(57)【要約】  人に条件反射を引き起こすための装置および方法。装置（１００）は、人の生理学的状態を検出するように構成された検出器（１１１）を含み、生理学的状態は、睡眠時無呼吸イベントの出現と関連付けられる。装置（１００）は、また生理学的状態の検出に応じて、人に対して刺激を送信するように構成されたコントローラ（１１２）を含む。コントローラ（１１２）は、また生理学的状態が依然として発生しているか否かを判断するようにも構成される。コントローラ（１１２）は、さらに生理学的状態が依然として発生していると判断された場合に、送信および判断の工程を繰り返すように構成される。
2013504407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人に条件反射を引き起こすための装置であって、
人の生理学的状態を検出するように構成された検出器であって、生理学的状態が睡眠時無呼吸イベントの出現に関連付けられている検出器と、
コントローラであって、
生理学的状態の検出に応答して人に対して刺激を送信し、
生理学的状態が依然として発生しているか否かを判断し、
生理学的状態が依然として発生しているという判断に応答して送信および判断工程を繰り返す
ように構成されたコントローラと、
を含む装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、人に働きかけて生理学的状態に逆らう行動を取らせるように刺激が構成されている前記装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、行動が、嚥下する、寝返りする、咳払いする、頭を傾けるおよび顎を前方に突き出す、のうちの１つである装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、睡眠中の人を監視するようにコントローラが構成されている前記装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、生理学的状態が、いびき、呼吸停止、高血圧、頻脈および頻呼吸のうちの１つである前記装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、刺激が複数の予め決められた刺激のうちから選ばれるようになっており、各々の予め決められた刺激は、予め決められた生理学的状態の１つに関連付けられており、検出された生理学的状態に基づいて刺激が選ばれる前記装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、刺激が、音声合成装置からのささやき声の合図、振動、音色および香りのうちの１つである前記装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、
コントローラは、人がＲＥＭ（急速眼球運動）睡眠の状態にあることを検出するように構成されており、
人に対して送信される刺激は、人の首の筋肉に働いて、人の首を後方に動かすように構成された電気刺激である、
前記装置。
【請求項９】
人に条件反射を引き起こす方法であって、
人の生理学的状態を検出する工程であって、生理学的状態が睡眠時無呼吸イベントに関連付けられている検出工程と、
生理学的状態の検出に応答して人に対して刺激を送信する工程と、
生理学的状態が依然として発生しているか否かを判断する工程と、
生理学的状態が依然として発生しているという判断に応答して送信および判断工程を繰り返す工程と、
を含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、人に働きかけて生理学的状態に逆らう行動を取らせるように刺激が構成されている前記方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、行動が、嚥下する、寝返りする、咳払いする、頭を傾けるおよび顎を前方に突き出す、のうちの１つである前記方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、さらに
睡眠中の人を監視する工程、
を含む前記方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であって、生理学的状態が、いびき、呼吸停止、高血圧、頻脈および頻呼吸のうちの１つである前記方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、刺激が複数の予め決められた刺激から選ばれるようになっており、各々の予め決められた刺激が予め決められた生理学的状態の１つに関連付けられており、検出された生理学的状態に基づいて刺激が選ばれる前記方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であって、刺激が、音声合成装置からのささやき声の合図、振動、音色および香りのうちの１つである前記方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、さらに
人がＲＥＭ（急速眼球運動）睡眠の状態にあることを検出する工程であって、人に対して送信される刺激は、人の首の筋肉に働きかけて人の首を後方に動かすように構成された電気刺激である検出工程、
を含む前記方法。
【請求項１７】
人における条件反射を訓練する方法であって、
人に対して刺激を送信する工程であって、人が就寝の準備をしており、人に対して働きかけて生理学的状態に逆らう行動を取らせるように刺激が構成されている検出工程と、
予め決められた時間だけ待機する工程と、
第１の複数の反復回数、送信および待機の工程を繰り返す工程と、
を含む方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、刺激が、音声合成装置からのささやき声の合図、振動、音色および香りのうちの１つである前記方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、行動が、嚥下する、寝返りする、咳払いする、頭を傾けるおよび顎を前方に突き出す、のうちの１つである前記方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、さらに
第２の複数の反復回数、送信および待機の工程を繰り返す工程であって、第２の反復に関する待機時間が第１の反復に関する待機時間よりも長い反復工程、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に睡眠障害に関するものであり、さらに詳細には、閉塞型睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡ)およびその他の生理学的状態を処置するために条件反射介入を訓練および促進するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願へのクロスリファレンスおよび優先権の主張）
本出願は、「睡眠時の条件反射介入を訓練および促進するためのシステムおよび方法」と題する2009年9月14日付けの米国特許仮出願第61/276,589号に関連する。特許仮出願第61/276,589号は、本出願の譲受人に譲渡され、ここに完全に開示されるように、引用によって本出願中に取り込まれる。これにより本出願は、アメリカ合衆国特許法第35巻第119条(e)に基づいて、米国特許仮出願第61/276,589号に関する優先権を主張する。
【０００３】
（背景）
無呼吸は、呼吸の停止である。睡眠時無呼吸は、睡眠時の呼吸停止である。睡眠時無呼吸は、よく起こる睡眠障害であり、米国には千二百万（12,000,000）人を超える患者がいるとされる。睡眠時無呼吸を抱える人は、睡眠中一時間当たり数回も呼吸を停止および再開する。呼吸停止の個々の発現は、睡眠時無呼吸イベントと呼ばれる。
【０００４】
人が睡眠時に呼吸を停止すると、直ちにその人の脳は、血中酸素レベルが低く、血中二酸化炭素レベルが高いことを感知する。次に脳は、身体に対して緊急信号を発して、酸素量を増やし、二酸化炭素の量を減らすために体が肺とのガス交換を増やす努力を促す。身体の自律的な生理学的反射は、例えば空気を求めるあえぎ、血圧を高めるために動脈を収縮させるための酵素の生成および心拍数を増やすための酵素の生成など生き残りのための反応を引き起こす。次に人は、通常は空気を求めてあえぎ、それによって肺のなかの酸素と二酸化炭素の効果的なガス交換を回復する。これにより、睡眠時無呼吸イベントが終了する。
【０００５】
脳は、また人が空気を求めてあえぐように人を喚起するために、大量のアドレナリンを放出させる身体の自律的生理学的反射を引き起こす。一定の期間身体中でアドレナリンが反復的に生成されることによって弊害が生じ、それは、心臓の障害やその他の医学的問題につながる可能性がある。
【０００６】
無呼吸イベント、すなわち数秒間以上続く完全な無呼吸または低呼吸と呼ばれる部分的な閉塞は、血中酸素飽和度の低下にもつながる。夜間に繰り返して発生する３パーセントまたはそれ以上の飽和度低下は、組織の損傷につながる。
【０００７】
しばしば人は、空気を求めてあえぎながら目を覚ます。人が空気を求めてあえいでいることを意識しない場合でも、睡眠時無呼吸イベントのたびに身体の睡眠状態が中断されて、身体は、生理学的にストレスを受ける。睡眠時無呼吸イベントは、睡眠中に複数回に亘って発生しうる。すなわち、呼吸が停止し、生理学的にストレスを受けて、空気を求めてあえぐプロセスは、睡眠期間中に何度も繰り返し発生する。引き続く睡眠時無呼吸イベントによって、人は数多くの短い中断された睡眠を経験する。この睡眠の断片化は、生理学的および精神的に有害である。
【０００８】
睡眠時無呼吸には２つの形、すなわち中枢型睡眠時無呼吸症と閉塞型睡眠時無呼吸症がある。現時点で、中枢型睡眠時無呼吸症および閉塞型睡眠時無呼吸症は、２つの異なる原因から生じていると考えられている。中枢型睡眠時無呼吸症は、通常は呼吸プロセスを制御する神経信号に干渉する脳の異常に関連するとみられている。閉塞型睡眠時無呼吸症は、呼吸のための気道を妨害することによって引き起こされ、それは、肺との間で空気の流れを完全に停止させる（無呼吸）か、あるいはほぼ完全に停止させる（低呼吸）。一般的な閉塞型睡眠時無呼吸症は、睡眠中の人の喉の肉付きのよい組織が垂れ下がって咽頭部の気道を塞いでしまうときに発生する。混合型閉塞型睡眠時無呼吸症と呼ばれる状態は、中枢型睡眠時無呼吸イベントと閉塞型睡眠時無呼吸イベントとが交互に発生するときに現れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許仮出願第61/276,589号
【特許文献２】米国特許第6,012,455号
【特許文献３】米国特許第6,666,830号
【特許文献４】米国特許第6,935,335号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】1993年のニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン（New England Journal of Medicine）に掲載された「中高年者における睡眠障害呼吸の発生（The Occurrence of Sleep-Disordered Breathing Among Middle-Aged Adults）」と題する論文
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
閉塞型睡眠時無呼吸症の正しい治療は、人の呼吸気道が睡眠時に開いたままであることを確実にするものでなければならない。最も簡単な処置は、減量、睡眠中の体位変更、アルコール忌避、鎮静薬忌避およびライフスタイルの同様な変更を含む。身体構造上の障害が閉塞型睡眠時無呼吸症の原因であることが判明したときは、肥大した扁桃腺、肥大した咽頭扁桃腺、喉の裏側の余分な組織および同様なタイプの障害物を除去する手術が必要となろう。最も極端なケースでは、睡眠時に気道を塞いでいる障害物をバイパスするために気管に開口部が設けられる。
【００１２】
閉塞型睡眠時無呼吸症の処置のための１つの装置は、鼻を覆うマスクのなかに新鮮な空気を送り込む装置である。この装置は、ネーザル・シーパップ（nasal CPAP：鼻持続陽圧呼吸）として知られている。マスクと気流を適正に調節すれば、空気の圧力で上部気道が開き、いびきおよび閉塞型睡眠時無呼吸を十分に防止できる。CPAP処置の欠点は、1)鼻マスクおよびマスクを空気圧送装置に接続する機構によってもたらされる不快さと睡眠妨害、2)装置の初期投資および維持コスト、および3)睡眠場所が変更されたときの不便さである。いくつかの新しいタイプのCPAP装置では、マスクを使用しない（例えば、米国特許第6,012,455号に開示されているCPAP装置）。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（概要）
人に条件反射を引き起こすための装置が提供される。この装置は、人の生理学的状態、すなわち睡眠時無呼吸イベントの出現に関連する生理学的状態を検出するように構成された検出器を含む。装置は、また生理学的状態の検出に応じて人に対して刺激を送信するように構成されたコントローラを含む。このコントローラは、また生理学的状態が依然として発生しているか否かを判断するようにも構成される。このコントローラは、さらにその生理学的状態が依然として発生していると判断されたときに、送信と判断の工程を繰り返すように構成される。
【００１４】
人に条件反射を引き起こすための方法が提供される。この方法は、人の生理学的状態、すなわち睡眠時無呼吸イベントの出現に関連する生理学的状態を検出する工程を含む。この方法は、また生理学的状態の検出に応答して、人に対して刺激を送信する工程を含む。この方法は、さらにその生理学的状態が依然として発生しているか否かを判断する工程を含む。方法は、さらにその生理学的状態が依然として発生していると判断されたときに、送信と判断の工程を繰り返す工程を含む。
【００１５】
人の条件反射を訓練するための方法が提供される。この方法は、人に対して刺激を送信する工程を含み、ここで人は、睡眠の準備段階にあって、刺激というのは、人に対して生理学的状態に逆らう行動を取らせるように構成されたものである。また方法は、予め決められた時間だけ待機する工程を含む。方法は、さらに第1の複数の反復回数、送信と待機の工程を繰り返す工程を含む。
【００１６】
以下の詳細な説明を始めるまえに、この特許文書全体を通して使用される特定の語および熟語の定義を提示することが望ましい。用語「含む」、「構成する」およびそれらの派生語は、無制限の包含を意味する。用語「または」は、包含的であり、「および／または」を意味する。熟語「〜と関係がある」、「〜と関連する」およびそれらの派生語は、含む、内部に含まれる、相互接続する、収容する、内部に収容される、接続する、結合する、容易に伝達できる、連携する、交互配置する、並列する、隣接する、束縛される、有する、性質を有する、その他同様なことを意味する。また用語「コントローラ」は、少なくとも１つの作業を制御する装置、システムまたはそれの一部を意味し、そのような装置は、ハードウエア、ファームウエアまたはソフトウエアとして、あるいはそれらの少なくとも２つの何らかの組合せとして実装される。注意すべきことは、任意の特定のコントローラに付随する機能は、中央に集中してもよいし、あるいはローカルまたは遠隔に分散してもよいということである。特定の語および熟語の定義は、この特許文書全体を通して規定され、当業者は、ほとんどの場合とまでいかずとも多くの場合にそのような定義がそのように定義された語および熟語の今後ならびにこれまでの使用に適用されることを理解すべきである。
【００１７】
本開示およびその特徴をより完全に理解するために、ここで添付図面を参照しながら、以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の１つの実施の形態に従う装置であって、閉塞型睡眠時無呼吸症（ＯＳＡ）およびその他の生理学的状態を処置するために条件反射介入を訓練および促進するための装置を示す。
【図２】本開示の１つの実施の形態に従う方法であって、睡眠中の患者の生理学的状態に逆らうために条件反射を使用するための方法を示す。
【図３】本開示の１つの実施の形態に従う方法であって、電気刺激を用いてＲＥＭ睡眠中のＯＳＡイベントを回避するための方法を示す。
【図４】本開示の１つの実施の形態に従う方法であって、特定の生理学的状態に逆らうように睡眠中の患者の条件反射を訓練するための方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（詳細な説明）
本開示は、閉塞型睡眠時無呼吸症（ＯＳＡ）およびその他の生理学的状態を処置するために条件反射介入を訓練および促進するためのシステムおよび方法を提供する。
【００２０】
閉塞型睡眠時無呼吸イベントが完全に進展して呼吸停止が起こるまえに、閉塞型睡眠時無呼吸イベントの出現を検出して終らせられることが望ましい。睡眠中の人が実際に呼吸を停止するまえに閉塞型睡眠時無呼吸イベントの出現を検出して終らせられれば、睡眠中に人がアドレナリン反応および血中酸素飽和度低下という生理学的シーケンスを耐え忍ぶ必要がなくなる。
【００２１】
米国特許第6,666,830号（以下、「’830号特許」と呼ぶ）は、閉塞型睡眠時無呼吸イベントが完全に進展して呼吸停止が起こるまえに、閉塞型睡眠時無呼吸イベントの出現を検出するためのシステムおよび方法について述べている。米国特許第6,935,335号（以下、「’335号特許」と呼ぶ）は、呼吸停止が発生するまえに、睡眠時無呼吸イベントを引き起こす生理学的プロセスを終らせるためのシステムおよび方法について述べている。これら「’830号特許」および「’335号特許」は、ここに引用によって取り込まれる。
【００２２】
本開示の条件反射介入システムは、初期の気流制約に関連する音や、その他の呼吸に関連する音、例えばいびきの音の変化を検出する装置を採用している。装置は、首の周りに巻きつけられた柔らかくしなやかなカラーの中に埋め込まれて呼吸音のパワー・スペクトルを捕捉する小型マイクロフォンを使用する。
【００２３】
本開示の条件反射介入システムは、単独の装置でもよいが、他のシステムの一部として構築してもよい。例えば、これもここに開示される頭部および顎部の牽引反射システムのモジュールとして構築することもできる。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本開示の１つの実施の形態に従い、閉塞型睡眠時無呼吸症（ＯＳＡ）およびその他の生理学的状態を処置するために条件反射介入を訓練および促進するための装置を示す。
【００２５】
装置１００は、患者１２０の首の周りに巻きつけられた柔らかくしなやかなカラー１１０を含む。カラー１１０は、１又は複数のマイクロフォン１１１、マイクロコントローラ１１２、小型の音声合成装置１１４、電池１１６およびオン／オフ／ボリューム制御スイッチ１１８を含む。１または複数のマイクロフォン１１１が無呼吸または低呼吸イベントまたはその他の生理学的状態の出現に付随する音の変化を検出すると、マイクロコントローラ１１２は、音声合成装置１１４に命じて、ささやき声の合図またはその他の刺激を発行させる。患者は、その合図に反応して、身体の１または複数の部位、たとえば頭および顎を動かして、上部気道開存を回復および保持するように訓練される。時間が経過するにつれて、これらの行動は、無意識の反射となるようにこの装置によって訓練できる。
【００２６】
（嚥下反射）
本開示の条件反射介入法の特に有用な１つの用途は、嚥下反射を介したＯＳＡイベントの除去である。
【００２７】
嚥下には、経口、咽頭および食道の３つのステージがある。後者の２つは、自律的であるが、経口ステージは、自発的な神経筋制御のもとにあるが、しばしばわずかな意識的思考で開始される。ＯＳＡ患者に有利なことに、準自律的反射は、条件付けが容易である。
【００２８】
経口ボーラス輸送のサブ・ステージでは、一旦舌が軟口蓋に接触すると、veli palatini（口蓋帆）、levator velipatini（口蓋帆挙筋）およびpalatophayrngeus（口蓋咽頭筋）が収縮する。それらの作用によって、上部および後方軟口蓋が引っ張られて鼻咽頭が開き、ボーラス通過を許容する。ほとんど同時に、舌顎骨複合体が引っ込んで後咽頭壁から離れ、何であろうと横方向の内腔開存が食道までは保証される。
【００２９】
この作用は、親指と人差し指を首の下顎のすぐ下、輪状軟骨の上の７０度と２９０度の位置に置くことによって感じることができる。嚥下によって中咽頭の挙上が感じられる。
【００３０】
嚥下の開始によって、ＯＳＡイベントの発生を急がせる粘液で仲介された口腔咽頭の封鎖が破られる。ＯＳＡを患う多くの患者の嚥下反射の条件付けは、彼らがここに述べる簡単な訓練プログラムに参加すれば可能である。
【００３１】
特定の実施の形態で、嚥下反射は、また患者のいびきを禁止するように働く。嚥下反射は、いびきを禁止する。それは、嚥下行動が軟口蓋を鼻咽頭の後部壁に向かって持ち上げるためである。その行動は、嚥下動作時に軟口蓋がひらひらする動きを止める。いびきは、軟口蓋の鼻咽頭内腔でのはためき運動である。
【００３２】
特許「’335号」および「’830号」のＯＳＡ検出システムに見出される既存の音分類論理を用いて、いびき音を認識することが可能である。いびきが認識されると、本開示の条件反射法は、音声合成装置を使用して嚥下の合図を送る。しかし、嚥下は、しばしば長続きしない介入であり、いびきのパターンがたちまち回復する。従って特定の実施の形態で、ほとんどのいびきは、患者が仰向け（すなわち、彼または彼女の背中を下にして横になる）のときに発生するので、身体の位置の変化を開始させる第２の反射を条件付けることが望ましい。この寝返り反射は、例えば患者に「寝返りするように」とささやく音声合成装置などの可聴刺激への応答である。
【実施例２】
【００３３】
図２は、本開示の１つの実施の形態に従って、睡眠中の患者の生理学的状態に逆らうために条件反射を使用するための方法２００を示す。特定の実施の形態で、生理学的状態は、ＯＳＡイベントの出現であり、条件反射は、嚥下である。他の実施の形態で、生理学的状態は、１または複数のその他の状態、例えば、高血圧、頻脈、呼吸促迫 、いびき等である。そのようなその他の生理学的状態は、他の条件反射と関連付けられる。
【００３４】
最初に、検出装置が患者の生理学的状態の発生について患者を監視する（工程２１０）。特定の実施の形態で、検出装置は、患者の首の周りに巻きつけられた治療用のカラー、すなわちカラー１１０である。次に検出装置は、患者が生理学的状態の発生を経験しているか否かを検出する（工程２２０）。生理学的状態の発生が検出されなかったときは、方法は、工程２１０に戻る。
【００３５】
他方で生理学的状態の発生が検出された場合には、刺激信号が励起されて、眠っている患者に対してその生理学的状態に逆らう行動を取るように促す（工程２３０）。特定の実施の形態で、刺激信号は、「嚥下せよ」というささやき声の合図である。他の実施の形態では、ささやき声の合図は、別のメッセージ、例えば「リラックスせよ」、「ゆっくり呼吸せよ」、「寝返りせよ」等である。さらに別の実施の形態では、刺激信号は、音色、振動またはその他の非言語信号である。
【００３６】
非言語刺激の別の例は、香りである。一般に人は睡眠中でも鼻は機能する。従って、特定の患者では、嗅覚刺激が有効である。そのような患者に対する刺激は、患者の鼻近くで香りを放出することである。
【００３７】
次に睡眠中の患者は、刺激信号に応答して行動を起こす（工程２４０）。睡眠中の患者が取るこの行動は、励起される刺激信号に依存する。例えば、特定の実施の形態で、刺激信号がささやき声の「嚥下せよ」との合図である場合、患者は、嚥下によってそれに応答する。もし刺激信号がささやき声の「寝返りせよ」との合図であれば、患者は、ベッド上で寝返りをする。特定の実施の形態で、刺激信号が振動であれば、患者は、その振動刺激に関連付けられた行動を取る。さらに別の実施の形態では、患者は香りの刺激に応答する。刺激に応答して睡眠中の患者が取る行動は、本開示に述べられる訓練法に従って訓練される。
【００３８】
次に検出装置は、患者がその生理学的状態を依然として経験しているか、あるいはその生理学的状態が終了しているかを判断する（工程２５０）。もし患者がその生理学的状態を依然として経験していれば、方法は、工程２３０に戻って別の刺激信号を送信する。他方で生理学的状態の終了が検出された場合には、方法は、工程２１０に戻って生理学的状態の別の発生について患者の監視が続けられる。
【００３９】
（咳払い）
呼吸の吸気プロセスは、陰圧を生じ、もしそれが放置されれば咽頭気道の垂れ下がりにつながる。咽頭部に向かい合って位置する２組の筋肉、すなわち頤舌骨筋（geniohyoid）および胸骨舌骨筋（sternohyoid）は、まとめて咽頭拡張筋（pharyngeal dilator muscles）として知られているが、そのような垂れ下がりに抵抗する。
【００４０】
受動機械的および能動的な神経筋作用は、咽頭拡張筋の開存および垂れ下がりに寄与する。覚醒時の開存は、自律神経系によって維持されるが、咽頭拡張筋の緊張増大は、人が「咳払い」するといった意志（意識的な制御）に支配される。
【００４１】
睡眠中、身体全体の筋緊張の一般的な弱化の出現を伴って、咽頭拡張筋には緊張低下（hypo-tonality）が生じ、それらは、密に接近して緩み、閉塞性無呼吸イベントを生じる。これは、呼吸経路の上皮を覆う粘液膜によって促進される現象である。
【００４２】
粘液は、身体の中空器官全体で有毒物質に対する拡散障壁として機能する粘性分泌物である。咽頭では、それは、気道のずれ応力を最小化する潤滑として機能する。例えば、咳をすると毎時約１６０キロメートル（毎時１００マイル）を超える速度の空気ブラストが発生し、ずれ応力が生じる可能性がある。
【００４３】
粘液などの粘着性の高い薄膜のエネルギー論は、向かい合う組織の接着を促進し、そのため睡眠中の咽頭拡張筋の緊張低下が一連の閉塞性無呼吸イベントを促進し、それは、交感神経系が血中の酸素と二酸化炭素との不均衡に反応してアドレナリン反応を始動させることによって破られる。
【００４４】
粘液は、呼吸経路中に豊富に供給され、身体は、清掃と掃除の組織化された反射セットを備えている。咳およびくしゃみは、反射の例であり、それらの原因は、横隔膜の推進運動である。しかし、それらの神経制御には違いがある。咳は、通常自律神経制御のもとにあるが、意志によって引き起こすことができる。他方でくしゃみの開始は、意志によって引き起こすことができない。
【００４５】
咽頭に蓄積した粘液の清掃は、自律的であるが、くしゃみや咳のように意識に昇ることはないが、ほとんどの清掃行動が一般には意志に基づいて行われる。
【００４６】
完全覚醒時には、咽頭組織の粘液が仲介する付着発生を防止するために咽頭から粘液を清掃するプロセスは必要ない。それは、咽頭拡張筋の中には気道の狭窄を阻止するのに十分な緊張があるためである。しかし睡眠時に、咽頭拡張筋がそれらの緊張を失う場合、粘液清掃反射の起動によって開存性を回復させることができる。それは、この反射が咽頭拡張筋への緊張の回復を要求するためである。
【００４７】
本開示のシステムおよび方法、例えば方法２００を使用することで、患者が介入パッケージから合図を与えられたときに、喉払い行動を開始するように患者を訓練できる。方法２００に関して説明したように、この合図は、ささやき声の言葉、または低レベルの音、穏やかな振動、香りまたは別の適切な刺激でよい。自己暗示を介した咳払い反射を、咽頭の粘液によって仲介される接着性の狭窄を破ることによってアドレナリン反射を回避する手段として用いることができる。
【００４８】
特定の実施の形態で、粘液／気道除去反射は、嚥下反射と組み合わされる。粘液／気道除去は、嚥下よりも若干複雑である。除去では、初期に異なる筋肉の組が用いられる。従って、掃除反射が最初に駆動され、次に嚥下反射が続く。
【００４９】
（頭部牽引／下顎突出）
本開示に従う介入の１つの方法は、上気道狭窄の出現を検出する工程を含み、次に刺激による駆動に応じて上気道の狭窄または閉塞を回避するように頭および顎の運動を開始させるような潜在意識を条件付ける工程を含む。特定の実施の形態で、条件反射法２００は、頭および顎の牽引を開始させるために用いられる。潜在意識の運動反射の条件付けは、ここに説明する訓練法のような、就寝前に実施される自己暗示訓練技術を通して達成できる。
【００５０】
特定の実施の形態で、ＯＳＡイベントが予想されるときに、下顎（下顎の骨）を前方に突出させる条件反射を有することが有利である。下顎が前に動くと、それと一緒に舌も前に動くため、舌の基部が口腔咽頭の後部表面と接触するときに進展する閉塞、すなわち完全な閉塞イベントが破られる。下顎を前方に突出させれば、低呼吸、すなわち血中酸素飽和度を低下させるに十分なほど呼吸の経路を塞ぐ口腔咽頭の部分的な閉塞（または狭窄）も回避される。
【００５１】
特定の実施の形態で、この行動は、分離して訓練される。他の実施の形態では、前方への下顎挙上条件反射行動を首の牽引の条件反射行動と組み合わせることが有益である。ある患者にとって、このことは、睡眠を妨害する呼吸への介入に関する好適な実施となるはずである。
【００５２】
（ＲＥＭ睡眠中の刺激の使用）
「’335号」特許に述べられたシステムおよび方法は、システムが睡眠時無呼吸イベントの出現を検出したときに低強度の刺激信号を発生する刺激発生器を採用している。刺激信号の強度は、刺激信号が励起されても睡眠中の患者が覚醒しない程度に低い。
【００５３】
睡眠中の人は、低強度の刺激信号による駆動を無意識に知覚する。いくつかの実施の形態で、刺激信号の出現に対して、人は、彼または彼女の頭を後方に傾けるか、あるいは身体の１または複数の部位をなんらかのやり方で動かすことで無意識に応答するように訓練される。
【００５４】
このやり方は、「急速眼球運動」睡眠または「ＲＥＭ睡眠」として知られる睡眠状態にある間は働かない。ＲＥＭ睡眠は、夢と急速眼球運動とによって特徴付けられる。平均的に、ＲＥＭ睡眠は、男性の場合、睡眠時間のおよそ１７パーセント（１７％）の間に発生し、女性では、睡眠時間のおよそ１８パーセント（１８％）の間に発生する。1993年のニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン（New England Journal of Medicine）に掲載された「中年成人における睡眠障害呼吸の発生（The Occurrence of Sleep-Disordered Breathing Among Middle-Aged Adults）」と題する論文を参照されたい。
【００５５】
ＲＥＭ睡眠の夢を見ている段階では、脳は、寝ている人の四肢の運動を防止するために、身体の自発的な骨格筋を弛緩状態においている。この自然な弛緩状態は、寝ている人が夢の内容に応答して彼または彼女の四肢を動かすことを予防する。このように、ＲＥＭ睡眠では「’335号」に述べられた方法は、首の自発的な骨格筋が弛緩しているため働かない。この弛緩は、脳から遠心性神経筋中枢への運動命令の伝達を禁止する脳の中枢によって制御される。それにも拘わらず、骨格筋は、直接的な電気刺激に応答して収縮する。このように、ここに開示されるシステムおよび方法を用いて、ＲＥＭ睡眠中でも初期のＯＳＡイベントに介入することが可能である。
【００５６】
ＲＥＭ睡眠を検出する方法は、多い。脳の電気的活動は、electrocephalography（脳波検査）を用いて測定できる。眼球運動は、電気眼球図記録（electroculography）を用いることによって測定できる。また筋緊張低下は、筋電図検査（electromyography）を用いることによって測定できる。これらの装置用のセンサーは、頭部の眼球近くに、または顎に貼り付けられた電極である。ＲＥＭ睡眠を検出するために、筋電図電極は、通常顎に取り付けられる。それは、ＲＥＭ睡眠中に顎が完全に弛緩するからである。
【００５７】
特定の実施の形態で、検出システムがＲＥＭ睡眠を検出すると、ＯＳＡ介入システムは、初期のＯＳＡイベントが検出されたときに、首の後ろの骨格筋を直接的に刺激してアドレナリン応答を回避させる電極を許可状態にする。有利な実施の形態で、ＯＳＡ介入システムは、顎の筋電図検査を利用する。これは、検出電極がシステムの他のコンポネントを収容するからカラーから数センチメートルのところにあるからである。システムは、条件反射（例えば、条件反射法２００）の使用に戻って、睡眠者がnon-ＲＥＭ睡眠に戻ったときに直接的な刺激プロセスを禁止する。
【００５８】
注目すべきことは、嚥下反射を用いることによってＲＥＭ睡眠中に嚥下反射が働くため、ＲＥＭ睡眠中に随意筋が弛緩する問題に患者が出合うことはないということである。すなわち、嚥下条件反射は、ＲＥＭ睡眠中に作動し、あったとしてもわずかな覚醒しかもたらさない。
【実施例３】
【００５９】
図３は、本開示の１つの実施の形態に従って、電気信号を用いてＲＥＭ睡眠中のＯＳＡイベントを回避するための方法を示す。方法３００は、non-ＲＥＭ睡眠中のＯＳＡイベントの場合に、条件反射法を用いて首の筋肉の運動を刺激することから始まる（工程３１０）。特定の実施の形態で、工程３１０は、図２に示されたような条件反射法２００を含む。
【００６０】
次にＲＥＭ睡眠検出装置は、睡眠中の患者がＲＥＭ睡眠の状態にあるか否かを判断する（工程３２０）。睡眠中の患者がＲＥＭ睡眠状態にない場合には、方法は、工程３１０に戻る。もし患者がＲＥＭ睡眠状態にあれば、検出装置は、患者がＯＳＡイベントの出現を経験しているか否かを判断する（工程３３０）。もし患者がＯＳＡイベントの出現を経験していなければ、方法は、以下で説明する工程３６０に進む。
【００６１】
他方で、もし患者がＯＳＡイベントの出現を経験していれば、患者の首に取り付けられた電極は、首の筋肉を電気的に刺激して首を後方に移動させる（工程３４０）。この動きは、気道を開く助けとなってＯＳＡイベントの出現を終らせる（工程３５０）。
【００６２】
次にＲＥＭ睡眠検出装置は、睡眠中の患者が依然としてＲＥＭ睡眠状態にあるか、あるいはＲＥＭ睡眠の終わりが発生したかを判断する（工程３６０）。もしＲＥＭ睡眠検出装置によってＲＥＭ睡眠の終わりが検出されなければ、方法は、工程３３０に戻る。
【００６３】
他方で、もしＲＥＭ睡眠の終わりが検出されれば、首の筋肉は、もはや弛緩状態になく、また首の筋肉を動かすために電気信号を使用する必要はない（工程３７０）。従って、方法は、工程３１０で説明された条件反射法に戻る。方法３００は、患者が覚醒するまで続けられる。
【００６４】
（訓練）
ＯＳＡイベントの介入において、条件反射（例えば、頭の上方への牽引、寝返り、ゆっくりした呼吸等）は、音、振動、ささやき声の合図または香りなどの刺激によってトリガーされる。これらのトリガー行動は、検出特許に述べられた方法によってＯＳＡイベントの出現が検出されたときに命じられる。本開示は、対象が寝付くときに潜在意識反射を条件付ける訓練システムを提供する。
【００６５】
訓練は、サゼッションを用いることによって達成される。１つの実施の形態で、治療用カラーは、生理学的状態（例えば、咽頭の閉塞）が切迫していることを感知する手段を組み込まれる。装置中のロジックによって命じられると、音声合成装置は、「嚥下せよ」というサゼッションをささやく。「嚥下せよ」というサゼッションに対する適切な反応を患者に叩き込むために、治療用のカラーは、「訓練」モードを有し、治療用のカラーがスイッチ・オンされるたびに、最初にそのモードに入る。
【００６６】
訓練モードでは、患者が彼または彼女の喉の周りに治療用カラーを配置して、患者が就寝の準備ができたあと直ちに、音声合成装置は、なんらかの設定可能な反復レートで、設定可能な時間長だけ「嚥下せよ」とのサゼッションを繰り返す。患者がサゼッション「嚥下せよ」を聞くたびに、彼または彼女は、嚥下することを期待される。
【００６７】
「嚥下せよ」というサゼッションの合図は、患者の就寝前の待ち時間よりも長い、設定可能な時間だけ続く。患者が寝たと推測される時点で、訓練モードは、監視モードに切り替わる。監視モードでは、「嚥下せよ」というサゼッションは、初期の閉塞が感知されたときにのみ合図となる。
【００６８】
特定の実施の形態で、「嚥下せよ」というサゼッションが染み込んでいることを確かめるために、治療用カラーは、常にそれが監視モードに入る前にまず訓練モードに入るように構成される。この恒常的な訓練は、「嚥下せよ」との合図によって嚥下反射が信頼性高く条件付けられることを保証する。在宅での適応訓練ステージの間に合図に対する無意識の反応として介入反射を訓練するために、訓練時間は、次のような時間ブラケットに分割される。
【００６９】
第１のブラケット（就寝する対象は、照明を消し、装置のオン・スイッチを駆動する）。ブラケットは、２分間経過する。２０秒ごとに合図がある。患者は、ログ・ボタンを押して、介入作戦を実行する。
【００７０】
第２のブラケット。ブラケットは、２分間続く。３０秒ごとに合図がある。患者は、ログ・ボタンを押して介入作戦を実行する。
【００７１】
第３のブラケット。ブラケットは、６分間続く。毎分合図がある。患者は、ログ・ボタンを押して、介入作戦を実行する。
【００７２】
第４のブラケット。ブラケットは、１０分間続く。２分ごとに合図がある。患者は、ログ・ボタンを押して介入作戦を実行する。
【００７３】
第５のブラケット。夜中続く。５分ごとに合図がある。患者は、ログ・ボタンを押して、覚醒していれば介入作戦を実行する。
【００７４】
いくつかの環境で、自己暗示を受け入れることのできる患者は、３週間で訓練できる。他の環境では、訓練は、４週間またはそれ以上かかる。
【００７５】
理解すべきことは、ここで述べた特定の値および時間は、例示目的のものであって、他の値も可能または好適であるということである。特定の実施の形態では、自己暗示によって確立された条件反射を継続的に強化することが必要である。従って、各睡眠期間の前のスタートアップにおいて、装置は、毎回２０ないし３０分間訓練モードに入る。次に、通常の動作モードに入って、呼吸のスペクトル・パワーの変化から潜在的な閉塞イベントが予想されるときに合図を発行する。
【００７６】
特定の実施の形態で、条件反射は、筋肉収縮を刺激する電極を使用することによって訓練または強化される。例えば、可聴刺激に応答して頭を後方に傾けさせる訓練を行うために、首の後ろの筋肉を収縮させる電極が使用される。そのような方法が、ＯＳＡ患者のために必要である。一旦条件反射が確立されると、首の骨格筋を収縮させる電極を使用することは、もはや必要ない。
【００７７】
ここに述べた訓練法は、ＯＳＡ以外の生理学的状態に対しても利用される。例えば、いびき、頻呼吸、高血圧または高心拍数等は、開示された訓練法を通して学習される条件反射によって救済される。異なる条件反射を誘発するために、異なる刺激が使用される。
【実施例４】
【００７８】
図４は、本開示の１つの実施の形態に従って、特定の生理学的状態に逆らうように睡眠中の患者の条件反射を訓練するための方法４００を示す。特定の実施の形態で、生理学的状態は、ＯＳＡイベントの出現であり、条件反射は、嚥下である。他の実施の形態で、生理学的状態は、高血圧、頻脈、頻呼吸、いびきなど１または複数のその他の状態である。このようなその他の生理学的状態は、他の条件反射と関連付けられる。
【００７９】
まず、患者の首の周りに治療用のカラーが設置される（工程４１０）。次にカラーが励起されて、最初には訓練モードにおかれる（工程４２０）。次に患者が就寝の準備をするとき、刺激信号が患者に送られる（工程４３０）。特定の実施の形態で、この刺激は、患者に対して「嚥下せよ」との言葉をささやくカラー上に取り付けられた音声合成装置である。他の実施の形態で、刺激は、別のささやかれる語または熟語「リラックスせよ」または「ゆっくり呼吸せよ」である。次に患者は、刺激信号に応答して行動を起こす（工程４４０）。例えば、「嚥下せよ」という言葉を聴いて、患者は、嚥下する。別の例として、「ゆっくり呼吸せよ」というフレーズを聴いて、患者は、それに応答して彼または彼女の呼吸を遅くする。
【００８０】
訓練モードは、一連の工程を反復することを要求する。そして反復と反復との間には、遅延があるのが一般である。従って、カラーは、反復時間が終るのを待つ（工程４５０）。反復時間が終了すると、患者の就寝前の待ち時間が終ったかどうかが判断される（工程４６０）。もしその期間がまだ終っていなければ、方法４００は、工程４３０に戻って次の反復工程が始まる。他方で、もし患者の就寝前の待ち時間が終了していたら、患者が寝付いたと見なされて、カラーは、訓練モードを終了させて、監視モードに切り替える（工程４７０）。
【００８１】
監視モードの間に、カラー（またはその他の監視装置）は、特定の生理学的状態（例えば、ＯＳＡイベントの出現）を示すサインがないか患者を監視する。もし特定の生理学的状態が検出されれば、カラーは、患者に対して刺激信号（例えば、「嚥下せよ」というささやき）を送る（工程４８０）。刺激信号は、患者に条件付けられた行動（例えば、患者が嚥下する）を起こさせ、その生理学的状態を解放させる。特定の実施の形態で、監視モードは、患者が眠っているかぎり続く。特定の実施の形態で、監視モードは、図２に述べられたような条件反射法２００を組み込む。
【００８２】
この特許文書全体を通して使用される特定の語および熟語の定義を示しておくのがよい。「結合する」という用語およびその派生語は、２つ以上の要素間での直接または間接的な任意の通信を意味し、これらの要素が互いに物理的に接触しているかどうかにかかわらない。「送信する」、「受信する」および「通信する」という用語は、それらの派生語とともに、直接および間接の通信を包含する。「含む」および「構成される」という用語は、それらの派生語とともに、無制限の包含を意味する。「または」という用語は、包括的で、「および／または」を意味する。熟語「〜と関係がある」、「〜と関連する」は、それらの派生語とともに、含む、内部に含まれる、相互接続する、収容する、内部に収容される、接続する、結合する、容易に通信できる、連携する、交互配置する、並列する、近接する、束縛される、有する、性質を有する等を意味する。「コントローラ」という用語は、少なくとも１つの動作を制御する任意の装置、システムまたはそれらの一部を意味する。コントローラは、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエアとして、あるいはそれらの少なくとも２つの何らかの組合せとして実装される。任意の特別なコントローラに関連付けられる機能は、中央に集中化することもできるが、ローカルまたは遠隔に分散することもできる。
【００８３】
本開示は特定の実施の形態および一般的な関連方法について説明してきたが、それらの実施の形態および方法の変更および置換が当業者には明らかである。従って、例示的実施の形態についての上記の説明は、本開示を定義または制約するものではない。その他の変更、置換および修正もまた以下の請求の範囲に定義される本開示の範囲および精神から外れることなく可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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