JP-2026514580-A - 経皮的耳介迷走神経刺激

JP2026514580AJP 2026514580 AJP2026514580 AJP 2026514580AJP-2026514580-A

Abstract

ｔａＶＮＳシステム（１００）は、電極支持体（１１０）と、電極支持体（１１０）に取り付けられ、電極支持体（１１０）から突出し、それぞれヒト被験者の耳の上耳甲介および下耳甲介における皮膚と接触するように構成された上耳甲介および下耳甲介電極（１２０、１３０）とを備える。弾性ヘッドバンド（１４０）は、電極支持体（１１０）に取り付けられ、ヒト被験者の頭部に取り付けられたとき、ヒト被験者の耳の上耳甲介および下耳甲介における皮膚に向けて上耳甲介および下耳甲介電極（１２０、１３０）を押圧するように、電極支持体（１１０）に圧力を加えるように構成されている。【選択図】図１Ａ

Inventors

アンダースン，ウルフ
ブロルソン，ヨラン

Assignees

タヴンスエービー

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20240429
Priority Date: 20230502

Claims (20)

電極支持体（１１０）と、前記電極支持体（１１０）に取り付けられ、前記電極支持体（１１０）から突出し、ヒト被験者の耳の上耳甲介における皮膚と接触するように構成された上耳甲介電極（１２０）と、前記電極支持体（１１０）に取り付けられ、前記電極支持体（１１０）から突出し、前記ヒト被験者の耳の下耳甲介における皮膚と接触するように構成された下耳甲介電極（１３０）と、前記電極支持体（１１０）に取り付けられ、前記ヒト被験者の頭部に取り付けられたときに、前記電極支持体（１１０）に圧力を加えて、前記上耳甲介電極（１２０）を前記ヒト被験者の耳の前記上耳甲介の前記皮膚に向けて押圧し、前記下耳甲介電極（１３０）を前記ヒト被験者の前記耳の下耳甲介の前記皮膚に押圧するように構成された弾性ヘッドバンド（１４０）であって、前記電極支持体（１１０）は、前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介電極（１３０）以外の電極を含まない、弾性ヘッドバンド（１４０）とを備える経皮的耳介迷走神経刺激（ｔａＶＮＳ）システム（１００）。
前記上耳甲介電極（１２０）がアルミニウムまたはアルミニウム合金、好ましくはアルミニウム製であるか、またはアルミニウムもしくはアルミニウム合金、好ましくはアルミニウム製の電極表面（１２１）を備える、請求項１に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記下耳甲介電極（１３０）がアルミニウムまたはアルミニウム合金、好ましくはアルミニウム製であるか、またはアルミニウムもしくはアルミニウム合金、好ましくはアルミニウム製の電極表面（１３１）を備える、請求項１または２に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）が、前記ヒト被験者の前記耳の前記上耳甲介における前記皮膚と直接物理的に接触するように構成されており、前記下耳甲介電極（１３０）が、前記ヒト被験者の前記耳の前記下耳甲介における前記皮膚と直接物理的に接触するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）が、電源コード（１５０）と電気的に接触している電極本体（１２３）と、前記ヒト被験者の前記耳の前記上耳甲介における前記皮膚と接触するように構成された電極表面（１２１）を備える半球状電極ヘッド（１２２）とを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）の前記電極本体（１２３）が、前記上耳甲介電極（１２０）の前記半球状電極ヘッド（１２２）の前記電極支持体（１１０）に対する突出量を調整するように配置された調整可能電極軸（１２４）に取り付けられている、請求項５に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記調整可能電極軸（１２４）と接触して前記電極支持体（１１０）に配置され、前記調整可能電極軸（１２４）を前記電極支持体（１１０）に対して選択された位置に取り付けるように構成された調整ねじ（１１１）をさらに備える、請求項６に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）の前記半球状電極ヘッド（１２２）の前記電極表面（１２１）が、前記ヒト被験者の前記耳の前記上耳甲介における皮膚と直接物理的かつ電気的に接触するように構成されている、請求項５から７のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記下耳甲介電極１３０）が、電源コード（１５２）と電気的に接触している電極本体（１３３）と、前記ヒト被験者の前記耳の前記下耳甲介における前記皮膚と接触するように構成された電極表面（１３１）を備える半球状電極ヘッド（１３２）とを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記下耳甲介電極（１３０）の前記電極本体（１３３）が、前記上耳甲介電極（１３０）の前記半球状電極ヘッド（１３２）の前記電極支持体（１１０）に対する突出量を調整するように配置された調整可能電極軸（１３４）に取り付けられている、請求項９に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記調整可能電極軸（１３４）と接触して前記電極支持体（１１０）に配置され、前記調整可能電極軸（１３４）を前記電極支持体（１１０）に対して選択された位置に取り付けるように構成された調整ねじ（１１２）をさらに備える、請求項１０に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記下耳甲介電極（１３０）の前記半球状電極ヘッド（１３２）の前記電極表面（１３１）が、前記ヒト被験者の前記耳の前記下耳甲介における皮膚と直接物理的かつ電気的に接触するように構成されている、請求項９から１１のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記電極支持体（１１０）における前記上耳甲介電極（１２０）と前記下耳甲介電極（１３０）との間の距離が、複数のヒト被験者の集団における前記上耳甲介と前記下耳甲介との間の平均距離に対応する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介（１３０）の一方が、前記電極支持体（１１０）に固定的に取り付けられ、前記電極支持体（１１０）から固定距離で突出しており、前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介電極（１３０）の他方が、前記電極支持体（１１０）に調整可能に取り付けられ、前記電極支持体（１１０）から調整可能な距離で突出している、請求項１から１３のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介（１３０）が前記電極支持体（１１０）の内面（１１３）に取り付けられ、前記電極支持体（１１０）の内面（１１３）から突出しており、前記内面（１１３）が平坦面である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介電極（１３０）と電気的に接触し、電気刺激パルスを生成するように構成された刺激デバイス（２００）をさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載のｔａＶＮＳシステム。
ヒト被験者における経皮的耳介迷走神経刺激（ｔａＶＮＳ）のための方法であって、前記上耳甲介電極（１２０）を前記ヒト被験者の耳の上耳甲介における皮膚と接触させ、前記下耳甲介電極（１３０）を前記ヒト被験者の前記耳の下耳甲介の皮膚と接触させて配置するために、請求項１６に記載の前記ｔａＶＮＳシステム（１００）の前記弾性ヘッドバンド（１４０）を前記ヒト被験者の頭部に取り付けること（Ｓ１）と、電気刺激パルスを前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介電極（１３０）を介して印加するために、前記刺激デバイス（２００）によって前記電気刺激パルスを生成すること（Ｓ２）とを含む方法。
電気刺激パルスを生成すること（Ｓ２）が、２分から１０分まで、好ましくは３分から７分まで、より好ましくは約５分の刺激期間の間、前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介電極（１３０）を介して前記電気刺激パルスを印加するために、前記刺激デバイス（２００）によって前記電気刺激パルスを生成すること（Ｓ２）を含む、請求項１７に記載の方法。
電気刺激パルスを生成すること（Ｓ２）が、１日に１回または２回、好ましくは２回、前記上耳甲介電極（１２０）および前記下耳甲介電極（１３０）を介して前記電気刺激パルスを印加するために、前記刺激デバイス（２００）によって前記電気刺激パルスを生成すること（Ｓ２）を含む、請求項１７または１８に記載の方法。
ヒト被験者における病状を治療するための方法であって、前記病状が、てんかん、うつ病、肥満、片頭痛、群発頭痛、不眠症、神経障害性疼痛、背部痛、慢性疼痛、認知機能低下、炎症性疾患、例えば、関節リウマチ、クローン病、潰瘍性大腸炎、全身性エリテマトーデス（ＳＬＥ）、多発性硬化症、およびアルツハイマー病からなる群から選択され、前記方法が、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の経皮的耳介迷走神経刺激（ｔａＶＮＳ）を前記ヒト被験者において実行することを含む、方法。

Description

本発明は一般に、経皮的耳介迷走神経刺激（ｔａＶＮＳ）に関する。迷走神経は、脳、胸部、腹部全体にわたって自律神経緊張を維持する上で主要な役割を果たしている。電気的迷走神経刺激（ＶＮＳ）は現在、薬剤抵抗性てんかん、大うつ病、および病的肥満に対して承認されている。このようなＶＮＳは、頸部埋め込み型デバイスの形態で実施される。ＶＮＳの埋め込みには外科的手技が必要で、左側の迷走神経幹の頸部にリード線を配置し、パルスジェネレータを上胸部に形成されたポケットに皮下挿入する。埋め込み型ＶＮＳデバイスの最も一般的な副作用は、埋め込み時の外科的介入に関連するものである。下反回喉頭神経の刺激に関連する喉頭気管機能障害がてんかん治療を受けた集団の約３分の２に発生し、通常は一過性である。しかし、電極の破損、脱臼、ジェネレータの誤動作、創部感染、反回喉頭神経麻痺、試験刺激下での不整脈を含む、他の外科的課題もある。ヒトにおける侵襲的ＶＮＳの欠点を回避するための魅力的で有望なアプローチは、外部パルスジェネレータによって発生するＶＮＳを使用することである。経皮的ＶＮＳには２つのタイプが開発されており、すなわち、経皮的頸部ＶＮＳ（ｔｃＶＮＳ）および経皮的耳介ＶＮＳ（ｔａＶＮＳ）である。ｔｃＶＮＳは、胸鎖乳突筋を覆う皮膚上に電極が配置され、内頸動脈および総頸動脈の後外側で内頸静脈の内側にある頸動脈鞘内にある頸迷走神経に電気信号を供給することによって達成できる。ＶＮＳのための埋め込み電極は同様の位置に配置されるが、迷走神経は皮膚、表在筋膜、胸鎖乳突筋の下に位置するため、迷走神経束の求心性線維と遠心性線維の両方を刺激する可能性が高い現在のバイオエレクトロニクスデバイスでは、迷走神経線維の経皮的電気刺激へのアクセスが困難である。迷走神経の耳介枝は、脳幹の孤束核（ＮＴＳ）に感覚入力を投射しており、このＮＴＳは迷走神経求心性神経の約９５％を受容している。ＮＴＳは、迷走神経の運動出力を促進する疑核、青斑核、背側運動核を含む、前脳、扁桃体、海馬、大脳辺縁系、脳幹構造の多くのエリアに投射する。ヒトにおける機能的磁気共鳴画像法（ｆＭＲＩ）の研究では、迷走神経耳介枝の中枢投射が、侵襲的ＶＮＳ後に活性化される迷走神経投射と一致しており、ｔａＶＮＳにおいて外耳を介して非侵襲的にアクセスできることが確認されている。ｔａＶＮＳは一般に自宅で行われ、耳介の皮膚電極を介して送達されるパルス電流を生成する、小型の電池式ハンドヘルド型刺激デバイスを使用して行われる。これらのハンドヘルド型ｔａＶＮＳ装置の欠点は、耳介内の正しい位置に刺激パルスを送達すること、および完全な刺激セッション中に刺激電極と皮膚との間に十分な電気的接触を提供することである。ＵＳ２０２２／０１４３３９０は、内面および外面を含む多電極耳シェルを開示している。内面は耳の表面に対応し、耳の上耳甲介および下耳甲介と重なるように構成されている。多電極耳シェルはさらに、上耳甲介、下耳甲介、耳輪脚、対輪、耳珠、耳介の鍼治療点などを含む様々な場所に接触可能な刺激電極を受け入れるように構成された複数のソケットを含む。刺激電極と皮膚との間に十分な電気的接触を提供するために、耳の皮膚に導電性ゲルが塗布される。効率的なｔａＶＮＳ刺激を提供するユーザーフレンドリーなｔａＶＮＳシステムに対するニーズは依然として存在する。一般的な目的は、効率的なｔａＶＮＳ刺激を提供するユーザーフレンドリーな経皮的耳介迷走神経刺激（ｔａＶＮＳ）システムを提供することである。この目的および他の目的は、本明細書に開示される実施形態によって達成される。本発明は独立請求項に定義される。本発明のさらなる実施形態は、従属請求項によって定義される。本発明の一態様は、電極支持体と、電極支持体に取り付けられ、電極支持体から突出し、ヒト被験者の耳の上耳甲介における皮膚と接触するように構成された上耳甲介電極と、電極支持体に取り付けられ、電極支持体から突出し、ヒト被験者の耳の下耳甲介における皮膚と接触するように構成された下耳甲介電極とを備えるｔａＶＮＳシステムに関する。ｔａＶＮＳシステムは、電極支持体に取り付けられ、ヒト被験者の頭部に取り付けられたときに、電極支持体に圧力を加えて、上耳甲介電極をヒト被験者の耳の上耳甲介の皮膚に向けて押圧し、下耳甲介電極をヒト被験者の耳の下耳甲介の皮膚に押圧するように構成された弾性ヘッドバンドも備える。本発明によれば、電極支持体は、上耳甲介電極および下耳甲介電極以外の電極を含まない。本発明の別の態様は、ヒト被験者におけるｔａＶＮＳの方法に関する。方法は、上耳甲介電極をヒト被験者の耳の上耳甲介における皮膚と接触させ、下耳甲介電極をヒト被験者の耳の下耳甲介の皮膚と接触させて配置するために、本発明によるｔａＶＮＳシステムの弾性ヘッドバンドをヒト被験者の頭部に取り付けることを含む。この方法はまた、電気刺激パルスを上耳甲介電極および下耳甲介電極を介して印加するために、ｔａＶＮＳシステムの刺激デバイスによって電気刺激パルスを生成することも含む。本発明のさらなる態様は、ヒト被験者における病状を治療するための方法に関する。病状は、てんかん、うつ病、肥満、片頭痛、群発頭痛、不眠症、神経障害性疼痛、背部痛、慢性疼痛、認知機能低下、炎症性疾患、例えば、関節リウマチ、クローン病、潰瘍性大腸炎、全身性エリテマトーデス（ＳＬＥ）、多発性硬化症、およびアルツハイマー病からなる群から選択される。ｔａＶＮＳを上記のヒト被験者において実行することを含む方法。本発明のｔａＶＮＳシステムは、ユーザーフレンドリーであり、医師の指導なしに家庭で使用することができる。ｔａＶＮＳシステムは、外耳における意図した刺激部位に電極を正しく整列させることによって、各刺激セッションにおいて効率的な迷走神経刺激を確実かつ再現性よく提供するように構築されている。導電性ゲルなどのいかなる接触促進媒体を必要とすることなく、効率的な迷走神経刺激がさらに達成される。実施形態は、そのさらなる目的および利点とともに、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって最もよく理解され得る。一実施形態によるｔａＶＮＳシステムを示す。別の実施形態によるｔａＶＮＳシステムを示す。さらなる実施形態によるｔａＶＮＳシステムを示す。実施形態によるｔａＶＮＳシステムで使用可能な刺激デバイスを示す。ヒト被験者におけるｔａＶＮＳの方法を示すフローチャートである。ｔａＶＮＳ治療前後の１２人の健常ドナーのリポ多糖類（ＬＰＳ）活性化全血培養におけるサイトカインレベルを示す。本発明は一般に、経皮的耳介迷走神経刺激（ｔａＶＮＳ）に関し、特にｔａＶＮＳのためのシステムに関する。本発明のｔａＶＮＳシステムは、例えば家庭などにおいて、ヒト被験者の経皮的耳介迷走神経刺激を効果的かつ再現性よく促進するように設計されている。これは、ヒト被験者の外耳の正しい位置に刺激電極を配置することによって達成される。そのような正しい電極の位置決めは、現在、ハンドヘルド型のｔａＶＮＳ刺激デバイスを使用して、ヒト被験者が再現可能な方法で達成することは困難である。したがって、そのようなハンドヘルド型ｔａＶＮＳ刺激デバイスでは、ヒト被験者が刺激電極の一方または両方を外耳内の意図した刺激部位に正しく配置できず、その結果、刺激の伝達および治療の有効性が低下する結果となることは珍しくない。ＵＳ２０２２／０１４３３９０に開示されている刺激システムを含む従来技術のｔａＶＮＳ刺激デバイスのさらなる欠点は、刺激電極と皮膚表面との間に十分な電気的接触を提供するために、導電性ゲルを外耳の皮膚に塗布する必要があることである。そのような導電性ゲルは、ヒト被験者が不快に感じることが多く、特に長時間の使用中に皮膚刺激を引き起こす可能性がある。ＵＳ２０２２／０１４３３９０に開示された刺激システムは、治療される個々のヒト被験者ごとに被験者固有の多電極耳シェルを設計する必要があることによってさらに不利である。まず、臨床医は各ヒト被験者の外耳の３次元（３Ｄ）画像を撮影し、その３Ｄ画像から多電極耳シェルを生成する必要がある。多電極耳シェルは、特定のヒト被験者のために製造されているが、刺激中の多電極耳シェルの外耳に対する動きを最小限に抑えながら、外耳に確実に挿入するのは依然として面倒である。その理由は、多電極耳シェルは、対輪幹、対輪下脚、対輪上脚、および対珠などの外耳の特定領域に適合させるために、複数の突起および凹部を含む必要があるからである。経皮的耳介迷走神経刺激が行われるたびに、ヒト被験者が突起および凹部を外耳の特定の領域または構造に正確に整列させることは、しばしば困難である。本発明は、ｔａＶＮＳシステム１００に関し、図１Ａ～図１Ｃ、図２、および図３を参照されたい。ｔａＶＮＳシステム１００は、電極支持体１１０、上耳甲介電極１２０、下耳甲介電極１３０、および弾性ヘッドバンド１４０を備える。上耳甲介電極１２０および下耳甲介電極１３０は、電極支持体１１０に取り付けられ、電極支持体１１０から突出している。上耳甲介電極１２０は、ヒト被験者の耳の上耳甲介における皮膚と接触するように構成されている。下耳甲介電極１３０は、対応して、ヒト被験者の耳の下耳甲介における皮膚と接触するように構成されている。弾性ヘッドバンド１４０は、電極支持体１１０に取り付けられ、ヒト被験者の頭部に取り付けられたときに、電極支持体１１０に圧力を加えて、上耳甲介電極１２０をヒト被験者の耳の上耳甲介の皮膚に向けて押圧し、下耳甲介電極１３０をヒト被験者の耳の下耳甲介の皮膚に押圧するように構成されている。ｔａＶＮＳシステム１００の電極支持体１１０は、上耳甲介電極１２０および下耳甲介電極１３０以外の電極を含まない。したがって、ｔａＶＮＳシステム１００の電極支持体１１０は、２つの電極、すなわち、上耳甲介電極１２０および下耳甲介電極１３０のみを含む。本発明のｔａＶＮＳシステム１００の設計によって、これらの電極１２０、１３０をそれぞれ耳の上耳甲介および下耳甲介の皮膚に接触させて正しく位置決めすることが可能となる。これは、ＵＳ２０２２／０１４３３９０の刺激システムと比較されるべきであり、多電極耳シェルは、理論的には、上対輪脚、耳輪、舟状窩、対輪幹、耳甲介、対珠、耳たぶ、耳珠間切痕、耳珠、耳輪脚、対輪下脚および三角窩など、複数の部位を刺激することができるように、複数の電極を含んでいる。そのような複数の潜在的刺激部位は、多電極耳シェルを外耳に正しく取り付けるための上述の問題により、目的の部位に意図した電気刺激を提供するために、ＵＳ２０２２／０１４３３９０の刺激システムには必要である可能性がある。本明細書で提示する実験データによれば、上耳甲介電極１２０および下耳甲介電極１３０が取り付けられ突出した電極支持体１１０が、電極支持体１１０に取り付けられ、突出している２つの電極１２０、１３０のみで、ヒト被験者において生物学的効果を誘発することが可能な効率的なｔａＶＮＳを実現することを示している。さらに、電極支持体１１０における２つの電極１２０、１３０の位置は、図１Ｃに示すように、電極支持体１１０の長さＬまたは幅Ｗに沿って調整できないように固定されていることが好ましい。しかしながら、電極支持体１１０からの一方または両方の電極１２０、１３０の突出量は、本明細書でさらに説明するように、好ましくは調整可能である。これにより、ＵＳ２０２２／０１４３３９０の多電極耳シェルと比較して、電極支持体１１０の設計をより単純化しながら、効率的なｔａＶＮＳを依然として達成することが可能となる。さらなる利点は、本発明のｔａＶＮＳシステム１００が被験者特異的である必要がないこと、すなわち、１つの同じｔａＶＮＳシステム１００を使用して、複数の異なるヒト被験者にｔａＶＮＳを提供