JP7465276B2 - 刺激のための方法および装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年３月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８１４，３９８号の利益、およびそれに対する優先権を主張し、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、閉塞性睡眠時無呼吸を処置するための治療用電気刺激のための医療機器システムおよび方法に関する。

電気刺激パルスを送達することが可能である植込み型医療機器が、例として心不整脈および慢性疼痛などの様々な病状を処置するために提案されているか、または利用可能である。閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）は、無呼吸および呼吸低下を包含し、呼吸が睡眠中に不規則にかつ繰り返して停止および開始され、その結果、睡眠が中断され、血中酸素濃度が低下するという深刻な障害である。ＯＳＡは、睡眠中の咽頭の完全または部分的な虚脱によって引き起こされる。特に、患者の咽頭内の筋肉が、断続的に弛緩し、それによって、睡眠中に上気道を閉塞する。上気道への空気の流れは、舌または柔らかいパレットが咽頭の後部に移動し、正常な気道よりも狭い気道を覆うことによって、閉塞され得る。また、空気の流れが失われることにより、人が閉鎖気道状態で呼吸しようとすると、異常な胸部間圧力も引き起こす。睡眠中に適切な酸素濃度が不足すると、異常な心リズム、心臓発作、心不全、高血圧、脳卒中、記憶障害、および異変増加の一因となり得る。さらに、人が無呼吸現象中に目を覚ますと、睡眠喪失が生じる。電気刺激パルスを送達することができる植込み型医療機器が、睡眠中に気道を閉鎖し得る上気道周辺の筋肉を電気的に刺激することによって、ＯＳＡを処置するために提案されてきた。

本開示の技術は、概して、ＯＳＡ療法を送達するための植込み型医療機器（ＩＭＤ）システムおよび方法に関する。このＩＭＤは、突き出し筋を活性化するために、舌の突き出し筋内の標的刺激領域に配置された電極を介して電気刺激を送達し、治療送達期間全体にわたって舌の突き出し状態を持続させる。この舌の持続された突き出し状態は、送達期間全体にわたって、開放された上気道を維持し、その開放された上気道は、吸気および呼気の両方の段階を含む多数の呼吸サイクルにわたって持続され得る。それらの電極は、例えば、筋肉注射で、突き出し筋の標的刺激領域に配置されて、気道の開口を妨げ得る神経および筋肉の刺激を回避する。

一例では、本開示は、医療用電気リードおよびパルス発生器を含む植込み型医療機器システムを提供する。この医療用電気リードは、近位リード端から、遠位リード端に近接する遠位部分を有する遠位リード端まで延在する細長いリード本体を有する。複数の電極が、リード本体の遠位部分に沿って離間される。パルス発生器は、近位リード端を受容するように構成され、電極を介して電気刺激パルスを送達して、患者の舌の突き出し筋組織を活性化するように構成された治療送達回路を含む。パルス発生器は、治療送達期間の開始時間から治療送達期間の終了時間まで電気刺激パルスを継続的に送達して、治療送達期間全体にわたって患者の舌の突き出し状態を持続させるための治療送達回路を制御するように構成された制御回路を含み、その治療送達期間は、吸気および呼気段階の両方を含む複数の呼吸サイクルを含む。

別の例では、本開示は、医療機器に結合された第１の医療用電気リードの遠位部分によって支持される電極を介して、医療機器の制御回路の制御下での治療送達回路によって、治療送達期間の開始時間から治療送達期間の終了時間まで電気刺激パルスを継続的に送達することを含む、医療機器によって実行される方法を提供する。その電気刺激パルスは、患者の舌の突き出し筋組織を活性化して、治療送達期間全体にわたって患者の舌の突き出し状態を持続させる。治療送達期間は、吸気および呼気段階を含む複数の呼吸サイクルの間に延長される。

さらに別の例では、本開示は、パルス発生器の制御回路による実行時に、パルス発生器に、パルス発生器に結合された医療用電気リードの遠位部分によって支持される電極を介して、治療送達期間の開始時間から治療送達期間の終了時間まで電気刺激パルスを継続的に送達させる命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。その電気刺激パルスは、患者の舌の突き出し筋組織を活性化して、治療送達期間全体にわたって患者の舌の突き出し状態を持続させる。治療送達期間は、吸気および呼気段階を含む複数の呼吸サイクルの間に延長される。

本開示の１つ以上の態様の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。本開示に記載される技術の他の特徴、目的、および利点は、本明細書および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

ＯＳＡ療法を送達するための植込み型医療機器（ＩＭＤ）システムの概念図である。 一例による、図１のシステムに含まれる医療用電気リードの遠位部分の概念図である。 図１のシステムに含まれるパルス発生器の概念図である。 一例による、ＯＳＡ療法を送達するための、図２のリードの遠位部分の配置の概念図である。 別の例による、ＯＳＡ療法を送達するために配置された、図２のリードリードの遠位部分の概念図である。 別の例による、ＯＳＡ療法を送達するための、図２のリードの遠位部分の配置の概念図である。 ＯＳＡ療法を送達するための二連リードシステムの遠位部分の概念図である。 一例による、ＯＳＡ療法を送達するための図１のシステムによって実行される方法のフローチャートである。 一例による、睡眠中に上気道の開存性を促進するために、突き出し筋への選択的刺激を送達するための、図１のシステムによって実行される方法を例示するタイミング図である。 別の例による、図１のシステムによってＯＳＡ療法を送達するための方法のタイミング図である。 ＯＳＡ療法が複数の治療送達期間中に送達される睡眠期間を例示するタイミング図である。 一例による、ＯＳＡ療法を送達するための方法のフローチャートである。 電気刺激送達のための標的領域に沿って、図２のリードの遠位部分２８を位置決めするための植込み方法の概念図である。 別の例による、ＯＳＡ療法を送達するための方法の概念図である。 別の例による、ＯＳＡ療法を送達するための方法のフローチャートである。

ＯＳＡの処置のために、電気刺激を舌の突き出し筋に送達するための医療機器システムが、本明細書に記載されている。電気刺激は、睡眠中に患者の舌を突き出し状態にするために送達されて、上気道閉塞を回避または軽減する。本明細書で使用される場合、舌に関する「突き出し状態」という用語は、刺激されていない位置または弛緩した位置と比較して、前方および／または下方に移動する位置を指す。この突き出し状態は、オトガイ舌筋およびオトガイ舌骨筋を含む、舌の突き出し筋（また、時々、舌の「突き出し者」筋とも呼ばれる）の動員と関連付けられる状態である。突き出し状態は、例えば、舌を後退および上昇させる、茎突舌筋および舌骨舌筋である牽引筋の動員と関連付けられる後退および／または上昇位置の逆であり得る。電気刺激が送達されて、舌を突き出し状態に移動させて維持し、患者の上気道の崩壊を防止し、開放または拡大して、呼吸中の気流の無制限、または少なくとも軽減された制限を促進する。

図１は、ＯＳＡ療法を送達するためのＩＭＤシステムの概念図である。このＩＭＤシステム１０は、電気医療用リード２０およびパルス発生器１２を備える。パルス発生器１２は、パルス発生器１２の回路、例えば、図３と併せて以下に説明されるような制御回路、治療送達回路、取捨選択可能なセンサ、および遠隔測定回路を収容するハウジング１５を含む。コネクタアセンブリ１７は、ハウジング１５に密閉されており、ＯＳＡ療法を送達するために、またいくつかの例では、筋電図（ＥＧＭ）信号を感知するために使用される少なくとも１つの医療用電気リードを受容するための１つ以上のコネクタボアを含む。

リード２０は、リード近位端２４からリード遠位端２６まで延在する、可撓性のある細長いリード本体２２を含む。少なくとも２つの電極３０は、患者の舌４０の突き出し筋４２ａ、４２ｂ、および４６内に挿入するように構成されているリード遠位端２６に隣接するリード遠位部分に沿って支持される。これらの電極３０は、舌の突き出し筋の神経を刺激するＨＧＮの内側枝に近接する柔組織内に移植するように構成されている。それらの電極３０は、本明細書では、「筋肉内電極」と呼ばれることがあり、神経幹または神経枝を直接刺激するために使用されるカフ電極などの、神経幹または神経枝の上またはそれに沿って設置される電極とは対照的である。したがって、リード２０は、本明細書では、「筋肉内リード」と呼ばれることがあり、その理由は、リード遠位端および電極３０が、突き出し筋４２ａ、４２ｂ、および４６の神経を刺激するＨＧＮ枝の近傍に電極３０を固定するために、突き出し筋組織を含み得る柔組織を通って前進するように構成されているためである。ただし、電極３０およびリード２０に関する「筋肉内」という用語は、限定的であることを意図されておらず、その理由は、電極３０が、内側ＨＧＮおよびその枝に近接する結合組織または他の柔組織に移植される可能性があるためである。リード２０によって支持される電極３０は、舌４０の突き出し筋４２ａ、４２ｂ、および４６、ならびに／または突き出し筋の運動点を神経支配するＨＧＮの枝を刺激するために、提供される。

突き出し筋は、パルス発生器１２によって生成され、そして筋肉内電極３０を介して送達される電気刺激パルスによって活性化されて、舌４０を前方に移動させ、睡眠中の上気道６の閉塞または狭窄の軽減を促進する。本明細書で使用される場合、突き出し筋の電気刺激に関して「活性化される」という用語は、突き出し筋および運動点を神経支配する神経細胞の脱分極または活動電位、ならびにその後続の突き出し筋細胞の脱分極および機械的収縮を引き起こす電気的状況を指す。場合によっては、筋肉は、電気刺激パルスによって直接活性化され得る。筋肉内電極３０を介した刺激によって活性化され得る突き出し筋は、右および／もしくは左のオトガイ舌筋（ＧＧ）４２のうちの少なくとも一方または両方を含み得、そのオトガイ舌筋は、斜め区画（ＧＧｏ）４２ａおよび水平区画（ＧＧｈ）４２ｂ（総称してＧＧ４２と呼ばれる）、ならびに／または右および／もしくは左のオトガイ舌骨筋（ＧＨ）４６を含む。ＧＧ筋およびＧＨ筋は、ＨＧＮの内側枝（第ＸＩＩ脳神経とも呼ばれる）によって神経支配され、これに対して、舌の後退および上昇を引き起こす舌骨舌筋および茎突舌筋は、ＨＧＮの外側枝によって神経支配される。

複数の遠位電極３０を使用して、ＨＧＮの内側枝またはその枝、すなわち、本明細書では「内側ＨＧＮ」と呼ばれるものを介して、両側または片側刺激をＧＧ４２筋および／またはＧＨ４６筋に送達することができる。遠位電極３０は、パルス発生器１２の出力回路に切り替え可能に結合されて、上気道開存性を維持しながら筋肉疲労を回避するために、周期的または交互のパターンで右および左の突き出し筋を選択的に活性化する方法で電気刺激パルスの送達を可能にする。追加的または代替的に、電気刺激を送達して、左または右突き出し筋の片側刺激中にＧＧ４２筋および／もしくはＧＨ４６筋、またはそれらの部分を選択的に活性化することができる。

リード近位端２４は、コネクタ（図１には示されていない）を含み、このコネクタは、パルス発生器１２のコネクタアセンブリ１７に結合可能であり、パルス発生器１２のハウジング１５によって密閉された回路間の電気接続を提供し、例えば、図３と併せて以下に説明されるような治療送達回路および制御回路を含む。リード本体２２は、遠位電極３０の各々から、近位端２４での近位コネクタまで延在する電気導体を密閉して、パルス発生器１２の出力回路と電極３０との間の電気接続を提供する。

図２は、一例による筋肉内リード２０の遠位部分２８の概念図である。このリード２０は、２つ以上の電極を含むことができ、示された例では、リード２０は、リード本体２２に沿って長手方向に離間された４つの電極３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、および３０ｄ（まとめて、「電極３０」と呼ばれる）を含む。リード本体２２は、絶縁された電気導体が内部でそれぞれの電極３０ａ～３０ｄまで延在する１つ以上の管腔を画定することができる、可撓性のあるリード本体である。最も遠位にある電極３０ａは、遠位端２６につながるように隣接または近接し得る。電極３０ｂ、３０ｃ、および３０ｄの各々は、それぞれの隣接する電極３０ａ、３０ｂ、および３０ｃから、それぞれの中間電極距離３４、３５、および３６だけ、近位方向に間隔を置いて配置されている。

各電極３０ａ～３０ｄは、同等の電極長さ３１を有するように示されている。ただし、他の例では、電極３０ａ～３０ｄは、ＨＧＮの左もしくは右部分、またはその枝、ならびに／またはＧＧ筋およびＧＨ筋の運動点に対応する標的刺激部位に対して、電極３０の配置、または得られる刺激の電界を最適化するために、互いに異なる電極長さ３１を有してもよい。電極間間隔３４、３５、および３６は、図２では、ほぼ等しいように示されているが、他の例では、電極間間隔３４、３５、および３６は、標的刺激部位に対して電極３０の配置を最適化するために、互いに異なってもよい。いくつかの例では、電極３０ａおよび３０ｂは、突き出し筋の１つの部分、例えば、左もしくは右のＧＧ筋および／もしくはＧＨ筋のいずれか、またはＧＧ筋および／もしくはＧＨ筋の近位部分もしくは遠位部分のいずれかにおいて、双極刺激を送達するための陽極および陰極対を形成する。電極３０ｃおよび３０ｄは、突き出し筋の異なる部分（例えば、左もしくは右部分のうちの他方、または近位もしくは遠位部分のうちの他方）内で双極刺激を送達するための第２の陽極および陰極対を形成し得る。したがって、２つの双極対３０ａ～３０ｂと３０ｃ～３０ｄとの間の電極間間隔３５は、各双極対３０ａ～３０ｂ、および３０ｃ～３０ｄ内の陽極と陰極との間の電極間間隔３４および３６と異なってもよい。

一例では、リード本体２２の遠位部分２８ｄに沿って電極３０ａ～３０ｄによって包含する総距離Ｄ１は、例として、約２０ミリメートル、２５ミリメートル、または３０ミリメートルであり得る。一例では、総距離Ｄ１は、２０～２２ミリメートルである。近位電極対３０ｃ～３０ｄおよび遠位電極対３０ａ～３０ｂ内の電極間間隔３４および３６は、いくつかの例では、それぞれ、２～５ミリメートルであってもよい。遠位対３０ａ～３０ｂおよび近位対３０ｃ～３０ｄを分離する電極間間隔３５は、電極間間隔３４および３６よりも大きくてもよい。例えば、電極間間隔３５は、いくつかの例では、４～６ミリメートルであってもよい。一例では、電極３０ａ～３０ｄの各々は、３ｍｍの電極長さ３１を有し、電極間間隔３４、３５、および３６の各々は、３ｍｍである。

示された例では、電極３０ａ～３０ｄの各々は、リード本体２２と直径が均一であり得る円周リング電極として示されている。他の例では、電極３０は、例として、先端電極、螺旋電極、コイル電極、セグメント化電極、ボタン電極などの他のタイプの電極を含んでもよい。例えば、最も遠位の電極３０ａは、リード遠位端２６における先端電極として提供されてもよく、残りの３つの電極３０ｂ、３０ｃ、および３０ｄは、リング電極である。電極３０ａが遠位端２６に位置決めされる場合、電極３０ａは、移植部位で筋組織中にねじ込まれ、加えて、リード２０の遠位部分２８を標的治療送達部位において固定するための固定部材としての役割を果たすように構成された螺旋電極であってもよい。他の例では、電極３０ａ～ｄのうちの１つ以上は、治療送達部位におけるリード２０の遠位部分２８の能動的な固定を提供するためのフック電極または有刺電極であってもよい。

リード２０は、リードの遊走性の可能性を最小化するために１つ以上の固定部材３２を含むことができる。示された例では、固定部材３２は、リード遠位部分２８が標的治療送達部位に位置決めされるときに、周囲組織と係合する複数の組の枝を含む。固定部材３２の枝は、リード本体２２の長手方向軸に対してある角度で半径方向および近位方向に延在して、近位方向へのリード本体２２の後退を防止または軽減することができる。固定部材３２の枝は、リード２０が、標的移植部位でリード遠位部分２８を展開するために使用されるリード送達ツール、例えば、針または誘導針の範囲内に保持されるときに、リード本体２２に対して折り畳み可能であり得る。リード送達ツールを取り除くと、固定部材３２の枝は、正常に拡張された位置に広げて、周囲の組織と係合し、リード本体２２の近位側および横方向の遊走性に抵抗することができる。他の例では、固定部材３２としては、１つ以上のフック、棘、螺旋、またはリード本体２２および／もしくはリード遠位端２６に沿って１つ以上の長手方向の位置から延在する他の固定機構が含まれ得る。固定部材３２は、リード本体２０の近位端がパルス発生器１２の移植ポケットにトンネリングされる場合、舌の下方のＧＧ筋、ＧＨ筋および／または他の筋肉、ならびに／または頸部の他の柔組織、例えば、脂肪および結合組織と部分的もしくは全面的に係合し得る。他の例では、固定部材３２は、図２に示された場所以外の他の場所に設置された１つ以上の固定機構を含み得、その場所としては、遠位端２６においてもしくはそれに近接する場所、電極３０の間、ないし示された場所よりもさらに遠位方向もしくはさらに近位方向の場所が含まれる。パルス発生器１２の移植ポケットは、患者の頸部８（図１を参照）に沿って存在し得る。したがって、遠位部分２８からリード近位端２４までの細長いリード本体２２の長さを選択して、突き出し筋内の標的治療送達部位から、パルス発生器１２が移植される患者の頸部に沿った場所まで延在し得る。この長さは、例として、最大１０ｃｍ、または最大２０ｃｍとすることができるが、一般に２５ｃｍ以下であってもよいが、より長いまたはより短いリード本体長さが、個々の患者の解剖学的構造およびサイズに応じて使用され得る。

図３は、パルス発生器１２の概念図である。パルス発生器１２は、制御回路８０、メモリ８２、治療送達回路８４、取捨選択可能なセンサ８６、遠隔測定回路８８、および電源９０を含む。電源９０は、制御回路８０、メモリ８２、治療送達回路８４、センサ８６、および遠隔測定回路８８の各々に電流を供給するための１つ以上の充電式または非充電式バッテリーを含み得る。電源９０は、わかりやすくするために、制御回路８０のみと通信するように示されているが、電源９０は、必要に応じて、パルス発生器１２の回路および構成要素のうちの各々に、必要に応じて電力を提供することを、図３のブロック図から理解されたい。例えば、電源９０は、電気刺激パルスを生成するための治療送達回路８４に電力を提供する。

図３に示す機能ブロックは、ＯＳＡ療法を送達するように構成されたパルス発生器に含まれる機能性を表し、本明細書のパルス発生器に帰する機能を生成することが可能であるアナログおよび／またはデジタル回路を実装する任意の個別および／または集積電子回路の構成要素を含み得る。各種の構成要素としては、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、プロセッサ（共有、専用、またはグループ）、および１つ以上のソフトウェアまたはファームウェアプログラムを実行するメモリ、組合せ論理回路、状態機械、または説明される機能性を提供する他の好適な構成要素、もしくは構成要素の組み合わせが含まれ得る。任意の最新の心臓医療機器システムの文脈で説明される機能性を達成するためのソフトウェア、ハードウェア、および／またはファームウェアを提供することは、本明細書に記載された本開示を想定すると、当業者の能力の範囲内にある。

制御回路８０は、例えば、データバスを介して、メモリ８２、治療送達回路８４、遠隔測定回路８８、およびセンサ８６（含まれる場合）と通信して、ＯＳＡ療法送達および他のパルス発生器機能を制御する。本明細書に開示されているように、制御回路８０は、制御信号を治療送達回路８４に通過させて、治療送達回路８４に、ＧＧ筋およびＧＨ筋の右および左部分、ならびに／またはＧＧ筋およびＧＨ筋の近位部分および遠位部分の選択的刺激パターンを含むことができる治療プロトコルによる、電極３０を介した電気刺激パルスを送達させることができる。制御回路８０は、刺激パルス列の刺激パルス振幅、刺激パルス幅、刺激パルス数、および周波数を含む治療制御信号を、治療送達回路８４に受け渡すようにさらに構成され得る。

メモリ８２は、制御回路８０内に含まれるプロセッサが実行するための命令、刺激制御パラメータ、および他の機器関連データまたは患者関連データを格納することができる。制御回路８０は、メモリ８２から治療送達制御パラメータおよび治療送達プロトコルを検索して、制御回路８０が、制御信号を、ＯＳＡ療法を制御するための治療送達回路８４に受け渡すのを可能にする。メモリ８２は、遠隔測定回路８８を介して、ユーザによる検索のための、治療送達に関連する履歴データを格納することができる。メモリ８２内に格納された治療送達データまたは情報は、送達された治療プロトコル、治療送達時間などだけでなく、刺激パルスを送達するために使用される治療制御パラメータも含み得る。センサ８６が含まれる場合、センサ信号から判定された患者関連データは、ユーザによって検索されるようにメモリ８２内に格納され得る。いくつかの例では、センサ８６は、電極３０ａ～３０ｄの任意の組み合わせを使用して、筋電図（ＥＭＧ）信号を感知するための電気信号感知回路を含み、それらの電極は、刺激用としては使用されないときに、ＥＭＧ感知電極として使用され得るセンサ８６に切り替え可能に結合され得る。ＥＭＧ信号は、患者の舌の突き出しを引き起こすための刺激パルスを送達するための治療送達回路８４を制御する際に使用するために、突き出し筋の睡眠状態および／または低音色状態を検出するための制御回路８０によって使用され得る。

治療送達回路８４は、充電回路９２、出力回路９４、およびスイッチング回路９６を含み得る。充電回路９２は、例えば、電源９０のバッテリー電圧の倍数を使用して充電される１つ以上の保持コンデンサを含み得る。この保持コンデンサは、出力回路９４に切り替え可能に接続され、その出力回路は、スイッチング回路９６を介して選択される双極電極対に結合されている１つ以上の出力コンデンサを含み得る。保持コンデンサは、充電回路９２によって、プログラムされたペーシングパルス電圧振幅に充電され、プログラムされたパルス幅の間、出力コンデンサの両端で放電される。充電回路９２は、コンデンサ充電ポンプまたは充電源用増幅器を含み得、充電回路９２に含まれる保持コンデンサの迅速な再充電を可能にする。治療送達回路８４は、パルスの送達列を生成するための、制御回路８０からの制御信号に応答し、ＧＧ筋および／もしくはＧＨ筋、または一部の持続される強直性収縮を生成して、舌を前方に移動させ、上気道閉塞を回避する。

出力回路９４は、スイッチング回路９６を介して、電極３０ａ～３０ｄの双極対に選択的に結合され得る。スイッチング回路９６は、制御回路８０から受信したタイミング信号によって作動する１つ以上のスイッチを含み得る。電極３０ａ～３０ｄは、時間の経過と共に変化する方法で、出力回路９４に選択的に結合され得、異なる時間に、突き出し筋の異なる部分に刺激を送達して、刺激を完全に抑制する必要なしに、疲労を回避することができる。治療を吸気段階と連携して働かせるために呼吸の吸気段階を感知するためのセンサに依存するＯＳＡ療法システムとは対照的に、突き出し筋の異なる部分を刺激するように位置決めされた筋肉内電極３０は、呼吸サイクルに対する同期を必要としない。突き出し筋内の刺激場所を交替させることにより、筋肉の様々な部分が、他の部分が作動している間に休止して、筋肉疲労も回避しながら上気道に対する舌の崩壊を回避することができる。スイッチング回路９６は、スイッチアレイ、スイッチマトリクス、多重化装置、または電極３０から選択された双極電極対に治療送達回路８４を選択的に結合させるのに好適な任意の他のタイプのスイッチングデバイスを含み得る。双極電極対は、一度に１つ選択されてもよく、または突き出し筋の２つ以上の異なる部分の重複する刺激を可能にするように２つ以上選択されてもよい。突き出し筋の２つの部分、例えば、左右、または近位および遠位の重複する刺激時間は、舌の前方位置を維持し、突き出し筋の２つの異なる部分に送達される電気刺激のランプ上昇およびランプ下降を可能にし得る。

センサ８６は、取捨選択可能であり、患者状態を監視するための１つ以上のセンサを含み得る。例えば、センサ８６は、患者がリクライニング位置にあり、ＯＳＡ療法を必要としそうなときに検出するための患者姿勢センサを含み得る。制御回路８０は、ＯＳＡ療法をいつ開始したらよいかを判定するために、センサ８６から受信した患者姿勢センサ信号を監視し得る。姿勢センサは、多軸加速度計として実装され得る。各加速度計の軸によって生成される信号のＤＣ成分は、その軸またはベクトルに沿って及ぼされる重力に対応する。したがって、各軸のＤＣ成分は、患者の姿勢を判定するために使用され得る。パルス発生器１２内で使用され得る姿勢センサは、一般に、米国特許第６，０４４，２９７号（Ｓｈｅｌｄｏｎら）に開示されており、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの例では、センサ８６は、加速度計または他の運動センサなどの患者活動センサを含み得、その患者活動センサは、睡眠時無呼吸に関連付けられる患者の気道内の振動など、患者の身体活動または他の運動に相関する信号を生成する。制御回路８０は、患者姿勢、時刻、患者の身体活動、またはそれらの任意の組み合わせに基づいて、患者が眠っていることを判定することができる。治療送達回路８４は、ＯＳＡ療法送達を開始することによって、制御回路８０からの睡眠検出信号に応答し得る。

上に示したように、センサ８６は、電極３０ａ～３０ｄを使用してＥＭＧ信号を感知するために構成され得る（刺激パルスが、感知のために使用される電極によって送達されていない場合）。他の例では、専用のＥＭＧ感知電極が、ハウジング１５および／またはリード本体２２によって支持され、ＥＭＧ信号監視のためのセンサ８６に結合され得る。制御回路８０によるＥＭＧ信号監視により、上気道崩壊に対する影響のされやすさを示すＧＧ筋および／またはＧＨ筋の低音色状態の検出を可能にし得る。突き出し筋の低音色状態の検出は、ＯＳＡ療法を送達するためのトリガーとなり得る。他の事例では、ＥＭＧ監視は、単独で、またはＯＳＡ療法の送達を起動する際に使用するために、睡眠状態を検出ための他のセンサ信号と併せて、使用され得る。ＥＭＧ監視は、刺激されたＧＧ筋および／またはＧＨ筋の疲労を監視する際にさらに使用され得、治療送達回路８４によって送達される電気刺激パルス列のデューティーサイクルを制御するための制御回路８０によって、閉ループ方式で使用されて、疲労を最小限に抑えるかもしくは回避し、かつ／または時間通りにデューティーサイクル間の適切な疲労回復時間を可能にし得る。

他の例では、センサ８６は、上気道内の振動または音を検出し、ＯＳＡを示すための運動センサ、音響センサ、またはマイクロフォンを含み得る。制御回路８０は、ＯＳＡの発症を検出し、そして治療送達回路８４を起動して、突き出し筋の電気刺激治療の開始によって応答し得る。運動センサは、突き出し状態へ入ること、および突き出し状態から出ることに関する患者の舌の動きと相関する運動信号を生成し得、デューティーサイクル、パルス振幅を制御する際に、また治療送達回路８４によって送達される電気刺激治療の電極ベクトルを刺激する際に使用するための、刺激された筋肉の適切な突き出しおよび／または疲労を検出するために使用され得る。センサ９６は、上気道閉塞を予測する低音色状態を検出し、突き出し筋の疲労を検出し、かつ／または舌４０の突き出し状態を検出するために、制御回路８０によって使用するための、突き出し筋の音色状態と相関する信号を生成するように構成され得る。治療送達回路８４は、刺激パルス送達を制御するために使用される１つ以上の制御パラメータを調整することによって、制御回路８０による突き出し筋の音色状態の検出に応答するように構成され得る。

ただし、センサ８６は、取捨選択可能である。いくつかの例では、患者は、患者が就寝しようとしたそのときに、患者プログラマを使用して、手動でＯＳＡ療法を開始することができる。他の例では、ＯＳＡ療法は、指定された時刻に開始および停止され得る。制御回路８０は、ＯＳＡ療法が治療送達回路８４によって開始および停止される時間を計画するための時計を含み得る。突き出し筋の電気刺激の、吸気との同時性は必要とされないため、呼吸段階を検出するためのセンサは、省略され得る。

遠隔測定回路８８は、取捨選択可能であるが、外部プログラマ５０との双方向通信を可能にするために含まれてもよい。患者８などのユーザは、例えば、参照によりその全体が組み込まれるＭｅｄｔｒｏｎｉｃ社の患者プログラマモデル３７６４２に記載されているように、治療制御パラメータ設定値を手動で調整することができる。患者は、刺激パルス振幅およびパルス幅におけるわずかな変更などの限定されたプログラミング変更を行うことができる。患者は、治療のスイッチをオンおよびオフするか、または遠隔測定回路８８との無線遠隔測定通信において外部プログラマ５０を使用して、治療のスイッチをオンおよびオフするためのタイマーを設定することができる。

他の例では、臨床医などのユーザは、外部プログラマ５０のユーザインターフェースと対話して、所望のＯＳＡ療法プロトコルに従ってパルス発生器１２をプログラムすることができる。例えば、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ，Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ社から入手可能な医師プログラマモデル８８４０は、医師によって使用されて、電気刺激を送達するためのパルス発生器１２をプログラムすることができる。

パルス発生器１２のプログラミングは、一般に、パルス発生器１２の動作を制御するためのコマンド、プログラム、または他の情報の生成および転送を指し得る。例えば、外部プログラマ５０は、例えば、無線遠隔測定によって、パルス発生器１２の動作を制御するためのプログラム、パラメータ調整、プログラム選択、グループ選択、または他の情報を送信することができる。一例として、外部プログラマ５０は、パラメータ調整を送信して、治療の変更をサポートすることができる。別の例として、ユーザが、プログラムまたはプログラムグループを選択することができる。プログラムは、電極の組み合わせ、電極の極性、電圧もしくは電流振幅、パルス幅、パルス繰返数、治療持続時間、および／または刺激されている突き出し筋の交替部分のパターンを送達するための電極選択のパターンによって特徴付けられ得る。グループは、同時に、または交互的もしくは交替的な基本原理に基づいて送達される複数のプログラムによって特徴付けられ得る。これらのプログラムは、出力パラメータを調整するか、または異なる時間間隔で治療のスイッチをオンもしくはオフすることができる。

場合によっては、外部プログラマ５０は、それが元々、医師または臨床医による使用のために意図されている場合、医師または臨床医プログラマとして特徴付けられ得る。他の場合では、外部プログラマ５０は、それが元々、患者による使用のために意図されている場合、患者プログラマとして特徴付けられ得る。患者プログラマ５０は、一般に、患者１２にとってアクセスしやすく、また、多くの場合、患者の日課全体を通じて患者に携行され得る携帯機器であってもよい。一般に、医師または臨床医プログラマは、パルス発生器１２によって使用するために臨床医によるプログラムの選択および生成をサポートし得、患者プログラマは、通常の使用中に患者によるそのようなプログラムの調整および選択をサポートし得る。

外部プログラマ５０は、遠隔測定回路８８を介してメモリ８２から検索された患者関連および／または機器関連のデータを提示することができる。例えば、センサ８６が含まれる場合、患者８の検出された姿勢状態からメモリ８２内に格納された患者姿勢データは、外部プログラマ５０のディスプレイ上に提示され得、例えば、米国特許第９，６６２，０４５号（Ｓｋｅｌｔｏｎら）に一般的に説明されている通りであり、その全体は、参照により組み込まれる。追加的または代替的に、外部プログラマ５０は、センサ８６からの信号から判定されるように、メモリ８２内に格納された睡眠音または運動データを提示することができる。追加的にまたは代替的に、患者が横たわっている期間は、センサ８６を使用した患者姿勢検出に基づいて取得され得、そのようなデータの履歴が、メモリ８２内に格納され得、外部プログラマ５０によって検索および表示され得る。

図４は、一例による、ＯＳＡ療法を送達するためのリード２０の遠位部分の配置の概念図である。左内側ＨＧＮ １０４Ｌおよび右内側ＨＧＮ １０４Ｒは、舌４０を前方および下方に引っ張るＧＧ筋およびＧＨ筋（図１を参照）を神経支配する。左および右の内側ＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒのそれぞれ標的治療送達領域１０６Ｌおよび１０６Ｒ、ならびにＧＧ筋およびＧＨ筋を神経支配するそれらの枝は、破線によって示されている。標的治療送達領域１０６Ｌおよび１０６Ｒは、一般に、舌４０の正中線１０２に対して平行であり、舌の根元の前方にある。ＨＧＮに沿って神経カフ電極の比較的より近位の配置と比較して、リード２０の遠位部分２８は、ＨＧＮに沿ってかつ／またはその近くで、さらに前方もしくは遠位方向に前進して、退縮筋を動員する可能性が低いか、または完全に回避する、突き出し筋の排他的動員を促進することができる。

いくつかの例では、リード２０の遠位部分２８は、正中線１０２に対してほぼ垂直に前進し、三叉神経１１０の舌筋枝よりも下位にあり、かつ左および右の内側ＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒの両方よりも下位にあるため、領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの両方を横切り、他の神経および退縮筋の望ましくない動員の可能性を最小限に抑える。このようにして、電極３０は、舌の感覚神経を活性化しないように、三叉神経１１０の舌筋枝から下位の距離に設定される。電極は、前方に、例えば、ＧＧ筋内もしくはそれに沿って、または舌骨舌筋および胸骨舌筋の少なくとも前方に設置されて、舌を後退および／または上昇させるするように働いてＯＳＡ療法の有効性を打ち消し得る舌骨舌筋および胸骨舌筋の活性化を回避する。

標的領域１０６Ｒ内またはそれに沿って最も遠位側の２つの電極３０ａおよび３０ｂ、ならびに標的領域１０６Ｌ内またはそれに沿って最も近位側の２つの電極３０ｃおよび３０ｄを位置決めするために（または、図に示すように、外科的アプローチが舌４０の左側ではなく右側からのものである場合、逆も同様である）、遠位部分２８に沿った電極３０ａ～３０ｄに包含される総距離Ｄ１は、最大３０ミリメートル、または一例として、２５ミリメートルに制限され得る。リード２０の遠位端２６は、下顎骨の下からの下位アプローチから、または口底からの上位アプローチから挿入されて、正中線１０２に対してほぼ垂直に、正中線１０２を横切って遠位部分を前進させることができる。電極配置は、Ｘ線透視検査または他の撮像技術を使用して検証され得、刺激パルス送達の試験を介してその刺激に対する観測された突き出し応答を検証し得る。

この例では、遠位双極電極対３０ａおよび３０ｄによって送達される電気刺激パルスが、右ＧＧ筋および／またはＧＨ筋の収縮を引き起こすための右ＨＧＮ １０４Ｒおよび／またはその枝を捕捉する標的領域１０６Ｒ内に電界１１４（概念的に示されている）を生成して、舌４０の突き出しを引き起こす。近位双極電極対３０ｃおよび３０ｄによって送達される電気刺激パルスは、左ＧＧ筋および／またはＧＨ筋の収縮を引き起こすための左ＨＧＮ １０４Ｌおよび／またはその枝を捕捉する、標的領域１０６Ｌ内の電界１１２（概念的に示されている）を生成して、舌４０の突き出しを引き起こす。

いくつかの例では、電極間隔、ならびに右および左のＨＧＮ １０４Ｒおよび１０４Ｌに対する相対的な配置に応じて、内側電極３０ｂおよび３０ｃは、標的領域１０６Ｌおよび／または１０６Ｒの少なくとも一部を包含する電界（例示せず）を生成する、電気刺激パルスを送達するための双極対として使用され得る。さらに他の例では、外側電極３０ａおよび３０ｄは、標的領域１０６Ｌおよび／または１０６Ｒの少なくとも一部を包含する電界（例示せず）を生成する、電気刺激パルスを送達するための双極対として使用され得る。スイッチング回路９６は、利用可能な電極３０の任意の組み合わせ、例えば、３０ａおよび３０ｂ、３０ａおよび３０ｃ、３０ａおよび３０ｄ、３０ｂおよび３０ｃ、３０ｂおよび３０ｄ、または３０ｃおよび３０ｄから双極対を選択するように構成され得る。異なる電極対を順次選択することによって生成された、時間につれて変化する電界により、内側ＨＧＮの異なる枝が刺激されるのを可能にし、それによって、一連の刺激プロトコル中に突き出し筋の異なる部分を動員し、疲労を回避または軽減しながら、舌４０の持続される突き出しを促進する。疲労は、神経カフ電極などの１つの電極対からの刺激によって生成される単一の電界を使用した刺激と比較すると、軽減される。単一の電極対を使用して送達された刺激が断続的であり、かつ呼吸の呼気段階の間に休止することが可能な呼吸の吸気段階に同期されているときでさえも、疲労は、単一の電極対を使用することと比較して、拡張された治療送達期間にわたって継続的な刺激パルス送達中に電極対を順次選択することによって軽減され得る。

スイッチング回路は、選択された双極対内の各電極の極性（陽極または陰極）をさらに選択し得る。双極対は、電気刺激送達中に順次選択されて、標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの異なる部分を包含する異なる電界を生成する。双極対の一連の選択は、重複または非重複の方法で生じ得る。刺激送達中に異なる双極対を順次選択することによって、ＨＧＮ １０４ＬおよびＨＧＮ １０４Ｒの異なる部分またはその枝は、異なる時間に捕捉され得、結果として、左および／または右のＧＧ筋および／またはＧＨ筋の異なる部分を動員して、舌４０の突き出しを引き起こし、維持する。

以下に説明されているように、電気刺激パルスは、順次選択された電極対に送達されて、複数の呼吸サイクルを包含する期間にわたって舌４０の持続した突き出しを引き起こす。呼吸サイクルは、いくつかの例では、連続的であり、連続的な呼吸サイクルの呼気段階および吸気段階の両方を含む。睡眠中、長期間にわたって順次選択された電極対を介した絶え間ない電気刺激送達は、舌４０を突き出し状態に維持して、気道閉塞を回避または軽減する。電極３０ａ～３０ｄから選択された２つ以上の双極対を順次選択して、長期間の間に突き出し筋の異なる部分に電気刺激パルスを送達することによって、突き出し筋の疲労が、軽減または回避される。電気刺激が送達されて、舌４０の絶え間ないまたは持続した突き出しを引き起こすために、電気刺激パルスは、例えば、呼吸の吸気段階または呼気段階に同期または時間調節されることなく、患者の呼吸サイクルとは無関係に送達される。電気刺激が送達されて舌４０の絶え間ない突き出しを引き起こす長期間は、数分から最大数時間であり得、患者が眠っている時間の大部分、例えば、最大８時間以上まで延長し得る。

図５は、別の例による、ＯＳＡ療法を送達するために展開されたリード２０の遠位部分２８の概念図１２０である。この例では、電極３０を支持する遠位部分２８は、舌４０の正中線１０２に対してほぼ沿ってまたは平行に前進する。示されている例では、リード本体２２は、正中線１０２に沿ってほぼ中央に位置して示されているが、他の例では、リード本体２２は、左または右方向に正中線１０２から横方向にオフセットされ得るが、一般に、左ＨＧＮ １０４Ｌおよび右ＨＧＮ １０４Ｒの両方の内側にある。リード２０の遠位端２６は、例えば、口底の下方の筋肉系内において、顎下三角に沿った経皮的な挿入点で、舌４０の本体よりも下位に挿入され得る。遠位端２６を前進させて、左および右のＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒに対して内側に、例えば、舌骨、オトガイ隆起（下顎）間のほぼ中間に、電極３０を位置決めする。電極３０から選択された任意の双極対電極の間に送達される刺激パルスによって生成された電界は、左標的領域１０６Ｌおよび右標的領域１０６Ｒの両方の一部を包含して、ＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒの両側刺激、したがって、突き出し筋の両側動員を生成する。突き出し筋の両側動員は、ＨＧＮに沿った神経カフ電極を使用して一般的に実行される片側刺激よりも大きい気道開口部を提供し得る。例えば、電極３０ａおよび３０ｂを使用して送達される電気刺激パルスは、左および右の標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの両方の一部を包含する電界１２２（概念的に示されている）を生成し得る。電極３０ｃおよび３０ｄを使用して送達される電気刺激パルスは、左および右の標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの両方の一部を包含する電界１２４（概念的に示されている）を生成し得る。電界１２２によって包含されるその左および右の標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの部分は、電界１２４によって包含されるその左および右の標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの部分に対する後方部分である。

いくつかの例では、電気刺激は、利用可能な電極３０中から異なる電極対を順次選択することによって、パルス発生器１２によって送達されて、ＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒの異なる両側前方部分および両側後方部分を順次動員する。この電極の選択により、結果として、突き出し筋の異なる前方部分および後方部分の動員をもたらし得る。異なる電極対の一連の選択は、重複しても、または重複しなくてもよい。電気刺激は、呼吸サイクルのタイミングとは無関係に、複数の呼吸サイクルを包含する長期間全体にわたって送達されて、その期間の最初からその期間の最後まで舌４０の突き出し状態を維持する。電極３０は、最も遠位側の対３０ａおよび３０ｂ、最も外側の対３０ａおよび３０ｄ、最も内側の対３０ｂおよび３０ｃ、最も近位側の対３０ｃおよび３０ｄ、またはリード本体２２に沿った交互電極、例えば、３０ａおよび３０ｃ、または３０ｂおよび３０ｄを含む双極対内で選択され得る。２つ以上の異なる電極対の一連の選択により、突き出し筋の異なる部分の一連の動員を可能にして、疲労の可能性を低減することができる。

いくつかの例では、例えば、遠位リード部分２８に沿って比較的より遠位側にあり、舌４０に沿って比較的前方に移植される電極対３０ａおよび３０ｂを使用して送達される電気刺激は、例えば、ＧＧ筋内で前方筋繊維のより大きな部分を動員し得る。遠位リード部分２８に沿って比較的より近位側にあり、舌４０に沿って比較的後方に移植される電極対、例えば３０ｃおよび３０ｄを使用して送達される電気刺激は、例えば、ＧＨ筋内で後方筋繊維のより大きな部分を動員し得る。電気刺激パルスを送達するための電極３０の一連の選択により、突き出し筋の前方部分および後方部分の重複または非重複パターンでの一連の動員を可能にして、筋疲労を軽減または回避しながら、長期間全体にわたって舌を突き出し状態に持続させる。

図６は、別の例による、ＯＳＡ療法を送達するためのリード２０の遠位部分２８の展開の概念図である。この例では、電極３０を支持する遠位部分２８は、舌４０の正中線１０２を横切って斜めの角度で前進する。示されている例では、リード本体２２の遠位部分２８は、正中線１０２を横切って斜め方向に前進し、その結果、一方の電極対、最も遠位側の電極３０ａおよび３０ｂは、右標的領域１０６Ｒ内の電気刺激送達のために、正中線１０２の右側に沿って位置決めされている。他方の電極対、最も近位側の電極３０ｃおよび３０ｄは、標的領域１０６Ｌ内の電気刺激送達のために、正中線１０２の左側に沿って位置決めされている。遠位部分２８が正中線１０２と交差する斜め角度θは、意図される制限を有さない例として、２０度～７０度であり得る。リード２０の遠位部分２８は、図４に示された垂直位置と、図５に示された平行位置との間の任意の角度で延在し得る。

リード２０の遠位端２６は、例えば、顎下三角に沿った経皮的な挿入点において下顎よりも下位に挿入され得、その挿入点は、下顎の左または右の内側に沿った方向照準点であり得る。遠位端２６は、正中線１０２に向かって、そして横切って斜め方向に前進して、正中線１０２の両側に沿って電極３０を位置決めし、左および右のＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒの両方に近接し得る。刺激試験パルスが送達されて、リード２０の遠位部分２８の最終的な配置の決定を支援し、例えば、結果として、左および右のＧＧ筋および／またはＧＨ筋の各々の独立した動員をもたらす。

電極３０、例えば、３０ａと３０ｂから選択される電極の最も遠位側の双極対の間に送達される刺激パルスによって生成された電界１３４は、右標的領域１０６Ｒの一部を包含し得る。電極、すなわち最も近位側の電極、例えば、電極３０ｃおよび３０ｄを使用して送達された電気刺激パルスは、左標的領域１０６Ｌの少なくとも一部を包含する電界１３２を生成し得る。場合によっては、電極の配置、および送達される刺激エネルギーの大きさに応じて、電界１３２および１３４は、右および左の標的領域１０６Ｒおよび１０６Ｌの部分を包含し得、遠位側電極対３０ａ～３０ｂか、または近位側電極対３０ｃ～３０ｄかのいずれかを使用して、突き出し筋の両側動員を可能にする。電界１３２によって包含される左標的領域１０６Ｌの部分は、電界１３４によって包含される右標的領域１０６Ｒの部分よりも比較的後方にあり得る。最も外側の電極３０ａおよび３０ｄ、または比較的より大きな中間電極距離を有する他の電極、例えば、３０ａおよび３０ｃ、または３０ｂおよび３０ｄは、双極対として選択される場合、左および右のＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒの両方の刺激が達成され得、結果として両側動員が得られる。比較的より小さい中間電極距離を有する電極が双極対、例えば、電極３０ａおよび３０ｂ、３０ｂおよび３０ｃ、または３０ｃおよび３０ｄ内で選択される場合、突き出し筋の比較的より前方の、比較的より後方の、比較的より左側の、または比較的より右側の部分の動員が、内側ＨＧＮ １０４Ｌおよび１０４Ｒ、ならびにそれらの枝に対する斜角度θ、電極間隔、および電極配置に応じて、達成され得る。

いくつかの例では、電気刺激は、利用可能な電極３０中から２つ以上の異なる電極対を順次繰り返し選択することによって、パルス発生器１２によって送達されて、突き出し筋の異なる左、右、前方、後方、両側、両側前方部分、および／または両側後方部分を順次動員する。異なる電極対の一連の選択は、重複しても、または重複しなくてもよい。電気刺激は、呼吸サイクルのタイミングとは無関係に、特に吸気または呼気のタイミングに無関係に、複数の呼吸サイクルを包含する長期間全体にわたって送達されて、その期間の最初からその期間の最後まで舌４０の突き出し状態を維持する。突き出し筋の異なる部分の一連の動員により、舌４０の突き出し状態を持続させながら、疲労の可能性を低減し得る。

図７は、ＯＳＡ療法を送達するための二連リードシステムの遠位部分の概念図である。この例では、１つのリード２０は、正中線１０２に対してほぼ平行に前方に進み、例えば、正中線１０２の左に５～８ミリメートルだけオフセットされて、左標的領域１０６Ｌ内またはそれに隣接して、遠位部分２８および電極３０を位置決めする。第２のリード２２０は、正中線１０２に対してほぼ平行に前方に進むが、正中線１０２の右の横方向にオフセットされて、右標的領域１０６Ｒ内またはそれに隣接して、遠位部分２２８および電極２３０を位置決めする。リード２０は、舌４０の本体の左側または後方アプローチから挿入され得、リード２３０は、舌４０の本体の右側または後方アプローチから挿入され得る。他の例では、リード２０および２２０の両方は、左のみまたは右のみのアプローチから挿入されて、１つのリードが正中線１０２を横切って、正中線１０２のアプローチ側から反対側に沿って、電極３０または２３０を位置決めすることができる。リード２０および／またはリード２２０は、正中線１０２に対して斜めの角度で前進され得るが、正中線１０２を横切ることはできない。他の例では、リード２０および２２０のうちの一方または両方は、斜め角度で正中線１０２に接近および交差し得、その結果、遠位部分２８および２２８のうちの一方または両方は、右および左の標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの両方内またはそれらに隣接して延在し、図６に示された配向と同様である。

示された例では、突き出し筋の左、右、前方部分、および後方部分の動員の比較的より局所化された制御は、電極３０ａ～３０ｄ、および２３０ａ～２３０ｄの中から異なる電極対を選択することによって達成され得る。例えば、電極３０ａ～３０ｄの任意の組み合わせが、電気刺激パルスを突き出し筋の左部分に送達するために選択され得る。より遠位側の電極３０ａおよび３０ｂは、左突き出し筋のより前方部分の刺激のために選択され得（電界１４４に対応する）、より近位側の電極３０ｃおよび３０ｄは、左突き出し筋のより後方部分の刺激のために選択され得る（電界１４２に対応する）。電気刺激パルスを突き出し筋の右部分に送達するために、電極２３０ａ～２３０ｄの任意の組み合わせが選択され得る。より遠位側の電極２３０ａおよび２３０ｂは、右突き出し筋のより前方部分の刺激のために選択され得（電界１５４に対応する）、より近位側の電極２３０ｃおよび２３０ｄは、右突き出し筋のより後方部分の刺激のために選択され得る（電界１５２に対応する）。

スイッチング回路９６は、リード２０または２２０のうちの一方の上に一方の電極を含み、および他のリード２０または２２０の上に別の電極を含む電極対を選択して、両側刺激のために同時に、左標的領域１０６Ｌおよび右標的領域１０６Ｒの両方の部分を包含する電界（図示せず）を生成するように構成され得る。利用可能な電極３０ａ～３０ｄ、および電極２３０ａ～２３０ｄの任意の組み合わせにより、２つ以上の双極対として選択され得、それらの双極対は、繰り返される一連のパターンで選択されて、２つの標的領域１０６Ｌおよび１０６Ｒの異なる部分を順次動員する。電極対の一連の選択は、重複しても、または重複しなくてもよいが、電気刺激パルスは、長期間全体にわたって１つ以上の選択された周波数で中断せずに送達されて、複数の呼吸サイクルを包含する、その期間の最初からその期間の最後まで舌４０を突き出し状態に維持する。

図７の例では、２つのリードが含まれ、２つの電極対が、１つ以上の他の電極対と同時に、かつ順次選択され得る。例えば、電極３０ａおよび３０ｂは、１つの双極対として選択され得、電極２３０ｃおよび２３０ｄは、標的領域１０６Ｌの左前方部分、および標的領域１０６Ｒの右後方部分の同時刺激のための第２の双極対として選択され得る。電極３０ｃおよび３０ｄは、リード２０からの次の双極対として選択され得、同時に、電極２３０ａおよび２３０ｂは、リード２２０からの次の双極対として選択され得る。このようにして、電気刺激は、両側に送達され得、各側での後方領域と前方領域との間で交替する。前方左（３０ａおよび３０ｂ）および後方右（２３０ｃおよび２３０ｄ）の双極対は、最初に選択され得、後方左（３０ｃおよび３０ｄ）および前方右（２３０ａおよび２３０ｂ）の双極対は、複数の呼吸サイクルを包含する長期間の間、舌４０を突き出し状態に継続的に維持するための繰り返し交番方式で、その次に選択され得る。他の例では、前方対の両方（３０ａ～３０ｂ、および２３０ａ～２３０ｂ）は、最初は同時に選択され得、後方対の両方（３０ｃ～３０ｄ、および２３０ｃ～２３０ｄ）は、前方対に順次続きながら、その次に同時に選択され得る。このようにして、絶え間ない両側刺激が、後方部分と前方部分との間を順次交代しながら達成されて、疲労を回避または軽減することができる。

本明細書に提示された例に示される４つ程度の電極は、本明細書に開示されたＯＳＡ療法技術と併せて使用されるリードの遠位部分に沿って含まれ得ることを理解されたい。ＯＳＡ療法を送達するための複数の電極を支持するリードは、２つ、３つ、５つ、６つ、または他の選択される電極数を含み得る。リードが２つの電極のみを含む場合、少なくとも１つの電極を有する第２のリードを含めて、右および／または左内側ＨＧＮの異なる部分の一連の刺激を少なくとも２つの異なる双極電極対に提供することができる。さらに、選択された電極対は、本明細書において、一般に、１つの陰極および１つの戻り陽極を含む「双極対」と呼ばれているが、３つ以上の電極を一度に選択して、突き出し筋の所望の部分を動員するための所望の電界または刺激ベクトルを提供することができることが理解される。したがって、双極「対」の陰極は、利用可能な電極から同時に選択される１つ以上の電極を含み得、かつ／または双極「対」の陽極は、利用可能な電極から同時に選択される１つ以上の電極を含み得る。

図８は、一例による、ＯＳＡ療法を送達するための、パルス発生器１２を実行する方法のフローチャート３００である。フローチャート３００の方法は、図４～７と併せて上述したように、内側ＨＧＮを刺激するために位置決めされた１つ以上のリードと併せて実行され得、少なくとも２つの選択可能な電極対を含む。ブロック３０２において、制御回路８０は、治療送達期間の開始時間に到達したと判定する。治療は、スケジュール設定されて、指定された時刻に、またはｎ時間間隔ごとに、例えば、２４時間間隔で、開始することができる。他の例では、治療送達期間の開始時間は、患者が眠っている可能性が高いことを検出することに基づいて、例えば、姿勢信号、患者活動信号、気道音などの、上述したようなセンサ８６からの信号に基づいて、作動され得る。さらに他の例では、治療送達期間の開始時間は、外部プログラマ５０を使用しながら、パルス発生器１２または他の手段をタップして、患者の手動により開始され得る。開始時間は、手技治療開始信号が受信された時間から、例えば、１５～３０分だけ遅延して、患者が眠りに落ちる時間を考慮することができる。

治療期間の開始時間に到達したとの判定に応答して、ブロック３０４において、制御回路８０は、一連の電極対のうちの第１の電極対（または対の組み合わせ）を選択する。第１の電極対（または２つ以上の対の組み合わせ）は、図４～８と併せて上述したように、１つ以上のリードによって支持される利用可能な電極の中から選択される。ブロック３０６において、制御回路８０は、電気刺激が第１の選択された電極対を使用して送達されるデューティーサイクル時間間隔を制御するためのデューティーサイクルタイマーを開始する。このデューティーサイクル時間間隔は、いくつかの例では、動員される筋繊維の有酸素限界内にあるように選択され得る。他の例では、デューティーサイクル時間間隔は、有酸素限界を超えて延長することができるが、第１の電極対が再度選択されて疲労を回避する前に、適切な回復時間間隔が許容され得る。デューティーサイクルタイマーは、いくつかの例では、５秒以下に設定され得る。

デューティーサイクル時間間隔の間、ブロック３０８において、電気刺激パルスが送達されて（デューティーサイクル時間間隔の最初から最後まで）、突き出し筋の少なくとも一部の融合収縮を生成し、患者の舌の突き出し状態を持続させる。刺激パルスは、メモリ８２内に格納され得る（図３）パルス制御パラメータに応じて送達され得る。例えば、パルス振幅、パルス幅、およびパルス周波数は、選択されて、突き出し筋繊維の動員、およびそれぞれの個々のパルスに対する単収縮応答の融合を促進し、舌の維持した突き出し状態を生成することができる。パルス制御パラメータの例には、０．１ボルト～１０ボルトのパルス振幅、１０マイクロ秒～１０００マイクロ秒のパルス幅、および１０Ｈｚ～５０Ｈｚのパルス周波数が含まれ得る。他の例では、パルス振幅は、０．５～８ボルトであり、パルス幅は、４０～５００マイクロ秒であり、パルス周波数は、２０～４０Ｈｚである。パルス制御パラメータは、所与の患者に合わせて調整されて、痛みおよび不快感なしに上気道を適切に開放する、患者の舌の穏やかな突き出しを提供することができる。いくつかの例では、電気刺激パルスの振幅またはパルス幅をランプ上昇させて、持続される突き出し状態の緩やかな到来を提供することができる。

電気刺激は、デューティーサイクルタイマーがブロック３１０において満了するまで、第１の選択された電極対を使用して送達される。デューティーサイクルタイマーが満了すると、制御回路８０は、ブロック３１２において、治療期間終了時間が到達したかどうかを判定することができる。治療期間終了時間は、開始時間からのスケジュール設定された時間間隔、またはスケジュール設定された時刻に基づいて判定され得る。他の例では、終了時間は、患者がもはや眠っていないこと、またはＯＳＡ療法がもはや必要ないことを示すセンサ８６からの信号に基づいて判定され得る。例えば、横になった姿勢から直立姿勢への変化が検出され得、患者の身体的活動の安静レベルから非安静レベルへの変化が検出され得、または他のセンサ信号を使用して、患者がもはや眠っていないことを検出することができる。さらなる他の例では、患者は、ＯＳＡ療法がもはや必要ないことを、例えば、外部プログラマ５０を使用して、パルス発生器１２に手動で発信してもよい。

治療期間終了時間が検出されると、ブロック３１８において、電気刺激は、終了する。電気刺激は、例えば、ランプ下降間隔にわたってパルス振幅またはパルス幅を減少させることによって、任意選択的にランプ下降され得、舌を弛緩状態に穏やかに戻すことができる。制御回路８０は、ブロック３０２に戻って、次の治療期間の開始時間を待つことができる。いくつかの例では、制御回路８０は、ブロック３１０において、デューティーサイクル期間の最後まで待つ必要がなく、このため、ブロック３１２において治療期間終了時間を検出して、電気刺激送達を終了する。電気刺激は、デューティーサイクルタイマーの満了前、特に比較的長いデューティーサイクル時間間隔が利用されている場合に、デューティーサイクル時間間隔の途中に終了され得る。

デューティーサイクルタイマーが、ブロック３１０において、満了状態であると判定されているが、治療期間の終了時間がまだ到達していない場合（ブロック３１２の「いいえ」分岐）、電極選択のシーケンスでの次の電極対は、ブロック３１４において選択される。次の電極対を選択して、図４～７の例と併せて一般的に上述したように、突き出し筋の左部分と右部分との間の変化、突き出し筋の比較的さらなる前方部分と後方部分との間の変化、またはその両方などの、第１の電極対とは異なる部分の突き出し筋を活性化する刺激を送達することができる。選択される電極対は、「第１の選択された電極対」および「第２の電極対」など、単数として以降に言及され得るが、上述したように、２つ以上の電極は、所与のデューティーサイクル時間間隔の間に、１つ以上の刺激電極ベクトルに同時に存在し得ることが理解される。

ブロック３１４において、次の電極対を選択すると、制御回路８０は、電気刺激パルスが次の電極対を使用して送達される時間間隔を制御するために、ブロック３１６において、デューティーサイクルタイマーを開始する。いくつかの例では、第１の電極対のデューティーサイクル時間間隔、および第２の電極対のデューティーサイクル時間間隔は、重複している。スイッチング回路９６は、第１のデューティーサイクルタイマーが満了する前に、第２の電極対を出力回路９４に結合することができる。出力回路９４は、複数の出力コンデンサまたはチャネルを含み得、このため、第２の電極対は、第１の電極対とは異なる出力チャネルに結合される。第２のデューティーサイクルタイマーが、第１のデューティーサイクルタイマーの満了前に、ブロック３１６において、開始され得る。電気刺激パルスは、第１のデューティーサイクルの最後のセグメントの間に、または第１のデューティーサイクル時間間隔と第２のデューティーサイクル時間間隔との重複部分の間に、第１の電極対および第２の電極対の両方を使用して送達され得る。いくつかの例では、第２の電極対を使用する電気刺激は、第１のデューティーサイクルの最後のセグメントの間に、または第１のデューティーサイクル時間間隔と第２のデューティーサイクル時間間隔との重複部分の間に、ランプ上昇する。第１の電極対を使用して送達される電気刺激パルスは、同じ時間セグメントにわたってランプ下降し得、その結果、第１のデューティーサイクルの満了によって、突き出し筋は、舌の突き出し状態を持続する方法で、第２の電極対を使用して送達される電気刺激によって活性化される。

場合によっては、ブロック３０６において開始されたデューティーサイクルタイマーは、第１および第２の両方の電極対を使用して、電気刺激の重複時間セグメントの後に満了する。同じデューティーサイクルタイマーは、ブロック３１６において再度開始されて、そのシーケンス内で次の電極対を使用する電気刺激送達のための次のデューティーサイクル時間間隔をタイムアウトし得る。他の例では、シーケンス内での次の電極対が選択され、そして次の電極対を介する電気刺激が開始されるとすぐに、第２のデューティーサイクルタイマーは、ブロック３１６において開始されて、電気刺激が次の電極対を使用して送達されるデューティーサイクル時間間隔をタイムアウトすることを開始し得る。したがって、制御回路８０は、必要に応じて１つ以上のデューティーサイクルタイマーを含み、その一連の電極対選択において重複または非重複の電気刺激時間間隔をタイムアウトし得る。

電極対選択シーケンスにおけるそれぞれの電極対のデューティーサイクルは、同じかまたは異なる可能性がある。例えば、２つの電極対が交替する順序で選択される場合、各電極対を使用して、治療期間にわたって５０％のデューティーサイクルの電気刺激を送達することができる。４つの異なる電極対が順次選択される場合、各電極対は、２５％のデューティーサイクルを有し得る。ただし、他の例では、デューティーサイクルは、等しくなくてもよい。例えば、選択シーケンスでの１つの電極対を介する電気刺激は、選択シーケンスで別の電極対を使用して送達される電気刺激よりもより有効に上気道を開放することができる。例えば、６０％または７０％である、より長いデューティーサイクルは、より有効な電極対に適用され得、その結果、上気道のより有効な開放がその時間の大部分で達成される。例えば、３０％または４０％である、より短いデューティーサイクルがある程度有効性の低い電極対に適用されて、舌の突き出し状態、および許容できる気道の開放を依然として維持しながら、より高いデューティーサイクルで刺激される筋肉部分に、新陳代謝の十分な回復時間を提供することができる。他の例では、刺激される筋繊維が疲労を受けやすいか、またはより高い周波数もしくは刺激パルスエネルギーで刺激される必要がある場合に、比較的短いデューティーサイクルが所与の電極対選択に使用され、その結果、舌の許容できる突き出しを達成し、そして開放気道を維持することができる。

このプロセスは、治療期間の終了時間がブロック３１２において到達するまで、各それぞれのデューティーサイクル時間間隔にわたって電気刺激を送達するための一連の電極対を選択し続ける。少なくとも２つであるが、３つ、４つもしくはそれ以上の電極対、または対の組み合わせが、治療期間の持続時間全体にわたって、繰り返しシーケンスで選択されて、呼吸サイクルのタイミングとは無関係に舌を突き出し状態に維持し得ることが理解される。

図９は、一例による、睡眠中に上気道の開存性を促進するために、突き出し筋への選択的刺激を送達するための、パルス発生器１２によって実行される方法を例示するタイミング図である。電気刺激は、開始時間４０３および終了時間（図示せず）を有する治療期間４０１にわたって送達される。パルス発生器が交替繰り返し方法で第１の双極電極対４０２および第２の双極電極対４１２を順次選択するときに送達される電気刺激パルスが示されている。第１および第２の双極電極対４０２および４１２は、図４～７と併せて上の例に記載された任意の２つの異なる電極対に対応し得る。

電気パルス４０６の第１の列が、発症４０３または治療期間４０１の開始を示している。電気パルス４０６の第１の列は、デューティーサイクル時間間隔４０４の間、双極電極対４０２を使用して送達される。電気パルス４０６の第１の列は、パルス振幅４０５、およびパルス間隔４０７によって画定される、例えば、２０～５０Ｈｚのパルス周波数を有する。電気パルス４０６の第１の列は、「パルス列」４０６とも呼ばれるのだが、パルス振幅が開始電圧振幅からパルス電圧振幅４０５まで徐々に増加するランプ上昇部分４０８を有し得る。他の例では、パルス幅は、徐々に増加させることができる。このようにして、送達されたパルスエネルギーは、徐々に増加して、舌の弛緩した非刺激状態から突き出し状態までの穏やかな移行を促進する。

電気パルス４０６の列は、パルス振幅（および／またはパルス幅）がデューティーサイクル時間間隔４０４の満了において、パルス電圧振幅４０５から最後の振幅まで減少するランプ下降部分４１０を含み得る。他の例では、パルス列４０６は、ランプ上昇部分４０８を含み、非ランプ下降部分４１０を含まない場合がある。この場合、デューティーサイクル時間間隔４０４の満了時に送達されるパルス列４０６の最後のパルスは、全パルス電圧振幅４０５で送達され得る。デューティーサイクル時間間隔４０４が満了すると、双極電極対４０２を介した電気刺激送達が終了する。

示された例では、第２の電極対４１２が、デューティーサイクル時間間隔４０４の中で満了しているときに選択される。第２の電極対４１２が選択されると、電気刺激パルス列４１６の送達が、列４０６のランプ部分４１０と同時であるランプ上昇部分４１８を開始する。他の例では、パルス列４１６のランプ上昇部分４１８は、第１のデューティーサイクル時間間隔４０４の満了時に開始し得る。パルス列４０６がランプ下降部分４１０を含まない場合、パルス列４１６は、開始され得、その結果、ランプ上昇部分４１８は、デューティーサイクル時間間隔４０４の満了の直前、直後、またはそれと同時に終了する。第２のパルス列４１６は、デューティーサイクル時間間隔４１４の持続時間を有し、任意選択のランプ下降部分４２０と共に終了し得、そのランプ下降部分は、第１の電極対４０２を使用して送達される次のパルス列のランプ上昇部分と重複し得る。

この例では、パルス列４０６および４１６は、振幅４０５および４１５、パルス幅、パルス周波数（およびパルス間間隔４０７）、ならびにデューティーサイクル時間間隔４０４および４１４において同等であることが示されている。しかしながら、一連のパルス列４０６および４１６の送達を制御するために使用される刺激制御パラメータの各々は、必要に応じて、別個に制御され、かつ異なる値に設定されて、疲労を回避または最小化しながら、舌４０の突き出しの所望の持続を達成し得ることが想定される。

一連のパルス列４０６および４１６は、２つの異なる電極対４０２および４１２を使用して送達され、その結果、突き出し筋の異なる部分は、パルス列４０６および４１６によって動員され、一方の部分が安静状態であり、これに対して他方の部分が刺激されているのを可能にする。しかしながら、パルス列４０４および４０６は、一連の重複または非重複の方法で生じ、その結果、電気パルスは、治療期間４０１の全持続時間の間に１つ以上の選択された周波数で送達されて、期間４０１全体にわたって舌を突き出し状態に持続させる。突き出した舌の比較的下方および／または前方にある位置は、異なる電極対が選択されたときに、移動または変化し得るが、舌は、治療期間４０１全体にわたって、依然として突き出し状態に留まることを理解されたい。

時々、パルス列４０４および４０６は、重複されて、左および右のＧＧ筋および／またはＧＨ筋を同時に動員し、比較的大きな力（片側の動員と比較して）を作り出して、舌を前方に引っ張り出して、閉塞した上気道を開放することができる。場合によっては、重複パルス列４０４および４０６は、左側または右側に沿って突き出し筋の一時的な疲労を引き起こし得るが、その一時的な疲労は、治療の有効性を改善して、無呼吸症状中の開放上気道を確実にすることができる。疲労からの回復が、デューティーサイクルの間と、無呼吸症状の最後に生じるであろう。デューティーサイクルの長さは、個々の患者の疲労特性に応じて、患者間で変化し得る。制御回路８０は、センサ８６からの信号、例えば、運動センサ信号、ならびに／またはＥＭＧ信号相関突き出し筋収縮力およびその後続の疲労を使用して、閉ループシステムにおける疲労を最小化または回避する方法で、時間通りにデューティーサイクルを制御することができる。

図１０は、別の例による、パルス発生器１２によってＯＳＡ療法を送達するための方法のタイミング図５００である。この例では、治療送達期間５０１は、第１の双極電極対５０２を使用して送達されるランプ上昇間隔５０６を伴う５０３で開始される。このランプ上昇間隔５０６の後に、デューティーサイクル時間間隔５０４が続く。デューティーサイクル時間間隔５０４が満了すると、第２の双極電極対５１２が、第２のデューティーサイクル時間間隔５１４の間、電気刺激パルスを送達するために選択される。第３のデューティーサイクル時間間隔５２４は、第２のデューティーサイクル時間間隔５１４の満了時に開始し、刺激パルスは、第１の２つの対５０２および５１２とは異なる第３の双極電極対５２２を選択することによって、送達される。第４の双極対５３２は、第３のデューティーサイクル時間間隔５２４の満了時に選択され、第４のデューティーサイクル時間間隔５３４にわたって刺激パルスを送達するために使用される。第４のデューティーサイクル時間間隔５３４が満了すると、このシーケンスは、デューティーサイクル時間間隔５０４を発端に、再び繰り返される。

この例では、４つの異なる双極対が、順番に選択される。４つの異なる双極電極対は、少なくとも１つの電極、および／または別の双極電極対の極性によって異なり得る。例えば、単一の四極リード２０が使用される場合、４つの双極対は、３０ａ～３０ｂ、３０ｂ～３０ｃ、３０ｃ～３０ｄ、および３０ａ～３０ｄを含み得る。４つの異なる対によって動員される突き出し筋の部分は、４つの異なる対の電界が同じ神経繊維のうちのいくつかを刺激し得るため、相互に排他的ではない可能性がある。突き出し筋の４つの異なる部分が動員され得、これらは、重複部分を含み得る。それぞれのデューティーサイクル時間間隔の間の比較的長い回復期間５４０、５４２、５４４、および５４６により、突き出し筋の各異なる部分が次のデューティーサイクル前に回復するのを可能にする。動員された筋肉部分が選択された電極対の間で重複する場合、双極電極対は、重複する動員された筋肉部分を連続的に刺激するのを回避する順番で選択され得る。動員されたすべての筋肉部分は、各それぞれの回復期間５４０、５４、５４４、および／または５４６のうちの少なくとも一部の間に回復することができる。例えば、双極電極対５０２および双極電極対５２２が突き出し筋の重複部分を動員する場合、動員された部分は、第２のデューティーサイクル時間間隔５１４の間、および第４のデューティーサイクル時間間隔５３４の間に、依然として回復することができる。

各デューティーサイクル時間間隔、５０４、５１４、５２４、および５３４の持続時間は、互いに同じかまたは異なる場合があり、結果として、同じかまたは異なる全体的なデューティーサイクルをもたらす。例えば、４つの双極電極対が順次選択されるとき、それぞれの個々の対の刺激送達は、２５％のデューティーサイクルであり得る。他の例では、異なるデューティーサイクル、例えば、３０％、１０％、４０％、および２０％の組み合わせが選択されて、疲労を最小化または回避しながら、適切な気道開放を有する舌の持続した突き出しを促進することができる。デューティーサイクルの選択は、動員される特定の筋肉または筋肉部分、および所与の電極対選択のための刺激への舌の関連する応答（位置）に依存し得る。

異なる双極電極対５０２、５１２、５２２、および５３２の各々を使用して電気パルスを送達するための、デューティーサイクル時間間隔５０４、５１４、５２４、および５３４の各々の間に使用される刺激制御パラメータは、同じであっても、または異なってもよい。図に示すように、異なるパルス電圧振幅、および異なるパルス間間隔、ならびに結果として得られるパルス列周波数が使用され得る。パルス振幅、パルス幅、パルス周波数、パルス形状、または他のパルス制御パラメータは、各双極電極対のために選択された設定値に従って制御され得る。

示されている例では、刺激プロトコルの１つのランプ上昇部分５０６が、治療送達期間５０１の開始時点に示されている。刺激が、突き出し位置に舌を位置決めするようにランプ上昇されると、他の後続のデューティーサイクル時間間隔５０４（最初の１つ以外）、５１４、５２４、および５３４は、いずれも、ランプ上昇部分を含むことができず、またはランプ上昇部分によっては進行し得ない。他の例では、ランプ上昇部分が、各デューティーサイクル時間間隔に先行し得（または、図９に示すように、デューティーサイクル時間間隔内に含まれ得る）、また先行するデューティーサイクル時間間隔と重複し得る。ランプ下降部分は、図１０の例では、まったく示されていない。他の例では、ランプ下降部分は、各デューティーサイクル時間間隔５０４、５１４、５２４、および５３４に従い得るかまたは含まれ得、図９に示すように、次のデューティーサイクル時間間隔の開始と重複し得る。いくつかの例では、最後のデューティーサイクル時間間隔のみ（図１０には、示されていない）が、ランプ下降部分を含み得るか、またはランプ下降部分によって直後に続いて、舌が治療送達期間５０１の最後に弛緩した位置に穏やかに戻るのを可能にすることができる。

図１１は、ＯＳＡ療法が複数の治療送達期間６０２、６１２、および６２２の間に送達される睡眠期間６０１を例示するタイミング図である。いくつかの例では、１つの長い治療送達期間は、患者が夜間に眠っている時間にわたって延長され得、その結果、刺激パルスは、治療送達期間全体にわたって継続的に送達されて、患者が眠っている時間全体にわたってＯＳＡ療法を送達する。刺激パルスが、図１０に示すように、一連のデューティーサイクル時間間隔中に、周波数、振幅、および送達電極対において変化し得る場合であっても、刺激パルスは、時間のギャップまたは中断なしに送達される。図１１では、複数の治療送達期間６０２、６１２、および６２２は、患者が眠っている時間６０１に及ぶことができる。

各治療送達期間６０２、６１２、および６２２の間に、２つ以上の異なる双極電極対が、選択および使用されて、また２つの異なる一連のデューティーサイクル時間間隔６０４および６０６、６１４および６１６、ならびに６２４および６２６にそれぞれ従って、電気刺激パルスを送達することができる。電極対および他の刺激制御パラメータは、異なる治療送達期間６０２、６１２、および６２２の各々について、同じであってもよく、または一意に指定されてもよい。順次選択される電極対の異なる組み合わせを使用することによって、例えば、より長い回復時間が、ある治療送達期間中に動員された筋肉部分のために提供され得るが、別の治療送達期間中に動員された筋肉部分のためには提供され得ない。

治療送達期間６０２、６１２、および６２２は、互いに直後に続くことができ、その結果、絶え間ない刺激が、睡眠期間６０２にわたって送達される。示されている例では、遅延６３０が、治療送達期間６０２と６１２との間に示され、別の遅延６３２が、治療送達期間６１２と６２２との間に示されている。気道閉塞の予防が、睡眠期間６０３全体にわたって望まれ得るが、いくつかの例では、遅延６３０および／または６３２は、治療送達期間６０２、６１２、および６２２の間に提供されて、新陳代謝の回復を可能にし、疲労を回避することができる。遅延６３０および６３２は、比較的短い場合があり、例えば、１～５分であり、治療送達期間６０２、６１２、および６２２は、数分または数時間さえも続くことがある。いくつかの例では、一連の治療送達期間６０２、６１２、および６２２は、睡眠６０５の終了が検出されるか、または治療が手動で終了されるまで、睡眠期間６０３全体にわたって順次繰り返され得る。

図１２は、一例による、ＯＳＡ療法を送達するための方法のフローチャート６５０である。ブロック６５２において、センサ８６からの信号が、制御回路８０によって受信される。その信号は、運動信号、ＥＭＧ信号、またはセンサ８６によって生成され、かつ突き出し筋組織の音色状態と相関する他のセンサ信号であり得る。ブロック６５４において、制御回路８０は、センサ信号に基づいて、突き出し筋組織の音色状態を判定する。この音色状態は、睡眠および／または気道閉塞の存在を示す低音色状態であり得る。この音色状態は、刺激に起因する疲労である可能性がある。他の例では、音色状態は、刺激された突き出し筋によって生成された力に起因する、患者の舌の突き出し程度と相関する活性化状態であり得る。ブロック６５４において判定され得る音色状態は、センサ信号の振幅、範囲、または他の分析での相対的な変化に基づき得る。

ブロック６５６において、治療送達回路８４は、突き出し筋組織の音色状態の判定に応答して、治療制御パラメータを調整する。例えば、低音色状態に応答して、治療送達回路８４は、ＯＳＡ療法送達を有効化またはオンにし得、かつ／またはパルス列のパルス振幅、幅および／もしくは周波数を増加させ得る。疲労を示す音色状態の変化に応答して、治療送達回路８４は、刺激電極ベクトルのデューティーサイクルを調整し、異なる刺激電極ベクトル対に切り替え、かつ／または複数の刺激電極対にわたって送達されるデューティーサイクルのパターンを変更することができる。疲労は、センサ信号の振幅、周波数、または他の特徴の減少に基づいて検出され得る。

場合によっては、高音色状態が、疲労、患者の不快感、または睡眠障害のリスクをもたらし得る舌の過剰刺激または過度の突き出しを示し得る。この場合には、治療送達回路８４は、パルス振幅および／もしくは幅、パルス周波数、デューティーサイクルの重複を減少させ得、かつ／または刺激電極ベクトル選択を切り替え得る。突き出し筋組織の音色状態のセンサ信号監視が、制御回路８０によって実行されて、治療送達回路８４によって送達される治療の閉ループ制御を提供し得る。

図１３は、電気刺激送達のための標的領域に沿って、リード２０の遠位部分２８を位置決めするための移植方法の概念図である。開放管腔７０４および組織貫通遠位先端７０６を有する中空針７０２は、下顎４８直下のアプローチから、一般的に上位および前方方向に経皮的に前進することができ、その結果、口底の下方の柔組織を通る細長いアパーチャを作成するプロセスを開始することができる。中空針７０２を前進させて、舌４０の正中線、および下顎の内面に対してほぼ垂直、平行、または斜めのアパーチャを形成することができる。皮膚穿刺が、下顎の下位面に沿って、下顎の直下に作成され得るが、他のアプローチもまた、適切であり得、例えば、口腔内でのアプローチから口底に向かって下向きである患者固有であってもよい。

針７０２は、比較的後方の穿刺部位から前方方向に向かって前進して、ＧＧ筋および／またはＧＨ筋に沿って、またはそれを通ってトラックを作成することができる。他の例では、針７０２は、舌４０の正中線１０２に対してより斜めまたはより垂直の位置に向けて、内側横方向に前進し得、顎部の内面を交差する。リード２０の遠位端２６は、針７０２の管腔７０４を通って前進する。リード２０は、図４～７の例のいずれかに示されているように、電極３０が内側ＨＧＮの左および右の標的領域のうちの一方または両方に沿って位置決めされるまで、管腔７０４を通って前進し得る。針７０２は、その針７０２を逆方向または近位方向に引っ張ることによって、徐々に取り除かれる。針７０２が取り除かれると、いくつかの例では、リード２０は、さらに標的領域の中にゆっくりと移動され得る。次いで、針７０２は、患者から完全に取り除かれ、リード２０の遠位部分２８を、治療送達のために位置決めされたままに残す。特に、電極３０は、左および／または右の内側ＨＧＮ、ならびにその枝の直近に残されたままで、舌４０の突き出し筋の動員のために神経を刺激する。他の例では、突き出し筋繊維は、直接刺激される。

いくつかの例では、針７０２は、遠位組織貫通先端２６の近くに、湾曲した部分７１０を含む。この湾曲した部分７１０を設けて、口腔の下方の柔組織に入る経路に沿った前進を誘導し得、前方に向かって前進するか（例えば、図５～７）に示すように）、または正中線１０２に向かって内側横方向に続く比較的横方向のアプローチから前進する（例えば、図４に示すような展開のために）。湾曲した部分７１０により、直針を用いては不可能であり得る、内側ＨＧＮの左および／または右の標的領域に対して相対的な配向での遠位部分２８の配置を可能にし得る。遠位部分２８の最終的な移植場所は、ＧＧ筋および／もしくはＧＨ筋内、ならびに／または口底の下方で口腔に貫入することなく、内側ＨＧＮ枝に近接する他の柔組織内において、筋肉注射によるものであり得る。

図１４は、ＯＳＡ療法を提供するための方法の概念図であり、図１５は、別の例による、図１４の方法のフローチャートである。図１４および１５の両方を参照すると、ブロック９０２において、鋭利なまたは斜角を付けた遠位先端８１２を有する中空針であり得る中空送達ツール８１０は、挿入または穿刺部位８０５ａにおいて経皮的に挿入され得、患者の頸部８０４および下顎８０１の内面８０２に隣接して前進し得、その内面は、患者の舌の正中線に対応し得る（例えば、図７を参照）。挿入部位８０５ａは、下顎８０１の本体の下方にある頸部の前方三角８０７、例えば、顎下三角およびオトガイ下三角に対応するものに沿って、比較的後方にあり得る。

送達ツール８１０は、口腔の中に、その後、概ね後方から前方方向８０６に貫通することなく、上位方向に前進する。送達ツール８１０は、内面８０２に対して概ね平行に前進して、内面８０２から内側ＨＧＮの標的領域（例えば、図７の領域１０６Ｌおよび１０６Ｒを参照）に向かって、横方向にオフセットされ得る。送達ツール８１０の遠位先端８１２が突き出し筋内またはそれに沿った所望の部位に到達したとき、図２に示すような複数の電極を支持しているリード遠位部分８２８ａは、送達ツール８１０の中空管腔を通って前進して（ブロック９０４）、内面８０２の片側に沿った突き出し筋組織に沿って、またはその突き出し筋組織内に、電極を位置決めする。リード８２０ａは、複数の枝または他の構造体を含む固定部材８３２ａを含み得、その固定部材は、送達ツール８１０内に拘束されたときに、リード本体８２２ａに沿って崩壊し得、送達ツール８１０からの解放時に通常の位置に拡張して、周辺組織と係合し、遠位部分８２８ａのシフトを防止し得る。

示されている例では、第２のリード８２０ｂが、経皮的に前進して、第２の遠位部分８２８ｂを位置決めし、第１のリード８２０ａの第１の遠位部分８２８ａから内面８０２の反対側の突き出し筋組織内またはそれに沿って、少なくとも１つの電極を支持する。したがって、ブロック９０６において、中空送達ツール８１０は、第２の挿入部位８０５ｂから前進し得る。第２の挿入部位８０５ｂは、挿入部位８０５ａに関して上述したように、患者の頸部８０４の前頸三角８０７に沿って比較的後方にあり得るが、挿入部位８０５ｂは、第１の挿入部位８０５ａの反対側の内面８０２から横方向にオフセットされている。第２のリード８２０ｂの遠位端８２６ｂは、送達ツール８１０を通って前進して（ブロック９０８において）、第１の遠位部分８２８ａから内面８０２の反対側の第２の側に沿った内側ＨＧＮを刺激するための標的領域に沿って、第２の遠位部分８２８ｂを位置決めしている。２つのリード遠位部分８２８ａおよび８２８ｂは、互いにほぼ平行に、かつ内面８０２に隣接して延在し得る。第２のリード本体８２２ｂに沿った固定部材８３０ｂは、送達ツール８１０の取り出し時に周辺組織と係合して、遠位部分８２８ｂのシフトまたは脱落を防止する。

各それぞれのリード８２０ａおよび８２０ｂの近位端８２４ａおよび８２４ｂは、患者の頸部８０４（ブロック９１０）に沿って、それぞれの挿入部位８０５ａおよび８０５ｂから移植ポケットまでトンネリングされ得、そこでは、近位端８２４ａおよび８２４ｂの各々は、パルス発生器１２に結合されている。リード本体８２２ａおよび８２２ｂの各々は、それぞれの、遠位端８２６ａ～近位端８２４ａ、および遠位端８２６ｂ～近位端８２４ｂの全長を有し得、それらの全長は、例えば、下顎８０１の下方、かつ患者の鎖骨の上方にある頸部に沿って移植されるパルス発生器１２に結合され得る患者の頸部８０４に沿った最大距離に及ぶ。例えば、リード８２０ａおよび８２０ｂの全長は、ほぼ１０ｃｍ～ほぼ２５ｃｍであり得る。リード８２０ａおよび８２０ｂの全長は、様々な例では変化し得、このため、異なる患者サイズ、および頸部内の異なる移植場所、例えば、下顎８０１よりも鎖骨により近いところで、頸部内の比較的低所に移植されたパルス発生器を有する比較的背の高い人、に対する、頸部内の高所に移植されたパルス発生器を有する比較的背の低い人に対応し得る。リード８２０ａおよび８２０ｂの全体的な最大長は、一例として、最大２５ｃｍであり得る。

電気刺激パルスは、リード遠位部分８２８ａおよび８２８ｂによって支持された電極を使用して送達されて（ブロック９１２）、突き出し筋を活性化し、治療送達期間全体にわたって患者の舌の突き出し状態を持続させる。２つ以上の双極電極対が、２つのリード８２０ａおよび８２０ｂによって支持された利用可能な電極から順次選択されて、２つ以上のデューティーサイクルに従って電気刺激パルスを送達し、一連の方法で突き出し筋の異なる部分を活性化して、長期の治療送達期間にわたって、突き出し状態を持続させながら、疲労を回避または軽減することができる。いくつかの例では、各双極対は、リード８２０ａまたは８２０ｂのうちの一方からのみであって両方からではない電極を含むように選択され、その結果、突き出し筋の左側および右側の部分は、それぞれの左および右の双極電極対によって順次活性化される。他の例では、双極対は、一方のリード８２０ａから１つの電極、および他方のリード８２０ｂから１つの電極を含み得、その結果、一連の刺激は、突き出し筋の両側部分、例えば、前方両側部分および後方両側部分を含み得る。図１４に一般的に示されているように位置決めされた２つのリード８２０ａおよび８２０ｂを使用して、ブロック９１２において送達された電気刺激デューティーサイクルおよびパルス列は、例えば、図９～１１と併せて、上で与えられた例のいずれにも対応することができる。

本実施例に応じて、方法本明細書に記載されている方法のいずれかの特定の行為または事象は、異なる順番で実行され得、追加され、併合され、または完全に除外され得る（例えば、記載された行為または事象のすべてが、本方法の実施に必ずしも必要であるとは限らない）ことを理解されたい。さらに、特定の例では、行為または事象が、順次ではなく、例えば、多段処理、割り込み処理、または複数のプロセッサを介して、同時に実行されてもよい。さらに、本開示の特定の態様は、明確にするために単一のモジュールまたはユニットによって行われるものとして記載されているが、本開示の技術は、例えば、医療機器に関連するユニットまたはモジュールの組み合わせによって行われ得ることを理解されたい。

１つ以上の例では、記載された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装されることができる。ソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に１つ以上の命令またはコードとして格納され得、また、ハードウェアベースの処理ユニットによって実行され得る。コンピュータ可読媒体には、コンピュータ可読記憶媒体が含まれ、それは、データ記憶媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを格納するために使用され得、かつコンピュータによってアクセス可能である任意の他の媒体）などの有形媒体に対応する。

命令は、１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブル論理アレイ（ＦＰＧＡ）、または他の同等の集積もしくは離散論理回路などの、１つ以上のプロセッサによって実行され得る。したがって、本明細書で使用される場合、「プロセッサ」という用語は、前述の構造体、または本明細書に記載されている技術の実施態様に適切な任意の他の構造体のいずれかを指し得る。また、それらの技術は、１つ以上の回路または論理素子内に完全に実装され得る。

したがって、植込み型医療機器システムは、特定の例を参照して前述の説明の中で提示されてきた。本明細書に開示された様々な態様は、添付図面に示された特定の組み合わせとは異なる組み合わせで組み合わされてもよいことを理解されたい。参照された例に対する様々な修正が、本開示および以下の特許請求の範囲から逸脱することなく、行われ得ることが理解される。

Claims (6)

1. 医療機器システムであって、
   第１の医療用電気リードであって、
   第１の近位端から第１の遠位端に、前記第１の遠位端に近接する第１の遠位部分と共に延在する第１の細長いリード本体であって、前記第１の遠位部分が、口腔中に貫入することなく、前記口腔の下方の突き出し筋組織内に設けられた中空送達ツールの内部をとおって経皮的に前進するように構成される、第１の細長いリード本体と、
   前記口腔の下方の前記突き出し筋組織を刺激する内側枝に近接する組織内に移植される第１の複数の電極であって、前記第１の遠位部分に沿って離間された第１の複数の電極と、を含む、第１の医療用電気リードと、
   治療送達期間全体にわたって患者の舌の突き出し状態を持続させるように、前記第１の近位端を受容し、かつ前記第１の複数の電極を介して前記突き出し筋組織を活性化するための電気刺激パルスを送達するように構成されたパルス発生器と、を備える、医療機器システム。
2. 前記パルス発生器が、前記治療送達期間全体にわたって前記舌の前記突き出し状態を持続させるように、少なくとも前記突き出し筋組織の第１の部分および前記突き出し筋組織の第２の部分をそれぞれ順次活性化するように、前記治療送達期間中に前記第１の複数の電極から、少なくとも第１の双極対および第２の双極対を順次選択するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記パルス発生器が、前記治療送達期間の開始時間から前記治療送達期間の終了時間まで、複数の呼吸サイクルの吸気および呼気段階とは無関係に、
   前記第１の複数の電極から第１の双極対を選択することと、
   前記治療送達期間の第１のデューティーサイクルの間、前記第１の双極対を介して、前記電気刺激パルスの第１の部分を送達することと、
   前記第１の複数の電極から第２の双極対を選択することと、
   前記治療送達期間の第２のデューティーサイクルの間、前記第２の双極対を介して、前記電気刺激パルスの第２の部分を送達することと、によって、前記電気刺激パルスを継続的に送達するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
4. 突き出し筋緊張に相関する信号を生成するように構成されたセンサをさらに備え、
   前記パルス発生器が、
   前記センサの信号に基づいて、前記突き出し筋緊張の状態を判定することと、
   前記突き出し筋緊張の判定された前記状態に基づいて、前記治療送達期間中に前記電気刺激パルスを調整することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のシステム。
5. 第２の医療用電気リードをさらに備え、前記第２の医療用電気リードが、
   第２の近位端から第２の遠位端まで、前記第２の遠位端に近接する第２の遠位部分と共に延在する第２の細長いリード本体と、
   前記第２の遠位部分に沿って離間された第２の複数の電極と、を含み、
   前記第２の遠位部分が、前記第１の複数の電極よりも正中面の反対側の前記突き出し筋組織に沿って、前記第２の遠位部分によって支持される前記第２の複数の電極を位置決めするように、前記口腔中に貫入せず、かつ前記第１の遠位部分の反対側の前記突き出し筋組織の前記正中面の横方向に隣接する、前記口腔の下方の前記突き出し筋組織内に設けられた中空送達ツールの内部をとおって、経皮的に前進するように構成されており、
   前記パルス発生器が、前記治療送達期間全体にわたって前記患者の舌の前記突き出し状態を持続させるように、前記第２の近位端を受容し、かつ前記第１の複数の電極および前記第２の複数の電極から、少なくとも第１のデューティーサイクルのための第１の双極電極対、および第２のデューティーサイクルのための第２の双極電極対を順次選択することによって、前記電気刺激パルスを送達するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１の細長いリード本体は、前記パルス発生器が前記患者の頸部に沿って移植されるときに、前記第１の遠位部分から前記パルス発生器までの最大距離を拡張する長さを有する、請求項１に記載のシステム。

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