Вы можете сделать это, используя Linq-to-VisualTree следующим образом:
Button btn = sender as Button;
ListBoxItem item = btn.Ancestors<ListBoxItem>().Cast<ListBoxItem>().First();
Находит первого предка кнопки нужного типа.
В качестве альтернативы, если вы используете привязку данных, вы можете проверить унаследованный DataContext
Button
, чтобы увидеть, с каким элементом модели он связан. Это было бы моим первым предпочтением.