评估治疗睡眠呼吸暂停的刺激功效和用于改进OSA疗法的舌肌张力感测系统的制作方法

评估治疗睡眠呼吸暂停的刺激功效和用于改进osa疗法的舌肌张力感测系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年1月24日提交的要求于2019年3月6日提交的美国临时申请第62/814,398号的优先权的并且题为“对阻塞性睡眠呼吸暂停疗法的肌内舌下神经刺激(intramuscular hypoglossal nerve stimulation for obstructive sleep apnea therapy)”的美国专利申请第16/752,363号的优先权，所述美国专利申请的整个内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开涉及一种用于对舌下神经进行治疗性电刺激以治疗阻塞性睡眠呼吸暂停的医疗装置系统和方法。更具体地，本公开涉及测量舌肌张力并且评估刺激疗法的功效的方法。


背景技术：

4.已经提出了能够递送电刺激脉冲的植入式医疗装置，并且所述植入式医疗装置可供治疗各种医疗病状，如以心律失常和慢性疼痛为例。涵盖呼吸暂停和呼吸不足的阻塞性睡眠呼吸暂停(osa)是在睡眠期间呼吸不规则地且反复地停止和开始，从而导致睡眠中断和血氧水平降低的严重的疾病。osa是由睡眠期间咽部完全或部分陷闭引起的。具体地，患者的口和喉咙中的肌肉会间歇性地放松，从而在睡觉时阻塞上气道。进入上气道的气流可能被移动到喉咙的后部并且覆盖范围比正常气道小的舌头或软腭阻塞。当人们尝试在气道阻塞的情况下呼吸时，空气流动的损失也会导致异常的胸间压力。睡眠期间缺乏足够水平的氧气会导致心脏节律异常、心脏病发作、心力衰竭、高血压、中风、记忆问题和事故增加。另外，当人们在呼吸暂停事件期间被唤醒时，就会出现睡眠不足。已经提出将能够递送电刺激脉冲的植入式医疗装置用于通过电刺激上气道周围的可能在睡眠期间阻塞气道的肌肉来治疗osa。


技术实现要素：

5.本公开的一个方面涉及一种植入式神经刺激器(ins)，所述ins包含：电引线，所述电引线具有形成于其上的至少一对双极电极，其中所述电引线被配置成用于将所述一对双极电极放置在患者的伸舌肌附近并且被配置成接收肌电图(emg)信号；脉冲发生器，所述脉冲发生器电连接到所述电引线并且被配置成向所述一对双极电极递送电能，所述脉冲发生器中具有传感器和控制电路，其中所述传感器和所述控制电路被配置成接收所述emg信号并且确定所述引线所放置的所述伸舌肌的张力状态。此方面的其它实施例包含对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机程序被配置成执行本文描述的方法和系统的动作。
6.本公开的此方面的实施方案可以包含以下特征中的一个或多个特征。在所述植入
式神经刺激器中，所述控制电路与疗法递送电路电通信并且在确定所述emg信号低于阈值时使所述疗法递送电路向所述双极电极递送电能。在所述植入式神经刺激器中，所述控制电路与疗法递送电路电通信并且在确定所述emg信号低于阈值并且所述传感器检测到的心率低于阈值时使所述疗法递送电路向所述双极电极递送电能。在所述植入式神经刺激器中，所述控制电路与疗法递送电路电通信并且在确定所述emg信号低于阈值并且运动传感器确定所述ins未移动时使所述疗法递送电路向所述双极电极递送电能。在所述植入式神经刺激器中，所述控制电路与疗法递送电路电通信并且在确定所述emg信号低于阈值并且声学传感器检测到与打鼾一致的声音时使所述疗法递送电路向所述双极电极递送电能。在所述植入式神经刺激器中，所述控制电路与疗法递送电路电通信并且在确定所述emg信号低于阈值并且温度传感器检测到与睡眠一致的体温时使所述疗法递送电路向所述双极电极递送电能。在所述植入式神经刺激器中，所述控制电路与疗法递送电路电通信并且在确定所述emg信号低于阈值并且呼吸速率传感器检测到与睡眠一致的呼吸速率时使所述疗法递送电路向所述双极电极递送电能。
7.本公开的另外的方面涉及一种系统，所述系统包含：植入式神经刺激器(ins)，所述ins包含引线和脉冲发生器，所述引线具有至少一对双极电极，所述脉冲发生器与所述双极电极电通信，所述脉冲发生器包含传感器、存储器、控制电路和遥测电路；外部编程器，所述外部编程器通过所述遥测电路与所述ins通信；服务器，所述服务器与所述外部编程器通信并且所述服务器上包含应用，所述应用被配置成从所述外部编程器接收来自所述ins的传感器数据并且基于接收到的传感器数据对所述ins所植入的患者的睡眠质量进行评估；以及远程计算机，所述远程计算机与所述服务器通信并且被配置成呈现对所述患者的所述睡眠质量的评估。此方面的其它实施例包含对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机程序被配置成执行本文描述的方法和系统的动作。
8.本公开的此方面的实施方案可以包含以下特征中的一个或多个特征。所述系统进一步包含用户接口，所述用户接口呈现在所述外部编程器上并且被配置成接收由所述患者输入的各种自我报告的数据。在所述系统中，所述应用被进一步配置成基于所述接收到的传感器数据和所述自我报告的数据来对所述ins所植入的患者的所述睡眠质量进行评估。在所述系统中，所述睡眠质量的所述评估以睡眠评分的形式呈现。在所述系统中，所述应用被配置成基于所述接收到的传感器数据和通过所述外部编程器上的用户接口输入的所述自我报告的数据来对所述ins所植入的患者的所述睡眠质量进行评估，并且确定所述ins的建议的更新后刺激参数的集合。在所述系统中，所述接收到的传感器数据包含伸舌肌的张力状态、心率、血压、血氧饱和度、患者温度、觉醒、清醒和肌电图数据中的一个或多个。在所述系统中，所述更新后刺激参数可供在所述远程计算机上审阅、接受、修改或拒绝。在所述系统中，在接受或修改所述更新后刺激参数时，所述更新后刺激参数传输到所述外部编程器的系统。在所述系统中，所述外部编程器将所述更新后刺激参数传输到所述ins。
9.本公开的仍另外的方面涉及一种为植入式神经刺激器(ins)提供反馈的方法，所述方法包含从具有植入在患者的伸舌肌中的至少一条引线的ins接收传感器数据。所述方法还包含接收通过用户接口输入的自我报告的数据。所述方法还包含对所述传感器数据和所述自我报告的数据进行分析以确定睡眠评分。所述方法还包含记录所述睡眠评分。所述
方法还包含呈现所述睡眠评分以供分析。此方面的其它实施例包含对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机程序被配置成执行本文描述的方法和系统的动作。
10.本公开的此方面的实施方案可以包含以下特征中的一个或多个特征。所述方法进一步包含提供用于更新所述ins的刺激参数的建议。所述方法进一步包含将更新后刺激参数传输到与所述ins相关联的外部编程器并且更新所述ins。所述方法进一步包含利用人工智能对所述自我报告的数据和所述传感器进行分析以确定是否需要恢复为在所述更新之前的所述ins的所述刺激参数。所描述的技术的实施方案可以包含硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件，包含安装在系统上的在操作中使所述系统执行动作的软件、固件、硬件或其组合。一个或多个计算机程序可以被配置成借助于包含指令来执行特定操作或动作，所述指令当由数据处理设备执行时使所述设备执行所述动作。
附图说明
11.图1是用于递送osa疗法的植入式神经刺激器(ins)的概念图；
12.图2是包含在图1的ins中的脉冲发生器的概念图；
13.图3是根据本公开的一个方面的图1的被展开用于递送osa疗法的ins的引线的远侧端部分的图；
14.图4是根据本公开的另外的方面的被展开用于递送osa疗法的双引线ins的远侧端部分的图；
15.图5是展示了根据一个实例的由图1的系统执行的用于向伸舌肌递送选择性刺激以用于促进睡眠期间的上气道通畅的方法的时序图；并且
16.图6是根据另一实例的用于通过图1的系统递送osa疗法的方法的时序图。
17.图7a描绘了呼吸期间与咽部压力相比舌头的肌电图绘图；
18.图7b描绘了正常受试者和患有osa的那些两者从清醒状态到睡眠状态的肌电图活动的变化；
19.图8描绘了在不同睡眠和清醒状态下舌头的肌电图；
20.图9描绘了根据本公开的将原始肌电图信号转换成可用数据流所需的信号处理的步骤；
21.图10描绘了用于收集、传输和分析源自或送往ins的数据的简化系统；
22.图11描绘了用于收集、传输和分析源自或送往ins的数据的流程图。
具体实施方式
23.本文描述了一种用于向舌头的舌肌(具体地伸舌肌)递送电刺激以用于治疗osa的植入式神经刺激器(ins)。递送电刺激以使患者的舌头在睡眠期间处于突出状态，以避免或减少上气道阻塞。如本文所用，关于舌头的术语“突出状态”是指与未经刺激的定位或放松定位相比向前和/或向下移动的定位。本领域的技术人员将认识到处于突出状态不需要舌头从患者的口中出来，实际上优选的是舌头不延伸出患者的口，而是仅向前推进到气道阻塞减轻或消除的点。突出状态是与舌头的前突肌(有时也被称为舌头的“突出”肌)的募集相关联的状态，所述伸舌肌包含颏舌肌和颏舌骨肌。突出状态可以与和缩回和抬高舌头的牵
缩肌，例如，茎舌肌和舌骨舌肌的募集相关联的缩回和/或升高定位相反。递送电刺激以使舌头移动并维持突出状态以防止使患者的上气道陷闭、打开或加宽以促进在呼吸期间气流不受限制或对气流的限制至少减少。
24.目前的ins系统必须由患者在其准备睡觉和醒来时手动地打开和关闭。如可以理解的，手动切换并不总是与睡眠相关联的植入式装置的期望的特征。根据本公开的一个方面，仅当存在舌肌张力丧失(即，突出肌未自然得到充分刺激)时才需要打开ins。舌肌张力的丧失增加了患者经历osa事件的易感性。因此，本公开的一个方面涉及用于基于确定患者需要疗法的张力状态对突出肌的肌肉张力进行评估并且施加所需疗法的系统和方法。结果是对患者将更加“自然”和方便并且提高疗法依从性的疗法系统。
25.本公开的另外的方面涉及利用感测到的伸舌肌的张力状态连同各种自我报告的和检测到的患者数据来开发患者反馈睡眠评分以供咨询、刺激修改和保健补偿支持的系统和方法。
26.图1是用于递送osa疗法的植入式神经刺激器(ins)的概念图。ins系统10包含至少一个电引线20和脉冲发生器12。脉冲发生器12包含封闭电路系统的外壳15，所述电路系统包含控制电路、疗法递送电路、任选传感器、电池和遥测电路，如下面结合图2所描述的。连接器组合件17气密地密封到外壳15并且包含一个或多个连接器孔，所述一个或多个连接器孔用于收纳用于递送osa疗法并且在一些实例中用于感测如肌电图(emg)信号等生理状况的至少一个医疗电引线。如图1中所描绘的，脉冲发生器12植入在患者8的颈部。本公开不如此限制，并且脉冲发生器12可以位于其它位置，如胸部区域或本领域的技术人员已知的其它区域。
27.引线20包含从引线近侧端24延伸到引线远侧端26的柔性、细长引线主体22。至少两个电极30沿引线远侧端部分邻近引线远侧端26承载，所述引线远侧端被配置成用于插入在患者的舌头40的伸舌肌42a、42b和46内。电极30被配置成用于植入在软组织内，如支配舌头的伸舌肌的一个或两个舌下神经(hgn)的内侧分支附近的肌肉组织。电极可以放置在离hgn的主干大约5mm(例如，2mm到8mm)处。如此，电极30在本文中可以被称为“肌内电极”，这与如袖带电极等放置在神经干或神经分支上或沿神经干或神经分支放置的用于直接刺激神经干或神经分支的电极相反。引线20在本文中可以被称为“肌内引线”，因为引线远侧端和电极30被配置成用于推进穿过可以包含伸舌肌组织的软组织，以将电极30锚定在支配伸舌肌42a、42b和46的hgn分支附近。然而，关于电极30和引线20的术语“肌内”并不旨在进行限制，因为电极30可以植入在内侧hgn和其分支附近的结缔组织或其它软组织中。一个或多个电极30可以放置在伸舌肌42a、42b和46的包含运动点的，其中每个神经轴突终止于肌肉(也被称为神经
‑
肌肉接头)的区域中。运动点并不位于一个位置处，而是在伸舌肌中伸展开。可以植入引线20，使得一个或多个电极30可大体位于运动点的区域中(例如，使得运动点在离一个或多个电极301mm到10mm内)。
28.伸舌肌由脉冲发生器12产生的电刺激脉冲激活，并且通过肌内电极30递送以向前移动舌头40，以促进睡眠期间上气道6的阻塞或变窄的减少。如本文所用，关于伸舌肌的电刺激的术语“激活”是指引起支配伸舌肌和运动点的神经(例如，舌下神经)的细胞的去极化或动作电位以及伸舌肌细胞的随后去极化和机械收缩的电刺激。在一些情况下，肌肉可以直接被电刺激脉冲激活。可以借助于通过肌内电极30进行的刺激激活的伸舌肌可以包含右
和/或左颏舌肌(gg)42和/或右和/或左颏舌骨肌(gh)46中的至少一者或两个，所述gg包含斜隔室(ggo)42a和水平隔室(ggh)42b(统称为gg 42)。gg肌和gh肌由hgn的内侧分支(也被称为第xii脑神经)支配，而导致舌头缩回和抬高的舌骨舌肌和茎舌肌则由hgn的外侧分支支配。
29.可以使用所述多个远侧电极30来通过hgn的内侧分支或其分支中的内侧分支(本文中也称为“内侧hgn”)向gg 42和/或gh 46肌递送双侧或单侧刺激。远侧电极30可以可切换地耦接到脉冲发生器12的输出电路系统以使得能够以在维持上气道通畅的同时循环或交替模式下选择性地激活右侧伸舌肌和左侧伸舌肌以避免肌肉疲劳的方式递送电刺激脉冲。另外或可替代地，可以递送电刺激以在左侧伸舌肌或右侧伸舌肌的单侧刺激期间选择性地激活gg 42和/或gh 46肌或其部分。
30.引线近侧端24包含连接器(图1中未示出)，所述连接器可耦接到脉冲发生器12的连接器组合件17以在由脉冲发生器12的外壳15包围的电路系统，例如，包含疗法递送电路系统和如以下结合图2描述的控制电路系统之间提供电连接。引线主体22包围从远侧电极30中的每个远侧电极延伸到近侧端24处的近侧连接器的电导体，以在脉冲发生器12的输出电路系统与电极30之间提供电连接。
31.尽管在图1中示出为与脉冲发生器12分开并从脉冲发生器延伸，但是引线20可以集成到脉冲发生器12的一部分中，并且可以仅是脉冲发生器12的暴露表面。在此实施例中，脉冲发生器将被植入在患者的下巴下的舌肌附近。相反，图1所示的实施例允许更灵活地将脉冲发生器放置在患者的颈部或胸部区域中。
32.图2是脉冲发生器12的示意图。脉冲发生器12包含控制电路80、存储器82、疗法递送电路84、传感器86、遥测电路88和电源90。电源90可以包含一个或多个用于向控制电路80、存储器82、疗法递送电路84、传感器86和遥测电路88中的每一个供应电流的可充电或不可充电电池。虽然为了清楚起见仅示出了电源90与控制电路80通信，但是应当理解，电源90根据需要为脉冲发生器12的电路和组件中的每一个提供需要的电力。例如，电源90向疗法递送电路84提供电力以用于产生电刺激脉冲。
33.传感器86可以包含一个或多个用于监测患者状况的单独传感器。在不脱离本公开的范围并且如将在下面更详细地描述的，这些传感器可以包含一个或多个加速度计、惯性测量单元(imu)、光纤布拉格光栅(例如，形状传感器)、光学传感器、声学传感器、脉冲血氧计等。在本公开的一个方面，传感器86被配置为除其它外患者姿势传感器。当包含传感器86时，可以依据检测到的患者的姿势状态将患者姿势数据存储在存储器82中，并且可以在外部编程器50的显示器上呈现患者姿势数据，所述显示器例如，美国专利第9,662,045中一般描述的(skelton等人)，所述美国专利通过引用以其整体并入。
34.另外或可替代地，传感器86可以检测与患者的舌头进入和离开突出状态的移动相关的信号。此信号可以用于检测经刺激的肌肉的足够突出和/或疲劳，以用于控制占空比、脉冲振幅和/或刺激由疗法递送电路84递送的电刺激疗法的电极向量。
35.图2中示出的功能框表示被配置成递送osa疗法的脉冲发生器12中包含的功能性，并且可以包含实施能够产生本文中归于脉冲发生器的功能的模拟和/或数字电路的任何离散和/或集成电子电路组件。各个组件可以包含执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(asic)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路、状态机或提供
所描述的功能性的其它合适的组件或组件的组合。在给定本文中的公开的情况下，提供软件、硬件和/或固件以在任何现代医疗装置系统的上下文中实现所描述功能性在本领域技术人员的能力范围内。
36.控制电路80例如通过数据总线与存储器82、疗法递送电路84、遥测电路88和传感器86(当包含时)通信以控制osa疗法递送和其它脉冲发生器功能。如本文所公开的，控制电路80可以将控制信号传递到疗法递送电路84以使疗法递送电路84根据疗法方案通过电极30递送电刺激脉冲，所述疗法方案可以包含gg和gh肌的右侧和左侧部分和/或gg和gh肌的近侧部分和远侧部分的选择性刺激模式。控制电路80可以被进一步配置成将包含刺激脉冲振幅、刺激脉冲宽度、刺激脉冲数量和刺激脉冲串的频率的疗法控制信号传递到疗法递送电路84。
37.存储器82可以存储用于由控制电路80中包含的处理器执行的指令、刺激控制参数和其它装置相关或患者相关数据。控制电路80可以从存储器82检索疗法递送控制参数和疗法递送方案，以使得控制电路80能够将控制信号传递到疗法递送电路84以用于控制osa疗法。存储器82可以存储与疗法递送相关的历史数据以供由用户通过遥测电路88检索。存储在存储器82中的疗法递送数据或信息可以包含用于递送刺激脉冲的疗法控制参数以及所递送的疗法方案、疗法递送的小时数等。患者相关数据，如从传感器86信号接收到的数据，可以存储在存储器82中以供由用户检索。
38.疗法递送电路84可以包含充电电路92、输出电路94和切换电路96。充电电路92可以包含一个或多个使用例如电源90的成倍数的电池电压充电的保持电容器。保持电容器可切换地连接到输出电路94，所述输出电路可以包含一个或多个通过切换电路96耦接到所选双极电极对的输出电容器。保持电容器通过充电电路92被充电到编程的起搏脉冲电压振幅，并且在输出电容器的两端放电持续编程的脉冲宽度。充电电路92可以包含电容器电荷泵或用于电荷源的以实现对充电电路92中包含的保持电容器进行快速再充电的放大器。疗法递送电路84对来自控制电路80的控制信号作出反应以产生和递送脉冲串以产生gg和/或gh肌或其部分的持续强直收缩，以向前移动舌头并避免上气道阻塞。
39.输出电路94可以通过切换电路96选择性地耦接到双极电极对30a
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30d。切换电路96可以包含由从控制电路80接收到的时序信号激活的一个或多个开关。电极30a
‑
30d可以以时变方式选择性地耦接到输出电路94以在不同时间向伸舌肌的不同部分递送刺激以避免疲劳，而不需要完全抑制刺激。切换电路96可以包含开关阵列、开关矩阵、多路复用器或适合于将疗法递送电路84选择性地耦接到选自电极30的双极电极对的任何其它类型的切换装置。双极电极对可以一次选择一个，或者可以一次选择两个或更多个，以允许对伸舌肌的两个或更多个不同部分进行重叠刺激。伸舌肌的两个部分(例如左和右或近侧和远侧)的重叠刺激次数可以维持舌头的向前定位，并且允许向伸舌肌的两个不同部分递送的电刺激斜升和斜降。
40.遥测电路88是任选的，但可以包含在内以实现与外部编程器50的双向通信。用户，如患者8，可以手动调整例如美敦力患者编程器模型(medtronic patient programmer model)37642中所述的疗法控制参数设置，所述患者编程器模型通过引用以其整体并入。患者可以做出有限的编程更改，如刺激脉冲振幅和脉冲宽度的微小变化。患者可以使用与遥测电路88无线遥测通信的外部编程器50打开和关闭疗法或设置定时器以打开或关闭疗法。
41.在其它实例中，如临床医生等用户可以与外部编程器50的用户接口交互以根据期望的osa疗法协议对脉冲发生器12进行编程。例如，医师可以使用可从明尼苏达州明尼阿波利斯的美敦力公司(medtronic,inc.,minneapolis,mn)获得的医师编程器模型(physician programmer model)8840来对脉冲发生器12进行编程，以递送电刺激。
42.脉冲发生器12的编程通常可以指代生成和传递用于控制脉冲发生器12的操作的命令、程序或其它信息。例如，外部编程器50可以传输程序、参数调整、程序选择、组选择或其它信息以例如通过无线遥测控制脉冲发生器12的操作。作为一个实例，外部编程器50可以传输参数调整以支持疗法改变。作为另一个实例，用户可以选择程序或程序组。程序的特征可以在于电极组合、电极极性、电压或电流振幅、脉冲宽度、脉冲速率、疗法持续时间和/或用于递送正被刺激的伸舌肌的交替部分的模式的电极选择的模式。组的特征可以在于同时或交错地或轮换地递送多个程序。这些程序可以在不同时间间隔调整输出参数或打开或关闭疗法。
43.外部编程器50可以呈现通过遥测电路88从存储器82检索的患者相关和/或装置相关数据。另外或可替代地，外部编程器50可以呈现如依据来自传感器86的信号确定的存储在存储器82中的睡眠声音或运动数据。进一步地，可以基于使用传感器86的患者姿势检测来获取患者躺下的时间段，并且此数据的历史可以存储到存储器82中并且由外部编程器50检索和显示。
44.图3描绘了插入到患者的舌头40中的单个肌内引线20。引线20可以包含两个或更多个电极，并且在所示的实例中，引线20包含四个沿引线主体22纵向间隔开的电极30a、30b、30c和30d(统称为“电极30”)。引线主体22是可以限定绝缘电导体在其中延伸到相应电极30a
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30d的一个或多个管腔的柔性引线主体。最远侧电极30a可以邻近于引线远侧端26或在引线远侧端附近。电极30b、30c和30d中的每一个与相应相邻电极30a、30b和30c向近侧间隔开相应的电极间距离34、35和36。
45.每个电极30a
‑
30d被示出具有等效电极长度31。然而，在其它实例中，电极30a
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30d可以具有彼此不同的电极长度31，以便优化电极30或产生的刺激电场相对于与hgn或其分支的左部分和右部分和/或gg和gh肌的运动点相对应的目标刺激位点的放置。电极30a、30b、30c和30d之间的电极间间隔在图3中示出为大约相等，然而其还可以彼此不同以优化电极30相对于目标刺激位点的放置或者产生的刺激电场相对于与左和右舌下神经或舌下神经的分支和/或伸舌肌42a、42或46的运动点相对应的目标刺激位点的放置。
46.在一些实例中，电极30a和30b形成用于在伸舌肌的一个部分，例如左或右gg和/或gh肌或gg和/或gh肌的近侧部分或远侧部分中递送双极刺激的阳极和阴极对。电极30c和30d可以形成用于在伸舌肌的不同部分(例如，左侧或右侧部分中的另一个或近侧部分或远侧部分中的另一个)中递送双极刺激的第二阳极和阴极对。因此，两个双极对30a
‑
30b与30c
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30d之间的电极间间隔35可以与每个双极对30a
‑
30b和30c
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30d内的阳极与阴极之间的电极间间隔34和36不同。
47.在一个实例中，电极30a
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30d沿引线主体22所涵盖的总距离可以是例如大约20毫米、25毫米或30毫米。在一个实例中，总距离介于20毫米与22毫米之间。近侧电极对30c
‑
30d与远侧电极对30a
‑
30b之间的电极间间隔分别可以介于2mm与6mm之间，包含其间的所有整数值。将远侧对和近侧对30a
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30b和30c
‑
30d分开的电极间间隔可以彼此相同或不同并且可
以与任何此类对的单独电极之间的间距相同或不同。
48.在所示的实例中，电极30a
‑
30d中的每一个被示出为直径可以与引线主体22一致的圆周环形电极。在其它实例中，电极30可以包含其它类型的电极，如以尖端电极、螺旋电极、线圈电极、分段电极、按钮电极为例。例如，最远侧电极30a可以提供为引线远侧端26处的尖端电极，而其余三个电极30b、30c和30d为环形电极。当电极30a定位在远侧端26处时，电极30a可以是被配置成在植入位点处拧入到肌肉组织中以另外用作用于将引线20锚定在靶向疗法递送位点处的固定构件的螺旋电极。在其它实例中，电极30a
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d中的一个或多个可以是用于提供引线20在疗法递送位点处的主动固定的钩状电极或倒钩电极。
49.引线20可以包含一个或多个用于最小化引线迁移的可能性的固定构件32。在所示的实例中，固定构件32包含当引线20定位在目标疗法递送位点时接合周围组织的多组尖齿。固定构件32的尖齿可以以相对于引线主体22的纵向轴线的角度径向地且向近侧延伸，以防止或减少引线主体22沿近侧端方向的缩回。当引线20被保持在用于在目标植入位点处展开引线20的引线递送工具(例如针或导引器)的边界内时，固定构件32的尖齿可抵靠引线主体22陷闭。在移除引线递送工具后，固定构件32的尖齿可以伸展到正常延伸的定位以与周围组织接合并抵御引线主体22向近侧和侧向迁移。在其它实例中，固定构件32可以包含从一个或多个纵向位置沿引线主体22和/或引线远侧端26延伸的一个或多个钩、倒钩、螺旋或其它固定机构。当引线主体20的近侧端隧穿到脉冲发生器12的植入袋时，固定构件32可以部分地或整体地接合gg、gh肌和/或舌头下的其它肌肉和/或颈部的其它软组织，例如脂肪组织和结缔组织。在其它实例中，固定构件32可以包含一个或多个位于与图3所示的位置不同的其它位置处的固定机构，所述其它为止包含位于远侧端26处或在远侧端附近、位于电极30之间或者另外比所示出的位置更远或更近。脉冲发生器12的植入袋可以沿患者的颈部8(见图1)位于胸部中，或者位于如执行植入的外科医生认为适当的另一位置处。因此，细长引线主体22从远侧端26到引线近侧端24(图1)的长度可以被选择为从伸舌肌中的目标疗法递送位点延伸到沿患者的颈部的脉冲发生器12所植入的位置。作为实例，此长度可以高达10cm或高达20cm，但通常可以为25cm或更少，但可以使用更长或更短的引线主体长度，这取决于单个患者的解剖结构和大小。
50.图2是根据另一实例的被展开用于递送osa疗法的引线20的概念图120。在此实例中，承载电极30的引线20大约沿或平行于舌头40的中线102推进。在所示出的实例中，引线主体22被示出为大约沿中线102居中，然而在其它实例中，引线主体22可以从中线102沿左侧或右侧方向侧向偏移，但通常在左侧hgn 104l和右侧hgn 104r的内侧。引线20的远侧端26可以在下方插入到舌头40的主体，例如，在沿颌下三角的经皮插入点处，在口腔底下方的肌肉组织中。远端26被推进以将电极30定位到左侧hgn 104l和右侧hgn 104r的内侧，例如大约在舌骨颏隆突(下巴)中间。由在选自电极30的任何双极电极对之间递送的刺激脉冲产生的电场可以涵盖左目标区域106l和右目标区域106r两者的一部分，以产生对hgn 104l和hgn 104r的双侧刺激以及因此伸舌肌的双侧募集。伸舌肌的双侧募集可以提供与通常使用神经袖带电极沿hgn执行的单侧刺激相比更大的气道开口。例如，使用电极30a和30b递送的电刺激脉冲可以产生涵盖左侧目标区域106l和右侧目标区域106r两者的一部分的电场122(概念性地示出)。使用电极30c和30d递送的电刺激脉冲可以产生涵盖左侧目标区域106l和右侧目标区域106r两者的一部分的电场124(概念性地示出)。电场122所涵盖的左侧目标区
域106l和右侧目标区域106r的所述部分是相对于电场124所涵盖的左侧目标区域106l和右侧目标区域106r的所述部分的后部部分。
51.在一些实例中，电刺激由脉冲发生器12通过从可用电极30中依次选择不同电极对以依次募集hgn 104l和hgn 104r的不同双侧前部部分和双侧后部部分来递送。此电极选择可能导致伸舌肌的不同前部部分和后部部分的募集。不同电极对的依序选择可以重叠或不重叠。电刺激在涵盖多个呼吸周期的与呼吸周期的时序无关的整个延长的时间段内递送，以从时间段的开始到时间段的结束维持舌头40的突出状态。电极30可以被选择为呈双极对形式，包括最远侧的对30a和30b、最外部的对30a和30d、最内部的对30b和30c、最近侧的对30c和30d或沿引线主体22的交替电极，例如30a和30c或30b和30d。两个或更多个不同电极对的依序选择允许依序地募集伸舌肌的不同部分，以减少疲劳的可能性。
52.在一些实例中，使用沿远侧引线部分28相对更远并且沿舌头40相对向前植入的电极对(例如，30a和30b)递送的电刺激可以募集例如gg肌内的前肌纤维。使用沿远侧引线部分28相对更近并且沿舌头40相对向后植入的电极对(例如，30c和30d)递送的电刺激可以募集例如gh肌内的前肌纤维。用于递送电刺激脉冲的电极30的依序选择允许以重叠或非重叠模式依序地募集伸舌肌的前部部分和后部部分以在减少或避免肌肉疲劳的同时在整个延长的时间段内将舌头维持在突出状态。
53.图4是用于递送osa疗法的双引线系统的远侧部分的概念图。在此实例中，将一条引线20大约平行于中线102向前推进并且向中线102的左侧偏移例如5
‑
8毫米，以将远侧部分28和电极30定位在左侧目标区域106l中或邻近左侧目标区域。第二引线220大约平行于中线102向前推进但横向偏移到中线102的右侧以将远侧部分228和电极230定位在右侧目标区域106r中或邻近右侧目标区域。引线20可以从舌头40的主体的左侧侧向或后部入路插入，并且引线230可以从舌头40的主体的右侧侧向或后部入路插入。在其它实例中，引线20和220两者都可以从仅左侧或仅右侧入路插入，其中一条引线横向于中线102以沿中线102的相对侧从接近侧定位电极30或230。引线20和/或引线220可以以相对于中线102的斜角推进，但可以不跨过中线102。在其它实例中，一个或两条引线20和220可以以斜角接近并跨过中线102，使得远侧部分28和228中的一个或两个在右侧和左侧目标区域106l和106r两者中延伸或邻近于两者延伸，这与图6中的朝向相似。
54.在所示出的实例中，可以通过从电极30a到30d以及230a到230d中选择不同的电极对来实现对伸舌肌的左侧、右侧、前部和后部部分的募集的相对更局部的控制。例如，可以选择电极30a到30d的任何组合来将电刺激脉冲递送到伸舌肌的左侧部分。可以选择更多远侧电极30a和30b来刺激左侧伸舌肌的更多前部部分(与电场144相对应)，并且可以选择更多近侧电极30c和30d来刺激左侧伸舌肌的更多后部部分(与电场142相对应)。可以选择电极230a到230d的任何组合来将电刺激脉冲递送到伸舌肌的右侧部分。可以选择更多远侧电极230a和230b来刺激右侧伸舌肌的更多前部部分(与电场154相对应)，并且可以选择更多近侧电极230c和230d来刺激右侧伸舌肌的更多后部部分(与电场152相对应)。
55.切换电路96可以被配置成选择包含位于引线20或220之一上的一个电极和位于另一引线20或220上的另一电极的电极对以产生涵盖左侧目标区域106l和右侧目标区域106r两者的一部分同时用于双侧刺激的电场(未示出)。可用电极30a到30d和电极230a到230d的任何组合可以被选择为以重复、依序模式选择以依序地募集两个目标区域106l和106r的不
同部分的两个或更多个双极对。电极对的依序选择可以是重叠的或不重叠的，但是电刺激脉冲是以一个或多个所选频率在整个延长的时间段内不间断地递送的，以将舌头40从时间段开始到时间段结束维持在突出状态下，这包含多个呼吸周期。
56.在图的4的包含两条引线的实例中，两个电极对可以与一个或多个其它电极对同时和依序选择。例如，电极30a和30b可以被选择为一个双极对，并且电极230c和230d可以被选择第二双极对，以供同时刺激目标区域106l的左侧前部部分和目标区域106r的右侧后部部分。可以选择电极30c和30d作为从引线20的下一个双极对，同时选择电极230a和230b作为从引线220的下一个双极对。以此方式，电刺激可以双侧递送，在每个侧的后部区域与前部区域之间交替。以重复交替方式可以首先选择前部左侧(30a和30b)和后部右侧(230c和230d)双极对，并且然后可以选择后部左侧(30c和30d)和前部右侧(230a和230b)双极对，以在涵盖多个呼吸周期的延长的时间段期间持续地将舌头40维持在突出状态下。在其它实例中，可以首先同时选择前部对(30a
‑
30b和230a
‑
230b)两者，并且然后在前部对之后依序可以同时选择后部对(30c
‑
30d和230c
‑
230d)。以此方式，可以实现持续双侧刺激，同时依序在后部部分与前部部分之间交替以避免或减少疲劳。与依赖于用于感测呼吸的吸气相以将疗法与吸气相协调的传感器的其它osa疗法系统相比，定位成刺激伸舌肌的不同部分的肌内电极30不需要与呼吸周期同步。刺激位置在伸舌肌内的交替允许肌肉的不同部分休息，而其它部分被激活以避免舌头紧贴上气道陷闭，同时也避免肌肉疲劳。
57.应当理解，可以沿着与本文公开的osa疗法技术结合使用的引线的远侧部分包含多于或少于本文呈现的实例中示出的四个电极。承载多个电极以用于递送osa疗法的引线可以包含2个、3个、5个、6个或其它所选数量的电极。当引线包含仅两个电极时，可以包含具有至少一个电极的第二引线以提供至少两个不同的双极电极对，以用于对右侧和/或左侧内侧hgn的不同部分进行依序刺激。此外，虽然所选电极对在本文中通常被称为包含一个阴极和一个返回阳极(return anode)的“双极对”，但应认识到，可以一次选择三个或更多个电极以提供所期望的电场或刺激向量，以用于募集伸舌肌的期望的部分。因此，双极“对”的阴极可以包含从可用电极中同时选择的一个或多个电极和/或双极“对”的阳极可以包含从可用电极中同时选择的一个或多个电极。
58.图5：展示了根据一个实例的由脉冲发生器12执行的用于在睡眠期间向前伸舌肌递送选择性刺激以促进上气道通畅的方法的时序图。电刺激在具有开始时间403和结束时间(未示出)的疗法时间段401内递送。示出了当脉冲发生器以交替、重复方式依序地选择第一双极电极对402和第二双极电极对412时递送的电刺激脉冲。第一双极电极对402和第二双极电极对412可以与以上结合图3
‑
4的实例所描述的任何两个不同电极对相对应。
59.第一电脉冲串406被示出为开始于发动403或疗法时间段401。第一电脉冲串406在占空比时间间隔404内使用双极电极对402递送。第一电脉冲串406具有由脉冲间间隔407定义的脉冲振幅405和脉冲频率，例如20hz到50hz。第一电脉冲串406，也被称为“脉冲串”406，可以具有斜升部分408，在所述斜升部分期间脉冲振幅从起始电压振幅逐渐增加直到脉冲电压振幅405。在其它实例中，脉冲宽度可以逐渐增加。以此方式，递送的脉冲能量逐渐增加，以促进从放松、非刺激状态温和过渡到舌头的突出状态。
60.电脉冲串406可以包含斜坡关闭部分410，在此期间脉冲振幅(和/或脉冲宽度)从脉冲电压振幅405递减到占空比时间间隔404期满时的结束振幅。在其它实例中，脉冲串406
可以包含斜升部分408和非斜降部分410。在此情况下，在占空比时间间隔404期满时递送的脉冲串406的最后一个脉冲可以以全脉冲电压振幅405递送。在占空比时间间隔404期满时，终止通过双极电极对402进行的电刺激递送。
61.在所示出的实例中，当占空比时间间隔404期满时选择第二电极对412。第二电极对412可以被选择为使得电刺激脉冲串416的递送开始与脉冲串406的斜降部分410同时发生的斜升部分418。在其它实例中，脉冲串416的斜升部分418可以在第一占空比时间间隔404期满时开始。当脉冲串406不包含斜降部分410时，脉冲串416可以开始，使得斜升部分418在占空比时间间隔404到期仅之前、仅之后或同时结束。第二脉冲串416具有持续时间的占空比时间间隔414并且可以结束于任选斜降部分420，所述任选斜降部分可以与使用第一电极对402递送的下一脉冲串的斜升部分重叠。
62.在此实例中，脉冲串406和416被示出为在振幅405和415、脉冲宽度、脉冲频率(和脉冲间间隔407)以及占空比时间间隔404和414方面等效。然而，设想了用于控制依序脉冲串406和416的递送的刺激控制参数中的每一个可以被单独地控制并根据需要设置为不同值以实现舌头40的期望的持续突出同时避免或最小化疲劳。
63.使用两个不同电极对402和412递送依序脉冲串406和416，使得伸舌肌的不同部分被脉冲串406和416募集，从而允许一个部分休息而另一部分受到刺激。然而，脉冲串404和406以依序重叠或不重叠方式发生，使得电脉冲在疗法时间段401的整个持续时间内以一个或多个所选频率递送，以在整个时间段内将舌头维持在突出状态401下。应当理解，突出的舌头的相对向下和/或向前定位可以随着选择不同的电极对而移动或改变，但是舌头在整个疗法时间段401中保持在突出状态。
64.有时，脉冲串404和406可以重叠以同时募集左侧gg肌和/或右侧gh肌以产生相对更大的力(与募集单侧相比)以向前拉动舌头以打开阻塞的上气道。在一些情况下，重叠的脉冲串404和406可能会导致沿左侧或右侧的伸舌肌暂时疲劳，但暂时疲劳可以提高疗法有效性以确保在呼吸暂停事件期间上气道打开。从疲劳恢复将在占空比与呼吸暂停事件结束期间发生。根据个体患者的疲劳特性，占空比长度可能在患者之间有所变化，这取决于单独患者的疲劳性质。控制电路80可以以最小化或避免使用来自传感器86的信号，例如运动传感器信号和/或肌电图(emg)信号相关的伸舌肌收缩力的闭环系统中的疲劳和随后的疲劳的方式控制占空比接通时间(duty cycle on time)。
65.图6是根据另一实例的用于通过脉冲发生器12递送osa疗法的方法的时序图500。在此实例中，疗法递送时间段501在503处开始于使用第一双极电极对502递送的斜升间隔506。斜升间隔506之后是占空比时间间隔504。在占空比时间间隔504期满时，选择第二双极电极对512以用于在第二占空比时间间隔514内递送电刺激脉冲。第三占空比时间间隔524在第二占空比时间间隔514期满时开始，并且刺激脉冲通过选择不同于前两个对502和512的第三双极电极对522来递送。在第三占空比时间间隔524期满时选择第四双极对532并且用于在第四占空比时间间隔534内递送刺激脉冲。在第四占空比时间间隔534期满时，所述序列从占空比时间间隔504开始再次重复。
66.在此实例中，依序选择了四个不同双极对。四个不同双极电极对可以在至少一个电极和/或另一双极电极对的极性上不同。例如，当使用单个四极引线20时，四个双极对可以包含30a
‑
30b、30b
‑
30c、30c
‑
30d和30a
‑
30d。由四个不同对募集的伸舌肌的部分可能不是
相互排斥的，因为四个不同对的电场可以刺激相同的神经纤维中的一些。可以募集伸舌肌的四个不同部分，所述四个不同部分可以包含重叠部分。相应占空比时间间隔之间的相对长的恢复阶段540、542、544和546允许伸舌肌的每个不同部分在下一个占空比之前恢复。当募集的肌肉部分在所选电极对之间重叠时，可以依序选择避免持续刺激重叠的募集的肌肉部分的双极电极对。允许所有募集的肌肉部分在每个相应恢复阶段540、54、544和/或546的至少一部分期间恢复。例如，如果双极电极对502和双极电极对522募集伸舌肌的重叠部分，则募集的部分仍可以在第二占空比时间间隔514期间和在第四占空比时间间隔534期间恢复。
67.每个占空比时间间隔504、514、524和534的持续时间可以彼此相同或不同，从而导致相同或不同的总占空比。例如，当依序选择四个双极电极对时，每个单独对的刺激递送可以是25％占空比。在其它实例中，可以选择不同占空比的组合，例如，30％、10％、40％和20％，以促进舌头持续突出以及气道足够打开，同时最小化或避免疲劳。对于给定电极对选择，占空比的选择可以取决于被募集的特定肌肉或肌肉部分以及舌头对刺激的相关联的反应(定位)。
68.在占空比时间间隔504、514、524和534中的每一个期间用于使用不同双极电极对502、512、522和532中的每一个递送电脉冲的刺激控制参数可以相同或不同。如所示出的，可以使用不同脉冲电压振幅和不同脉冲间间隔以及产生的脉冲串频率。脉冲振幅、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲形状或其它脉冲控制参数可以根据针对每个双极电极对选择的设置来控制。
69.在所示出的实例中，刺激方案的一个斜升部分506被示出为在疗法递送时间段501发动时。一旦刺激斜升以将舌头定位在突出定位，则没有其它随后的占空比时间间隔504(除了第一个之外)、514、524和534可以包含斜升部分或可以通过斜升部分继续。在其它实例中，斜升部分可以在每个占空比时间间隔之前(或包含在如图5所示的占空比时间间隔中)并且可以与在前的占空比时间间隔重叠。斜降部分未在图6的实例中示出。在其它实例中，斜升部分可以跟随每个占空比时间间隔504、514、524和534或可以包含在每个占空比时间间隔中，并且可以与下一占空比时间间隔的发动重叠，如图5所示。在一些实例中，仅最后的占空比时间间隔(图6中未示出)可以包含斜降部分或紧接着是斜降部分以温和地允许舌头在疗法递送时间段501结束时返回到放松定位。
70.在如图3和4所描绘的植入和由外科医生或其它护理人员校准之后，ins 10准备好供使用。根据本公开的一个方面，由患者手动接通ins系统10，作为其睡觉之前的例程的一部分。这可以是外部编程器50或可以通过遥测电路88与脉冲发生器12通信的另一类似装置的功能。可以将延迟时间段编程到控制电路80所采用的软件或固件中。延迟时间段允许患者在疗法开始之前有入睡的时间段。所述时间段可以针对患者基于多种因素确立，包含在例如睡眠研究期间观察到的睡眠的平均时间，并且可以由患者通过外部编程器50进行调整。在没有延迟时间段的情况下，患者将立即开始经历刺激伸舌肌的作用，这虽然不危险或不疼痛，但是其可以观察到并且可能被视为在清醒时经历是烦人的。
71.如可以理解的，如本文所述的手动切换并不总是与睡眠相关联的植入式装置的期望的特征。在本公开的另外的方面，osa疗法可以在一天中的预定的时间处开始和停止。控制电路80可以包含用于调度osa疗法通过疗法递送电路84开始和停止的时间的时钟。然而，
许多患者关于其调度并不像使调度最有效的所期望的那样严格。进一步地，患者可能会发现其自身在其通常被调度睡觉的时间时在社交聚会或其它事务中。另外或可替代地，患者可能会发现其自己在机动车辆、飞机或火车中进行了未调度的小睡，并且没有机会启动或调度疗法。由于osa通常与心脏相关疾病共病，因此经历任何osa的情况都可能具有影响患者心脏的复杂因素。因此，期望感知睡眠状况和开始疗法。本公开的一个方面涉及一种基于检测到的伸舌肌张力的状态启动疗法的机制。
72.根据本公开并且如所指出的，电极30单独或与传感器86组合可以被配置成检测肌电图(emg)信号。肌电图是评估并记录由骨骼肌产生的电活动的技术。当细胞被电或神经激活时，肌电图检测由肌肉细胞产生的电位。图7a在上图中描绘了在正常呼吸期间在患者的颏舌肌(gg)42中观察到的emg信号。图7a中的下图描绘了与上图中的emg信号相时间段期间的咽部压力。如图7a中所看到的，在呼吸随着咽部压力下降期间，与吸入一致，emg信号显著增加。本领域的技术人员将认识到，呼吸期间emg信号的此增加表示对如颏舌肌(gg)42等舌头的肌肉的刺激确保了气道不会关闭或陷闭，从而减轻受试者喘气的能力。也就是说，在高emg信号的时间段，伸舌肌的张力状态收缩。在存在低emg信号的时间段，伸舌肌的张力状态放松。
73.图7b描绘了在两组受试者的伸舌肌中观察到的观察到的emg信号的比较。对于所有受试者，与清醒状态相比，当受试者处于睡眠状态时，emg信号会衰退。然而，对于本公开来说明显的是，经历osa事件的受试者的emg信号显著较低。此降低的emg信号是经历osa的受试者的伸舌肌的张力状态降低的证据。图8描绘了用于对受试者在rem、非rem、安静清醒和活跃清醒期间的emg信号进行比较的相似数据。此数据证实了图7b的顶部线，即当睡着时，emg信号减少，并且如图7b所指出的，在经历osa事件的受试者中，减少更明显。
74.根据本公开的一个方面，当未通过电极30a
‑
30d递送刺激脉冲时，可以采用电极来检测肌肉的电位。即，电极30a
‑
30d可以检测由患者的神经系统施加到伸舌肌的emg信号。这些信号可以传送到控制电路80，以用于监测和应用存储在其中的软件或固件中的规则。在其它实例中，专用emg感测电极可以由外壳15和/或引线主体22承载并且耦接到传感器86以用于emg信号监测。由控制电路80进行的emg信号监测允许检测gg和/或gh肌的低张力状态。参考图7a，低张力状态(即emg信号的低发生率)指示患者睡着的可能性和对上气道陷闭的易感性。伸舌肌的低张力状态的检测可以单独或与其它传感器数据组合，例如对指示患者处于斜躺定位的患者姿势的检测或对与睡眠一致的心率的检测一起用于启动疗法并防止osa事件的发动。因此，控制电路80可以使用emg信号来检测伸舌肌的睡眠状态和/或低张力状态，以用于控制疗法递送电路84以递送刺激脉冲以使患者舌头的突出。如将理解的，在emg信号的检测中，控制电路80或介于中间的硬件可以采用各种带通滤波、整流和归一化以产生提供对伸舌肌的状态的清晰指示的可用信号。emg信号的此处理的实例在图9中描绘。
75.emg监测可以进一步用于监测受刺激的gg和/或gh肌的疲劳。如果检测到肌肉疲劳，则控制电路80可以改变以控制由疗法递送电路84递送的电刺激脉冲串的占空比以最小化或避免疲劳和/或允许在各占空比接通时间之间有足够的疲劳恢复时间。以此方式，传感器86可以被配置成产生与伸舌肌张力状态相关的信号，以供由控制电路80使用以用于检测预测上气道阻塞的低张力状态、检测伸舌肌疲劳和/或检测舌头40的伸舌肌张力状态。疗法递送电路84可以被配置成通过调节用于控制刺激脉冲递送的一个或多个控制参数来对由
控制电路80对伸舌肌张力状态进行的检测做出反应。
76.如以上所指示的，emg监测可能不是脉冲发生器12以及具体地控制电路80在确定清醒的水平时采用的唯一信号。作为实例，传感器86可以包含可以提供对患者的运动的指示的加速度计。进一步地，在加速度计86是三轴加速度计的情况下，可以确定患者的姿势。另外，可以采用加速度计来检测患者的打鼾声音和身体移动。仍进一步地，可以采用其中对患者的昼夜温度进行测量并如睡眠温度一样存储在存储器中的温度传感器。传感器86也可以是一个或多个用于检测患者的心率的加速度计。在另一实例中，传感器86可以是用于检测进出患者的呼吸的速率或气流的体积的加速度计。气流的体积可以通过将加速度计放置在患者的胸部上的某一点处并将加速度计的行进与先前观察到的与传感器86移动数据相关的肺体积数据进行比较来确定。呼吸速率可以通过仅监测加速度计方向的改变来确定。
77.仍进一步地，传感器86可以是可用于测量血氧饱和水平的植入式脉冲血氧计。在一个实例中，脉冲血氧计是基本上围绕血管放置并且使用本领域已知的光源测量血氧水平的袖带。如本文所述，传感器86可以是本文所述的各种类型的传感器中的一种或几种。
78.传感器86可以是ecg传感器。ecg是心脏在一定时间段内的电活动的记录。虽然ecg通常采用放置在皮肤上的传感器，但是可以在植入式装置中采用有效ecg，在所述植入式装置中采用至少两个分开一定距离(例如，至少约35mm)的电极来检测由每个心动周期期间的心脏去极化和复极引起的电变化。
79.本公开的另外的方面是结合图10和11描述的，在所述图中描绘了ins系统的简化图，并且描述了系统操作的方法。系统600包含ins装置10、外部编程器50、与外部编程器通信的服务器602和与服务器602通信的远程计算机604。在植入ins 10之前，患者通常连同其医生进行患者评估(步骤702)一项或多项分析。在此分析期间，可以对各种自我报告的问题进行标识，包含白天嗜睡、打鼾中断、喘气、共病等。与这些问题相关的数据可以存储在服务器602上作为患者电子医疗记录(emr)的一部分或作为特定osa治疗和补救文件的一部分。与医疗提供者的讨论可以引起对osa的初始诊断。此初始诊断通常通过使用对患者进行的一个或多个睡眠研究来证实。在睡眠研究期间，采集了各种生理数据以及一些自我报告的数据。例如心率、血氧饱和水平、温度、脑电图(eeg)、心电图(ecg)、总睡眠、睡眠质量、睡眠效率、睡眠阶段、觉醒次数(小于15秒)、清醒次数(大于15秒)、呼吸暂停呼吸不足指数等。这些数据可以由远程计算机604直接或通过另外的硬件记录，并保存在远程服务器602上(步骤704)。
80.这些来自睡眠研究的收集的数据连同由医疗提供者收集的数据可以用于生成针对ins 10的一组初始刺激参数(例如，脉冲宽度、频率、振幅、电极配对等)(步骤706)。这可能部分地基于更大的群体研究来标识更全面的疗法参数的一些方面。初始刺激参数可以在远程计算机604处或直接在外部编程器50处设置，并且在任一情况下均可以保存服务器602(例如，云计算机存储装置)以供任一装置访问。并且可以采用外部编程器50以在ins 10中安装初始刺激参数(步骤708)。通常，允许患者在一定时间段内利用ins 10，并且可以执行随后的睡眠研究。依照此第二睡眠研究，初始刺激参数可以改变，或者可以向对刺激疗法没有反应的那些人推荐另外的外科手术。可能需要定期进行另外的睡眠研究以调整刺激参数设置，以致力于改善个体患者的疗法。
81.根据本公开，从传感器86收集的数据可以与用户可以通过外部编程器50上的用户
接口输入并且用于替代至少第二睡眠研究(以及可能地也是第一个)的各种自我报告的数据组合。外部编程器50或与服务器602通信的另一装置向患者呈现用户接口。可以定期向用户呈现用户接口，包含每天、每周、每两周或每月。根据日常实施例，用户接口可以请求患者输入各种自我报告的数据。这可以包含夜间酒精摄入、吸烟、压力、患者上床睡觉的时间、患者对昨晚的睡眠质量的感知、疲劳、不适、可能由刺激引起的伸舌肌疼痛或酸痛等。另外，还可以报告来自其它器械的数据。例如，患有osa的患者可能也患有高血压，并且可能在定期测试其血压的方案中。此血压数据可以通过用户接口自我报告。类似地，如果患者是糖尿病人，则其可能需要测试其在睡眠之前和之后两者的血糖水平。这些数据也可以通过用户接口自我报告。另外，可能会要求患者回答爱泼沃斯嗜睡量表(eppsworth sleepiness scale，ess)的询问。在一个实施例中，ess询问可以以与其它数据不同的间隔向患者请求。以此方式，ess可以用作疗法的有效性的一个量规。
82.如以上所指出的，传感器86可以根据其是如何配置的来提供多种数据。作为使用emg数据的一个实例，可以确定睡眠开始和结束时间。使用一个或多个加速度计和各种带通滤波定位，可以收集活动(觉醒与清醒)、睡眠阶段、呼吸速率和心率。可以将此数据报告给控制电路80并且至少暂时地存储在存储器82中。外部编程器50可被设置为每天或以另一周期性间隔与ins 10自动界接。外部编程器50然后可以通过遥测电路下载传感器数据并且将来自ins的传感器数据和通过用户接口输入的自我报告的数据传送到服务器602(步骤710)。
83.服务器602可以在其上包含一个或多个软件应用。这些应用之一可以审阅从外部编程器50接收到的数据并且为接收到的每个数据点分配值。可以对这些值进行分析，并且基于接收到的传感器数据和自我报告的数据确定睡眠评分(步骤712)。睡眠评分提供了对可以由患者和医疗提供者两者评估的患者的睡眠的总体评估。如将显而易见的，一些数据点对于对患者的整体睡眠进行评估可能更重要，因此可能需要对值进行某种形式的缩放。所述应用还将能够标记对不良睡眠评分显著的任何相关数据。例如，如果患者报告了在记录导致不良睡眠评分的数据的之前的晚上喝了几种酒精饮料，则这可能是高度相关的因素并且表明当天的睡眠评分并不是当前的刺激参数的有效性的准确指标。
84.无论如何，然后可以记录所述睡眠评分作为患者的睡眠记录的一部分并且将所述评分通过远程计算机604报告给医疗提供者(步骤714)。此数据可以以用于向医疗提供者提供对当前刺激参数的评估的多种方式审阅。例如，医疗提供者可以审阅每日结果、某个时间段内的平均值、睡眠评分的图形表示或与前一报告时间段相比的百分比或变化率(如果有的话)。通过对参数的有效性进行定期评估并将有效性与另外自我报告的数据进行比较，可以进行多管齐下的分析。在一个实例中，如果患者的数据表明所述疗法在实现具有很少osa事件的高质量睡眠方面有效，但患者表达伸舌肌酸痛或疲劳的感觉，则可以改变刺激参数以增加在双极对之间切换的频率并延长被刺激的任何组的双极对之间的间隔。可替代地，可以减小信号的振幅。进一步地，在对由传感器86收集并由患者通过用户接口自我报告的数据进行另外的采样之后，如果这些数据中的第一数据无效，则可以尝试第二数据。以此方式，医疗提供者能够以在不仅仅考虑自我报告的数据的同时逐步改变刺激参数、进行调整并且观察那些调整的结果的方式继续。此数据的集合和睡眠评分的报告(步骤710
‑
714)可以在前进到下一步骤之前迭代地重复。本领域的技术人员将认识到，远程计算机事实上可
以是被配置成供医师或医疗保健提供者使用的外部编程器50。
85.在本公开的另外的方面，服务器602可以收集类似数据或与从其它患者接收类似数据的一个或多个另外的服务器通信。然后可以通过一个或多个神经网络对收集到的数据的全部进行分析，以对经组合的数据进行评估并标识数据内的模式，以提供对刺激参数和在跨广泛患者阵列应用时刺激模式的有效性的全局评估。这些患者中的一些患者会出现类似合并症，而其它则不会。通过对数据的另外的评估，神经网络可以找出相似的患者组并基于这些相似性(例如，年龄、人口统计、重量、心脏疾病、血压等)提供子组的精炼的初始刺激参数。神经网络还可以用于对个体患者进行评估以提供关于更新刺激参数的个性化引导。以类似方式，服务器可以包含采用模糊逻辑来对来自个体和来自更广泛的患者群体的数据进行分析以提供用于更新刺激参数的建议的一个或多个应用(步骤716)。在神经网络和模糊逻辑的使用两者中，服务器602上的应用可以向医疗提供者呈现拒绝建议的更新后刺激参数(步骤718)或接受或修改建议的更新后刺激参数(步骤720)的选项。如将理解的，医疗提供者可以放弃使用神经网络或模糊逻辑，并更新或修改刺激参数。一旦医疗提供者接受/修改了更新后刺激参数，则就将更新后刺激参数传送到外部编程器50(步骤722)。一旦在外部编程器50处接收到，患者就再次可以具有接受更新后刺激参数(步骤724)或拒绝更新后刺激参数(步骤726)的选项。如果患者接受，则外部编程器50就可以更新ins上的刺激参数(步骤728)。如果在步骤718或726处拒绝了更新后刺激参数，则所述方法仅返回到步骤710。类似地，在更新ins 10上的刺激参数之后，过程类似地返回到步骤710。
86.这些更新后刺激参数可以存储在服务器602上直到与远程编程器50的下一次通信为止，此时可以将改进的刺激参数下载到外部编程器50中。在下一次从ins 10收集数据期间，外部编程器50然后可以将更新后刺激参数下载到ins 10。以此方式，就对ins的刺激参数进行了更新，并且患者的睡眠评分也得以提高。如将预期的，外部编程器50上的用户接口将向患者指示新的刺激参数已准备好安装在ins上，并且此时可以执行步骤726和724。
87.本公开的另外的方面是在外部编程器50中存在人工智能(ai)。出于患者安全的目的，可以限制对ai的授权，以限制导致不良睡眠评分的连续夜晚的数量。在本公开的一个方面，在更新刺激参数并接收到来自下一晚的睡眠的数据之后，ai可以对来自传感器86的数据和自我报告的数据进行分析，并在睡眠评分方面立即进行评估(步骤730)。如果睡眠评分不佳，则用户接口可以使患者能够恢复为先前刺激参数，直到患者可以在先前的不佳夜晚的睡眠方面与其医疗提供者对接(步骤732)。当然，ai可能需要多于单个夜晚的数据来识别问题或需要有足够的数据来向患者提出顾虑。进一步地，可以启用ai以通过服务器602和远程计算机604直接向医疗提供者传送对干预的请求。
88.以此方式，向医疗提供者和患者两者提供关于刺激参数的有效性的真实可操作反馈。启用利用ins装置对患者经历的连续护理和评估，使得可以对来自疗法的不良结果进行矫正，并且可以基于患者自我报告的数据向患者建议行为修改。
89.本领域的技术人员将理解，上文关于服务器602和远程计算机604描述的计算、评估和用户接口中的一个或多个也可以直接在外部编程器50处执行。在一些实施例中，这可以通过外部编程器上的用户接口向患者提供关于先前夜晚睡眠的近乎即时的反馈。在其它实施例中，在外部编程器50是医师在就诊期间通常使用的类型的情况下，外部编程器50的能力和功能可能更稳健并且潜在地甚至可以消除或至少减少服务器602和远程计算机604
的使用。作为另外的实例，在采用ai的应用中，可以对ai进行训练以执行服务器的所有评估和分析，并向患者或护理提供者提供用于修改刺激参数的建议，从而允许在不必访问存储在服务器602上的数据或在其上运行的应用的情况下更深入地了解疗法、功效和对可能变化的评估。并且在又另外的实例中，外部编程器50上的ai可以对从ins 10接收到的数据进行评估并且自主地对刺激参数进行调节或者将其呈现给患者以供接受。如将理解的，这些更新可能受限以在没有来自医疗提供者的干预的情况下防止刺激参数中发生大的变化。
90.应当理解，取决于实例，本文描述的方法中的任何方法的某些动作或事件可按不同顺序执行、可以添加、合并或完全排除(例如，并非所有描述的动作或事件对于方法的实践来说均是必要的)。此外，在某些实例中，动作或事件可以例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时地而不是依序地执行。另外，尽管为了清楚起见，将本公开的某些方面描述为由单个模块或单元来执行，但是应当理解，本公开的技术可以由与例如医疗装置相关联的单元或模块的组合来执行。
91.在一个或多个实例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果以软件实施，则可将功能以一个或多个指令或代码的形式存储在计算机可读介质上并可由基于硬件的处理单元执行功能。计算机可读介质可包含计算机可读存储介质，其对应于有形介质，如数据存储介质(例如，ram、rom、eeprom、闪存存储器或可用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码且可由计算机访问的任何其它介质)。
92.指令可由一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(dsp)、通用微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑阵列(fpga)或其它等效的集成或离散逻辑电路系统。因此，如本文所用，术语“处理器”可指代任何前述结构或适于实施本文所描述的技术的任何其它结构。而且，所述技术可以完全实施在一个或多个电路或逻辑元件中。
93.因此，已经参考具体实例在前述描述中呈现了植入式医疗装置系统。应当理解，本文公开的各个方面可按不同的组合而非附图中呈现的具体组合而组合。应当理解，在不脱离本公开的范围及所附权利要求的情况下，可对参考示例进行各种修改。