DE202020006148U1

DE202020006148U1 - Vagusnerv-Stimulationssystem

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Publication number: DE202020006148U1
Application number: DE202020006148.4U
Authority: DE
Original assignee: Parasym Ltd
Current assignee: Parasym Ltd
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2025-08-22
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: WO2021026606A1; EP4013489A1; US20240108273A1; AU2020323954A1; AU2021203016A1; US12465272B2; EP4338790A3; US20220287616A1; EP4338790A2; US20250359806A1; AU2020323954B2; AU2021203016C1; AU2021203016B2; EP4013489A4

Abstract

System zur Behandlung von mindestens einer der Erkrankungen Depression und Vorhofflimmern, wobei das System umfasst:
a) eine Klammer, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus des Probanden befestigbar ist, wobei die Klammer umfasst:
i) gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und
ii) Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
b) einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus anlegbar ist, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren und Depression und/oder Vorhofflimmern zu behandeln.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nervenstimulationssystem und insbesondere ein nicht-invasives Vagusnerv-Stimulationssystem zur Stimulation des Vagusnervs.
Verweise in dieser Beschreibung auf frühere Veröffentlichungen (oder daraus abgeleitete Informationen) oder auf bekannte Sachverhalte sind nicht als Anerkennung oder Eingeständnis oder als Hinweis darauf zu verstehen, dass die früheren Veröffentlichungen (oder daraus abgeleitete Informationen) oder bekannten Sachverhalte Teil des allgemeinen Fachwissens auf dem Gebiet sind, auf das sich diese Beschreibung bezieht.
Der Vagusnerv besteht aus einem komplexen neuronalen Netzwerk, das die Homöostase und das Gleichgewicht wichtiger Prozesse aufrechterhält. Gegenseitige neuronale Verbindungen mit mehreren Hirnarealen dienen als Kontrollzentrum, das auf neue Informationen (Reize) mit geeigneten adaptiven Rückkopplungen zur Modulation reagiert. Der Vagusnerv hat vier Vaguskernbereiche, die mit entsprechenden Neurotransmittern wichtige Steuerungsfunktionen für das Herz-Kreislauf-, Atmungs- und Verdauungssystem übernehmen. Er ist der zehnte von zwölf Hirnnerven und der Hauptnerv, der mit dem parasympathischen Teil des autonomen Nervensystems verbunden ist. Jüngste klinische Studien haben gezeigt, dass der Vagusnerv auch an der Regulierung von Entzündungen, Stimmung und Schmerzen beteiligt ist, die alle durch die Stimulation des Vagusnervs mit elektrischen Mikropulsen, bekannt als Vagusnervstimulation (VNS), moduliert werden können.
Die Entwicklung der Vagusnervstimulation (VNS) als Therapie begann mit den Untersuchungen von James Corning, der das erste grundlegend funktionierende VNS-Gerät entwickelte. Ende der 1990er Jahre, nach dem Erfolg mehrerer klinischer Studien, die den Nutzen der VNS bei therapieresistenter Epilepsie und Depression belegten, genehmigte die FDA ihre Verwendung für diese Anwendungen. Dies belegte die sichere und wirksame Anwendung dieser Behandlungsmethode.
Die Stimulation des Vagusnervs nutzt mehrere modulatorische Wirkungen im Nerven-, Immun-, autonomen, endokrinen, kardiorespiratorischen und gastrointestinalen System. Die genauen Wirkmechanismen der VNS werden noch erforscht, was jedoch ihre sichere und wirksame Anwendung bei Patienten mit Erkrankungen, die die Vagusbahnen betreffen, nicht beeinträchtigt. So wurden beispielsweise Therapien zur Stimulation des Vagusnervs bereits von den Aufsichtsbehörden für Anwendungen wie Stimmungsaufhellung, Schmerzlinderung, Verbesserung des Schlafes und Verringerung von Angstzuständen zugelassen; derzeit laufen Untersuchungen zur Bewertung der kardialen und entzündungshemmenden Eigenschaften sowie der Nutzung der Effekte der Neuroplastizität.
In diesem Zusammenhang ist der Vagusnerv der Hauptnerv des parasympathischen Teils des autonomen Nervensystems, der unbewusste Prozesse im Körper reguliert. Das parasympathische Nervensystem (PNS) wird oft als „Ruhe- und Verdauungssystem“ bezeichnet, während das sympathische Nervensystem (SNS) als „Kampf- oder Fluchtsystem“ angesehen wird. Es wurde gezeigt, dass die Stimulation des Vagusnervs die PNS-Aktivität erhöht und die SNS-Aktivität verringert. Durch diese Regulierung der metabolischen Homöostase steuert der Vagusnerv auch die Herzfrequenz, wobei eine erhöhte Vagusaktivität mit einer Verringerung der Herzfrequenz in Verbindung gebracht wird. Dies ist von Bedeutung, da eine autonome Dysfunktion, die durch eine überaktive SNS-Reaktion gekennzeichnet ist, vermutlich mehreren schwerwiegenden chronischen Erkrankungen zugrunde liegt, was den Wert einer Intervention verdeutlicht, die diese modulieren kann.
Neurotransmitter sind chemische Substanzen, die durch Impulse der Nervenfasern an die umliegenden Bereiche dieser elektrischen Aktivität abgegeben werden. Beispiele für Neurotransmitter sind Serotonin, Noradrenalin/Norepinephrin und Gamma-Aminobuttersäure (GABA). Forschungen auf diesem Gebiet deuten darauf hin, dass die Stimulation des Vagusnervs die Freisetzung von Neurotransmittern im Gehirn beeinflussen kann. Klinische Studien deuten darauf hin, dass VNS wahrscheinlich zu Veränderungen von Serotonin, Noradrenalin, GABA und Glutamat führt, allesamt Neurotransmitter, die an der Pathogenese der Major Depression beteiligt sind. Dieser Einfluss auf Neurotransmitter sowie eine Reihe anderer theoretischer Mechanismen erklären vermutlich die stimmungsaufhellende Wirkung der Stimulation des Vagusnervs.
Es ist heute bekannt, dass das Nervensystem die Entzündungsreaktion in Echtzeit reflexartig reguliert, ähnlich wie es die Herzfrequenz und andere lebenswichtige Funktionen steuert. Es wird angenommen, dass dies über den Vagusnerv durch einen neuralen Reflexmechanismus geschieht, der als „Entzündungsreflex“ bekannt ist. Das Gehirn empfängt Signale vom Immunsystem, um Entzündungen im Körper optimal zu steuern. Eine Fehlfunktion dieser Signale kann jedoch zu übermäßigen Entzündungen führen. Es wurde beobachtet, dass ohne Aktivität des Vagusnervs (entweder aufgrund einer Vagotomie oder neuraler Läsionen) der Entzündungsreflex ausbleibt, was zu übermäßigen angeborenen Immunreaktionen und Zytokin-Toxizität (übermäßige Entzündung) führen kann. Dies führte zu klinischen Studien und zum Nachweis, dass die Stimulation des Vagusnervs zu einer Verringerung entzündlicher Zytokine führen kann. Die entzündungshemmenden Eigenschaften der (stimulierenden) Wirkung des Vagusnervs werden über den cholinergen entzündungshemmenden Signalweg (CAP) sowie über die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA) vermittelt. Diese Erkenntnisse haben zu neuen Möglichkeiten in der Behandlung von Entzündungen durch diese selektiven und reversiblen „fest verdrahteten“ neuronalen Systeme geführt.
Forschungen gegen Ende des 20. Jahrhunderts haben gezeigt, dass viele Aspekte des Gehirns auch im Erwachsenenalter verändert werden können oder „plastisch“ sind. Neuroplastizität ist die Fähigkeit des Gehirns, sich durch die Bildung neuer neuronaler Verbindungen umzustrukturieren. Sie ermöglicht es den Neuronen oder Nervenzellen im Gehirn, Verletzungen oder Krankheiten zu kompensieren und ihre Prozesse als Reaktion auf neue Situationen oder Umweltveränderungen anzupassen. Die Förderung neuroplastischer Effekte durch VNS durch Veränderungen der Neurotransmitterkonzentrationen und/oder der Verarbeitung im Zentralnervensystem hat zu einer stärkeren Fokussierung auf den Einsatz von VNS als Therapie bei Tinnitus und Schlaganfallrehabilitation geführt. Es wird nun vermutet, dass eine erhebliche Anzahl von Tinnitusfällen durch eine maladaptive Plastizität des auditorischen Kortex entsteht oder unverhältnismäßig stark davon beeinflusst wird. Diese Anwendungen nutzen die Mechanismen der „gezielten Plastizität“, indem sie den Vagusnerv stimulieren, um die Neuroplastizität zu fördern, und dies mit einem spezifischen Reiz kombinieren, z. B. einer Klangtherapie (bei Tinnitus) oder Rehabilitationsübungen (bei der Schlaganfallrehabilitation), die auf diesen Plastizitätseffekt in der spezifischen Region des Gehirns abzielen, die mit der jeweiligen Erkrankung in Verbindung steht. Dies hat zu Ergebnissen wie einer beschleunigten und verbesserten Genesung nach einem Schlaganfall und einer Verringerung der Tinnitus-Symptome geführt.
Traditionell war die VNS als Behandlungsmethode durch die Notwendigkeit einer chirurgischen Implantation eingeschränkt. Dies schränkte letztlich den Zugang geografisch (auf Zentren, die auf das Verfahren spezialisiert sind), durch die Schwere der Erkrankung (die eine Operation rechtfertigt) und finanziell (auf diejenigen, die sich das Verfahren leisten können) ein. In jüngerer Zeit wurden eine Reihe von nicht-invasiven Stimulationsgeräten vorgeschlagen. Konkret kann dies durch die Nutzung des aurikulären Astes des Vagusnervs erreicht werden, der am Außenohr entlang verläuft und so für die transkutane Vagusnervstimulation (tVNS) genutzt werden kann. Diese Methode aktiviert nachweislich die Vagusbahnen auf die gleiche Weise wie das chirurgische Verfahren (VNS) und ist damit eine leicht zugängliche, risikoarme und kostengünstige Möglichkeit zur Stimulation des Vagusnervs.
US20050165460 beschreibt ein in sich geschlossenes, tragbares Headset, das eine Wellenformquelle und Gewebeschnittstellenschaltungen in einer selbstpositionierenden Position trägt, um Behandlungssignale an einen vorgewählten Bereich in der Ohrmuschel eines Menschen zu liefern. Ein Elektronikgehäuse trägt eine Wellenformquelle, die mit rechten und linken Gewebeschnittstellenschaltungen in Verbindung steht, die jeweils in rechten und linken Ohrhörergehäusen untergebracht sind. Das Headset trägt jedes Ohrhörergehäuse in einem nach hinten und unten gerichteten Winkel, so dass ein vorstehender Schaft in die Ohrmuschel eintritt und die Ohrmuschel im Allgemeinen unterhalb und hinter dem Gehörgang berührt. Ein Lautsprecher gibt während der Behandlung entsprechende Töne ab. Eine Endwand des Schafts trägt eine Anordnung von Elektroden, die den vorgewählten Bereich in der Ohrmuschel berühren.
US10130809 beschreibt ein Elektrostimulationsgerät, das einen Computer umfasst, der ein Elektrostimulationsgenerator-Steuersignal erzeugt und ein Musiksignal ausgibt, einen transkutanen Elektrostimulationsgenerator, eine elektronische Signalleitung und einen Elektrodenkoppler. Der Generator empfängt das Generatormasteuerungssignal und das Musiksignal, erzeugt in Abhängigkeit vom Generatormasteuerungssignal ein Nervenelektrostimulationssignal und gibt das Nervenelektrostimulationssignal an den Stimulationsausgang und das Musiksignal an einen Audioausgang aus. Der Koppler passt in einen Gehörgang, verfügt über einen Lautsprecher, der mit dem Audioausgang verbunden ist, um das Musiksignal bei Tragen in den Gehörgang auszugeben, und verfügt über Elektrostimulationselektroden, die über die elektronische Signalleitung leitend mit dem Stimulationsausgang verbunden sind, um das Nervenelektrostimulationssignal zu empfangen, und die so positioniert sind, dass sie mit Gewebe im Gehörgang in Kontakt kommen, um das Nervenelektrostimulationssignal transkutan darauf anzulegen. Der Koppler liefert das Nervenelektrostimulationssignal, während Musik aus dem Lautsprecher ausgegeben wird.
US8457765 beschreibt eine Ohrclip-Elektrode, die verwendet wird, um eine winzige Menge Strom von einem Stimulator zu den Ohrläppchen eines Patienten zu leiten. Die Ohrclip-Elektrode ist mit einem inneren und einem äußeren Kunststoffteil versehen, auf denen separate Metallplatten angebracht sind. Sowohl die Metallplatte als auch die Kunststoffteile sind mit einem kreisförmigen Ende versehen, auf dem ein Metallpol angebracht ist. Elektrodenpads werden auf diese Metallstifte aufgesetzt, und der Strom wird von jeder der Platten zum Elektrodenpad und dann zum Ohrläppchen des Patienten geleitet. Eine Kunststoffabdeckung wird über einen wesentlichen Teil der Länge jeder der Metallplatten gelegt. Kunststoffmaterial bedeckt auch die Endfläche jedes der Metallstifte. Die Ohrclip-Elektrode ist mit einer Quelle für winzige elektrische Energie verbunden.
US20070250145 beschreibt eine Vorrichtung (1) zur transkutanen Stimulation eines Nervs des menschlichen Körpers, wobei die Vorrichtung (1) mindestens eine Stimulationselektrode (2) und mindestens eine Referenzelektrode (3) zur transkutanen Nervenstimulation umfasst, wobei die mindestens eine Stimulationselektrode (2) und die mindestens eine Referenzelektrode (3) mit einer Steuereinheit (4) verbunden sind und von dieser mit elektrischem Strom versorgt werden können, und wobei die mindestens eine Stimulationselektrode (2) und die mindestens eine Referenzelektrode (3) in oder an einem Gehäuse (5) angeordnet sind, das zum Anbringen am oder im menschlichen Ohr ausgebildet ist. Um die Nervenstimulation wirksam zu machen und für den Patienten einfacher handhabbar zu gestalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass das Gehäuse (5) ein bogenförmiges Verlängerungsstück (6) aufweist, das zum Einführen in den Gehörgang ausgebildet ist, wobei das bogenförmige Verlängerungsstück (6) der Form des Gehörgangseingangs oder des äußeren Gehörgangs entspricht, und mit einem Elektrodenkopf (7), der am Ende des bogenförmigen Verlängerungsstücks (6) angeordnet ist und zwei Kontaktpunkte (8, 9) für die beiden Elektroden (2, 3) aufweist.
US20180021564 beschreibt ein Nervenstimulationssystem mit einem Kopfhörer und einem Ohrstück, das zwei oder mehr Ohrkontaktelemente, beispielsweise einen Gehörkanaleinsatz und einen Concha-Einsatz, umfasst. Ohrkontaktelemente können an einem Ohrhörergehäuse angebracht sein und vorstehende Befestigungsstrukturen aufweisen, die durch verschiedene Materialien und Konfigurationen eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Ohrkontaktelementen und dem Gehäuse herstellen. In einer Ausführungsform umfasst ein Nervenstimulationssystem ein Nervenstimulations-Subsystem mit einer Nervenstimulationsvorrichtungs-Steuerschaltung zur Verwendung in Kombination mit einem persönlichen Computergerät, um eine Nervenstimulationsvorrichtung zu steuern.
Diese erfordern jedoch in der Regel Vorrichtungen, die elektrisch mit den inneren und/oder äußeren Oberflächen der Concha verbunden sind, was für den Benutzer unangenehm sein kann und es schwierig macht, eine Vorrichtung zu realisieren, die während der Verwendung an Ort und Stelle bleibt. Darüber hinaus weisen die Systeme Probleme hinsichtlich Sicherheit, Wirksamkeit und Benutzerfreundlichkeit auf. Beispielsweise können einige Elektrodenkonfigurationen und Stromdichten zu Hautverbrennungen führen, während andere keine wirksame Neurostimulation erzielen.
In einer allgemeinen Form zielt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein Vagusnerv-Stimulationssystem zur Stimulation eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt bereitzustellen, wobei das System umfasst: eine Klammer, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus des Subjekts befestigt werden kann, wobei die Klammer umfasst: gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
In einer Ausführungsform umfasst das System einen Haken, der sich über und hinter einem Ohr des Probanden erstreckt, um die Klammer zumindest teilweise zu stützen.
In einer Ausführungsform ist der Haken so konfiguriert, dass er sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter einem Ohr des Probanden geschlungen werden kann.
In einer Ausführungsform umfasst das System eine sich von der Klammer erstreckende Leitung, wobei die Leitung Verbindungen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie die Elektroden elektrisch mit dem Signalgenerator verbinden.
In einer Ausführungsform ist die Leitung so konfiguriert, dass sie sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter ein Ohr des Probanden schlingbar ist.
In einer Ausführungsform ist die Leitung so konfiguriert, dass sie sich von einem distalen Ende eines der Arme erstreckt.
In einer Ausführungsform umfasst die Leitung eine Hülle, die sich zumindest teilweise entlang einer Länge der Leitung erstreckt und wobei die Hülle einen Haken definiert, der so geformt ist, dass er sich über und hinter ein Ohr des Probanden legbar ist.
In einer Ausführungsform ist einer der Arme so konfiguriert, dass er innerhalb einer Ohrmuschel des Benutzers positionierbar ist.
In einer Ausführungsform sind die Arme um einen mittleren Abschnitt schwenkbar verbunden.
In einer Ausführungsform werden die distalen Enden der Arme unter Verwendung eines Vorspannmechanismus zusammen vorgespannt.
In einer Ausführungsform umfasst der Vorspannmechanismus mindestens eines der folgenden Elemente: einen Drehpunkt; eine Feder; ein Gummielement; ein formbares Element, das die Arme miteinander verbindet; mindestens teilweise formbare Arme; ein mindestens teilweise elastisches Element, das die Arme miteinander verbindet; mindestens teilweise elastische Arme; und/oder Magnete, die an den Armen vorgesehen sind.
In einer Ausführungsform umfasst eine proximale Außenfläche der Arme eine Vertiefung, die so konfiguriert ist, dass eine Person die Arme greifen und auseinander drücken kann.
In einer Ausführungsform weisen die Arme mindestens eines der folgenden Merkmale auf: eine Länge, die mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: größer als 15 mm; größer als 16 mm; größer als 17 mm; größer als 18 mm; größer als 19 mm; größer als 20 mm; größer als 21 mm; kleiner als 30 mm; kleiner als 28 mm; kleiner als 27 mm; kleiner als 26 mm; kleiner als 25 mm; kleiner als 24 mm; kleiner als 23 mm; etwa 22 mm; und eine Breite, die mindestens eine der folgenden ist: größer als 5 mm; größer als 6 mm; größer als 7 mm; größer als 8 mm; größer als 9 mm; größer als 10 mm; kleiner als 16 mm; kleiner als 15 mm; kleiner als 14 mm; kleiner als 13 mm; kleiner als 12 mm; etwa 11 mm.
In einer Ausführungsform sind die Elektroden: im Wesentlichen kreisförmig; abgerundet rechteckig; abgerundet quadratisch; zumindest teilweise kuppelförmig; haben einen Durchmesser von mindestens einem der folgenden Werte: größer als 4 mm; größer als 5 mm; größer als 6 mm; größer als 7 mm; kleiner als 12 mm; kleiner als 11 mm; kleiner als 10 mm; kleiner als 9 mm; und etwa 8 mm.
In einer Ausführungsform ist eine Oberfläche der Elektroden mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisend: aufgeraut; mit Rillen versehen; mit Rippen versehen; und/oder beschichtet.
In einer Ausführungsform ist eine Oberfläche der Elektroden mit mindestens einem der folgenden Materialien beschichtet: einem inerten Metall; und/oder Gold.
In einer Ausführungsform sind Therapiesignale Signale mit einer Frequenz, die mindestens eine der folgenden ist: weniger als 20 kHz; weniger als 10 kHz; weniger als 1 kHz; weniger als 500 Hz; weniger als 200 Hz; weniger als 150 Hz; weniger als 100 Hz; weniger als 75 Hz; größer als 1 Hz; größer als 2 Hz; größer als 5 Hz; größer als 10 Hz; größer als 20 Hz; etwa 20 Hz; und etwa 50 Hz.
In einer Ausführungsform sind Therapiesignale Signale mit einer Impulsbreite von mindestens einem der folgenden Werte: weniger als 5.000 µs; weniger als 2.500 µs; weniger als 1.000 µs; weniger als 500 µs; weniger als 200 µs; weniger als 100 µs; weniger als 75 µs; größer als 1 µs; größer als 2 µs; größer als 5 µs; größer als 10 µs; größer als 20 µs; und etwa 50 µs.
In einer Ausführungsform sind die Therapiesignale Signale mit einer Spannung, die mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: weniger als 50 V; weniger als 25 V; weniger als 10 V; weniger als 5 V; weniger als 2 V; weniger als 1 V; größer als 0,1 V; größer als 0,2 V; größer als 0,5 V; und größer als 1 V.
In einer Ausführungsform sind die Therapiesignale Signale mit einem Strom, der mindestens einer der folgenden Werte aufweist: weniger als 50 mA; größer als 0,1 mA; und zwischen 0,1 mA und 36 mA.
In einer Ausführungsform sind die Therapiesignale mindestens eines der folgenden: symmetrisch; asymmetrisch; monophasisch; biphasisch; triphasisch; polyphasisch; und/oder umfassen mehrere Phasen mit mindestens einer dazwischenliegenden Pause.
In einer Ausführungsform wird ein jeweiliges Therapiesignal an jede der Elektroden angelegt.
In einer Ausführungsform sind die jeweiligen Therapiesignale mindestens eines der folgenden: phasengleich; und/oder phasenverschoben.
In einer Ausführungsform umfasst die Leitung mindestens eines der folgenden: einen jeweiligen Leiter für jede Elektrode; mindestens eine Isolierschicht; und/oder eine geflochtene Abschirmung.
In einer Ausführungsform sind die Therapiesignale so konfiguriert, dass sie mindestens eine der folgenden Funktionen erfüllen: Stimulierung der Aktivität des Vagusnervs; und/oder Hemmung der Aktivität des Vagusnervs.
In einer Ausführungsform ist der Signalgenerator an der Klammer angebracht.
In einer Ausführungsform umfasst das System ein Steuersystem mit einem Gehäuse, das mindestens eines der folgenden Elemente enthält: den Signalgenerator; eine Stromversorgung; und/oder eine Steuereinheit.
In einer Ausführungsform erstreckt sich eine Leitung von der Klammer zum Gehäuse.
In einer Ausführungsform umfasst das System eine Steuereinheit, die zum Steuern des Signalgenerators konfiguriert ist.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: Therapiesignalparameter bestimmt; und den Signalgenerator gemäß den Therapiesignalparametern steuert.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie die Therapiesignalparameter gemäß mindestens einem der folgenden Elemente bestimmt: definierte Therapiesignalparameter, die in einem Speicher gespeichert sind; Benutzereingabe-Befehle; Biofeedback; Neurofeedback; Signale von einem Sensor; und einen ausgewählten Therapiemodus.
In einer Ausführungsform umfasst das System einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er mindestens einen Subjektparameter erfasst, und wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie mindestens einen Subjektparameter unter Verwendung von Signalen vom Sensor bestimmt und den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale gemäß dem mindestens einen Subjektparameter zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist der Sensor mindestens einer der folgenden: an der Klammer in der Nähe mindestens einer Elektrode angebracht; elektrisch mit mindestens einer der Elektroden gekoppelt; ein tragbarer Sensor; auf einem tragbaren Band vorgesehen; und auf einem tragbaren Armband vorgesehen.
In einer Ausführungsform ist der Sensor mindestens einer der folgenden: ein Entzündungsbiomarker-Sensor; ein Temperatursensor; ein Blutsauerstoffsensor; ein Pulsoximeter; ein Herzfrequenzsensor; und/oder ein Impedanzsensor.
In einer Ausführungsform umfasst der mindestens eine Subjektparameter mindestens eines der folgenden Elemente: Vorhandensein, Fehlen oder Konzentration eines Entzündungsbiomarkers; eine Temperatur; einen Blutsauerstoffgehalt; eine Herzfrequenz; eine Herzfrequenzvariabilität; eine Impedanz; und/oder eine galvanische Hautreaktion.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: eine Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor überwacht; und den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale zumindest teilweise in Übereinstimmung mit der Rückmeldung zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: den Signalgenerator veranlasst, progressiv Therapiesignale mit sich progressiv ändernden Parametern zu erzeugen; eine Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor überwacht, während sich die Therapiesignale ändern; Änderungen der Herzfrequenz erkennt; einen Therapiesignalparameter-Schwellenwert auf der Grundlage eines Parameters des Therapiesignals festlegt, wenn Änderungen der Herzfrequenz erkannt werden; und den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale auf der Grundlage des Therapiesignalparameter-Schwellenwerts zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist der Therapiesignalparameter-Schwellenwert eine Therapiesignalstärke und beträgt 50 % bis 60 % der Therapiesignalstärke, die angelegt wird, wenn die Änderung der Herzfrequenz erkannt wird.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale zu erzeugen; Änderungen der Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor in Reaktion auf die angelegten Therapiesignale überwacht; und mindestens eine der folgenden Funktionen ausführt: den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale auf der Grundlage der überwachten Änderungen der Herzfrequenz zu erzeugen; und die überwachten Änderungen der Herzfrequenz analysiert, um eine Herzvariabilität in Reaktion auf die angelegten Therapiesignale zu bestimmen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen Entzündungsindikator zu erzeugen, der das Vorhandensein, das Fehlen oder den Grad von Entzündungsmarkern innerhalb des Probanden anzeigt.
In einer Ausführungsform ist der Entzündungsindikator umgekehrt proportional zur Herzfrequenzvariabilität.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen prädiktiven Indikator zu erzeugen, der eine Reaktionsfähigkeit auf die Therapiesignale anzeigt.
In einer Ausführungsform zeigt der prädiktive Indikator eine Reaktionsfähigkeit auf eine Vorhofflimmertherapie an.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: anhand von Benutzereingaben Rückmeldungen ermittelt; und den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale entsprechend den Rückmeldungen zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale mit sich progressiv ändernden Parametern zu erzeugen; und einen oder mehrere Therapiesignalparameter als Reaktion auf Benutzereingaben auswählt.
In einer Ausführungsform umfassen die Parameter mindestens eines der folgenden Elemente: eine Therapiesignalimpulsbreite; eine Therapiesignalamplitude; und eine Therapiesignalfrequenz; und eine Therapiesignalwellenform.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie das Therapiesignal schrittweise um mindestens einen der folgenden Werte erhöht: 0,1 mA; 0,2 mA; 0,5 mA; 0,8 mA; 1 mA; 1,5 mA; und 2 mA.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie die Auswahl eines Therapiemodus gemäß Benutzereingaben bestimmt und den Signalgenerator gemäß dem ausgewählten Modus steuert.
In einer Ausführungsform umfasst das System eine Anzahl von Therapiemodi, die in einem Speicher gespeichert sind, wobei jeder Therapiemodus eine Sequenz von Therapiesignalen definiert und wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie den Signalgenerator veranlasst, die Sequenz von Therapiesignalen zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit in einem Forschungsmodus so konfiguriert, dass sie mindestens eine der folgenden Funktionen ausführt: Auswählen einer Therapiesignalstärke als Reaktion auf Benutzereingaben und progressives Verringern der Therapiesignalstärke auf Null; und Abgeben eines nicht-elektrischen Reizes.
In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinheit mindestens eines der folgenden Elemente: mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung; eine von einer Client-Vorrichtung ausgeführte Softwareanwendung; und eine externe Steuereinheit, die drahtlos mit mindestens einem der folgenden Elemente verbunden ist: dem Signalgenerator; und mindestens einem Sensor.
In einer Ausführungsform umfasst das System einen Stimulator, der so konfiguriert ist, dass er einen Reiz an den Patienten anlegt.
In einer Ausführungsform umfasst der Stimulator mindestens eines der folgenden Elemente: einen Audiostimulator, einen Vibrationsstimulator, einen optischen Stimulator und einen thermischen Stimulator.
In einer Ausführungsform ist der Stimulator in die Klammer integriert.
In einer Ausführungsform wird der Stimulator von einer Steuereinheit gesteuert, um zu bewirken, dass der Stimulus in Verbindung mit den Therapiesignalen abgegeben wird.
In einer Ausführungsform ist das Nervenstimulationssystem konfiguriert, um mindestens eines der folgenden Symptome zu behandeln: Depressionen, psychische Störungen, Funktionsstörungen des autonomen Nervensystems, Stress, Herzinsuffizienz, traumatische Hirnverletzungen, Bewusstseinsstörungen, entzündliche Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen, kognitive Funktionsstörungen, Infektionen, Infektionssymptome, Atemfunktionsstörungen, postvirale Syndrome, Müdigkeit, posttraumatische Belastungsstörungen, Krebs, Fibromyalgie, posturales orthostatisches Tachykardiesyndrom, Myokardinfarkt und Vorhofflimmern.
In einer Ausführungsform ist das Nervenstimulationssystem so konfiguriert, dass es mindestens eines der folgenden Merkmale verbessert: körperliche Leistungsfähigkeit und kognitive Funktion.
In einer allgemeinen Form zielt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Stimulation des Vagusnervs zur Stimulation eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt bereitzustellen, wobei das Verfahren umfasst: Anbringen einer Klammer an einem Tragus des Subjekts, wobei die Klammer umfasst: gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und Verwenden eines Signalgenerators, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, um mindestens ein Therapiesignal zu erzeugen, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
In einer allgemeinen Form zielt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein System zur Behandlung von mindestens einer der Erkrankungen Depression und Vorhofflimmern bereitzustellen, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Klammer, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus des Patienten befestigt werden kann, wobei die Klammer umfasst: gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
In einer allgemeinen Form zielt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Behandlung von mindestens einer der Erkrankungen Depression und Vorhofflimmern bereitzustellen, wobei das Verfahren umfasst: Anbringen einer Klammer an einem Tragus des Patienten, wobei die Klammer umfasst: gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und Verwenden eines Signalgenerators, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, um mindestens ein Therapiesignal zu erzeugen, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
In einer allgemeinen Form zielt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein Vagusnerv-Stimulationssystem zur Stimulation eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt bereitzustellen, wobei das System umfasst: ein Befestigungselement, das so konfiguriert ist, dass es an einem Tragus des Subjekts befestigt werden kann, sodass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
In einer allgemeinen Form zielt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Stimulation des Vagusnervs in einem biologischen Subjekt bereitzustellen, wobei das Verfahren umfasst: Anbringen eines Befestigungselements an einem Tragus des Subjekts, so dass Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und Verwenden eines elektrisch mit den Elektroden verbundenen Signalgenerators zum Erzeugen mindestens eines Therapiesignals, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
Es versteht sich, dass die allgemeinen Formen der Erfindung und ihre jeweiligen Merkmale in Verbindung miteinander und/oder unabhängig voneinander verwendet werden können und dass die Bezugnahme auf separate allgemeine Formen nicht einschränkend gemeint ist. Darüber hinaus versteht es sich, dass Merkmale des Verfahrens unter Verwendung des Systems oder der Vorrichtung ausgeführt werden können und dass Merkmale des Systems oder der Vorrichtung unter Verwendung des Verfahrens implementiert werden können.
Verschiedene Beispiele und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen: -

1A eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel eines Vagusnervstimulationssystems ist;
1B eine schematische Seitenansicht des Nervenstimulationssystems aus 1A ist;
1C eine schematische Draufsicht auf die Klammer aus 1A im Einsatz zeigt;
1D eine schematische Seitenansicht der Klammer aus 1A im Einsatz zeigt;
2 ein schematisches Diagramm eines Beispiels eines Steuersystems für das Nervenstimulationssystem aus 1A zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Nervenstimulationsprozesses;
4A ist eine schematische Seitenansicht eines spezifischen Beispiels einer Klammer für ein Vagusnervenstimulationssystem;
4B ist eine schematische Draufsicht auf die Klammer aus 4A;
4C ist eine schematische perspektivische Ansicht der Klammer aus 4B;
4D ist eine schematische Vorderansicht der Klammer aus 4A;
4E ist eine schematische Rückansicht der Klammer aus 4A;
ist eine schematische Nahaufnahme eines Drehpunkts der Klammer aus ;
ist eine schematische Draufsicht auf die Klammer aus im Gebrauch;
ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Beispiels für ein Steuersystem;
ist eine schematische Seitenansicht des Steuersystems aus ;
ist eine schematische Draufsicht auf das Steuersystem aus ;
ist ein schematisches Diagramm eines zweiten Beispiels eines Steuersystems für ein Nervenstimulationssystem;
ist ein Flussdiagramm eines spezifischen Beispiels eines Nervenstimulationsprozesses;
Die sind schematische Darstellungen von Beispielen für Therapiesignalwellenformen;
ist ein Diagramm, das die Wirkung der Stimulation auf die Vorhofflimmerbelastung veranschaulicht; und
ist ein Diagramm, das die Wirkung der Stimulation auf die Symptome der myalgischen Enzephalomyelitis veranschaulicht.

Ein Beispiel für ein Vagusnervstimulationssystem wird nun unter Bezugnahme auf die beschrieben.
In diesem Beispiel umfasst das Nervenstimulationssystem 100 ein Befestigungselement, das so konfiguriert ist, dass es an einem Tragus des Probanden befestigt werden kann, sodass Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden.
In einem Beispiel hat das Befestigungselement die Form einer Klammer 110 mit gegenüberliegenden Armen 111, 112, wobei Elektroden 121, 122 in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind, die zueinander vorgespannt sind. In diesem Beispiel sind die Arme über ein Verbindungsgelenk 113 schwenkbar verbunden, während ein elastisches Element, wie beispielsweise eine Feder, ein Gummistopper oder dergleichen, vorgesehen ist, das so konfiguriert ist, dass es das distale Ende der Arme zueinander vorspannt. Wie jedoch nachstehend näher beschrieben wird, könnten auch andere Konfigurationen verwendet werden.
In diesem Zusammenhang ist daher zu beachten, dass der Begriff „Befestigungselement“ jede Anordnung umfasst, die das Nervenstimulationssystem in seiner Position sichern kann, sodass die Elektroden in Kontakt mit dem Tragus gehalten werden. In einem spezifischen Beispiel hat das Befestigungselement die Form einer Klammer, bei der voneinander beabstandete Arme vorgesehen sind, die an ihren distalen Enden zusammengedrückt werden können, wobei die hier beschriebenen Anordnungsbeispiele nicht als einschränkend zu verstehen sind. Während sich die folgende Beschreibung auf eine Klammer konzentriert, wird klar, dass die hier beschriebenen Techniken auch auf andere Befestigungselemente angewendet werden können, die nicht wie eine Klammer aussehen.
Ein Signalgenerator 130 ist elektrisch mit den Elektroden 121, 122 verbunden, beispielsweise über entsprechende Verbindungen 131, 132, wobei der Signalgenerator 130 so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das dann über die Elektroden 121, 122 an den Patienten angelegt werden kann.
Bei der Verwendung ist der Clip so konfiguriert, dass er an einem Tragus einer Person befestigt werden kann, und ein Beispiel hierfür wird nun unter Bezugnahme auf die 1C und 1D beschrieben.
In diesem Beispiel ist das Ohr 100 einer Person dargestellt, einschließlich eines Tragus 101, eines unteren Crus 102, eines oberen Crus 103, einer Helix 104, einer Scapha 105, einer Antihelix 106, einer Concha 107, eines Antitragus 108 und eines Lobulus 109. Wie gezeigt, ist die Klammer 110 so positioniert, dass der Tragus 101 zwischen den Elektroden 121, 122 angeordnet ist, wobei die Elektroden 121, 122 aufgrund der Vorspannung der Arme 111, 112 in Eingriff mit den gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden.
Durch diese Konfiguration werden die an die Elektroden 121, 122 angelegten Therapiesignale an den Tragus angelegt, was wiederum dazu führt, dass ein elektrisches Feld um den Vagusnerv innerhalb des Tragus 101 erzeugt wird. Dieses Feld kann Aktionspotenziale innerhalb des Tragus erzeugen oder hemmen, was wiederum zu einer Modulation des Vagusnervs führt.
Dementsprechend dient das oben beschriebene Nervenstimulationssystem dazu, den Vagusnerv innerhalb des Tragus zu stimulieren (Low Level Tragus Stimulation), wobei eine Klammer 110 verwendet wird, die bei der Verwendung an dem Tragus 101 eines Probanden befestigt wird. Der Clip umfasst Elektroden 121, 122 an gegenüberliegenden vorgespannten Armen 111, 112, so dass der Tragus 101 zwischen den Elektroden positioniert werden kann, wobei die Elektroden 121, 122 in Eingriff mit dem Tragus 101 gedrückt werden. Auf diese Weise greifen die Elektroden 121, 122 den Tragus, was einen guten elektrischen Kontakt mit dem Tragus 101 gewährleistet und somit die Wirksamkeit der Modulation des Vagusnervs maximiert. Darüber hinaus trägt das Greifen der Elektroden am Tragus dazu bei, den Clip an seinem Platz zu fixieren, sodass er über einen längeren Zeitraum getragen werden kann und somit sichergestellt ist, dass die Stimulationssignale während einer Stimulationssitzung erfolgreich auf den Vagusnerv übertragen werden.
Die Anordnung der Elektroden auf gegenüberliegenden Armen führt auch dazu, dass die Elektroden in einer im Wesentlichen parallelen, beabstandeten Konfiguration vorgesehen sind, wobei sich die Elektroden auf beiden Seiten des Tragus befinden. Diese Konfiguration kann eine vergrößerte Elektrodenoberfläche ermöglichen, die in Kombination mit der im Wesentlichen parallelen Positionierung das für eine bestimmte Stromdichte an der Elektroden-/Gewebe-Grenzfläche erzeugte Feld maximiert.
Dementsprechend kann die obige Anordnung dazu beitragen, dass die angelegten Therapiesignale eine therapeutische Wirkung erzielen und gleichzeitig Stromdichten vermieden werden, die für den Patienten unangenehm sein können, beispielsweise durch Verbrennungen. Darüber hinaus trägt die oben beschriebene Anordnung zur Aufrechterhaltung der Sicherheit und Wirksamkeit bei. In dieser Hinsicht wird durch die Optimierung der Wirksamkeit der Signalabgabe sichergestellt, dass die richtige Stimulation erreicht wird und eine Über- oder Unterstimulation vermieden wird, die zu unerwünschten Folgen wie Bradykardie führen kann.
Darüber hinaus ermöglicht die oben beschriebene Anordnung in einem Beispiel, dass der Clip 110 zumindest teilweise innerhalb der Concha 107 positioniert werden kann, was eine Reihe von Vorteilen bietet. Beispielsweise wird dadurch die Positionierung des Clips 110 so geführt, dass die Elektroden relativ zum Tragus und zum Vagusnerv korrekt positioniert sind, wodurch eine effektive Modulation des Nervs gewährleistet wird. Zusätzlich verringert diese Anordnung den Umfang, in dem die Klammer aus dem Ohr herausragt, wodurch die Klammer unauffällig und angenehm zu tragen ist. Dadurch kann die Klammer beispielsweise getragen werden, während der Benutzer auf der Seite liegt, und gleichzeitig wird das Risiko verringert, dass sich die Klammer löst, was wiederum den Stimulationsprozess beeinträchtigen kann.
Dementsprechend bietet die oben beschriebene Anordnung ein nicht-invasives Vagusnerv-Stimulationssystem, das zur Modulation des Vagusnervs verwendet werden kann, aber über längere Zeiträume bequem und einfach zu verwenden ist, wodurch Benutzer leichter von den Vorteilen der Vagusnervstimulation profitieren können, während Risiken, Sicherheits- und Wirksamkeitsprobleme wie Verbrennungen und/oder unsichere oder unwirksame Neurostimulationspegel vermieden werden.
Im Folgenden werden eine Reihe weiterer Merkmale beschrieben.
In einem Beispiel umfasst das System einen Haken, der sich über und hinter einem Ohr des Probanden erstreckt, um den Clip zumindest teilweise zu stützen. Der Haken kann jede geeignete Form haben, besteht jedoch typischerweise aus einem zumindest teilweise elastischen Material, das seine Form beibehält und gleichzeitig angenehm zu tragen ist. Der Haken kann an jedem Teil des Clips angebracht werden, ist jedoch in einem Beispiel so konfiguriert, dass er sich seitlich vom Clip erstreckt, sodass der Haken über das Ohr des Probanden und hinter diesem greifen kann. Der Haken kann dazu beitragen, das Gewicht des Clips über das Ohr zu verteilen, sodass das Gewicht nicht ausschließlich vom Tragus getragen wird. Zusätzlich bietet dies einen sekundären Befestigungsmechanismus, der die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich die Klammer löst, und verhindert, dass die Klammer im Falle einer Lösung auf den Boden fällt, was wiederum dazu beiträgt, die Gefahr einer Beschädigung der Klammer zu verringern. Darüber hinaus hilft dies auch bei der korrekten Positionierung der Klammer, wodurch sichergestellt wird, dass die Elektroden auf den Vagusnerv ausgerichtet sind, was wiederum die Wirkung der angelegten Therapiesignale optimiert.
In einem Beispiel umfasst das System eine sich von der Klammer erstreckende Leitung, wobei die Leitung die Verbindungen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie die Elektroden elektrisch mit dem Signalgenerator verbinden. Dadurch kann der Signalgenerator entfernt von der Klammer bereitgestellt und über die Verbindungen mit dieser verbunden werden. Dies kann das Gewicht der Klammer reduzieren, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und es könnten alternative Ausführungsformen vorgesehen werden, wie nachstehend näher beschrieben wird.
In einem besonderen Beispiel ist die Leitung so konfiguriert, dass sie sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter ein Ohr des Patienten geschlungen werden kann, wodurch die Leitung dazu beitragen kann, die Klammer an ihrem Platz zu sichern. Es ist zu erkennen, dass in diesem Fall die Leitung die oben beschriebene Hakenfunktion übernehmen kann, wodurch die Gewichtsbelastung des Tragus verringert und die Wahrscheinlichkeit und die nachteiligen Auswirkungen eines Verrutschens der Klammer minimiert werden.
In einem Beispiel kann die Leitung so konfiguriert sein, dass sie sich von einem distalen Ende eines äußeren Arms erstreckt. Dies trägt dazu bei, den Clip an Ort und Stelle zu sichern, während ein proximales Ende der Arme ungehindert bleibt, was das Anbringen des Clips am Tragus erleichtern kann. Zusätzlich wird dadurch die Leitung weiter am Tragus ausgerichtet und so geführt, dass sie sich leichter hinter die Helix erstrecken kann, wodurch der Clip bequemer zu tragen ist und eine korrekte Positionierung des Clips gewährleistet wird.
In einem besonderen Beispiel umfasst die Leitung eine Hülle, die sich zumindest teilweise entlang der Leitung erstreckt, wobei die Hülle die Hakenform definiert, um sich über und hinter ein Ohr des Patienten zu schlingen. In diesem Beispiel kann die Hülle eine größere Elastizität aufweisen als die nicht ummantelten Abschnitte der Leitung, was dazu beitragen kann, die Form der Leitung im Bereich des Ohrs aufrechtzuerhalten, während die Leitung in anderen Bereichen frei flexibel bleibt, was die Verwendung komfortabler macht. Dies trägt auch zum Schutz der Leitung an der Verbindungsstelle mit dem Clip bei und verringert beispielsweise die Gefahr, dass Kräfte die Leitung vom Clip lösen oder die elektrischen Verbindungen zwischen dem Clip und der Leitung beschädigen.
Wie oben erwähnt, ist in einem Beispiel mindestens einer der Arme, insbesondere ein innerer Arm 111, innerhalb einer Concha des Benutzers positioniert. Dadurch kann der Clip den Tragus greifen, während dieser in einer im Wesentlichen natürlichen Position verbleibt, wodurch der Clip angenehm zu tragen ist. Dadurch wird auch der Umfang verringert, um den sich der Clip nach außen aus dem Ohr heraus erstreckt, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, dass der Clip angestoßen und verschoben wird, während der Clip gleichzeitig angenehm zu tragen ist, wenn das Ohr auf einem Kissen oder einer anderen Oberfläche aufliegt, wodurch die Anordnung besonders für eine langfristige Verwendung geeignet ist. Darüber hinaus hilft dies auch bei der korrekten Positionierung des Clips, wodurch sichergestellt wird, dass die Elektroden korrekt auf dem Tragus positioniert und somit auf den Vagusnerv ausgerichtet sind, was wiederum die Wirkung der angewendeten Therapiesignale optimiert.
In einem Beispiel sind die Arme um einen mittleren Abschnitt schwenkbar verbunden, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist und auch andere Anordnungen verwendet werden könnten. Beispielsweise könnten die Arme aus einem formbaren Material bestehen oder miteinander verbunden sein, so dass die Arme in eine gewünschte Form verformt werden können, sodass die distalen Enden der Arme in Eingriff mit dem Tragus vorgespannt sind.
Der Clip umfasst typischerweise auch einen Vorspannmechanismus, um die distalen Enden der Arme in Eingriff vorzuspannen. Die Art des Vorspannmechanismus kann je nach bevorzugter Ausführung variieren und die Verwendung eines zwischen den Armen angeordneten Feder- oder Gummielements umfassen. Die Vorspannung könnte durch ein formbares Element, das die Arme miteinander verbindet, oder durch zumindest teilweise formbare Arme, ein zumindest teilweise elastisches Element, das die Arme miteinander verbindet, oder zumindest teilweise elastische Arme erreicht werden.
In einem weiteren Beispiel könnte die Vorspannung durch in den Armen vorgesehene Magnete erreicht werden. Beispielsweise könnten Magnete mit entgegengesetzten Polaritäten in den distalen Enden der Arme vorgesehen sein, um die distalen Enden der Arme zusammenzuziehen. Es ist ersichtlich, dass diese Anordnung ein Magnetfeld um den Tragus herum induziert, das zur Verstärkung oder Modulation der angelegten Therapiesignale verwendet werden kann, wodurch die Sicherheit und/oder Wirksamkeit verbessert wird. Alternativ könnten Magnete mit gleichen Polaritäten an den proximalen Enden der Arme vorgesehen sein, um die proximalen Enden auseinander zu drücken.
In einem bevorzugten Beispiel sind die Arme schwenkbar verbunden und optional um einen mittleren Abschnitt vorgespannt, so dass ein proximales Ende der Arme zusammen vorgespannt werden kann, um die distalen Enden und damit die Elektroden auseinander zu drücken, wodurch die Klammer leicht anzubringen ist. Diese Anordnung kann auch dazu beitragen, dass die Arme ungefähr parallel sind, wenn der Tragus zwischen den Armen positioniert ist, was die Positionierung der Elektroden erleichtert und einen maximalen Oberflächenkontakt zwischen den Elektroden und dem Tragus gewährleistet, wodurch wiederum die zur Erzielung einer wirksamen Stimulation erforderliche Stromdichte verringert und somit die Wirksamkeit verbessert und Verbrennungen reduziert werden.
In einem Beispiel umfasst eine proximale Außenfläche der Arme eine Vertiefung, die so konfiguriert ist, dass sie die Positionierung einer Person so führt, dass diese die Arme greifen und auseinander drücken kann, beispielsweise indem sie die proximalen Enden der Arme zwischen Daumen und Zeigefinger greift.
In einem Beispiel haben die Arme eine Länge, die größer als 15 mm, größer als 16 mm, größer als 17 mm, größer als 18 mm, größer als 19 mm, größer als 20 mm, größer als 21 mm, kleiner als 30 mm, kleiner als 28 mm, kleiner als 27 mm, kleiner als 26 mm, weniger als 25 mm, weniger als 24 mm, weniger als 23 mm und typischerweise etwa 22 mm. In ähnlicher Weise haben die Arme typischerweise eine Breite, die größer als 5 mm, größer als 6 mm, größer als 7 mm, größer als 8 mm, größer als 9 mm, größer als 10 mm, kleiner als 16 mm, kleiner als 15 mm, kleiner als 14 mm, kleiner als 13 mm, kleiner als 12 mm und typischerweise etwa 11 mm beträgt. Diese Abmessungen erleichtern die Handhabung der Arme und ermöglichen gleichzeitig die Positionierung der Klammer innerhalb der Concha, wodurch die Klammer angenehm zu tragen ist.
Darüber hinaus bieten die oben genannten Abmessungen der Arme eine ausreichend große Oberfläche, um die Elektroden aufzunehmen. In dieser Hinsicht sind die Elektroden typischerweise im Wesentlichen kreisförmig, obwohl auch abgerundete rechteckige oder abgerundete quadratische Formen verwendet werden könnten. Die Elektroden sind optional auch zumindest teilweise gewölbt, was dazu beitragen kann, dass die Elektroden unabhängig vom relativen Winkel der Arme einen guten elektrischen Kontakt mit dem Tragus herstellen. Darüber hinaus gewährleistet die Verwendung von gewölbten und im Wesentlichen kreisförmigen Elektroden, dass die Elektroden keine scharfen Kanten aufweisen, die Unbehagen verursachen könnten.
Typischerweise haben die Elektroden einen Durchmesser, der größer als 4 mm, größer als 5 mm, größer als 6 mm, größer als 7 mm, kleiner als 12 mm, kleiner als 11 mm, kleiner als 10 mm, kleiner als 9 mm und typischerweise etwa 8 mm ist. Diese Abmessungen bieten eine Oberfläche, die es ermöglicht, einen ausreichend großen Strom anzulegen, um ein Feld zu induzieren, das den Vagusnerv effektiv stimulieren kann, ohne dass es zu einer übermäßigen Ladung oder Stromdichte auf der Oberfläche des Tragus kommt, was wiederum zu Beschwerden oder Verbrennungen und/oder zu einer unwirksamen Behandlung führen kann. Die Elektroden dienen auch als Kontaktfläche mit dem Tragus, und eine ausreichend große Elektrodenfläche kann dazu beitragen, dass die Klammer auch bei Einwirkung äußerer Kräfte effektiv am Tragus haftet und an Ort und Stelle bleibt.
Zusätzlich und/oder alternativ kann eine Oberfläche der Elektroden aufgeraut sein oder Rillen oder Rippen aufweisen. Die Verwendung von aufgerauten oder profilierten Elektrodenoberflächen kann zunächst die Reibung zwischen der Elektrode und dem Tragus erhöhen, was wiederum dazu beiträgt, die Position der Klammer aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus kann die Aufrauhung oder das Vorsehen von Rillen oder Rippen auf der Elektrodenoberfläche dazu beitragen, einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode und dem Tragus sicherzustellen. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, Störungen durch unebene Oberflächen, wie Unebenheiten am Tragus oder Ähnliches, zu minimieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Oberflächenrauheit zu einer Vergrößerung der Gesamtfläche der Elektroden führt, was wiederum dazu beiträgt, die zur Erzeugung eines bestimmten Feldes innerhalb des Tragus erforderliche Stromdichte zu verringern, was wiederum die Wirksamkeit sicherstellt und gleichzeitig übermäßige Stromdichten vermeidet, die zu Verbrennungen führen können.
In einem Beispiel könnten die Elektroden auch beschichtet sein, beispielsweise um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, die Oberflächenreibung zu erhöhen und die Biokompatibilität sicherzustellen. Es könnte jede Form von leitfähiger Beschichtung verwendet werden, und in einem Beispiel sind die Elektroden aus Kupferelektroden gebildet, die mit einem inerten Metall, wie Gold oder einem anderen ähnlichen hochleitfähigen Material, beschichtet sind.
Der Signalgenerator ist typischerweise so konfiguriert, dass er Therapiesignale mit einer Frequenz erzeugt, die mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: weniger als 20 kHz, weniger als 10 kHz, weniger als 1 kHz, weniger als 500 Hz, weniger als 200 Hz, weniger als 150 Hz, weniger als 100 Hz, weniger als 75 Hz, größer als 1 Hz, größer als 2 Hz, größer als 5 Hz, größer als 10 Hz, größer als 20 Hz, etwa 20 Hz und typischerweise etwa 50 Hz beträgt. Die Therapiesignale haben typischerweise eine Impulsbreite, die kleiner als 5.000 µs, kleiner als 2.500 µs, kleiner als 1.000 µs, kleiner als 500 µs, kleiner als 200 µs, weniger als 100 µs, weniger als 75 µs, größer als 1 µs, größer als 2 µs, größer als 5 µs, größer als 10 µs, größer als 20 µs und typischerweise etwa 50 µs. Die Therapiesignale haben typischerweise eine Spannung, die kleiner als 50 V, kleiner als 25 V, kleiner als 10 V, kleiner als 5 V, kleiner als 2 V, kleiner als 1 V, größer als 0,1 V, größer als 0,2 V, größer als 0,5 V und typischerweise größer als 1 V ist. Die Therapiesignale haben typischerweise eine Stromstärke von weniger als 50 mA, mehr als 1 mA, mehr als 0,1 mA und zwischen 0,1 mA und 36 mA.
Die Therapiesignale können symmetrisch, asymmetrisch, monophasisch oder biphasisch sein. In dieser Hinsicht kann die Verwendung symmetrischer biphasischer Signale dazu beitragen, die Ladungsbildung auf einer Oberfläche des Tragus zu reduzieren, was wiederum die durch das angelegte Therapiesignal erzeugten elektrischen Felder im Tragus maximiert und gleichzeitig verhindert, dass sich Ladungen auf ein Niveau aufbauen, das zu Beschwerden führen kann. Dies trägt wiederum zur Optimierung der Stimulation des Vagusnervs bei. Dennoch könnten unter bestimmten Umständen, beispielsweise in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung, asymmetrische und/oder monophasische Therapiesignale verwendet werden. Zusätzlich und/oder alternativ könnten dreiphasige oder, allgemeiner, polyphasische Signale verwendet werden. In einem Beispiel können asymmetrische dreiphasige Signale mit negativen Impulsen verwendet werden, die eine geringere Amplitude und Dauer als ein dazwischenliegender positiver Impuls haben, was dazu beitragen kann, die Ladungsbildung zu reduzieren. Die Signale könnten auch mehrere Phasen mit einer dazwischenliegenden Verweilzeit umfassen, wodurch eine Ladung für eine kurze Zeit an Ort und Stelle verbleiben kann, bevor sie entladen wird.
Die Therapiesignale sind typischerweise so konfiguriert, dass sie die Aktivität innerhalb des Vagusnervs zumindest stimulieren oder hemmen, und es wird daraus ersichtlich, dass die verwendeten Signalparameter, wie beispielsweise die Spannung, der Strom, die Frequenz und die Wellenform, in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung und der gewünschten Wirkung der Modulation auf den Vagusnerv ausgewählt werden können.
In einem Beispiel fungiert eine der Elektroden 121, 122 als Masse, wobei die Therapiesignale über die andere Elektrode angelegt werden. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und in einem Beispiel können Therapiesignale an jede der Elektroden angelegt werden. Die Therapiesignale könnten phasengleich sein, sind jedoch typischerweise phasenverschoben, um einen maximalen Gesamtfeldgradienten über den Vagusnerv zu erzielen, was wiederum zur Erzeugung von Aktionspotenzialen innerhalb des Nervs beiträgt. Darüber hinaus trägt dies dazu bei, die Stärke des über jede Elektrode angelegten Stroms zu minimieren, um ein bestimmtes elektrisches Feld zu erzeugen, was wiederum dazu beiträgt, Beschwerden zu reduzieren und gleichzeitig die klinische Wirksamkeit des Systems sicherzustellen.
Im Allgemeinen umfasst eine Leitung, sofern eine solche verwendet wird, einen jeweiligen Leiter für jede Elektrode, wobei die Leiter in einer Isolierschicht enthalten sind und optional von einer geflochtenen Abschirmung umgeben sind. Dies trägt dazu bei, die elektrische Isolierung zwischen den Verbindungen sicherzustellen und gleichzeitig eine starke und leichte Verbindungsleitung bereitzustellen.
In einem Beispiel umfasst das System typischerweise ein Steuersystem mit einem Gehäuse, das den Signalgenerator zusammen mit anderer zugehöriger Elektronik, wie beispielsweise einer Stromversorgung und/oder einer Steuerung, enthält. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie den Signalgenerator steuert, wodurch eine Reihe verschiedener gewünschter Therapiesignale erzeugt werden können. Die Steuereinheit kann jede geeignete Form haben, umfasst jedoch typischerweise eine oder mehrere elektronische Verarbeitungsvorrichtungen, wie beispielsweise einen Mikroprozessor, einen Mikrochip-Prozessor, eine Logikgatterkonfiguration, optional mit einer Implementierungslogik wie einem FPGA (Field Programmable Gate Array) verbundene Firmware oder jede andere elektronische Vorrichtung, jedes andere elektronische System oder jede andere elektronische Anordnung. Zur Vereinfachung der Darstellung bezieht sich die weitere Beschreibung allgemein auf eine Steuereinheit, die aus einer Verarbeitungsvorrichtung gebildet ist, wobei jedoch zu beachten ist, dass mehrere Verarbeitungsvorrichtungen verwendet werden können, wobei die Verarbeitung nach Bedarf auf die Vorrichtungen verteilt ist, und dass die Bezugnahme auf die Singularform die Pluralform umfasst und umgekehrt.
In einem Beispiel erstreckt sich die Leitung von der Klammer zum Gehäuse, so dass die vom Signalgenerator erzeugten Therapiesignale an die Elektroden angelegt werden können. Wie bereits erwähnt, ist dies jedoch nicht unbedingt erforderlich, und in alternativen Ausführungsformen kann der Signalgenerator auf dem Clip angebracht sein. In diesem Beispiel könnte die Steuereinheit in ein Gehäuse integriert sein, das Teil des Clips bildet, oder alternativ könnte die Steuereinheit über drahtlose Verbindungen, wie beispielsweise Bluetooth, mit dem Signalgenerator kommunizieren, wodurch der Signalgenerator ferngesteuert werden kann, indem ein geeignetes Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone oder ein anderes Client-Gerät, das dann als Steuereinheit fungiert, verwendet wird.
In einem Beispiel ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie Therapiesignalparameter bestimmt und den Signalgenerator entsprechend den Therapiesignalparametern steuert. Die Therapiesignalparameter könnten auf verschiedene Weise bestimmt werden, einschließlich des Abrufens definierter Therapiesignalparameter, die in einem Speicher gespeichert sind, basierend auf Signalen von einem Sensor, basierend auf Biofeedback, Neurofeedback, basierend auf Benutzereingaben und/oder einem ausgewählten Therapiemodus. Beispielsweise könnten mehrere verschiedene Betriebsmodi definiert werden, wobei der Benutzer je nach Anwendungsfall einen Therapiemodus auswählt und die Steuereinheit je nach ausgewähltem Modus Therapiesignalparameter abruft. Dadurch kann das System verwendet werden, um je nach den Anforderungen des Benutzers eine Reihe unterschiedlicher Ergebnisse zu erzielen, beispielsweise die Stimulation und/oder Hemmung des Vagusnervs. Darüber hinaus kann die Steuereinheit so Rückmeldungen beispielsweise anhand von Signalen eines Sensors ermitteln und die Therapiesignale auf der Grundlage der Rückmeldungen anpassen, sodass die Therapiesignale für den Patienten und insbesondere die Reaktion des Patienten auf die Signale optimiert werden können. Somit kann ein softwarebasiertes Steuerungssystem in Verbindung mit Rückmeldungen eines Sensors implementiert werden, um die angewendete Stimulation dynamisch anzupassen und dadurch für die beabsichtigte Anwendung zu optimieren.
In einem Beispiel umfasst das System einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er mindestens einen Probandenparameter erfasst. Der Sensor kann je nach bevorzugter Implementierung jede geeignete Form haben und einen oder mehrere der folgenden Sensoren umfassen: einen Entzündungsbiomarker-Sensor, einen Temperatursensor, einen Blutsauerstoffsensor, ein Pulsoximeter, einen Herzfrequenzsensor oder einen Impedanzsensor. Der Sensor kann zumindest teilweise aus den Elektroden gebildet sein. Beispielsweise könnte ein Herzfrequenzsensor einen mit den Elektroden gekoppelten Spannungssensor verwenden, um elektrische Signale, wie beispielsweise Elektrokardiogramm (EKG)-Signale, zu erfassen, während ein Impedanzsensor einen mit den Elektroden gekoppelten Spannungssensor umfassen könnte, um Spannungen über dem Tragus zu messen, die aus von dem Signalgenerator angelegten Stromsignalen resultieren. Alternativ könnte ein separater Sensor verwendet werden, der an der Klammer in der Nähe der Elektroden angebracht werden könnte. Beispielsweise umfasst ein Pulsoximeter typischerweise einen Infrarotsensor, wie beispielsweise eine Fotodiode, und Infrarot-Leuchtdioden (LEDs), wobei die LEDs auf einem Arm und die Fotodiode auf dem anderen Arm positioniert sein könnten, um die durch den Tragus übertragene Infrarotstrahlung zu erfassen. In einem Beispiel könnten die Elektroden transparente Elektroden aus Indiumzinnoxid (ITO) oder anderen ähnlichen Materialien sein, wobei die LEDs und Fotodioden hinter den Elektroden positioniert sind.
Es könnte auch ein Sensor vorgesehen sein, der von der Klammer getrennt ist. Der Sensor könnte ein tragbarer Sensor sein, der beispielsweise in ein tragbares Band, wie ein Arm- oder Brustband, integriert ist, wobei dies jedoch nicht einschränkend gemeint ist und jeder geeignete Sensor verwendet werden könnte, einschließlich Sensoren, die in Fitnessüberwachungsgeräten, Smartwatches, Mobiltelefonen, medizinischen Geräten, Photoplethysmogrammsensoren, Elektroenzephalogrammsensoren, Elektrokardiogrammsensoren oder dergleichen integriert sind. In diesem Fall können Sensorsignale über geeignete kabelgebundene oder kabellose Verbindungen, wie beispielsweise Bluetooth, an eine Steuereinheit (nachstehend näher erläutert) übertragen werden, sodass Signale vom Sensor zur Überwachung der Testperson und/oder zur Bereitstellung von Biofeedback zur Steuerung des Stimulationssystems verwendet werden können.
Unabhängig vom verwendeten Sensor kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie anhand der Signale vom Sensor mindestens einen Probandenparameter bestimmt und den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale entsprechend dem mindestens einen Probandenparameter zu erzeugen. So kann die Steuereinheit beispielsweise einen Probandenparameter wie das Vorhandensein, Fehlen oder die Konzentration eines Entzündungsbiomarkers, eine Temperatur, einen Blutsauerstoffgehalt, eine Herzfrequenz, eine Herzfrequenzvariabilität (HRV), eine Impedanz oder eine galvanische Hautreaktion ermitteln und diesen als Biofeedback verwenden, um die Wirksamkeit einer angewendeten Therapie zu bewerten. Dies kann dann verwendet werden, um die angewendeten Therapiesignale anzupassen, beispielsweise durch Erhöhen einer Größe oder Ändern einer Frequenz der Therapiesignale, um die Therapiesignale für die Reaktionsfähigkeit des jeweiligen Patienten zu optimieren. In diesem Zusammenhang wird es verstanden, dass die Art und Weise, in der Signale angepasst werden sollen, in einem Speicher definiert werden kann und das Skalieren von Signalen auf der Grundlage gemessener Patientenparameter umfassen kann.
In einem besonderen Beispiel ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie Biofeedback von Herzfrequenzsensoren verwendet, indem sie eine Herzfrequenz der Person auf der Grundlage von Signalen vom Sensor überwacht und dann den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale zumindest teilweise in Übereinstimmung mit dem Feedback zu erzeugen. Somit kann die Steuereinheit in diesem Fall auf Änderungen der Herzfrequenz reagieren, um die angewendeten Therapiesignale zu steuern, beispielsweise indem sie die angewendeten Signale anpasst, um dadurch die Wirksamkeit der Therapiesignale zu maximieren.
In einem besonderen Beispiel kann dies verwendet werden, um Schwellenwerte für verschiedene Signalparameter, wie beispielsweise eine Frequenz, Impulsbreite oder Amplitude der Therapiesignale, zu definieren, um sowohl die Sicherheit als auch die Wirksamkeit der Signale sicherzustellen. Dies kann unter Verwendung von Signalen von jedem der Sensoren durchgeführt werden, im Allgemeinen wird dies jedoch auf der Grundlage von Signalen von einem Herzfrequenzsensor durchgeführt, da die Herzfrequenz besonders empfindlich auf die angelegten Therapiesignale reagiert. In einem Beispiel ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie den Signalgenerator veranlasst, zunehmend Therapiesignale mit sich zunehmend ändernden Parametern zu erzeugen, wie beispielsweise zunehmend ansteigende oder abfallende Amplituden, Frequenzen oder dergleichen. Während die Therapiesignale angelegt werden, überwacht die Steuereinheit eine Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor und verwendet die Signale, um Änderungen der Herzfrequenz zu erfassen. Änderungen der Herzfrequenz können dann verwendet werden, um einen Therapiesignalparameter-Schwellenwert auf der Grundlage eines Parameters des Therapiesignals festzulegen, wenn Änderungen der Herzfrequenz erkannt werden, wodurch Therapiesignale auf der Grundlage des Therapiesignalparameter-Schwellenwerts erzeugt werden können. Dementsprechend wird es verstanden, dass Rückmeldungen von Sensoren, wie beispielsweise eine Angabe der HRV, verwendet werden können, um einen optimalen Behandlungsschwellenwert zu bestimmen.
In einem besonderen Beispiel wird der oben beschriebene Prozess durchgeführt, um eine Therapiesignalstärke schrittweise zu erhöhen und dadurch einen Bradykardieschwellenwert zu erfassen, der eine Verringerung der Herzfrequenz auslöst. In diesem Fall kann ein erster Sicherheitsschwellenwert am Bradykardieschwellenwert festgelegt werden, um sicherzustellen, dass das Therapiesignal diesen Wert in Zukunft nicht überschreitet, damit das System sicher mit dieser Person verwendet werden kann. Zusätzlich und/oder alternativ kann dies verwendet werden, um einen Schwellenwert zur Optimierung der therapeutischen Wirksamkeit festzulegen. Dies wird typischerweise erreicht, indem ein Schwellenwert festgelegt wird, der mindestens 20 % und typischerweise zwischen 50 und 60 % des Bradykardie-Sicherheitsschwellenwerts beträgt, was zu einer optimalen therapeutischen Stimulation für den Patienten führt.
In einem weiteren Beispiel kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale zu erzeugen und dann in Reaktion auf die angelegten Therapiesignale anhand von Signalen vom Sensor Änderungen der Herzfrequenz des Patienten zu überwachen. Dies kann verwendet werden, um Therapiesignale auf der Grundlage der überwachten Änderungen der Herzfrequenz zu erzeugen, so dass die Signale ständig oder periodisch an Änderungen der Herzfrequenz angepasst werden, wiederum um die Sicherheit und/oder Wirksamkeit sicherzustellen. Zusätzlich und/oder alternativ kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie überwachte Änderungen der Herzfrequenz analysiert, um eine Herzfrequenzvariabilität als Reaktion auf die angelegten Therapiesignale zu bestimmen. Die Herzfrequenzvariabilität kann aus einer Reihe von Gründen nützliches Feedback liefern.
Beispielsweise kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen Entzündungsindikator zu erzeugen, der das Vorhandensein, das Fehlen oder den Grad von Entzündungsmarkern innerhalb des Patienten anzeigt. In einem Beispiel kann dies verwendet werden, um einen Basis-Entzündungsindexwert für Patienten auf der Grundlage ihrer HRV zu erstellen. In diesem Zusammenhang wurde gezeigt, dass die HRV ein zuverlässiger Index für die kardiale Vagusregulation sein kann und in umgekehrter Beziehung zu den Entzündungsmarkern steht (siehe: „Heart Rate Variability Predicts Levels of Inflammatory Markers: Evidence for the Vagal Anti-Inflammatory Pathway" von Timothy M. Cooper, Paula S. McKinley, Teresa E. Seeman, Tse-Hwei Choo, Seonjoo Lee und Richard P. Sloan, Brain Behav Immun. 2015 Oct; 49: 94-100). So wird in einem Beispiel die HRV verwendet, um einen Entzündungsindikator zu generieren, der umgekehrt proportional zur HRV ist.
In einem anderen Beispiel kann die HRV verwendet werden, um einen prädiktiven Indikator zu generieren, der die Reaktionsfähigkeit auf die Therapiesignale anzeigt, beispielsweise um eine potenzielle Reaktionsfähigkeit auf eine Vorhofflimmertherapie zu bestimmen. In diesem Zusammenhang haben Studien (siehe: Stavrakis, S., Stoner, J. A., Humphrey, M. B., Morris, L., Filiberti, A., Reynolds, J. C., ... & Varahan, S. (2020). TREAT AF (transkutane elektrische Vagusnervstimulation zur Unterdrückung von Vorhofflimmern): eine randomisierte klinische Studie. JACC: Clinical Electrophysiology Band 6, Ausgabe 3, März 2020, Seiten 282-291) haben gezeigt, dass eine erste Reaktion auf die Stimulation (Ausmaß der Veränderung der HRV) verwendet werden kann, um vorherzusagen, ob eine Person auf die Therapie anspricht („Responder“). In dieser Studie wurden Patienten, deren AF-Belastung bei der Nachuntersuchung um >75 % zurückging, als Responder eingestuft. Somit kann Feedback auch verwendet werden, um anhand eines aus HRV-Werten abgeleiteten Punktesystems zu bestimmen, ob eine Person auf die Behandlung anspricht oder nicht. Beispielsweise können höhere Schwankungen des LF/HF-HRV-Verhältnisses auf ein besseres Ansprechen hindeuten.
Es ist auch ersichtlich, dass Signale von den Sensoren unabhängig von der Stimulation verwendet werden könnten, beispielsweise um Indikatoren abzuleiten, die Herzfrequenzvariabilität zu überwachen oder Ähnliches, so dass eine solche Überwachung unabhängig davon durchgeführt werden kann, ob der Proband gerade einer Stimulation unterzogen wird.
In einem weiteren Beispiel kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie anhand von Benutzereingaben Rückmeldungen ermittelt und den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale entsprechend den Rückmeldungen zu erzeugen. So könnte der Benutzer über eine Eingabe angeben, ob er eine Verbesserung, wie z. B. eine Verringerung von Angst oder Stress, wahrnimmt, wobei diese Eingabe zur Anpassung der angewendeten Therapiesignale verwendet wird.
In einem Beispiel ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale mit sich progressiv ändernden Parametern zu erzeugen, wie beispielsweise zunehmende oder abnehmende Amplituden, Frequenzen oder Impulsbreiten oder unterschiedliche Wellenformen, und dann einen oder mehrere Therapiesignalparameter als Reaktion auf Benutzereingaben auswählt. Dies kann beispielsweise wiederum verwendet werden, um die Amplitude eines Stroms der Therapiesignale schrittweise bis zu einem Punkt zu erhöhen, an dem diese für den Patienten wahrnehmbar sind, wobei dieser Pegel dann verwendet wird, um eine gewünschte Therapiesignalamplitude auszuwählen. Dies kann verwendet werden, um die Amplitude der Therapiesignale zu maximieren und gleichzeitig zu verhindern, dass diese für den Benutzer unangenehm sind. In einem Beispiel werden die Therapiesignale in Schritten von 1 mA von 1 mA auf maximal 36 mA erhöht, wobei auch andere Größen verwendet werden könnten, wie beispielsweise 0,1 mA, 0,2 mA, 0,5 mA, 1,5 mA, 2 mA oder dergleichen.
In einem anderen Beispiel kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie die Auswahl eines Modus gemäß den Eingabebefehlen des Benutzers bestimmt und dann den Signalgenerator gemäß dem ausgewählten Modus steuert. In dieser Hinsicht umfasst das System typischerweise eine Anzahl von Therapiemodi, die in einem Speicher gespeichert sind, wobei jeder Therapiemodus eine Sequenz von Therapiesignalen definiert, die beispielsweise so angepasst werden können, dass sie eine unterschiedliche Intervention bereitstellen, eine unterschiedliche Erkrankung behandeln oder dergleichen. Somit könnte der ausgewählte Modus verwendet werden, um die Art der Therapiesignale zu steuern, und könnte verwendet werden, um den Vagusnerv zu stimulieren oder zu hemmen, oder könnte verwendet werden, um zwischen symmetrischen, asymmetrischen, monophasischen und/oder biphasischen Signalen umzuschalten, je nach der bevorzugten Implementierung. In diesem Fall ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie den Signalgenerator veranlasst, die Sequenz von Therapiesignalen zu erzeugen, wodurch die ausgewählte Intervention angewendet wird.
Somit wird aus dem Vorstehenden ersichtlich, dass eine Rückmeldung objektiv unter Verwendung von Sensorsignalen oder subjektiv unter Verwendung von Eingaben der Probanden erhalten werden kann, wobei die Rückmeldung verwendet wird, um den Betrieb des Stimulationssystems zu steuern, um Sicherheit und/oder Wirksamkeit sicherzustellen.
In einem weiteren Beispiel kann ein Forschungsmodus bereitgestellt werden, der verwendet wird, um die Wirksamkeit der Stimulation des Vagusnervs zu untersuchen. In diesem Zusammenhang arbeitet der Forschungsmodus typischerweise so, dass die Stärke des Therapiesignals wie oben beschrieben ausgewählt und dann schrittweise auf Null verringert wird, wodurch effektiv eine Nullstimulation angewendet wird, während die Testperson weiterhin mit der Kalibrierung fortfahren kann, sodass sie glaubt, dass eine Stimulation stattfindet. Auf diese Weise kann ein Placebo-Effekt bewertet werden, und ein Nullstimulationsprozess kann als Kontrolle in Experimenten zur Bewertung der Wirksamkeit des Stimulationsprozesses verwendet werden.
In einem weiteren Beispiel könnte das Nervenstimulationssystem einen Stimulator umfassen, der so konfiguriert ist, dass er dem Probanden einen Reiz zuführt. Der Stimulator und der zugeführte Reiz können je nach der bevorzugten Implementierung und/oder der zu behandelnden Erkrankung jede geeignete Form haben. Beispiele für Stimulatoren sind ein Audiostimulator, wie beispielsweise ein Lautsprecher, ein Vibrationsstimulator, wie beispielsweise ein Offset-Motor, ein optischer Stimulator, wie beispielsweise eine LED, oder ein thermischer Stimulator, wie beispielsweise ein Peltier-Kühler oder ein Heizelement.
Der Stimulator könnte in die Klammer integriert sein, sodass die Stimulation je nach Art der Stimulation auf das Ohr und in einigen Beispielen auf den Tragus angewendet werden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und in anderen Beispielen könnte der Stimulator separat von der Klammer bereitgestellt werden. Beispielsweise könnte der Stimulator in eine tragbare Anordnung wie ein Armband oder ähnliches integriert sein, das optional auch einen oder mehrere Sensoren wie zuvor beschrieben enthalten kann. Alternativ könnte der Stimulator ein separates und optional nicht tragbares Gerät sein.
Die Stimulation könnte zur Ergänzung der Vagusnervstimulation verwendet werden, wobei eine ergänzende Therapie in einigen Fällen die Wirksamkeit der Behandlung verbessert. In diesem Fall kann die Steuereinheit so konfiguriert werden, dass sie in Verbindung mit den Therapiesignalen einen Reiz auslöst. Typischerweise wird die Stimulation jedoch im Forschungsmodus verwendet, beispielsweise als Täuschung im Wesentlichen für eine Scheinkontrollstudie, so dass der Proband glaubt, dass eine Form der Stimulation angewendet wird, wodurch der Grad der Wirksamkeit der Vagusnervstimulation ermittelt werden kann.
Während das System zur Behandlung einer Vielzahl verschiedener Erkrankungen verwendet werden kann, eignet sich das Nervenstimulationssystem besonders für die Behandlung von Depressionen oder Vorhofflimmern, sowie psychische Störungen, Funktionsstörungen des autonomen Nervensystems, Stress, Herzinsuffizienz, traumatische Hirnverletzungen, Bewusstseinsstörungen, entzündliche Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen, kognitive Funktionsstörungen, Infektionen, Infektionssymptome, Atemfunktionsstörungen, postvirale Syndrome, Müdigkeit, posttraumatische Belastungsstörungen, Krebs, Fibromyalgie, posturale orthostatische Tachykardie oder Myokardinfarkt, oder es kann zur Steigerung der körperlichen, insbesondere der sportlichen Leistungsfähigkeit und/oder der kognitiven Funktionen eingesetzt werden.
Ein konkretes Beispiel für die Funktionalität der Steuereinheit wird nun unter Bezugnahme auf beschrieben.
In diesem Beispiel umfasst das Steuersystem 250 einen Signalgenerator 230, eine Steuereinheit 251, einen Speicher 252 und eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 253, wie beispielsweise Eingabetasten und eine Anzeige, die über einen Bus 255 miteinander verbunden sind. Der Signalgenerator 250 ist über eine Leitung 240, die eine erste und eine zweite Verbindung 231, 232 enthält, mit den Elektroden 221, 222 verbunden.
Es kann auch eine externe Schnittstelle 254 vorgesehen sein, die eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle sein kann, wie beispielsweise Wi-Fi, Bluetooth oder eine andere drahtlose Kurzstreckenkommunikationsschnittstelle. Die externe Schnittstelle 254 kann verwendet werden, um ein externes Gerät, wie beispielsweise ein Computersystem, ein Smartphone oder ein Tablet, mit dem Steuersystem zu verbinden, beispielsweise um Therapiesignalparameter oder Betriebsmodi zu aktualisieren oder um das Steuersystem fernzusteuern. Zusätzlich und/oder alternativ könnte die externe Schnittstelle 254 über eine drahtgebundene und/oder drahtlose Verbindung mit einem Sensor 223, wie beispielsweise einem Pulsoximeter, einem Herzfrequenzsensor und/oder einem Stimulator 224 oder dergleichen, verbunden sein. In einem Beispiel können der Sensor 223 und/oder ein Stimulator 224 in die Klammer 110 integriert sein, wobei in diesem Fall die Verbindung zum Sensor 223 und/oder einem Stimulator 224 in die Leitung 240 integriert sein könnte. Es ist auch ersichtlich, dass in anderen Beispielen ein Signalsensor, wie beispielsweise ein Spannungssensor (nicht gezeigt), mit den Elektroden 221, 222 verbunden sein könnte, wodurch Signale innerhalb des Körpers, wie beispielsweise EKG- oder Impedanzsignale, erfasst werden könnten. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und in anderen Beispielen könnten der Sensor 223 und/oder ein Stimulator 224 von der Klammer 110 getrennt sein und optional in ein tragbares Gerät, wie beispielsweise ein Armband oder ähnliches, integriert sein, wobei in diesem Fall separate drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen verwendet werden könnten.
Im Betrieb führt die Steuereinheit 251 Befehle in Form von Anwendungssoftware aus, die im Speicher 252 gespeichert ist, um die erforderlichen Prozesse auszuführen und insbesondere den Signalgenerator 230 so zu steuern, dass Therapiesignale erzeugt werden, die dann an die Elektroden 221, 222 angelegt werden.
Die Anwendungssoftware kann ein oder mehrere Softwaremodule umfassen und in einer geeigneten Ausführungsumgebung, wie beispielsweise einer Betriebssystemumgebung oder dergleichen, ausgeführt werden. Die Steuereinheit kann ein Mikroprozessor, ein Mikrochip-Prozessor, eine Logikgatterkonfiguration, eine optional mit einer Implementierungslogik wie einem FPGA (Field Programmable Gate Array) verbundene Firmware oder jede andere elektronische Vorrichtung, jedes andere elektronische System oder jede andere elektronische Anordnung sein.
Der Speicher 252 speichert typischerweise auch Informationen, die zur Erzeugung von Therapiesignalen erforderlich sind, wie beispielsweise Details zu Therapiesignalparametern, Betriebsmodi oder dergleichen, sowie Anweisungen zur Interpretation von Rückmeldungen, wie beispielsweise Signalen von Sensoren 223 oder Benutzereingaben, wodurch diese Rückmeldungen zur Steuerung der Erzeugung von Therapiesignalen verwendet werden können.
Daraus wird ersichtlich, dass die Steuereinheit typischerweise mindestens eine Verarbeitungseinrichtung umfasst und optional auf mehrere Verarbeitungseinrichtungen verteilt sein kann, wobei verschiedene Aufgaben, wie beispielsweise die Analyse von Sensorsignalen und/oder die Erzeugung von Steuersignalen, je nach Bedarf auf die Verarbeitungseinrichtungen verteilt sind. In einem Beispiel umfasst die Steuereinheit eine Softwareanwendung, die von einem Client-Gerät, wie beispielsweise einem Computersystem, einem Tablet oder einem Smartphone, ausgeführt wird, das über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen direkt mit dem Signalgenerator und/oder dem Sensor kommunizieren kann oder mit anderen Verarbeitungsvorrichtungen kommunizieren kann, die wiederum mit dem Signalgenerator und/oder dem Sensor verbunden sind. Somit könnte die Steuereinheit eine externe Steuereinheit sein, die drahtlos mit dem Signalgenerator und/oder dem/den Sensor(en) verbunden ist.
Ein Beispiel für einen Prozess zur Durchführung einer Nervenstimulation wird nun unter Bezugnahme auf beschrieben.
In diesem Beispiel wird die Klammer in Schritt 300 am Tragus befestigt. Typischerweise werden dazu die Arme 111, 112 auseinander gedrückt, indem mit Daumen und Zeigefinger Druck auf ein proximales Ende jedes Arms 111, 112 ausgeübt wird. Der Tragus wird dann zwischen den distalen Enden der Arme 111, 112 positioniert, bevor die Klammer gelöst wird, sodass die Elektroden 121, 122 in Kontakt mit dem Tragus gedrückt werden können, wie in dargestellt.
Als nächstes wird in Schritt 310 die Stärke des Therapiesignals kalibriert. Dieser Vorgang umfasst typischerweise die Erzeugung von Therapiesignalen mit zunehmender Stärke, bis diese für den Benutzer wahrnehmbar sind. In diesem Fall kann der Benutzer angeben, wann die Signale wahrgenommen werden und/oder unangenehm werden, woraufhin eine maximale Stärke für die Therapiesignale festgelegt wird.
Anschließend wird in Schritt 320 eine Stimulation durch Anlegen von Therapiesignalen durchgeführt. In diesem Zusammenhang ruft die Steuereinheit 251 typischerweise Therapiesignalparameter aus dem Speicher ab, optional in Übereinstimmung mit einem Betriebsmodus und/oder Benutzereingaben, und verwendet diese, um den Signalgenerator 230 so zu steuern, dass die gewünschten Therapiesignale erzeugt werden.
Ein konkretes Beispiel für ein Nervenstimulationssystem wird nun anhand der 4A bis 4G näher beschrieben.
In diesem Beispiel umfasst das Nervenstimulationssystem eine Klammer 410 mit einem ersten und einem zweiten Arm 411, 412. Der erste und der zweite Arm 411, 412 sind über eine schwenkbare Halterung 413 miteinander verbunden, die aus beabstandeten parallelen, aufrecht stehenden Elementen 413.1, 413.2 gebildet ist, die sich von den Innenflächen des ersten und des zweiten Arms 411, 412 nach oben erstrecken. Ein Stift ist vorgesehen, der sich durch die aufrecht stehenden Elemente erstreckt, um eine Schwenkbewegung der Arme zu ermöglichen, während eine Feder 413.3 auf dem Stift angebracht ist, um die distalen Enden der Arme zusammenzudrücken.
Aussparungen 411.1, 412.1 sind an den Außenflächen der proximalen Enden jedes der ersten und zweiten Arme 411, 412 vorgesehen, wobei die Aussparungen 412.1 so konfiguriert sind, dass sie mit dem Daumen und dem Zeigefinger eines Benutzers ausgerichtet sind, so dass durch Ausüben von Druck zwischen Daumen und Zeigefinger die distalen Enden der 411.1, 412.1 auseinander vorgespannt werden.
Elektroden 421, 422 sind an den Innenflächen der distalen Enden von 411.1, 412.1 vorgesehen. Die Elektroden sind kreisförmig und gewölbt, so dass die Elektroden 421, 422 eine Oberfläche des Tragus berühren können, wenn der Tragus zwischen den Elektroden 421, 422 positioniert ist. In dieser Hinsicht sind die aufrecht stehenden Elemente 413.1, 413.2 typischerweise auf der Grundlage einer ungefähren Dicke des Tragus dimensioniert, so dass die Arme 411, 412 und damit die Elektroden im Wesentlichen parallel sind, wenn die Klammer auf dem Tragus positioniert ist.
Eine Leitung 440 ist vorgesehen, die einen Leitungskörper 441 und eine Hülle 442 umfasst, die sich teilweise entlang eines distalen Endes des Leitungskörpers 441 erstreckt. Insbesondere ist die Hülle 442 aus einem umspritzten Bereich gebildet, der sich von einem distalen Ende des äußeren Arms 412 erstreckt und eine Hakenform aufweist, wodurch dieser hinter dem Ohr positioniert werden kann, wie in 4G gezeigt. Der umspritzte Abschnitt hat typischerweise eine Länge von etwa 100 mm und ist formbar, wodurch er an das Ohr des Benutzers angepasst werden kann. Wie zuvor beschrieben, trägt dies dazu bei, den Clip 410 zu stützen, eine übermäßige Belastung des Tragus zu vermeiden und zu verhindern, dass der Clip 410 herausfällt, falls er sich löst.
Ein konkretes Beispiel für einen Formfaktor eines Steuersystems ist in den dargestellt.
In diesem Beispiel umfasst das Steuersystem einen Körper 561, Eingabetasten 562 und eine Anzeige 563. In diesem Beispiel sind vier Eingabetasten 562 vorgesehen, darunter eine Ein-/Aus-Taste 562.1, eine Modus-Taste 562.2 und eine Auf- und Ab-Taste 562.3, 562.4, mit denen Benutzer verschiedene Modi auswählen und auch anzeigen können, wenn ein gewünschter Stimulationsstrom erreicht ist. Das Display kann jede beliebige Form haben und beispielsweise LED- oder LCD-Anzeigen oder ähnliches umfassen. Diese können zur Anzeige von Betriebsinformationen verwendet werden, wie beispielsweise Details zu ausgewählten Betriebsmodi, Therapiesignalparametern, Informationen zu einer aktuellen Therapiesitzung, wie beispielsweise einer Dauer oder Ähnlichem.
Das Gehäuse umfasst typischerweise eine Steckbuchse, die einen Stecker 543 aufnimmt, der an der Leitung 441 angebracht ist, die sich, wie zuvor beschrieben, bis zur Klammer 410 erstreckt. Der Stecker und die Buchse können beliebige Formen haben, sind jedoch in einem Beispiel USB- oder ähnliche Steckverbinder.
Es versteht sich, dass in einem Beispiel die internen Komponenten des Steuersystems im Allgemeinen denen in 2 ähnlich sind. Ein alternatives Beispiel für eine Anordnung der internen Komponenten wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
In diesem Beispiel umfasst das Steuersystem 650 ein Fernbedienungsgerät 650.1, das eine Steuereinheit 651, einen Speicher 652, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 653 und eine externe Schnittstelle 654 umfasst, die über einen Bus 656 miteinander verbunden sind. In diesem Beispiel ist eine zweite externe Schnittstelle 656 vorgesehen, die eine drahtlose Kurzstreckenverbindung, beispielsweise Bluetooth™ oder ähnliches, bereitstellt, um eine Verbindung zu einer am Clip 410 angebrachten Vorrichtung 650.2 herzustellen. In diesem Beispiel umfasst der zweite Steuerungssystemteil 650.2 ein Schnittstellensystem auf einem Chip (SoC) 657 und einen Signalgenerator 650, der mit einer Stromversorgung 658 gekoppelt ist. Der Signalgenerator ist wiederum über entsprechende Verbindungen 651, 652 mit den Elektroden 621, 622 verbunden.
Diese Anordnung ermöglicht es, Steuersignale von der Fernvorrichtung 650.1 an die Vorrichtung 650.2 auf dem Clip und damit an den Signalgenerator 650 zu liefern, so dass der Signalgenerator ferngesteuert werden kann. In einem Beispiel könnte die Fernvorrichtung 650.1 eine ähnliche Form wie in den 5A bis 5C haben. Es versteht sich jedoch, dass die Fernvorrichtung nur Steuersignale erzeugen muss und dies daher mit jedem geeigneten Verarbeitungssystem erreicht werden könnte, beispielsweise mit einem Client-Gerät wie einem Tablet, einem Smartphone oder ähnlichem. Es versteht sich auch, dass die Steuerung mit einem Gerät wie einem Tablet, einem Smartphone oder ähnlichem in Verbindung mit anderen physischen Ausführungen des Clips verwendet werden könnte. Dies könnte beispielsweise darin bestehen, den Signalgenerator in einer Klammer ohne Hakenabschnitt unterzubringen, um die Größe der Klammervorrichtung zu minimieren, die eine ähnliche Form wie ein Ohrhörer aufweist, und diese darüber hinaus über ein Smartphone fernsteuern zu können, um so die Form der tragbaren Komponente des Systems zu minimieren.
Ein weiteres Beispiel für einen Stimulationsprozess wird nun beschrieben.
In diesem Beispiel wird in Schritt 700 der Clip 410 am Tragus befestigt, indem der Benutzer die Arme auseinander drückt, die Arme auf beiden Seiten des Tragus positioniert und die Arme loslässt, wie zuvor beschrieben.
In Schritt 710 wählt der Benutzer über die Modus-Eingabetaste 522.2 einen Betriebsmodus aus, wodurch die Steuereinheit 251 in Schritt 720 die für den jeweils ausgewählten Betriebsmodus definierten Therapiesignalparameter aus dem Speicher 252 abrufen kann. Die Therapiesignalparameter werden zur Steuerung der Wellenform der erzeugten Therapiesignale verwendet und umfassen Parameter wie die Impulswellenform, die Impulsdauer, die Signalamplitude, die Signalfrequenz oder dergleichen.
Beispielhafte Wellenformen werden nun anhand der 8A bis 8F näher beschrieben.
In den Beispielen der 8A und 8B sind die Wellenformen im Allgemeinen rechteckig, wobei das Signal in 8A einen abfallenden Anstieg aufweist, der durch die Entladung von Kondensatoren entstehen kann, die zur Erzeugung der Impulswellenform verwendet werden. Die Wellenform ist im Allgemeinen zweiphasig, umfasst positive und negative Komponenten und ist symmetrisch, sodass die Amplitude der positiven und negativen Komponenten gleich ist, wodurch sichergestellt wird, dass die Oberfläche des Tragus am Ende jedes Impulses in der Impulssequenz neutral geladen ist, was dazu beiträgt, eine Ladungsaufbau zu verhindern, der wiederum das durch die angelegten Therapiesignale erzeugte Feld maskieren und somit die Signalwirksamkeit und die Gesamtwirksamkeit verringern kann. Darüber hinaus kann eine Ladungsaufbau auch das Risiko von thermischen Verbrennungen oder anderen Beschwerden erhöhen.
Es versteht sich jedoch, dass auch andere Formen verwendet werden können, wie in den gezeigt, die einen rampenförmigen Anstieg der Signalamplitude in einer rechteckigen Impulswellenform bzw. einer Sinuswellenform zeigen. Die Verwendung von allmählich ansteigenden Wellenformen dieser Art kann dazu beitragen, eine plötzliche Stromzufuhr zum Patienten zu vermeiden, wodurch einige der mit der elektrischen Stimulation verbundenen Beschwerden vermieden werden können.
Alternative Beispielwellenformen sind in den dargestellt. In diesem Beispiel sind die Signale wiederum zweiphasig, jedoch nicht symmetrisch, was bedeutet, dass die Amplitude der Wellenform in der positiven und negativen Phase ungleich ist. In diesem Fall kann dies zur Erzeugung einer Nettoladung im Probanden führen. Dies kann jedoch dadurch gemildert werden, dass die Wellenform eine ungleiche Dauer in der positiven und negativen Phase aufweist, wodurch eine gleichmäßige Entladung und Aufladung gewährleistet ist, auch wenn die Signalamplitude unterschiedlich ist.
zeigt eine dreiphasige Wellenform mit zwei negativen Impulsen und einem dazwischenliegenden positiven Impuls. In diesem Beispiel ist die Summe der negativen Phasen gleich der positiven Phase, um so die Ladungsaufbau zu minimieren. Darüber hinaus führt die vorangehende negative Phase vor der Anwendung der positiven Phase eine negative Ladung in das Gewebe ein, wodurch die positive Phase eine größere Amplitude haben kann, ohne dass die Gefahr von thermischen Verbrennungen besteht.
zeigt eine Anordnung, bei der zwischen den Phasen eine Pause in Form einer Interphasenlücke eingefügt wird, wodurch ein Teil der Ladung vor der aktiven Entladung an Ort und Stelle verbleiben kann, was die Wirksamkeit verbessern kann. Dies kann auch mit einphasigen Impulsen realisiert werden, wie in dargestellt.
zeigt asymmetrische zweiphasige Signale, bei denen jede Phase eine unterschiedliche Wellenform aufweist, während eine Sägezahnwellenform zeigt.
Die zeigen Variationen der Wellenformen aus den , allerdings mit einem rampenförmigen Anstieg der Signalstärke während der Anfangsphase der Wellenform.
Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Signalwellenformen verwendet werden kann und die oben genannten Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und nicht unbedingt einschränkend sind.
Somit können Signale einphasige, unidirektionale Impulse von der Basislinie zu entweder positiv oder negativ umfassen. Dies ist nicht zu verwechseln mit Gleichstrom (DC), bei dem eine Elektrode immer positiv und eine Elektrode immer negativ ist, da gepulste monophasische Wellen Unterbrechungen aufweisen, kürzere Impulse verwenden und weniger stark sind als Gleichstrom. Infolgedessen verursachen monophasische Wellenformen nicht die gleichen chemischen Veränderungen wie Gleichstrom und führen weniger wahrscheinlich zu Beschwerden oder thermischen Verbrennungen.
Signale können zweiphasig sein, d. h. zwei Phasen umfassen, mit einer positiven und einer negativen Phase, sodass die Elektroden ihre Polarität wechseln. Die Phasen können symmetrisch sein, sodass sich identische Phasen gegenseitig aufheben, oder asymmetrisch, wobei nicht identische Phasen entweder ohne Nettoladung ausgeglichen sind oder unausgeglichen sind und eine Nettoladung ergeben.
Schließlich könnten in einem weiteren Sinne auch mehrphasige Signale, wie beispielsweise dreiphasige Signale, mit drei oder mehr Phasen in Bursts verwendet werden. Auch hier können die Phasen symmetrisch oder asymmetrisch sein und durch Interphasenlücken voneinander getrennt sein.
Es ist auch ersichtlich, dass die Parameter des Therapiesignals während einer Stimulationssequenz variieren können, beispielsweise so, dass sich die Amplitude, Frequenz, Impulsbreite und/oder Wellenform während einer einzelnen Stimulationssitzung, die mehrere Minuten oder bis zu einer Stunde oder länger dauern kann, ändert.
Nach der Festlegung der Signalparameter verwendet die Steuereinheit 251 die Therapiesignalparameter, um Steuersignale zu erzeugen, die an den Signalgenerator 230 geliefert werden, um dadurch den Signalgenerator 230 in Schritt 730 zu steuern. Dies bewirkt zunächst, dass der Signalgenerator 230 ein Therapiesignal mit niedriger Stärke erzeugt, das über die Elektroden 221, 222 an den Probanden angelegt wird, sodass dieser beurteilen kann, ob er das Signal wahrnehmen kann und/oder ob das Signal Unbehagen verursacht.
Wenn in Schritt 740 keine Reaktion festgestellt wird, wird der Strom in Schritt 750 in Schritten von 1 mA erhöht und der Vorgang wiederholt, bis eine Reaktion festgestellt wird (oder bis eine Schwellenwertsignalstärke erreicht ist), was vom Benutzer durch Betätigen einer der Eingabetasten 562 angezeigt wird.
Sobald in Schritt 740 eine Reaktion festgestellt wird (oder eine Schwellenwertstärke erreicht ist), wird die Therapiesignalstärke eingestellt und die Stimulationssequenz in Schritt 760 durchgeführt. Wie zuvor beschrieben, wird die Stimulationssequenz typischerweise durch den ausgewählten Betriebsmodus definiert und kann die Anwendung unterschiedlicher Therapiesignale über einen bestimmten Zeitraum umfassen. Ein Beispiel hierfür ist der Betrieb des Geräts im Forschungsmodus, in dem die Stimulationssignale schrittweise heruntergefahren werden, sodass die Stimulationssitzung keine signifikante aktive Stimulation bewirkt, wodurch diese als Kontrolle zur Bewertung der Wirksamkeit einer auf andere Probanden angewendeten Stimulationssequenz dienen kann.
Nach Beginn der Stimulation kann das System optional in Schritt 770 Rückmeldungen überwachen, beispielsweise indem die Steuereinheit 251 Signale von einem oder mehreren Sensoren 223 überwacht und diese verwendet, um einen Wert oder Änderungen eines Probandenparameters zu bestimmen, oder indem über eine Eingabetaste 562 empfangene Benutzereingaben überwacht werden. Die Rückmeldung kann dann verwendet werden, um die Wirksamkeit der Therapiesignale zu ermitteln und die Signale bei Bedarf weiter zu verändern, beispielsweise durch Modifizieren der Therapiesignalparameter, um eine Größe, Wellenform, Intensität oder dergleichen in Schritt 780 zu verändern. Der Prozess kann dann zu Schritt 760 zurückkehren, wodurch die modifizierten Therapiesignale angewendet werden können, wobei dieser Prozess wiederholt wird, bis die Therapie abgeschlossen ist.
In einem Beispiel kann das System auch zur Behandlung von Depressionen verwendet werden. In diesem Zusammenhang wurde gezeigt, dass Entzündungen depressive Symptome verursachen und eine Verringerung der Entzündung antidepressive Wirkungen haben kann. Die Stimulation des Vagusnervs kann den cholinergen entzündungshemmenden Signalweg beeinflussen, und eine Studie (Stavrakis, S., Stoner, J. A., Humphrey, M. B., Morris, L., Filiberti, A., Reynolds, J. C., ... & Varahan, S. (2020). TREAT AF (transkutane elektrische Vagusnervstimulation zur Unterdrückung von Vorhofflimmern): eine randomisierte klinische Studie. JACC: Clinical Electrophysiology, Band 6, Ausgabe 3, März 2020, Seiten 282-291) unter Verwendung der oben beschriebenen Anordnung zur Durchführung einer tragusbasierten Vagusnervstimulation zeigte eine signifikante Verringerung des Entzündungsbiomarkers TNF-alpha. Darüber hinaus zeigte die Studie, dass die Stimulation des Vagusnervs das parasympathische Nervensystem aktiviert, das antiadrenerge Wirkungen hat, die stresslindernd sein können, sodass der Ansatz der Vagusnervstimulation zur Behandlung von Stress, Depressionen und anderen damit verbundenen psychischen Störungen eingesetzt werden kann.
In einem weiteren Beispiel wird das System zur Behandlung von Vorhofflimmern (AF) eingesetzt. Eine Beispielstudie (Stavrakis, S., Stoner, J. A., Humphrey, M. B., Morris, L., Filiberti, A., Reynolds, J. C., ... & Varahan, S. (2020). TREAT AF (transkutane elektrische Vagusnervstimulation zur Unterdrückung von Vorhofflimmern): eine randomisierte klinische Studie. JACC: Clinical Electrophysiology Band 6, Ausgabe 3, März 2020, Seiten 282-291) zur Bewertung der Wirksamkeit von tVNS wurde unter Verwendung der oben beschriebenen Anordnung durchgeführt, um Vagusfasern nicht-invasiv zu stimulieren, beispielsweise um antiadrenerge oder entzündungshemmende Signalwege zu aktivieren, um eine autonome Modulation durchzuführen, beispielsweise um die Aktivität des sympathischen Nervensystems zu reduzieren, oder dergleichen.
In dieser Studie wurde der primäre Endpunkt der medianen Vorhofflimmern-Belastung reduziert, wie in dargestellt, einem Diagramm, das die Auswirkungen der Tragus-basierten Stimulation auf AF 901 im Vergleich zur Scheinstimulation 902 zeigt. Die Daten werden als Median und Interquartilsbereich dargestellt. Der p-Wert basiert auf einem Vergleich der medianen AF-Belastungswerte 6 Monate nach der Anpassung an die Ausgangswerte. Die Gesamtdauer der AF nach 6 Monaten war in der aktiven Gruppe um 83 % geringer als in der Kontrollgruppe. Unter Berücksichtigung der Patienten mit einer AF-Belastung von nicht null zu Studienbeginn verzeichneten 47 % der Patienten in der aktiven Gruppe im Vergleich zu 5 % in der Kontrollgruppe während der Nachbeobachtungszeit eine Verringerung der AF-Belastung um >75 % (p = 0,003).
Die Zytokinwerte, insbesondere Serum-TNF-alpha, waren in der aktiven Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe ebenfalls signifikant um 23 % reduziert. Es gab keinen signifikanten Effekt der aktiven Stimulation im Vergleich zur Scheinstimulation auf die Herzfrequenz, was das niedrige Risikoprofil dieses Geräts in der Zielpopulation bestätigt. [055] Die Ergebnisse der klinischen Studie zeigen eine signifikante Verbesserung des primären Endpunkts (Reduktion der AF-Belastung) und damit eine statistisch signifikante klinische Verbesserung in der Patientenpopulation, ohne dass device-bezogene unerwünschte Ereignisse berichtet wurden.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die Vagusnervstimulation (VNS) ursprünglich zur Induktion von Vorhofflimmern eingesetzt wurde, jedoch hat sich gezeigt, dass diese niedrige Stimulation mit dem oben beschriebenen Gerät Vorhofflimmern unterdrückt. Die Stimulation am Tragus aktiviert bevorzugt afferente statt efferente Vagusfasern, was zu einer Aktivierung des Parasympathikus führt. Dies ist ein Vorteil gegenüber der zervikalen und invasiven VNS und führt zu antiadrenergen Effekten, die die Vorhofflimmern-Belastung reduzieren.
Somit erfüllte die Studie ihre primären Endpunkte und zeigte, dass eine chronische, intermittierende, transkutane elektrische Stimulation des aurikulären Astes des Vagusnervs am Tragus unter Verwendung der oben beschriebenen Anordnung bei Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern über einen Zeitraum von 6 Monaten Vorhofflimmern unterdrückte. Die Bedeutung der Ergebnisse der Studie wird durch aktuelle Erkenntnisse unterstrichen, wonach eine geringere AF-Belastung über einen zweiwöchigen Überwachungszeitraum mit einem geringeren Risiko für ischämische Schlaganfälle verbunden ist, unabhängig von bekannten Schlaganfallrisikofaktoren bei Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern. Somit stützen die Ergebnisse andere Erkenntnisse, wonach die Stimulation entweder des zervikalen Vagusnervs oder des Tragus in der Lage ist, Vorhofflimmern zu unterdrücken und die elektrische und autonome Remodellierung der Vorhöfe umzukehren.
Weitere Studien zur Anwendung von tVNS bei der Behandlung von Vorhofflimmern haben weitere Vorteile aufgezeigt, darunter die Unterdrückung von Vorhofflimmern (Stavrakis, S., Humphrey, M. B., Scherlag, B. J., Hu, Y., Jackman, W. M., Nakagawa, H., ... & Po, S. S. (2015). Niedrig dosierte transkutane elektrische Vagusnervstimulation unterdrückt Vorhofflimmern. Journal of the American College of Cardiology, 65(9), 867-875) und die Verbesserung der linksventrikulären Belastung beim Menschen (Tran, N., Asad, Z., Elkholey, K., Scherlag, B. J., Po, S. S., & Stavrakis, S. (2019). Autonome Neuromodulation verbessert akut die links ventrikuläre Belastung beim Menschen. Journal of cardiovascular translational research, 12(3), 221-230) und Unterdrückung von postoperativem Vorhofflimmern und Entzündungen (Stavrakis, S., Humphrey, M. B., Scherlag, B., Iftikhar, O., Parwani, P., Abbas, M., ... & McUnu, A. (2017). Niedrigfrequente Vagusnervstimulation unterdrückt postoperative Vorhofflimmern und Entzündungen: eine randomisierte Studie. JACC: Clinical Electrophysiology, 3(9), 929-938).
Darüber hinaus hat die Forschung gezeigt, dass bei Menschen mit Vorhofflimmern die Unbehaglichkeitsschwelle bei etwa 60 % der Bradykardieschwelle liegt, während eine Stimulation bei 50 % der Bradykardieschwelle zu einer signifikanten Verringerung der inflammatorischen Zytokine und der Dauer des Vorhofflimmerns führte. Insbesondere die niedrige zervikale VNS hat antiarrhythmische Wirkungen gezeigt, die auf die antiadrenergen Effekte zurückzuführen sind. Insbesondere wurde gezeigt, dass tVNS die zentralen vagalen Projektionen im menschlichen Gehirn aktiviert, was zu einer Verringerung der sympathischen Aktivität führt. Die transkutane VNS kann gegenüber der zervikalen VNS klinische Vorteile bieten, da die tVNS bevorzugt afferente statt efferente Vagusfasern aktiviert. Die zervikale VNS kann unbeabsichtigt zu einer Stimulation der sympathischen Fasern führen, die mit den Vagusfasern im Vagusnerv kolokalisiert sind. Die tVNS kann jedoch durch eine bevorzugte Aktivierung der afferenten Vagusfasern nur eine minimale oder gar keine begleitende sympathische Stimulation hervorrufen und so die sympathische Aktivität reduzieren. Dies kann dazu beitragen, den „neuralen Drehpunkt“ zu erreichen, an dem afferente und efferente Äste des Vagusnervs so aktiviert werden, dass eine neutrale Herzfrequenzreaktion (HRR) erzielt wird (die jedoch weiterhin günstige Veränderungen der HRV hervorruft).
Das System kann auch zur Behandlung von Herzinsuffizienz eingesetzt werden. Insbesondere wurde nachgewiesen, dass die Stimulation am Tragus bevorzugt die Endothelfunktion bei Patienten mit Herzinsuffizienz und reduzierter Ejektionsfraktion verbessert, die diastolische Dysfunktion beim Menschen akut lindert und die links ventrikuläre Belastung beim Menschen akut verbessert. Somit hat die tragusbasierte tVNS kardioprotektive Mechanismen und senkt auch die globale Längsdehnung (GLS). Studien haben auch andere Vorteile nachgewiesen, darunter eine verbesserte Endothelfunktion (Dasari, T. W., Gabor, F., Csipo, T., Palacios, F. S., Yabluchanskiy, A., Samannan, R., & Po, S. (2018). Nicht-invasive Neuromodulation der Vagusaktivität verbessert die Endothelfunktion bei Patienten mit Herzinsuffizienz und reduzierter Ejektionsfraktion: Eine randomisierte Studie. Journal of Cardiac Failure, 24(8), S59-S60) und eine verbesserte diastolische Funktion (Stavrakis, S., Tran, N., Asad, Z., & Po, S. S. (2017). P2437 Eine transkutane Vagusnervstimulation mit niedriger Intensität verbessert akut die diastolische Funktion beim Menschen. European Heart Journal , 38 (suppl_1)).
Darüber hinaus ist die Verbesserung der Herzmechanik durch tVNS proportional zur Verbesserung der autonomen Funktion, die wiederum anhand des LF/HF-HRV-Verhältnisses gemessen werden kann, wodurch Verbesserungen der Herzfunktion quantifiziert werden können.
Traumatische Hirnverletzungen (TBI) verursachen Neuroinflammation und damit viele negative Nebenwirkungen, die mit einer Entzündung des Gehirns verbunden sind. tVNS hat neurorehabilitative Effekte, die wahrscheinlich auf ihren Auswirkungen auf die kortikale Plastizität beruhen. Eine aktuelle Studie unter Verwendung der oben genannten Anordnung (Noé, E., Ferri, J., Colomer, C., Moliner, B., O'Valle, M., Ugart, P., ... & Llorens, R. (2020). Durchführbarkeit, Sicherheit und Wirksamkeit der transaurikulären Vagusnervstimulation bei einer Kohorte von Patienten mit Bewusstseinsstörungen. Hirnstimulation: Grundlagen-, translationale und klinische Forschung in der Neuromodulation, 13(2), 427-429) zeigte bei einigen Patienten eine leichte Verbesserung. Somit kann das oben beschriebene Gerät zur Behandlung von TBI, Bewusstseinsstörungen und anderen neurologischen Erkrankungen eingesetzt werden.
Entzündliche und andere Autoimmunerkrankungen können von neuartigen nichtpharmakologischen entzündungshemmenden Interventionen profitieren. Herkömmliche pharmakologische entzündungshemmende Optionen haben viele unerwünschte Nebenwirkungen, während tVNS ein geringes Risiko mit wenigen Nebenwirkungen und keinen Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten aufweist. Die oben genannten Studien haben eine signifikante Verringerung der Entzündungsbiomarker nachgewiesen, was die Aktivierung des cholinergen entzündungshemmenden Signalwegs (CAP) bestätigt.
Es gibt auch signifikante Hinweise darauf, dass tVNS das Lern- und Gedächtnisvermögen verbessern kann, sodass die oben beschriebene Anordnung auch zur kognitiven Verbesserung eingesetzt werden kann (siehe: „Vagusnervstimulation verbessert die Arbeitsgedächtnisleistung" Lihua Sun, Jari Peräkylä, Katri Holm, Joonas Haapasalo, Kai Lehtimäki, Keith H. Ogawa, Seiten 954-964 | Eingereicht am 09. September 2016, angenommen am 16. Januar 2017, online veröffentlicht am 19. Februar 2017). Eine Studie (Effect of Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation on Sports Performance von Kyle Lindley, ARIZONA STATE UNIVERSITY, Mai 2019) hat ebenfalls gezeigt, dass die Leistung von Sportlern verbessert und die neurophysiologische Erholung unterstützt werden kann. Dementsprechend wird es als vorteilhaft angesehen, dass das oben beschriebene System zur Verbesserung der kognitiven und sportlichen Leistungsfähigkeit eingesetzt werden kann.
Neuromodulation und damit auch das oben genannte System, auch zur Behandlung von Krankheitszuständen eingesetzt werden, insbesondere solchen, die mit einem systemischen Entzündungsschock verbunden sind, der durch die Reaktion des Körpers auf einen Virus oder eine andere Infektion (auch als Zytokinsturm bekannt) verursacht wird, wie z. B. Coronavirus und andere ähnliche Erkrankungen (Implications for Neuromodulation Therapy to Control Inflammation and Related Organ Dysfunction in COVID-19 von Marat Fudim & Yawar J. Qadri & Kamrouz Ghadimi & David B. MacLeod & Jeroen Molinger & Jonathan P. Piccini & John Whittle & Paul E. Wischmeyer & Manesh R. Patel & Luis Ulloa, Journal of Cardiovascular Translational Research, 26. Mai 2020). In diesem Zusammenhang haben sich entzündungshemmende Medikamente als hilfreich bei der Behandlung von Covid erwiesen, und eine weitere Studie hat positive Ergebnisse gezeigt (The Use of Non-invasive Vagus Nerve Stimulation to Treat Respiratory Symptoms Associated With COVID -19: A Theoretical Hypothesis and Early Clinical Experience von Peter Staats, Georgios Giannakopoulos, Justyna Blake, Eric Liebler und Robert M. Levv).
Analog dazu kann das System zur Behandlung anderer postviraler Erkrankungen, einschließlich ME/CFS „Postvirales Syndrom“, eingesetzt werden. Eine Ursache für solche Erkrankungen wird in einer kleinen lokalisierten Infektion des Vagusnervs vermutet, die eine verstärkte Infektionsreaktion ohne tatsächliche Infektionsgefahr verursacht und zu Müdigkeit und depressiven Symptomen führt (Chronic fatigue syndrome from vagus nerve infection: Eine psychoneuroimmunologische Hypothese von Michael B. VanElzakker, Medical Hypotheses, Band 81, Ausgabe 3, September 2013, Seiten 414-423). Weitere Untersuchungen mit tVNS haben ebenfalls eine Verringerung der Müdigkeitswerte unter Verwendung der modifizierten Müdigkeits-Auswirkungsskala (MFIS) gezeigt, wie in dargestellt.
Eine klinische Studie im Frühstadium, die die Auswirkungen von VNS auf strahlungsinduzierte Entzündungen untersucht, zeigt vielversprechende Ergebnisse: Die Patienten weisen eine Verringerung der immunsuppressiven und tumorfördernden MDSC-Zellen sowie eine Verstärkung der krebsbekämpfenden Immunzellen auf.
tVNS hat auch gezeigt, dass es die Auswirkungen von PTBS-bedingtem Angstlöschungslernen bei Patienten reduziert (Transkutane zervikale Vagusnervstimulation blockiert sympathische Reaktionen auf Stress bei posttraumatischer Belastungsstörung von Nil Z. Gurel, MS, Matthew T. Wittbrodt, Hewon Jung, Mobashir H. Shandhi, Emily G. Driggers, Stacy L. Ladd, Minxuan Huang, Yi-An Ko, Lucy Shallenberger, Joy Beckwith, Jonathon A. Nye, Bradley D. Pearce, Viola Vaccarino, Amit J. Shah, Omer T. Inan, J. Douglas Bremner).
Es werden auch Untersuchungen zu den Auswirkungen von tVNS auf Fibromyalgie durchgeführt, während eine Studie zur Wirksamkeit der Vagusnervstimulation bei der Behandlung des posturalen orthostatischen Tachykardiesyndroms (POTS) läuft.
Schließlich wird die Technologie auch zur Verringerung der Größe von durch Ischämie verursachten Herzmuskelschäden eingesetzt (Yu, L., Huang, B., Po, S. S., Tan, T., Wang, M., Zhou, L., ... & Wang, Z. (2017). Low-level tragus stimulation for the treatment of ischemia and reperfusion injury in patients with ST-segment elevation myocardial infarction: a proof-of-concept study. JACC: Cardiovascular Interventions, 10(15), 1511-1520).
Dementsprechend bieten die oben beschriebenen Anordnungen ein System, das zur Durchführung einer nicht-invasiven Vagusnervstimulation unter Verwendung einer Klammer geeignet ist, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus eines Probanden positioniert werden kann.
Die oben beschriebene Anordnung kann eine Reihe von Vorteilen bieten, wie z. B. die Vermeidung des Risikos von Nervenschäden, wie sie bei der zervikalen VNS auftreten können, die Vermeidung des Risikos einer Stimulation der Halsschlagader, wie sie bei der zervikalen VNS und der zervikalen nVNS auftreten kann, oder die Vermeidung unangenehmer Nebenwirkungen wie „Lippenziehen“, wie sie bei der zervikalen nVNS auftreten können, sowie die Vermeidung von Verbrennungen.
In einem Beispiel verwendet das System eine gezielte Stimulation des Nervs über Elektroden, die in einer im Wesentlichen parallelen Anordnung mit Abstand voneinander angeordnet sind, was eine leichtere Nervenerregung ermöglicht, indem ein größeres Gesamtelektrofeld erzeugt werden kann, während übermäßige Stromdichten an einer Gewebeoberfläche vermieden werden.
Im Gegensatz zu einer Reihe anderer nicht-invasiver Techniken stimuliert das vorliegende System den Vagusnerv im Tragus, insbesondere den inneren und äußeren Tragus, der längere Vagusnervenfasern enthält, um die Wahrscheinlichkeit der Auslösung von Aktionspotenzialen innerhalb des Nervs zu erhöhen. Dies verbessert die Wirksamkeit der Stimulation und minimiert gleichzeitig die zur Erreichung eines Aktionspotenzials erforderlichen Ströme, wodurch Beschwerden vermieden werden.
Die oben beschriebene Anordnung verwendet eine Klammer, um die Elektroden gegen die Gewebeoberfläche zu drücken. Dadurch können die Elektroden mit einem optimierten Druck gegen den Tragus gedrückt werden, was dazu beitragen kann, die Hautimpedanz zu überwinden, ohne Schmerzen zu verursachen oder die Haut zu durchdringen. Darüber hinaus trägt dies dazu bei, eine gleichmäßige Abgabe des elektrischen Stroms sicherzustellen, was eine gleichmäßige Erregung des Nervs gewährleistet, was für die Wirksamkeit einiger Therapien wichtig ist.
Die oben beschriebenen Anordnungen können eine Vielzahl unterschiedlicher Therapiesignalwellenformen verwenden, die eine optimale Nervenanregung gewährleisten und die Erzeugung von Aktionspotenzialen maximieren, ohne dass Signale angelegt werden müssen, die dem Benutzer Schmerzen verursachen.
In einem Beispiel ist das System so konfiguriert, dass es asymmetrische, symmetrische biphasische Rechteckwellenformen anlegt, die von Benutzern besser toleriert werden, weniger Schmerzen verursachen und effektiver auf bestimmte Nervenfasern fokussiert werden können. Zusätzlich und/oder alternativ können symmetrische biphasische Rechteckwellenformen verwendet werden, um die Ladungsaufbau zu reduzieren, was zu einer geringeren Hautreizung für den Benutzer führt.
In einem Beispiel kann die oben beschriebene Vorrichtung verwendet werden, um physiologische Messwerte für Biofeedback aufzuzeichnen, wie beispielsweise Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität, galvanische Hautreaktion, EKG, Entzündungsbiomarker oder dergleichen. Dies kann durch den Einsatz von Messgeräten an Hautkontaktpunkten auf oder um die Elektrode herum erreicht werden.
Ein solches Biofeedback kann dann verwendet werden, um eine optimale Stimulation zu liefern, wobei Therapiesignalparameter wie Stimulationsintensität, Wellenform und Frequenz in Echtzeit angepasst werden, um das optimale Ergebnis eines physiologischen autonomen Gleichgewichts und/oder eines immunologischen Gleichgewichts zu erzielen.
In einem Beispiel kann die oben beschriebene Anordnung durch geeignete Konfiguration den Hautwiderstand überwinden und gleichzeitig die Entstehung von Schmerzen vermeiden. Das System kann effektiv auf die Fasern des Vagusnervs abzielen und ein elektrisches Feld um die Zielnervenfaser aufrechterhalten. Durch die Verwendung der Klammer können die Elektroden während des Gebrauchs an Ort und Stelle gehalten werden, wodurch ein stabiler Druck und ein gleichmäßiger elektrischer Kontakt zwischen der Haut und der Elektrode gewährleistet sind, was wiederum zu einer stabileren Kontaktimpedanz und damit zu einer stabileren Stromzufuhr und einer gleichmäßigen Stimulation führt.
In einem Beispiel verwendet das System eine Leitung mit einer Überformung aus einer weichen Kunststoffaußenschicht und einer dünnen Drahtmittelschicht, um die Form des Ohrs beizubehalten. Dieser Abschnitt umfasst ein Standard-Isolierkabel mit Anoden-/Kathodenkernen und kann zur Lastverteilung beitragen und dabei helfen, die Klammer an Ort und Stelle zu halten, wodurch eine gleichmäßigere Anwendung der Therapiesignale ermöglicht wird.
Es ist zu beachten, dass der oben beschriebene Ansatz im Gegensatz zur herkömmlichen invasiven VNS steht, die chirurgisch implantiert, von einem Arzt verabreicht werden muss und irreversibel ist. Insbesondere kann das Gerät nicht-invasiv, ohne chirurgischen Eingriff, verabreicht und direkt auf die Außenhaut aufgebracht werden. Das Gerät kann vom Patienten selbst ohne Hilfe eines Arztes bedient und jederzeit ohne zusätzliche Risiken angebracht oder entfernt werden.
Andere Vorrichtungen, die auf eine nicht-invasive Stimulation des Vagusnervs abzielen, müssen in der Regel manuell in Position gehalten werden, um die Stimulation zu liefern, und verwenden Methoden zur Stimulation über die Haut, die nicht effektiv eindringen.
Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Anordnung so konzipiert, dass sie am Ohr befestigt wird, um eine wirksame Stimulation zu liefern, und darüber hinaus beide Seiten der Haut des Tragus stimuliert, um einen konzentrierteren Strom an den Zielnerv zu liefern.
Andere Geräte müssen in der Regel auch manuell an die richtige Stimulationsstelle geführt werden, während das oben beschriebene System die Elektrodenplatten an die Stelle führt, an der die Stimulation direkt über der Vagusinnervation auf die Haut abgegeben wird, wobei eine Stimulation an einer Stelle in unmittelbarer Nähe der Halsschlagader vermieden wird, die zu unerwünschten Ergebnissen führen kann.
Die oben genannten Anordnungen vermeiden ein hohes Risiko von Hautreizungen, die durch kleine Elektrodenflächen mit einer höheren relativen Stromdichte entstehen. Im Gegensatz dazu verwenden die oben genannten Anordnungen eine größere Elektrodenfläche, die den Strom verteilt, was zu einem geringeren Risiko von Hautreizungen oder thermischen Verbrennungen führt.
In den obigen Beispielen wird das Nervenstimulationssystem als mit einem Befestigungselement in Form einer Klammer versehen beschrieben, die beabstandete Arme aufweist, die an distalen Enden zusammengedrückt werden können. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Befestigungselemente verwendet werden können, die Elektroden am Tragus befestigen können, und der Begriff „Befestigungselement“ sollte so verstanden werden, dass er auch Anordnungen ohne Klammern umfasst.
In dieser Beschreibung und den folgenden Ansprüchen sind, sofern der Kontext nichts anderes erfordert, das Wort „umfassen“ und Variationen wie „umfasst“ oder „umfassend“ so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung einer angegebenen ganzen Zahl oder einer Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritten implizieren, jedoch nicht den Ausschluss anderer ganzer Zahlen oder Gruppen von ganzen Zahlen. Sofern hierin nicht anders angegeben, bedeutet der Begriff „ungefähr“ ±20 %.
Fachleute werden erkennen, dass zahlreiche Variationen und Modifikationen möglich sind. Alle Variationen und Modifikationen, die Fachleuten offensichtlich sind, sollten als im Sinne und Umfang der vorstehend beschriebenen Erfindung liegend betrachtet werden.

1) Vagusnervstimulationssystem zur Stimulation eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt, wobei das System umfasst:
1. a) eine Klammer, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus des Subjekts befestigt werden kann, wobei die Klammer umfasst:
  1. i) gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und
  2. ii) Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
2. b) einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
2) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 1, wobei das System einen Haken umfasst, der sich über und hinter einem Ohr des Subjekts erstreckt, um die Klammer zumindest teilweise zu stützen.
3) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 2, wobei der Haken so konfiguriert ist, dass er sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter ein Ohr des Probanden geschlungen werden kann.
4) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, wobei das System eine sich von der Klammer erstreckende Leitung umfasst, wobei die Leitung Verbindungen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie die Elektroden elektrisch mit dem Signalgenerator verbinden.
5) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 4, wobei die Leitung so konfiguriert ist, dass sie sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter ein Ohr des Subjekts geschlungen werden kann.
6) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 4 oder Ausführungsbeispiel 5, wobei die Leitung so konfiguriert ist, dass sie sich von einem distalen Ende eines der Arme erstreckt.
7) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 4 bis 6, wobei die Leitung eine Hülle umfasst, die sich zumindest teilweise entlang einer Länge der Leitung erstreckt, und wobei die Hülle einen Haken definiert, der so geformt ist, dass er sich über und hinter ein Ohr des Probanden schlingen kann.
8) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 7, wobei einer der Arme so konfiguriert ist, dass er innerhalb einer Ohrmuschel des Benutzers positioniert werden kann.
9) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8, wobei die Arme um einen mittleren Abschnitt schwenkbar verbunden sind.
10) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9, wobei die distalen Enden der Arme mittels eines Vorspannmechanismus zusammen vorgespannt sind.
11) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 10, wobei der Vorspannmechanismus mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
1. a) einem Drehpunkt;
2. b) einer Feder;
3. c) einem Gummielement;
4. d) einem formbaren Element, das die Arme miteinander verbindet;
5. e) zumindest teilweise formbaren Armen;
6. f) einem zumindest teilweise elastischen Element, das die Arme miteinander verbindet;
7. g) zumindest teilweise elastischen Armen; und
8. h) Magneten, die an den Armen vorgesehen sind.
12) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, wobei eine proximale Außenfläche der Arme eine Vertiefung aufweist, die so konfiguriert ist, dass ein Proband die Arme greifen und auseinander drücken kann.
13) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 12, wobei die Arme mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen:
1. a) eine Länge, die mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
  - i) größer als 15 mm;
  - ii) größer als 16 mm;
  - iii) größer als 17 mm;
  - iv) größer als 18 mm;
  - v) größer als 19 mm;
  - vi) größer als 20 mm;
  - vii) größer als 21 mm;
  - viii) kleiner als 30 mm;
  - ix) weniger als 28 mm;
  - x) weniger als 27 mm;
  - xi) weniger als 26 mm;
  - xii) weniger als 25 mm;
  - xiii) weniger als 24 mm;
  - xiv) weniger als 23 mm;
  - xv) etwa 22 mm; und
2. b) eine Breite, die mindestens einer der folgenden Werte aufweist:
  - i) größer als 5 mm;
  - ii) größer als 6 mm;
  - iii) größer als 7 mm;
  - iv) größer als 8 mm;
  - v) größer als 9 mm;
  - vi) größer als 10 mm;
  - vii) weniger als 16 mm;
  - viii) weniger als 15 mm;
  - ix) kleiner als 14 mm;
  - x) kleiner als 13 mm;
  - xi) kleiner als 12 mm;
  - xii) etwa 11 mm.
14) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 13, wobei die Elektroden:
1. a) im Wesentlichen kreisförmig sind;
2. b) abgerundet rechteckig sind;
3. c) abgerundet quadratisch sind;
4. d) zumindest teilweise kuppelförmig;
5. e) einen Durchmesser von mindestens einem der folgenden Werte aufweisen:
  - i) größer als 4 mm;
  - ii) größer als 5 mm;
  - iii) größer als 6 mm;
  - iv) größer als 7 mm;
  - v) kleiner als 12 mm;
  - vi) kleiner als 11 mm;
  - vii) kleiner als 10 mm;
  - viii) kleiner als 9 mm; und
  - ix) etwa 8 mm.
15) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 14, wobei eine Oberfläche der Elektroden mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
1. a) ist aufgeraut;
2. b) umfasst Rillen;
3. c) umfasst Rippen; und
4. d) beschichtet ist.
16) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 15, wobei eine Oberfläche der Elektroden mit mindestens einem der folgenden Materialien beschichtet ist:
1. a) einem inerten Metall; und,
2. b) Gold.
17) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 16, wobei Therapiesignale Signale mit einer Frequenz sind, die mindestens eine der folgenden ist:
1. a) weniger als 20 kHz;
2. b) weniger als 10 kHz;
3. c) weniger als 1 kHz;
4. d) weniger als 500 Hz;
5. e) weniger als 200 Hz;
6. f) weniger als 150 Hz;
7. g) weniger als 100 Hz;
8. h) weniger als 75 Hz;
9. i) mehr als 1 Hz;
10. j) mehr als 2 Hz;
11. k) mehr als 5 Hz;
12. l) mehr als 10 Hz;
13. m) mehr als 20 Hz;
14. n) etwa 20 Hz; und
15. o) etwa 50 Hz.
18) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 17, wobei Therapiesignale Signale mit einer Impulsbreite von mindestens einem der folgenden Werte sind:
- a) weniger als 5.000 µs;
- b) weniger als 2.500 µs;
- c) weniger als 1.000 µs;
- d) weniger als 500 µs;
- e) weniger als 200 µs;
- f) weniger als 100 µs;
- g) weniger als 75 µs;
- h) größer als 1 µs;
- i) größer als 2 µs;
- j) größer als 5 µs;
- k) größer als 10 µs;
- l) größer als 20 µs; und
- m) etwa 50 µs.
19) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 18, wobei die Therapiesignale Signale mit einer Spannung sind, die mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:
1. a) kleiner als 50 V;
2. b) kleiner als 25 V;
3. c) kleiner als 10 V;
4. d) weniger als 5 V;
5. e) weniger als 2 V;
6. f) weniger als 1 V;
7. g) größer als 0,1 V;
8. h) größer als 0,2 V;
9. i) größer als 0,5 V; und
10. j) größer als 1 V.
20) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 19, wobei die Therapiesignale Signale mit einem Strom sind, der mindestens einer der folgenden Eigenschaften aufweist:
1. a) weniger als 50 mA;
2. b) größer als 0,1 mA; und
3. c) zwischen 0,1 mA und 36 mA.
21) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 20, wobei die Therapiesignale mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen:
1. a) symmetrisch sind;
2. b) asymmetrisch sind;
3. c) monophasisch sind;
4. d) biphasisch sind;
5. e) triphasisch sind;
6. f) polyphasisch sind; und
7. g) mehrere Phasen mit mindestens einer dazwischenliegenden Pause umfassen.
22) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 21, wobei ein jeweiliges Therapiesignal an jede der Elektroden angelegt wird.
23) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 22, wobei die jeweiligen Therapiesignale mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen:
1. a) phasengleich; und
2. b) phasenverschoben.
24) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 23, wobei die Leitung mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
1. a) einen jeweiligen Leiter für jede Elektrode;
2. b) mindestens eine Isolierschicht; und
3. c) eine geflochtene Abschirmung.
25) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 24, wobei die Therapiesignale so konfiguriert sind, dass sie mindestens eine der folgenden Funktionen erfüllen:
1. a) die Aktivität des Vagusnervs zu stimulieren; und
2. b) die Aktivität des Vagusnervs zu hemmen.
26) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 25, wobei der Signalgenerator an der Klammer angebracht ist.
27) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 26, wobei das System ein Steuersystem mit einem Gehäuse umfasst, das mindestens eines der folgenden Elemente enthält:
1. a) den Signalgenerator;
2. b) eine Stromversorgung; und
3. c) eine Steuereinheit.
28) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 27, wobei sich eine Leitung von der Klammer zum Gehäuse erstreckt.
29) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 28, wobei das System eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Signalgenerators konfiguriert ist.
30) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 29, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um:
1. a) Therapiesignalparameter zu bestimmen; und
2. b) den Signalgenerator gemäß den Therapiesignalparametern zu steuern.
31) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 30, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um die Therapiesignalparameter gemäß mindestens einem der folgenden Elemente zu bestimmen:
1. a) definierten Therapiesignalparametern, die in einem Speicher gespeichert sind;
2. b) Benutzereingaben;
3. c) Biofeedback;
4. d) Neurofeedback;
5. e) Signale von einem Sensor; und
6. f) einen ausgewählten Therapiemodus.
32) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 31, wobei das System einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mindestens einen Patientenparameter erfasst, und wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) Bestimmen mindestens eines Subjektparameters unter Verwendung von Signalen von dem Sensor; und
2. b) Veranlassen des Signalgenerators, Therapiesignale gemäß dem mindestens einen Subjektparameter zu erzeugen.
33) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 32, wobei der Sensor mindestens einer der folgenden ist:
1. a) an der Klammer in der Nähe mindestens einer Elektrode angebracht;
2. b) elektrisch mit mindestens einer der Elektroden gekoppelt;
3. c) ein tragbarer Sensor;
4. d) auf einem tragbaren Band vorgesehen; und
5. e) auf einem tragbaren Armband vorgesehen.
34) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 32 oder Ausführungsbeispiel 33, wobei der Sensor mindestens einer der folgenden ist:
1. a) ein Entzündungsbiomarkersensor;
2. b) ein Temperatursensor;
3. c) ein Blutsauerstoffsensor;
4. d) ein Pulsoximeter;
5. e) ein Herzfrequenzsensor; und
6. f) ein Impedanzsensor.
35) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 32 bis 34, wobei der mindestens eine Subjektparameter mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
1. a) das Vorhandensein, Fehlen oder die Konzentration eines Entzündungsbiomarkers;
2. b) eine Temperatur;
3. c) einen Blutsauerstoffgehalt;
4. d) eine Herzfrequenz;
5. e) eine Herzfrequenzvariabilität;
6. f) eine Impedanz; und
7. g) eine galvanische Hautreaktion.
36) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 32 bis 35, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) Überwachen einer Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor; und
2. b) Veranlassen des Signalgenerators, die Therapiesignale zumindest teilweise in Übereinstimmung mit der Rückmeldung zu erzeugen.
37) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 32 bis 36, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) den Signalgenerator veranlasst, progressiv Therapiesignale mit progressiv sich ändernden Parametern zu erzeugen;
38) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 37, wobei der Therapiesignalparameter-Schwellenwert eine Therapiesignalstärke ist und 50 % bis 60 % der Therapiesignalstärke beträgt, die angelegt wird, wenn die Änderung der Herzfrequenz erkannt wird.
39) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 32 bis 38, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale zu erzeugen;
2. b) Überwachen von Änderungen einer Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor als Reaktion auf die angelegten Therapiesignale; und
3. c) mindestens eines der folgenden:
  - i) Veranlassen des Signalgenerators, Therapiesignale auf der Grundlage der überwachten Änderungen der Herzfrequenz zu erzeugen; und
  - ii) Analysieren der überwachten Änderungen der Herzfrequenz, um eine Herzvariabilität als Reaktion auf die angelegten Therapiesignale zu bestimmen.
40) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 39, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen Entzündungsindikator zu erzeugen, der das Vorhandensein, das Fehlen oder den Grad von Entzündungsmarkern innerhalb des Patienten anzeigt.
41) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 40, wobei der Entzündungsindikator umgekehrt proportional zur Herzfrequenzvariabilität ist.
42) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 39 bis 41, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen prädiktiven Indikator zu erzeugen, der eine Reaktionsfähigkeit auf die Therapiesignale anzeigt.
43) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 42, wobei der prädiktive Indikator eine Reaktionsfähigkeit auf eine Vorhofflimmertherapie anzeigt.
44) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 43, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) anhand von Benutzereingaben Rückmeldungen ermittelt; und
2. b) den Signalgenerator veranlasst, die Therapiesignale entsprechend den Rückmeldungen zu erzeugen.
45) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 44, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale mit sich progressiv ändernden Parametern zu erzeugen; und
2. b) einen oder mehrere Therapiesignalparameter in Reaktion auf Benutzereingaben auswählt.
46) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 45, wobei die Parameter mindestens eines der folgenden Elemente umfassen:
1. a) eine Therapiesignalimpulsbreite;
2. b) eine Therapiesignalamplitude; und
3. c) eine Therapiesignalfrequenz; und
4. d) eine Therapiesignalwellenform.
47) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 46, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie das Therapiesignal schrittweise um mindestens einen der folgenden Werte erhöht:
1. a) 0,1 mA;
2. b) 0,2 mA;
3. c) 0,5 mA;
4. d) 0,8 mA;
5. e) 1 mA;
6. f) 1,5 mA; und
7. g) 2 mA.
48) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 47, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie:
1. a) die Auswahl eines Therapiemodus gemäß Benutzereingaben bestimmt; und
2. b) den Signalgenerator gemäß dem ausgewählten Modus steuert.
49) Nervenstimulationssystem gemäß Ausführungsbeispiel 48, wobei das System eine Anzahl von Therapiemodi umfasst, die in einem Speicher gespeichert sind, wobei jeder Therapiemodus eine Sequenz von Therapiesignalen definiert und wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie den Signalgenerator veranlasst, die Sequenz von Therapiesignalen zu erzeugen.
50) Nervenstimulationssystem gemäß einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 49, wobei in einem Forschungsmodus die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie mindestens eine der folgenden Funktionen ausführt:
1. a) Auswählen einer Therapiesignalstärke als Reaktion auf Benutzereingaben und progressives Verringern der Therapiesignalstärke auf Null; und
2. b) .
3. c) Abgeben eines nicht-elektrischen Reizes.
51) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 50, wobei die Steuereinheit mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
1. a) mindestens eine Verarbeitungseinrichtung;
2. b) eine von einem Client-Gerät ausgeführte Softwareanwendung; und
3. c) eine externe Steuereinheit, die drahtlos mit mindestens einem der folgenden Elemente verbunden ist:
  - i) dem Signalgenerator; und
  - ii) mindestens einem Sensor.
52) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 29 bis 51, wobei das System einen Stimulator umfasst, der so konfiguriert ist, dass er einen Reiz an den Patienten abgibt.
53) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 51, wobei der Stimulator mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
1. a) einen Audiostimulator;
2. b) einen Vibrationsstimulator;
3. c) einen optischen Stimulator; und
4. d) einen thermischen Stimulator.
54) Nervenstimulationssystem nach Ausführungsbeispiel 51 oder Ausführungsbeispiel 52, wobei der Stimulator in die Klammer integriert ist.
55) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 51 bis 54, wobei der Stimulator durch eine Steuereinheit gesteuert wird, um zu bewirken, dass der Reiz in Verbindung mit den Therapiesignalen angelegt wird.
56) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 55, wobei das Nervenstimulationssystem konfiguriert ist, um mindestens eines der folgenden zu behandeln:
- a) Depressionen;
- b) psychische Störungen;
- c) Störungen des autonomen Nervensystems;
- d) Stress;
- e) Herzinsuffizienz;
- f) traumatische Hirnverletzungen;
- g) Bewusstseinsstörungen;
- h) entzündliche Erkrankungen;
- i) Autoimmunerkrankungen;
- j) kognitive Funktionsstörungen;
- k) Infektionen;
- l) Symptome von Infektionen;
- m) Atemfunktionsstörungen;
- n) Postvirales Syndrom;
- o) Müdigkeit;
- p) Posttraumatische Belastungsstörung;
- q) Krebs;
- r) Fibromyalgie;
- s) Posturales orthostatisches Tachykardiesyndrom;
- t) Myokardinfarkt; und
- u) Vorhofflimmern.
57) Nervenstimulationssystem nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 56, wobei das Nervenstimulationssystem so konfiguriert ist, dass es mindestens eines der folgenden Merkmale verbessert:
1. a) körperliche Leistungsfähigkeit; und
2. b) kognitiven Funktionen.
58) Verfahren zur Vagusnervstimulation zur Stimulation eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt, wobei das Verfahren umfasst:
1. a) Anbringen einer Klammer an einem Tragus des Subjekts, wobei die Klammer umfasst:
  - i) gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und
  - ii) Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
2. b) Verwenden eines Signalgenerators, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, um mindestens ein Therapiesignal zu erzeugen, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
59) System zur Behandlung von mindestens einer der Erkrankungen Depression und Vorhofflimmern, wobei die Vorrichtung umfasst:
1. a) eine Klammer, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus des Patienten befestigt werden kann, wobei die Klammer umfasst:
  1. i) gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander hin vorgespannt ist; und
  2. ii) Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
2. b) einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
60) Verfahren zur Behandlung von mindestens einer der Erkrankungen Depression und Vorhofflimmern, wobei das Verfahren umfasst:
1. a) Anbringen einer Klammer an einem Tragus des Patienten, wobei die Klammer umfasst:
  - i) einander gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und
  - ii) Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
2. b) Verwenden eines Signalgenerators, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, um mindestens ein Therapiesignal zu erzeugen, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
61) Vagusnerv-Stimulationssystem zum Stimulieren eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt, wobei das System umfasst:
1. a) ein Befestigungselement, das so konfiguriert ist, dass es an einem Tragus des Subjekts befestigt werden kann, sodass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
2. b) einen elektrisch mit den Elektroden verbundenen Signalgenerator, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.
62) Verfahren zur Stimulation eines Vagusnervs in einem biologischen Subjekt, wobei das Verfahren umfasst:
1. a) Anbringen eines Befestigungselements an einem Tragus des Subjekts, sodass Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und
2. b) Verwenden eines elektrisch mit den Elektroden verbundenen Signalgenerators zum Erzeugen mindestens eines Therapiesignals, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus angelegt wird, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

System zur Behandlung von mindestens einer der Erkrankungen Depression und Vorhofflimmern, wobei das System umfasst: a) eine Klammer, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Tragus des Probanden befestigbar ist, wobei die Klammer umfasst: i) gegenüberliegende Arme, die so konfiguriert sind, dass ein distales Ende der Arme zueinander vorgespannt ist; und ii) Elektroden, die in der Nähe eines distalen Endes der Arme auf gegenüberliegenden Flächen positioniert sind, so dass die Elektroden in Eingriff mit gegenüberliegenden Flächen des Tragus gedrückt werden; und b) einen Signalgenerator, der elektrisch mit den Elektroden verbunden ist, wobei der Signalgenerator so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Therapiesignal erzeugt, das über die Elektroden an den Vagusnerv innerhalb des Tragus anlegbar ist, um dadurch den Vagusnerv zu modulieren und Depression und/oder Vorhofflimmern zu behandeln.
System nach Anspruch 1, wobei das System eine Halterung umfasst, die sich über und hinter einem Ohr des Probanden erstreckt, um die Klammer zumindest teilweise zu stützen; wobei optional die Halterung so konfiguriert ist, dass sie sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter ein Ohr des Probanden schlingbar ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das System eine Leitung umfasst, die sich von der Klammer aus erstreckt, wobei die Leitung Verbindungen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie die Elektroden elektrisch mit dem Signalgenerator verbinden; wobei optional mindestens eines der folgenden Merkmale vorliegt: a) die Leitung so konfiguriert ist, dass sie sich seitlich von der Klammer erstreckt, so dass die Leitung über und hinter ein Ohr des Probanden schlingbar ist; b) die Leitung so konfiguriert ist, dass sie sich von einem distalen Ende eines der Arme erstreckt; und/oder c) die Leitung eine Hülle umfasst, die sich zumindest teilweise entlang einer Länge der Leitung erstreckt, wobei die Hülle eine Halterung definiert, die so geformt ist, dass sie über und hinter ein Ohr des Probanden legbar ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei einer der Arme mindestens eines der folgenden ist: a) so konfiguriert, dass er innerhalb einer Ohrmuschel des Benutzers positionierbar ist; und b) optional um einen mittleren Abschnitt schwenkbar verbunden ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein distales Ende der Arme unter Verwendung eines Vorspannmechanismus gegeneinander vorgespannt ist; wobei der Vorspannmechanismus optional mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: a) einen Drehpunkt; b) eine Feder; c) ein Gummielement; d) ein formbares Element, das die Arme miteinander verbindet; e) zumindest teilweise formbare Arme; f) ein zumindest teilweise elastisches Element, das die Arme miteinander verbindet; g) zumindest teilweise elastische Arme; und h) Magnete, die an den Armen vorgesehen sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eines der folgenden Merkmale vorhanden ist: a) eine proximale Außenfläche der Arme eine Vertiefung aufweist, die so konfiguriert ist, dass eine Person die Arme greifen und auseinander drücken kann; b) die Arme mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: i) eine Länge, die mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: (1) größer als 15 mm; (2) größer als 16 mm; (3) größer als 17 mm; (4) größer als 18 mm; (5) größer als 19 mm; (6) größer als 20 mm; (7) größer als 21 mm; (8) kleiner als 30 mm; (9) weniger als 28 mm; (10) weniger als 27 mm; (11) weniger als 26 mm; (12) weniger als 25 mm; (13) weniger als 24 mm; (14) weniger als 23 mm; (15) etwa 22 mm; und ii) eine Breite, die mindestens einer der folgenden Angaben entspricht: (1) größer als 5 mm; (2) größer als 6 mm; (3) größer als 7 mm; (4) größer als 8 mm; (5) größer als 9 mm; (6) größer als 10 mm; (7) weniger als 16 mm; (8) kleiner als 15 mm; (9) kleiner als 14 mm; (10) kleiner als 13 mm; (11) kleiner als 12 mm; (12) etwa 11 mm; c) die Elektroden sind: i) im Wesentlichen kreisförmig; ii) abgerundet rechteckig; iii) abgerundet quadratisch; iv) zumindest teilweise gewölbt; v) einen Durchmesser von mindestens einem der folgenden Werte aufweisen: (1) größer als 4 mm; (2) größer als 5 mm; (3) größer als 6 mm; (4) größer als 7 mm; (5) kleiner als 12 mm; (6) kleiner als 11 mm; (7) kleiner als 10 mm; (8) kleiner als 9 mm; und (9) etwa 8 mm; d) die Oberfläche der Elektroden mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: i) ist aufgeraut; ii) weist Rillen auf; iii) weist Rippen auf; und iv) ist beschichtet; e) die Oberfläche der Elektroden mit mindestens einem der folgenden Materialien beschichtet ist: i) einem inerten Metall; und, ii) Gold; f) die Leitung mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: i) einen jeweiligen Leiter für jede Elektrode; ii) mindestens eine Isolierschicht; und, iii) eine geflochtene Abschirmung; und g) der Signalgenerator auf der Klammer angebracht ist; h) das Nervenstimulationssystem ist konfiguriert für mindestens eines von: i) Behandlung von mindestens einem von: (1) Depressionen; (2) psychischen Störungen; (3) Funktionsstörungen des autonomen Nervensystems; (4) Stress; (5) Herzinsuffizienz; (6) traumatischen Hirnverletzungen; (7) Bewusstseinsstörungen; (8) entzündlichen Erkrankungen; (9) Autoimmunerkrankungen; (10) kognitive Dysfunktion; (11) Infektionen; (12) Symptome von Infektionen; (13) Atemwegsfunktionsstörungen; (14) postvirales Syndrom; (15) Fatigue; (16) posttraumatische Belastungsstörung; (17) Krebs; (18) Fibromyalgie; (19) posturales orthostatisches Tachykardiesyndrom; (20) Myokardinfarkt; und (21) Vorhofflimmern; ii) mindestens eines der folgenden Merkmale verbessern: (1) körperliche Leistungsfähigkeit; und (2) kognitive Funktion.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Therapiesignale Signale sind, die mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: a) eine Frequenz, die mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: i) weniger als 20 kHz; ii) weniger als 10 kHz; iii) weniger als 1 kHz; iv) weniger als 500 Hz; v) weniger als 200 Hz; vi) weniger als 150 Hz; vii) weniger als 100 Hz; viii) weniger als 75 Hz; ix) größer als 1 Hz; x) größer als 2 Hz; xi) größer als 5 Hz; xii) größer als 10 Hz; xiii) größer als 20 Hz; xiv) etwa 20 Hz; und xv) etwa 50 Hz; b) mit einer Impulsbreite von mindestens einem der folgenden Werte: i) weniger als 5.000 µs; ii) weniger als 2.500 µs; iii) weniger als 1.000 µs; iv) weniger als 500 µs; v) weniger als 200 µs; vi) weniger als 100 µs; vii) weniger als 75 µs; viii) größer als 1 µs; ix) größer als 2 µs; x) größer als 5 µs; xi) größer als 10 µs; xii) größer als 20 µs; und xiii) etwa 50 µs; c) mit einer Spannung, die mindestens einer der folgenden ist: i) kleiner als 50 V; ii) kleiner als 25 V; iii) kleiner als 10 V; iv) weniger als 5 V; v) weniger als 2 V; vi) weniger als 1 V; vii) größer als 0,1 V; viii) größer als 0,2 V; ix) größer als 0,5 V; und x) größer als 1 V; und d) mit einem Strom, der mindestens einer der folgenden Werte aufweist: i) weniger als 50 mA; ii) mehr als 0,1 mA; und iii) zwischen 0,1 mA und 36 mA; e) die mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen: i) sind symmetrisch; ii) sind asymmetrisch; iii) sind monophasisch; iv) sind biphasisch; v) dreiphasisch sind; vi) mehrphasisch sind; und vii) mehrere Phasen mit mindestens einer dazwischenliegenden Pause umfassen; f) konfiguriert, um mindestens eine der folgenden Funktionen zu erfüllen: i) die Aktivität des Vagusnervs zu stimulieren; und ii) die Aktivität des Vagusnervs zu hemmen.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein jeweiliges Therapiesignal an jede der Elektroden angelegt wird; wobei optional die jeweiligen Therapiesignale mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen: a) in Phase; und, b) phasenverschoben.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das System ein Steuersystem mit einem Gehäuse umfasst, das mindestens eines der folgenden Elemente enthält: a) dem Signalgenerator; b) einer Stromversorgung; und c) einer Steuereinheit; wobei optional eine Leitung von der Klammer zum Gehäuse verläuft.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das System eine Steuereinheit umfasst, die zum Steuern des Signalgenerators konfiguriert ist; wobei optional die Steuereinheit zum Folgenden konfiguriert ist: a) Bestimmen von Therapiesignalparametern; und b) den Signalgenerator gemäß den Therapiesignalparametern zu steuern; wobei optional die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Therapiesignalparameter gemäß mindestens einem der folgenden Elemente bestimmt: a) definierte Therapiesignalparameter, die in einem Speicher gespeichert sind; b) Benutzereingaben; c) Biofeedback; d) Neurofeedback; e) Signale von einem Sensor; und f) einem ausgewählten Therapiemodus;
System nach Anspruch 10, wobei das System einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mindestens einen Subjektparameter erfasst, und wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie: a) mindestens einen Subjektparameter unter Verwendung von Signalen vom Sensor bestimmt; und b) den Signalgenerator veranlasst, Therapiesignale gemäß dem mindestens einen Subjektparameter zu erzeugen; wobei optional der Sensor mindestens einer der folgenden ist: a) an der Klammer in der Nähe mindestens einer Elektrode angebracht ist; b) elektrisch mit mindestens einer der Elektroden gekoppelt ist; c) ein tragbarer Sensor ist; d) an einem tragbaren Band vorgesehen ist; und e) an einem tragbaren Armband vorgesehen ist; wobei optional der Sensor mindestens einer der folgenden ist: a) ein Entzündungsbiomarker-Sensor; b) ein Temperatursensor; c) ein Blutsauerstoffsensor; d) ein Pulsoximeter; e) ein Herzfrequenzsensor; und f) ein Impedanzsensor; wobei optional der mindestens eine Subjektparameter mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: a) das Vorhandensein, Fehlen oder die Konzentration eines Entzündungsbiomarkers; b) eine Temperatur; c) einen Blutsauerstoffgehalt; d) eine Herzfrequenz; e) eine Herzfrequenzvariabilität; f) eine Impedanz; und g) eine galvanische Hautreaktion;
System nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie: a) eine Herzfrequenz des Subjekts auf der Grundlage von Signalen vom Sensor überwacht; und b) den Signalgenerator veranlassen, die Therapiesignale zumindest teilweise entsprechend der Rückmeldung zu erzeugen;
System nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie: a) den Signalgenerator veranlasst, progressiv Therapiesignale mit progressiv sich ändernden Parametern zu erzeugen; b) eine Herzfrequenz der Person auf der Grundlage von Signalen vom Sensor überwacht, während sich die Therapiesignale ändern; c) Erfassen von Änderungen der Herzfrequenz; d) Festlegen eines Therapiesignalparameter-Schwellenwerts auf der Grundlage eines Parameters des Therapiesignals, wenn Änderungen der Herzfrequenz erfasst werden; und e) Veranlassen des Signalgenerators, Therapiesignale auf der Grundlage des Therapiesignalparameter-Schwellenwerts zu erzeugen; wobei optional der Therapiesignalparameter-Schwellenwert eine Therapiesignalstärke ist und 50 % bis 60 % der Therapiesignalstärke beträgt, die angelegt wird, wenn die Änderung der Herzfrequenz erkannt wird; wobei optional die Steuereinheit konfiguriert ist, um: a) den Signalgenerator zu veranlassen, die Therapiesignale zu erzeugen; b) Änderungen einer Herzfrequenz des Probanden auf der Grundlage von Signalen vom Sensor in Reaktion auf die angelegten Therapiesignale zu überwachen; und c) mindestens eines der folgenden Elemente: i) Veranlassen des Signalgenerators, Therapiesignale auf der Grundlage der überwachten Änderungen der Herzfrequenz zu erzeugen; und ii) Analysieren der überwachten Änderungen der Herzfrequenz, um eine Herzvariabilität als Reaktion auf die angelegten Therapiesignale zu bestimmen; wobei optional die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen Entzündungsindikator zu erzeugen, der das Vorhandensein, das Fehlen oder den Grad von Entzündungsmarkern innerhalb des Subjekts anzeigt; wobei optional der Entzündungsindikator umgekehrt proportional zur Herzfrequenzvariabilität ist; wobei optional die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Herzfrequenzvariabilität verwendet, um einen prädiktiven Indikator zu erzeugen, der eine Reaktionsfähigkeit auf die Therapiesignale anzeigt; wobei optional der prädiktive Indikator eine Reaktionsfähigkeit auf eine Vorhofflimmertherapie anzeigt.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Steuereinheit mindestens eine der folgenden Funktionen ausführt: a) so konfiguriert ist, dass sie mindestens eine der folgenden Funktionen ausführt: i) Bestimmen einer Rückmeldung unter Verwendung von Benutzereingabebefehlen; ii) Veranlassen des Signalgenerators, die Therapiesignale gemäß der Rückmeldung zu erzeugen; iii) Veranlassen des Signalgenerators, Therapiesignale mit sich progressiv ändernden Parametern zu erzeugen; und iv) Auswählen eines oder mehrerer Therapiesignalparameter als Reaktion auf Benutzereingabebefehle; und b) mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: i) mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung; ii) eine von einem Client-Gerät ausgeführte Softwareanwendung; und iii) eine externe Steuereinheit, die drahtlos mit mindestens einem der folgenden Elemente verbunden ist: (1) dem Signalgenerator; und (2) mindestens einem Sensor.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei mindestens eines der folgenden Elemente vorhanden ist: a) die Parameter mindestens eines der folgenden Elemente umfassen: i) eine Therapiesignal-Impulsbreite; ii) eine Therapiesignal-Amplitude; und iii) eine Therapiesignal-Frequenz; und iv) eine Therapiesignal-Wellenform; wobei die Steuereinheit optional so konfiguriert ist, dass sie das Therapiesignal schrittweise um mindestens einen der folgenden Werte erhöht: i) 0,1 mA; ii) 0,2 mA; iii) 0,5 mA; iv) 0,8 mA; v) 1 mA; vi) 1,5 mA; und vii) 2 mA; b) die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie: i) die Auswahl eines Therapiemodus gemäß Benutzereingaben zu bestimmen; und ii) den Signalgenerator gemäß dem ausgewählten Modus zu steuern; wobei optional das System eine Anzahl von Therapiemodi umfasst, die in einem Speicher gespeichert sind, wobei jeder Therapiemodus eine Sequenz von Therapiesignalen definiert und wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie den Signalgenerator veranlasst, die Sequenz von Therapiesignalen zu erzeugen; c) in einem Forschungsmodus ist die Steuereinheit konfiguriert, um mindestens eine der folgenden Funktionen auszuführen: i) Auswählen einer Therapiesignalstärke als Reaktion auf Benutzereingaben und progressives Verringern der Therapiesignalstärke auf Null; und ii) Abgeben eines nicht-elektrischen Stimulus; und d) das System umfasst einen Stimulator, der konfiguriert ist, um einen Stimulus an den Probanden anzulegen; wobei optional der Stimulator mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: i) einen Audiostimulator; ii) einen Vibrationsstimulator; iii) einen optischen Stimulator; und, iv) einen thermischen Stimulator; wobei optional der Stimulator in die Klammer integriert ist; wobei optional der Stimulator von einer Steuereinheit gesteuert wird, um zu bewirken, dass der Reiz in Verbindung mit den Therapiesignalen anlegbar ist.