DE102007006467B3

DE102007006467B3 - Intra-oral palate insert for monitoring and reduction of sleep apnoea extends along the soft palate and incorporates stimulation electrodes

Info

Publication number: DE102007006467B3
Application number: DE200710006467
Authority: DE
Inventors: Arthur Dr. Kuo
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2027-02-10

Abstract

Es soll eine intra-orale Vorrichtung angegeben werden, die das Auftreten von Schlafapnoe und Schnarchen reduziert. Zur Lösung der Aufgabe ist eine am Oberkiefer befestigbare Gaumenplatte (10) vorgesehen, die einen sich in den Bereich des Gaumensegels (9) erstreckenden Gaumenplattenabschnitt (11) aufweist, welcher mit Stimulationselektroden (16) versehen ist.An intra-oral device is to be specified which reduces the occurrence of sleep apnea and snoring. To achieve the object, a palatal plate (10) which can be fastened to the upper jaw is provided, which has a palatal plate section (11) extending into the area of the soft palate (9), which is provided with stimulation electrodes (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device having the features of the preamble of claim 1

Schnarchen ist ein weit verbreitetes Problem. Etwa 40% der Bevölkerung der Industriestaaten leiden darunter. Bei älteren Menschen ist dieser Prozentsatz teilweise noch höher, da die muskuläre Straffung der Gewebe des Rachenraumes mit fortschreitendem Alter abnimmt. Im Schlaf entspannen sich die Gewebeteile im Rachenbereich und verengen den freien Querschnitt, der für die Luftströmung bei der Ein- und Ausatmung zur Verfügung steht. Infolgedessen erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit der Atemluft und die erschlafften und entspannten Gewebeteile im Rachenbereich, insbesondere das Gaumensegel, werden zum Flattern angeregt. Die mit diesen flatternden Bewegungen einhergehende Geräuschbildung bezeichnet man als Schnarchen.snoring is a common problem. About 40% of the population the industrialized countries suffer from it. In the elderly this percentage is sometimes even higher, because the muscular tightening The tissue of the pharynx decreases with advancing age. During sleep, the tissue parts relax in the throat and narrow the free cross section for the air flow at the inhalation and exhalation available stands. As a result, increased the flow velocity the respiratory air and the slackened and relaxed tissue parts in the Throat area, especially the soft palate, become fluttering stimulated. The noise associated with these fluttering movements is called snoring.

Die Gewebeteile im Rachenbereich können während des Schlafs noch weiter entspannt sein, so dass der Atemweg sogar vollständig verschlossen sein kann und keine Luftströmung vorliegt. Dies bezeichnet man als Schlafapnoe. Das Schlafapnoe-Syndrom betrifft schätzungsweise 3-5% der Bevölkerung. Die Schlafapnoe-Patienten unterliegen einer Schlaffragmentierung und einer ununterbrochenen, vollständigen oder nahezu vollständigen Beendigung der Ventilation während des Schlafes mit potentiell hochgradiger Oxihämoglobin-Entsättigung. Diese Eigenschaften bedeuten klinisch eine extreme Tagesmüdigkeit, Herzarrythmien, pulmonäre-arterielle Hypertonie, Stauung-Herzversagen und/oder kognitive Fehlfunktionen. Andere Folgeerscheinungen der Schlafapnoe umfassen eine rechtsventikuläre Fehlfunktion mit Cor Pulmonale, Kohlendioxid-Retention während der Wachphasen und beim Schlafen kontinuierliche reduzierte arterielle Sauerstoffkonzentrationen. Daraus resultiert, dass die schweren Schlafapnoe- Patienten der Gefahr übermäßiger Mortalität sowie Unfällen beim Fahren und beim Bedienen von Maschinen unterliegen.The Tissue parts in the throat area can during the Sleep will be even more relaxed, so the airway may even be completely closed can and no air flow is present. This is called sleep apnea. The sleep apnea syndrome concerns estimated 3-5% of the population. Sleep apnea patients are subject to sleep fragmentation and an uninterrupted, complete or near completion the ventilation during sleep with potentially high-grade oxyhemoglobin desaturation. These Properties mean clinically extreme daytime fatigue, Cardiac arrhythmias, pulmonary-arterial Hypertension, congestive heart failure and / or cognitive dysfunction. Other sequelae of sleep apnea include right ventricular dysfunction with cor pulmonale, carbon dioxide retention during waking phases and during Sleeping continuous reduced arterial oxygen concentrations. As a result, severe sleep apnea patients are at risk of over-mortality as well accidents when driving and operating machines subject.

Eine Vorrichtung zur Reduzierung von Schlafapnoe ist aus der DE 10 2004 031 376 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung enthält eine Gaumenplatte, die am Oberkiefer des Probanden befestigt wird. An der Gaumenplatte sind Stimulationselektroden angebracht, mit denen der vordere Gaumenbereich mit elektrischen Impulsen beaufschlagt wird. Hierdurch wird der Proband zur Wiederaufnahme der Atemtätigkeit angestoßen oder es wird eine Unterbrechung der Atemtätigkeit verhindert. Neben den Stimulationselektroden können auch die Ansteuerelektronik und die Stromversorgung in die Gaumenplatte integriert sein.A device for reducing sleep apnea is out of the DE 10 2004 031 376 A1 known. The known device contains a palate plate which is attached to the subject's upper jaw. On the palate plate stimulation electrodes are attached, which are applied to the front palate area with electrical impulses. As a result, the subject is initiated to resume the respiratory activity or it is prevented interruption of the respiratory activity. In addition to the stimulation electrodes and the control electronics and the power supply can be integrated into the palate plate.

Aus der US 5,915,385 A ist eine in den Mund einsetzbare Bissplatte bekannt, die eine Gaumenplatte aufweist, wobei die Gaumenplatte einen Gaumenplattenabschnitt besitzt, der sich in den Bereich des Gaumensegels erstreckt.From the US 5,915,385 A For example, a bite plate which can be inserted in the mouth is known which has a palatal plate, the palate plate having a palatal plate section which extends into the area of the soft palate.

Die US 2003/006 2050 A1 beschreibt eine Gaumenplatte mit einem elektrischen Schaltkreis und zwei Stimulationselektroden, die sich über die Gaumenplatte hinaus in den Bereich des Gaumensegels erstrecken, um dort eine Muskelkontraktion zu erzeugen.The US 2003/006 2050 A1 describes a palatal plate with an electrical circuit and two stimulation electrodes that extend beyond the palatal plate into the region of the soft palate to create a muscle contraction there.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine intra-orale Vorrichtung mit Stimulationselektroden zu verbessern.Of the Invention is based on the object, an intra-oral device to improve with stimulation electrodes.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution The object is achieved with the features of claim 1.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.A advantageous embodiment of the invention results from the dependent claim.

Die Gaumenplatte ist mit einem zusätzlichen Gaumenplattenabschnitt versehen, welcher die Stimulationselektroden aufnimmt, die das Gaumensegel unmittelbar stimulieren und eine Muskelkontraktion am Gaumensegel hervorrufen. Durch die erhöhte Muskelspannung erhöht sich die Steifigkeit des Gaumensegels und es wird durch die Atemluftströmung nur noch in geringem Umfang zum Schwingen angeregt, so dass der Luftweg offen bleibt. Im Bereich der Stimulationselektroden ist ein Vibrationssensor angeordnet, der die Schwingung des Gaumensegels oder die dadurch erzeugten akustischen Wellen fasst. Die Stimulationselektroden und der Vibrationssensor sind erfindungsgemäß mittels einer Ansteuereinrichtung, die sich ebenfalls auf der Gaumenplatte befindet, in Form eines Regelkreises verbunden, so dass über die gemessene Schwingung des Gaumensegels oder den Schallwellenpegel das Ansteuersignal für die Stimulationselektroden entsprechend angepasst werden kann. Wird beispielsweise vom Vibrationssensor eine erhöhte Schwingung oder Bewegung des Gaumensegels festgestellt, erhöht die Ansteuereinrichtung das Ansteuersignal an den Stimulationselektroden, so dass eine erhöhte Muskelkontraktion am Gaumensegel hervorgerufen wird. Das Ansteuersignal, welches vorteilhaft in Impulsform vorliegt, kann hinsichtlich Amplitude, Puls-Pause-Verhältnis, Pulsdauer und Frequenz variiert werden.The Palate plate is with an additional palatal plate section provided, which receives the stimulation electrodes, the soft palate Immediately stimulate and muscle contraction on the soft palate cause. Due to the increased muscle tension elevated It increases the stiffness of the soft palate and it is due to the breathing air flow only still excited to a small extent to swing, so the airway remains open. In the area of the stimulation electrodes is a vibration sensor arranged, the vibration of the soft palate or by the generated acoustic waves summarizes. The stimulation electrodes and the vibration sensor according to the invention by means of a drive device, which is also on the palate plate, in the form of a Loop connected, so over the measured vibration of the soft palate or the sound wave level the drive signal for the stimulation electrodes can be adjusted accordingly. Becomes for example, from the vibration sensor increased vibration or movement of the soft palate, increases the driving device the drive signal to the stimulation electrodes, allowing an increased muscle contraction caused by the soft palate. The drive signal, which is advantageous is present in pulse form, in terms of amplitude, pulse-pause ratio, pulse duration and frequency can be varied.

Die Ansteuereinrichtung kann über ein Kabel oder eine drahtlose Datenverbindung mit einer stationären Auswerte- und Steuereinheit verbunden sein, von der aus alle Grundeinstellungen vorgenommen werden können und die eine Monitoring-Einheit besitzt, um alle Signalverläufe darzustellen. Nachdem über die Datenverbindung alle Grundeinstellungen vorgenommen worden sind, kann die Ansteuereinrichtung von der stationären Auswerte- und Steuereinheit getrennt werden und arbeitet als eigenständige Komponente. Erfasste Messdaten, wie das Messsignal des Vibrationssensors und das Ansteuersignal für die Stimulationselektroden, werden in einem Speicher der Ansteuereinrichtung abgelegt und können später an die stationäre Auswerte- und Steuereinheit übertragen werden. In vorteilhafter Weise kann die Datenverbindung auch zur Übertragung von elektrischer Energie an die Stromversorgung der Gaumenplatte benutzt werden.The control device can be connected via a cable or a wireless data connection with a stationary evaluation and control unit, from which all basic settings can be made and has a monitoring unit to represent all waveforms. After over the data connection all basic settings have been made, the control device can be separated from the stationary evaluation and control unit and operates as a separate component. Recorded measurement data, such as the measurement signal of the vibration sensor and the drive signal for the stimulation electrodes, are stored in a memory of the control device and can be transmitted later to the stationary evaluation and control unit. Advantageously, the data connection can also be used for the transmission of electrical energy to the power supply of the palate plate.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.One embodiment is shown in the figure and explained in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1 den Kopf eines Probanden im Längsschnitt mit eingesetzter Gaumenplatte, 1 the head of a subject in longitudinal section with inserted palatal plate,

2 eine Gaumenplatte im Längsschnitt mit Stimulationselektroden im Bereich des Gaumensegels, 2 a palate plate in longitudinal section with stimulation electrodes in the region of the soft palate,

3 die Gaumenplatte nach der 2, bei welcher eine Daten-Verbindung zu einer externen Auswerte- und Steuereinheit besteht, 3 the palate plate after the 2 in which there is a data connection to an external evaluation and control unit,

4 eine Aussicht auf die Gaumenplatte nach der 3, 4 a view of the palate after the 3 .

5 die Gaumenplatte nach der 4 mit einem Vibrationssensor. 5 the palate plate after the 4 with a vibration sensor.

1 veranschaulicht schematisch den Kopf eines Probanden 1 im Längsschnitt. Der Mundraum 2 des Probanden 1 wird begrenzt durch einen Oberkiefer 3 mit einem oberen Zahnbogen 4 und einem Gaumenknochen 5 sowie einem Unterkiefer 6 mit einem unteren Zahnbogen 7 und der Zunge 8. An den Gaumenknochen 5 schließt sich ein Gaumensegel 9 an, das durch Muskelspannung gehalten wird und nicht durch einen Knochen verstärkt ist. 1 schematically illustrates the head of a subject 1 in longitudinal section. The oral cavity 2 of the subject 1 is limited by an upper jaw 3 with an upper dental arch 4 and a cleft bone 5 as well as a lower jaw 6 with a lower dental arch 7 and the tongue 8th , At the cleft bone 5 joins a soft palate 9 held by muscle tension and not reinforced by a bone.

Am Oberkiefer 3 ist eine Gaumenplatte 10 befestigt, die den oberen Zahnbogen 4 umschließt und einen Gaumenplattenabschnitt 11 aufweist, der sich in den Bereich des Gaumensegels 9 erstreckt und dieses fixiert.At the upper jaw 3 is a palate plate 10 attached to the upper dental arch 4 encloses and a palatal plate section 11 which extends into the area of the soft palate 9 extends and fixes this.

2 zeigt die Gaumenplatte 10 nach der 1 im Längsschnitt. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der 1 versehen. Die Gaumenplatte 10 besitzt eine Schale 12 aus Kunststoff, die den oberen Zahnbogen 4, 1, umgreift, eine Oberseite 13, die der Kontur des Gaumenknochens 5, 1, angepasst ist und eine Unterseite 14, die die Zunge 8, 1, in der neutralen Lage hält. Die Gaumenplatte 10 besitzt eine Hohlkammerstruktur 15 und ist zur Aufnahme von Stimulationselektroden 16 im Bereich des Gaumenplattenabschnitts 11 mit zugehöriger Ansteuereinheit 17, Stromversorgung 18 und Datenschnittstelle 19 ausgebildet. Die Stimulationselektroden 16 befinden sich an der Oberseite 13 des Gaumenplattenabschnitts 11 im Bereich des Gaumensegels. An der Unterseite 14 sind im Bereich der Datenschnittstelle 19 und der Stromversorgung 18 nach unten aufklappbare Fenster 20 vorgesehen. 2 shows the palate plate 10 after 1 in longitudinal section. The same components are given the same reference numbers 1 Mistake. The palate plate 10 has a shell 12 made of plastic, which is the upper dental arch 4 . 1 , surrounds, a top 13 , the contour of the palate bone 5 . 1 , is customized and a bottom 14 that the tongue 8th . 1 , in the neutral position keeps. The palate plate 10 has a hollow chamber structure 15 and is for receiving stimulation electrodes 16 in the area of the palatal plate section 11 with associated control unit 17 , Power supply 18 and data interface 19 educated. The stimulation electrodes 16 are at the top 13 of the palatal plate section 11 in the area of the soft palate. On the bottom 14 are in the area of the data interface 19 and the power supply 18 downwards hinged windows 20 intended.

3 zeigt die Gaumenplatte 10 nach der 2 mit einer Datenverbindung 21 zu einer Steuer- und Auswerteeinheit 22, mit der die Impulsfolge, Frequenz und Stromstärke des Stimulationssignals für die Stimulationselektroden 16 eingestellt werden kann. Über ein Monitoringgerät 23 lassen sich Ansteuer- und Einstelldaten sowie Messdaten darstellen. Über eine Bedieneinheit 24 können Einstelldaten verändert werden. 3 shows the palate plate 10 after 2 with a data connection 21 to a control and evaluation unit 22 , with which the pulse sequence, frequency and amperage of the stimulation signal for the stimulation electrodes 16 can be adjusted. About a monitoring device 23 can be control and adjustment data and measurement data represent. Via a control unit 24 Adjustment data can be changed.

4 veranschaulicht eine Aufsicht auf die Gaumenplatte 10 nach der 3. 4 illustrates a plan view of the palate plate 10 after 3 ,

Im Bereich des Gaumenplattenabschnitts 11 sind zwei Stimulationselektroden 16 angeordnet.In the area of the palatal plate section 11 are two stimulation electrodes 16 arranged.

5 zeigte eine Aufsicht auf die Gaumenplatte 10 nach der 4, wobei über der 4 im Bereich des Gaumenplattenabschnitts 11 zusätzlich ein Vibrationssensor 25 vorgesehen ist, der mit der Ansteuereinheit 17 verbunden. ist. Der Vibrationssensor 25 erfasst mögliche Schwingungen des Gaumensegels 9. Der Vibrationssensor 25 ist Bestandteil eines Regelkreises innerhalb der Ansteuereinheit 17, mit welchem die Schwingungen des Gaumensegels 9 oder die dadurch entstehenden akustischen Wellen als Istwertgeber erfasst werden, um dann über das an den Stimulationselektroden 16 anliegende Stimulationssignal die Muskelkontraktion des Gaumensegels 9 zu verändern. Die Schwingung des Gaumensegels 9 kann über das Monitoring-Gerät 23 zur Anzeige gebracht werden. 5 showed a view of the palate plate 10 after 4 , being over the 4 in the area of the palatal plate section 11 in addition a vibration sensor 25 is provided, with the drive unit 17 connected. is. The vibration sensor 25 detects possible vibrations of the soft palate 9 , The vibration sensor 25 is part of a control loop within the control unit 17 with which the vibrations of the soft palate 9 or the resulting acoustic waves are detected as the actual value transmitter, and then via the at the stimulation electrodes 16 adjoining stimulation signal the muscle contraction of the soft palate 9 to change. The vibration of the soft palate 9 can via the monitoring device 23 be displayed.

Claims

Device for reducing sleep apnea and snoring with a palatal plate which can be attached to the upper jaw ( 10 ) and with stimulation electrodes ( 16 ), characterized in that the palate plate ( 10 ) into the area of a soft palate ( 9 ) extending palatal plate section ( 11 ) on which the stimulation electrodes ( 16 ) are arranged such that the palatal plate section ( 11 ) additionally the movement of the soft palate ( 9 ) detecting vibration sensor ( 25 ) and that the palate plate ( 10 ) a drive unit ( 17 ) for the stimulation electrodes ( 16 ), wherein the drive unit ( 17 ) as a closed loop to Control of the stimulation electrodes ( 16 ) is formed with the vibration sensor ( 25 ) as actual value transmitter.

Device according to Claim 1, characterized in that the drive device ( 17 ) a data connection ( 21 ) to an evaluation and control unit ( 22 ) owns.