KR20090101901A - 말의 기도 장애 - Google Patents
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Abstract
말의 기도 장애는 기도 조직의 전기 자극에 의해 경감된다. 특정 장애 및 기술은 후두 반신 마비를 경감시키기 위한 전기 자극을 포함한다. 페이스메이커 프로세서는 상층 기도 장애를 치료하기 위해 말의 상층 기도 조직에 인가되는 전기 치료 신호를 발생시킨다. 상층 기도 조직에 치료 신호를 이송하기 위해 하나 이상의 자극 전극이 상층 기도 조직과 결부된다.
Description
본 출원은 그 내용이 본 명세서에 참조로 포함된, 2006년 12월 22일자로 출원된 미국 특허 가출원 제60/871,533호에 대한 우선권을 주장한다.
본 출원은 말의 기도 손상을 완화시키는 것에 관한 것이다.
도 1은 말의 머리와 관련된 다양한 해부학적 구조를 도시한다. 이들 중에서, 기도 구조 및 특히 후두(larynx)는 말의 건강과 그 기능을 정상적으로 수행하는데 영향을 미치는 다양한 장애에 걸리기 쉽다. 후두는 피열 연골(arytenoid cartilages)의 외전근/개방(abductor/opener) 및 내전근/폐쇄(adductor/closer) 근육 모두, 그리고 관련 성대에 신경이 통하게 하는 운동 섬유(motor fibers)를 함유하는 반회 후두 신경(recurrent laryngeal nerves:RLN)에 의해 신경이 통한다.
후두 반신 마비(laryngeal hemiplegia)는 후두 반신 마비/불완전마비(laryngeal hemiplegia/paresis)로 지칭되는 편측성 질환(unilateral disease)을 야기하는 좌측 반회 후두 신경에 영향을 미치는 말단 축삭병증(distal axonopathy)이다. 좌측 반회 후두 신경에 대한 손상은 정중선의 바로 측방향 위치에서의 성대 이동을 정지시킴으로써 이들 기능 모두를 손상시킨다. 유전적 소인(genetic predisposition)으로 의심을 하고는 있지만, 이 질환의 원인은 알려지지 않았다. 다른 원인 가능성은 직접적인 외상, 납 중독, 간 질환 및 치명적인 감염을 포함한다. 이러한 좌측 성대 마비에도 불구하고, 대향 피열 연골의 외전이 각각의 흡기(inspiration)와 더불어 여전히 발생될 수 있기 때문에, 나머지 폐 환기(pulmonary ventilation)는 충분하다. 그러나, 운동 중에, 후두의 단면 영역은, 흡입(inhalation) 중에 영향을 받은 연골의 추가적인 허탈(collapse)에 의해 더 감소된다. 이는 운동 시에 비정상적인 상층 호흡 소음(upper respiratory noise)과 연계된 현저한 기류 감소를 초래한다. 경주에 사용되는 말에서, 기류의 감소된 부피는 성능을 방해하며, 말의 경주 능력을 손상시킬 수도 있다. 드물게, 호흡 곤란(dyspnea) 및 어쩌면 사망에 이르게 하는 피열 허탈이 증가되기 때문에 임의의 향상된 흡기 드라이브(inspiratory drive)가 존재하는 경우에, 상태는 심각한 기도 폐쇄에 이르게 하는 양측성일 수도 있다.
인공 후두성형술(prosthetic laryngoplasty)은 현재 후두 반신 마비에 대한 양호한 수술 치료법이다. 마비된 좌측 피열 연골은 기류를 회복시키기 위해 개방 위치에 봉합된다. 후두성형술 치료를 받은 경주마의 수술후 성능에 대한 사후 분석은 성공률은 적당하지만 많은 합병증을 밝혀냈다. 모두가 본 명세서에 참조로 포함된, 예컨대, 키드 제이에이(Kidd JA), 슬론 디이(Slone DE)의 "인공 후두성형술, 뇌실 절제술 및 성대 절제술에 의한 말의 후두 반신 마비의 치료(Treatment Of Laryngeal Hemiplegia In Horses By Prosthetic Laryngoplasty, Ventriculectomy And Vocal Cordectomy)", Vet. Rec., 2002년, 150:481-484; 그릿 티알씨(Greet TRC), 베이커 지제이(Baker GJ), 리 알.(Lee R.)의 "말의 인두 기능에 관한 후두성형술의 효과(The Effect Of Laryngoplasty On Pharyngeal Function In The Horse)", Eq. Vet. J., 1979년, 11:153-158, 러셀 에이피(Russell AP), 슬론 디이(Slone DE)의 "말의 후두 반신 마비에 대한 인공 후두성형술 및 양측 뇌실 절제술 이후의 성능 분석: 70 사례(1986-1991)[Performance Analysis After Prosthetic Laryngoplasty And Bilateral Ventriculectomy For Laryngeal Hemiplegia In Horses: 70 Cases(1986-1991)]", J .Am. Vet. Med. Assoc., 1994년, 204:1235-1241; 호킨스 제이에프(Hawkins JF) 등의 "230마리의 말에서 좌측 후두 반신 마비의 치료를 위한, 뇌실 절제술을 이용하거나 이용하지 않은 후두성형술(Laryngoplasty With Or Without Ventriculectomy For Treatment Of Left Laryngeal Hemiplegia In 230 Horses)", Vet. Surg., 1997년, 26:484-491; 및 스트랜드 이.(Strand E.) 등의 "후두 신경병증에 대해 인공 후두성형술로 치료된 순혈종 말의 직업 경주 성능: 52 사례(1981-1989)[Career Racing Performance In Thoroughbreds Treated With Prosthetic Laryngoplasty For Laryngeal Neuropathy: 52 Cases(1981-1989)]", J. Am. Vet. Med. Assoc., 2000년, 217:1689-1696를 참조하라.
그러한 수술의 주요 합병증은, 약 40%의 말에서 지속적인 운동 과민증(continued exercise intolerance)을 야기하는 좌측 피열 연골의 불충분한 외전, 거의 모든 말에 6주씩 외전의 초기 정도의 약간의 손실을 초래하는 인공 봉합(들)의 느슨해짐, 그리고 25%의 말에서 지속적인 호흡 소음(persistent respiratory noise)과 연관된다. 모두가 본 명세서에 참조로 포함된, 예컨대, 듀참 엔지(Ducharme NG), 해켓 알피(Hacket RP)의 "후두 수술의 진가는 무엇인가?(What is the True Value of Laryngeal Surgery?)", Comp Cont Educ, 1991년, 13:472-475; 딕슨 피엠(Dixon PM) 등의 "200마리의 늙은 잡종 말 모집단에서의 후두 성형술 및 후두성대절제술의 장기간 연구. 1부: 외과적 피열 외전의 유지 및 수술 합병증(Long Term Survey Of Laryngoplasty And Ventriculocordectomy In An Older Mixed-Breed Population Of 200 Horses. Part 1: Maintenance Of Surgical Arytenoid Abduction And Complications Of Surgery)", 이큐 브이티 제이(Eq Vet J), 2003년, 35:389-396; 딕슨 피엠 등(Dixon PM et al.)의 "200마리의 늙은 잡종 말 모집단에서의 후두 성형술 및 후두성대절제술의 장기간 연구. 2부: 수술의 가치에 대한 소유자의 평가(Long Term Survey Of Laryngoplasty And Ventriculocordectomy In An Older Mixed-Breed Population Of 200 Horses. Part 2: Owner's Assessment Of The Value Of Surgery)", Eq Vet J, 2003년, 35:397-401 및 페라로 지엘(Ferraro GL)의 "말 수술의 현재 방법에서의 후두 반신 마비(Laryngeal Hemiplegia In Current Practice Of Equine Surgery)", 화이트 엔에이 및 무어 제이엔 (편집)[White NA and Moore JN(eds)], Philadelphia J.B. Lippincott Co, 1990년, 251-255 페이지를 참조하라.
종래의 이들 치료 방법이 몇몇 말에 대해서 유용하였더라도, 이는 적당한 성공률, 상당한 합병증을 가지고 있으며 질환의 진행을 늦추지 않기 때문에 분명히 이상적이지 않다. 따라서, 이러한 방법이 더이상 도움이 되지 않는 상태에 이르기까지는 대개 단지 약 몇 개월이다.
개발을 위해 많은 실험들이 시도되고, 인간 후두 장애에 대한 이식 전기 치료 시스템을 기술하기 위한 많은 특허가 존재하더라도, 말에 대하여 개발된 그러한 시스템은 없다. 표 1에 요약되고 하기에 설명된 바와 같이, 말의 임상적 조건은 인간의 것과 매우 상이하며, 전기 치료 시스템에 대해서는 훨씬 더 기술적으로 어렵다.
| 인자 | 말 | 인간 |
| 외전근 자극에관계되는 성대 | 편측 | 양측, 인간의 편측 마비는 외전에대해 큰 장애가 아니기 때문 |
| 성대 편측성 | 좌측 | 좌측 또는 우측 |
| 성대 외전 | (말이 임의의 종류의 격렬한 운동을 하는 한) 수 시간동안 지속적으로 연장되는 외전; 다른 종들의 대부분의 근육은 몇 분의 지속적인 자극 이후에 피로하게 됨. | 1-2초간의 흡기 외전 |
| 치료 | 기관절개술(tracheostomy)로치료되지 않음 | 기관절개술로 치료됨 |
| 손상 | 운동 성능/ 비정상적인 소음;생명을 위협하지 않는 공기 손상 | 공기 손상에 의한 의학적/생명 위협 |
| 심각성 | 약간의 불완전 마비가 증상을야기함 | 증상에 마비가 필요함 |
| 조용한 호흡 | 손상되지 않음 | 손상됨 |
| 내전 | VF 내전이 희생될 수 있음 | 내전의 손실이 흡인 및 약화를초래하거나 발성을 희생시킴 |
표 1 - 인간과 말의 편측 후두 반신 마비의 차이점
따라서, 편측 반신 마비는 성공을 위해 상이한 치료 방법을 필요로 하는 매우 상이한 조건이며, 한 가지 종에 작용하는 방법이 다른 종에 대해 반드시 적합하지는 않다는 것이 명백하다. 인간은, 두 성대 모두가 마비될 때, 대개 기도 손상이 발생된다. 이에 반해, 말은 단일 성대가 마비될 때, 그러한 상태가 발생된다. 흡기 중에 기도에 발생되는 거대한 음압(negative pressure) 때문에, 한 성대의 약간의 약화조차도 성대를 기도로 끌어당길 것이다. 말은 운동 중에 성대를 완전히 외전시키므로, PCA 근육이 수분 내지 수시간 동안 높은 속도로 튼튼하게 작동해야만 한다. 또한 인간은, 편측 마비가 내전에 주로 영향을 미치므로, 따라서, 인간의 편측 마비에 대해서는 내전 자극이 주요 목표이다. 내전 자극은, 4배 많은 내전근 근육이 있고, 그 임계치가 낮으며(그래서 낮은 진폭에 의해 단순히 개별적으로 자극될 수 있다), 성대의 후면의 외전근 근육에 비해 해부학상 표면 상에 위치되기 때문에 훨씬 단순하다.
인간에서, (본 명세서에 참조로 포함된) 미국 특허 제7,069,082호는 협동 신경재분포 근육(synkinetic reinnervated muscles)의 경우의 성대 마비에 대한 후두 자극을 기술한다. 성대 마비에 대한 다른 후두 자극 특허들은 신경절제된(denervated) 성대 근육의 진단을 강조한다. 예컨대, 인간 수면 무호흡(sleep apnea)에서, 근육 및 신경분포 신경(innervating nerves)은 손상되지 않는다. 그러나 말의 후두 반신 마비는, 진행 말단 축상병증이 정중선의 바로 측방향 위치에서 성대 이동을 정지시키는 상이한 메커니즘이다- 협동 신경재분포는 없으며 신경절제는 마지막 단계이지만, 그런 다음 신경을 거친 자극은 더이상 작용하지 않는다. 이에 반해, 근육이 비교적 긴 시간동안 운동의 어느 단계 중에도 움직이지 않거나(IV 등급), 격렬한 운동의 상태에서만 움직이기(III 등급) 때문에 신경을 거친 자연적인 신호의 전달이 포함되는 것처럼 보이지만, 근육은 신경의 전기적인 자극을 거쳐 (질환이 없는 말에 대해) 최대로 활성될 수 있다.
말의 장애가 축삭(axons)의 손실에 의한 것일 때, 움직일 수 없는 성대를 가진 대부분의 말은 운동 신경의 감소 또는 부재가 예측된다. 따라서, 전기 자극을 이용한 성대의 소생은 신경절제된 PCA 근육에서 유도될 필요가 있다. 직접적인 근육 자극은 어떠한 상황 하에서도 어려우며, 말의 근육과 같은 더 큰 근육은 더 기술적인 문제를 갖는다.
또한, 말 상태의 치료를 위한 어떠한 장치도 효과적이어야만 할 뿐 아니라, 말 스포츠를 감독하는 관리 기관(governing bodies)의 규칙도 준수해야만 한다. 순혈종 경주에서, 장치가 말에게 불공정한 이익을 주지 않아야만 하는 것이 필요하다. 또한, 말의 성능에 간섭하는 것은 허용될 수 없다. 구체적으로, 내기(wagering)는 스포츠의 한 구성 부분으로서, 말의 성능을 조작하기 위해 장치를 조정하는 방법이 있어서는 안된다.
본 명세서에 사용된, 용어 "마비"는 근육으로의 신경 공급의 완전한 손실을 지칭하는데 사용되며, 반면에 "불완전마비"는 운동 신경 공급 또는 활동의 감소로 인한 근육의 약화를 지칭하는데 사용되고, "협동운동(synkinesis)"은 길항 근육(antagonistic muscles)의 부적절한 동시수축(cocontraction)을 지칭한다.
도 1은 말의 머리의 다양한 해부상의 구조를 도시한다.
도 2는 말의 기도 장애에 대한 기도 치료 시스템의 대표적인 실시예에 관계되는 다양한 기능상의 블록을 도시한다.
도 3A 내지 도 3D는 유용할 수도 있는 특정 전극 구성의 비제한적인 몇 가지 예들을 도시한다.
도 4는 스테이플 전극 구성의 다양한 요소들을 도시한다.
도 5는 가능한 특정 전극의 다양한 구조에 대해, 영향을 받은 조직에 대한 전극 선택성(selectivity)과 침입성(invasiveness) 사이의 상대적인 상호 작용 및 교환 조건(tradeoff)을 요약한다.
도 6은 기도 치료에 대한 인자 조정을 실시하기 위한 다양한 구성요소를 도시한다.
본 발명의 실시예들은 말의 기도 장애를 치료하고자 한다. 페이스메이커 프로세서(pacemaker processor)는 상층 기도 장애를 치료하기 위해 말의 상층 기도 조직에 인가되는 전기 치료 신호를 발생시킨다. 상층 기도 조직에 치료 신호를 이송하기 위해 하나 이상의 자극 전극이 상층 기도 조직과 결부된다.
더 다양한 특정 실시예에서, 장치의 적어도 일 부분이 말에 이식될 수도 있다. 장치의 이식된 부분은 말의 외부에 위치된 장치의 부분과 피부를 통과하여(transcutaneously) 또는 피부를 경유하여(percutaneously) 연통한다. 예컨대, 피부를 통과하는 연통은 전자기 유도, 음향 에너지, 광학 에너지 및 커패시터 커플링 중 적어도 하나에 기초할 수도 있다. 장치의 이식된 부분에 외부 신호를 제공하도록 장치가 작동 중일 때, 장치의 일 부분은 말의 표면에 일시적으로 위치될 수도 있다. 치료 신호는 근전도(electromyogram), 전기안진계(electronystagmograph), 성문전도검사(electroglottograph), 뇌전도검사계(electroencephalograph), 생체전위 센서(biopotential sensor), 초음파 센서(ultrasound sensor), 홀 센서(hall sensor), 마이크로폰(microphone), 압력 센서(pressure sensor), 변형률계(strain transducer), 기계적 변형 센서(mechanical deformation sensor), 및 운동 센서(moion sensor) 중 적어도 하나로부터 얻어질 수도 있다. 이식된 부분은 피부를 경유하여 또는 피부를 통과하여 충전된 전원을 포함할 수도 있다. 다른 특정 실시예에서, 장치의 적어도 일 부분은 말의 레이싱 기어(racing gear)에 합체될 수도 있다.
특정 실시예에서, 전기 치료 신호는 말의 생물학적 기능으로부터 얻어지는 신호에 기초하여 말의 상층 기도 조직에 인가될 수도 있다. 상층 기도 장애는 성대 마비, 성대 불완전마비, 편측 성대 장애, 양측 성대 장애, 후두 반신 마비, 후두 반불완전마비, 신경세포 변성(neuronal degeneration), 연구개(soft palate)의 등쪽 변위(dorsal displacement), 비인두 허탈(nasopharygeal collapse), 후두개 후경(epiglottic retroversion), 축삭 변성(axonal degeneration), 말단 축삭병증(distal axonopathy) 및 비익 주름 마비(nasal alae fold paralysis)를 포함한다. 치료 신호는 이상성 파형을 사용하여 말의 상층 기도 조직에 인가될 수도 있다. 자극 전극은 커프 전극(cuff electrode), 다극 커프 전극(multipolar cuff electrode), 3극 커프 전극(tripolar cuff electrode), 편평 신경 전극(flat nerve electrode), 신경외막 전극(epineural electrode), 줄기 전극(shaft electrode), 세로 신경속내 전극(longitudinal intrafascicular electrode), 얇은 도선 전극(thin wire electrode), 미세-기계가공된 전극(micro-machined electrode), 체 전극(sieve electrode) 및 스테이플 전극(staple electrode) 중 적어도 하나에 기초할 수 있으며, 이들은 상층 기도 조직의 특정 영역에 자극을 야기하는 차등 활성이 가능할 수도 있다.
특정 실시예에서, 상층 기도 조직은 반회 후두 신경의 외전근 가지(branch)의 하나 이상의 축삭과 같은, 기도 구조의 하나 이상의 신경을 포함할 수도 있다. 윤상피열근 조직(cricoarytenoid muscle tissue)이 후윤상피열근 조직을 포함하는 것과 같이, 상층 기도 조직은 기도 조직과 연계된 근육 조직을 포함할 수도 있다. 전기 자극 신호는 성대 조직의 외전을 생성할 수도 있다. 전기 신호는 장치가 꺼질 때까지 수 시간 동안 지속적으로 이송될 수도 있다.
특정 실시예들은 장치의 작동과 관련된 적어도 하나의 치료 인자를 감지하기 위한 하나 이상의 치료 센서를 더 포함할 수도 있다. 치료 인자는 말의 기도관(airway tract)의 기류 특성, 말의 기도 조직의 수축 특성, 말의 몸통의 일 부분의 전기적 특성, 말의 몸통의 일 부분의 온도, 말의 몸통의 일 부분의 pH, 말의 몸통의 일 부분의 화학적 구성물(chemical constituency) 및 말의 생리학적 상태 중 적어도 하나에 구체적으로 관련될 수도 있다.
실시예는 또한 페이스메이커 프로세서의 작동을 검증 가능하게 모니터링하기 위한 치료 검증 모니터도 포함할 수도 있다. 기록 일지는 적어도 하나의 치료 인자를 기록할 수도 있다. 전극 내의 근육을 자극시킴으로써 이뤄지는 말의 근육의 가시적인 움직임과 같이, 치료 검증 모니터는 페이스메이커가 작동 중일 때 외부 신호를 생성할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 또한 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템(adaptive airway treatment system)도 포함한다. 하나 이상의 치료 센서는 치료 시스템의 작동과 관련된 적어도 하나의 치료 인자를 감지한다. 페이스메이커 프로세서는 하나 이상의 치료 인자의 함수로서 전기 치료 신호를 발생시킴으로써 하나 이상의 치료 인자에 반응하여 상층 기도 장애를 치료한다. 하나 이상의 자극 전극은 말의 상층 기도 조직에 치료 신호를 이송하기 위해 상층 기도 조직과 결부된다.
이러한 다양한 특정 실시예들에서, 치료 센서는 말 외부에 위치될 수도 있고, 그리고/또는 말에 이식될 수도 있다. 치료 센서는 하나 이상의 리드(lead)에 의해 페이스메이커에 연결될 수도 있고, 그리고/또는 페이스메이커 프로세서를 내장하는 하우징에 합체될 수도 있다. 치료 신호는 또한 하나 이상의 자극 전극 또는 말 전문가 또는 이들의 조합의 기능이 될 수도 있다.
다른 특정 실시예에서, 치료 인자는 하나 이상의 자극기 전극에 의한 치료 신호 이송의 효율, 예컨대, 성대 기능, 상층 기도 조직의 다른 부분(segment)의 기능, 그리고 말 몸통 내부의 몇몇 다른 인자 중 적어도 하나와 관련될 수도 있다. 또한 또는 대안으로서, 치료 인자는 압력, 수축력, 공기 유동률(airflow rate), 공기 유동 압력, 공기 유동량, 공기 유동 속도, 온도, 임피던스, pH 및 화학적 구성물 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 치료 인자는 심장 활동, 호흡 활동 및 근전도 활동 중 적어도 하나에 기초하는 말 활동 수준에 관련될 수도 있다. 치료 인자는 말이 잠들어있는지 또는 깨어있는지와 같은 말의 자세 또는 활동 수준에 관련될 수도 있다.
특정 실시예에서, 치료 센서는 말의 몸통에 이식될 수도 있으며, 그리고/또는 말의 활동 수준을 검출하는 가속도계를 포함할 수도 있다.
치료 신호는 치료 인자의 주기적인 정규 분석 또는 치료 인자의 비주기적인 비정규 분석의 함수가 될 수도 있다. 치료 센서는 지속적으로 또는 주기적으로 생리학적 상태를 감지할 수도 있다. 페이스메이커 프로세서는 선택된 시간 간격으로 치료 인자를 캡쳐(capture)할 수도 있으며, 이는 시스템과 연계된 전원을 절약하도록 선택될 수도 있다. 또한 또는 대안으로서, 페이스메이커 프로세서는 사용자 인터페이스로부터의 사용자 입력에 반응하여, 예컨대, 사용자로부터의 자성 입력에 기초하여 치료 인자를 캡쳐할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 또한 말 후두 반신 마비와 같은 대상물에서 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템도 포함한다. 페이스메이커 프로세서는 적어도 하나의 치료 인자의 함수로서 전기 치료 신호를 발생시킴으로써 적어도 하나의 치료 인자에 반응하여 상층 기도 장애를 치료한다. 하나 이상의 자극 전극은 대상물의 상층 기도 조직에 치료 신호를 이송하기 위해 상층 기도 조직과 결부된다. 치료 검증 모니터는 페이스메이커 프로세서의 작동과 관련된 적어도 하나의 치료 인자를 검증 가능하게 모니터링한다.
이러한 다른 특정 실시예에서, 그 대상물은 구체적으로 말이 될 수도 있다. 치료 검증 모니터는 자극 프로토콜에 따라 상세히 기록하기 위해 일지 시스템(logging system)을 포함할 수도 있다. 검증 가능하게 모니터링하는 것은, 말에 대한 잘못된 치료 반응, 불이익 또는 불공정한 이익을 방지하도록 필요한 치료 기준이 만족되는지를 검증하는 것, 장치가 작동하고 적절히 기능하는지를 검증하는 것, 내기와 관련된 보호 수단을 따르는지를 검증하는 것, 그리고/또는 외부 광 또는 무선 신호와 같이 시스템의 작동을 표시하는 외부 신호를 생성하는 것을 포함할 수도 있다. 시스템이 작동할 때 외이(auricle)가 경사지거나 회전하도록 외이를 이동시키는 것과 같은, 외부적인 가시 효과를 생성하기 위해 지표 근육을 자극시키기 위한 분리 신호 자극기(separate signaling stimulator)에 의해 외부 신호가 생성될 수 있다.
특정 실시예들은 또한 전기 자극, 자극에 의해 유발되는 조직 활동으로부터의 전기적 생체전위, 성대 외전, 그리고 성대 위치와 관련된 기류 변화 중 적어도 하나를 감지하기 위한 적어도 하나의 치료 센서를 포함할 수도 있다. 치료 센서는 기도음(airway sound), 성문하 압력(subglottic pressure) 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여 적어도 하나의 적절한 기류를 모니터링함으로써 성대 외전을 감지할 수도 있다. 치료 센서는 또한 예컨대, 후두 조직 변형률계, 성문투과 광 감지(transglottis light sensing), 후두 조직 임피던스의 변화 및 성대의 비디오 관측 중 적어도 하나를 이용한 측정에 의해, 성대 변위에 기초하여 성대 이동을 감지할 수도 있다. 치료 센서는 성문하, 기관(trachea) 또는 기관외 내흉강(extra-trachea intra-thorax) 중 적어도 하나와 연계된 압력을 기초로 하는 흡기 기류 방해에 의해서와 같은 흡기 기류 방해를 감지할 수도 있다. 치료 센서는 혈중 산소의 감소 및 CO2의 증가 중 적어도 하나를 포함하는 시스템의 생리학적 신호에 의해서와 같이 운동 중의 비효율적인 호흡을 감지할 수도 있다. 치료 센서는 숨통(windpipe)에 인접한 대상물의 피부에 부착된 무선청진기(radiostethoscope) 및/또는 마이크로폰 변환기를 포함할 수도 있다. 예컨대, 외부 무선 변환기는 소정 거리에서 말의 호흡을 모니터링하기 위해 마이크로폰 변환기와 연통할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 또한 말의 신경 변성 기도 장애를 치료하기 위한 축삭 치료 시스템도 포함한다. 페이스메이커 프로세서는 말의 상층 기도의 목표 조직의 전기 자극에 기초하여 축삭 치료법을 제공함으로써 신경 변성 기도 장애를 치료한다. 하나 이상의 축삭 전극은 신경 조직에 인터페이스 모듈을 연결한다.
이러한 특정 실시예에서, 대상 조직은 운동 신경 및/또는 감각 신경, 예컨대, 말의 반회 후두 신경과 같은 기도 구조의 하나 이상의 신경을 포함할 수도 있다. 전기 자극은 반회 후두 신경의 외전 가지의 축삭의 지리적 자극(geographical stimulation)을 포함할 수도 있다. 지리적 자극은 신경의 모든 신경 섬유를 활성시키는 것과는 달리, 신경의 선택 영역의 신경 섬유만을 활성시키는 신경 단면의 오직 선택된 영역에 대한 자극을 지칭한다. 목표 조직은 기도 조직과 연계된 근육 조직, 예컨대, 후윤상피열근 조직 또는 피열 연골을 포함할 수도 있다. 전기 자극은 거대한 외전(titanic abducting)과 같은, 성대 조직을 외전시키는 것을 포함할 수도 있다.
다른 특정 실시예에서, 기도 장애는 편측 또는 양측 성대 장애, 후두 반불완전마비 또는 후두 반신 마비를 포함할 수도 있다. 전기 자극은 이상성 파형 및/또는 캐소드 파형(cathodic waveform)을 사용할 수도 있다. 전기 자극은 축삭 재생을 용이하게 하거나, 축삭 변성을 느리게 하거나, 또는 기도 장애의 발병 전에 축삭 변성을 방지할 수도 있다. 또한 또는 대안으로서, 전기 자극은 근육 섬유의 활성화를 야기하지 않고 임계치 이하(sub-threshold)가 될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 말의 기도 장애, 예컨대, 후두 반신 마비(반신 마비)를 치료하고자 한다. 이러한 장애는 신경병증(신경의 손실을 포함하는 장애)으로 공지되었지만, 마비된 성대로의 신경 공급의 전기 자극이 성대의 완전한 외전을 야기한다는 것이 뜻밖에 발견되었다. 더욱이, 이러한 외전은 수 시간 동안 지속적으로 유지될 수 있다. 또한, 외전은 운동 중에 또는 노동 중에 말에 의해 발생되는 기도 내부의 높은 음압을 억제할 만큼 충분히 힘이 있다.
본 발명의 실시예들은 말의 기도 신경을 자극한다. 이는 (전술된 바와 같이, 손상되었지만 신경제거되지 않아서 신경이 재분포되지 않은 병든 말의 신경과는 다른, 인간의 협동 신경재분포 신경을 자극하는 미국 특허 제7,069,082호를 제외하고는) 근육 조직에 가해지는 인간 치료에 대한 이전의 시스템과 대조를 이룬다. 따라서, 흡기와 동시에 유발되는 자극에 대한 센서가 필요하지 않다. 더욱이, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 자극은 이전의 인간 시스템에서처럼 흡기 중에 단지 수 초 동안이 아니라, 오히려 수 시간까지 인가된다. 이는 몇 분 후에 인간 근육을 피로하게 하여, 근육이 이완될 때까지, 이러한 피로 단계 이후에 근육이 움직이도록 더이상 기능하지 않는다. 말에서와 동일한 인자를 이용하여 수 시간 동안 인간 신경을 자극함으로써, 인간 근육은 아마도 비가역적으로 손상될 것이다.
전기적 기도 치료 시스템
전기적 기도 치료 시스템의 실시예들은 하나 이상의 기능을 수행하는 이식된 부분을 포함한다. 예컨대, 이식물은 독립적인 전자 부품에 의해서 또는 외부 구성요소로부터의 신호의 의존적인 처리에 의해 조직 자극 신호를 발생시킬 수도 있다. 이식물은 또한 시스템의 모니터링 작동과 관련된 것과 같은 감지된 신호를 기록할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 이식물은 주위 조직을 자극하고 감지할 수도 있다. 자극 신호를 전극에 전달하거나 전극 및/또는 센서로부터의 신호를 기록하기 위해 리드선은 분리식으로 또는 비분리식으로 연결될 수도 있다.
도 2는 말의 기도 장애를 위한 기도 치료 시스템(200)의 대표적인 실시예에 관계되는 다양한 기능상 블록들의 예를 도시한다. 페이스메이커 프로세서(201)는 상층 기도 장애를 치료하기 위해 말의 상층 기도 조직에 인가되는 전기 치료 신호를 발생시킨다. 치료 신호를 제공하는 것 외에도, 특정 실시예에서, 페이스메이커 프로세서(201)는 자극 신호, 센서 신호 및/또는 다른 치료 신호의 모니터링 및 분석을 제한없이 포함하는 다른 유용한 기능들을 수행할 수도 있다. 페이스메이커 프로세서는 또한 시스템 내부의 다른 요소를 조정하기 위한 프로그래밍 가능한 인터페이스를 제공할 수도 있으며, 이러한 다른 요소의 기능을 제어할 수도 있다.
도 2에 도시된 예에서, 페이스메이커 프로세서(201)는 예컨대, 말의 피부 상의 하우징 내의 또는 말의 마구(harnessing) 내에 통합된 시스템의 외부 요소이다. 다른 특정 실시예에서, 페이스메이커 프로세서(201)는 말 내에 이식될 수도 있다. 도 2에 도시된 것과 같은 외부 실시예에서, 페이스메이커 프로세서(201)는 [시스템(200)의 이식된 부분에 유용한 다른 신호, 예컨대, 전원 신호 뿐만 아니라) 치료 신호를, 상응하는 내부 코일(203)에 신호(들)을 유도식으로 결합하는 외부 코일에 제공한다. 이러한 코일 구성은 인간 인공 와우(cochlear implants)의 분야에 주지된 것과 유사하다.
이식된 코일(203)에 의해 수신된 치료 신호는, 상층 기도 장애의 치료와 연계되는 목표 상층 기도 조직과 결부되는 하나 이상의 자극 전극(206)에 의한 용도로 전기 치료 신호를 발생시키는 자극 모듈(204)에 대한 입력이다.
도 2의 실시예는 또한 시스템(200)의 작동과 관련된 하나 이상의 치료 인자, 예컨대, 기류 특성 및 다른 생리학적 데이터를 감지하는 센서(207)도 가진다. 센서(207) 신호는 자극 모듈(204)로의 그리고/또는 [예컨대, 내부 코일(203)로부터 다시 외부 코일(202)로 부하 변조를 거쳐] 다시 페이스메이커 프로세서(201)로의 피드백을 제공할 수도 있는 센서 모듈(208)에 의해 처리된다. 센서(207)로부터의 피드백 신호는 대개 페이스메이커 프로세서(201)에 의해서 또는 보다 구체적으로, 예컨대, 하나 이상의 규제 기구에 의해 요구될 수도 있거나 또는 보다 일반적으로, 다양한 시스템 구성요소로부터 수신된 정보에 기초하여 시스템(200)의 작동을 모니터링할 수도 있는 내기 관련 보호 수단을 따르는 것을 보장하기 위해 시스템(200)의 적절한 작동을 검증하는 치료 검증 모니터(209)에 의해서와 같이, 시스템의 외부 구성 요소에 의해 사용될 수도 있다. 시스템(200)은 또한 센서(207)로부터의 하나 이상의 치료 인자의 주기적인 값과 같은, 시스템(200)의 작동과 관련된 다양한 정보를 기록하는 기록 일지(210)를 포함할 수도 있다.
시스템(200)의 특정 실시예들은 완전히 말 외부에 있거나, 완전히 이식되거나 또는 외부 및 내부 구성요소를 모두 가질 수도 있다. 외부 및 내부 구성요소 모두를 구비한 시스템(200)의 실시예들은 말의 피부를 가로질러 정보 및/또는 에너지를 전달할 수 있다. 외부 구성요소는 말의 표면에 영구적으로 고정되거나, 또는 자극 모듈(204)이 기능 중일 때 일시적으로 위치되거나, 예컨대, 이식 배터리(205)를 충전하거나, 자극 모듈(204)을 프로그래밍하거나, 자극 모듈(204)을 켜고 끄기 위해 간헐적으로 위치될 수도 있다.
예시적인 실시예들은 피부를 통과하거나 피부를 경유하여 피부를 가로질러 에너지 또는 정보를 전달하는 시스템(200)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 피부 경유 시스템은 피부 또는 점막(mucosa)을 가로질러 정보 및 에너지를 전달하는 직접적인 배선 또는 이와 동등한 하드웨어를 갖는다. 대개, 피부 또는 점막을 가로질러 위치된 만성적인 이물질은 감염의 위험이 있다. 그러나, 본 기술 분야에 공지된 신규한 기술은 도선의 표면 위의 피부 또는 점막의 성장이 도선의 피부경유 입구를 보호하게 한다. 미용의 목적으로, 피부경유 장치는 인간에 의해 사용되는 귀걸이와 같이, 장식적인 피어싱(piercing)으로 보일 수도 있다.
대안으로서 또는 또한, 시스템(200)의 이식된 구성요소 및 외부 구성요소는 외부 코일(202) 및 상응하는 내부 코일(203)에 의해 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 피부를 통과하여 연결될 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 전자기적 유도 코일의 구성 외에도, 본 기술 분야에 공지된 피부통과 시스템은 음향 에너지, 광학 에너지(예컨대, 미국 특허 번호 제5,387,259호), 및/또는 커패시터 결합 방법을 포함한다. 제1 이식 구성요소를 구비한 피부통과 고리(link)와, 제1 이식 구성요소 및 제2 이식 구성요소의 변환기 시스템을 상호 연결하는 에너지 및/또는 데이터 전달 시스템[예컨대, 자극 모듈(204)]이 있을 수도 있다. 이러한 시스템(200)의 예는 외부 구성요소로부터 제1 이식 코일(203)로의 제1 유도 고리, 및 이식된 자극 모듈(204)로의 이식된 제2 유도 고리의 이식 연결을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이러한 구성은 예컨대, 기능 부전 또는 업그레이드의 경우에 시스템의 일부를 변경하는데, 또는 시스템(200)의 다른 구성요소의 2 단계 이식 절차에 유용할 수도 있다.
외부 구성요소는 시스템(200)의 이식부의 인자를 변경하거나 적용시키는 것과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있다. 외부 구성요소는 블라인더 또는 말의 다른 레이싱 기어에 또는 그 아래에 위치될 수도 있다. 도 2에 도시된 특정한 구성 외에, 외부 구성요소의 다른 예는 유도 코일, 전자 회로, 무선 원격 설비, 검출 시스템, 프로세서 및 전원(예컨대, 배터리)을 포함할 수도 있다. 특정 실시예에서, 외부 구성요소는 [예컨대, 이식 배터리(205)를 재충전하기 위해] 전기 전원 신호만을, 데이터 신호[예컨대, 자극 모듈(204)에 대한 자극 신호]만을, [예컨대, 자극 모듈(204), 자극 전극(206) 및/또는 치료 센서(207)와 같은 이식 구성요소의 인자를 제어하거나 변경하는] 제어 신호만을, 또는 이들의 조합을 전송할 수도 있다.
외부 및 내부 구성요소는 격렬한 운동 중에 부착 상태를 유지하도록 적절한 기계적 고정을 필요로 한다. 또한, 구성요소의 움직임은 도선의 끊어짐을 잠재적으로 야기하는 구성 요소에 이르는 또는 이를 떠나는 임의의 도선에 스트레스를 가한다. 외부 고정의 방법의 예는 접착제(glues), 테이프, 봉합, 자석, 피어싱, 동물을 둘러싸는 밴드, 또는 말 굴레(bridle), 블라인더, 갈기 조련기(mane tamer) 및 안장(saddle)과 같은 기존의 말 용품을 이용하는 것을 포함한다. 비제한적인 예로서, 외부 코일(202)은 이식 코일(203)이 이식된 곳 위에 놓인 영역에 말 굴레에 위치될 수도 있다.
일 실시예에서, 자극 모듈(204)은 켜져서, 꺼질 때까지 지속적으로 작동할 수 있다. 다른 실시예에서, 자극 모듈(204)의 작동은 하기의 것들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 말로부터 얻어지는 신호에 의해 유발된다.
한 방법은 다른 흡기 근육의 근전도(EMG)를 사용한다. 이러한 실시예에서, 치료 시스템(200)은 a) 흡기 중에 수축하는 정상적으로 기능하는 근육에 전기적으로 결합하도록, 그리고 근육 활동을 나타내는 전기 신호를 제공하도록 구성된 감지 전극(207)과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 전극(207)으로부터의 감지 신호를 수신하고, 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함한다. 기능 장애의 후윤상피열근은, 페이스메이커 작동 중에, 정상적으로 기능하는 근육의 활동과의 상당한 동시성(synchronism)으로 자극된다. 흡기 중에 수축하는 정상적으로 기능하는 근육은 대측성의 건강한 후윤상피열근 또는 횡격막 근육(diaphragm muscle) 또는 흡기 신호에 EMG의 높은 상관관계를 나타내는 다른 근육일 수 있다.
다른 실시예는 a) 흡기 중에 수축하는 정상적으로 기능하는 신경에 전기적으로 결합하도록, 그리고 신경 활동을 나타내는 전기 신호를 제공하도록 구성된 감지 전극(207)과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 전극(207)으로부터의 감지 신호를 수신하고, 감지 전극(207)에 의해 제공된 전기 신호와 상당한 동시성으로 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하도록 결합된 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 전기안진기에 기초하는 치료 시스템(200)이다. 기능 장애의 후윤상피열근은, 페이스메이커 작동 중에, 정상적으로 기능하는 신경의 활동과의 상당한 동시성으로 자극된다. 흡기 중에 수축하는 정상적으로 기능하는 신경은 가로막 신경(phrenic nerve) 또는 흡기 신호에 EMG의 높은 상관관계를 나타내는 다른 신경일 수 있다.
실시예는 a) 성대 접촉 영역을 측정[성문전도검사(electroglottography:EGG)로 지칭됨. EGG는 전극의 도움을 이용하여 성대들 사이에서 통과되는 고주파수, 저전류 신호를 수반한다. 감지 전극(207)은 갑상선 판(thyroid lamina)의 양측에 또는 성대에 근접하여 위치된다. EGG는 조직이 전류를 전도하는 원리에 기초한다. 따라서, 성대가 접촉하면, 더 큰 전류가 흐른다. 성문전도검사 기록의 출력은 성대 개방을 나타내는 전기 신호를 제공하기 위해 성대가 언제 폐쇄되거나 개방되며 얼마나 빨리 폐쇄되거나 개방되는지를 결정하는데 사용될 수 있다.]하기 위해 전기적으로 결합하도록 구성되는 감지 전극과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 전극(207)에 의해 제공되는 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 성문전도검사(EGG)에 기초하는 치료 시스템(200)일 수도 있다. 기능 장애의 후윤상피열근은, 페이스메이커 작동 중에, 성대 개방 신호의 활동과의 상당한 동시성으로 자극된다.
또 다른 실시예는 a) EEG가 흡기 중에 흡기 신호와의 높은 상관관계를 나타내는 많은 신경세포로부터의 전기 신호(시냅스후 전위)를 나타내는 영역에 위치된 감지 전극(207)과 함께 대뇌 피질(cerebral cortex)에 또는 경막하에(subdurally), 또는 두피 상에, 두피 내에 또는 두피 아래에 위치된 전극으로부터 기록하는 뇌의 전기적 활동을 측정하도록, 그리고 그 활동을 나타내는 전기 신호를 제공하도록 구성된 감지 전극(207)과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 전극(207)에 의해 제공된 감지 신호를 수신하고, 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 뇌전도(electroencephalogram:EEG)를 사용하는 것을 기초로 하는 치료 시스템(200)이다.
다른 실시예는 a) 흡기 중에 기류의 양 또는 성대 개방에 높은 상관관계를 가진 전기 신호에 대한 생체전위를 측정하기 위한 감지 전극(207)과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 전극(207)으로부터 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 생체전위에 기초하는 치료 시스템(200)일 수 있다.
전극 이행(electrode implementation)
시스템 전극은 동물의 피부 또는 점막 상에, 또는 목표 조직에 근접하여 몸통 내에 위치될 수도 있다. 예컨대, 전극은 매우 효율적이고 주위 조직으로의 전류의 유포를 방지하는 곳에 직접적으로 목표 신경에 인접할 수도 있다. 전극의 차등 활성이 전류가 목표의 특정 영역을 통해 흐르게 하여, 목표의 일 부분을 활성시킬 수 있도록 다중 전극이 조직 주위에 위치될 수 있다. 이는 조종 가능한 전기장(steerable electrical field)으로 지칭될 수도 있다. 이러한 전극의 사용의 예는 신경세포를 함유하는 신경의 일부를 특정 근육에 활성시키면서 남아있는 자극되지 않은 신경세포를 남겨두는 것이다.
도 3A 내지 도 3D는 유용할 수도 있는 특정 전극 구성의 비제한적인 몇몇 예를 도시한다. 예컨대, 특정 일 실시예에서, 도 3A에 도시된 바와 같이, 전극이 2 mm 떨어져 있으며, 걸기 위해(hook) 그리고 자극에 대해 작은 신경을 격리시키기 위해 절곡된 경우에, 한 쌍의 전극이 그 기능을 확인하기 위해 작은 신경 가지를 자극시킨다.
덜 침입성인 다른 형태의 전극은 커프 전극이며, 그 예가 도 3B에 도시된다. 이러한 종류의 전극은 말초 신경 주위 또는 개방 튜브와 같은 척수(spinal cord) 내에 위치될 수 있다. 따라서 전극은 신경과 근접 접촉하는 커프 내부에 위치된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 수축은 전극과 섬유 사이의 신경을 커버하는 신경외막(epineurium)을 위치시킬 수도 있다. 신경외막은 전기 절연체의 종류로 작용하여, 이는 기록 신호를 감소시키고 자극 임계치를 증가시킨다.
다극성 커프 전극은 신경의 다른 다발(fascicle)이 자극될 수 있도록 선택적인 자극에 이용될 수 있다. 예컨대, 튜브의 말단, 선단 그리고 중앙 위치에 각각 하나의 전극 링을 구비한 커프 전극은 신경 신호를 기록하는데 그리고/또는 신경 자극에 사용될 수도 있다. 기록을 위해, 다중 커프 전극은 특정 증폭기 구성과 결합된 전극을 사용함으로써 라인 인터페이스 또는 생체전기 근육 신호와 같은 외부 소음원의 억제를 가능케 한다. 자극을 위해, 이러한 구성은 커프 외부의 전류의 유포를 제한한다.
대안적인 실시예는 커프와 유사하지만 편평한 단면을 갖는 편형 신경 전극을 사용한다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 디.제이. 타일러(D.J. Tyler), 디.엠. 듀랜드(D.M. Durand)의 "기능적으로 선택하는 말초 신경 전극: 편평 인터페이스 신경 전극을 이용한 자극(Functionally Selective Peripheral Nerve Electrode: Stimulation With A Flat Interface Nerve Electrode)", 신경 시스템 및 재활에 관한 IEEE 회보, 2002년 10(4), 294 페이지-303 페이지를 참조하라. 신경을 편평하게 함으로써, 신경 다발은 더 분리되고 더 선택적인 자극 및 기록이 가능하다. 이는 또한 선택성을 개선시킨다.
다른 실시예는 신경의 신경외막에 봉합되는 신경외막 전극을 사용하며, 그 구성은 매우 효율적이며 선택적이다.
도 3C는 커프 전극보다 더 침입성일 수도 있는 줄기 전극의 예를 도시한다[예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 티. 슈타이글리츠(T. Steiglitz), 엠. 그로스(M. Gross)의 "신경 보철 및 생체복합 시스템의 핵심 구성요소로서 전면 및 후면에 전극 구성을 구비한 가요성 바이오멤스(Flexible BIOMEMS With Electrode Arrangements On Front And Back Side As Key Component In Neural Prostheses And Biohybrid Systems)", 변환기 '01/유로더 센서 XV(Transducers '01/Eurothesensors XV), 2001년, 358-361 참조]. 전극은 복수의 측을 구비한 니들 형태를 갖는다. 전극은 전극 측과 신경 섬유 사이의 근접 접촉을 위해 신경 조직 내로 삽입된다. 그러나 말초 신경 시스템의 기계적인 강성(stiffness) 때문에 한 가지 어려운 것은 이식 방법이다. 또한 이러한 종류의 전극의 안정성 및 침투 특성을 개선하기 위한 방법들이 개발중이다. 추가적으로 새로운 이식 도구들이 유용할 것이다.
세로 신경속내 전극은 얇은 도선 전극의 루프를 얇은 니들을 포함하는 미세섬유 루프와 결합시킨다. 이러한 니들은 얇은 필름 전극을 세로로 신경 내에 이식하도록 유도하는데 사용될 수 있다. 오직 얇은 도선 전극만이 신경 내에 남겨질 것이다. 전극의 이식에 따라, 높은 선택성이 달성될 수 있다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 케이. 요시다(K. Yoshida), 디. 펠리넨(D. Pellinen), 피. 라우쉐(P. Rousche), 디. 킵케(D. Kipke)의 "얇은-필름 세로 신경속내 전극의 개발(Development Of The Thin-Film Longitudinal Intra-Fascicular Electrode)", 국제 기능적 전기 자극 협회의 5번째 연례 학회, 2000년, 279 페이지-281 페이지를 참조하라. 세로 신경속내 전극에 대한 적은 수의 전극 위치의 제한은 도 9에 도시된 바와 같이 폴리이미드 기판(polyimide substrates)의 사용으로 해결될 수 있다. 전극의 개수는 미세-구조 기술의 사용으로 증가될 수 있다. 더욱이, 기준 전극 및 접지 전극이 기판 상에 포함될 수도 있다.
얇은-필름 전극에 대한 대안으로서, 실리콘 기반 미세-기계가공된 전극이 니들 어레이(needle array)로서 사용될 수도 있다. 둘 이상의 방법이 개발중이다. 한 방법은 수직 방향으로부터 웨이퍼를 구조화(structure)하도록 절단(sawing) 및 에칭(etching)의 혼합을 사용한다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 알.에이. 노르만(R.A. Normann), 이.엠. 메이너드(E.M. Maynard), 피.제이. 라우쉐(P.J. Rousche), 디.제이. 워렌(D.J. Warren)의 "피질 시력 보철에 대한 신경 인터페이스(A Neural Interface For A Cortical Vision Prosthesis)", 시력 연구, 39, 1999년, 2577-2587을 참조하라. 두 번째 방법은 평면 방향으로 웨이퍼를 구조화한다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 케이.디. 와이즈(K.D. Wise), 디.제이. 앤더슨(D.J. Anderson), 제이.에프. 헷케(J.F. Hetke), 디.알. 킵케(D.R. Kipke), 케이. 나자피(K. Najafi)의 "무선 이식 가능한 마이크로시스템: 신경 시스템에 대한 고-밀도 전자 인터페이스(Wireless Implantable Microsystems: High-Density Electronic Interfaces To The Nervous System), IEEE 회보(초청 논문) 2004년, 93권 1호를 참조하라. 이는 전극과 전자 부품의 혼합을 가능케 한다. 많은 전극이 각각의 니들 상에 위치될 수 있다. 이러한 종류의 전극의 한 가지 단점은 기본 구조가 오직 니들의 구성 뿐이라는 것이다. 어레이를 생성하기 위해 배치(batch)가 필요하다. 실리콘 전극 어레이에 대해, 높은 속도로 어레이를 이식하기 위해 특별한 이식 도구가 필요할 수도 있다.
침입성 전극의 한 종류는 체 전극이다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 에이. 라마찬드란(A. Ramachandran), 오. 브뤽(O. Brueck), 케이.피. 코흐(K.P. Koch), 티. 슈타이글리츠(T. Stieglitz)의 "말초 신경을 재생하기 위한 훌륭한 양방향 인터페이스의 시스템 시험(System Test Of A Smart Bi-Directional Interface For Regenerating Peripheral Nerves)", IFES 협회의 9번째 연례 회의 회보, 본머스, 2007년, 425 페이지-427 페이지를 참조하라. 이러한 전극은 신경 줄기(nerve trunk)의 두 절단 단부 사이에 위치될 것이다. 신경의 유도 및 고정에 대해, 실리콘 튜브가 체의 양 측에 위치될 수도 있다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 피. 다리오(P. Dario) 등의 "미래 및 신흥 기술로서의 로봇 공학: 유럽 프로젝트에서의 생체모방기술, 인공두뇌학 및 신경-로봇 공학(Robotics As A Furure And Emerging Technology: Biomimetics Cybernetics And Neuro-Robotics In European Projects)", IEEE 로봇 공학 및 자동화 매거진, 12권, 2호, 2005년, 29 페이지-45 페이지와, 엑스. 나바로(X. Navarro) 등의 "폴리이미드 체 전극을 통해 재생된 말초 신경으로부터의 자극 및 기록(Stimulation And Recording From Regenerated Peripheral Nerves Through Polyimide Sieve Electrodes)", J Peripher Nerv Syst. 3 (2), 1998년, 91 페이지-101 페이지를 참조하라. 그런 다음 신경 섬유가 체 전극의 구멍을 통해 재생된다. 구멍의 일부는 신경 섬유와 접촉하도록 링 전극으로 구성될 수도 있다. 이식에 관하여, 이러한 전극의 적용은 절단 수술을 받은 사람(amputees) 및 기본 연구를 포함한다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 피. 다리오(P. Dario) 등의 "재생된 신경 자극 및 기록에 대한 신경 인터페이스(Neural Interfaces For Regenerated Nerve Stimulation And Recording)", IEEE Trans. Rehab. Eng, 6권, 4호, 1998년, 353 페이지-363 페이지를 참조하라.
도 3D는 재생 신경의 섬유와 접촉하는데 사용되는 체 전극의 예를 도시한다. 재생 경로에 미세한 체(micro sieve)를 위치시킴으로써, 섬유는 체 전극의 상이한 구멍을 통해 재생한다. 체 구멍 주위의 링형 전극은 이 재생된 섬유에 근접 접촉할 수 있다. 이러한 경우에, 감각과 운동(motor)의 선택적인 결합이 가능하다. 예컨대, 본 명세서에 참조로 포함된, 피. 네그레도(P. Negredo), 제이. 카스트로(J. Castro), 엔. 라고(N. Lago), 엑스. 나바로(X. Navarro)의 "재생 전극을 통한 감각 및 운동 신경으로부터의 축삭의 차등 성장: 쥐의 입체학적 역행 추적기 및 기능적 연구(Differential Growth Of Axons From The Sensory And Motor Neurons Through A Regenerative Electrode: A Stereological, Retrograde Tracer, And Functional Study In The Rat)", 뉴로사이언스, 605 페이지- 615페이지(2004년)를 참조하라. 그 결과, 신경 생체전기적 전위의 선택적 자극 및 기록이 달성될 수 있다. 전류를 조종할 수 있는 전극의 예는 신경주위 링 전극(perineural ring electrode)이다.
도 4는 수술 중에 쉽게 삽입될 수 있는 스테이플 전극을 기초로 하는 실시예의 태양들을 도시한다. RLN을 벗어나는 PCA의 가지는 윤상연골(cricoid) 아래 약 1cm 이며, 그런 다음 PCA로 유입되기 전에 말의 노출된 기관 및 윤상연골의 길이에 걸쳐 지나간다. 수술로 모든 것을 노출시키는 대신에, PCA 가지(502)를 관측하기 위한 작은 내시경이 통과하도록 작은 개구가 사용될 수도 있다. 그런 다음 PCA 가지(502)에 걸쳐 전극 스테이플(504)을 유지하기 위해 계기가 사용된다. 이러한 계기는 수동식이거나 관절식(articulated)일 수 있다. 전극 스테이플(504)의 두 개의 프롱(prongs)은 뼈, 연골, 또는 PCA 가지(502) 아래의 연한 조직(501)으로 아래로 가압되며, PCA 가지(502)가 전극 리드(503)를 거쳐 스테이플 전극(505)으로의 자극을 고정되게 하면서 계기는 제거된다. 스테이플 전극(505)은 전극 스테이플(504)의 내부 표면으로 통합되며, 다양한 설계를 가질 수 있지만, 그러나, 대향하는 애노드-캐소드의 단순한 단일쌍조차도 적합해야 한다. 연한 조직으로 사용하기 위해, 전극 스테이플(504)의 프롱은 함께 죄어질 수 있다. 스테이플 플랜지(506)는 전극 스테이플(504)이 너무 깊게 들어가는 것과 PCA 신경(502)을 압착시키는 것을 방지한다.
도 5는 특정 전극의 가능한 다양한 구조, 영향을 받은 조직에 대한 전극 선택성과 침입성 사이의 상대적인 상호작용 및 교환조건을 요약한다.
전극의 대안으로 가능한 센서
초음파 감지는 또한 a) 흡기에 높은 상관 관계를 갖는 움직임 또는 부피 변화를 가진 성대 영역 또는 인두 또는 폐 또는 몸통의 다른 영역에 결합되는 초음파에 대한 감지 전극(207)과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 전극(207)에 의해 제공되는 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 치료 시스템(200)의 실시예에 사용될 수도 있다.
치료 시스템(200)의 실시예는 홀 효과를 사용하는 센서에 기초할 수도 있다. 홀 효과는 전류가 관통하여 흐르는 '홀 바아(hall bar)' [또는 밴더파우 요소(van der Pauw element)]의 형태로 전도 또는 반전도 재료의 얇은 시트의 대향 측 상의 전위 차(홀 전압)를 지칭한다. 이는 홀 요소에 대해 직각으로 인가되는 자기장에 의해 생성된다. 전위 차는 자기장의 세기와 상호 관련된다. 자기장의 세기는 자기장의 전달에 의해, 반전도 홀 센서 요소 근처의 상이한 전도성을 가진 부분으로 구성된 조직의 움직임 또는 조직 변화에 의해, 또는 서로에 대한 자기장의 소스 및 홀 센서의 거리 또는 방위 변화에 의해 영향을 받을 수 있다.
다른 실시예는 a) 흡기와 높은 상관관계를 갖는 움직임 또는 부피 변화를 갖는 성대 영역, 인두, 폐 또는 몸통의 다른 영역에 결합되는 내부 감지 위치에 활동을 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위한 감지 마이크로폰과, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 감지 마이크로폰에 의해 제공되는 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 치료 시스템(200)을 가질 수 있다. 예컨대, 미국 특허 번호 제6,174,278호를 참조하라.
실시예는 또한 a) 흡기와 높은 상관관계를 갖는 움직임 또는 부피 변화를 갖는 성대 영역, 인두, 폐 또는 몸통의 다른 영역에 결합되는 내부 감지 위치의 활동을 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위한 압력 센서와, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 압력 센서에 의해 제공되는 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 압력 감지를 기초로 하는 치료 시스템(200)일 수도 있다.
변형률계는 a) 흡기와 높은 상관관계를 갖는 움직임 또는 부피 변화를 갖는 성대 영역, 인두, 후두, 흉강, 폐 또는 몸통의 다른 영역에 결합되는 내부 감지 위치에 연신(elongation) 또는 압축을 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위한 변형률계와, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 변형률계에 의해 제공되는 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 치료 시스템(200)에 사용될 수 있다.
비틀림 또는 절곡은 또한 a) 흡기와 높은 상관관계를 갖는 움직임 또는 부피 변화를 갖는 성대 영역, 인두, 후두, 흉강, 폐 또는 몸통의 다른 영역에 결합되는 내부 감지 위치의 기계적인 응력을 나타내는 전기 신호를 발생시키기 위한 기계 변형 센서와, b) 기능 장애의 후윤상피열근에 전기적으로 결합하기 위한 자극 전극(206)과, c) 기계 변형 센서에 의해 제공되는 감지 신호를 수신하고 자극 신호를 자극 전극(206)에 제공하기 위한 페이스메이커 프로세서(201)를 포함하는 치료 시스템(200)에 사용될 수도 있다.
예컨대, 비틀림 또는 절곡 기반 치료 시스템(200)은 압력활성 재료(piezoactive material)를 사용할 수 있다. 압전기는 인가된 기계적 응력에 반응하여 전압을 발생시키는 임의의 결정의 능력이다. 외부 인가된 전압을 받을 때, 압전 결정이 소량으로 형태가 변할 수 있다는 점에서 압전 효과는 가역적이다. 원래 치수의 약 0.1%의 변형은 통상적으로 대략 나노미터 정도이지만, 그럼에도 불구하고 소리의 생성 및 검출, 고전압의 발생, 전자 주파수 발생 및 광학 조립체의 초미세 초점조정과 같은 유용한 용도를 발견한다. 압전 센서에서, 감지 요소의 두 대향면 상에서 작용하는 인가된 기계적인 힘에 의해 물리적인 치수가 변형된다. 센서의 설계에 따라, 압전 요소를 설치하는 상이한 "모드": 종방향, 횡방향 및 전단(shear)이 사용될 수 있다.
압저항 효과(piezoresistive effect)는 압전 효과와 다르다. 압저항 효과는 인가된 기계적 응력에서 기인하는 재료의 변화하는 전기 저항을 기술한다. 압전 효과와는 다르게, 압저항 효과는 전기 전하를 생성하지 않고 저항의 변화만을 야기한다. 이는 추가적인 전기 회로에 의해서 수행된다.
다른 기도 상태
말은 연구개의 등쪽 변위(DDSP), 다양한 형태의 후두, 인두, 비인두 허탈, 또는 기도 좁아짐(airway narrowing)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 상층 기도 상태를 경험한다. 치료 시스템(200)의 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 기술된 방법 및 장치는 하기의 예들에 의해 예시된 바와 같이 효과적으로 사용될 수 있다.
일 실시예는 연구개의 등쪽 변위(DDSP)의 치료에 유용하다. 이러한 장애의 병태생리학(pathophysiology)은 말이 비강으로부터 기관으로의 직접 개방 기도를 형성하도록 연구개와 후두개를 수직으로 상호체결하는 것이다. 그러나 어떤 말에서는, 연구개가 운동 중에 후부로(posteriorly) 변위되며, 그런 다음 구개의 자유단이 기도에 놓여 호기 호흡에 대한 큰 장애물을 야기한다. DDSP의 정확한 원인은 알려지지 않았지만, 혀의 후방 움직임에 의한 직접적인 기계적 변위에 의해, 또는 후두개 또는 전체 후두를 상승시키는 것 또는 연구개의 근육의 약화에 의해 야기되는 것으로 믿어진다. 본 명세서에 기술된 이식 가능한 시스템을 사용하여, 전극이 이설근(genioglossus), 이설골근(geniohyoid), 설골후두개(hyoepiglotticus)에 대한 설하 신경(hypoglossal nerve)의 신경 가지와, 구개설(palatoglossus), 구개인두(palatopharyngeus), 인접인두근(neighboring pharyngeal muscles)에 대한 미주(vagal) 또는 설인두 신경(glossopharyngeal nerve) 가지와, 갑상설골근(thyrohyoid muscle)에 대한 신경 가지 중 하나 이상에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 전극은 상기 기술된 근육에 또는 그 주위에 직접적으로 위치된다. 또 다른 실시예에서, 전극은 상기 기도 점막 상에, 그 아래에 또는 그 근처에 위치된다. 전기 자극은 삼킴(swallow) 또는 반사 운동 변화를 유발하기 위해 점막 또는 감각 신경 공급 점막에 인가된다.
실시예들은 또한 비인두 허탈의 치료에 유용할 수도 있다. 전극은 비인두의 천장을 형성하는 경상인두근(stylopharyngeus muscle), 및 비인두의 벽을 형성하는 구개인두근(palatopharyngeus muscle)에 대한 신경 가지 상에 또는 그 주위에 위치될 수 있다.
실시예들은 후두개 후경을 치료하는데 사용될 수 있다. 전극은 설골후두개근에 대한 신경 가지 상에 또는 그 주위에 위치되며, 후두개가 전방으로 쑥 들어가게 하도록(retract) 자극이 인가된다. 다른 실시예에서, 전극은 설골후두개근 상에 또는 그 주위에 위치된다.
유사하게, 일 실시예는 비익 주름 마비를 치료하는데 유용할 수도 있다. 전극은 비 확장근(nasal dilutor muscle)에 대한 신경 가지 상에 또는 그 주위에, 또는 근육 자체에 위치될 수 있다. 다른 실시예들은 눈꺼풀 마비를 유용하게 치료할 수도 있다. 전극은 안륜근(orbicularis oculi muscle)에 대한 신경 가지 상에 또는 그 주위에, 또는 근육 자체에 위치된다. 그리고 몇몇 실시예는 호너 증후근(Horner's syndrome)을 치료하고자 한다. 전극은 목신경절(cervical ganglia) 또는 교감 가지(sympathetic branches) 주위에 위치된다. 다른 실시예에서, 전극은 사골 신경(ethmoidal nerve)의 신경 가지 상에 또는 그 주위에 위치된다. 점막 혈관수축(mucosal vasoconstriction) 및 점막 위축(mucosal shrinking)을 야기하도록 전기 자극이 인가된다.
시스템 이행
실시예들은 또한 말에 손상이 가해지지 않도록 인공 장치를 안전하게 이식하기 위한 수술적 기술 및 도구를 포함한다. 예컨대, 특정 실시예는 주위 조직 구조로의 전류의 유포를 방지하여 바람직하지 않은 부작용을 방지하는 전극을 이식한다. 다른 특정 실시예는 이식된 치료 장치가 말의 목 내부의 가혹한 환경에서 생존하고 수 개월 동안 신뢰성있게 작용하게 한다. 몇몇 실시예에서, 이식된 장치는 적절히 작동할 때 조절 관리(regulatory officials)에 의해 모니터링될 수 있도록 신호를 보낼 수 있으며, 이는 본 발명의 실시예인 다른 방법 및 장치에 의해 운동 경기 중 및 전후에 확인될 수 있다. 다른 실시예는 이러한 장애에서 발견된 것과 같은 신경 변성을 역전시키고, 말의 다른 기도 장애를 치료하기 위한 방법 및 장치를 포함한다.
말의 경험은 5 마리의 정상적인 말과 자연적으로 질환이 발생하는 3 마리의 말에서 피열 연골 및 관련 성대를 편측으로 소생시키려고 하였다. 메드-엘 와우 이식 시스템(Med-El cochlear implant system)이 이식되었으며 자극 신호를 제공한다. 몇몇 경우에, 이식은 통상의 선형 12채널 전극을 커프 전극으로 바꿈으로써 변경된다. 또한, 리드선의 파괴를 방지하도록 백금 이리듐으로 만들어진 리드선을 스테인리스 강으로 교체하도록 다른 변경이 가해진다.
1번 및 2번 말에서, 목외측 방법(lateral cervical approach)을 통해 DCA(PCA) 아래에 선형 어레이 전극을 배치함으로써 소생이 얻어졌다. 이러한 경우에, 수술 중에 전기 자극에 의해 성대 외전이 얻어지지만, 동물이 수술에서 회복된 후에 반응은 소실되었다. 3번 말에서, 커프 전극은 목배쪽 방법(ventral cervical approach)을 통해 좌측 반회 후두의 외전 가지 상에 위치된다. 1번 및 2번 말에서, 목외측 방법을 통해 골막하(sub-periosteal) 선형 어레이 전극의 배치에 의해 소생이 얻어졌다. 소생은 성공적이었지만, 단시간[즉, 수술 중(intra-operatively)] 뿐이었다. DCA(PCA) 근육 아래 골막하에 장치를 수술로 이식함으로써 소생이 이뤄졌다. 3번 말에서, 커프 전극은 좌측 반회 후두의 외전 가지 상에 위치되었으며 또한 수술 중에는 성공적이었다. 그런 다음 목배쪽 방법을 통해 좌측 반회 후두 신경 상에 커프 전극을 배치시킴으로써 소생이 얻어졌다. 또한, 좌측 반회 후두 신경의 내전 가지는 가로로 절단(transected)되고 결찰(ligated)되었다. 4번 및 5번 말은 정상 후두 기능을 갖는 반면, 나머지 세 마리의 말은 자연적으로 발생하는 후두 반불완전마비/마비를 가졌다. 6번 말은 반불완전마비(3등급)를 가지며, 7번 및 8번 말은 반신 마비(4등급)를 가졌다. 질환의 지속기간은 6번 및 8번 말에서는 알 수 없으며, 7번 말에서는 1년이었다. 말들은 축삭 재생을 자극하고 축삭 변성을 정지시키도록 하기의 인자들을 사용하여 수술 후에 매일 한 시간동안 자극되었다.
· 이상성, 캐소드 파형
· 위상 당 500 밀리암페어의 전류
· 0.427 밀리초의 위상 지속시간
· 480 파열(burst)(20초) 당 펄스의 수
· 40 밀리초의 펄스 거리
· 24 헤르츠(Hz)의 (계산된) 펄스 수(pulse rate)
· 164의 자극 당 파열의 수
· (계산된) 파열 수(burst rate): 0.09 헤르츠(Hz)
· 2초의 파열 거리
· 전극 당 98 내지 1300 마이크로암페어에서 1군 내지 12군에 활성화된 전극
5번, 6번 및 7번 말에서, 자극된 피열 연골의 외전은 한 시간 동안 "근육에 강직 경련을 일으키는(tetanized)" 방식으로 지속적으로 유도될 수 있었다. 운동 중에, 하기의 자극 인자를 사용함으로써 지속적인 외전이 얻어졌다.
· 이상성[범위: 일상성(monophasic), 이상성(biphasic), 삼상성(triphasic)], 캐소드[범위: 캐소드(cathodic), 애노드(anodic), 교호성(alternating)] 파형
· 위상 당 500 밀리암페어의 전류 (범위: 250-1000, 가능성: 50-10,000)
· 427 밀리초의 위상 지속시간 (범위: 250-1000, 가능성: 50-10,000)
· 24 헤르츠(Hz)의 펄스 수 (범위: 10-40, 가능성: 0.1-200, 아마도 0.1-20,000)
모수적 조정 기술(parametric adjustment techniques)
치료 센서(207)를 포함하는 실시예에서, 페이스메이커 프로세서(201) 및/또는 자극 모듈(204)은 무선 원격측정(wireless telemetry)을 거쳐 치료 센서(207)로부터 정보를 수신할 수도 있다. 치료 센서(207)는 이식되지 않은 외부 구성요소일 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 치료 센서(207)는 자극 모듈(204)의 하우징 및/또는 페이스메이커 프로세서(201) 내부에 통합될 수도 있거나, 하나 이상의 리드를 거쳐 이들 중 하나 또는 양자 모두에 결합될 수도 있다. 도 6은 자극 모듈(204)에 의해 인가되도록 자극 인자에 대한 조정과 같은 치료 시스템(200)에 대한 정보를 외부 프로세서(603)가 전송할 수도 있는 실시예를 도시한다. 치료 시스템으로부터, 예컨대, 자극 모듈(204) 또는 치료 센서(207)로부터, 또는 외부 프로세서(603)를 구비한 임상학적 터미널[clinician terminal(604)] 사용자 인터페이스를 거쳐 말 전문가 사용자(606)와 같은 치료 시스템(200) 외부의 요인(source)으로부터, 또는 이들의 어떠한 조합으로부터 수신된 정보에 기초하여 조정이 이뤄질 수도 있다.
특정 일 실시예에서, 페이스메이커 프로세서(201)는 수신된 정보를 기록하고, 정보를 분석하며, 정보에 기초하여 자극 인자를 조정하거나 이들의 어떠한 조합을 할 수도 있다. 대안적으로, 페이스메이커 프로세서(201)는 정보를 기록하고, 데이터 네트워크(602)를 거쳐 외부 프로세서(603)로 정보를 전송한다. 이러한 경우에, 외부 프로세서(603)는 자극 인자와 같은 시스템 특성에 대한 조정을 발생시키도록 정보를 분석하고, 그 조정을 자극 모듈(204)에 대한 용도로 페이스메이커 프로세서(201)에 대한 치료 시스템(200)으로 전송한다. 당업자는 또한 수신된 정보를 분석하고 조정된 자극 인자들을 제안하거나 제기하는(instituting) 책임을 지닌 분리 프로세서가 치료 시스템(200)과 연계될 수도 있다는 것을 이해하고 인정할 것이다. 본 명세서에 사용된 "연계된"은 장치 또는 장치 내부에 하우징 되거나, 또는 리드를 거쳐 장치에 부착된 구조부를 지칭한다.
하나 이상의 임상학적 터미널(604)은 페이스메이커 프로세서(201) 또는 외부 프로세서(603)에 의해 발생될 수도 있는 자극 인자 조정과 같은 시스템 작동의 통지를 수신하거나 이에 접근하도록 데이터 네트워크(602)에 결합될 수도 있다. 일 실시예에서, 자극 인자 조정을 승인하거나 거부하도록 임상의 사용자(606)에 의해 임상학적 터미널(604)이 사용될 수 있다. 승인의 경우에, 치료 시스템(200)은 페이스메이커 프로세서(201)가, 이식된 자극 모듈(204)에 예컨대, 새로운 자극 프로그램, 새로운 인자 또는 인자 조정과 같은, 조정을 다운로드하거나 입력함으로써 자극 인자에 대한 조정을 실시하도록 진행한다. 대안적으로, 임상의 사용자(604)가 임상학적 터미널(604) 또는 분리 사용자 프로그래머 장치를 사용하여 인자 조정을 감독하도록 임상의 사용자(604)는 말의 임상 방문을 필요로 할 수도 있다.
데이터 네트워크(602)는 지역 네트워크, 광역 네트워크 또는 인터넷과 같은 세계적인 네트워크의 형태를 취할 수도 있다. 외부 프로세서(603)는 임상학적 터미널(604)을 통해서 보기 위하여, 제안된 인자 조정을 포함하는 웹 페이지를 생성하기 위한 웹 서버를 포함할 수도 있다. 또한, 외부 프로세서(604)는 제안된 인자 조정의 이메일 통지(605)의 이송을 위한 이메일 서버를 포함할 수도 있다. 임상학적 터미널(604)은 개인용 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기, 대화형 텔레비젼, 휴대 전화 또는 기타 등등과 같은 데이터 네트워크(602)에 결합된 임의의 고객 장치일 수도 있다. 임상학적 터미널(604)을 사용하여, 임상의 사용자(606)는 외부 프로세서에 의해 생성된 웹 페이지에 접근하여, 말에 대한 새로운 정보 또는 제안된 인자 조정을 임상의 사용자(606)에게 알리는 이메일 통지(605)를 수신한다.
치료 시스템(200) 그 자체[예컨대, 페이스메이커 프로세서(201)]가 제안된 인자 조정의 발생 및 정보의 분석을 처리하는 경우에, 임상의 사용자(606)가 임상학적 터미널(604)을 거쳐 정보 및 조정을 검토할 수도 있도록 조정 및 정보는 외부 프로세서(603)로 전달될 수도 있다. 이러한 경우에, 페이스메이커 프로세서(201)는 분석 및 조정에 대한 이해력을 제공하지만, 외부 프로세서(603)는, 필요한 경우에 조정의 이행에 앞서, 보고 및 승인을 지원한다. 다른 실시예에서, 외부 프로세서(603)는 보고 및 승인 메커니즘 뿐만 아니라, 분석 및 조정에 대한 이해력을 제공한다. 이러한 경우에, 외부 프로세서(603)는 자극 인자 조정을 이행하기 위해 이식된 자극 모듈(204)의 프로그래밍, 그리고 말 정보의 수집 및 전달을 위한 도관으로서의 역할을 한다. 몇몇 실시예에서, 임상의 사용자(606)의 승인은 임의의 자극 인자 조정, 예컨대, 사전 결정된 제한보다 더 큰 조정에 대해서만 필요할 것이다.
몇몇 실시예에서, 자극 인자 조정은 외부 프로세서(603)에 의해 자동적으로 실시될 수도 있으나, 많은 상황에서, 그러나 치료 시스템(200)으로의 자극 인자 조정의 다운로드 또는 입력에 앞서, 임상의 사용자(606)로부터의 승인을 얻는 것이 바람직할 것이다. 이러한 이유로, 임상의 사용자(606)가 자극 인자 조정에 대한 결정을 하는데 필요한 정보를 갖도록, 외부 프로세서(603)는 상세한 보고를 포함하는 웹 페이지 및 이메일 통지(605)의 발생을 지원하는 것이 바람직하다. 외부 프로세서(603)는 복수의 임상의 뿐만 아니라 복수의 말에 대한 정보 및 인자 조정 결정을 관리할 수도 있다. 각각의 경우에, 외부 프로세서(603)와 치료 시스템(200)은 질환의 관리를 위해 자극 모듈(604)에 의해 인가되는 자극 인자의 적응성 조정을 제공하도록 협력한다.
외부 프로세서(603)에 의해 얻어진 정보는 자극 모듈(604), 치료 센서(207), 말(100) 또는 이들의 몇몇 조합에 의해 제공될 수도 있다. 자극 모듈(204)의 경우에, 정보는 자극 전극(205)에 의해 이송된 자극 치료와 관련된 작동 정보를 포함할 수도 있다. 작동 정보의 예는 배터리 상태, 충전 상태, 리드 임피던스, 자극 모듈(204)에 의해 인가된 인자 세트, 원격 측정 상태, 자극 모듈(204)의 이식 이후부터의 시간, 그리고 자극 인자가 조정된 이후부터 경과한 시간에 관한 정보를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 인자 설정은 주파수, 진폭 및 자극의 펄스 폭에 관한 상세 정보, 순환 인자, 사용되는 자극 전극(205)의 동일성, 그리고 유사한 다른 인자를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 이식된 자극 모듈(204)은 치료 센서(207)로부터 정보를 수신하여 외부 프로세서(603)로 정보를 전송하는 역할을 할 수도 있다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 치료 센서(207)는 외부 프로세서(603)로 직접적으로 정보를 전송할 수도 있다.
하나 이상의 치료 센서(207)는 자극 모듈(204)에 의해 이송된 신경자극 치료로 달성되는 효능의 수준을 나타내는 다양한 정보를 제공할 수도 있다. 정보는 성대의 기능과 관련된 임의의 정보, 또는 말의 기도관의 임의의 다른 부분, 또는 말의 몸통 내부의 임의의 인자일 수도 있다. 예컨대, 치료 센서(207)는 압력, 수축력, 유속, 유동 압력, 공기 유동률 및 기타 등등과 같은 인자들을 모니터링할 수도 있다. 감지된 정보의 다른 예들은 유동 속도, 온도, 임피던스, pH 또는 화학적 구성물을 포함한다. 이러한 임의의 정보는 말(100)의 생리학적 기능에 관한 신경자극 치료의 효과를 밝힐 수도 있다. 예컨대, 치료 센서(207)가 과도한 압력, 과도한 수축력 또는 자극 인자 세트에 반응하는 비자발적인 유동(즉, 누설)을 나타내는 경우에, 압력 또는 수축력을 감소시키기 위한 자극 인자를 동적으로 조정하고 그에 따른 효능을 향상시키는 것이 바람직할 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 치료 센서(207)가 말(100)의 생리학적 상태를 감지하기 위해 말(100) 내부에 이식될 수도 있다. 예컨대, 치료 센서(207)는 말 활동 수준의 표시로서, 심장 활동, 호흡 활동, 근전도 활동 또는 기타 등등을 감지하도록 배치될 수도 있다. 이러한 활동 수준 정보는, 다른 정보와 결합하여, 자극 인자에 대한 조정을 결정하는데 유용할 수도 있다. 다른 형태의 치료 센서(207)는 또한 말(100)의 활동 수준 또는 자세를 검출할 수도 있다. 예컨대, 가속도계는 예컨대, 운동 중에 증가된 활동 수준을 검출할 수도 있으며, 다른 센서는 말(100)이 앉아있는지, 서있는지 또는 누워있는지를 검출할 수도 있다. 또한, 호흡 활동과 같은, 이러한 치료 센서(207)에 의해 얻어진 정보의 일부는 예컨대, 말(100)이 자고 있는지를 결정하도록 분석될 수도 있다.
말(100)로부터 얻어진 정보는 한 세트의 버튼, 키패드, 터치 스크린 또는 다른 입력 매체와 같은 사용자 인터페이스를 가진 임상학적 터미널(604)을 거쳐 외부 프로세서(603)로 기입된 정보를 포함한다. 치료 센서(207)로부터 얻어진 정보처럼, 말(100)로부터 얻어진 정보는 또한 신경자극 치료에 의해 달성되는 효능의 수준을 나타낼 수도 있다. 말(100)로부터 얻어진 다른 정보는 활동 형태(예컨대, 작업 중, 먹는 중, 자는 중), 활동 수준(예컨대, 격렬, 보통 또는 휴식), 또는 (선, 앉은, 누운) 자세와 같은, 말(100)의 생리학적 상태를 나타낼 수도 있다. 이러한 것과 같은 입력은 특정 자극 인자의 효능이 말(100)의 생리학적 상태 변화에 따라 변할 수도 있기 때문에 적절할 수 있다. 말(100)의 편안함에 관한 정보 또한 얻어질 수도 있다. 예컨대, 불편함이 알려지고 임상의 사용자(606)에 의해 상대적인 척도에 관해 평가될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 임상의 사용자(606)는 자극 치료에 대해 말(100)의 전체적인 주관적인 느낌에 관한 정보를 입력할 수 있다. 이러한 입력은 다시 상대적인 척도에 관한 전체적인 느낌의 평가에 기초할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 임상의 사용자(606)는 예컨대, 말(100)에 의한 주관적인 감각 경험에 기초하여 말 선호도를 기입될 수도 있다. 예컨대, 임상의 사용자(606)는 자극 수준, 예컨대, 진폭, 펄스 폭 또는 펄스 수가 불쾌한지 또는 여전히 고통스러운지를 나타내는 정보를 기입할 수도 있다. 또한, 임상의 사용자(606)는 말의 관점에서 지각되는 효능이 없는 것처럼 보이는 자극 수준에 대한 정보를 기입할 수도 있다. 외부 프로세서(603) 또는 치료 시스템(200)에 의해 얻어진 모든 정보는 예컨대, 중요한 경기 시에 말(100)에 의해 경험되는 상태를 평가하는 것이 가능하도록 일시적으로 상호 관련될 수도 있다.
사전 결정된 계수로 정보의 다양한 항목들에 가중치를 주고 적응 논리는 인자 조정을 생성하기 위해 가중된 항목들을 더하는, 수학적으로 표현되거나 색인표에 표현된, 함수의 세트 또는 함수의 형태를 취할 수도 있다. 일 실시예에서, 적응 논리는 [예컨대, 제조자 또는 임상의 사용자(604)에 의해 결정된] 안전 범위, 자극의 효능 및 배터리 수명의 어떤 조합에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 다른 실시예에서, 적응 논리는 외부 프로세서(603) 및/또는 치료 시스템(200)[예컨대, 자극 모듈(204), 치료 센서(207) 등]에 의해 수신된 모든 정보의 가중치를 포함한다. 다른 실시예에서, 적응 논리는 또한 외부 프로세서(603) 및/또는 치료 시스템(200)[예컨대, 페이스메이커 프로세서(201)]의 초기 프로그래밍을 통해 임상의 사용자(606)로부터의 다른 인자 입력의 가중치도 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제조자 또는 임상의 사용자(606)에 의해 결정되는, 안전 범위는 인자 조정의 제한을 설정하고, 그리고/또는 적응 논리에 의해 가장 크게 가중된다.
자극 인자 조정은 진폭, 펄스 폭 또는 주파수와 같은 하나 이상의 인자의 상향 또는 하향 변화에 따라 표현될 수도 있다. 자극 인자 조정은 조정의 절대적인 크기 또는 증분 조정에 따라 표현될 수도 있다. 즉, 자극 인자 조정은 외부 프로세서(603)의 출력에 의해 지정되는 양으로 단일 단계에 인가될 수도 있다. 정보의 분석 시에, 적응 논리가 자극 모듈(204)에 의해 인가되는 자극 펄스의 주파수에 20 헤르츠(Hz)의 증가를 지정한다면, 20 헤르츠(Hz)의 증가는 자극 인자에 즉각적인 조정으로 제안된다. 몇몇 경우에, 절대적인 조정은 제조자 또는 임상의 사용자(606)에 의해, 말(100)에 갑작스러운 불편함을 야기하는 즉각적인 변화를 방지하도록 최대 조정이 제한될 수도 있다.
대안적으로, 적응 논리는 증가가 필요한 것을 단순히 나타낼 수도 있으며, 그러한 경우에 적응 논리가 증가의 필요성을 더이상 나타내지 않을 때까지 일련의 증분 증가가 주기적인 간격으로 인가된다. 예컨대, 적응 로직이 증가의 필요성을 나타내는 한, 주파수는 1 헤르츠(Hz)의 증분이 증가될 수도 있다. 이러한 경우에, 자극 인자의 반복되는 위/아래 움직임(toggling)을 방지하도록 논리 내에 이력현상 기능(hysteresis function)dl 형성될 수도 있다. 조정은 임상의 사용자(606)의 재량에 따라 수 초, 수 분, 수 시간 및 심지어 수 일과 같은 상이한 간격으로 실행될 수도 있다. 인자의 증가 또는 감소에 더하여, 적응 논리는 또한 효능이 허용가능한 범위 내에 있는지를 나타내고, 조정할 필요가 없음을 나타내는 출력을 제공할 수도 있다.
일 실시예에서, 외부 프로세서(603)는 또한 자극 인자를 분석하고 조정하는 빈도를 결정하고 변경할 수도 있다. 예컨대, 이식시와 그 직후에, 가장 이익이 되는 자극 설정을 얻도록 조정이 더 필요하거나 바람직할 수도 있다. 일 실시예에서, 자극 인자를 분석하는 시점은 자극 인자의 이력(history) 및 그 조정을 분석함으로써 적어도 부분적으로 결정될 수 있다. 대안적으로, 조정 분석의 시점은 임상의 사용자(606), 제조자 또는 양자 모두에 의해 사전 결정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 말(100)을 치료하는 임상의 사용자(606)는 현재 인자의 효능의 주관적인 분석에 기초하여, 조정이 필요한지를 결정하도록 외부 프로세서(603)가 자극 인자를 분석해야 하는지를 나타낼 수 있다.
외부 프로세서(603) 또는 치료 시스템(200)이 자극 인자를 직접적으로 또는 자동적으로 조정하도록 허용되는 실시예에서, 정보는 예컨대, 대략 수 초, 수 분, 수 시간 또는 수 일의 간격으로 주기적으로 분석될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 프로세서(603) 및 치료 시스템(200)은 상이한 분석 모드를 적용할 수도 있다. 제1 모드에서, 정보는 약 몇 시간 또는 몇 일의 상대적으로 드문 주기적인 간격으로 분석되고 조정이 이뤄질 수도 있다. 제2 모드에서, 외부 프로세서(603) 또는 치료 시스템(200)은, 정보가 평가되고, 원하는 수준의 효능이 달성될 때까지 인자가 매우 자주 조정되는, 보다 집중적인 분석 및 조정 모드에서 작동할 수도 있다. 이러한 제2의, 보다 집중적인 모드는 효능 수준이 허용가능한 범위에 들 때까지 지속될 수도 있다. 제1 모드의 드문 분석이 자극 인자 조정을 필요로 하는 효능 수준으로 밝혀질 때, 집중 모드에 들어갈 수도 있다. 다시, 두 모드에서 자극 인자에 이뤄지는 조정은 자동적으로 또는 임상의 사용자(606)에 의한 승인에 따라 수행될 수도 있다.
일 실시예에서, 외부 프로세서(603)는 임의의 다른 요인으로부터의 추가적인 입력 또는 인증없이, 새로운 자극 인자를 입력하고 이용할 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 다른 실시예는 새로운 자극 인자가 설립되고 이용될 수 있기 전에, 외부 프로세서(603)를 통해 임상의 사용자(606)에 의한 승인을 필요로 한다. 또 다른 실시예에서, 외부 프로세서(603)는 말(100)을 치료하는 임상의 사용자(606)에 의한 검토 및/또는 승인을 위해 새로운 자극 인자를 임상학적 터미널(604)로 송신할 수 있다. 이 실시예는 말(100)을 치료하는 임상의 사용자(606)가 두 자극 인자의 효능을 주관적으로 비교하고 어떤 설정을 그들이 선호하는지 고르게 할 수 있다. 또한, 말(100)을 치료하는 임상의 사용자(606)가 그들 중에 고르게 하거나, 또는 특히 효능이 있거나, 특히 바람직하지 않거나, 하나 이상의 활동 수준 또는 형태에 대해 특히 효능이 있는 것(즉, 운동에 대해 특히 바람직한 설정)을 선정하게 하도록 복수의 이전 자극 인자들을 메모리에 저장할 수 있다.
센서 모듈(208) 및/또는 치료 센서(207)는 연장된 기간 동안 사용하기 위해 말(100) 내에 만성적으로 이식될 수도 있다. 이 경우에, 센서 모듈(208)은 연장된 작동을 허용하는 유도 전원 인터페이스, 재충전 가능한 배터리, 또는 충분한 배터리 자원(resources)을 수반한다. 센서 모듈(208) 및/또는 치료 센서(207)는 자극 인자의 분석 및 조정에 유용한 정보를 캡쳐하도록 연장된 시간 또는 제한된 시간 동안 최소 침입성인 내시경 기술에 의해 이식될 수도 있다. 즉, 센서 모듈(208) 및/또는 치료 센서(207)는 몇 달 또는 몇 년에 걸친 연장된 치료 과정에 걸쳐 진행되는 인자 조정을 지원하도록 만성적으로 이식되거나, 또는 몇 시간, 몇 일 또는 몇 주와 같은 상대적으로 짧은 시간에 걸쳐 일회의 인자 조정 또는 적은 수의 조정을 지원하도록 짧은 시간 동안 의도적으로 이식될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 센서 모듈(208)은 감지된 정보를 자극 모듈(204) 또는 외부 프로세서(603)로 지속적으로 또는 주기적으로 전송한다. 이러한 경우에, 센서 모듈(208)은 지속적으로 또는 주기적으로 생리학적 상태를 모니터링한다. 대안적으로, 자극 모듈(204) 또는 외부 프로세서(603)는 원하는 간격으로 정보를 캡쳐하도록 센서 모듈(208)의 활성화를 유발할 수도 있다. 몇몇 경우에, 말(100)을 치료하는 임상의 사용자(606)가 정보를 외부 프로세서(603)로 기입할 때, 활성화 유발이 일어날 수도 있다. 센서 모듈(208)의 활성화 유발은, 있다면, 센서 모듈(208) 또는 자극 모듈(204)의 배터리 수명을 절약하는데 유용할 수도 있다. 각각의 경우에, 복수의 치료 센서(207)가 제공되고, 말(100) 내부의 상이한 인자 또는 상이한 위치에 제공되고 전용될 수도 있다.
정보를 자극 모듈(204) 또는 외부 프로세서(603)로 즉시 전송하기보다는, 센서 모듈(208)은 이후의 무선 전송(601)을 위해 먼저 내부적으로 정보를 저장할 수도 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 정보는 센서 모듈(208) 내부에 저장되고, 이후에 자극 모듈(204) 또는 외부 프로세서(603)와 연통할 수도 있다. 이러한 경우에, 자극 모듈(204) 또는 외부 프로세서(603)는 자극 인자의 분석 및 가능한 조정에 대해 저장된 정보를 얻기 위해 센서 모듈(208)에 신호를 보낼 수도 있다. 또 다른 대안으로서, 활성화 유발은 말(100)을 치료하는 임상의 사용자(604)에 의해 치료 센서(207)에 근접하여 넣어지는(swiped) 자석의 형태로 인가될 수도 있으며, 이 경우에 센서 모니터(208)는 자석 사용을 검출하도록 적절한 감지 회로를 포함할 것이다.
실시예는 모니터링 서버, 웹 서버, 이메일 서버, 프로그래밍 서버, 네트워크 연결, 말 데이터베이스 또는 이들의 몇몇 조합을 포함할 수도 있다. 말 데이터베이스는 분석, 보고 및 이력 달성에 대한 정보의 준비 검색을 허용하는 조직화된 형태로 복수의 말(100)에 대한 정보를 저장할 수도 있다. 웹 서버는 외부 프로세서(603)로부터 얻은 정보를 포함하여, 하나 이상의 말(100)에 대해 얻은 정보를 포함하는 웹 페이지를 생성한다. 정보는 상세한 단계 및 다양한 형식으로 표시될 수도 있다. 웹 브라우저를 구비한 임상학적 터미널(604)을 사용하여, 임상의 사용자(606)는 웹 서버에 접근함으로써 말 데이터베이스에 포함된 정보를 볼 수 있다. 웹 서버는 또한 원하는 정보를 검색하기 위한 데이터베이스 접근 명령을 실행하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 정보는 XML 태그의 체계를 사용하여 조직될 수도 있다. 웹 페이지에 포함된 정보는 또한 제안된 자극 인자 조정을 포함할 수도 있다. 자극 인자 조정은 외부 프로세서(603) 또는 치료 시스템(200)에 의해 생성될 수도 있다. 임상의 사용자(606)는 웹 페이지 내의 버튼을 클릭함으로써 자극 인자 조정을 승인할 수도 있다. 임상의 승인을 받으면, 그런 다음 치료 시스템(200)은 자극 모듈(204) 내의 자극 인자 변화를 이행하도록 외부 프로세서(603)와 상호 작용을 진행할 수도 있다. 웹 서버에 의해 생성되는 웹 페이지는 또한 박스, 드롭 다운 메뉴(drop down menus), 슬라이더 바아, 라디오 버튼, 또는 기타 등등을 사용하여 임상의 사용자(606)가 승인 전에 제안된 자극 인자 조정을 변경할 기회를 제공할 수도 있다. 이러한 경우에, 치료 시스템(200)은 임상의 사용자(606)에 의해 수정된 바와 같이 자극 인자 조정을 이행한다.
이메일 서버는 원하는 경우에 임상학적 터미널(604)에 이메일 통지(605)를 제공한다. 이메일 통지(605)는 특정 말(100)에 대해 새로 습득한 정보 또는 말(100)에 대해 제안된 자극 인자 조정을 보고할 수도 있다. 이메일 통지(605)는 제안된 자극 인자 조정의 승인 또는 변경을 위해 웹 페이지로의 연결을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 몇몇 실시예에서, 임상의 사용자(606)는 이메일 통지(605)에 응답함으로써 자극 인자 조정을 승인할 수도 있다. 어느 경우에나, 제안된 자극 인자 조정은 승인이 수신될 때까지 이행되지 않는다. 다른 실시예에서, 그러나, 자극 인자 조정은 특히 자극 인자 조정이 외부 프로세서(603) 또는 자극 모듈(204) 내부에 사전에 프로그래밍된 제한을 받는 경우에 임상의 사용자(606)에 의한 승인을 필요로 하지 않을 수도 있으며 완전히 자동적일 수도 있다는 것을 생각할 수 있다.
몇몇 실시예는 임상 연구를 지원하는 데 사용될 수도 있다. 예컨대, 외부 프로세서(603), 치료 시스템(200) 및 임상학적 터미널(604)은 임상의 사용자(606)가 연구의 목적으로, 그리고 자극 인자의 조정에 필요하지는 않은, 이식된 자극 모듈(204)로부터 얻은 정보에 접근하는 것을 허용할 수도 있다. 오히려, 임상의 사용자(606) 연구원은 개선된 또는 향상된 치료의 공식화를 위한 좁은 범위 또는 넓은 범위의 연구의 지원으로 정보를 모으기 위해 임상학적 터미널(604)을 거쳐 외부 프로세서(603) 및 치료 시스템(200)으로부터 얻은 정보에 접근할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 적응 논리는 유전적 알고리즘, 베이즈 분류(Bayesian classification), 신경 네트워크 또는 의사결정 분지도(decision trees)와 같은 특정 알고리즘을 적용하도록 구성될 수도 있다. 이러한 경우에, 적응 논리는 각각이 본 명세서에 참조로 포함된, 미국 특허 출원 번호 제10/767,674호, 미국 특허 출원 번호 제10/767,922호, 미국 특허 출원 번호 제10/767,545호 및 미국 특허 출원 번호 제10/767,692호에 기술된 것과 유사한 알고리즘을 이행하도록 공식화될 수도 있다.
치료 검증 모니터링
전술한 것과 관련하여, 또한 치료 시스템(200) 또는 치료 방법이 불공정한 이익, 불이익 또는 잘못된 반응을 생성하지 않도록 관리 기관의 기준을 따르는 말 경주의 필요성이 있다. 치료상의 목적은 위의-극대의 또는 위의-생리학적 이익 없이 기능을 회복시키는 것이다. 따라서, 실시예들은 다양한 보호 수단이 내기에 영향을 미치지 않게 할 수도 있다. 일지 시스템은 자극 프로토콜의 사용 및 주파수를 상세히 기록할 수도 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 검증 모니터(209) 및 대응 기록 일지(210)는 말 선보이는 곳(paddocks) 또는 경기장 내의 설비자가 치료 시스템(200)이 활동하고 적절히 기능하는지를 쉽게 평가하게 하는 일지 시스템으로서 작동한다. 일지 시스템은 경기 상태 하에서 모니터링하기 쉬워야만 한다.
실시예들은 또한 치료될 기도 장애로부터 별개인 말(100)의 다른 생리학적 기능에 영향을 미치지 않는 치료 시스템(200)을 포함한다. 구체적으로, 치료 시스템(200)이 말(100)의 운동 성능을 자극하거나 손상시킬 수 있는 임의의 다른 효과를 야기하는 것은 바람직하지 않다. 이는 본 명세서에 논의된 치료 시스템(200)의 설계에 의해 부분적으로 만족된다. 그러나, 외부 효과가 없는 것을 보장하는 방법은 치료 시스템(200)을 시험하고, 반대측 성대 외전, 심박 혈압, 호흡수 또는 명세서에 언급되거나 본 기술 분야에 공지된 복수의 다른 생리학적 인자들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 생리학적 인자를 측정한다.
그리고 실시예들은 주치 수의사에 의해서만 보정을 허용하는 검증 모니터(209) 및/또는 기록 일지(210)와 같은 모니터링 장치 및 방법을 포함하여, 말 스포츠 이벤트를 관리하는 기관의 사상 및 규정을 만족시키는 방법들을 포함하며, 여기서 자극 인자는 고정되고 경주 트랙 직원 또는 주치 수의사에 의해서만 조정될 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 경기 관리 기관은 경기 수행 중 또는 전후에 치료 시스템(200)의 효과를 모니터링할 수 있다. 모니터링 관리국은 치료 시스템(200)이 켜져 있고 적절한 전기 자극을 이송하였는지, 치료 시스템(200)이 성대가 외전된 것을 감지하는지, 그리고 흡기 중에 후두를 거쳐 비제한적으로 공기가 통과하는지 알기를 원할 수도 있다. 이러한 방침에 따라, 다양한 생리학적 인자들이 감지되고 [기록 일지(210)의 데이터 일지에] 저장되거나 말(100) 외부에 전달될 수도 있다. 이러한 정보의 데이터 일지의 예는 자극 인자와, 신경 활동 전위와, 마이크로폰, 음향 또는 기도를 모니터링하는 성문하 압력과, 기관 압력과, 성문전도검사(EGG-고주파 전기장에 대한 후두 임피던스)에 의해 반사된 성대 외전을 제한없이 포함한다. 또한, 후두의 일측에 위치된 요인에 의해 생성되는 광은 다른 측에 위치된 광 센서에 의해 감지될 수도 있다.
특정 일 실시예에서, 치료 시스템(200)이 작동중일 때, 예컨대, 적절한 자극으로 작동되고 가시적인 외부 구성요소 상의 광과 같은 외부 신호가 생성될 수 있다. 또 다른 실시예는 거리를 두고 수신기에 의해 감지될 수 있는 무선 신호이다. 다른 실시예에서, 예컨대, 치료 시스템(200)이 작동될 때, 외이가 경사지거나 회전하도록 외이를 움직이게 하는 근육의 자극과 같이 효과가 명확하게 가시적이도록 분리 리드 및 전극은 말(100)의 다른 근육을 자극한다.
치료 센서(207) 및 센서 모듈(208)은 전기 자극, 자극에 의해 유발되는 신경 또는 근육 활동으로부터의 전기적 생체전위, 성대 외전의 기계적인 감지 또는 성대 위치와 관련된 기류의 변화를 감지할 수도 있다. 적절한 자극은 성대를 외전시키고 최대 기류를 허용하며, 이는 기도를 통해 이동하는 공기의 소리, 성문하 압력 또는 온도에 의해 모니터링될 수 있다. 성대 이동은 후두 조직의 변형률계, 성문을 가로질러 통과하는 광의 양, 후두를 가로지르는 조직 임피던스의 변화 또는 내재된 비디오 카메라를 이용한 성대의 직접적인 시각화와 같은 임의의 다양한 특정 수단에 의해 측정되는 바와 같이 성대 변위에 의해 감지될 수 있다. 흡기 기류의 방해는 성문하 또는 기관 내의, 또는 기관의 외부이지만 흉강의 내부의 압력 센서에 의해 감지될 수도 있다. 이러한 압력 센서는 중앙에 위치된 성대 때문에 증가된 기류에 대한 저항으로 비정상적인 높은 음압을 나타낼 것이다. 운동 중의 비효율적인 호흡은 시스템 생리학적 신호: 혈중 산소 감소 및 CO2 증가에 신속하게 반영될 것이다.
후두 반신 마비를 가진 말은 약 0.3, 1.6 및 3.8 킬로헤르츠(k Hz)에 집중된 세 가지 주파수 대역에 의해 특성 지어지는 흡기 소리를 생성한다. 본 명세서에 참조로 포함된, 덱센 에프제이(Derksen FJ) 등의 "실험적으로 유도된 후두 반신 마비 또는 연구개의 등쪽 변위를 가진 운동 중인 말의 호흡 소리의 스펙트럼 분석(Spectrum Analysis Of Respiratory Sounds In Exercising Horses With Experimentally Induced Laryngeal Hemiplegia Or Dorsal Displacement Of The Soft Palate)", Am J Vet Res. 2001년 5월, 62(5):659-64를 참조하라. 말의 호흡 소리는 어텐버로우(Attenburrow)등의 "측뇌실 및 구형낭의 공진 주파수 및 천식(Resonant Frequency of the Lateral Ventrical and Saccule and Whistling)", 말 운동 생리학, 27 페이지-32 페이지 및 어텐버로우(Attenburrow)의 미국 특허 번호 제4,218,584호에 기술된 것과 같이, 무선 청진기를 사용하여 기록되었으며, 이들 양자 모두는 말이 걷고, 빠른 걸음으로 걷고, 보통 구보로 달리고 점프하고 질주하는 동안 말로부터의 데이터를 검출하고 기록하기 위한 청진기를 기술한다. 마이크로폰과 같은 변환기가 숨통에 인접한 동물의 피부에 부착된다. 변환기로부터의 전기적 출력이 말 또는 그 마구에 장착된 무선 송신기로 전달된다. 무선 송신기는 소정 거리에서 말의 호흡의 모니터링을 가능케 하도록 말로부터 거리를 두고 신호를 전달할 수 있다. 미국 특허 번호 제6,228,037호는 운동하는 말의 호흡 소리를 기록하고 분석하기 위한 방법 및 장치를 기술하며, 미국 특허 번호 제6,659,960호는 몸통 소리의 지속적인 모니터링 및 진단을 위한 방법 및 시스템을 기술하고 말이 상층 기도 장애 상태를 겪는지를 결정하도록 운동하는 말의 상층 기도 호흡 소리를 기록하기 위한 휴대용 유닛을 기재한다.
축삭 재생
본 발명의 다른 실시예는 손상된 축삭의 재생을 자극하거나 이러한 변성을 방지하고, 그리고/또는 신경 작동 전위 및 전도 속도의 측정과 같이, 축삭 재생을 모니터링한다. 재생을 향상시키기 위한 전기 자극의 예는 손상된 신경의 영역(캐소드)에 거의 인접하는, 그리고 그 위치(애노드)에 위치된 전극으로의 20 헤르츠(Hz)의 자극(100 밀리초, 3-5 볼트)이다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시예들이 기재되었지만, 본 발명의 진정한 범위를 벗어나지 않고 발명의 몇몇 장점을 달성할 다양한 변경 및 수정이 가해질 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다.
Claims (95)
- 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치이며,시스템은,상층 기도 장애를 치료하기 위해 말의 상층 기도 조직에 인가될 전기 신호를 발생시키기 위한 페이스메이커 프로세서와,상층 기도 조직에 전기 신호를 이송하기 위해 상층 기도 조직과 결부되는 하나 이상의 자극 전극을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 장치의 적어도 일 부분은 말에 이식되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제2항에 있어서, 장치의 이식된 부분은 말의 외부에 위치된 장치의 일 부분과 피부를 통과하여 또는 피부를 경유하여 연통하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제3항에 있어서, 피부를 통과하는 연통은 전자기 유도, 음향 에너지, 광학 에너지 및 커패시터 커플링 중 적어도 하나에 기초하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제2항에 있어서, 장치의 이식된 부분에 외부 신호를 제공하도록 장치가 작동할 때, 장치의 일 부분이 말의 표면 상에 일시적으로 위치되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제2항에 있어서, 전기 신호는 근전도, 전기안진계, 성문전도검사, 뇌전도검사계, 생체전위 센서, 초음파 센서, 홀 센서, 마이크로폰, 압력 센서, 변형률계, 기계 변형 센서 및 운동 센서 중 적어도 하나로부터 얻어지는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제2항에 있어서, 이식된 부분은 피부를 경유하여 또는 피부를 통과하여 충전되는 전원을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 장치의 적어도 일 부분은 말의 레이싱 기어에 합체되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 전기 신호는 말의 생물학적 기능으로부터 얻어지는 신호에 기초하여 말의 상층 기도 조직에 인가되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 상층 기도 장애는, 성대 마비, 성대 불완전마비, 편측 성대 장애, 양측 성대 장애, 후두 반신 마비, 후두 반불완전마비, 신경 변성, 연구개의 등쪽 변위, 비인두 허탈, 후두개 후경, 축삭 변성, 말단 축삭병증 및 비익 주름 마비를 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 전기 신호는 이상성 파형을 사용하여 말의 상층 기도 조직에 인가되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 자극 전극은 커프 전극, 다극 커프 전극, 삼극 커프 전극, 편평 신경 전극, 신경외막 전극, 줄기 전극, 세로 신경속내 전극, 얇은 도선 전극, 미세-기계가공된 전극, 체 전극 및 스테이플 전극 중 적어도 하나에 기초하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 자극 전극은 상층 기도 조직의 특정 영역에 자극을 야기하는 차등 활성화를 할 수 있는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 상층 기도 조직은 기도 구조의 하나 이상의 신경을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제14항에 있어서, 하나 이상의 신경은 말의 반회 후두 신경을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제15항에 있어서, 상층 기도 조직은 반회 후두 신경의 외전 가지의 하나 이상의 축삭을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 상층 기도 조직은 기도 조직과 연계된 근육 조직을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제17항에 있어서, 근육 조직은 윤상피열근 조직을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제18항에 있어서, 윤상피열근 조직은 후윤상피열근 조직을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 전기 신호는 성대 조직의 외전을 생성하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 장치가 꺼질 때까지 일정 시간 동안 지속적으로 전기 신호가 이송되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 장치의 작동과 관련된 적어도 하나의 치료 인자를 감지하기 위한 하나 이상의 치료 센서를 더 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제22항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는, 말의 기도관의 공기 유동 특성, 말의 기도 조직의 수축 특성, 말의 몸통의 일 부분의 전기적 특성, 말의 몸통의 일 부분의 온도, 말의 몸통의 일 부분의 pH, 말의 몸통의 일 부분의 화학적 구성물 및 말의 생리학적 상태 중 적어도 하나에 관련되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제22항에 있어서,페이스메이커 프로세서의 작동을 검증 가능하게 모니터링하기 위한 치료 검증 모니터를 더 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제24항에 있어서,적어도 하나의 치료 인자를 기록하기 위한 기록 일지를 더 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제24항에 있어서, 치료 검증 모니터는 페이스메이커 프로세서가 작동 중일 때 외부 신호를 생성하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 제26항에 있어서, 외부 신호는 전극으로 근육을 자극시킴으로써 이뤄지는 말의 근육의 가시적인 움직임을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 장치.
- 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템이며,치료 시스템의 작동과 관련된 적어도 하나의 치료 인자를 감지하기 위한 하나 이상의 치료 센서와,적어도 하나의 치료 인자의 함수로서 전기 치료 신호를 발생시킴으로써 적어도 하나의 치료 인자에 반응하는 상층 기도 장애를 치료하기 위한 페이스메이커 프로세서와,말의 상층 기도 조직에 치료 신호를 이송하기 위해 상층 기도 조직과 결부되는 하나 이상의 자극 전극을 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 말의 외부에 위치되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 말에 이식되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제30항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 하나 이상의 리드에 의해 페이스메이커 프로세서에 연결되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제30항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 페이스메이커 프로세서를 내장하는 하우징에 합체되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 치료 신호는, 하나 이상의 치료 센서, 페이스메이커 프로세서, 임상학적 터미널을 거친 인간 사용자, 시스템 외부의 임의의 몇몇 다른 요인 또는 이들의 몇몇 조합으로부터 수신된 정보에 기초하여 더 조정 가능한, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 외부 사용자로부터의 지시에 반응하여 치료 신호의 이송이 유발되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는 하나 이상의 자극기 전극에 의한 치료 신호 이송의 효율성과 관련되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는 성대 기능, 상층 기도 조직의 다른 부분의 기능 및 말의 몸통 내부의 몇몇 다른 인자 중 적어도 하나와 관련되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는 압력, 수축력, 공기 유동률, 공기 유동 압력, 공기 유동량, 공기 유동 속도, 온도, 임피던스, pH 및 화학적 구성물 중 적어도 하나를 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 말 내부에 이식되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제38항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는 심장 활동, 호흡 활동 및 근전도 활동 중 적어도 하나에 기초하여 말 활동 수준과 관련되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는 말의 자세 또는 활동 수준과 관련되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 말의 활동 수준을 검출하는 가속도계를 포함하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 적어도 하나의 치료 인자는 말이 자는 중인지 깨어 있는지와 관련되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 치료 신호는 적어도 하나의 치료 인자의 주기적인 정규 분석의 함수인, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 치료 신호는 적어도 하나의 치료 인자의 비주기적인 비정규 분석의 함수인, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 하나 이상의 치료 센서는 지속적으로 또는 주기적으로 생리학적 상태를 감지하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 페이스메이커 프로세서는 선택된 시간 간격으로 적어도 하나의 치료 인자를 캡쳐하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제46항에 있어서, 시간 간격은 시스템과 연계된 전원을 절약하도록 선택되는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제28항에 있어서, 페이스메이커 프로세서는 사용자 인터페이스로부터의 사용자 입력에 반응하여 적어도 하나의 치료 인자를 캡쳐하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 제48항에 있어서, 사용자 인터페이스는 사용자로부터의 자성 입력에 기초하는, 말의 상층 기도 장애를 치료하기 위한 적응성 기도 치료 시스템.
- 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템이며,적어도 하나의 치료 인자의 함수로서 전기 치료 신호를 발생시킴으로써 적어도 하나의 치료 인자에 반응하여 상층 기도 장애를 치료하기 위한 페이스메이커 프로세서와,대상물의 상층 기도 조직에 치료 신호를 이송하기 위해 상층 기도 조직과 결부되는 하나 이상의 자극 전극과,페이스메이커 프로세서의 작동과 연계된 적어도 하나의 치료 인자를 검증 가능하게 모니터링하기 위한 치료 검증 모니터를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제50항에 있어서, 대상물이 말인, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제51항에 있어서, 검증 가능하게 모니터링 하는 것은 말에 대한 불공정한 이익, 불이익 또는 잘못된 치료 반응을 방지하도록 필요한 치료 기준이 만족되는지를 검증하는 것을 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제52항에 있어서, 치료 검증 모니터는 자극 프로토콜에 따라 상세히 기록하기 위한 일지 시스템을 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제52항에 있어서, 검증 가능하게 모니터링하는 것은 장치가 작동되고 적절히 기능하는지를 검증하는 단계를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제52항에 있어서, 검증 가능하게 모니터링하는 것은 내기-관련 보호 수단을 따르는지를 검증하는 것을 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제52항에 있어서, 검증 가능하게 모니터링하는 것은 시스템의 작동을 나타내기 위한 외부 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제56항에 있어서, 외부 신호는, 시스템이 작동 중일 때 작동되고 가시적인 외부 광 신호를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제56항에 있어서, 외부 신호는, 원격 외부 수신기로 전송되는 외부 무선 신호를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제56항에 있어서, 외부적인 가시 효과를 생성하도록 외부 신호는 지표 근육을 자극시키기 위한 분리 신호 자극기에 의해 생성되는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제59항에 있어서, 시스템이 작동 중일 때 외이가 경사지거나 회전하도록 지표 근육은 외이를 이동시키는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제52항에 있어서,전기 자극, 자극에 의해 유발되는 조직 활동으로부터의 전기 생체전위, 성대 외전 및 성대 위치와 관련된 기류 변화 중 적어도 하나를 감지하기 위한 적어도 하나의 치료 센서를 더 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제61항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는, 기도음, 성문하 압력 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여 적어도 하나의 적절한 기류를 모니터링함으로써 성대 외전을 감지하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제61항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는 성대 변위에 기초하여 성대 움직임을 감지하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제63항에 있어서, 성대 변위는 후두 조직 변형률계, 성문-투과 광 감지, 후두 조직 임피던스의 변화 및 성대의 비디오 관측 중 적어도 하나에 의해 측정되는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제61항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는 흡기 기류 방해를 감지하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제65항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는 성문하, 기관 또는 기관외 내흉강 중 적어도 하나에 연계된 압력에 기초하여 흡기 기류 방해를 감지하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제61항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는 운동 중에 비효율적인 호흡을 감지하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제67항에 있어서, 비효율적인 호흡은 시스템 생리학적 신호에 기초하여 감지되는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제68항에 있어서, 시스템 생리학적 신호는 혈중 산소의 감소 및 CO2의 증가 중 적어도 하나를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제61항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는 무선청진기를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제61항에 있어서, 적어도 하나의 치료 센서는 숨통에 인접한 대상물의 피부에 부착되는 마이크로폰 변환기를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제71항에 있어서,소정 거리에서 말의 호흡을 모니터링하기 위해 마이크로폰 변환기와 연통하는 외부 무선 송신기를 더 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 제50항에 있어서, 상층 기도 장애는 말 후두 반신 마비를 포함하는, 대상물의 상층 기도 장애의 적절한 치료를 검증하기 위한 치료 검증 시스템.
- 말의 신경 변성적 기도 장애를 치료하기 위한 축삭 치료 시스템이며,말의 상층 기도의 목표 조직의 전기 자극에 기초하여 축삭 치료법을 제공함으로써 신경 변성적 기도 장애를 치료하기 위한 페이스메이커 프로세서와,신경 조직에 인터페이스 모듈을 연결하기 위한 하나 이상의 축삭 전극을 포함하는, 말의 신경 변성적 기도 장애를 치료하기 위한 축삭 치료 시스템.
- 제74항에 있어서, 목표 조직은 기도 구조의 하나 이상의 신경을 포함하는 장치.
- 제75항에 있어서, 하나 이상의 신경은 기도 구조의 하나 이상의 운동 신경을 포함하는 장치.
- 제75항에 있어서, 하나 이상의 신경은 기도 구조의 하나 이상의 감각 신경을 포함하는 장치.
- 제75항에 있어서, 하나 이상의 신경은 말의 반회 후두 신경을 포함하는 장치.
- 제78항에 있어서, 전기 자극은 반회 후두 신경의 외전 가지의 축삭의 지리적 자극을 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 목표 조직은 기도 조직과 연계된 근육 조직을 포함하는 장치.
- 제80항에 있어서, 근육 조직은 윤상피열근 조직을 포함하는 장치.
- 제81항에 있어서, 윤상피열근 조직은 후윤상피열근 조직을 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 목표 조직의 전기 자극은 성대 조직을 외전시키는 것을 포함하는 장치.
- 제83항에 있어서, 외전은 거대한 외전을 포함하는 장치.
- 제83항에 있어서, 목표 조직은 피열 연골을 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 기도 장애는 편측 성대 장애를 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 기도 장애는 양측 성대 장애를 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 기도 장애는 후두 반불완전마비를 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 기도 장애는 후두 반신 마비를 포함하는 장치.
- 제74항에 있어서, 전기 자극은 이상성 파형을 사용하는 장치.
- 제90항에 있어서, 파형은 캐소드(cathodic)인 장치.
- 제74항에 있어서, 전기 자극은 축삭 재생을 용이하게 하는 장치.
- 제74항에 있어서, 전기 자극은 축삭 변성을 느리게 하는 장치.
- 제74항에 있어서, 전기 자극은 기도 장애의 발병 전에 축삭 변성을 방지하는 장치.
- 제74항에 있어서, 전기 자극은 근 섬유의 활성화를 야기하지 않고 임계치 이하인 장치.
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