上の電極は、約1~10個の電極を含んでもよい。場合によっては、リード線上の1つ以上の電極は、約1~2個の電極、約1~3個の電極、約1~4個の電極、約1~5個の電極、約1~6個の電極、約1~7個の電極、約1~8個の電極、約1~9個の電極、約1~10個の電極、約2~3個の電極、約2~4個の電極、約2~5個の電極、約2~6個の電極、約2~7個の電極、約2~8個の電極、約2~9個の電極、約2~10個の電極、約3~4個の電極、約3~5個の電極、約3~6個の電極、約3~7個の電極、約3~8個の電極、約3~9個の電極、約3~10個の電極、約4~5個の電極、約4~6個の電極、約4~7個の電極、約4~8個の電極、約4~9個の電極、約4~10個の電極、約5~6個の電極、約5~7個の電極、約5~8個の電極、約5~9個の電極、約5~10個の電極、約6~7個の電極、約6~8個の電極、約6~9個の電極、約6~10個の電極、約7~8個の電極、約7~9個の電極、約7~10個の電極、約8~9個の電極、約8~10個の電極、または約9~10個の電極を含む場合がある。場合によっては、リード線上の1つ以上の電極は、約1個の電極、約2個の電極、約3個の電極、約4個の電極、約5個の電極、約6個の電極、約7個の電極、約8個の電極、約9個の電極、または約10個の電極を含む場合がある。場合によっては、リード線上の1つ以上の電極は、少なくとも約1個の電極、約2個の電極、約3個の電極、約4個の電極、約5個の電極、約6個の電極、約7個の電極、約8個の電極、または約9個の電極を含んでもよい。場合によっては、リード線上の1つまたは複数の電極は、最大で約2個の電極、約3個の電極、約4個の電極、約5個の電極、約6個の電極、約7個の電極、約8個の電極、約9個の電極、または約10個の電極を含んでもよい。
【0070】
場合によっては、各電極はある長さを備えてもよく、その長さは、仙骨神経または陰部神経の1つまたは複数の神経の局所的な励起を提供し得る。場合によっては、各電極は、約0.1ミリメートル(mm)から約2mmの長さを含み得る。場合によっては、各電極は、約0.1mm~約0.3mm、約0.1mm~約0.5mm、約0.1mm~約0.7mm、約0.1mm~約0.8mm、約0.1mm~約1mm、約0.1mm~約1.2mm、約0.1mm~約1.4mm、約0.1mm~約1.5mm、約0.1mm~約2mm、約0.3mm~約0.5mm、約0.3mm~約0.7mm、約0.3mm~約0.8mm、約0.3mm~約1mm、約0.3mm~約1.2mm、約0.3mm~約1.4mm、約0.3mm~約1.5mm、約0.3mm~約2mm、約0.5mm~約0.7mm、約0.5mm~約0.8mm、約0.5mm~約1mm、約0.5mm~約1.2mm、約0.5mm~約1.4mm、約0.5mm~約1.5mm、約0.5mm~約2mm、約0.7mm~約0.8mm、約0.7mm~約1mm、約0.7mm~約1.2mm、約0.7mm~約1.4mm、約0.7mm~約1.5mm、約0.7mm~約2mm、約0.8mm~約1mm、約0.8mm~約1.2mm、約0.8mm~約1.4mm、約0.8mm~約1.5mm、約0.8mm~約2mm、約1mm~約1.2mm、約1mm~約1.4mm、約1mm~約1.5mm、約1mm~約2mm、約1.2mm~約1.4mm、約1.2mm~約1.5mm、約1.2mm~約2mm、約1.4mm~約1.5mm、約1.4mm~約2mm、または約1.5mm~約2mmの長さを含んでもよい。場合によっては、各電極は、約0.1mm、約0.3mm、約0.5mm、約0.7mm、約0.8mm、約1mm、約1.2mm、約1.4mm、約1.5mm、または約2mmの長さを含んでもよい。場合によっては、各電極は、少なくとも約0.1mm、約0.3mm、約0.5mm、約0.7mm、約0.8mm、約1mm、約1.2mm、約1.4mm、または約1.5mmの長さを含み得る。場合によっては、各電極は、最大で、約0.3mm、約0.5mm、約0.7mm、約0.8mm、約1mm、約1.2mm、約1.4mm、約1.5mm、または約2mmの長さを含み得る。
【0071】
場合によっては、1つまたは複数のリード線は、リード線の基端から刺激デバイスに電気的に結合された先端までの間の長さを含み得る。場合によっては、リードの長さは、埋め込まれたデバイスおよびリードを受ける個人または被験者の解剖学的構造に基づいて変化し得る。場合によっては、リード線の長さは、リード線電極が仙骨神経および/または陰部神経の近くおよび/または隣接して配置され得るが、被験者の臀部脂肪ポケット内の刺激デバイスの配置に到達する長さを含んでもよい。場合によっては、1つまたは複数のリード線は、約20センチメートル(cm)~約50cmの長さを含み得る。場合によっては、1つまたは複数のリード線は、約20cm~約25cm、約20cm~約30cm、約20cm~約35cm、約20cm~約40cm、約20cm~約45cm、約20cm~約50cm、約25cm~約30cm、約25cm~約35cm、約25cm~約40cm、約25cm~約45cm、約25cm~約50cm、約30cm~約35cm、約30cm~約40cm、約30cm~約45cm、約30cm~約50cm、約35cm~約40cm、約35cm~約45cm、約35cm~約50cm、約40cm~約45cm、約40cm~約50cm、または約45cm~約50cmの長さを含んでもよい。場合によっては、1つまたは複数のリードは、約20cm、約25cm、約30cm、約35cm、約40cm、約45cm、または約50cmの長さを含み得る。場合によっては、1つまたは複数のリード線は、少なくとも約20cm、約25cm、約30cm、約35cm、約40cm、または約45cmの長さを含み得る。場合によっては、1つまたは複数のリードは、最大で、約25cm、約30cm、約35cm、約40cm、約45cm、または約50cmの長さを含み得る。
【0072】
場合によっては、1つまたは複数のリード線は、直径を備えていてもよい。場合によっては、リードの直径は、埋め込まれたデバイスおよびリードを受ける個人または被験者の解剖学的構造に基づいて変化し得る。場合によっては、リードの直径は、ある直径を含んでもよく、それにより、その直径は、被験者内にリードを最小限に侵襲的に配置するための形状因子を与える。場合によっては、リードの直径は、リードが破損に耐える直径を含んでもよい。場合によっては、1つまたは複数のリードは、約0.1mmから約2mmの外径を有し得る。場合によっては、1つまたは複数のリードは、約0.1mm~約0.2mm、約0.1mm~約0.3mm、約0.1mm~約0.5mm、約0.1mm~約0.8mm、約0.1mm~約1mm、約0.1mm~約1.2mm、約0.1mm~約1.4mm、約0.1mm~約1.5mm、約0.1mm~約2mm、約0.2mm~約0.3mm、約0.2mm~約0.5mm、約0.2mm~約0.8mm、約0.2mm~約1mm、約0.2mm~約1.2mm、約0.2mm~約1.4mm、約0.2mm~約1.5mm、約0.2mm~約2mm、約0.3mm~約0.5mm、約0.3mm~約0.8mm、約0.3mm~約1mm、約0.3mm~約1.2mm、約0.3mm~約1.4mm、約0.3mm~約1.5mm、約0.3mm~約2mm、約0.5mm~約0.8mm、約0.5mm~約1mm、約0.5mm~約1.2mm、約0.5mm~約1.4mm、約0.5mm~約1.5mm、約0.5mm~約2mm、約0.8mm~約1mm、約0.8mm~約1.2mm、約0.8mm~約1.4mm、約0.8mm~約1.5mm、約0.8mm~約2mm、約1mm~約1.2mm、約1mm~約1.4mm、約1mm~約1.5mm、約1mm~約2mm、約1.2mm~約1.4mm、約1.2mm~約1.5mm、約1.2mm~約2mm、約1.4mm~約1.5mm、約1.4mm~約2mm、または約1.5mm~約2mmの外径を有し得る。場合によっては、1つまたは複数のリードは、約0.1mm、約0.2mm、約0.3mm、約0.5mm、約0.8mm、約1mm、約1.2mm、約1.4mm、約1.5mm、約2mmの外径を有し得る。場合によっては、1つまたは複数のリードは、少なくとも約0.1mm、約0.2mm、約0.3mm、約0.5mm、約0.8mm、約1mm、約1.2mm、約1.4mm、約1.5mmの外径を有し得る。場合によっては、1つまたは複数のリードは、最大でも約0.2mm、約0.3mm、約0.5mm、約0.8mm、約1mm、約1.2mm、約1.4mm、約1.5mm、約2mmの外径を有し得る。
【0073】
場合によっては、本明細書の他の場所で説明される1つまたは複数のリードは、被験者への移植および/または挿入のためにリードに剛性を与えるように構成された内部スタイレットおよび/またはマンドレルを備え得る。場合によっては、リードが挿入され埋め込まれた後、内部スタイレットをリードから取り外すことができる。場合によっては、本明細書の他の場所に記載される1つまたは複数のリードは、医療分野で使用される従来の滅菌方法、例えば、ガス滅菌、蒸気滅菌、UV滅菌などを用いて滅菌可能であってもよい。
【0074】
場合によっては、本明細書の他の場所で説明される1つまたは複数のリードは、本明細書の他の場所で説明される電気刺激デバイスに電気的に接続され得る。場合によっては、1つまたは複数のリード線は、刺激デバイスに接続されてもよく、後の時点で刺激デバイスから切り離されてもよい。場合によっては、1つまたは複数のリード線は、クイックリリース電気接続を用いて電気刺激デバイスに接続することができる。場合によっては、1つまたは複数のリード線を止めねじ締結具によって電気刺激デバイスに接続することができ、それによってリード線が電気刺激デバイスの内部回路と電気的に接続する中空の円筒形状に挿入される。次いで、リードを、非導電性機械止めネジを用いて導電性中空円筒形状に固定する、すなわち、中空円筒形状の内壁に対して張力を保った状態で保持することができる。1つまたは複数のリードは、外科的埋め込み手順の前または最中に電気刺激デバイス内に配置され得る。
【0075】
場合によっては、センサ電極および刺激電極は、プロセッサおよびソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読媒体に動作可能に接続され得る。場合によっては、ソフトウェアと連動する外部入力デバイスを使用して、個人がセンサ電極を校正することもできる。場合によっては、ソフトウェアはセンサ電極からの信号を記録するように構成されてもよい。場合によっては、信号に応じてセンサ電極を調整するようにソフトウェアが構成されている場合がある。
【0076】
場合によっては、刺激電極は陰部神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激電極は仙骨神経に電気刺激を与えることもある。場合によっては、刺激電極は、骨盤筋を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、電極は、1つ以上の電極またはリード、例えば、第1および第2の電極を備え得る。場合によっては、電極は1つ以上の刺激電極を含んでもよい。場合によっては、電極は、1つの陰部神経を刺激するように構成された第1の刺激電極と、同じ陰部神経の別の空間的に独立した領域を刺激するように構成された第2の刺激電極とを備え得る。場合によっては、第1の刺激電極は陰部神経の主幹を刺激し、第2の刺激電極は陰部神経の遠位神経を刺激することができる。場合によっては、陰部神経の遠位神経は、遠位陰部神経の枝を含む。場合によっては、第1の刺激電極は陰部神経幹を刺激し、第2の刺激電極は陰部神経の主枝、例えば背側生殖神経を刺激することができる。場合によっては、刺激電極は、尿道括約筋を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激電極は、尿道を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激電極は、膀胱を支配する1つ以上の神経に電気刺激を与えることがある。場合によっては、刺激電極は、尿管を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激電極は、肛門括約筋を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激電極は、肛門を支配する1つ以上の神経に電気刺激を与えることがある。場合によっては、刺激電極は、直腸を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激電極は、腸を支配する1つまたは複数の神経に電気刺激を与えることができる。場合によっては、本明細書に記載のデバイスは、複数の刺激電極を備え得る。場合によっては、本明細書に記載されるデバイスは、1つまたは複数の刺激電極を備え得る。場合によっては、本明細書に記載のデバイスは、異なる刺激電極、または第2の刺激電極を備え得る。場合によっては、刺激電極は第1の陰部神経を刺激し、異なるまたは第2の刺激電極は第2の陰部神経を刺激することができる。場合によっては、刺激電極は第1の仙骨神経を刺激し、異なるまたは第2の刺激電極は第2の仙骨神経を刺激することができる。
【0077】
場合によっては、デバイスの刺激電極は、一定の電気刺激を与えることができる。場合によっては、デバイスの刺激電極は、失禁の発作を予防するために与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えることができる。場合によっては、一定の電気刺激は、一定の周波数、振幅、電流、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。場合によっては、失禁の発作を予防するために与えられる電気刺激の強度または継続時間は、センサ電極によって検出される失禁の発作の可能性に対する個人の応答に応じて変化する。場合によっては、センサ電極によって検出される失禁の可能性を予防するための個人の応答は、それ自体では失禁の発作を予防するのに不十分である可能性があり、デバイスの刺激電極によって送達される電気刺激は、個人の応答と併せて、失禁の発作を予防するための十分な刺激を与える。場合によっては、センサ電極によって検出される、可能性のある失禁、の発作を予防するための個人の応答は、デバイスの刺激電極によって送達される電気刺激と組み合わせて、失禁の原因となる筋肉の活動電位を引き起こすのに十分な刺激を提供し、筋肉の収縮が起こる。場合によっては、個人とデバイスからの複合刺激により筋肉の収縮が生じる可能性がある。場合によっては、筋肉は尿道括約筋を含み得る。場合によっては、筋肉は肛門括約筋を含み得る。場合によっては、筋肉は、1つ以上の骨盤底筋を含み得る。
【0078】
場合によっては、センサ電極は、ケーシングおよびリード線を備え得る。場合によっては、ケーシングはチタンまたはチタン合金で作られてもよい。場合によっては、リード線は金属合金で作られてもよい。
【0079】
デバイスアンカー
場合によっては、デバイスは、1つまたは複数の外科用デバイスの1つによって移植されるときに固定され得る。場合によっては、デバイスの固定は、本明細書の他の箇所で説明するように、デバイスをリード上で滑らせ、次に、動かないように結紮を使用してリード上にデバイスを押し付けることによって達成され得る。これらの結紮は、靱帯や骨膜などの本来の隣接組織に固定デバイスを固定するために使用することができる。場合によっては、デバイスは、圧縮結紮を整列させる目的で溝を備えていてもよい。場合によっては、固定デバイスは、デバイスが動かないようにリード上にデバイスを押し付けるためのトルクシステムを備えていてもよい。場合によっては、デバイスがリード上の一点で圧縮される場合がある。場合によっては、デバイスはリード上の2つ以上の点で圧縮される。電気刺激デバイスは、埋め込み中および/または埋め込み後のX線透視下での電気刺激デバイスの視覚化を可能にし得る放射線不透過性マーカーを備え得る。場合によっては、X線透視法を単独で、または骨盤底筋のEMGセンサ電極の読み取り値と組み合わせて使用して、センサ電極リード線、刺激デバイス電極リード線、および/または刺激デバイスの配置を確認するか、または配置を調整することができる。
【0080】
電気信号
図4は、検出された筋電EMG信号および本明細書に開示されるデバイスによって与えられる対応する電気刺激(「生体刺激デバイス」)を示す。場合によっては、筋電EMG信号(「生体信号」)140は、センサ電極付近の筋肉の収縮活動に対応する電気的変動142を含み得る。場合によっては、電気的変動142は、筋電図(EMG)の読み取り値からの咳、突然の動き、慣性の変化、またはそれらの任意の組み合わせを表し得る。場合によっては、センサ電極によって捕捉された生体信号を分析および分類して(144)、咳や突然の動きなどのストレス事象をEMG読み取り値から識別することができる。場合によっては、識別されたストレス事象は、失禁の発作を予防するために、埋め込み型電気刺激デバイスが、1つまたは複数の刺激電極を介して1つまたは複数の陰部神経に電気刺激パターン148を送達するプロセス146を開始することができる。場合によっては、刺激デバイス電極は、失禁事象を引き起こすストレス事象を考慮するために、1つまたは複数のセンサ電極120によって検出される生来の反射を補うように構成された1つまたは複数の刺激電極122による電気刺激を送達することができる。
【0081】
場合によっては、電気刺激デバイスは、患者に容易に埋め込み可能な幅および長さを備え得る。場合によっては、電気刺激デバイスは、本明細書の他の場所で説明される回路および/または他のシステムレベルのコンポーネントを収容するための幅および長さを備え得る。
【0082】
場合によっては、電気刺激デバイスは、バッテリに十分なスペースを与える幅および長さを備えてもよく、バッテリは、バッテリが交換されるまでの寿命を構成してもよい。場合によっては、バッテリの寿命は約5年から約15年になる場合がある。場合によっては、電池寿命は、約5年~約6年、約5年~約7年、約5年~約8年、約5年~約9年、約5年~約10年、約5年~約10年、5年~約11年、約5年~約12年、約5年~約13年、約5年~約14年、約5年~約15年、約6年~約7年、約6年~約8年、約6年~約9年、約6年~約10年、約6年~約11年、約6年~約12年、約6年~約13年、約6年~約10年14年、約6年~約15年、約7年~約8年、約7年~約9年、約7年~約10年、約7年~約11年、約7年~約12年、約7年~約13年、約7年~約14年、約7年~約15年、約8年~約9年、約8年~約10年、約8年~約11年、約8年~約12年、約8年~約13年、約8年~約14年、約8年~約15年、約9年~約10年、約9年~約11年、約9年~約12年、約9年~約13年、約9年~約14年、約9年~約15年、約10年~約11年、約10年~約12年、約10年~約13年、約10年~約14年、約10年~約15年、約11年~約12年、約11年~約13年、約11年~約14年、約11年~約15年、約12年~約13年、約12年~約14年、約12年~約15年、約13年~約14年、約13年~約15年、または約14年~約15年になる場合がある。場合によっては、電池寿命は、約5年、約6年、約7年、約8年、約9年、約10年、約11年、約12年、約13年、約14年、約14年、約15年になる場合がある。場合によっては、電池寿命は、少なくとも約5年、約6年、約7年、約8年、約9年、約10年、約11年、約12年、約13年、または約14年になる場合がある。場合によっては、電池寿命は、最大で、約6年、約7年、約8年、約9年、約10年、約11年、約12年、約13年、約14年、または約15年になる場合がある。
【0083】
場合によっては、電気刺激デバイスのバッテリは、約1日~約12日に1回充電する必要がある場合がある。場合によっては、電気刺激デバイスのバッテリは約1日~2日、約1日~3日、約1日~4日、約1日~5日、約1日~6日、約1日~約7日、約1日~約8日、約1日~約9日、約1日~10日、約1日~11日、約1日~12日、約2日~3日、約2日~4日、約2日~5日、約2日~6日、約2日~7日、約2日~8日、約2日~5日、約2日~9日、約2日~約10日、約2日~約11日、約2日~約12日、約3日~約4日、約3日~約5日、約3日~約6日、約3日~約7日、約3日~約8日、約3日~9日、約3日~10日、約3日~11日、約3日~12日、約4日~5日、約4日~6日、約4日~7日、約4日~8日、約4日~9日、約4日~10日、約4日~11日、約4日~12日、約5日~6日、約5日~7日、約5日~8日、約5日~9日、約5日~10日、約5日~11日、約5日~12日、約6日~7日、約6日~8日、約6日~9日、約6日~10日、約6日~11日、約6日~12日、約7日~8日、約7日~9日、約7日~10日、約7日~11日、約7日~12日、約8日~9日、約8日~10日、約8日~11日、約8日~12日、約9~10日、約9日~11日、約9日~12日、約10日~11日、約10~12日、または約11日~12日に1回の充電が必要になる場合がある。場合によっては、電気刺激デバイスのバッテリは、約1日、約2日、約3日、約4日、約5日、約6日、約7日、約8日、約9日、約10日、約11日、または約12に1回充電する必要がある場合がある。場合によっては、電気刺激デバイスのバッテリは、少なくとも約1日、約2日、約3日、約4日、約5日、約6日、約7日、約8日、約9日、約10日、または約11日に1回充電する必要がある場合がある。場合によっては、電気刺激デバイスのバッテリは、最大で約2日、約3日、約4日、約5日、約6日、約7日、約8日、約9日、約10日、約11日、または約12日に1回充電する必要がある場合がある。
【0084】
いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1mm~50mmの幅を含み得る。場合によっては、電気刺激デバイスは、約1mm~約5mm、約1mm~約10mm、約1mm~約15mm、約1mm~約20mm、約1mm~約25mm、約1mm~約30mm、約1mm~約35mm、約1mm~約40mm、約1mm~約45mm、約1mm~約50mm、約5mm~約10mm、約5mm~約15mm、約5mm~約20mm、約5mm~約25mm、約5mm~約30mm、約5mm~約35mm、約5mm~約40mm、約5mm~約45mm、約5mm~約50mm、約10mm~約15mm、約10mm~約20mm、約10mm~約25mm、約10mm~約30mm、約10mm~約35mm、約10mm~約40mm、約10mm~約45mm、約10mm~約50mm、約15mm~約20mm、約15mm~約25mm、約15mm~約30mm、約15mm~約35mm、約15mm~約40mm、約15mm~約45mm、約15mm~約50mm、約20mm~約25mm、約20mm~約30mm、約20mm~約35mm、約20mm~約40mm、約20mm~約45mm、約20mm~約50mm、約25mm~約30mm、約25mm~約35mm、約25mm~約40mm、約25mm~約45mm、約25mm~約50mm、約30mm~約35mm、約30mm~約40mm、約30mm~約45mm、約30mm~約50mm、約35mm~約40mm、約35mm~約45mm、約35mm~約50mm、約40mm~約45mm、約40mm~約50mm、または約45mm~約50mmの幅を備え得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1mm、約5mm、約10mm、約15mm、約20mm、約25mm、約30mm、約35mm、約40mm、約45mm、約50mmの幅を備え得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、少なくとも約1mm、約5mm、約10mm、約15mm、約20mm、約25mm、約30mm、約35mm、約40mm、または約45mmの幅を備え得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、最大で、約5mm、約10mm、約15mm、約20mm、約25mm、約30mm、約35mm、約40mm、約45mm、または約50mmの幅を備え得る。
【0085】
いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1mm~約50mmの長さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1mm~約5mm、約1mm~約10mm、約1mm~約15mm、約1mm~約20mm、約1mm~約25mm、約1mm~約30mm、約1mm~約35mm、約1mm~約40mm、約1mm~約45mm、約1mm~約50mm、約5mm~約10mm、約5mm~約15mm、約5mm~約20mm、約5mm~約25mm、約5mm~約30mm、約5mm~約35mm、約5mm~約40mm、約5mm~約45mm、約5mm~約50mm、約10mm~約15mm、約10mm~約20mm、約10mm~約25mm、約10mm~約30mm、約10mm~約35mm、約10mm~約40mm、約10mm~約45mm、約10mm~約50mm、約15mm~約20mm、約15mm~約25mm、約15mm~約30mm、約15mm~約35mm、約15mm~約40mm、約15mm~約45mm、約15mm~約50mm、約20mm~約25mm、約20mm~約30mm、約20mm~約35mm、約20mm~約40mm、約20mm~約45mm、約20mm~約50mm、約25mm~約30mm、約25mm~約35mm、約25mm~約40mm、約25mm~約45mm、約25mm~約50mm、約30mm~約35mm、約30mm~約40mm、約30mm~約45mm、約30mm~約50mm、約35mm~約40mm、約35mm~約45mm、約35mm~約50mm、約40mm~約45mm、約40mm~約50mm、または約45mm~約50mmの長さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1mm、約5mm、約10mm、約15mm、約20mm、約25mm、約30mm、約35mm、約40mm、約45mm、または約50mmの長さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、少なくとも約1mm、約5mm、約10mm、約15mm、約20mm、約25mm、約30mm、約35mm、約40mm、または約45mmの長さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、最大で約5mm、約10mm、約15mm、約20mm、約25mm、約30mm、約35mm、約40mm、約45mm、または約50mmの長さを含み得る。
【0086】
いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約0.5mm~約5.5mmの高さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約0.5mm~約1mm、約0.5mm~約1.5mm、約0.5mm~約2mm、約0.5mm~約2.5mm、約0.5mm~約3mm、約0.5mm~約3.5mm、約0.5mm~約4mm、約0.5mm~約4.5mm、約0.5mm~約5mm、約0.5mm~約5.5mm、約1mm~約1.5mm、約1mm~約2mm、約1mm~約2.5mm、約1mm~約3mm、約1mm~約3.5mm、約1mm~約4mm、約1mm~約4.5mm、約11mm~約5mm、約1mm~約5.5mm、約1.5mm~約2mm、約1.5mm~約2.5mm、約1.5mm~約3mm、約1.5mm~約3.5mm、約1.5mm~約4mm、約1.5mm~約4.5mm、約1.5mm~約5mm、約1.5mm~約5.5mm、約2mm~約2.5mm、約2mm~約3mm、約2mm~約3.5mm、約2mm~約4mm、約2mm~約4.5mm、約2mm~約5mm、約2mm~約5.5mm、約2.5mm~約3mm、約2.5mm~約3.5mm、約2.5mm~約4mm、約2.5mm~約4.5mm、約2.5mm~約5mm、約2.5mm~約5.5mm、約3mm~約3.5mm、約3mm~約4mm、約3mm~約4.5mm、約3mm~約5mm、約3mm~約5.5mm、約3.5mm~約4mm、約3.5mm~約4.5mm、約3.5mm~約5mm、約3.5mm~約5.5mm、約4mm~約4.5mm、約4mm~約5mm、約4mm~約5.5mm、約4.5mm~約5mm、約4.5mm~約5.5mm、または約5mm~約5.5mmの高さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約0.5mm、約1mm、約1.5mm、約2mm、約2.5mm、約3mm、約3.5mm、約4mm、約4.5mm、約5mm、または約5.5mmの高さを備え得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、少なくとも約0.5mm、約1mm、約1.5mm、約2mm、約2.5mm、約3mm、約3.5mm、約4mm、約4.5mm、または約5mmの高さを含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、最大で、約1mm、約1.5mm、約2mm、約2.5mm、約3mm、約3.5mm、約4mm、約4.5mm、約5mm、または約5.5mmの高さを含み得る。
【0087】
いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1g~約18gの質量を含み得る。場合によっては、電気刺激デバイスは、約1g~約3g、約1g~約6g、約1g~約8g、約1g~約10g、約1g~約12g、約1g~約14g、約1g~約16g、約1g~約17g、約1g~約18g、約3g~約6g、約3g~約8g、約3g~約10g、約3g~約12g、約3g~約14g、約3g~約16g、約3g~約17g、約3g~約18g、約6g~約8g、約6g~約10g、約6g~約12g、約6g~約14g、約6g~約16g、約6g~約17g、約6g~約18g、約8g~約10g、約8g~約12g、約8g~約14g、約8g~約16g、約8g~約17g、約8g~約18g、約10g~約12g、約10g~約14g、約10g~約16g、約10g~約17g、約10g~約18g、約12g~約14g、約12g~約16g、約12g~約17g、約12g~約18g、約14g~約16g、約14g~約17g、約14g~約18g、約16g~約17g、約16g~約18g、または約17g~約18gの質量を含んでもよい。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、約1g、約3g、約6g、約8g、約10g、約12g、約14g、約16g、約17g、または約18gの質量を含んでもよい。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、少なくとも約1g、約3g、約6g、約8g、約10g、約12g、約14g、約16g、または約17gの質量を含み得る。いくつかの例では、電気刺激デバイスは、最大で、約3g、約6g、約8g、約10g、約12g、約14g、約16g、約17g、または約18gの質量を含み得る。
【0088】
いくつかの例では、電気刺激デバイスは、医療分野で使用される従来の滅菌方法、例えば、ガス滅菌、蒸気滅菌、UV滅菌などを用いて滅菌可能であってもよい。
【0089】
場合によっては、1つまたは複数の刺激電極は、切迫性失禁を経験している個人に一定の電気刺激または基本刺激146および150を与えることができる。場合によっては、一定の電気刺激は、一定の周波数、振幅、電流、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。場合によっては、刺激デバイス電極は、腹圧性失禁を経験している個人に対して腹圧性失禁148の発作の持続時間の間継続する一時的な電気刺激を与えることができる。場合によっては、刺激デバイス電極は、混合性失禁を経験している個人に対して、腹圧性失禁の発作の持続時間の間継続する一時的な活性化刺激(すなわち、活性化刺激パターン)を伴う一定の電気刺激(すなわち、基礎刺激パターン)を与えることができる。
【0090】
いくつかの例では、本明細書に開示されるデバイスは、ソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読媒体を備え得る。場合によっては、ソフトウェアは、1つまたは複数のセンサ電極からの信号を記録するように構成されてもよい。場合によっては、ソフトウェアは、1つまたは複数のセンサ電極からの記録された信号を処理して、1つまたは複数の陰部神経を神経支配する1つまたは複数の刺激電極に電気刺激パターンを送達する必要があるかどうかを決定するように構成され得る。場合によっては、ソフトウェアは、観察された信号に応じてセンサ電極のパラメータを調整するように構成されてもよい。場合によっては、ソフトウェアによって記録されたセンサ電極の信号に、センサ電極のダイナミックレンジが飽和する信号が観測される場合がある。場合によっては、個人の筋電EMG信号の十分な監視と閾値処理を可能にするために、センサ電極のゲインをソフトウェアによって調整することもできる。
【0091】
デバイスを使用した神経刺激
図3は、個人に埋め込まれた本明細書に記載のデバイスおよび方法の例示的な実施形態を示す。場合によっては、埋め込み型デバイスは、陰部神経130および132の近くにセンサ電極134および136および刺激電極を配置することによって、陰部神経133を標的とすることができる。センサ電極134および136は、生体信号を捕捉してストレス事象を分類することができ、刺激デバイス電極130および132は、ストレス事象を考慮して基本刺激から調整されたストレス電気刺激(「生体刺激因子」)を送達し、ターゲット括約筋に作用する。
【0092】
場合によっては、仙骨神経の代わりに陰部神経に電気刺激を与えると、陰部神経またはその枝が仙骨神経よりも低く、仙骨神経よりも失禁に関与する臓器や組織に近いため、より高い精度が得られる可能性がある。デバイスのセンサ電極は、生体信号を捕捉してストレス事象を分類し、デバイスの刺激電極は、ストレス事象を考慮して基本刺激から調整されたストレス電気刺激(「生体刺激因子」)を送達し、ターゲットの括約筋に作用する。
【0093】
失禁管理のための神経刺激システム
図5は、低速適応アルゴリズムおよび高速適応アルゴリズムを備えた、本明細書に記載のデバイスおよび方法のシステムブロック図の例示的な実施形態を示す。場合によっては、本明細書に開示されるシステムは、複数のサブモジュールを備えることができる。場合によっては、サブモジュールは、オフライン分析モジュール152、臨床制御モジュール154、患者コントローラモジュール156、埋め込み型モジュール160、またはそれらの任意の組み合わせを備えることができる。
【0094】
場合によっては、オフライン分析モジュール152は、データリポジトリ130、分析ソフトウェア130、視覚化ソフトウェア130、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。場合によっては、失禁の発作を予防するために、オフライン分析モジュールを使用して個人のインプラントのパフォーマンスを遡及的に分析し、グラフィカルに視覚化することもある。オフライン分析モジュール152は、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)130を介して臨床制御モジュールにプログラム的に結合され得る。場合によっては、臨床制御モジュールは、個人の電気刺激インプラントの電気刺激パターンを調整または変更できるソフトウェアを備えていてもよい。
【0095】
場合によっては、臨床制御モジュール154は、刺激管理およびデバイス監視ソフトウェア、刺激プログラミングマップ、分類構成ダッシュボード、ストリーミングデータ収集ダッシュボード、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。場合によっては、医療従事者は、臨床制御モジュール154を通じて個人の電気インプラントパラメータを更新または変更することによって、個人の電気インプラントを支援することができる。場合によっては、臨床制御モジュールは、患者コントローラモジュール156へのUSBインターフェースを介して埋め込み後に個人の電気インプラントを初期化するために利用されてもよい。
【0096】
場合によっては、患者コントローラモジュール156は、本明細書に記載されるように、患者の電気刺激デバイスの態様を制御するための直接インターフェースを備え得る。いくつかの例では、患者コントローラモジュール156は、医療情報通信帯域(MICS)通信プラットフォーム、手動電気刺激デバイス制御、アルゴリズム機能の有効化または無効化、アルゴリズム患者警報、埋め込み型パルス発生器充電池用の誘導充電器または有線充電器、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。
【0097】
場合によっては、患者コントローラモジュール156は、埋め込み型パルス発生器の充電式バッテリを患者コントローラモジュール156の充電器で無線および/または誘導的に充電するように構成されてもよい。場合によっては、患者コントローラモジュール156は磁気的に結合してもよい。被験者の皮膚の外側から埋め込み型パルス発生器160に送られる。場合によっては、コントローラモジュール156の埋め込み型パルス発生器160への磁気結合は、被験者にとって人間工学的であり、コントローラモジュール156が埋め込み型パルス発生器160に磁気的に結合されていないかのように被験者が行動できるように行われてもよい。場合によっては、患者コントローラモジュール156は、再充電器を介した無線誘導充電および/または有線充電を通じて再充電できるバッテリを備え得る。場合によっては、患者コントローラモジュール156は、充電式リチウムイオン電池を備えていてもよい。場合によっては、再充電器は、患者コントローラモジュール156を充電するとき、および/または患者コントローラモジュール156を使用して埋め込み型パルス発生器160を充電するときに使用される1つまたは複数の誘導コイルを備え得る。場合によっては、
図7Bに示される患者コントローラモジュールは、追加のメモリストレージ723を受け入れるように構成722されていてもよい。場合によっては、追加のメモリストレージは、患者/被験者と医療提供者との間で患者データおよび/または情報を転送するために使用され得る。
【0098】
場合によっては、患者コントローラモジュール156は、埋め込み型パルス発生器160を直接または自動的に制御することができる。場合によっては、埋め込み型パルス発生器160は、患者コントローラモジュールのMICS通信プラットフォームのMICSテレメトリ通信プラットフォームに対応するMICSテレメトリ通信プラットフォームを備えてもよく、アドホックWi-Fiネットワーク158を介した2つのデバイス間の通信を可能にする。場合によっては、埋め込み型パルス発生器160は、1つまたは複数の電極リード214に電気的に結合され得る3軸加速度計の生体電位増幅器をさらに備え得る。場合によっては、1つまたは複数の電極リードは、1つまたは複数の刺激デバイスおよび/またはセンサ電極を備え得る。場合によっては、生体電位増幅器は、分類器、制御ポリシー、リアルタイムクロックスケジューラ、マイクロプロセッサ、またはそれらの任意の組み合わせを備える計算サブモジュールに電気的に結合され得る。場合によっては、生体電位増幅器、分類器、制御ポリシー、リアルタイムクロックスケジューラ、およびマイクロプロセッサ、またはそれらの任意の組み合わせが、患者の検出された筋電EMG信号を処理および解釈して、アクチュエータによって与えられる必要な電気刺激パターンを決定することができる。1つ以上の刺激電極は、個人の失禁の発作を予防する。場合によっては、患者コントローラモジュール156は、
図7A~
図7Bに見られるように、ユーザインターフェース、ポート、インジケータ、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。患者コントローラモジュールのユーザインターフェースおよび/またはポートは、入力充電ソケット704、キーパッドナビゲーションボタン706、刺激インジケータ、通信インジケータ、出力充電アダプタポート、パーセンテージおよび日数の両方のバッテリレベルインジケータ712、手動励起オーバーライドボタン716、またはそれらの任意の組み合わせを備え得る。場合によっては、入力充電ソケットは、USBA、B、および/またはC、Firewire、それらの任意のマイクロバージョン、またはそれらの任意の組み合わせを受け入れるように構成され得る。場合によっては、患者コントローラモジュール156は、入力充電ソケットに適合した対応するケーブルを介して電力変換器に接続され、患者コントローラモジュール156を充電することができる。
【0099】
ユーザインターフェース
患者コントローラモジュール156は、ユーザインターフェース700を備えることができ、ユーザインターフェースは、1つまたは複数のユーザインターフェースオブジェクト(701、702、705、711、712、715、716、717、721、730、723)、および/または
図7A~
図7Bに見られるものを備えることができる。場合によっては、ユーザインターフェース700は、ユーザ、患者、および/または医療従事者からのタッチ入力または押圧入力を受け取るように構成されたタッチスクリーンディスプレイを備え得る。場合によっては、ユーザ、患者、および/または医療従事者は、ボタン716に基づいて、グラフィックおよびテキストの混合インジケータを押すおよび/またはそれと対話することができ、および/またはグラフィックおよびテキストの混合インジケータを切り替えることができる(705、711)。場合によっては、ユーザ、患者、および/または医療従事者は、ユーザインターフェースオブジェクトをダブルタップして、緊急状態を有効にすることがある。場合によっては、緊急状態により、埋め込み型刺激デバイスがダブルタップコマンドに応答して直ちに電気刺激を提供できるようになる場合がある。場合によっては、患者コントローラモジュールを傾けることによって、ユーザインターフェースオブジェクトのパラメータまたは設定値が修正および/または変更され得る。場合によっては、患者コントローラモジュールを第1の方向に傾けると、ユーザインターフェースオブジェクトのパラメータおよび/または設定値が増加する可能性があり、一方、患者コントローラモジュールを第1の方向とは反対の第2の方向に傾けると、パラメータおよび/または設定値が減少する可能性がある。
【0100】
場合によっては、スマートフォンとタブレットまたは他のパーソナルコンピューティングデバイスなどのデバイス間のユーザインターフェースは、ユーザインターフェースの拡大縮小バージョンを含むことができる。場合によっては、異なるユーザインターフェースビュー、例えば、
図7Aおよび
図7B示されるビューが表示される。
図7Bは、様々なユーザインターフェースオブジェクトを表示することができる。場合によっては、ユーザインターフェースオブジェクトは、1つまたは複数のボタン716、スイッチ(711、716)、および/またはデータのグラフィックまたは画像ベースの表現(721、730、723)を含み得る。
【0101】
ユーザは、1つまたは複数のユーザインターフェースオブジェクト(たとえば、ボタン、さまざまなデバイス動作モードを有効にするスイッチボタン、デバイスデータのグラフィック表示など)を選択してユーザインターフェースオブジェクトをカスタマイズできる。場合によっては、ユーザビューは、設定されたユーザインターフェースオブジェクトを備えた所定のビューのセットである場合がある。場合によっては、ユーザは、メニューアイコン702によってアクセス可能な1つまたは複数のビューをカスタマイズおよび/または作成することができる。場合によっては、メニューアイコン702は、1つまたは複数のサブメニューオプションを表示するように構成されてもよい。場合によっては、1つまたは複数のサブメニューオプションは、個人識別、アカウント情報、デバイス登録、顧客サポート、またはそれらのサブメニューの任意の組み合わせを含むことができる。場合によっては、1つのサブメニューに、デバイスプラットフォームを既存の医療提供者に接続する方法の情報が含まれる場合がある。場合によっては、ユーザインターフェースは通知オブジェクト701を含んでもよい。デバイスのパフォーマンス、失禁事象の検出、またはそれらの任意の組み合わせに関する特定の通知がデバイスのユーザに与えられる場合、通知オブジェクトは固有の状態または強調表示された状態を表示できる。ユーザは、通知オブジェクトを押して対話して、ポップアップダイアログの形式で特定の通知を表示できる。
【0102】
場合によっては、1つまたは複数のユーザインターフェースオブジェクトは、
図7A~
図7Bに見られるように、テキストおよび/または様々なAPI関数呼び出しおよび/またはサブユーザインターフェースビューのテキストおよびベクトルオブジェクト表現の混合を含んでもよい。場合によっては、ユーザインターフェースは、被験者またはユーザがデバイス716の電気刺激を有効化705または無効化711し、デバイスパラメータ715を調整し、治療状態717を示し、デバイスで測定されたEMG信号721を表示し、送達された刺激デバイス電極の電気信号特性(例えば、周波数、振幅、パルス幅など)を表示し、ユーザデータを医療提供者に提出するための医療ポータルを表示し、測定されたENG/EMGの上に結果として生じる失禁事象719を重ねて記録し、またはそれらの任意の組み合わせを可能にする混合テキストおよびベクトルオブジェクトを含んでもよい。場合によっては、ユーザインターフェースは、ユーザおよび/または被験者が患者コントローラモジュール156の動作特性を視覚化するためのバッテリ712および無線通信接続インジケータをさらに備え得る。
【0103】
場合によっては、キーパッドナビゲーションボタン706は、様々なユーザインターフェースビュー、例えば、
図7Aおよび
図7Bに示されるユーザインターフェースビュー間をナビゲートするように構成され得る。
【0104】
いくつかの例では、患者コントローラモジュール156は、埋め込まれた電気刺激デバイスが電気刺激を出力しているかどうか、および/または第2または第3の電気刺激デバイスとの接続の有無を示すように構成された視覚インジケータ(715、717、712)を備え得る。場合によっては、患者コントローラモジュールは、デバイス調整パラメータを含んでもよく、デバイス調整パラメータは、刺激インジケータ、または刺激モード715の起動を含んでもよい。場合によっては、刺激インジケータは、刺激デバイスが被験者に電気刺激を提供しているときに視覚インジケータを表示するように構成された、本明細書の他の場所で説明されるプロセッサと電気的に通信してもよい。場合によっては、患者コントローラモジュールは接続インジケータを備えていてもよい。場合によっては、接続インジケータは、本明細書の他の場所で説明されているように、プロセッサと電気的に通信でき、患者コントローラモジュールが1つまたは複数の個別のデバイス、データサーバ、ローカルWIFI、またはアドホックWIFIネットワーク、Bluetooth(登録商標)、医療インプラント通信システム(MICS)、またはそれらの組み合わせに接続されているときに視覚的なインジケータを与えるように構成されてもよい。場合によっては、接続インジケータは、埋め込まれた電気刺激デバイスとの無線接続を示してもよい。場合によっては、接続インジケータは1つ以上の状態を含む場合がある。場合によっては、第1の状態は個人画像インジケータを含んでもよく、そのような個人画像インジケータは、ユーザ、被験者、個人、および/または医療従事者に、患者コントローラモジュールとサーバなどの第3のデバイスとの間の通信ペアリングが正常に確立されたことを通知することができる。第2の状態は、点滅する画像インジケータを含んでもよく、そのような点滅する画像インジケータは、患者コントローラモジュールとサーバなどの第3のデバイスとの間のペア通信状態を示す。場合によっては、画像インジケータは、スマートデバイスおよび/またはBluetooth(登録商標)接続を備えたデバイス上で観察され得るBluetooth(登録商標)のユニバーサルシンボルを含んでもよい。場合によっては、画像インジケータは、スマートデバイスおよび/またはWi‐Fi接続を備えたデバイスで一般的に見られる、Wi‐Fi用のユニバーサルシンボルインジケータ(例えば、同心円の4分の1円)のグラフィックを含んでもよい。
【0105】
場合によっては、デバイスデータ(例えば、EMG/ENG、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、3-D空間移動、全地球測位システム(GPS)データ、またはそれらの任意の組み合わせ)は、本明細書の他の箇所で説明するように、1つまたは複数のデバイス間におけるWi-Fi、Bluetooth(登録商標)、MICS、または他のアドホックネットワークを介して送信され得る(718)。
【0106】
図7Bは、
図7Aとは異なるユーザインターフェースビューを示す。場合によっては、
図7Bのユーザインターフェースは、1つまたは複数のユーザインターフェースオブジェクト(721、730、723)を含んでもよく、各ユーザインターフェースオブジェクトは、上述のように、無線送信707を介して受信されたデバイスデータ718を表示する。場合によっては、ユーザインターフェースオブジェクトの1つは、グラフィカル治療オブジェクト721を含んでもよい。グラフィック治療オブジェクトは、検出されたEMG/ENG信号726および対応する刺激プロファイル728を表示することができる。場合によっては、グラフィック治療オブジェクトは、ユーザが失禁事象を指示したが、デバイスが刺激を提供しなかった漏洩事象719を表示することができる。別のユーザインターフェースオブジェクトは、GPSおよびモーションアクティビティオブジェクト730を含んでもよい。場合によっては、動作アクティビティオブジェクト730は、被験者のGPSおよび動作データを経時的に表示することができる。GPSおよび動きデータは、本明細書の他の場所で説明される分類器を改善する際に有用な考慮事項となり得る。別のユーザインターフェースオブジェクトは、充電インジケータオブジェクト723を含んでもよい。場合によっては、充電インジケータオブジェクトは、一定期間にわたる埋め込まれた刺激デバイスの充電容量を表示する場合がある。場合によっては、充電インジケータオブジェクトは、埋め込み型刺激デバイスのバッテリの状態を監視するために使用される場合がある。
図1に示される表示ビューと対話するユーザは、次のことを行う。
図7Bのユーザは、各ユーザインターフェースオブジェクト(721、730、723)のデータをピンチ、スワイプ、またはその他の方法で操作して、データの他の時間領域を表示したり、測定の特定のスケールを拡大したりすることができる。場合によっては、メニューオブジェクト702を通じて、ユーザおよび/または被験者は、自分の医療データを1つまたは複数のプロバイダにエクスポートすることができる。
【0107】
失禁の発作を予防する方法
図6Aは、個々の患者における失禁の発作を予防するための方法216のワークフローを示す。この方法は、(a)個人の体内にセンサ電極および刺激電極を埋め込み(218)、(b)失禁の発作を予防するための個人からの応答に関連するパラメータをセンサ電極で検出し(220)、(c)刺激電極を用いて電気刺激を与え、個人からの応答と併せて、失禁の発作を予防する(222)、ことを含むことができる。多くの場合、本明細書に記載の方法は、尿失禁の発作を予防する。場合によっては、尿失禁は、切迫性尿失禁、腹圧性尿失禁、溢流性尿失禁、または混合性尿失禁のうちの少なくとも1つを含み得る。場合によっては、本明細書に記載の方法は、便失禁の発作を予防できる可能性がある。場合によっては、この方法は、ステップ(c)で与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるステップを含んでもよい。低強度で継続的に電気刺激を与えると、切迫性失禁に苦しむ人を助けることができる。場合によっては、ステップ(c)で与えられる電気刺激の強度または持続時間は、ステップ(b)で検出される応答に応じて変化し得る。応答は、失禁の発作を予防するために電気刺激の増加を必要とする咳、笑い、または運動などのストレス事象により、ステップ(c)で変化する可能性がある。場合によっては、パラメータ224の検出と電気刺激226の提供との間の時間は、
図6Bに示すように応答時間228として表されることがある。場合によっては、刺激は、刺激227の継続時間にわたって与えられてもよい。
【0108】
場合によっては、刺激227の持続時間は、約1秒から約30秒を含んでもよい。場合によっては、刺激227の持続時間は、約1秒~約2秒、約1秒~約3秒、約1秒~約4秒、約1秒~約5秒、約1秒~約10秒、約1秒~約12秒、約1秒~約14秒、約1秒~約16秒、約1秒~約20秒、約1秒~約25秒、約1秒~約30秒、約2秒~約3秒、約2秒~約4秒、約2秒~約5秒、約2秒~約10秒、約2秒~約12秒、約2秒~約14秒、約2秒~約16秒、約2秒~約20秒、約2秒~約25秒、約2秒~約30秒、約3秒~約4秒、約3秒~約5秒、約3秒~約10秒、約3秒~約12秒、約3秒~約14秒、約3秒~約16秒、約3秒~約20秒、約3秒~約25秒、約3秒~約30秒、約4秒~約5秒、約4秒~約10秒、約4秒~約12秒、約4秒~約14秒、約4秒~約16秒、約4秒~約20秒、約4秒~約25秒、約4秒~約30秒、約5秒~約10秒、約5秒~約12秒、約5秒~約14秒、約5秒~約16秒、約5秒~約20秒、約5秒~約25秒、約5秒~約30秒、約10秒~約12秒、約10秒~約14秒、約10秒~約16秒、約10秒~約20秒、約10秒~約25秒、約10秒~約30秒、約12秒~約14秒、約12秒~約16秒、約12秒~約20秒、約12秒~約25秒、約12秒~約30秒、約14秒~約16秒、約14秒~約20秒、約14秒~約25秒、約14秒~約30秒、約16秒~約20秒、約16秒~約25秒、約16秒~約30秒、約20秒~約25秒、約20秒~約30秒、または約25秒~約30秒を含んでもよい。場合によっては、刺激227の持続時間は、約1秒、約2秒、約3秒、約4秒、約5秒、約10秒、約12秒、約14秒、約16秒、約20秒、約25秒、または約30秒を含んでもよい。場合によっては、刺激227の継続時間は、少なくとも約1秒、約2秒、約3秒、約4秒、約5秒、約10秒、約12秒、約14秒、約16秒、約20秒、約25秒を含んでもよい。場合によっては、刺激227の継続時間は、最大で、約2秒、約3秒、約4秒、約5秒、約10秒、約12秒、約14秒、約16秒、約20秒、約25秒、約30秒を含んでもよい。
【0109】
場合によっては、応答時間228は、約60μ秒から約100μ秒を含み得る。場合によっては、応答時間228は、約60μs~約65μs、約60μs~約70μs、約60μs~約75μs、約60μs~約80μs、約60μs~約85μs、約60μs~約85μs、約60μs~約90μs、約60μs~約95μs、約60μs~約100μs、約65μs~約70μs、約65μs~約75μs、約65μs~約80μs、約65μs~約85μs、約65μs~約90μs、約65μs~約95μs、約65μs~約100μs、約70μs~約75μs、約70μs~約80μs、約70μs~約85μs、約70μs~約90μs、約70μs~約95μs、約70μs~約100μs、約75μs~約80μs、約75μs~約85μs、約75μs~約90μs、約75μs~約95μs、約75μs~約100μs、約80μs~約85μs、約80μs~約90μs、約80μs~約95μs、約80μs~約100μs、約85μs~約90μs、約85μs~約95μs、約85μs~約100μs、約90μs~約95μs、約90μs~約100μs、または約95μs~約100μsを含んでもよい。場合によっては、応答時間228は、約60μs、約65μs、約70μs、約75μs、約80μs、約85μs、約90μs、約95μs、または約100μsを含み得る。場合によっては、応答時間228は、少なくとも約60μs、約65μs、約70μs、約75μs、約80μs、約85μs、約90μs、または約95μsを含み得る。場合によっては、応答時間228は、最大で、約65μs、約70μs、約75μs、約80μs、約85μs、約90μs、約95μs、または約100μsを含み得る。反復的にトレーニングされた機械学習分類器の開発を通じて、応答時間が最小限に抑えられ、失禁予防の改善が実現される可能性がある。
【0110】
図12A~
図12Bは、個々の患者における失禁の発作を予防するための方法1200のワークフローを示す。この方法は、(a)個人の体内にセンサ電極および刺激電極を埋め込むステップ(1202)と、(b)個人からの応答に関連するパラメータを検出し、応答はユーザ誘発刺激であるステップ1204と、(c)失禁事象を予防するために刺激デバイス電極を用いて電気刺激を与えるステップ1206と、を含むことができる。場合によっては、ユーザが誘発した刺激は、失禁の発作を予防することを目的としている場合がある。
図12Bにグラフで示すように、検出されたEMG信号1208は、本明細書の他の場所で説明される分類器1210によって分析されて、EMG、ENG、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサの信号、またはそれらの任意の組み合わせが、明細書の他の場所で説明される所定の閾値をいつ超えたかを判定することができる。信号1208が失禁事象を表すと分類器1210が判断すると、本明細書の他の場所で説明されるプロセッサは、失禁事象の発生を予防するために刺激1212を有効にすることができる。場合によっては、刺激1212は、分類器1210が失禁事象があると判定した時間を超えて延長することができる刺激1211の延長を含むことができる。場合によっては、刺激1211の延長は、被験者が意図的に継続する持続時間または意図的に筋収縮を引き起こし続ける持続時間に等しい持続時間を含んでもよい。
【0111】
場合によっては、刺激1211の延長は、約1秒から約30秒を含み得る。場合によっては、刺激1211の延長は、約1秒~約3秒、約1秒~約5秒、約1秒~約8秒、約1秒~約10秒、約1秒~約12秒を含んでもよい。約1秒~約15秒、約1秒~約18秒、約1秒~約20秒、約1秒~約22秒、約1秒~約24秒、約1秒~約30秒、約3秒~約5秒、約3秒~約8秒、約3秒~約10秒、約3秒~約12秒、約3秒~約15秒、約3秒~約18秒、約3秒~約20秒、約3秒~約22秒、約3秒~約24秒、約3秒~約30秒、約5秒~約8秒、約5秒~約10秒、約5秒~約12秒、約5秒~約15秒、約5秒~約18秒、約5秒~約20秒、約5秒~約22秒、約5秒~約24秒、約5秒~約30秒、約8秒~約10秒、約8秒~約12秒、約8秒~約15秒、約8秒~約18秒、約8秒~約20秒、約8秒~約22秒、約8秒~約24秒、約8秒~約30秒、約10秒~約12秒、約10秒~約15秒、約10秒~約18秒、約10秒~約20秒、約10秒~約22秒、約10秒~約24秒、約10秒~約30秒、約12秒~約15秒、約12秒~約18秒、約12秒~約20秒、約12秒~約22秒、約12秒~約24秒、約12秒~約30秒、約15秒~約18秒、約15秒~約20秒、約15秒~約22秒、約15秒~約24秒、約15秒~約30秒、約18秒~約20秒、約18秒~約22秒、約18秒~約24秒、約18秒~約30秒、約20秒~約22秒、約20秒~約24秒、約20秒~約30秒、約22秒~約24秒、約22秒~約30秒、または約24秒~約30秒を含み得る。場合によっては、刺激1211の延長は、約1秒、約3秒、約5秒、約8秒、約10秒、約12秒、約15秒、約18秒、約20秒、約22秒、約24秒、または約30秒を含み得る。いくつかの場合において、刺激1211の延長は、少なくとも約1秒、約3秒、約5秒、約8秒、約10秒、約12秒、約15秒、約18秒、約20秒、約22秒または約24秒を含み得る。いくつかの場合において、刺激1211の延長は、最大で、約3秒、約5秒、約8秒、約10秒、約12秒、約15秒、約18秒、約20秒、約22秒、約24秒、または約30秒を含み得る。
【0112】
場合によっては、EMGの原波形、ENG、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサ、またはそれらの任意の組み合わせの信号データにおける失禁事象の開始と電気刺激の開始との間に遅延1209が存在する可能性がある。十分に大きく多様なデータセットで分類器1210をトレーニングすると、そのような遅延を最小限に抑えることができ、失禁事象を予防する際のデバイスの性能をさらに向上させることができる。場合によっては、検出は、個人の全地球測位システム(GPS)の位置を決定することを含み、個人からの応答に関連するパラメータと組み合わせて、失禁の発作を予防するために使用される。
【0113】
本明細書で与えられる開示の態様は、データ処理の方法を含み得る。場合によっては、データ処理方法は、(i)センサ電極によって以前に測定されたパラメータの測定値を受信し、このパラメータは個人の失禁の発作を予測するものであり、(ii)パラメータを分析し、(iii)個人に対する電気刺激信号を合成し、電気刺激信号が刺激電極によって個人に与えられるとき、電気刺激信号は、失禁の発作を防止することを意図する個人からの努力と併せて、失禁の発作を予防する、ことを含む。場合によっては、パラメータは、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連付けられる場合がある。場合によっては、パラメータは失禁の発作を予防しようとする個人の努力に関連付けることができ、電気刺激信号は、個人の努力と合わせて失禁の発作を予防するのに十分な電気刺激パターンで個人の努力を補うように合成される。場合によっては、個人からの応答だけでは失禁の発作を予防するのに不十分である可能性があり、電気刺激信号が適用されると、応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果が追加されるようなものである。
【0114】
場合によっては、失禁の発作は尿失禁を含み得る。場合によっては、失禁の発作には便失禁が含まれる場合がある。場合によっては、失禁の発作には腹圧性尿失禁が含まれる場合がある。場合によっては、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。
【0115】
場合によっては、パラメータは、膀胱または排便を制御する括約筋の部分的な収縮に関連する個人の筋肉の収縮を検出するように構成されたセンサ電極からの信号を含み得る。場合によっては、電気刺激信号は、陰部神経の電気刺激を含んでもよい。場合によっては、電気刺激信号は、一定の電気刺激成分および測定パラメータ固有の成分を含むように合成され得る。場合によっては、電気刺激信号によって与えられる電気刺激の強度または持続時間は、受信されるパラメータの値に応じて変化し得る。場合によっては、パラメータはEMG信号を含んでもよい。場合によっては、EMG信号により、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が発生したことが判断される場合がある。場合によっては、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例することがある。場合によっては、電気刺激信号は、それぞれ第1の陰部神経および第2の陰部神経を刺激するための第1および第2の信号を含んでもよい。場合によっては、この方法は、センサ電極によって以前に測定された信号を記録することをさらに含んでもよい。場合によっては、この方法は、記録された信号に応答してセンサ電極を調整するための調整信号を合成することをさらに含んでもよい。
【0116】
失禁の治療の評価
処置後の外来評価
いくつかの実施形態では、移植処置の有効性を決定するために、様々な外来評価を行うことができる。いくつかの実施形態では、埋め込まれたIPGは、データ(入力、出力、および事象分類)の遠隔測定ダウンロードを可能にする。いくつかの実施形態では、参加者は覚醒した歩行環境にあり、一連の安静時および誘発電気生理学的データが記録され得る。いくつかの実施形態では、治療の開始時(埋め込み後24~48時間)に、埋め込みリード上の異なるセンサ電極から感覚応答および運動応答を決定することができる。いくつかの実施形態では、応答に基づいて、最も適切な応答を有する電極が治療を開始するために選択され得る。
【0117】
いくつかの実施形態では、患者は、IPGをプログラムするために異なる生理学的事象にさらされてもよい。いくつかの実施形態では、これらの事象は、咳、バルサルバ法、5kgの重りを持ち上げること、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、骨盤底EMGは、経膣プローブおよび/または肛門プローブを用いて測定され得る。いくつかの実施形態では、尿道内圧を測定することができる。いくつかの実施形態では、(テレメトリによってダウンロードされた)入力および出力の1時間の連続「休止」記録を取得することができる。いくつかの実施形態では、咳、バルサルバ、5kgの重量挙げなど、制御された参加者によって誘発された事象中の記録を取得することができる。いくつかの実施形態では、誘導EMGと表面EMGからの入力を相関付けるための骨盤底表面EMG中の記録(経膣プローブから:女性のみ)が得られることがある。いくつかの実施形態では、基礎刺激ランピングの患者の許容範囲および作動パラメータを取得することができる。いくつかの実施形態では、標準的な尿力学検査は48時間後に実施される。いくつかの実施形態では、UDC(衝動の報告の有無にかかわらず)は、患者によるデバイスの作動の急性効果を評価するために、膀胱充填中に記録され得る。いくつかの実施形態では、標準的な1時間のパッドテストを実行することができる。
【0118】
臨床評価項目
いくつかの実施形態では、臨床評価項目は、排尿回数、切迫性発作の回数、尿漏れの回数および尿漏れの重症度を記録した5日間の排尿日記を使用して評価され、すなわち、単位時間当たりのストレスおよび切迫性の尿失禁(総計)発作、単位時間当たりのストレスUI発作、単位時間当たりの切迫性UI発作、単位時間当たりのストレスUI発作、単位時間当たりの切迫性UI発作、単位時間当たりの尿発作の切迫感の数、単位時間当たりの総排尿頻度、応答率:単位時間あたりのUI発作の50%以上(>)減少に基づく、平均合計UI発作がベースラインから90%を超える減少、または週あたり平均1UIE以下(<)として定義される機能的治癒率、ICIQ-SF-UIアンケート、またはそれらの任意の組み合わせである。
【0119】
定義
他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語、表記法、および他の技術的および科学的用語または専門用語は、請求された主題が関係する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有することが意図されている。場合によっては、一般に理解されている意味を有する用語が、明確にするため、および/または容易に参照できるように本明細書で定義されており、そのような定義を本明細書に含めることは、必ずしも当技術分野で一般に理解されているものとの実質的な違いを表すと解釈されるべきではない。
【0120】
本出願全体を通じて、様々な実施形態を範囲形式で提示することができる。範囲形式での説明は単に便宜および簡潔にするためのものであり、本開示の範囲を柔軟に制限するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、すべての可能な部分範囲およびその範囲内の個々の数値を具体的に開示したものとみなされるべきである。例えば、1~6などの範囲の説明は、この範囲内の個々の数字、例えば、1、2、3、4、5、6だけでなく、1~3、1~4、1~5、2~4、2~6、3~6などの部分範囲を具体的に開示しているとみなされる必要がある。これは、範囲の広さに関係なく適用される。
【0121】
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の参照を含む。例えば、「サンプル」という用語には、複数のサンプルが含まれ、それらの混合物も含まれる。
【0122】
「決定する」、「測定する」、「評価する」、「査定する」、「試験する(assaying)」、および「分析する」という用語は、測定の形式を指し、元素が存在するかどうかを決定することを含み、本明細書ではしばしば交換可能に使用される(検出など)。これらの用語には、定量的、定性的、または定量的および定性的な測定が含まれる場合がある。評価は相対的または絶対的である。「の存在を検出する」には、何かが存在するかどうかを決定することだけでなく、存在するものの量を決定することも含まれる。
【0123】
「被験者」、「個人」、または「患者」という用語は、本明細書ではしばしば互換的に使用される。「被験者」は、発現された遺伝物質を含む生物学的実体であり得る。生物学的実体は動物であり得る。被験者は哺乳動物であり得る。哺乳動物は人間であり得る。被験者は、病気または状態のリスクが高いと診断されているか、またはその疑いがある場合がある。この病気は失禁である可能性がある。場合によっては、病気が尿失禁である可能性がある。場合によっては、病気は便失禁である。場合によっては、被験者が必ずしもこの疾患のリスクが高いと診断されたり、疑われたりするわけではない。
【0124】
「生体内」という用語は、被験者の体内で起こる事象を説明するために使用される。
【0125】
「生体外」という用語は、被験者の体の外部で起こる事象を記述するために使用される。
【0126】
「生体外」の試験は被験者に対しては実行されない。むしろ、被験者とは別のサンプルに対して実行される。サンプルに対して実行される「生体外」の試験の一例は、「生体内」の試験である。
【0127】
本明細書で使用するとき、ある数値の「約」という用語は、その数値プラスマイナス10%を指す。範囲の「約」という用語は、範囲からその最低値の10%を引いたものと、その最大値の10%をプラスしたものを指す。
【0128】
本明細書で使用される場合、「治療」または「治療すること」という用語は、レシピエントにおいて有益なまたは所望の結果を得るための介入レジメン(regimen)に関して使用される。有益な結果または所望の結果には、治療上の利益および/または予防上の利益が含まれるが、これらに限定されない。治療効果とは、治療中の症状または基礎疾患の予防または改善を指す場合がある。また、治療上の利益は、被験者が依然として基礎疾患を患っている可能性があるにもかかわらず、被験者において改善が観察されるように、基礎疾患に関連する生理学的症状の1つまたは複数を予防または改善することによって達成することができる。予防効果には、疾患または状態の出現を遅らせる、予防する、または排除すること、疾患または状態の症状の発作を遅延させるまたは排除すること、疾患または状態の進行を遅らせる、停止する、または逆転させること、またはその他の効果が含まれる。それらの組み合わせ。予防的利益のために、特定の疾患または状態を発作するリスクのある被験者、または疾患または状態の1つ以上の生理学的症状を報告している被験者が治療を受けてもよい。
【0129】
本明細書で使用されるセクションの見出しは、整理を意図するものにすぎず、記載された主題を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0130】
本発明の好ましい実施形態を本明細書に示し説明してきたが、そのような実施形態が単なる例として提供されたものであることは当業者には明らかであろう。当業者であれば、本発明から逸脱することなく、数多くの変形、変更、および置換を思いつくであろう。本明細書に記載された本発明の実施形態に対する様々な代替案が、本発明を実施する際に使用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の方法および構造、およびそれらの均等物がそれによってカバーされることが意図されている。
【0131】
番号付きの実施形態
番号付き実施形態1は、失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するための方法を含み、この方法は、(A)個人の体内にセンサ電極と刺激電極を埋め込み、(b)センサ電極を使用して、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを検出し、(c)刺激電極を使用して電気刺激を与え、その応答と併せて、失禁の発作が予防されること、を含む。番号付き実施形態2は、失禁の発作が尿失禁を含む、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態3は、失禁の発作が便失禁を含む、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態4は、失禁の発作が腹圧性尿失禁を含む、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態5は、センサ電極が、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成される、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態6は、センサ電極が個人の骨盤内に配置される、実施形態5の方法を含む。番号付き実施形態7は、刺激電極が陰部神経に電気刺激を与える、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態8は、実施形態7の方法を含み、センサ電極および刺激電極が単一のリード線上に配置される。番号付き実施形態9は、ステップ(c)で与えられる電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるステップを含む、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態10は、失禁の発作が尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、実施形態9の方法を含む。番号付き実施形態11は、ステップ(c)で与えられる電気刺激の強度または持続時間が、ステップ(b)で検出される応答に応じて変化する、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態12は、実施形態11の方法を含み、ステップ(b)で検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる電気刺激は、該応答と併せて、失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。番号付き実施形態13は、実施形態11の方法を含み、ステップ(b)で検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、該応答と併せて、ステップ(b)で与えられる電気刺激が、失禁の発作を予防する。番号付き実施形態14は、センサ電極がEMG信号を検出するように構成される、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態15は、EMG信号が、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する、実施形態14の方法を含む。番号付き実施形態16は、EMG信号の強度が少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、実施形態15の方法を含む。番号付き実施形態17は、第1の刺激電極および第2の刺激電極を埋め込むステップを含む、実施形態1の方法を含み、第1の刺激電極は陰部神経上の1つの領域を刺激し、第2の刺激電極は陰部神経上の異なる領域を刺激する。番号付き実施形態18は、個人が混合性尿失禁を患っている、実施形態1の方法を含む。番号付き実施形態19は、実施形態1の方法を含み、センサ電極および刺激電極は、プロセッサおよびソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読媒体に動作可能に結合される。番号付き実施形態20は、実施形態19の方法を含み、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。番号付き実施形態21は、実施形態19の方法を含み、ソフトウェアは、センサ電極からの信号を記録するように構成される。番号付き実施形態22は、実施形態21の方法を含み、ソフトウェアは、信号に対するセンサ電極の応答を調整するように構成される。番号付き実施形態23は、実施形態19の方法を含み、ソフトウェアは機械学習モデルを含み、機械学習モデルは、センサ電極によって検出された信号を分類し、刺激電極によって信号を生成するように構成される。番号付き実施形態24は実施形態23の方法を含み、機械学習モデルは、個人または個人の集合から取得された事前データおよび対応する失禁予防または失禁情報に基づいてトレーニングされる。番号付き実施形態25は、実施形態24の方法を含み、事前データは、センサ電極によって検出される信号、刺激電極によって生成される生成信号、またはそれらの任意の組み合わせを含む。番号付き実施形態26は、実施形態1の方法を含み、検出することは、個人の全地球測位システム(GPS)の位置を決定し、個人からの応答に関連するパラメータと組み合わせて失禁の発作を予防することをさらに含む。
【0132】
番号付き実施形態27は、失禁の発作の予防の必要がある個人における失禁の発作を予防するためのシステムを備え、このデバイスは、(a)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを検出するように構成されたセンサ電極と、(b)電気刺激を与えるように構成された刺激電極と、(c)センサ電極および刺激電極に動作可能に接続されたプロセッサと、ソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、(i)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを受信し、(ii)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを分析し、(iii)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答と併せて電気刺激が失禁の発作を予防するように刺激電極が電気刺激を個人に与える、ことをプロセッサに実行させるように構成されたコンピュータ可読記憶媒体と、を備える。番号付き実施形態28は、失禁の発作が尿失禁を含む、実施形態27のシステムを含む。番号付けされた実施形態29は、失禁の発作が便失禁を含む、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態30は、実施形態27のシステムを備え、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。番号付き実施形態31は、センサ電極が、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成される、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態32は、センサ電極が個人の骨盤内に配置される、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態33は、刺激電極が個人の陰部神経に電気刺激を与える、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態34は、センサ電極および刺激電極が単一のリード線上に配置されている、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態35は、実施形態27のシステムを備え、刺激電極は、電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成されている。番号付き実施形態36は、失禁の発作が尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態37は、電気刺激の強度または継続時間が、検出された応答に応じて変化する、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態38は、実施形態27のシステムを備え、センサ電極によって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、与えられる電気刺激は、応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。番号付き実施形態39は、実施形態27のシステムを含み、センサ電極によって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、ステップ(b)で与えられる電気刺激は、該応答と併せて失禁の発作を予防する。番号付き実施形態40では、センサ電極がEMG信号を検出するように構成されている、実施形態27に記載のシステム。番号付き実施形態41は、EMG信号が少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する実施形態40のシステムを含む。番号付き実施形態42は、EMG信号の強度が少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、実施形態41のシステムを含む。番号付き実施形態43は、実施形態27のシステムを備え、刺激電極は第1の刺激電極と第2の刺激電極とを備え、第1の刺激電極は第1の陰部神経を刺激し、第2の刺激電極は第2の陰部神経を刺激する。番号付き実施形態44は、個人が混合性尿失禁を患っている、実施形態27のシステムを含む。番号付き実施形態45は、実施形態27のシステムを含み、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用して個人によって校正される。番号付き実施形態46は、実施形態27のシステムを含み、ソフトウェアは、プロセッサにセンサ電極からの信号を記録させるようにさらに構成される。番号付き実施形態47は、実施形態46のシステムを備え、ソフトウェアは、信号に対するセンサ電極の応答を調整するように構成される。番号付き実施形態48は、実施形態27のシステムを備え、ソフトウェアは機械学習モデルを備え、機械学習モデルは、センサ電極によって検出された信号を分類し、刺激電極によって信号を生成するように構成される。番号付き実施形態49は、機械学習モデルが、個人または個人の集合から取得された事前データおよび対応する失禁予防またはその欠如の情報に基づいてトレーニングされる、実施形態48のシステムを含む。番号付き実施形態50は、実施形態49のシステムを備え、事前データは、センサ電極によって検出される信号、刺激電極によって生成される生成信号、またはそれらの任意の組み合わせを含む。番号付き実施形態51は、実施形態27のシステムを備え、ソフトウェアは、個人の全地球測位システム(GPS)の位置を分析し、個人からの応答に関連するパラメータと組み合わせて失禁の発作を予防することを含む。
【0133】
番号付き実施形態52は、失禁の発作の予防を必要とする個人の失禁の発作を予防するためのソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、ソフトウェアは、(i)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータをセンサ電極によって受信し、(ii)失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連するパラメータを分析し、(iii)刺激電極に電気刺激を個人に与えさせ、電気刺激が、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答と併せて、失禁の発作を予防する、ことをプロセッサに実行させるように構成されている。番号付き実施形態53は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、失禁の発作は尿失禁を含む。番号付き実施形態54は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、失禁の発作は便失禁を含む。番号付き実施形態55は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。番号付き実施形態56は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサ電極は、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮をもたらす個人の筋肉の収縮を検出するように構成されている。番号付き実施形態57は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサ電極が個人の骨盤内に配置される。番号付き実施形態58は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、刺激電極が個人の陰部神経に電気刺激を与える。番号付き実施形態59は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサ電極と刺激電極が単一のリード線上に配置されている。番号付き実施形態60は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え、刺激デバイスの電極は、電気刺激よりも低い強度レベルで一定の電気刺激を与えるように構成される。番号付き実施形態61は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、失禁の発作は尿失禁であり、切迫性失禁タイプである。番号付き実施形態62は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、電気刺激の強度または継続時間は、検出された応答に応じて変化する。番号付き実施形態63は、実施形態62のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサ電極によって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するのに不十分であり、与えられる電気刺激は、該応答と併せて失禁の発作を予防するのに十分な効果を加える。番号付き実施形態64は、実施形態62のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサによって検出される応答は、それ自体では失禁の発作を予防するには不十分であり、該応答と併せて与えられる電気刺激によって失禁の発作が予防される。番号付き実施形態65は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサ電極はEMG信号を検出するように構成される。番号付き実施形態66は、実施形態65のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、EMG信号は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する。番号付き実施形態67は、実施形態66のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、EMG信号の強度は、少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する。番号付き実施形態68は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え、刺激電極は第1の刺激電極と第2の刺激電極を備え、第1の刺激電極は第1の陰部神経を刺激し、第2の刺激電極は第2の陰部神経を刺激する。番号付き実施形態69は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、個人は混合性尿失禁を患っている。番号付き実施形態70は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、センサ電極は、ソフトウェアと連携する外部入力デバイスを使用する個人によって校正される。番号付き実施形態71は、実施形態52のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、ソフトウェアは、プロセッサにセンサ電極からの信号を記録させるようにさらに構成される。番号付き実施形態72は、実施形態71のソフトウェアを含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、ソフトウェアは、信号に対するセンサ電極の応答を調整するように構成されている。番号付き実施形態73は、実施形態52の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、ソフトウェアは機械学習モデルを備え、機械学習モデルは、センサ電極によって検出された信号を分類し、刺激電極によって信号を生成するように構成されている。番号付き実施形態74は、実施形態73の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備え、機械学習モデルは、個人または個人の集合から取得された事前データ、および対応する失禁の予防またはその情報の欠如基づいてトレーニングされる。番号付き実施形態75は、実施形態74の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備え、事前データは、センサ電極によって検出された信号、生成された信号、またはそれらの任意の組み合わせを含む。番号付き実施形態76は、実施形態52の非一時的コンピュータ可読媒体を備え、ソフトウェアは、個人の全地球測位システム(GPS)の位置を分析し、個人からの応答に関連するパラメータと組み合わせて失禁の発作を予防する、ことを含む。
【0134】
番号付き実施形態77は、データ処理の方法を含み、該方法は、(i)センサ電極によって事前に測定され、個人の失禁の発作を予測するパラメータ、の測定値を受信し、(ii)パラメータを分析し、(iii)個人のための電気刺激信号を合成し、その結果、電気刺激信号が刺激電極によって個人に与えられるとき、電気刺激信号は、失禁の発作を予防することを意図する個人の努力と併せて、失禁の発作を予防する、ことを含む。番号付き実施形態78は、実施形態77の方法を含み、パラメータは、失禁の発作を予防することを意図する個人からの応答に関連付けられる。番号付き実施形態79は、実施形態78の方法を含み、パラメータは、失禁の発作を予防しようとする個人の努力に関連付けられ、電気刺激信号は、失禁の発作を予防しようとする個人の努力を、個人の努力と合わせて失禁の発作を予防するのに十分な電気刺激パターンで補うように合成される。番号付き実施形態80は、実施形態79の方法を含み、個人からの応答は、それ自体では失禁の発作を予防するのに不十分であり、電気刺激信号は、与えられると、該応答と併せて、失禁の発作を予防するのに十分な効果を加えるようなものである。番号付き実施形態81は、失禁の発作が尿失禁を含む、実施形態77から80のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態82は、失禁の発作が便失禁を含む、実施形態77または80の方法を含む。番号付き実施形態83は、実施形態77~80のいずれか1つの方法を含み、失禁の発作は腹圧性尿失禁を含む。番号付き実施形態84は、実施形態77から83のいずれか1つの方法を含み、パラメータは、排尿または排便を制御する括約筋の部分的な収縮に関連する個人の筋肉の収縮を検出するように構成されたセンサ電極からの信号である。番号付き実施形態85は、電気刺激信号が陰部神経の電気刺激のためのものである、実施形態77から84のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態86は、電気刺激信号が、一定の電気刺激成分および測定パラメータ固有成分を含むように合成される、実施形態77~85のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態87は、失禁の発作が尿失禁であり、切迫性失禁タイプである、実施形態77から86のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態88は、電気刺激信号によって与えられる電気刺激の強度または持続時間が、受信されるパラメータの値に応じて変化する、実施形態77~87のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態89は、パラメータがEMG信号である、実施形態77から88のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態90は、EMG信号が、少なくとも1つの骨盤筋の収縮が起こったことを決定する、実施形態89の方法を含む。番号付き実施形態91は、EMG信号の強度が少なくとも1つの骨盤筋の収縮の強度に比例する、実施形態9066の方法を含む。番号付き実施形態92は、電気刺激信号が、それぞれ第1の陰部神経および第2の陰部神経を刺激するための第1および第2の信号を含む、実施形態77~91のいずれか1つの方法を含む。番号付き実施形態93は、実施形態77から92のいずれか1つの方法を含み、センサ電極によって事前に測定された信号を記録することをさらに含む。番号付き実施形態94は、記録された信号に応答してセンサ電極を調整するための調整信号を合成することをさらに含む、実施形態93の方法を含む。
【0135】
実施例
実施例1:EMG測定の再現性
本明細書に記載のシステム、方法、およびデバイスを使用して、
図11A~
図11Eに見られるように、患者が筋収縮、咳嗽、およびバルサルバ法を実行する際に、患者のEMG信号が測定および処理された。本明細書の他の箇所で説明されているように、各患者について、生のEMGデータ1102が記録され、増幅された。続いて、生のEMGデータがフィルタリングされ(1106)、修正され、平滑化された(1104)。
【0136】
一人の患者が同じ一連の筋肉収縮を3回繰り返し実行した
図11A~
図11Cに示すデータから、3つの信号の別個のグループが時間的EMGデータで観察され得る。このような発見は、本明細書に記載されるデバイスおよびシステムのセンサ電極の再現性、およびEMG信号を時間的に区別するためのトレーニングされた分類器の潜在的な能力を裏付ける。
図11D~
図11Eに示される異なる患者の同様のデータは、
図11A~
図11Cの患者と同様の結果を示す。
【国際調査報告】