TWI868831B

TWI868831B - 頦舌肌肌力之體外訓練裝置

Info

Publication number: TWI868831B
Application number: TW112128645A
Authority: TW
Inventors: 黃博偉; 林育生; 蔡東霖; 曾俊傑
Original assignee: 財團法人金屬工業研究發展中心
Priority date: 2023-07-31
Filing date: 2023-07-31
Publication date: 2025-01-01
Also published as: TW202506220A

Abstract

一種頦舌肌肌力之體外訓練裝置，用以解決習知訓練睡眠呼吸中止症之裝置具有手術風險或是會造成睡眠期間的不適感等問題。係包含：一電極貼片，具有相對的一體表黏貼面及一組裝面，該體表黏貼面係用以貼附於使用者的下巴下方以對位於使用者的頦舌肌；及一電刺激模組，位於該組裝面並電性連接該電極貼片，用以對該電極貼片發出電刺激訊號，以對使用者的頦舌肌經皮電刺激其肌耐力。

Description

頦舌肌肌力之體外訓練裝置

本發明係關於一種肌力之體外訓練裝置，尤其是一種於非睡眠期間使用的頦舌肌肌力之體外訓練裝置。

根據世界衛生組織(WHO)的調查，全球患有阻塞型睡眠呼吸中止症症候群(Obstructive Sleep Apnea；OSA；以下簡稱「睡眠呼吸中止症」)的成年人(30~69歲)高達10億人左右。其中，美國的睡眠呼吸中止症患者約有4,200萬人，且每五位成年人就有一位患有輕度的睡眠呼吸中止症，而每十五位成年人就有一位患有中度到重度的睡眠呼吸中止症。此外，根據台灣睡眠醫學會(Taiwan Society of Sleep Medicine；TSSM)統計，全台約有45萬人因呼吸暫停而影響睡眠品質。

睡眠呼吸中止症的主要成因為先天或肥胖造成呼吸道狹窄，或是由於人體老化後呼吸道內的肌肉張力不足而容易塌陷，造成呼吸阻塞。造成睡眠呼吸中止症的阻塞型態包含有鼻腔阻塞、軟顎口腔處阻塞及舌根處阻塞等三類，其中有將近70%的患者均屬舌根處阻塞，在全球約有6.5億人左右，是阻塞型患者中最多的一群，全台更至少有30萬人有相同狀況；舌根處阻塞，與上呼吸道肌肉驅動減少及頦舌肌的激活減弱有強烈相關。睡眠呼吸中止症患者不僅會以打鼾聲影響枕邊人的睡眠品質，亦會造成患者本身的睡眠品質不佳，導致患者日間嗜睡及專注力降低等問題；嚴重者，還可能會在睡眠期間因呼吸中斷而猝死。

然而，目前尚未有可訓練睡眠呼吸中止症的藥物，習知的睡眠呼吸中止症之訓練方法包含：(1)口內止鼾器：適用於輕度至中度的睡眠呼吸中止症病患，但口內止鼾器會使患者因口腔異物感而難以入睡。(2)儀器訓練：如睡眠時配戴持續性正壓呼吸器(Continuous Positive Airway Pressure；CPAP)，以源源不絕地將空氣注入呼吸道以撐開之，但CPAP之設備笨重且價格高昂。(3)手術訓練：如切割懸雍垂或扁桃腺以擴大呼吸道，或是手術植入電刺激裝置，於睡眠期間刺激頦舌肌和其他上呼吸道肌肉以增加上呼吸道肌肉的張力；若難以接受或堅持CPAP訓練的中度至重度睡眠呼吸中止症病患，則會考慮選擇植入電刺激裝置之訓練，惟其需要透過手術植入人體，不僅手術有感染風險，當裝置故障時還需要重新手術取出與植入，且於睡眠期間進行電刺激亦會影響患者的睡眠品質。

有鑑於此，習知的改善睡眠呼吸中止症的方法確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種頦舌肌肌力之體外訓練裝置，可使用經皮電刺激方式，於非睡眠期間刺激頦舌肌以訓練恢復肌肉張力，免除植入式的手術風險以及睡眠期間的不適感。

本發明的又一目的是提供一種頦舌肌肌力之體外訓練裝置，可便於攜帶及維修。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的頦舌肌肌力之體外訓練裝置，包含：一電極貼片，具有相對的一體表黏貼面及一組裝面，該體表黏貼面係用以貼附於使用者的下巴下方以對位於使用者的頦舌肌；及一電刺激模組，位於該組裝面並電性連接該電極貼片，用以對該電極貼片發出電刺激訊號，以對使用者的頦舌肌經皮電刺激其肌耐力。

據此，本發明的頦舌肌肌力之體外訓練裝置，可使用經皮電刺激方式，於非睡眠期間刺激頦舌肌以訓練恢復肌肉張力，免除植入式的手術風險以及睡眠期間的不適感，具有無手術風險且不影響睡眠品質等功效。再者，使用者可以選擇在日常生活中任何方便的時間和地點進行電刺激訓練，可有效提高使用者的訓練便利性和舒適度，從而提高使用者持續使用的意願與訓練成效；此外，該體外訓練裝置的電刺激模組還能直接與電極貼片相接，且二者之間沒有電線，可使整體裝置更加地小巧、簡潔，而更便於使用、攜帶及維修。

其中，該體表黏貼面較佳具有可重複撕貼的功能。如此，使用者能重複使用同一組電極貼片，係具有提高材料使用效率的功效。

其中，該電極貼片的組裝面可以具有至少一第一電性連接部，該電刺激模組可以具有一外殼，至少一電源可以位於該外殼中，至少一第二電性連接部可以電性連接該電源並可以裸露於該外殼外，該電刺激模組較佳可拆地組裝結合該電極貼片，該外殼可以覆蓋該組裝面的局部，該第二電性連接部可以與該第一電性連接部電性連接。如此，係具有提升更換電極貼片之便利性的功效。

其中，該電刺激模組可以具有一控制單元位於該外殼中，該電源可以電性連接該控制單元，該控制單元可控制對該電極貼片發出的電刺激訊號。如此，係具有簡化該體外訓練裝置之結構的功效。

其中，該控制單元可以耦接一智能設備，並可以透過該智能設備的APP介面調整該電刺激訊號的刺激強度和/或頻率。如此，使用者可以隨時依據需求和舒適度調整電刺激效果，係具有提高訓練成效和訓練舒適體驗度等功效。

其中，該電刺激訊號的電壓調整範圍可以為0~100V，電流調整範圍可以為0~30mA，脈衝寬度調整範圍可以為1~500ms，頻率調整範圍可以為1~80Hz。如此，使用者可隨需求啟動、調整、暫停或停止電刺激，係具有提升操作便利性及確保使用安全性與訓練成效等功效。

1:電極貼片

1a:體表黏貼面

1b:組裝面

11:電傳導部

12:第一電性連接部

2:電刺激模組

21:外殼

22:電源

23:第二電性連接部

24:充電部

25:控制單元

26:開關

E:智能設備

M:頦舌肌

T:體外訓練裝置

〔第1圖〕本發明方法的使用示意圖。

〔第2圖〕本發明裝置的一較佳實施例的分解立體圖。

〔第3圖〕本發明裝置與智能設備耦接的示意圖。

〔第4圖〕本發明的使用情形圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明；此外，在不同圖式中標示相同符號者視為相同，會省略其說明。

請參照第1圖所示，本發明提供一種頦舌肌肌力之體外訓練方法，係包含：在非睡眠期間，將一體外訓練裝置T的一電極貼片1貼附於使用者的下巴下方，由該電極貼片1接收來自一電刺激模組2的電刺激訊號，對使用者的頦舌肌M經皮電刺激其肌耐力。其中，該電刺激訊號的電壓範圍約為1~100V，電流範圍約為1~30mA，脈衝寬度範圍約為1~500ms，頻率範圍約為1~80Hz。這些參數的調整將由醫師根據其專業判斷和對患者狀況的評估來進行，例如可以根據患者的個體化需求(如根據頦舌肌的厚度或其受電刺激反饋之電阻值)進行調整，並且透過此種方式能有效且安全地訓練頦舌肌。

據此，本發明的體外訓練方法可以在非睡眠期間，例如睡前30分鐘，由體外通過經皮電刺激的方式，訓練使用者的頦舌肌M的肌耐力，訓練頦舌肌M的可支撐力量，重現頦舌肌M原有的張力，改善睡眠期間舌頭下沉而阻礙呼吸道的情況，藉以改善睡眠呼吸中止症的症狀。其中，執行該體外訓練方法之時程較佳為每日一次，每次較佳不超過一小時；如果需要在一日內重複執行該體外訓練方法，則每次訓練間隔需至少1小時以上。

請參照第2圖所示，其係可實施上述體外訓練方法的改善睡眠呼吸中止症之體外訓練裝置T的一較佳實施例，係包含一電極貼片1及一電刺激模組2，該電刺激模組2電性連接該電極貼片1。

請參照第1、2圖所示，該電極貼片1具有良好的導電性和柔軟性，係可確保該電極貼片1能牢固地貼在使用者的皮膚上而不易脫落。亦即，該電極貼片1具有一體表黏貼面1a，該體表黏貼面1a係用以貼附於使用者的下巴下方，使該電極貼片1能維持對位於使用者的頦舌肌M；其中，該體表黏貼面1a較佳具有可重複撕貼的功能，令使用者能重複使用同一組電極貼片1，從而提高材料的使用效率。該電極貼片1可以具有至少一電傳導部11位於該體表黏貼面1a，使該電傳導部11能接觸使用者的皮膚，並由體外對使用者進行電刺激。

該電刺激模組2電性連接該電極貼片1，且可受控制對該電極貼片1發出預定電壓、電流、頻率及脈衝時間的電刺激訊號，從而通過該電極貼片1，從體外對使用者的頦舌肌M經皮電刺激其肌耐力。本發明並不限制該電刺激模組2電性連接該電極貼片1的型態；亦即，該電刺激模組2可以透過數條電線電性連接該電極貼片1，或是如本實施例圖式所示，該電極貼片1可以具有一組裝面1b，該組裝面1b與該體表黏貼面1a相對，並用以供該電刺激模組2組裝定位。如此，位於該組裝面1b的該電刺激模組2能直接與該電極貼片1相接以形成電性連接，使該電刺激模組2與該電極貼片1二者之間不需設置電線來形成電性連接，可使該體外訓練裝置T整體更加地小巧、簡潔，而更便於使用及攜帶。

其中，該電刺激模組2較佳是可拆地組裝結合於該電極貼片1的組裝面1b，以便更換受損、故障或該體表黏貼面1a黏性下降的電極貼片1。舉例而言，該電極貼片1的組裝面1b可以具有至少一第一電性連接部12，該電刺激模組2則可以具有一外殼21，至少一電源22位於該外殼21中，至少一第二電性連接部23電性連接該電源22並裸露於該外殼21外，該電刺激模組2可例如以磁吸結合的方式快速組裝結合該電極貼片1，使該外殼21覆蓋該組裝面1b的局部，並使該第二電性連接部23與該第一電性連接部12電性連接。該電刺激模組2可更換該電源22，或具有一充電部24可對該電源22充電，或使用無線充電方式對該電源22充電，本發明均不加以限制。

請參照第2、3圖所示，該電刺激模組2另可以具有一控制單元25位於該外殼21中，該電源22亦可電性連接該控制單元25，以提供該控制單元25的工作用電。又，該電刺激模組2還可以具有一開關26設於該外殼21，並用以控制該電源22對該控制單元25的供電狀態。該控制單元25則可控制對該電極貼片1發出的電刺激訊號，亦可耦接如手機、平板或智慧手錶等智能設備E，供使用者依據需求和舒適度，透過該智能設備E的APP介面進行個性化設定，調整前述電刺激訊號的刺激強度和/或頻率，藉以提高訓練效果和訓練體驗。舉例而言，電壓的調整範圍可以為0~100V，電流的調整範圍可以為0~30mA，脈衝寬度的調整範圍可以為1~500ms，頻率的調整範圍可以為1~80Hz；據此，使用者可隨需求啟動、調整、暫停或停止電刺激。

請參照第2~4圖所示，使用者可以在非睡眠期間使用本實施例的體外訓練裝置T；使用時，可先將該電極貼片1以該體表黏貼面1a黏貼附於下巴下方，及將該電刺激模組2的外殼21結合至該電極貼片1的組裝面1b，再按壓該開關26，使該電刺激模組2啟動，以直接開始進行電刺激；或是使該電刺激模組2呈待機狀態，再透過智能設備E的APP介面操控啟動、暫停或設定電刺激進行的時間。據此，由於本發明的電刺激並非在睡眠期間進行，不僅不會影響使用者的睡眠品質，使用者還能選擇在日常生活中任何方便的時間進行電刺激訓練，係可以有效提高使用者的訓練便利性和舒適度，從而提高使用者持續使用的意願；再者，本發明的體外訓練方法係非侵入性者，無需搭配手術埋入對應的裝置，係可以避免手術過程帶來的風險和不便，同時亦可以大幅降低使用者的訓練負擔。

綜上所述，本發明的頦舌肌肌力之體外訓練方法與裝置具有下列優點：(1)不影響睡眠品質：本發明的電刺激並非在睡眠期間進行，故不會在睡眠期間造成不適感而影響使用者的睡眠品質。(2)提高持續使用的意願：使用者可以選擇在日常生活中任何方便的時間和地點進行電刺激訓練，可有效提高使用者的訓練便利性和舒適度，從而提高使用者持續使用的意願。(3)無手術風險：本發明的體外訓練方法係非侵入性者，無需搭配手術埋入對應的裝置，可以避免手術過程帶來的風險和不便，同時亦大幅降低使用者的訓練負擔。(4)便於使用及攜帶：本發明的體外訓練裝置外型小巧，十分便於攜帶，相較於持續性正壓呼吸器(CPAP)只能在設備附近使用，且有多條束帶及管線佈於使用者頭部四周，甚至常在使用者臉上留下管線壓痕等問題，使用本發明的體外訓練裝置時，使用者係可隨意走動，且沒有習知持續性正壓呼吸器須要使用多條束帶及管線的問題，可便於使用且舒適度大幅提升。(5)降低設備投資成本：相較於需要進行手術或使用昂貴的持續性正壓呼吸器(CPAP)等傳統訓練方式，本發明的體外訓練裝置具有更低的設備投資成本，使得更多的醫療機構和診所能夠提供相應的訓練服務，甚至使用者自己都能輕鬆負擔，購買自己專屬的體外訓練裝置，以隨時隨地進行電刺激訓練；再者，本發明的體外訓練裝置構造簡易，亦具有提升維修效率與降低維修成本等功效。(6)節省時間或人力成本：使用本發明的體外訓練方法或裝置並不需要手術的時間和復原期，還可減少執行手術或訓練服務的醫療專業人員需求，從而節省時間和人力成本。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當包含後附之申請專利範圍所記載的文義及均等範圍內之所有變更。