DE60223482T2

DE60223482T2 - System zur vestikulären Stimulation

Info

Publication number: DE60223482T2
Application number: DE60223482T
Authority: DE
Inventors: Stefanie Gibsonia Lattner; Douglas M. Pittsburgh Mechlenburg
Original assignee: Respironics Inc
Current assignee: Respironics Inc
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: ES2296878T3; EP1308181B1; CA2410248C; US20080275513A1; US7469162B2; EP1308181A2; US20080275292A1; ATE378088T1; DE60223482D1; JP2003180847A; US20020072781A1; CA2410248A1; US7856274B2; US20040215236A1; EP1308181A3; US8355788B2; US6748275B2; US20080275293A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stimulierung des Vestibulum-Systems eines Patienten zur Bereitstellung eines therapeutischen Nutzens, und insbesondere eine Vorrichtung, in der Teile des Labyrinths, die mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängen und/oder die Nerven, die damit zusammenhängen, stimuliert werden, so dass mindestens eine der folgenden Funktionen durchgeführt wird: Steigern oder Steuern der Atmungsfunktion eines Patienten, Öffnen der Atemwege des Patienten, Induzieren oder Fördern des Schlafs, Bekämpfung von Schwindel oder eine Kombination dieser Funktionen.
Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt zahlreiche Techniken zur Versorgung eines Patienten, der an einer Atmungsstörung und/oder Dysfunktion leidet, mit einer Atmungsunterstützung. Man schafft bekanntlich eine mechanische ventilatorische Unterstützung, indem ein Atemgasstrom über ein Beatmungsgerät an den Atemweg des Patienten abgegeben werden. Dieses mechanische Ventilationsverfahren zur Unterstützung der Atmungsleistung des Patienten hat zahlreiche Nachteile, die gut dokumentiert sind. Die Schnittstellenvorrichtung zum Patienten, wie beispielsweise der Endotrachealschlauch, Intubationsschlauch und die Nase-Mund-Beatmungsmaske, lässt sich schwierig im oder am Patienten unterbringen, kann im Patienten Langzeitprobleme verursachen, und kann vom Patienten vertragen werden oder nicht. Da das mechanische Beatmungsgerät entweder partiell oder vollständig die Atemleistung des Patienten ersetzt, kann der Patient beim Entwöhnen vom Beatmungsgerät Schwierigkeiten erfahren, insbesondere wenn der Patient das Beatmungsgerät für längere Zeit verwendet hat.
Man kann einem Patienten auch zu einer ventilatorischen Unterstützung durch direktes Stimulieren seines Zwerchfellnervs verhelfen, woraufhin sich das Zwerchfell zusammenzieht. Diese so genannte "Elektroventilations"-Technik erfolgt bekanntlich auch durch Platzieren von Elektroden auf der Brust des Patienten, die das Zwerchfell oder die Brustmuskeln direkt anregen. Siehe beispielsweise das US-Patent 4 827 935 von Geddes et al. mit dem Titel "Demand Electroventilator". Diese herkömmlichen Elektroventilationstechniken sind jedoch zur Nachahmung der natürlichen respiratorischen Funktion des Patienten relativ ineffektiv, weil bei einem normalen Patient jede Atemanstrengung eine komplexe Wechselwirkung von Nerv und Muskelstimulation beinhaltet, die mehrere Gewebe als nur den Zwerchfellnerv und das Zwerchfell beinhaltet. Herkömmliche Elektroventilationstechniken zielen einzelne Muskeln oder bestenfalls Muskelgruppen an und nicht die Gesamt-Nerv-Muskel-Systeme, die kooperieren, so dass ein normaler Atemzyklus aufgebaut wird.
Es gibt zudem zahlreiche Techniken zum Aufrechterhalten der Atemwegsdurchgängigkeit und/oder Patientenventilation zur Behandlung des Schlafapnoe-Syndroms. Eine übliche Technik zur Behandlung der obstruktiven Schlafapnoe (OSA) ist beispielsweise die Versorgung des Patienten mit einem kontinuierlichen positiven Atemwegsdruck (CPAP) oder einem Bilevel-Druck, der sich ändert, je nachdem ob sich der Patient in der inspiratorischen oder expiratorischen Phase des Atemzyklus befindet. Die Versorgung des Patienten mit Gas schafft eine pneumatische Schiene für den Teil der Atemwege, die ansonsten kollabieren würden. Man kann eine zentrale Schlafapnoe (CSA) auch mit einem System behandeln, das einem nicht-invasiven Beatmungsgerät ähnelt. Das CSA-Behandlungssystem erfasst, ob der Patient für eine Zeit aufgehört hat zu atmen, die eine festgelegte Zeit übersteigt und schafft eine ventilatorische Unterstützung, wenn dies auftritt. Diese Techniken zur Behandlung von Schlafapnoe-Syndrom haben ähnliche Nachteile wie sie bei der Versorgung des Patienten mit einer ventilatorischen Unterstützung vorkommen, denn einige Patienten vertragen die Patienten-Schnittstellenvorrichtung nur unter Schwierigkeiten. Zudem haben einige Patienten Schwierigkeit bei der Atmung gegen den Gasstrom, der an ihren Atemweg abgegeben wird, und/oder finden dies unbequem. Da diese Systeme zudem eingesetzt werden, wenn der Patient schläft, müssten diese so leise wie möglich gehalten werden, damit der Nutzer oder der Schlafgefährte des Nutzers nicht aufgeweckt wird.
Man kann OSA auch durch elektrische Stimulation der Muskulatur im Halsbereich behandeln, welche mit dem oberen Atemweg zusammenhängt. Die Entspannung dieser Muskeln während des Schlafs ist wahrscheinlich ein beitragender falls nicht sogar ein primärer Faktor für das Auftreten von OSA bei vielen Leidenden. Ein herkömmliches Verfahren der elektrischen Stimulation der Muskeln im oberen Atemweg beinhaltet das Anbringen einer Elektrode in direktem Kontakt mit einer Oberfläche des Patienten und Hindurchleiten eines Stroms durch die Oberflächengewebe zur Stimulation der darunter liegenden Muskeln. Eine intraorale Anwendung wurde beispielsweise entwickelt, die einen elektrischen Strom in der Mundhöhle anlegt, so dass die Kontraktion des Genioglossus-Muskel induziert wird, was die Durchgängigkeit des Atemwegs aufrechterhält. Eine weitere bekannte elektrische Stimulationsanwendung führt der äußeren Oberfläche des Patientenhalses unter dem Kinn elektrische Energie zu, so dass die Kontraktion der darunter liegenden Muskeln des oberen Atemwegs induziert wird.
Die elektromuskuläre Stimulation mittels an der Oberfläche angebrachter Elektroden erzeugt relative große Stromdichten an den Elektrodenstellen. Da diese Stromdichten an der Oberfläche des Patienten angelegt werden, die gewöhnlich eine relativ große Anzahl von Nervenendungen aufweist, können solche elektrischen Stimulationsvorrichtungen in einigen Fällen unerfreuliche Empfindungen hervorrufen, die den Nutzer möglicherweise aus dem Schlaf wecken. Außerdem ist es für einige Patienten unbequem, eine elektrische Stimulationsvorrichtung am Hals oder im Mund zu tragen, während sie schlafen.
Man kann die elektrische Stimulationsvorrichtung auch direkt an den Nerven und/oder Muskeln des oberen Atemwegs anbringen, und zwar über Elektroden, die dem Patienten implantiert werden, so dass eine Spannung in den Muskeln des oberen Atemwegs induziert wird, wodurch verhindert wird, das dieser während des Schlafs kollabiert. Wie bei der Stimulation des Zwerchfellnervs zur Induktion der Respiration sind diese herkömmlichen neuromuskulären elektrischen Stimulationstechniken relativ ineffektiv bei der Nachahmung der natürlichen Funktion der Muskelkontraktion des oberen Atemwegs, die während der normalen Atmung erfolgt. Die normale Atmung beinhaltet eine komplexe Wechselwirkung von Nerven- und/oder Muskelstimulation, die genau zeitlich abgestimmt ist, und die bei genauen Stimulationsmengen erfolgt, damit die Atemwege nicht kollabieren. Eine direkte invasive Stimulation der Nerven und/oder Muskeln, die zu dem oberen Atemweg gehören, zielt spezifisch auf einen Nerv bzw. Muskel und reproduziert daher nicht die gesamte neuromuskuläre Funktion eines normalen Menschen, die an der Aufrechterhaltung der Atemwegsdurchgängigkeit beim normalen Atmen beteiligt ist. Zudem wird eine direkte invasive Stimulation der Nerven und/oder Muskeln, die zu dem oberen Atemweg gehören, als relativ invasives medizinischen Verfahren angesehen und kann daher von einer großen Zahl Patienten und/oder Pflegern nicht befürwortet werden.
Man kann das Schlafapnoesyndrom auch durch die chirurgische Entfernung von Geweben im oberen Atemweg behandeln. Zudem wurden pharmakologische Lösungen eingeschlagen, zumindest in Bezug auf die Behandlung von zentraler Schlafapnoe. Keine dieser Therapien ist jedoch in allen Fällen erfolgreich. Die chirurgische Entfernung von Gewebe ist invasiv, bringt ein Potential für Komplikationen ein, die Langzeitauswirkungen sind nicht bekannt, und sie ist nur geringfügig erfolgreich. Die pharmakologische Therapie ist im Allgemeinen weniger als zufrieden stellend, und es kommt oft zu Nebenreaktionen.
Viele Patienten leiden zusätzlich zu oder außer dem Schlafapnoesyndrom an Schlafstörungen. Viele Menschen haben beispielsweise Schwierigkeiten beim Einschlafen. Obschon die pathologischen Ursachen für die Einschlafschwierigkeiten mancher Leute wahrscheinlich nicht bekannt sind, gibt es viele pharmakologische Lösungen zur Unterstützung einer Person beim Einschlafen. Diese Medikamente, die im Wesentlichen Relaxantien sind, sind jedoch für einige Personen ungeeignet, und zwar aufgrund von ungewünschten, bekannten oder unbekannten Medikamentenwechselwirkungen, und daher werden sie beispielsweise von einigen Patienten und/oder Pflegern nicht befürwortet. Zudem können diese Medikamente ungewünschte Nebenwirkungen hervorrufen, wie übermäßige Schläfrigkeit. Ernster ausgedrückt, können diese Medikationen kontraindiziert sein, und stellen daher ein Gesundheitsrisiko dar.
Es ist ebenfalls bekannt, dass man den Schlaf induzieren kann, wenn man den Patient physikalisch schaukelt. Zu diesem Zweck wurden Betten mit mechanischen Schaukelmechanismen entwickelt. Man kann jedoch davon ausgehen, dass die Schaukelbewegung nicht von dem Bettgefährten des Patienten vertragen wird. Zudem erfordert die Bereitstellung eines Betts, das einen Erwachsenen schaukeln kann, relativ teure, mechanisch komplizierte und potentiell geräuschvolle Schaukelmechanismen, damit sich das Bett in der gewünschten Schaukelrichtung bewegt. Zudem sind solche Schaukelbetten gewöhnlich sperrig, ästhetisch unansprechend und in manchen Wohnstätten nicht praktisch.
Obwohl es nicht mit Atmung oder Schlaf zusammenhängt, ist eine weitere interessierende Disjunktion in Bezug auf die vorliegende Erfindung Schwindel und/oder Benommenheit, d. h. Störungen, bei denen die Leidenden das Gefühl haben, dass sie oder ihre Umgebungen sich drehen. Diese Störungen können durch pathologische Ursachen oder von der physischen Bewegung des Nutzers, wie das Drehen in einer disorientierenden Weise, induziert werden. Schwindel kann ebenfalls das Ergebnis einer Innenohrstörung sein, die das Gleichgewichtssystem des Patienten beeinträchtigt. Je nach dem zugrunde liegenden Grund umfasst die Behandlung dieser Störungen physische Therapie, kraniale Manipulation, Operation und pharmakologische Intervention. Einige Ursachen für Schwindel und/oder Benommenheit können jedoch nicht geheilt oder behandelt werden. Die gängigen physischen Therapien, kranialen Manipulationsbehandlungen und Operationen sind darüber hinaus zeitaufwändig, sind womöglich nur mäßig effizient oder sind nur für bestimmte Krankheitstypen effizient. Pharmakologische Behandlungen können ungewünschte Nebenwirkungen erzeugen und können keine sofortige Linderung verschaffen.
Das Dokument WO 00/66215 zeigt ein Vestibulum-Stimulationssystem mit zwei nicht invasiven Elektroden, die im Patienten ein Schaukelgefühl hervorrufen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist folglich die Bereitstellung eines Systems, das die Nachteile der Behandlungstechniken des Standes der Technik bewältigt. Diese allgemeine Aufgabe wird nach Anspruch 1 erzielt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 offenbart.
Eine Steigerung oder Steuerung der natürlichen Atemfunktion eines Patienten erfolgt in einer Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, durch Stimulieren des Verstibulum-Nervs und/oder eines oder mehrerer Nervenäste, die zum Verstibulum-Nerv gehören, und zwar direkt oder indirekt, so dass eine neurale Übertragung im Verstibulum-Nerv induziert wird. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Verstibulum-Nerv und den Nerven, die mit der Atmung zusammenhängen, wie Zwerchfell-, Hypoglossus- und rückläufiger Kehlkopf-Nerv, induziert die im Verstibulum-Nerv induzierte Stimulation die Stimulation in den Nerven, die mit der Atmung zusammenhängen, so dass der Patient zur Atmung veranlasst oder bei der Atmung unterstützt wird. Durch Induktion einer neuralen Übertragung in dem Vestibulum-Nerv kann das Verstibulum-Stimulationssystem zur Steuerung von einem oder mehreren Parametern verwendet werden, die mit der Atmung des Patienten zusammenhängen, wie Einstellen des Beginns der Einatmung, die Dauer und/oder Kraft der Atmungsleistung. Für einen Patienten mit gestörter Atmungsleistung kann die Stimulation des Vestibulum-Systems verwendet werden, um die Ventilation des Patienten zu unterstützen. Atmet der Patient allein, aber nicht in einem angemessenen Maße, kann die Stimulation des Vestibulum-Systems die natürliche respiratorische Funktion des Patienten steigern, damit die Atmungsleistung des Patienten gesteigert wird. Bei einer Ausführungsform schlägt die vorliegende Erfindung die Verwendung von mindestens einem Sensor und einem Steueralgorithmus oder Algorithmen, die die Triggerung der Vestibulum-Stimulation mit dem Atmungszyklus des Patienten synchronisieren, vor. Die vorliegende Erfindung schlägt auch die Zufuhr einer über die Zeit variierenden Stimulationsenergie bereit, zu mindestens einem Teil des Vestibulumsystems vor, ungeachtet des Atmungszyklus des Patienten. In diesem Fall synchronisiert die Patientin oder der Patient ihren bzw. seinen Atmungszyklus mit diesem Stimulationszyklus.
Da die Stimulation des Verstibulum-Nervs die Stimulation im Hypoglossus- und rückläufigen Kehlkopf-Nerv hervorruft, kann die Stimulation des Vestibulum-Systems ebenfalls in einer Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, verwendet werden damit die Atemwegsdurchgängigkeit zur Behandlung von OSA und dem Widerstandssysndrom der oberen Atemwege aufrechterhalten wird. Ein Sensor erfasst vorzugsweise den Atmungszyklus des Patienten, wie durch Überwachung der Atmung, und das Steuersystem überträgt die Stimulation an das Vestibulum-System zu einer geeigneten Zeit, Dauer und Muster während des Atmungszyklus, so dass die Durchgängigkeit der Atemwege des Patienten erhalten bleibt.
Die Induktion oder die Steigerung von Schlaf erfolgt in einer Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, durch rhythmisches Stimulieren des Vestibulum-Systems, beispielsweise Bogengang, Sacculus, Utriculus und/oder Ampullen oder der Nervenäste, die mit diesen Strukturen zusammenhängen, so dass ein gleichförmiges Schaukelgefühl im Patient erzeugt wird. Beispielsweise können Stellen auf einer oder mehreren Bogengängen, Sacculi, und/oder Utriculi derart stimuliert werden, dass die Flüssigkeit im Bogengang hin- und herbewegt wird, so dass ein Schaukelgefühl erzeugt wird. Dieses künstlich erzeugte Schaukelgefühl, wie das tatsächliche Schaukeln, das durch ein physikalisches Schaukeln des Patientenbetts erzeugt wird, hilft dem Patienten zu entspannen und schließlich einzuschlafen, und fördert den Schlaf, sobald der Patient eingeschlafen ist.
Die Bekämpfung von Schwindel und/oder Benommenheit erfolgt in einer Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, indem das Vestibulum-System derart stimuliert wird, dass die Signale aus dem Vestibulum-System ausgeblendet werden, die ansonsten vom Gehirn als Drehgefühl interpretiert werden. Ein Sensor erfasst vorzugsweise die Bewegung des Patienten und/oder die ungewöhnliche Aktivität von den Nerven im Innenöhr und bewirkt, dass das Vestibulum-Stimulationssystem der vorliegenden Erfindung diese Bewegung und/oder unübliche Nervenaktivität kompensiert, indem das Vestibulumsystem derart stimuliert wird, dass diejenigen Signale ausgeblendet werden, die ein Drehen und/oder ungewöhnliche Nervensignale anzeigen. Somit erfolgt die Stimulation des Vestibulumsystems nur dann, wenn die Signale aus dem Vestibulumsystem durch das Gehirn als Drehgefühl interpretiert werden und/oder wenn die Signale aus dem Vestibulumsystem nicht normal sind, die nicht behandelt, bewirken, dass der Patient Schwindelgefühle erleidet.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie Verfahren zum Ablauf und Funktionen der verwandten Elemente von Struktur und Kombination von Teilen und Ökonomien der Herstellung werden bei der Betrachtung der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die jeweils einen Teil dieser Patentanmeldung bilden, wobei gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren darstellen. Es versteht sich jedoch ausdrücklich, dass die Zeichnungen lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dienen und keinesfalls als Definition der Einschränkungen der Erfindung verstanden werden sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 eine schematische Zeichnung eines Vestibulum-Stimulationssystems gemäß den erfindungsgemäßen Prinzipien;
2, eine Seitenansicht eines menschlichen Kopfes, die Positionierung eines Vestibulum-Stimulationssystems mit Oberflächenelektroden als stimulierendes Element gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
3, eine Schnittansicht eines Teils der menschlichen Anatomie, das Innenohr und schematisch ein Vestibulum-Stimulationssystem gemäß einer Anordnung;
4, eine Schnittansicht eines Teils der menschlichen Anatomie, ebenfalls das Innenohr und schematisch die Stelle der Stimulationselektroden auf dem Vestibulum-Nerv und den Nervenästen;
5, ein Teil des Innenohrs, zusätzliche Stimulationsstellen und Stimulationselemente;
6, eine Schnittansicht eines Teils der menschlichen Anatomie, das Innenohr und schematisch ein Vestibulum-Stimulationssystem mit einem Sensor, der sich im Mesopharynx des Patienten befindet, gemäß einer weiteren Anordnung;
7, eine posteromediale Ansicht des Labyrinths und zugehörige Nerven, die Stimulationsstellen zum Steigern bzw. Steuern der Patientenatmung;
8, eine weitere posteromediale Ansicht des Labyrinths und zugehörige Nerven, die Stimulationsstellen zur Induktion des Schlafs und
9, 10 und 11 schematische Darstellungen alternativer Techniken zum Stimulieren eines Patienten-Vestibulum-System gemäß den erfindungsgemäßen Prinzipien.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Vestibulum-Stimulationssystems 30 gemäß den erfindungsgemäßen Prinzipen. Das Vestibulum-Stimulationssystem 30 ist eine Vorrichtung, die Teile des Labyrinths stimuliert, die mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängen und/oder zugehörige Nerven, so dass der Patient einen therapeutischen Nutzen erfährt. Insbesondere schlägt die hier beanspruchte Erfindung die nicht-invasive Stimulation der Rezeptoren des Labyrinths vor, die mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängen, und/oder der Nerven oder Nervenäste, die zu diesen Rezeptoren gehören, einschließlich Sacculus, Utriculus, Bogengänge, Vestibulum-Nuklei, Vestibulum-Nerv und seiner Nervenäste. Man kann mindestens eine dieser Stimulationsstellen stimulieren, so dass eine oder mehrere der folgenden Funktionen ausgeübt wird: a) Steigern oder Unterstützen der natürlichen respiratorischen Funktion eines Patienten, b) Öffnen des Patienten-Atemwegs, c) Induzieren oder Fördern des Schlafs, und d) Bekämpfung von Schwindel. Die Einzelheiten der jeweiligen Stellen der Stimulation und die bevorzugten Stimulationsmechanismen zur Erzielung jeder dieser Funktionen sind nachstehend beschrieben. Eine allgemeine Beschreibung des erfindungsgemäßen Stimulationssystems wird jedoch zuerst gegeben. Man beachte, dass das Stimulationssystem der vorliegenden Erfindung über die vorliegende Offenbarung als "Vestibulum-Stimulationssystem" bezeichnet wird, weil die interessierenden Stimulationsstellen in der vorliegenden Erfindung die vorstehend genannten Strukturen und/oder Gewebe des menschlichen Innenohrs sind, die mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängen, der gemeinhin als das Vestibulum-System bezeichnet wird.
Der 1 zufolge umfasst das Vestibulum-Stimulationssystem 30 die folgenden drei Komponenten: ein Stimulationselement 32, das die tatsächliche Stimulation des Gewebes durchführt, einen Sensor 34 zur Erfassung eines physiologischen Zustands des Patienten und eine Energie/Steuereinheit 36, die die Signale empfängt, welche von dem Sensor 34 bereitgestellt werden und die bewirkt, dass die Stimulationsenergie in einer geeigneten Zeit, Menge, Muster und/oder Frequenz an das Stimulationselement 32 geleitet wird, so dass die gewünschte physiologische Funktion erzielt wird. Es gibt offensichtlich Fälle, bei denen die Erfassung eines physiologischen Zustands des Patienten zur Bereitstellung der geeigneten Stimulation nicht nötig ist. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stimuliert das Stimulationssystem den Patienten, unabhängig vom Zustand oder dem respiratorischen Zustand des Patienten. In diesem Fall kann der Sensor weg gelassen oder zu einem An/Aus-Schalter vereinfacht werden, der die Zufuhr von Stimulationsenergie über die Energie/Steuereinheit deaktiviert.
Das Stimulationselement 32 ist eine beliebige Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen, die eine Zielstelle gesteuert stimuliert. Wie oben erwähnt sind die jeweiligen Stimulationsstellen von Interesse in der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere der Folgenden und/oder eine Kombination davon: der Vestibulum-Nerv, Teile des Vestibulum-Nervs, die Äste des Vestibulum-Nervs oder Teile davon, jeder der Bogengänge (anterior, posterior und lateral) oder Teile davon, Schenkel der Bogengänge, Utriculus, Sacculus, und Ampullen. Es versteht sich, dass die genaue(n) Stimulationsstelle oder -stellen sowie das Verfahren, mit dem die Stellen stimuliert werden, je nach der physiologischen Funktion, die erzielt werden soll, variieren. Die Stimulation jedes dieser Gewebe kann auf der Oberfläche, intern oder in Nachbar-Geweben oder -Strukturen erfolgen. Je nach der verwendeten Stimulationstechnik können zudem die Stimulationsstellen vollständig invasiv, vollständig nicht-invasiv oder eine Kombination davon sein.
Man kann eine oder mehrere der vorstehenden Stimulationsstellen mit einer oder mehreren einer Reihe von Stimulationstechniken stimulieren, wie durch elektrische, mechanische, magnetische, thermische oder chemische Stimulation. Der spezifische Mechanismus oder die Kombination von Mechanismen für die Zufuhr der Stimulation hängt von der verwendeten Stimulationstechnik ab, die von der ausgewählten Stimulationsstelle abhängt. Es folgen Beispiele für geeignete Stimulationstechniken und ihrer Stimulationsmechanismen, die in dem Vestibulum-Stimulationssystem der vorliegenden Erfindung zur Stimulation von einer oder mehreren der vorstehend genannten Stimulationsstellen verwendet werden können.
Elektrische Stimulation – Die vorliegende Erfindung schlägt die Bereitstellung elektrisch leitender Elektroden in, auf und/oder nahe dem zu stimulierenden Gewebe vor, so dass ein elektrischer Strom über die Elektrode zu dem benachbarten Gewebe geleitet werden kann. Die Elektrode oder Elektroden können eine Reihe von Größen und Konfigurationen haben, die von dem bereitzustellenden Stimulationsmuster abhängen. Eine Punktelektrode kann beispielsweise zur Stimulation einer sehr spezifischen Stelle verwendet werden, oder eine Punkt- oder Streifenelektrode kann zur Induktion der Stimulation über einen größeren Bereich bereitgestellt werden. Die Erfindung schlägt zudem die Bereitstellung einer elektrischen Stimulation mittels einer stromgesteuerten Quelle vor, in der der Stromausgang zur Elektrode überwacht wird. Die Stromquelle stellt automatisch den Strom ein, damit dieser auf oder nahe dem gewünschten Stromwert ist, wenn sich beispielsweise der Widerstand des Patienten ändert.
Zudem kann man eine Mikrostimulatorelektrode verwenden, die an der Stimulationsstelle eingeführt wird, und die Energie- und Steuerdaten von einer externen Quelle empfängt, wie einem rf-Feld, das von einem externen Oszillator erzeugt wird.
Eine spezifische Art Streifenelektrode, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, damit ein Nerv stimuliert wird, ist eine Elektroden-Manschette, die einen zu stimulierenden Nerv oder Nervenast ganz oder teilweise umgibt. Da die Manschette den Zielnerv umgibt, kann die Stimulationsenergie durch das Nervengewebe übertragen werden, während eine kollaterale Stimulation anderer Gewebe minimiert wird. Natürlich können mehrfache Elektroden und Elektrodenpaare bereitgestellt werden, damit das gewünschte Stimulationsmuster über den zu stimulierenden Bereich erzielt wird. Man kann auch eine oder mehrere Nadelelektroden in das Innenohr für eine selektive Stimulation eines Nervs, Nervenasts oder eines allgemeinen Bereichs, wie des Sacculus, zur Förderung der gewünschten physiologischen Wirkung einsetzen. Eine Nadelelektrode hat den Vorteil, dass sie eine bestimmte Stelle zur Stimulation anzielen kann.
Mechanische Stimulation – Man kann eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung, wie einen aufblasbaren Ballon, nahe dem zu stimulierenden Gewebe unterbringen, so dass das Aufblasen des Ballons einen Druck auf das Nachbargewebe ausübt. Diese Art von mechanischem Stimulationssystem versorgt den Patienten mit Druckschwankungen, so dass eine bestimmte Empfindung gefördert wird. Ein weiteres Beispiel für eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung, die besonders gut zur Verwendung mit dem Bogengang oder einem Nerv geeignet ist, ist eine Druckmanschette, die entweder vollständig oder teilweise um den zu stimulierenden Gang oder Nerv untergebracht wird, so dass das Aufblasen der Druckmanschette einen Druck auf den darunter liegenden Teil des Bogengangs oder Nervs ausübt. Eine weitere mechanische Stimulationsvorrichtung ist ein Vibrationselement, das eine mechanische Vibration bei einer ausgewählten Frequenz erzeugt.
Schall-Stimulation – Man kann den Vestibulumbereich oder bestimmte Stellen in diesem Bereich mit einer Schall- oder Ultraschall-Vorrichtung stimulieren, die eine Stimulation auf einer Trägerwelle gewöhnlich über 20000 Hz abgibt, was nicht im hörbaren Bereich für Menschen ist.
Magnetstimulation – Man kann einen Magnetfeldgenerator in der Form von einer oder mehreren Spulen in und/oder nahe dem Innenohr bereitstellen. Die Spulen erzeugen ein über die Zeit veränderliches Magnetfeld, das ein räumlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt, das im Zielgewebe eine Stimulation induziert. Zudem können Fokussierungselemente, wie ferromagnetische Materialimplantate in oder nahe dem Zielgewebe bereitgestellt werden, so dass das Magnetfeld, und somit das elektrische Feld, an einer bestimmten Stelle fokussiert oder geformt wird.
Thermische Stimulation – Man kann eine Stimulationsvorrichtung bereitstellen, die Temperaturänderungen verwendet, damit eine Stimulation des Patientengewebes induziert wird. Beispiele für diese Vorrichtungen, die eine Temperaturänderung induzieren, umfassen eine Laser-, Infrarot-Vorrichtung oder eine Vorrichtung, die zur Stimulationsstelle erwärmte oder gekühlte Flüssigkeit leitet.
Chemische Stimulation – Man kann eine Vorrichtung bereitstellen, die Chemikalien einbringt, oder die chemische Reaktionen an einer Stimulationsstelle hervorruft, so dass die Stimulation an dieser Stelle gesteuert wird. Eine Injektions- oder Medizinpumpe kann beispielsweise am Innenohr bereitgestellt werden, so dass die gewünschte Stimulationsmedikation an der Stimulationsstelle eingebracht wird.
Radiofrequenz-Stimulation – Man kann Radiofrequenz-Wellenlängen verwenden, die von einer geeigneten Vorrichtung erzeugt werden, so dass die gewünschte Stimulation herbeigeführt wird. Die Stimulation kann beispielsweise wie oben erwähnt induziert werden, indem Energie- und Steuerdaten mittels Radiofrequenz (rf) bereitgestellt werden, die von einer oder mehreren Mikrostimulatoren empfangen werden, die im Patient implantiert sind. Verschiedene Mikrostimulatoren, die an verschiedenen Stellen im Patient implantiert sind, können auf verschiedene Frequenzen eingestellt werden, so dass eine große Vielzahl von Stimulationsmustern erzielt werden kann.
Infrarot-Stimulation – Man kann die Infrarot-Technologie verwenden, um Patientengewebe zu stimulieren. Kurzwellen- 7200 bis 15000 Å oder Langwellen- 15000 bis 150000 Å-Systeme können zur Stimulation der Zielstelle verwendet werden.
Diese Liste der Stimulationstechniken ist selbstverständlich nicht erschöpfend oder ausschließend. Dagegen kann man jede Stimulationstechnik oder -vorrichtung verwenden, die bei Einsatz die gewünschte Stimulationsfunktion ausübt. Die Auswahl und verschiedene Arten geeigneter Stimulationsvorrichtungen, die sich bei der Verwendung zur Erzielung der gewünschten physiologischen Funktion der vorliegenden Erfindung eignen, werden besser anhand der nachstehend aufgeführten Diskussion der jeweiligen Anwendungen des erfindungsgemäßen Stimulationssystems verstanden.
Der Sensor 34 ist eine Vorrichtung, die einen physiologischen Zustand des Patienten oder die externen Zustände, die der Patient erfährt, erfasst, und diese Information zur Energie/Steuereinheit 36 weiterleitet. Man kann davon ausgehen, dass der spezifische Sensortyp, der mit dem erfindungsgemäßen Stimulationssystem zur Überwachung von einem oder mehreren dieser Parameter verwendet wird, vom interessierenden Parameter abhängt. Trotzdem umfassen Beispiele für geeignete Sensoren zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung: 1) einen Drucksensor, der einen Druck eines Fluids ermittelt, 2) einen Strömungssensor, der einen Fluidstrom ermittelt, 3) einen Leistungssensor, der Ausdehnung und Kontraktion des Thorax ermittelt, 4) ein Oximeter, 5) einen Temperatursensor, 6) ein Mikrophon, 7) einen Nervenaktivitäts- oder Leitungssensor, 8) einen EMG-Sensor, 9) einen EEG-Sensor, 10) einen EOG-Sensor und 11) ein Accelerometer. Einzelheiten, wie jeder dieser Sensoren optimal zusammen mit dem erfindungsgemäßen Vestibulum-Stimulationssystem verwendet wird, werden nachstehend bereitgestellt.
Diese Liste geeigneter Sensoren ist ebenfalls selbstverständlich nicht erschöpfend oder ausschließend. Die vorliegende Erfindung schlägt dagegen die Verwendung jedes Sensors vor, der eine interessierende Eigenschaft des Patienten, wie den Atemzyklus des Patienten erfassen oder überwachen kann und der ein Signal liefert, das dieses anzeigt. Wie bei Stimulationselement 32 kann die Auswahl und verschiedene Arten geeigneter Sensoren zur Verwendung mit jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform aus den Diskussionen der jeweiligen Anwendungen des erfindungsgemäßen Stimulationssystems erwogen werden.
Die Energie/Steuereinheit 36 ist eine beliebige Vorrichtung, die den Patient über das Stimulationselement mit Stimulationsenergie versorgt, und die die Anwendung dieser Energie steuern kann. Die Energie/Steuereinheit 36 ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine wieder aufladbare Batterie mit Impulsformvorrichtung, die die Form, Frequenz und Amplitude von Impulsen der Stimulationsenergie moduliert, welche dem Stimulationselement über die Batterie zugeführt wird. Die Energie/Steuervorrichtung enthält vorzugsweise auch einen Prozessor, der Signale von Sensor 34 empfangen kann und die Anwendung von Stimulationsenergie steuern kann, d. h. Form, Zeit, Frequenz, und/oder Amplitude der Impulse, die auf das Stimulationselement ausgeübt werden, und zwar auf der Basis der Eingangssignale von Sensor 34, damit die gewünschte physiologische Funktion erzielt wird. Wird der Sensor 34 weggelassen, stellt natürlich die Energie/Steuervorrichtung die Stimulationsenergie gemäß festgelegten Kriterien bereit.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, dass die Energie/Steuereinheit 36 eine "Intelligenz"-Eigenschaft aufweisen kann, die relativ komplexe Steuerfunktionen bereitstellt, wie angepasstes Steuern der Stimulationsenergie, Kompensieren auf Änderungen bei überwachten Parametern, Gestatten, dass der Nutzer die Steuerbereiche festlegt, und Ermitteln zwischen interessierenden Ereignissen, wie Atmung und Schnarchen und Störgeräuschen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versorgt der Nutzer oder der Hersteller die Energie/Steuereinheit mit den Stimulationsparametern, wie Intensität, Frequenz, Zwischenimpulsdauer, damit der Patient mit der Stimulationsenergie versorgt wird. Danach kann der Patient diese Parameter ändern oder die Steuereinheit kann diese adaptiv ändern, so dass die Erregungsrate des Zielnervs steuerbar ist, und die gewünschte Stimulationsfunktion erzeugt wird.
Diese intelligente Eigenschaft kann durch eine Reihe von Steuertechniken bereitgestellt werden, wie Festparametersteuerung, wobei die Steuereinheit eine bestimmte Wirkung hervorruft, wenn ein bestimmter Parameter erfasst wird, Steuerung auf Schwellenwertbasis, wobei die Steuereinheit ein Eingangssignal mit einer Schwelle vergleicht, so dass bestimmt wird, ob eine Wirkung erforderlich ist, Steuerung auf Regelbasis, Fuzzy-Elektronik und Steuerung über neurales Netzwerk. Die Energie/Steuereinheit 36 befindet sich außerhalb des Patienten, vollständig im Patienten oder eine Kombination davon. Einzelheiten der Funktion der Energie/Steuereinheit zur Steuerung der Stimulationsenergie, mit der der Patient versorgt wird, und bestimmte Beispiele dieser Vorrichtung werden nachstehend erläutert.
Die 2, 3 und 4 veranschaulichen beispielhafte Anordnungen der Vestibulum-Stimulationssysteme 30. In der 2 ist die Vestibulum-Stimulation 30 insofern ein vollständig nicht-invasives System, als sich kein Teil des Systems im Patient befindet. Das Vestibulum-Stimulationssystem 30 in der 2 umfasst ein Stimulationselement 33 in der Form einer Oberflächenelektrode, die sich auf der Oberfläche des Patienten, direkt hinter dem Ohr befindet, so dass die Elektrode gewöhnlich über dem Vestibulumsystem liegt. Die verbleibenden Teile des Stimulationssystems, wie Energiezufuhr- und Steuereinheit 36, werden am Ohr auf die gleiche Weise wie bei einem gewöhnlichen Hörgerät getragen. Bei Aktivierung versorgt die Energiezufuhr- und Steuereinheit 36 die Elektrode 33 mit Energie und sendet einen Stimulationsstrom an das Vestibulumsystem an den Patienten.
In der 3 ist das Vestibulumsystem 30' ein invasives System, das den Vestibulum-Nerv und/oder seine Äste direkt stimuliert. Das Vestibulum-Stimulationssystem 30' von 3 umfasst die Stimulationselemente 38 und 40, welches Elektroden sind, die direkt auf oder nahe dem Vestibulumnerv 42 und Nervenästen 44 angebracht werden, die zum Vestibulumnerv führen. Man kann die Elektroden 38 und/oder 40 in Bezug auf den Vestibulumnerv 38 und/oder den Nervenästen 44, die damit zusammenhängen, positionieren, und zwar an einer Reihe von Stellen an diesen Nerven oder Nervenästen, so lange sie derart positioniert werden, dass die Stimulation im zugehörigen Nerv induziert wird. Die Elektrode 38 kann beispielsweise auf dem Vestibulumganglion 41 bereitgestellt werden. Die Nervenäste 44 sind diejenigen Nerven, die mit den Rezeptoren des Labyrinths verbunden sind, das mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängt, wie den Bogengängen 46a, den Ampullen 46b, dem Utriculus 46c und dem Sacculus 46d. Man beachte, dass die Bogengänge, Ampullen, Utriculus und Sacculus allgemein durch die Bezugszahl 46 in der 3 identifiziert werden, jedoch sind sie genauer in der 4 gezeigt. Die Nervenäste 44 vereinen sich und bilden den Vestibulumnerv 42.
Die 4 veranschaulicht eingehender das Innenohr und die Unterbringung der Elektroden 40a bis 40e auf den Nervenästen 44 und die Unterbringung der Elektrode 38 auf dem Vestibulumnerv 42. Die Elektroden 40a bis 40e werden gewöhnlich in der 3 als Elektroden 40 gezeigt. Die Anzahl der Elektroden und ihre Stellen können selbstverständlich variieren, und die Elektrodenstimulatoren brauchen selbstverständlich nicht auf jedem Nervenast untergebracht zu werden. Die Elektrode 38 auf dem Vestibulumnerv 42 oder eine oder mehrere Elektroden 40a bis 40e auf den Nervenästen 44 können weggelassen werden, wenn. die gewünschte Stimulationswirkung durch Stimulation eines anderen Nervs oder anderer Nerven erfolgt. Idealerweise sollte die Anzahl der Elektroden bei der Bereitstellung der gewünschten Stimulationswirkung auf einem Minimum gehalten werden.
Ebenfalls in der 3 in der veranschaulichten Anordnung umfasst die Energie/Steuereinheit 36 des Vestibulum-Stimulationssystems 30' eine Signalempfangsvorrichtung 48, das in der Tympanalhöhle 50 auf der Innenseite von Trommelfell 52 implantiert ist. Ein Signalgeber 56 befindet sich auf der äußeren Seite von Trommelfell 52 im Gehörgang 58. Eine oder mehrere Leitungen 54 verbinden die Signalempfangsvorrichtung 48 jeweils mit den Elektroden 38 und/oder 40, so dass jede Elektrode einzeln oder in Kombination mit Energie versorgt werden kann. Diese Konfiguration ermöglicht beispielsweise die simultane Stimulation mehrfacher Elektroden an mehreren Stellen auf der Basis einer gemeinsamen Stimulationsquelle aus der Signalempfangsvorrichtung 48. Zudem ermöglicht diese Konfiguration eine unabhängige Steuerung von einer oder mehreren Elektroden, so dass ein großer Grad von Flexibilität für verschiedene Arten von Stimulationsmustern geschaffen werden kann, die auf das Vestibulumsystem des Patienten ausgeübt werden können. Man kann beispielsweise zwischen Stellen stimulieren, beispielsweise von 40a nach 40b, 40a nach 40c, 40b nach 40c usw.
Der Signalgeber 56 kommuniziert mit dem Signalempfänger 48 und bewirkt, dass der Signalempfänger die Stimulationselektroden 38 und/oder 40 mit Stimulationsenergie versorgt. Bei einer Anordnung erzeugt der Signalgeber 56 ein elektromagnetisches Feld, das einen Strom in der Signalempfangsvorrichtung 48 erzeugt, der dann auf die Elektroden 38 und/oder 40 übertragen wird. Wird jedoch die Signalempfangsvorrichtung 48 mit einer eigenen Energieversorgung ausgestattet, sind die Signale vom Signalgeber 56 Befehls- und Steuersignale, die vorschreiben, wie und wann die Stimulationsenergie von der Signalempfangsvorrichtung 48 ausgegeben wird. Man beachte, dass der Signalgeber 56 nicht im Gehörgang bereitgestellt werden muss, wie gezeigt, wenn sein Übertragungsbereich so groß ist, dass er über größere Entfernungen überträgt.
Man kann die Signalempfangsvorrichtung 48 und die Leitungen 54 weglassen und stattdessen ein Elektromagnetfeld einsetzen, das von Signalgeber 56 produziert wird, und direkt Stimulationsimpulse an den Elektroden oder an der Stimulationsstelle induziert. Mit Hilfe einer magnetischen Stimulation kann man eine Stimulation im Zielgewebe induzieren. In diesem Fall arbeiten die Spule(n), die das Magnetfeld erzeugen, als Signalgeber 56, und die Elektroden 38 und/oder 40 können weggelassen werden. Alternativ können ferromagnetische Vorrichtungen, die die erzeugten Felder formen, an oder nahe den Stimulationsstellen bereitgestellt werden, und die zum Großteil mit der gleichen Kapazität wie die Elektroden 38 und/oder 40 arbeiten, so dass gewährleistet ist, dass die Zielstelle angemessen und korrekt stimuliert wird.
Man kann einen oder mehrere Mikrostimulatoren, die die Energie und Daten von einer externen Quelle über rf-Frequenzen empfangen, im Patienten implantieren, die als Elektroden 38 und/oder 40 arbeiten. In diesem Fall arbeitet der rf-Oszillator als Signalgeber 56 und befindet sich außerhalb des Patienten, beispielsweise am Bett des Patienten.
Eine Energie/Steuereinheit 60, die ähnlich wenn nicht gar genauso arbeitet wie die vorstehend erläuterte Energie/Steuereinheit 36, bewirkt, dass der Signalgeber 56 das Elektromagnetfeld oder einen anderen Kupplungsmechanismus erzeugt, der die Stimulation induziert. Bei der veranschaulichten Anordnung kommuniziert mindestens ein Sensor 34 mit der Energie/Steuereinheit 60, so dass ein Eingangssignal bereitgestellt wird, das von der Steuereinheit verwendet wird, um zu bestimmen, wann das Elektromagnetfeld erzeugt werden soll. Wie nachstehend eingehender erörtert hängt der spezifische Typ des oder der verwendeten Sensoren und wie die Steuereinheit die empfangenen Signale verwendet, damit die Stimulationselemente 38 und/oder 40 mit Stimulationsenergie versorgt werden, von der physiologischen Funktion ab, die als Folge der Stimulation des Vestibulumsystems erzielt werden soll. Die Energie/Steuereinheit 60 befindet sich vorzugsweise außerhalb des Patienten, damit die Energiequelle einfach wieder aufgeladen oder ersetzt werden kann. Der Sensor 34 befindet sich gewöhnlich außerhalb des Patienten. Der Sensor 34 kann jedoch in den Patienten implantiert werden, wenn der überwachte Parameter eine invasive Stelle für den Sensor erfordert und/oder ermöglicht.
Wie oben erwähnt schlägt die vorliegende Erfindung die Stimulation von einer oder mehreren Stellen im Innenohr vor, die mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängen, und zwar zusätzlich zu oder anstelle der direkten Stimulation des Vestibulumnervs und seiner Äste, wie in den 2, 3 und 4 gezeigt, damit ein Therapie-Nutzen bereitgestellt wird. D. h. es ist nötig, dass der Vestibulumnerv und/oder seine Äste direkt stimuliert werden, damit eine neurale Übertragung im Vestibulumnerv induziert wird. Da der Vestibulumnerv ein afferenter Nerv ist, und er alles stimuliert, bevor er an der Transduktion beteiligt ist, kann die Stimulation an einer oder mehreren Stellen vor dem Vestibulumnerv erfolgen und immer noch die gewünschte neurale Übertragung darin induzieren. Man beachte, dass der Begriff "vor", wie er in diesem Absatz verwendet wird, Teile des Nervs in einer Richtung entgegen der Richtung der normalen Nervenleitung betrifft.
Die 5 veranschaulicht einen Teil des Innenohrs, der zusätzliche Stimulationsstellen zeigt, die sobald sie stimuliert sind, eine neurale Übertragung im Vestibulumnerv induzieren, so dass dem Patient ein Therapievorteil widerfährt. Die Basiskomponenten des in 5 gezeigten Stimulationssystems, sind die gleichen wie in den 2 bis 4, außer den Stimulationsstellen. Für Veranschaulichungszwecke ist eine Reihe von Stimulationsvorrichtungen in dieser Anordnung gezeigt, die als Stimulationselement 32 dienen. Die 5 veranschaulicht beispielsweise ein Paar Manschetten 62a und 62b, die voneinander beabstandet sind und jeweils einen Teil des posterioren Bogengangs 46a' umgeben. Die Manschetten 62a und 62b können Elektroden oder Druckbeaufschlagungsvorrichtungen sein, die eine Kraft auf den Bogengang ausüben. Zudem veranschaulicht die 5 Elektroden oder Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 64, 66 und 68, die sich auf einer Ampulle 46b befinden, und Teile des Utriculus 46c zur Stimulation dieser Strukturen. Zudem zeigt die 5 Elektroden oder Druckbeaufschlagungsvorrichtungen 70 und 72, die sich auf beiden Seiten des posterioren Bogengangs 46a' befinden. Man kann selbstverständlich die Außenseite der Bogengänge wie gezeigt stimulieren, sowie innerhalb der Bogengänge stimulieren. Die Leitung oder Leitungen 54 verbinden die Signalempfangsvorrichtung 48 mit jedem dieser Stimulationselemente, so dass die geeignete Stimulationsenergie oder der Stimulationsimpuls bereitgestellt wird, wie ein Strom im Falle einer Elektrode oder ein aufblähendes Fluid bei einer Druckbeaufschlagungsvorrichtung.
Die Konfiguration für das Vestibulum-Stimulationssystem 30, 30', das in den 2 bis 5 gezeigt ist, ist insofern vorteilhaft, als es die Anzahl und Komplexität der Komponenten minimiert, die sich in dem Patient befinden. Die Energiezufuhr kann selbstverständlich eine oder mehrere Miniaturbatterien enthalten, die in dem Patienten implantiert sind, anstelle des in den Figuren gezeigten Stromkopplungssystems. Ein solches implantiertes Batteriesystem steigert jedoch die Menge an Fremdgegenständen, die in dem Patienten angeordnet werden müssen. Muss man zudem die Batterien an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt ersetzen, wird eine weitere Operation erforderlich.
Die Konfiguration für das Vestibulum-Stimulationssystem 30, 30', das in 2 bis 5 gezeigt ist, ist insofern weiter vorteilhaft, als keine Elemente des Systems die Gewebe des Patienten von innen nach außen durchdringen. Man kann auch selbstverständlich die Signalempfangsvorrichtung 48 und die Verlängerungsleitungen 54 außerhalb des Körpers, wie durch das Trommelfell oder das umgebende Gewebe, zur Versorgung der Elektroden mit Energie weglassen. Alternativ können die Elektroden 38 und/oder 40 relativ steife Nadelelektroden sein, die durch das Trommelfell stechen, wobei beispielsweise das distale Ende außerhalb des Patienten verbleibt. In dieser Konfiguration müssen die Leitungen oder Elektroden physikalisch von einer inneren Stelle im Patient zu einer äußeren Stelle gelangen, so dass sie an die Energie/Steuereinheit angeschlossen werden können. Diese Anordnung stellt zwar einen guten Leitungsweg für die Stimulationsenergie dar und minimiert die Menge fremder Gegenstände, die sich im Patient befinden, wenn ein fremder Gegenstand durch das Patientengewebe verläuft, so dass ein Weg vom Inneren zum Äußeren des Patienten bereitgestellt wird, jedoch stellt dies eine potentielle Infektionsstelle dar oder stellt einen Weg dar, über den Infektionen in den Körper gelangen können.
Die 2, 3 und 4 veranschaulichen zwar ein Elektrodenstimulationssystem, jedoch kann selbstverständlich jede der vorstehend genannten Stimulationstechniken eingesetzt werden, damit das Vestibulum-Stimulationssystem des Patienten stimuliert wird. Die Elektroden 38 und/oder 40 können beispielsweise durch Druckmanschetten ersetzt werden, die einen physikalischen Druck auf das sensorische Vestibulum-Gewebe ausüben. Aus den folgenden Diskussionen der physiologischen Funktionen, die durch das erfindungsgemäße Stimulationssystem erzielt werden können, geht hervor, dass die vorliegende Erfindung andere oder zusätzliche Stimulationsstellen im Innenohr zu den in den 2, 3 und 4 gezeigten Stimulationsstellen vorschlägt. Die gleiche Stimulationswirkung, die durch direkte Stimulation des Vestibulum-Nervs bewerkstelligt wird, kann durch allgemeine Stimulation der Teile des Labyrinths erfolgen, die mit dem Gleichgewichtssinn zusammenhängen. Für eine Diskussion anderer beispielhafter Stimulationsstellen der vorliegenden Erfindung kann 5 herangezogen werden.
Steigerung und/oder Steuerung der Atmungsfunktion eines Patienten.
Bei einer Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, wird das Vestibulum-Stimulationssystem 30, 30' zur Bewerkstelligung der physiologischen Funktion zur Steigerung der Atmungsleistung eines Patienten verwendet. Dies erfolgt durch Stimulation des Vestibulumnervs entweder direkt, wie in den 3 und 4 gezeigt, oder indirekt, wie in den 2 und 5 gezeigt, in Synchronisation mit dem Atmungszyklus des Patienten. Einzelheiten dieser Anordnung werden nachstehend anhand der 2 bis 7 erläutert.
Der Vestibulumnerv 42 ist wie oben erwähnt polysynaptisch mit dem Zwerchfellnerv, Abdominalverv, Hypoglossusnerv und dem rückläufigen Kehlkopfnerv verbunden, die jeweils mit der Muskulatur des Atmungssystems zusammenhängen. Aus diesem Grund hat die Stimulation des Vestibulumnervs die Wirkung der Stimulation aller anderen atmungsbezogener Nerven auf einem Makroniveau. Dies wiederum induziert oder steigert die Kontraktion der respiratorischen Muskeln, wodurch die Gesamtatmungsfunktion des Patienten unterstützt oder gesteigert wird. Durch Variieren des Stimulationsniveaus der Vestibulumsystems kann das erfindungsgemäße System den Grad der ventilatorischen Unterstützung, die der Patient erfährt, gesteuert werden.
Wie oben erwähnt schafft die Stimulation des Vestibulumsystems auf diese Weise eine Makrostimulation vieler, wenn nicht aller Atmungsmuskeln, wie Zwerchfell- oder Interkostal-Muskeln, während die Stimulation auf eine relativ kleine Stelle zielt. Herkömmliche Elektroventilationssysteme zielen dagegen den Zwerchfellnerv, Teile der Zwerchfell-, oder die respiratorischen Muskeln direkt an, siehe beispielsweise US-Patent 4 827 935 und den Artikel von Geddes mit dem Titel "Electrically Produced Artificial Ventilation", veröffentlicht 1988 auf den Seiten 263–271 in Band 22, Nr. 6 einer Zeitschrift mit dem Titel Medical Instrumentation. Demnach schaffen diese Elektroventilationstechniken nur eine Mikrostimulation einer Komponente der Gesamtphysiologie, die mit der Bereitstellung einer Atmungsleistung zusammenhängt.
Bei einer Anordnung wird die Zufuhr der Stimulationsenergie zum Vestibulumsystem mit dem Atemzyklus des Patienten synchronisiert. Bei dieser Anordnung ist der Sensor 34 in dem Vestibulum-Stimulationssystem 30, 30' eine beliebige Vorrichtung, ein Gerät oder System, das die Atmungszyklen eines spontan atmenden Patienten erfassen und/oder überwachen kann, und das zur Unterscheidung zwischen der inspiratorischen und der expiratorischen Phase des Atmungszyklus unterscheiden kann. Man kann beispielsweise die Strömung, den Druck oder das Volumen der Fluide erfassen, die dem Patient beim Atmen zugeführt werden oder von diesem eingeatmet werden. Diese Parameter, die mit der Patientenatmung zusammenhängen können beispielsweise mit einem Pneumotach-Flussmeter in Kommunikation mit dem Atemweg des Patienten erfasst werden. Diese Information kann dann durch Steuereinheit 60 mittels gut bekannter Techniken verarbeitet werden, so dass die Phase des Atemzyklus bestimmt wird.
Man kann auch Atemgeräusche des Patienten erfassen, um zu unterscheiden, wann der Patient ein- und ausatmet. Zudem kann man auch die Bewegung des Patienten, wie das Anheben und Senken der Brust, über Sensor 34 erfassen, so dass die inspiratorischen und expiratorischen Phasen des Atmungszyklus erfasst werden. Zahlreiche Techniken, wie die Widerstand- oder Induktionsgürtel, Drucksensoren und Impedanzpneumographie, sind bekannt für die Erfassung einer solchen Patientenbewegung. Andere geeignete Sensoren, die die Patientenatmung erfassen, umfassen ein Temperaturerfassungssystem, das Temperaturschwankungen erfasst, die mit der Atmung des Patienten einhergehen. Man stellt bekanntlich beispielsweise einen Thermistor bei oder Nahe dem Atemweg des Patienten bereit, so dass die Wärme, die von der ausgeatmeten Luft des Patienten ausgeht, erfasst wird. Wird somit Wärme von einem Sensor erfasst, zeigt dies, dass der Patient die expiratorische Phase des Atemzyklus erreicht hat. Siehe beispielsweise US-Patent 5 190 048 und 5 413 111 , jeweils an Wilkinson, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Zudem kann der Sensor 34 in dieser Ausführungsform die elektrische bzw. neurale Aktivität eines Patienten, die mit einer Patientenatmung einhergeht, erfassen, wie das EMG-Signal vom Zwerchfell, so dass Ein- und Ausatmung erfasst wird.
Bei dieser Anordnung erfolgt eine Stimulation zum Vestibulumsystem in Synchronisation mit der Atmung des Patienten, so dass die Stimulation des Vestibulumnervs 42 in einer angemessenen Zeit erfolgt, die mit dem Beginn der Einatmung zusammenfällt, wodurch die natürliche Atmung des Patienten gesteigert wird. Man kann davon ausgehen, dass die Synchronisation der Stimulation mit der Einatmung des Patienten die Initialisierung der Verfahrens zur Bereitstellung der Stimulationsenergie vor dem Beginn der inspiratorischen Phase erfordert, zur Berücksichtigung jeglicher Zeitverzögerung, die durch das Stimulationssystem eingebracht und jegliche physiologische Zeitverzögerung, wie die Zeit, die es braucht, damit die Stimulationsenergie eine Stimulation in dem Zielgewebe induziert, und die Zeit, die es braucht, dass die Anregung des Vestibulumnerv zu den Portionen des Körpers, wie dem Hirnstamm, wandert, wo sie eine Stimulation in den Nerven induziert, die mit der Atmung zusammenhängen.
Bei einer weiteren Anordnung erfolgt die Stimulation von mindestens einem Teil des Vestibulumsystems unabhängig von dem eigenen Atmungszyklus oder den Leistungen des Patienten. Stattdessen wird die Stimulationsenergie kontinuierlich in einer über die Zeit variierenden Weise zugeführt, wie beispielsweise in der Form einer Sinuswelle. Der Patient synchronisiert natürlicherweise seinen eigenen Atmungszyklus mit dem Stimulationszyklus. Dies stellt insofern eine signifikante Vereinfachung gegenüber einem Stimulationssystem dar, das versucht, die Zufuhr der Stimulation mit. dem Atmungszyklus des Patienten zu synchronisieren, als der Sensor 34 und seine Rückkopplungsfunktionen weggelassen werden. Diese Anordnung bewerkstelligt immer noch effizient die Atmungssteigerung oder Steuerfunktion, weil der Patient natürlicherweise sein eigenes Atmungsmuster an das Stimulationsmuster anpassen möchte, das dem Vestibulum-System durch das Vestibulum-Stimulationssystem auferlegt wird.
Bei einer beispielhaften Konfiguration für diese Anordnung erfolgt die Stimulation direkt am Vestibulumnerv 42 und/oder den Nervenästen 44. Die 3 und 4 veranschaulichen ein System zur Stimulation dieser Nerven. Die 5 veranschaulicht auch das menschliche Innenohr mit einer direkten Stimulation des Vestibulumnervs 42 über die Elektrode 38 mittels Signalempfangsvorrichtung 48. In der in 6 veranschaulichten Ausführungsform wird jedoch ein Drucksensor 74 in dem Nasopharynx 76 bereitgestellt und kommuniziert mit der Signalempfangsvorrichtung 48 über einen Kommunikationsdraht 78, der entlang der Pharyngotympanal(Gehör-)Gang 80, die auch als Eustachische Röhre bezeichnet wird, zwischen Tympanalhöhle 50 und Nasopharynx 76 verläuft. Aufgrund seines Standorts im Nasopharynx erfasst der Drucksensor 74 Druckänderungen im Patienten, die beim Atmen, einer Dysfunktion der oberen Atemwege und beim Schlucken entstehen. Von besonderem Interesse ist die Erfassung von Druckänderungen, die beim Atmen entstehen, so dass der Ausgang des Sensors als Eingangssignal zur Triggerung der Vestibulumstimulation verwendet werden kann.
Die 6 veranschaulicht zwar einen Drucksensor 74, wie er im Nasopharynx bereitgestellt wird, der Drucksensor kann jedoch selbstverständlich auch an anderen Stellen bereitgestellt werden, wie in dem Pharyngotympanalgang, so lange der Drucksensor Druckänderungen im oberen Atemwegsbereich erfasst. Zudem können andere Arten von Sensoren zusätzlich zu oder anstelle von Drucksensor 74 in Kommunikation mit dem oberen Atemweg des Patienten über die Eustachische Röhre bereitgestellt werden. Es kann beispielsweise ein Mikrophon untergebracht werden, damit die Atmung und/oder Schnarchen erfasst wird. Zudem können der oder die Sensoren im Nasopharynx und/oder in der Eustachischen Röhre mit einer anderen Vorrichtung drahtlos kommunizieren, wie einer Signalempfangsvorrichtung 48.
Bei einer Abwandlung dieser Anordnung kommuniziert die Signalempfangsvorrichtung 48 mit der Signalerzeugungsvorrichtung 56, wie durch Pfeil A angezeigt, so dass Information bezüglich der Atmung des Patienten von der Signalempfangsvorrichtung 48 zur Signalerzeugungsvorrichtung 56 übertragen wird, die auf dem Ausgang von Drucksensor 74 beruht, so dass die Energie/Steuereinheit 60 die geeignet zeitlich abgestimmte Stimulationsenergie an das Vestibulumsystem liefert. Eine weitere Abwandlung dieser Anordnung schlägt vor, dass die Signalempfangsvorrichtung selbst die Zufuhr der Stimulationsenergie zu dem Vestibulumsystem auf der Basis des Ausgangs von Drucksensor 74 steuert. In diesem Fall wird eine konstante Zufuhr von Stimulationsenergie vorzugsweise durch die Signalerzeugungsvorrichtung 56 an die Signalempfangsvorrichtung 48 übermittelt, so dass die Stimulationsenergie immer verfügbar ist, wenn die Signalempfangsvorrichtung 48 bestimmt, dass die Stimulation erfolgen sollte.
Bei der in 6 gezeigten Anordnung wird die Energie/Steuereinheit 60 vorzugsweise hinter dem Ohr getragen, wobei eine Leitung 61 die Energie/Steuereinheit mit der Signalerzeugungsvorrichtung 56 verbindet, und zwar größtenteils auf die gleiche Weise wie eine Reihe von Hörgeräten derzeit verwendet wird. Man kann jedoch selbstverständlich die Energie/Steuereinheit 60 überall am oder nahe dem Patient unterbringen, so lange sie ihren vorgesehenen Zweck erfüllt, dass sie die Stimulationsenergie zu dem oder den Stimulationselementen gesteuert hinführt.
Die 3 und 6 zeigen zwar, dass die Leitung 54 offensichtlich durch die Cochlea verläuft, jedoch ist diese selbstverständlich nicht der bevorzugte Fall. Für eine einfachere Veranschaulichung ist gezeigt, dass die Leitung 54 über der Cochlea liegt. Die Leitung 54 ist vorzugsweise auf einem Weg von Signalempfangsvorrichtung 48 zur Stimulationselektrode gerichtet ist, die einen Schaden für die Patientengewebe minimiert.
Die 7 ist eine posteromediale Ansicht des Labyrinths und der damit zusammenhängenden Nerven, die die erfindungsgemäß bevorzugten Stimulationsstellen zeigen. In dieser Ausführungsform erfolgt die Steigerung der Atmungsfunktion durch Induktion der Stimulation des Vestibulumnervs, so dass die polysynaptische Wechselwirkung des Vestibulumnervs mit den Nerven, die mit der Atmung zusammenhängen, die Atmungsfunktion des Patienten steigern kann. Somit ist eine primäre Funktion des Vestibulum-Stimulationssystems die Induktion einer Stimulation des Vestibulumnervs. Dies erfolgt gemäß einer beispielhaften Anordnung, wie sie in der 7 gezeigt ist, durch Stimulation des Vestibulumnervs 42 direkt und/oder durch Stimulation von einem oder mehreren der Nervenästen 44a und 44b. Eine Elektrode 82 in direktem Kontakt mit dem Vestibulumnerv stimuliert beispielsweise diesen Nerv. Eine Leitung 84 verbindet die Elektrode mit der Quelle der Stimulationsenergie. Natürlich kann die Leitung 84 weggelassen werden, wenn die Stimulationsenergie durch die Elektrode selbst induziert wird, beispielsweise durch Verwendung eines Mikrostimulators als Elektrode 82, die durch einen rf-Anschluss angetrieben und gesteuert wird. Zudem kann die Stimulation nicht-invasiv erfolgen, d. h. ohne Leitung 84 oder Elektrode 82, beispielsweise durch Einsatz von magnetischer Stimulation, worin ein über die Zeit variierendes Magnetfeld erzeugt wird, das einen räumlich variierenden elektrischen Feldgradienten erzeugt, so dass die Stimulation des Zielbereichs induziert wird. Alternativ oder zusätzlich zu Elektrode 82 schlägt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung der Elektroden 86a und 86b in Kontakt mit den Nervenästen 44a bzw. 44b vor, zur Stimulation der Nervenäste, was wiederum die Stimulation im Vestibulumnerv induziert. Die Leitungen 54a und 54b verbinden die Elektrode 86a und 86b mit der Quelle für die Stimulationsenergie. Natürlich können diese Leitungen wie vorstehend anhand von Leitung 84 erläutert weggelassen werden.
Die physiologische Funktion der Steigerung der Atmungsfunktion dieser Anordnung schlägt selbstverständlich die Stimulation von Teilen des Vestibulumsystems vor dem Vestibulumnerv oder den Nervenästen vor, zur Induktion einer neuralen Übertragung darin. Somit schlägt diese Anordnung auch die Stimulation der Strukturen des Vestibulumsystems, wie der Bogengänge 46a, Ampullen 46b, Utriculus 46c, Sacculus 46d und der Schenkel 46e der Bogengänge mit Hilfe eines beliebigen der vorstehend beschriebenen Stimulationsmechanismen vor. Zudem kann man allgemein den Vestibulumbereich synchron mit der Atmung stimulieren, so dass die Atemfunktion des Patienten gesteigert wird.
In der vorstehenden Anordnung wird das Vestibulumsystem zur Steigerung der Atmungsleistung des Patienten durch eigentliches "Boosting" der Stimulation der Atmungsmuskeln über eine Stimulation, die dem Vestibulumnerv zugeführt wird oder in diesem induziert wird, verwendet. Bei einer Anordnung umfasst dies die Erfassung der Patientenatmung und das geeignete Timing der Zufuhr der Stimulationsenergie, so dass diese mit dem Atmungszyklus des Patienten zusammenfällt. Wie oben erwähnt kann man jedoch auch die Ventilation des Patienten auf der Basis der Stimulation des Vestibulumsystems steuern. Statt der Steigerung einer beliebigen Atemfunktion des Patienten, übernimmt das erfindungsgemäße Stimulationssystem die Verantwortung der Initialisierung oder Induktion der Einatmung. Ein solches System eignet sich insbesondere für Patienten, die an einer zentralen Schlafapnoe leiden. Man kann beispielsweise die Patientenatmung überwachen, und sobald die Beendigung der Atmung für einen festgelegten Zeitraum erfasst ist, erfolgt die Vestibulumstimulation, so dass das Einatmen induziert oder initialisiert wird.
Zudem kann man geeignete Alarme und andere Überwachungsfunktionen bereitstellen, so dass man den Patienten und/oder den Zustand des Stimulationssystems überwacht und die überwachte Information an einen Pfleger übermittelt und/oder zu einer Speichereinrichtung, so dass Notfallbedingungen, wie ein Aussetzen des Vestibulum-Stimulationssystems erfasst und berichtet werden können. Zudem kann die Information über die Verwendung und Funktion des Stimulationssystems erhalten und aufgezeichnet werden.
Aufrechterhalten der Durchgängigkeit der Atemwege
Es versteht sich im Allgemeinen, dass die Entspannung der Muskeln, die dem oberen Atemweg zugehören, wie Genioglossus, ein beitragender Faktor, wenn nicht sogar ein Hauptfaktor, beim Auftreten von obstruktiver Schlafapnoe für viele Individuen ist. Es hat sich ebenfalls herausgestellt, dass das Dehnen dieser oberen Atemwegsmuskeln zumindest während der inspiratorischen Phase des Atmungszyklus den Zusammenbruch der oberen Atemwege minimiert. Eine weitere nicht erfindungsgemäße Anordnung schlägt somit die Reduktion oder Minimierung des Auftretens von OSA oder Widerstand der oberen Atemwege vor, durch Dehnen der oberen Atemwegsmuskeln zumindest während der inspiratorischen Phase des Atmungszyklus. Man kann davon ausgehen, dass die Stimulation des Vestibulumnervs auch die oberen Atemwegsmuskeln dehnt, weil die Stimulation des Vestibulumnervs die Erregung des Hypoglossusnervs und des rückläufigen Kehlkopfnervs anregt, die die primären Nerven sind, die mit den Muskelgruppen im oberen Atemweg zusammenhängen, so dass ein Zusammenbrechen des oberen Atemwegs minimiert wird. Somit kann man das Vestibulumsystem stimulieren, damit ein Zusammenbrechen des oberen Atemwegs minimiert wird.
Die Stimulation des Vestibulumnervs zur Aufrechterhaltung der Atemwegsdurchgängigkeit erfolgt vorzugsweise auf die vorstehend erörterte Weise, in Bezug auf die Stimulation dieses Nervs zur Steigerung der Atmungsfunktion des Patienten, beispielsweise durch Stimulation des Nervs direkt oder durch Stimulation der Gewebe oder Nervenäste vor dem Vestibulumnerv, und durch Verwendung einer der Stimulationstechniken und -mechanismen, die oben erörtert wurde. Zudem wird die Stimulation vorzugsweise mit der inspiratorischen Phase des Atmungszyklus synchronisiert, weil während dieser Phase der Negativdruck in den Atemwegen dazu führt, dass die nicht unterstützten oder unzureichend unterstützen Atemwege kollabieren. Daher sind die vorstehend erörterten Steuersysteme und -techniken gleichermaßen anwendbar auf die Verwendung des Vestibulum-Stimulationssystems zur Aufrechterhaltung der Atemwegsdurchgängigkeit.
Man kann die Stimulationstherapie zur Aufrechterhaltung der Atemwegsdurchgängigkeit initialisieren, und zwar auf der Basis eines Ereignisses, beispielsweise wenn der Patient das Therapiesystem aktiviert oder wenn sich der Patient zum Schlafen niederlegt, auf der Basis eines Timers, beispielsweise die Initialisierung der Therapie zu einem eingestellten Zeitraum in jeder Nacht oder in einer gewissen Zeit, nachdem der Patient einen Therapiebeginn initialisiert, oder beim Schlafengehen. Die Stimulationstherapie kann direkt nach der Initialisierung die ganze Nacht bereitgestellt werden. Man kann jedoch auch die Stimulationstherapie bereitstellen, damit die Atemwegsdurchgängigkeit nur dann aufrechterhalten wird, wenn die Bedingungen nahe legen, dass der Patient eine Apnoe oder sogar eine Hypopnoe erfährt oder wahrscheinlich erfahren wird. Man kann beispielsweise auch die Stimulationstherapie initialisieren, sobald bestimmt wird, dass der Patient eine Apnoe erfährt. Dies kann mit einer beliebigen herkömmlichen Technik erfolgen, wie durch Überwachung der Atmung (Atmungsbewegung des Patienten), Atmungsströmung und/oder Sauerstoffsättigung. Man kann auch das Schnarchen als Beginn der Stimulationstherapie einsetzen.
Man kann auch die Stimulationsenergie auf der Basis der Schwere des Patientenzustands steuern. Wenn beispielsweise Apnoes und/oder das Schnarchen selbst nach dem Beginn Stimulationstherapie fortgesetzt wird, kann man auch die Höhe der Stimulation steigern. Lassen dagegen Apnoes und/oder das Schnarchen nach, wird die Höhe der Stimulation reduziert.
Die Stimulationsenergie wird vorzugsweise bereitgestellt, bevor das Einatmen beginn, so dass sich die Muskeln, die mit den oberen Atemwegen zusammenhängen, kontrahieren oder beginnen zu kontrahieren, bevor die Einatmungskraft auf einen Wert steigt, der ansonsten dazu führt, dass die oberen Atemwege kollabieren. Ein Grund zur Bereitstellung der Stimulation vor dem Beginn des Einatmens ist, den Kollabierungskräften entgegenzuwirken, die beim Einatmen auf den oberen Atemweg einwirken. Sobald das Einatmen aufhört, wird im Atemweg ein Negativdruck aufgebaut. Dieser Negativdruck bewirkt, dass der Atemweg kollabiert oder sein Querschnitt verringert wird. Man nimmt an, dass es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist, die Kollabierungskräfte zu überwinden, sobald der Atemweg erst einmal kollabiert ist.
Zur Verhinderung des Atemwegs-Zusammenbruchs an erster Stelle nimmt man zudem an, dass man den Querschnitt des Atemwegs vorzugsweise so groß wie möglich macht, bevor der inspiratorische Fluss im Atemweg beginnt. Man kann davon ausgehen, dass eine Reduktion im Querschnitt des Atemwegs den Widerstand gegenüber dem inspiratorischen Fluss erhöht, was wiederum den Negativdruck im Atemweg steigert, der den Atemweg zum kollabieren bringt. Wird die Vestibulumstimulation vor dem Einatmen zugeführt, werden die Muskeln, die mit dem Atemweg zusammenhängen, gedehnt, so dass eine Reduktion des Querschnitts zur Verringerung des Widerstands gegenüber dem Luftstrom verhindert wird. Die Minimierung des Widerstands gegenüber dem Luftstrom verbessert den Luftstrom, wodurch der Negativdruck verringert wird, der potentiell den Luftweg kollabieren lässt. Aus diesen Gründen induziert das erfindungsgemäße System eine Kontraktion in den Muskeln, die mit dem obern Atemweg zusammenhängen, bevor eine Kollabierungskraft, wie ein Negativdruck, der sich beim Einatmen aufbaut, die Gelegenheit hat, den Atemweg zum kollabieren zu bringen.
Wie oben erwähnt ist es bei einigen Patienten sobald ein Kollaps oder eine Reduktion im Atemweg erfolgt ist, relativ schwierig, den Atemweg durch Induktion der Kontraktion in den oberen Atemwegsmuskeln zu öffnen. Es wird postuliert, dass sobald der Luftweg kollabiert ist, die Menge an Gewebemasse, die bewegt werden muss, untragbar groß ist. Legt sich der Patient zudem nieder, bringt die Schwerkraft die Gewebe dazu, in den Atemweg zu kollabieren, so dass eine Öffnung des Atemwegs ebenfalls die Bewältigung der Auswirkungen der Schwerkraft erfordert. Zudem kann die Wirkung der Atemmuskeln beim Versuch zum Fortsetzung der Atmung ein Vakuum erzeugen, das die Atemwegsgewebe zusammenpresst, so dass es besonders schwer ist, dass eine elektrisch induzierte Kontraktion beim Öffnen des Atemwegs effizient ist. Darüber hinaus können die schleimartigen Eigenschaften des Atemwegs einen Versiegelungseffekt hervorrufen, der es ebenfalls besonders schwierig macht, dass eine elektrisch induzierte Kontraktion beim Öffnen des Atemwegs effizient ist. Daher wird die Stimulation vorzugsweise vor dem Beginn der Einatmung initialisiert.
Ein primärer Unterschied zwischen der Verwendung des Vestibulum-Stimulationssystems zur Steigerung oder Steuerung der Patienten-Atmungsleistung und der Verwendung des Vestibulum-Stimulationssystems zur Aufrechterhaltung der Atemwegsdurchgängigkeit ist, dass die letztere physiologische Funktion der Aufrechterhaltung der Atemwegsdurchgängigkeit an einem ansonsten gesunden Patient erfolgt, der keine ventilatorische Unterstützung benötigt. D. h. das gleiche grundlegende System, das die Atemzyklen eines Patienten überwacht und das Vestibulumsystem synchron mit dem respiratorischen Zyklus stimuliert, kann verwendet werden, um entweder 1) die respiratorische Funktion zu steigern, wenn der Patient eine ventilatorische Unterstützung braucht, oder 2) die Öffnung des Atemwegs aufrecht zu erhalten, wenn der Patient an OSA oder dem Widerstandssyndrom des oberen Atemwegs (UARS) leidet. Natürlich können beide Funktionen erzielt werden, wenn der Patient an OSA oder UARS leidet und ventilatorische Unterstützung benötigt.
Steuern bzw. Takten der Atmung
Eine weitere nicht erfindungsgemäße Anordnung schlägt vor, dass das Ausmaß der Stimulation, die dem Vestibulumsystem zugeführt wird, variiert werden kann, so dass die Kraft und Dauer der inspiratorischen oder expriatorischen Leistung gesteuert wird. Das gelegentliche Ausstoßen eines tiefen Seufzers ist beispielsweise für die Atmung von Vorteil. Das Vestibulum-Stimulationssystem kann somit zur Induktion eines tiefen Seufzers während der inspiratorischen Phase des Atmungszyklus verwendet werden.
Wie oben erwähnt kann das Energie/Steuersystem den Patienten stimulieren, so dass es als Zwerchfell-Schrittmachervorrichtung dient. Bei einigen Patienten kann beispielsweise die Fähigkeit zur genauen und verlässlichen Triggerung des Atmungszyklus zerstört oder verloren gegangen sein. Die Stimulation des Vestibulumnervs, entweder direkt oder indirekt, weil dies eine direkte Reaktion in dem Zwerchfellnerv anregt, kann zum Start und/oder zur Steuerung der Einatmung des Patienten verwendet werden. Diese Anordnung ähnelt der Verwendung des Vestibulum-Stimulationssystems zur Behandlung von zentraler Schlafapnoe, wobei die Stimulationsvorrichtung das Vestibulum stimuliert, wenn der Patient nicht selbständig einatmet, nachdem eine gewisse Zeit verstrichen ist.
Man kann davon ausgehen, dass die Steuerung der Patientenventilation die Bereitstellung einer Zeitgebungs-Logik in der Energie/Steuereinheit 60 erfordert, so dass die Stimulationsenergie zum Vestibulumsystem auf zyklische Weise geführt wird, und dass die Stimulationsenergie für die korrekte Dauer bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass die Energie/Steuereinheit programmiert werden kann, so dass das Muster des Patientenatmungszyklus statistisch variiert wird, was bekanntlich die Ventilationsfunktion steigert. Es versteht sich weiterhin, dass die Techniken, die zur Steuerung der herkömmlichen Elektroventilationsvorrichtung verwendet werden, zur Steuerung des Vestibulum-Stimulationssystems der erfindungsgemäßen Ausführungsform eingesetzt werden können. Der Unterschied ist, dass die elektrische Stimulation zum Vestibulumsystem hingeführt wird, so dass die Makrostimulation vieler, wenn nicht aller neuromuskulären Systeme, die mit der Atmung zusammenhängen, statt nur einer bestimmten Komponente davon, wie die Stimulation des Zwerchfells, bewerkstelligt wird.
Induktion oder Förderung von Schlaf
Die vorliegende Erfindung schlägt die Stimulation geeigneter Teile des Vestibulumsystems in einer geeignet getimten Weise vor, so dass im Patient ein Schaukelgefühl hervorgerufen wird. Man nimmt an, dass dieses Schaukelgefühl, das von einer künstlichen Stimulation des Vestibulumsystems hervorgerufen wird, genau wie beim physikalischen Schaukeln des Patienten, den Schlaf im Patient induziert und für einen schlafenden Patient einen erholsameren Schlaf fördert.
Bei einer Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, wird das Schaukelgefühl induziert durch Stimulation von einer oder mehreren Bogengängen, Sacculi und/oder Utriculi. Die 8 veranschaulicht beispielsweise ein erstes Stimulationselement 88, das sich an einer ersten Stelle auf dem Bogengang 90 befindet, und ein zweites Stimulationselement 92, das sich an einer zweiten Stelle auf dem gleichen Bogengang befindet. Die ersten und zweiten Stimulationselemente 88 und 92 sind funktionsfähig an eine Signalempfangsvorrichtung zum Steuern der Stimulierung des Bogengangs 90 gekoppelt. Bei einer Anordnung sind die Stimulationselemente 88 und 92 Elektroden, wie die vorstehend erörterten Manschettenelektroden zur Versorgung des Patienten mit elektrischer Energie von einer Quelle. Die Leitungen 94 und 96 verbinden die Elektroden mit der Energiezufuhr.
Bei einer weiteren Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, sind die ersten und zweiten Stimulationselemente 88 und 92 Druckbeaufschlagungsvorrichtung, wie die vorstehend erörterten Druckmanschetten, die auf den Bogengang einen Druck ausüben. In diesem Fall sind die Leitungen 94 und 96 Leitungen zum Hinführen eines aufblähenden Fluids zu den Druckmanschetten. Bei noch einer weiteren Anordnung sind die ersten und zweiten Stimulationselemente 88 und 92 Druckbeaufschlagungsvorrichtungen, die sich in dem Bogengang zur Bewegung des darin enthaltenen Fluids befinden. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt die Stimulation der Gänge über ein oder mehrere Vibrationselemente, die sich nahe dem Bogengang befinden, wie im Knochengewebe nächst dem Gang, in dem sich der Bogengang befindet.
In dieser Anordnung wird ein Schaukelgefühl in dem Patient induziert, indem alternativ die ersten und zweiten Stimulationselemente 88 und 92 betätigt werden. Sind beispielsweise die ersten und zweiten Stimulationselemente 88 und 92 Druckmanschetten, wird das erste Stimulationselement 88 betätigt, und das zweite Stimulationselement 92 wird deaktiviert, so dass das Fluid in dem ersten Bogengang 90 in einer ersten Richtung zum zweiten Stimulationselement gepresst wird, wie es durch Pfeil B angezeigt wird. Danach wird das erste Stimulationselement 88 deaktiviert, und das zweite Stimulationselement 92 wird betätigt, so dass das Fluid in entgegen gesetzter Richtung zurück zum ersten Stimulationselement strömt, wie durch Pfeil C angezeigt. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, damit das Fluid in dem Bogengang hin- und herbewegt wird, was die gleiche Wirkung ist, die erfolgt, wenn die Person physikalisch geschaukelt wird. Die Frequenz der Hin- und Herbewegung des Fluids kann natürlich so geändert werden, dass sich die Schaukelgeschwindigkeit des Patienten ändert.
Die Unterbringung des ersten und zweiten Stimulationselementes 88 und 92 am Bogengang 90, der der posteriore Bogengang ist, muss selbstverständlich nicht die optimale Stelle für alle Patienten sein. Somit kann man das erste und zweite Stimulationselement auf anderen Bogengängen unterbringen, wie auf dem anterioren Bogengang 98 und/oder dem lateralen Bogengang 100. Solche Stimulationselemente können selbstverständlich an einer oder mehreren dieser Bogengänge bereitgestellt werden, was besonders wichtig ist angesichts der dreidimensionalen Beschaffenheit des menschlichen Gleichgewichtssystems. Es versteht sich weiterhin, dass die Anzahl der Stimulationselemente und ihre spezielle Stelle auf den zugehörigen Bogengängen ebenfalls der Abwandlung unterliegen, so lange die Betätigung dieser Stimulationselemente im Patient ein Schaukelgefühl hervorruft.
Bei einer weiteren Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, sind die Stimulationselemente an den Ampullen 102, Sacculi 104, und/oder Utriculi 106, und nicht auf, in oder nächst den Bogengängen untergebracht. Man kann die oben anhand von 8 erläuterten Stimulationstechniken verwenden, damit diese Strukturen alternativ stimuliert werden und ein Schaukelgefühl erzeugt wird.
Da eine Aufgabe dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Stimulation des Schaukelns zum Zwecke der Schlafinduktion ist, schlägt eine weitere Abwandlung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, zu erfassen, wann der Patient eingeschlafen ist, und automatisch die Stimulation des Schaukeltyps anzuhalten. Die Erfindung erwägt die Verwendung von einer der Vielzahl bekannter Techniken zur Ermittlung wann der Patient schläft. Die Schaukelstimulation kann dann sofort verringert werden, sobald Schlaf erfasst worden ist, oder vorzugsweise allmählich, so dass der Patient nicht aus dem Schlaf geweckt wird. Die vorliegende Erfindung schlägt auch das Anhalten der Schaukelstimulation nach einer festgesetzten Dauer vor, wie einem festgesetzten Zeitraum nach der Initialisierung der Stimulationstherapie. Eine solche Stimulation umfasst einen Timer, beispielsweise zum Überwachen der Zeit seit Stimulationsbeginn oder der Zeit, die bis zum Anhalten der Stimulation noch verbleibt. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform setzt die Stimulation des Schaukeltyps ein, damit der Patient einschläft und beendet die Stimulation eine gewisse Zeit später, vorzugsweise sobald der Patient eingeschlafen ist, und zwar fast genauso wie der Einschlaftimer am Radio oder Fernseher funktioniert. Die Schaukelstimulation kann natürlich auch nach dem Einschlafen des Patienten fortgesetzt werden. Man nimmt an, dass eine derartige Stimulation eines schlafenden Patienten einen erholsameren Schlaf fördert.
Die vorliegende Erfindung schlägt auch die Erfassung der Position des Patienten vor, z. B. ob sich der Patient in einer liegenden oder nicht liegenden Position befindet. Dies kann beispielsweise mit einem Tiltschalter erfolgen, der sich am Patient befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform erfasst das System, wann der Patient in einer nicht liegen Position ist, d. h. ob er sitzt oder steht, und hält die Vestibulumstimulation an, wenn dies erfasst wird.
Die Induktion eines Schaukelgefühls im Patienten erfolgt erfindungsgemäß nicht invasiv, mit einem ähnlichen Vestibulum-Stimulationssystem wie in der 2 gezeigt. Bei einer Anordnung, die in der 9 schematisch gezeigt ist, befindet sich eine erste Stimulationselektrode 150 an der Oberfläche des Patienten nächst einem linken Vestibulumsystem 152 des Patienten, und eine zweite Stimulationselektrode 154 befindet sich nächst einem rechten Vestibulumsystems 156 des Patienten. Eine Steuereinheit (nicht gezeigt) führt Stimulationsenergie in Form eines variierenden Stroms zwischen ersten und zweiten Elektroden 150 und 154 zur Induktion des Schaukelgefühls zu. In der 9 sind Leitungsdrähte gezeigt, die von den Elektroden 150 und 154 ausgehen. Dies erfolgt für eine vereinfachte Darstellung und zeigt unterschiedliche Typen variierenden Stroms, der zwischen den Elektroden zugeführt werden kann. Diese Leitungsdrähte können selbstverständlich weggelassen oder maßstabsgetreu gegenüber den gezeigten verkleinert werden, beispielsweise wenn das Vestibulum-Stimulationssystem so konfiguriert ist, dass es am Kopf des Patienten getragen wird.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, dass die Veränderung des Strom vor, der zum Vestibulumsystem geführt wird, eine einfache oder wechselnde Polarität haben kann. Ein Strom mit wechselnder Polarität wechselt unterhalb und oberhalb einer Null-Referenzlinie, d. h. er wechselt zwischen einem positiven und einem negativen Wert. In der 9 sind jeweils eine Dreieckswellenform 157, eine Sinuspannungswellenform 158 und eine quadratische Wellenform 158 mit wechselnder Polarität gezeigt, und diese sind jeweils Beispiele für Wellenformen, die sich zur Verwendung in dieser Ausführungsform eignen. Es versteht sich jedoch, dass jegliche andere Wellenform, die ein Schaukelgefühl induziert, zwischen der ersten und zweiten Stimulationselektrode bereitgestellt werden kann. Die Dreieckswellenform 157, Sinuswellenform 158 und die quadratische Wellenform 159 haben einen variierenden Strom, aber eine einfache Polarität, d. h. sie fallen nicht unter die Null-Basislinie. Wie bereits erwähnt eignen sich diese Wellenformen mit wechselndem Strom aber einfacher Polarität auch zur Verwendung in dieser Ausführungsform.
Gemäß der Erfindung wie in der 10 gezeigt werden eine erste Stimulationselektrode 160 und eine zweite Stimulationselektrode 162 nächst dem rechten Vestibulum-Stimulationssystem 152 des Patienten bereitgestellt, und eine dritte Stimulationselektrode 164 und eine vierte Stimulationselektrode 166 werden nächst dem linken Vestibulum-Stimulationssystem 156 des Patienten bereitgestellt. Eine Steuereinheit (nicht gezeigt) liefert Stimulationsenergie in der Form eines variierenden Stroms mit einfacher Polarität oder einer wechselnden Polarität zwischen der ersten und zweiten Elektrode 160 und 162 (Paar A) und zwischen der dritten und vierten Elektrode 164 und 166 (Paar B), so dass das Schaukelgefühl erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung schlägt die Stimulation der Elektrodenpaare (Paar A und Paar B) zusammen oder auf abwechselnde Weise vor. Die Stimulation der Elektrodenpaare auf abwechselnde Weise bedeutet, dass eine stimulierende Wellenform 169 (einfache oder wechselnde Polarität) an Elektrodenpaar A angelegt wird, während das Paar B ausgeschaltet bleibt und umgekehrt. Diese Stimulationstechnik wird in der 10 mit der Zahl 170 bezeichnet. Die gemeinsame Stimulation der Elektrodenpaare bedeutet, dass beide Elektrodenpaare eine stimulierende Wellenform empfangen, wie durch die Zahl 172 angezeigt. In der 10 hat die an die Elektrodenpaare angelegte Wellenform wechselnden Strom und wechselnde Polaritäten. Die vorliegende Erfindung schlägt wie oben erörtert ebenfalls die Bereitstellung eines variierenden Stroms mit einfacher Polarität an jedem Elektrodenpaar vor.
Die Wellenform, die jedem Elektrodenpaar zugeführt wird, kann identisch sein zu der Wellenform, die dem anderen Elektrodenpaar zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung schlägt jedoch auch vor, dass die Wellenformen, die jedem Elektrodenpaar zugeführt werden, unterschiedlich sein können, obschon sie zur gleichen Zeit zugeführt werden. Die Wellenform, die einem Elektrodenpaar zugeführt wird, kann beispielsweise gegenüber der Wellenform, die dem anderen Elektrodenpaar zugeführt wird, phasenverschoben sein. Die verschiedenen Wellenformen können auch verschiedene Formen, Dauer, Höhe, Polaritäten oder Muster aufweisen.
Die 11 veranschaulicht einige der potentiell unendlichen Techniken zur Stimulation der verschiedenen Elektrodenpaare. Die Zahl 180 identifiziert beispielsweise eine Impulswellenform mit einer wechselnden (positiven und negativen) Polarität, die beiden Elektrodenpaaren (Paar A und Paar B) zugeführt wird. Diese Wellenformen können jedem Elektrodenpaar zugeführt werden so dass die Polaritäten übereinstimmen, d. h. beide Elektrodenpaare empfangen eine positive oder negative Polarität oder sind phasenverschoben, d. h. ein Elektrodenpaar empfängt eine positive Polarität, wohingegen das andere Elektrodenpaar eine negative Polarität empfängt und umgekehrt.
Alternativ kann eine Impulswellenform mit einfacher Polarität auf wechselnde Weise den Elektrodenpaaren zugeführt werden, wie durch 182 angezeigt. In dieser Situation werden Impulse mit einfacher Polarität zu einem Elektrodenpaar zugeführt, wohingegen das andere Elektrodenpaar keine Stimulation erfährt. Darüber hinaus erwägt die vorliegende Erfindung die Versorgung eines ersten Elektrodenpaars mit Impulsen einer ersten Polarität 184, wohingegen das andere Elektrodenpaar mit der Bezeichnung 188 mit Impulsen einer zweiten Polarität, vorzugsweise entgegengesetzt zur ersten Polarität versorgt wird. Die wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist selbstverständlich die Zufuhr einer Wellenform, die im Patienten ein Schaukelgefühl hervorruft und nicht die spezifische Polarität der Wellenformen.
Man beachte, dass der Begriff "Schaukeln", wie er hier verwendet wird, nicht auf eine Hin- und Herbewegung eingeschränkt ist, d. h. eine Bewegung von posterior nach anterior und anterior nach posterior, wie es der herkömmliche Bedeutung dieses Begriffs ist. Das Schaukelgefühl betrifft dagegen auch das Gefühl einer Bewegung von einer Seite zur anderen, d. h. lateral oder schwingend, sowie eine Kombination aus Hin- und Her-Bewegung und Bewegung von einer Seite zur anderen, welche sich als Kreisbewegung ansehen lässt.
Bekämpfung von Schwindel
Eine weitere Anordnung, nicht gemäß der Erfindung, wie sie hier beansprucht wird, schlägt die Stimulation geeigneter Teile des Vestibulumsystems auf geeignet getimte Weise vor, so dass Schwindel und/oder Benommenheit bekämpft wird, das das Gefühl ist, dass sich die Umgebung des Patienten dreht. Schwindel ist das Ergebnis des Vestibulumsystems, das neurologische Signale entsprechend einem Erregungsmusters ausgibt, das das Gehirn als Drehgefühl erkennt. Schwindel ist nicht notwendigerweise die Folge einer physikalischen Drehung des Patienten. Benommenheit kann jedoch von einem solchen physikalischen Drehen herrühren.
Man kann Schwindel und/oder Benommenheit auch durch Stimulation des Vestibulumsystems in einer Ausschalt-Weise bekämpfen, so dass eigentlich die neurale Übertragung, die das Gehirn ansonsten als Benommenheit oder Schwindelgefühl interpretiert, ausgeblendet oder blockiert wird. Angenommen der Patient hat beispielsweise das Gefühl, dass er sich nach links dreht, was die Folge davon ist, dass das Vestibulumsystem Nervensignale in einem ersten Muster ausgibt. Man kann das Vestibulumsystem oder Teile davon so stimulieren, dass es verhindert wird, dass dieses erste Muster zum Gehirn weitergeleitet wird, oder das zum Gehirn gesendete Muster so verändert wird, dass das Gehirn nicht länger spürt, dass sich die Person dreht. Verringert sich beispielsweise die Erregungsfrequenz der Neuronen, wenn sich der Patient dreht, wodurch dem Gehirn signalisiert wird, dass sich der Patient dreht, kann das erfindungsgemäße Stimulationssystem zur Steigerung der Neuronen-Erregungsfrequenz verwendet werden, wodurch dem Gehirn signalisiert wird, dass sich die Person nicht dreht.
Diese "Blockierungs"-Funktion kann erzielt werden unabhängig davon, ob sich die Person tatsächlich dreht. Leidet der Patient beispielsweise an einer Gleichgewichtsstörung, wie Schwindel, kann die Blockierungsfunktion verwendet werden, um die Signale aus dem Vestibulumsystem auszublenden, die dazu führen, dass das Gehirn den Patienten veranlasst zu denken er sei nicht im Gleichgewicht, aus wenn er es doch ist.
Man kann auch eine Stimulation des Vestibulumsystems bereitstellen, die die Benommenheit nur dann bekämpft, wenn sich der Patient tatsächlich dreht. Man kann auch ein Accelerometer als Sensor 34 bereitstellen, so dass eine Beschleunigung oder eine Bewegung des Kopfes oder Körpers erfasst wird. Wird eine Beschleunigung erfasst, wird das Vestibulumsystem derart stimuliert dass das Benommenheitsgefühl bekämpft wird. Diese Anordnung für das Vestibulum-Stimulationssystem ist besonders geeignet für Anwendungen, bei denen der Nutzer wahrscheinlich eine Benommenheit erfährt, aber weiterhin Funktionen erfüllen muss, die ansonsten für jemanden, dem schwindelig ist, nicht möglich sind. Ein Testpilot kann beispielsweise Schwindel erfahren, wenn sein Flugzeug eine Rolle vollführt. Das Stimulationssystem kann beispielsweise erfassen, dass sich der Pilot dreht und es initialisiert eine Vestibulumstimulation, die den Schwindel bekämpft, so dass der Pilot versuchen kann, die Kontrolle wiederzuerlangen oder auszusteigen, d. h. bei Aufgaben, die ansonsten schwierig sind, wenn dem Pilot schwindelig ist.
Die Erfindung wurde zwar eingehend für Veranschaulichungszwecke beschrieben, und zwar auf der Basis, was derzeit als die praktischsten und am stärksten bevorzugten Ausführungsformen angesehen wird, diese Einzelheiten sind jedoch lediglich für diesen Zweck angegeben und sollen die Erfindung keinesfalls auf die offenbarten Ausführungsformen einschränken. Es werden jedoch dagegen Modifikationen und äquivalente Anordnungen abgedeckt, die sich im Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche befinden.

Claims

Vestibulum-Stimulationssystem für das Vestibulum, umfassend eine Stromquelle; ein erstes Paar nichtinvasive Elektroden, die auf einer Oberfläche des Patienten nächst einem Vestibularsystem anzubringen sind und zwar auf einer ersten Seite des Patienten; ein zweites Paar nichtinvasisve Elektroden, die auf einer Oberfläche des Patienten nächst einem Vestibularsystem anzubringen sind und zwar auf einer zweiten Seite des Patienten, und eine Steuervorrichtung, die mit der Spannungsquelle und dem ersten und dem zweiten Elektrodenpaar verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung regelt das Anwenden einer Stimulierungsenergie durch die Stromquelle auf mindestens einen Teil der Vestibularsysteme des jeweiligen Patienten über erste und zweite Elektrodenpaare, so dass im Patienten ein Rüttelgefühl hervorgerufen wird, indem man eine erste Wellenform veränderlicher Stromstärke bereitstellt zwischen den Elektroden des ersten Elektrodenpaars und eine zweite Wellenform veränderlicher Stromstärke zwischen den Elektroden des zweiten Elektrodenpaars.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Wellenform, die zwischen den Elektroden des ersten Elektrodenpaars angelegt wird, und die zweite Wellenform, die zwischen den Elektroden des zweiten Elektrodenpaars angelegt wird, eine Einzelpolung oder eine Wechselpolung hat.
System nach Anspruch 1, das zudem einen Positionssensor umfasst, so dass die Position des Patienten ermittelt werden kann, wobei die Steuervorrichtung das Anlegen der Stimulierungsenergie auf das erste und das zweiten Elektrodenpaar je nach Ergebnis des Positionssensors steuert.
System nach Anspruch 1, das zudem eine Schlafermittlungseinrichtung umfasst zum Ermitteln, wann der Patient schläft, wobei die Steuervorrichtung das Anlegen der Stimulierungsenergie an die ersten und zweiten Elektrodenpaare je nach Ergebnis der Schlafermittlungseinrichtung steuert.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Wellenform und die zweite Wellenform identisch sind, so dass das erste und das zweite Elektrodenpaare dieselbe Stimulierungsenergie empfangen.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Wellenform und die zweite Wellenform voneinander verschieden sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung bewirkt, dass das System in einem ersten Stimulationsmuster arbeitet, wobei die erste Wellenform zwischen den Elektroden des ersten Elektrodenpaars bereitgestellt wird und keine Stimulierungsenergie an das zweite Elektrodenpaar gegeben wird, und in einem zweiten Stimulationsmuster, wobei die zweite Wellenform zwischen den Elektroden des zweiten Elektrodenpaars bereitgestellt wird und keine Stimulierungsenergie an das erste Elektrodenpaar gegeben, und wobei die Steuervorrichtung zwischen dem ersten Stimulationszustand und dem zweiten Stimulationszustand periodisch umschaltet.