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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024174953
(43)【公開日】2024-12-17
(54)【発明の名称】自動調整水頭症バルブ
(51)【国際特許分類】
   A61B 5/03 20060101AFI20241210BHJP
   A61M 1/00 20060101ALI20241210BHJP
【FI】
A61B5/03
A61M1/00 131
A61M1/00 160
【審査請求】有
【請求項の数】50
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024153346
(22)【出願日】2024-09-05
(62)【分割の表示】P 2021522359の分割
【原出願日】2019-10-24
(31)【優先権主張番号】62/750,897
(32)【優先日】2018-10-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】515254253
【氏名又は名称】ハキム,カーロス・エー
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100124855
【弁理士】
【氏名又は名称】坪倉 道明
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(72)【発明者】
【氏名】ハキム,カーロス・エー
(57)【要約】      (修正有)
【課題】完全植込み又は部分的外部ハードウェアを用いてヒト脳内の圧力(Pp)を正確に測定するシステム及び方法。
【解決手段】システムは、脳室内の脳脊髄液圧(Pcsf)を測定するように構成された第1の圧力トランスデューサーと、脳腔内の第2の圧力(Pp)を間接測定するように構成された第2の圧力トランスデューサーと、測定圧PcsfとPpとの間の有効差圧(Pei=Pcsf-Pp)を計算して有効差圧測定値が真の二次圧を表すかを決定するように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、を含む。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
完全植込み又は部分的外部ハードウェアを用いてヒト脳内の圧力(Pp)を正確に測定
する方法であって、
脳室内の脳脊髄液圧(Pcsf)を測定することと、
脳腔内の第2の測定圧(Pp)を間接測定することと、
前記測定圧Pcsfと前記Ppとの間の有効差圧(Pei=Pcsf-Pp)を計算す
ることと、
前記有効差圧測定値が真の二次圧を表すかを決定することと、
を含む方法。
【請求項2】
前記脳室の脳脊髄液圧測定値(Pcsf)が特定差圧閾値内で前記脳腔の二次圧(Pp
)に等しいか又はそれ以内の場合、前記脳室の圧力があらかじめ決められた圧力値だけ低
下される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記特定圧力低下が10mmH2Oである、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記第2の圧力(Pp)を間接測定することが、脳実質腔内の実質内圧を間接測定する
ことを含み、前記方法が、前記Pcsf圧測定値が前記Pp圧測定値よりも前記特定差圧
閾値だけ低くなるまで前記脳室内の圧力を継続して低下させることをさらに含む、請求項
2に記載の方法。
【請求項5】
前記特定差圧閾値が20mmH2Oである、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記Pp測定値が真の実質内静脈圧を表す、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記脳脊髄液圧の低下が高圧水頭症を治療する、請求項1~6のいずれか一項に記載の
方法。
【請求項8】
前記脳脊髄液圧の低下が正常圧水頭症又は他のタイプの認知症を治療する、請求項1~
6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記脳脊髄液圧の低下が偽脳腫瘍(特発性頭蓋内圧亢進症)などの病態を治療する、請
求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
Pcsf及びPp継続測定が、脳室容積と実質内静脈圧との定常状態バランスを提供す
る、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を
超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのバルブアパーチャーが開いて前記バルブ
アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバル
ブアセンブリーと、
前記出口ポートから、脳脊髄液が吸収されうる人体内の腔への、流体のドレナージを提
供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサ
ーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと

前記圧力トランスデューサーからの測定値に基づいて前記バルブ圧設定値を変化させる
ように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項12】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に外科的に配置される植込み流入カテ
ーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を
超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのバルブアパーチャーが開いて前記バルブ
アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成された外部シャント
バルブアセンブリーと、
分析及び/又は廃棄のために脳脊髄液が収集されうる人体外のバッグへの前記出口ポー
トからの流体のドレナージを提供する、外部ドレナージバッグ又は類似の収集ベッセルに
接続される外部流出チューブと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサ
ーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテル又は個別カテーテルに装着される第2の圧力ト
ランスデューサーと、
前記圧力トランスデューサーからの測定値に基づいて前記バルブ圧設定値を変化させる
ように構成されたアジャスタブルバルブコントローラーと、
瞬時値及びトレンド値並びに臨床医に有用な情報を提供する他の二次測定値として、m
mH2O、mmHgの臨床上有用な値で直接測定CSF及び実質内圧測定値を表示する外
部スクリーンディスプレイと、
を含む、部分的植込み及び部分的外部の植込み型シャントバルブシステム。
【請求項13】
脳脊髄液圧(Pcsf)測定のための前記第1の圧力トランスデューサーが、前記バル
ブコントローラーに測定圧を表す第1の電気シグナルを提供する、請求項11又は請求項
12に記載のシャントバルブシステム。
【請求項14】
実質内圧(Pp)測定のための前記第2の圧力トランスデューサーが、前記バルブコン
トローラーに測定圧を表す第2の電気シグナルを提供する、請求項11又は請求項12に
記載のシャントバルブシステム。
【請求項15】
前記バルブコントローラーが測定Pcsf圧とPp圧との間の圧力差を計算する、請求
項14に記載のシャントバルブシステム。
【請求項16】
前記バルブコントローラーが、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められた
レベルを超えたかを決定する、請求項15に記載のシャントバルブシステム。
【請求項17】
PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であると前記バルブ
コントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められた値
だけ前記シャントバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させる、請求項16に記載のシ
ャントバルブシステム。
【請求項18】
前記あらかじめ決められた圧力レベルが10mmH2Oである、請求項17に記載のシ
ャントバルブシステム。
【請求項19】
PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル超であると前記バルブコ
ントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが真のPp圧として測定Pp圧
を同定する、請求項16に記載のシャントバルブシステム。
【請求項20】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を
超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャー
を介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリ
ーと、
身体内の腔への前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
実質内圧(Pp)測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデ
ューサーと、
脳脊髄液圧(Pcsf)測定のために流入カテーテルに装着される第2の圧力トランス
デューサーと、
あらかじめ決められた閾値と比較してPcsf及び/又はPp測定値に基づいて高圧水
頭症(HPH)、正常圧水頭症(NPH)、又は脳内の偽腫瘍の病態が存在するかを決定
するように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項21】
実質内圧(Pp)測定のための前記第1の圧力トランスデューサーが、Pcsfが測定
されるたびに前記バルブコントローラーに測定圧を表す電気シグナルを提供する、請求項
20に記載のシャントバルブシステム。
【請求項22】
前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められた値だけ前記外科的植込み型シャン
トバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させる、請求項20に記載のシャントバルブシ
ステム。
【請求項23】
前記バルブコントローラーが、測定Pcsf圧があらかじめ決められた量超の圧力値だ
け測定Pp圧よりも低いかを決定する、請求項22に記載のシャントバルブシステム。
【請求項24】
PpとPcsfとの間の差が20mmH2O超である、請求項23に記載のシャントバ
ルブシステム。
【請求項25】
脳室の容積が正常容積になるまで、前記バルブコントローラーがバルブ圧設定値を維持
する、請求項23に記載のシャントバルブシステム。
【請求項26】
PcsfがPpに等しくなるまで、前記バルブコントローラーがバルブアセンブリーの
圧力設定値を増加させる、請求項25に記載のシャントバルブシステム。
【請求項27】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を
超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャー
を介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリ
ーと、
人体内の腔への前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサ
ーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと
前記第1及び第2の圧力トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を
変化させるように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
植込み型パワー源と、
前記アジャスタブル植込みバルブコントローラーと外部プログラミング機器との間のワ
イヤレス通信機構と、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項28】
前記シャントバルブアセンブリーが、前記アジャスタブル植込みバルブコントローラー
から分離された植込みアジャスタブルバルブを含む、請求項27に記載のシャントバルブ
システム。
【請求項29】
前記植込みアジャスタブルバルブが、バルブ通信ケーブルで前記バルブコントローラー
に電気インターフェースされる、請求項28に記載のシャントバルブシステム。
【請求項30】
プログラマーが、前記バルブコントローラーから操作設定値及びデータをワイヤレス受
信する、請求項27に記載のシャントバルブシステム。
【請求項31】
プログラマーが、前記バルブコントローラーに操作設定値の新たな値をワイヤレス送信
する、請求項27に記載のシャントバルブシステム。
【請求項32】
前記シャントバルブアセンブリーが、前記バルブコントローラー内にインテグレートさ
れたモジュールである植込みアジャスタブルバルブを含む、請求項27に記載のシャント
バルブシステム。
【請求項33】
前記アジャスタブルバルブが、前記植込みバルブコントローラーのポリマーヘッダー内
に位置する、請求項32に記載のシャントバルブシステム。
【請求項34】
前記植込みバルブコントローラーに前記第1及び第2の圧力トランスデューサーから圧
力値を送信するために、脳室からの流入カテーテルがワイヤを含む、請求項32に記載の
シャントバルブシステム。
【請求項35】
前記インテグレートされたアジャスタブルバルブ及びバルブコントローラーが、前記植
込みパワー源及び前記ワイヤレス通信機構から分離された植込みデバイスである、請求項
32に記載のシャントバルブシステム。
【請求項36】
前記インテグレートされたアジャスタブルバルブ及びバルブコントローラーと、前記植
込みパワー源及び前記ワイヤレス通信機構と、の間で接続される電気ケーブルをさらに含
む、請求項35に記載のシャントバルブシステム。
【請求項37】
前記植込みパワー源は一次バッテリーである、請求項35に記載のシャントバルブシス
テム。
【請求項38】
前記植込みパワー源はリチャージャブルバッテリーである、請求項35に記載のシャン
トバルブシステム。
【請求項39】
植込みリチャージャブルバッテリーが、外部機器からのワイヤレス手段を介してリチャ
ージされる、請求項38に記載のシャントバルブシステム。
【請求項40】
植込みバルブコントローラー及び前記アジャスタブルバルブがヒト患者の頭蓋に近接し
て位置する、請求項35に記載のシャントバルブシステム。
【請求項41】
植込みバルブコントローラー及び前記アジャスタブルバルブが、ポータブル外部機器か
ら連続パワーワイヤレスで受信する、請求項35に記載のシャントバルブシステム。
【請求項42】
脳室に流体連通して植込み可能に構成された圧力センサーにより圧力データをバルブコ
ントローラーに提供して外科的植込み型シャントバルブアセンブリーを操作する方法であ
って、
脳室内の脳脊髄液圧(Pcsf)を測定することと、
脳腔内の二次圧(Pp)を測定することと、
前記測定圧Pcsfと前記Ppとの間の差圧を計算することと、
前記差圧に基づいて前記外科的植込み型シャントバルブアセンブリーのシャントバルブ
の圧力設定値を調整するかを決定することと、
を含む方法。
【請求項43】
あらかじめ決められた差圧閾値超のPcsfが高圧水頭症の指標となる、請求項42に
記載の方法。
【請求項44】
前記あらかじめ決められた差圧閾値が20mmH2Oである、請求項43に記載の方法
【請求項45】
前記バルブコントローラーを用いたあらかじめ決められた差圧減分だけ前記シャントバ
ルブの圧力設定値を低下させることをさらに含む、請求項43に記載の方法。
【請求項46】
前記あらかじめ決められた差圧減分が10mmH2Oである、請求項45に記載の方法
【請求項47】
PpとPcsfとの間の差圧があらかじめ決められた差圧閾値超であるかを決定するこ
とをさらに含む、請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記あらかじめ決められた差圧閾値が10mmH2Oである、請求項47に記載の方法
【請求項49】
PpとPcsfとの間の差圧が第2のあらかじめ決められた差圧閾値超になるまで前記
バルブコントローラーを用いて前記シャントバルブの圧力設定値を継続して低下させるこ
とをさらに含む、請求項47に記載の方法。
【請求項50】
前記第2のあらかじめ決められた差圧閾値が20mmH2Oである、請求項49に記載
の方法。
【請求項51】
前記脳室が正常サイズ又は容積に戻るまで前記バルブコントローラーを用いて前記圧力
設定値を維持することをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項52】
Pp及びPcsfが等しくなるまで前記バルブコントローラーを用いた前記シャントバ
ルブの圧力設定値を増加させることをさらに含む、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記バルブコントローラーを用いてメモリーに前記Pp及びPcsf値を記録すること
をさらに含む、請求項52に記載の方法。
【請求項54】
患者が、正常Pcsf測定値を有する正常圧水頭症と臨床診断される、請求項51に記
載の方法。
【請求項55】
Pcsf測定値が150mmH2Oである、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記バルブコントローラーを用いて前記シャントバルブの圧力設定値をあらかじめ決め
られた減分だけ低下させることをさらに含む、請求項54に記載の方法。
【請求項57】
前記あらかじめ決められた減分が10mmH2Oである、請求項56に記載の方法。
【請求項58】
前記バルブコントローラーを用いてPpとPcsfとの間の差圧があらかじめ決められ
た閾値超であるかを決定することをさらに含む、請求項56に記載の方法。
【請求項59】
前記あらかじめ決められた差圧閾値が10mmH2Oである、請求項58に記載の方法
【請求項60】
PpとPcsfとの間の差圧が第2のあらかじめ決められた閾値超になるまで前記バル
ブコントローラーを用いて前記シャントバルブ圧力設定値を継続して低下させることをさ
らに含む、請求項58に記載の方法。
【請求項61】
前記第2のあらかじめ決められた差圧閾値が20mmH2Oである、請求項60に記載
の方法。
【請求項62】
前記脳室が正常サイズ又は容積に戻るまで前記バルブコントローラーを用いて前記圧力
設定値を維持することをさらに含む、請求項60に記載の方法。
【請求項63】
Pp及びPcsfが等しくなるまで前記バルブコントローラーを用いて前記シャントバ
ルブの前記圧力設定値を増加させることをさらに含む、請求項62に記載の方法。
【請求項64】
前記バルブコントローラーを用いてメモリーにPp及びPcsf値を記録することをさ
らに含む、請求項63に記載の方法。
【請求項65】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
シャントバルブを含むとともに前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブ
リーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブのアパーチャーが開いて
前記アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャント
バルブアセンブリーと、
人体内の腔への前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサ
ーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと
前記第1及び第2の圧力トランスデューサーからの測定値に基づいて前記バルブ圧設定
値を変化させるように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
植込み型パワー源と、
外部プログラミング機器と前記植込みバルブコントローラーとの間のワイヤレス通信を
提供するように構成された第1のワイヤレス通信デバイスと、
前記植込みバルブコントローラーと外部患者レシーバーとの間のワイヤレス通信を提供
するように構成された第2のワイヤレス通信デバイスと、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項66】
前記植込みバルブコントローラーが前記外部患者レシーバーへのワイヤレスデータ転送
を提供する、請求項65に記載のシャントバルブシステム。
【請求項67】
転送されるデータが前記第1及び第2の圧力トランスデューサーからの測定圧シグナル
を含む、請求項66に記載のシャントバルブシステム。
【請求項68】
転送されるデータがアラームデータを含む、請求項66に記載のシャントバルブシステ
ム。
【請求項69】
前記アラームデータが前記第1及び第2の圧力トランスデューサーから得られる異常圧
力測定値の指標となる、請求項68に記載のシャントバルブシステム。
【請求項70】
前記アラームデータがデバイスシステム障害の指標となる、請求項68に記載のシャン
トバルブシステム。
【請求項71】
前記外部患者レシーバーが患者へのオーディオアラームを提供する、請求項65に記載
のシャントバルブシステム。
【請求項72】
前記外部患者レシーバーが患者へのビジュアルアラームを提供する、請求項65に記載
のシャントバルブシステム。
【請求項73】
前記バルブコントローラーが、アラームシグナルを転送した後、外部患者レシーバーに
すべての測定データをワイヤレス転送する、請求項71及び72のいずれか1項に記載の
シャントバルブシステム。
【請求項74】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を
超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャー
を介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリ
ーと、
前記出口ポートから外部脳室ドレナージシステムへの流体のドレナージを提供する流出
カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサ
ーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと
前記圧力トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるよう
に構成されたアジャスタブルバルブコントローラーと、
を含む、シャントバルブシステム。
【請求項75】
脳脊髄液圧(Pcsf)測定のための前記第1の圧力トランスデューサーが、前記バル
ブコントローラに測定圧を表す第1の電気シグナルを提供する、請求項74に記載のシャ
ントバルブシステム。
【請求項76】
二次圧(Pp)測定のための前記第2の圧力トランスデューサーが、前記バルブコント
ローラーに測定圧を表す第2の電気シグナルを提供する、請求項75に記載のシャントバ
ルブシステム。
【請求項77】
前記バルブコントローラーが測定Pcsf圧とPp圧との間の圧力差を計算する、請求
項76に記載のシャントバルブシステム。
【請求項78】
前記バルブコントローラーが、前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決めら
れたレベルを超えたかを決定する、請求項77に記載のシャントバルブシステム。
【請求項79】
前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であると前記バ
ルブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められ
た値だけ前記シャントバルブアセンブリーの前記圧力設定値を低下させる、請求項77に
記載のシャントバルブシステム。
【請求項80】
前記あらかじめ決められた圧力レベルが10mmH2Oである、請求項79に記載のシ
ャントバルブシステム。
【請求項81】
前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル超であると前記バル
ブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが真のPp圧として測定P
p圧を同定する、請求項77に記載のシャントバルブシステム。
【請求項82】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を
超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャー
を介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリ
ーと、
前記出口ポートから、脳脊髄液が吸収されうる人体内の腔への、流体のドレナージを提
供する流出カテーテルと、
前記流入カテーテルに装着されるとともに脳脊髄液圧(Pcsf)及び二次圧(Pp)
を測定するように構成された差圧トランスデューサーと、
測定された脊髄液圧と実質内圧との間の圧力差を計算するように且つ前記差圧トランス
デューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャ
スタブルバルブコントローラーと、
を含む、シャントバルブシステム。
【請求項83】
前記差圧トランスデューサーが、脳脊髄液圧測定のための第1の圧力トランスデューサ
ーと、二次圧測定のための第2の圧力トランスデューサーと、を含む、請求項82に記載
のシャントバルブシステム。
【請求項84】
前記バルブコントローラーが、前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決めら
れたレベルを超えたかを決定するようにさらに構成される、請求項82に記載のシャント
バルブシステム。
【請求項85】
前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であると前記バ
ルブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められ
た値だけ前記シャントバルブアセンブリーの前記圧力設定値を低下させる、請求項84に
記載のシャントバルブシステム。
【請求項86】
前記あらかじめ決められた圧力レベルが10mmH2Oである、請求項85に記載のシ
ャントバルブシステム。
【請求項87】
前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル超であると前記バル
ブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが真のPp圧として測定P
p圧を同定する、請求項85に記載のシャントバルブシステム。
【請求項88】
脳室に流体連通するように構成された圧力センサーにより圧力データをバルブコントロ
ーラーに提供してシャントバルブアセンブリーを操作する方法であって、
脳室内の脳脊髄液圧(Pcsf)を測定することと、
脳腔内の二次圧(Pp)を測定することと、
前記測定圧PcsfとPpとの間の差圧を計算することと、
前記差圧に基づいて前記シャントバルブアセンブリーのシャントバルブの圧力設定値を
調整するかを決定することと、
を含む方法。
【請求項89】
前記第2の圧力トランスデューサーが、前記第1の圧力トランスデューサー及び前記ア
ジャスタブル植込みバルブコントローラーの制御下で前記流出カテーテルを介するドレナ
ージを可能にするために、オフになるように構成される、請求項11又は請求項12に記
載のシャントバルブシステム。
【請求項90】
前記第1の圧力トランスデューサーが、システムによる測定二次圧のみのモニタリング
を可能にするために、オフになるように構成される、請求項11及び請求項12のいずれ
か1項に記載のシャントバルブシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
水頭症は、脳室内への脳脊髄液(CSF)の正味の蓄積に起因する脳室容積拡大に関連
する病態である。非交通性水頭症(閉塞性)又は高圧水頭症(HPH)は、脳室系又はC
SFフロー経路の閉塞に関連する水頭症であり、脳脊髄液(CSF)圧の増加により一般
に特徴付けられる。HPHはまた、脳室フロー経路に閉塞がないがCSFが脳室系から血
流中に排出される場所で閉塞が起こるときにも生じる。これとは対照的に、脳脊髄液フロ
ーの可視(すなわち同定可能)ブロッケージから生じない交通性(又は非閉塞性)形態の
水頭症もまた、起こりうる。正常圧水頭症(NPH)は、事実上正常CSF圧で脳室容積
拡大が存在する交通性水頭症の一形態であり、主に高齢者が罹患する臨床病態である。こ
のタイプの水頭症では、CSF経路はインタクトであり、血流中へのドレナージは損なわ
れない。NPHは、頭蓋内圧上昇の不在下の脳室容積拡大に関連する以下のハキム三徴と
して知られる3つの症状により特徴付けられる。
・ 最初に起こるのは通常は運動障害(主に歩行障害)、
・ 失禁(主に尿失禁)、及び
・ 認知症。
【0002】
重症度及び進行度に依存して、典型的には歩行障害を主症状として、1、2、又は3つ
すべての症状が存在しうる。まとめると、NPHは、正常CSF圧の条件下で脳室の拡大
として現れる。
【0003】
NPHは、それ自体と他の脳萎縮及び認知症との鑑別診断の正しさを証明する既知のユ
ニークな臨床病態である。ほとんどの認知症とは異なり、NPHに関連する認知症は、シ
ャントの植込みによる治療で回復可能である。
【0004】
すべての形態の水頭症の治療の目標は、脳室圧を低下させることにより脳室容積を低下
させて脳室容積が標準化されるようにすることである。HPH及びNPHのいずれのタイ
プの水頭症も、多くの場合、脳室又は腰髄膜腔(交通性水頭症では脳の流体区画と交通す
る)から過剰のCSFを排出するシャントを脳の流体区画に植え込むことにより治療され
る。かかるシャントの例としては、
・ 脳室から心臓の右心房に流体を分流する脳室心房(VA)シャント、
・ 脳室から腹膜に流体を分流する脳室腹腔(VP)シャント、及び
・ 腰椎部から腹膜にCSFを分流する腰椎腹腔(LP)シャント、
が挙げられる。
【0005】
脳室シャントは、交通性又は非交通性水頭症の患者に使用されうるが、腰椎シャントは
、交通性水頭症の患者にのみ植え込まれうる。
【0006】
これらのシャントは、
・ 脳実質を介して脳室内に挿入される脳カテーテル(脳室シャント用)や中空針を介
して腰髄膜腔内に挿入される腰椎カテーテル(腰椎シャント用)などの流入カテーテルと

・ 脳室又は腰椎部のどちらかからの流体の圧力を制御するワンウェイバルブシステム
と、
・ CSFを吸収することにより非交通性又は閉塞性水頭症で閉塞をバイパスしたりN
PHでCSF圧を実質圧未満に低下させたり(及び脳室容積を標準化したり)する頸静脈
(先端を心臓の右心房まで前進させる)や腹膜腔などの身体のリザーバーに挿入される流
出カテーテルと、
で一般に構成される。
【0007】
脳室心房、脳室腹腔、及び腰椎腹腔シャントは、以下でさらに考察されるように、固定
圧又は可変圧(プログラマブル又はアジャスタブル)のどちらかのバルブ機構で利用可能
である。
【0008】
そのほか、頭蓋内圧(ICP)の管理のために、又は限定されるものではないが感染、
脳室内出血、CSFタンパク質上昇などをはじめとする病態を管理するために、又はNP
H用スクリーニング手順として植込み型シャントが管理選択肢であるかを決定するために
、シャントの永久植込み前の一時手順として、脳室からドレナージバッグ(外部脳室ドレ
ナージシステム又はEVDS)に又は腰髄膜腔からドレナージバッグ(外部腰椎ドレナー
ジシステム又はELDS)に排出する外部ドレナージシステム(EDS)が数週間使用さ
れうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
現在の技術は最良の場合でも臨床医への定期訪問時にのみ調整されうる技術を提供する
ので、治療される特異的病態に対するシャンティングを最適化するために水頭症及び脳脊
髄液(CSF)腔の関連障害の治療用の自動調整水頭症バルブ(植込み型及び外部)の必
要性が当技術分野に存在する。それゆえ、態様及び実施形態は、いつでもどこでも患者の
要件が変化したらバルブの自動調整を可能にする自動調整バルブおよその操作方法に関す
る。
【課題を解決するための手段】
【0010】
一実施形態によれば、完全植込み又は部分的外部ハードウェアを用いてヒト脳内の二次
圧たとえば実質内静脈圧(Pp)を正確に測定する方法は、脳室内の脳脊髄液圧(Pcs
f)を測定することと、脳の実質腔内の実質内圧(Pp)を間接測定することと、測定圧
PcsfとPpとの間の有効差圧(Pei=Pcsf-Pp)を計算することと、有効差
圧測定値が真の実質内圧を表すかを決定することと、を含む。
【0011】
一例では、脳室の脳脊髄液圧測定値(Pcsf)が脳の実質腔の実質内圧(Pp)に対
して特定差圧閾値以内にある場合、脳室の圧力はあらかじめ決められた圧力値だけ低下さ
れる。一例では、特定圧力低下は10mmH2Oである。本方法は、Pcsf圧測定値が
特定差圧閾値だけPp圧測定値よりも低くなるまで脳室内の圧力を継続して低下させるこ
とをさらに含みうる。一例では、特定差圧閾値は20mmH2Oである。他の一例では、
Pp測定値は真の実質内静脈圧を表す。
【0012】
本方法のある特定の例では、脳脊髄液圧の低下により高圧水頭症が治療される。
【0013】
本方法のある特定の例では、脳脊髄液圧の低下により正常圧水頭症が治療される。
【0014】
本方法のある特定の例では、脳脊髄液圧の低下により偽脳腫瘍(特発性頭蓋内圧亢進症
)の病態が治療される。
【0015】
本方法のある特定の例では、Pcsf及びPpの継続測定により脳室容積と実質内静脈
圧との定常状態バランスが提供される。
【0016】
他の一実施形態によれば、外科的植込み型シャントバルブシステムは、入口ポートに接
続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、入口ポートの流体の
圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときにシャントバル
ブアセンブリーのアパーチャーが開いてアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベン
トされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、脳脊髄液が吸収されうる人体
内の腔への出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、脳脊髄液圧
測定のために流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、実質内圧測
定のために流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、圧力トランス
デューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャ
スタブル植込みバルブコントローラーと、を含む。
【0017】
他の一実施形態によれば、部分的植込み及び部分的外部の植込み型シャントバルブシス
テムは、入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に外科的に配置される植込み流
入カテーテルと、入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧
力設定値を超えたときにシャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いてアパーチャ
ーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成された外部シャントバルブアセ
ンブリーと、分析及び/又は廃棄のために脳脊髄液が収集されうる人体外のバッグへの出
口ポートからの流体のドレナージを提供する外部ドレナージバッグに接続される外部流出
チューブと、脳脊髄液圧測定のために流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデ
ューサーと、実質内圧測定のために流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデュ
ーサーと、圧力トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させる
ように構成されたアジャスタブルバルブコントローラーと、瞬時値及びトレンド値並びに
臨床医に有用な情報を提供する他の二次測定値としてmmH2O、mmHgなどの臨床上
有用な値で直接測定CSF及び実質内圧測定値を表示する外部スクリーンディスプレイと
、を含む。
【0018】
ある特定の例では、脳脊髄液圧(Pcsf)測定のための第1の圧力トランスデューサ
ーは、測定圧を表す第1の電気シグナルをバルブコントローラーに提供する。
【0019】
ある特定の例では、実質内圧(Pp)測定のための第2の圧力トランスデューサーは、
測定圧を表す第2の電気シグナルをバルブコントローラーに提供する。
【0020】
一例では、バルブコントローラーは、測定Pcsf圧とPp圧との間の圧力差を計算す
る。バルブコントローラーは、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレ
ベルを超えたかを決定しうる。一例では、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決
められたレベル未満であるとバルブコントローラーが決定した場合、バルブコントローラ
ーは、あらかじめ決められた値だけシャントバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させ
る。一例では、あらかじめ決められた圧力レベルは10mmH2Oである。他の一例では
、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル超であるとバルブコント
ローラーが決定した場合、バルブコントローラーは、測定されたPp圧を真のPp圧とし
て同定する。
【0021】
他の一実施形態によれば、外科的植込み型シャントバルブシステムは、入口ポートに接
続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、入口ポートの流体の
圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときにシャントバル
ブアセンブリーのアパーチャーが開いてアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベン
トされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、身体内の腔への出口ポートか
らの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、実質内圧(Pp)測定のために流入
カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、脳脊髄液圧(Pcsf)測定
のために流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、あらかじめ決め
られた閾値と比較してPcsf及び/又はPp測定値に基づいて高圧水頭症(HPH)、
正常圧水頭症(NPH)、又は脳内の偽腫瘍の病態が存在するかを決定するように構成さ
れたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、を含む。
【0022】
一例では、実質内圧(Pp)測定のための第1の圧力トランスデューサーは、測定圧を
表す電気シグナルをPcsfが測定されるたびにバルブコントローラーに提供する。
【0023】
一例では、バルブコントローラーは、あらかじめ決められた値だけ外科的植込み型シャ
ントバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させる。他の一例では、バルブコントローラ
ーは、測定されたPcsf圧があらかじめ決められた量超の圧力値だけ測定されたPp圧
よりも低いかを決定する。一例では、PpとPcsfとの間の差は20mmH2O超であ
る。他の一例では、バルブコントローラーは、脳室の容積が正常容積になるまでバルブ圧
設定値を維持する。他の一例では、バルブコントローラーは、PcsfがPpに等しくな
るまでバルブアセンブリーの圧力設定値を増加させる。
【0024】
他の一実施形態によれば、外科的植込み型シャントバルブシステムは、入口ポートに接
続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、入口ポートの流体の
圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときにシャントバル
ブアセンブリーのアパーチャーが開いてアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベン
トされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、人体内の腔への出口ポートか
らの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、脳脊髄液圧測定のために流入カテー
テルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、実質内圧測定のために流入カテーテ
ルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、第1及び第2の圧力トランスデューサ
ーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブル
植込みバルブコントローラーと、植込み型パワー源と、アジャスタブル植込みバルブコン
トローラーと外部プログラミング機器との間のワイヤレス通信機構と、を含む。
【0025】
一例では、シャントバルブアセンブリーは、アジャスタブル植込みバルブコントローラ
ーから分離された植込みアジャスタブルバルブを含む。他の一例では、植込みアジャスタ
ブルバルブは、バルブ通信ケーブルによりバルブコントローラーに電気インターフェース
される。他の一例では、プログラマーは、バルブコントローラーから操作設定値及びデー
タをワイヤレス受信する。他の一例では、プログラマーは、操作設定値の新たな値をバル
ブコントローラーにワイヤレス送信する。
【0026】
一例では、シャントバルブアセンブリーは、バルブコントローラー内にインテグレート
されたモジュールである植込みアジャスタブルバルブを含む。一例では、アジャスタブル
バルブは、植込みバルブコントローラーのポリマーヘッダー内に位置する。他の一例では
、脳室からの流入カテーテルは、第1及び第2の圧力トランスデューサーから植込みバル
ブコントローラーに圧力値を送信するためのワイヤを含む。一例では、インテグレートさ
れたアジャスタブルバルブ及びバルブコントローラーは、植込みパワー源及びワイヤレス
通信機構から分離された植込みデバイスである。一例では、シャントバルブシステムは、
インテグレートされたアジャスタブルバルブ及びバルブコントローラーと、植込みパワー
源及びワイヤレス通信機構と、の間に接続される電気ケーブルをさらに含む。一例では、
植込みパワー源は一次バッテリーである。他の一例では、植込みパワー源はリチャージャ
ブルバッテリーである。一例では、植込みリチャージャブルバッテリーは、外部機器から
ワイヤレス手段を介して再チャージされる。一例では、植込みバルブコントローラー及び
アジャスタブルバルブは、ヒト患者の頭蓋に近接して位置する。他の一例では、植込みバ
ルブコントローラー及びアジャスタブルバルブは、ポータブル外部機器から連続パワーを
ワイヤレス受信する。
【0027】
他の一実施形態は、脳室に流体連通して植込み可能に構成された圧力センサーにより圧
力データをバルブコントローラーに提供して外科的植込み型シャントバルブアセンブリー
を操作する方法に関する。一実施形態では、本方法は、脳室内の脳脊髄液圧(Pcsf)
を測定することと、脳の実質腔内の実質内圧(Pp)を測定することと、測定圧Pcsf
とPpとの間の差圧を計算することと、差圧に基づいて外科的植込み型シャントバルブア
センブリーのシャントバルブの圧力設定値を調整するかを決定することと、を含む。
【0028】
一例では、あらかじめ決められた閾値超のPcsfは、高圧水頭症の指標となる。一例
では、あらかじめ決められた閾値は220mmH2Oである。
【0029】
本方法は、バルブコントローラーを用いてシャントバルブの圧力設定値をあらかじめ決
められた減分だけ低下させることをさらに含みうる。一例では、あらかじめ決められた減
分は10mmH2Oである。
【0030】
本方法は、PpとPcsfとの間の差圧があらかじめ決められた差圧閾値超であるかを
決定することをさらに含みうる。一例では、あらかじめ決められた差圧閾値は10mmH
2Oである。本方法は、PpとPcsfとの間の差圧が第2のあらかじめ決められた差圧
閾値超になるまでバルブコントローラーを用いてシャントバルブ圧力設定値を継続して低
下させることをさらに含みうる。一例では、第2のあらかじめ決められた差圧閾値は20
mmH2Oである。一例では、本方法は、脳室が正常サイズ又は容積に戻るまでバルブコ
ントローラーを用いて圧力設定値を維持することをさらに含む。他の一例では、本方法は
、Pp及びPcsfが等しくなるまでバルブコントローラーを用いてシャントバルブの圧
力設定値を増加させることをさらに含む。一例では、本方法は、バルブコントローラーを
用いてメモリー内のPp及びPcsf値を記録することをさらに含む。一例では、患者は
、正常Pcsf測定値を有する正常圧水頭症と臨床診断される。一例では、Pcsf測定
値は150mmH2Oである。本方法は、バルブコントローラーを用いてシャントバルブ
の圧力設定値をあらかじめ決められた減分だけ低下させることをさらに含みうる。一例で
は、あらかじめ決められた減分は10mmH2Oである。本方法は、バルブコントローラ
ーを用いてPpとPcsfとの間の差圧があらかじめ決められた閾値超であるかを決定す
ることをさらに含みうる。一例では、あらかじめ決められた差圧閾値は10mmH2Oで
ある。本方法は、PpとPcsfとの間の差圧が第2のあらかじめ決められた閾値超にな
るまでバルブコントローラーを用いてシャントバルブ圧力設定値を継続して低下させるこ
とをさらに含みうる。一例では、第2のあらかじめ決められた差圧閾値は20mmH2O
である。本方法は、脳室が正常サイズ又は容積に戻るまでバルブコントローラーを用いて
圧力設定値を維持することをさらに含みうる。一例では、本方法は、Pp及びPcsfが
等しくなるまでバルブコントローラーを用いてシャントバルブの圧力設定値を増加させる
ことをさらに含む。本方法は、バルブコントローラーを用いてメモリー内のPp及びPc
sf値を記録することをさらに含みうる。
【0031】
他の一実施形態によれば、外科的植込み型シャントバルブシステムは、入口ポートに接
続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、シャントバルブを含
むとともに入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定
値を超えたときにシャントバルブのアパーチャーが開いてアパーチャーを介して流体が出
口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、人体内の腔
への出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、脳脊髄液圧測定の
ために流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、実質内圧測定のた
めに流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、第1及び第2の圧力
トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成され
たアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、植込み型パワー源と、外部プログラミ
ング機器と植込みバルブコントローラーとの間のワイヤレス通信を提供するように構成さ
れた第1のワイヤレス通信デバイスと、植込みバルブコントローラーと外部患者レシーバ
ーとの間のワイヤレス通信を提供するように構成された第2のワイヤレス通信デバイスと
、を含む。
【0032】
一例では、植込みバルブコントローラーは、外部患者レシーバーへのワイヤレスデータ
転送を提供する。一例では、転送されるデータは、第1及び第2の圧力トランスデューサ
ーからの測定圧シグナルを含む。他の一例では、転送されるデータはアラームデータを含
む。アラームデータは、第1及び第2の圧力トランスデューサーから得られる異常圧力測
定値の指標でありうる。一例では、アラームデータは、デバイスシステム障害の指標とな
る。一例では、外部患者レシーバーは、患者にオーディオアラームを提供する。他の一例
では、外部患者レシーバーは、患者にビジュアルアラームを提供する。ある特定の例では
、バルブコントローラーは、アラームシグナルを転送した後、すべての測定データを外部
患者レシーバーにワイヤレス転送する。
【0033】
他の一実施形態によれば、シャントバルブシステムは、入口ポートに接続されて脳室又
は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、入口ポートの流体の圧力がシャント
バルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときにシャントバルブアセンブリー
のアパーチャーが開いてアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように
構成されたシャントバルブアセンブリーと、出口ポートから外部脳室ドレナージシステム
への流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、脳脊髄液圧測定のために流入カテー
テルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、実質内圧測定のために流入カテーテ
ルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、圧力トランスデューサーからの測定値
に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブルバルブコントロ
ーラーと、を含む。
【0034】
一例では、脳脊髄液圧(Pcsf)測定のための第1の圧力トランスデューサーは、測
定圧を表す第1の電気シグナルをバルブコントローラーに提供する。他の一例では、実質
内圧(Pp)測定のための第2の圧力トランスデューサーは、測定圧を表す第2の電気シ
グナルをバルブコントローラーに提供する。一例では、バルブコントローラーは、測定P
csf圧とPp圧との間の圧力差を計算する。他の一例では、バルブコントローラーは、
PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベルを超えたかを決定する。一
例では、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であるとバル
ブコントローラーが決定した場合、バルブコントローラーは、あらかじめ決められた値だ
けシャントバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させる。一例では、あらかじめ決めら
れた圧力レベルは10mmH2Oである。他の一例では、PcsfとPpとの間の圧力差
があらかじめ決められたレベル超であるとバルブコントローラーが決定した場合、バルブ
コントローラーは、測定されたPp圧を真のPp圧として同定する。
【0035】
他の一実施形態によれば、シャントバルブシステムは、入口ポートに接続されて脳室又
は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、入口ポートの流体の圧力がシャント
バルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときにシャントバルブアセンブリー
のアパーチャーが開いてアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように
構成されたシャントバルブアセンブリーと、脳脊髄液が吸収されうる人体内の腔への出口
ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、流入カテーテルに装着され
るとともに脳脊髄液圧(Pcsf)及び実質内圧(Pp)を測定するように構成された差
圧トランスデューサーと、測定された脊髄液圧と実質内圧との間の圧力差を計算するよう
に且つ差圧トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるよう
に構成されたアジャスタブルバルブコントローラーと、を含む。
【0036】
一例では、差圧トランスデューサーは、脳脊髄液圧測定のための第1の圧力トランスデ
ューサーと、実質内圧測定のための第2の圧力トランスデューサーと、を含む。
【0037】
一例では、バルブコントローラーは、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決め
られたレベルを超えたかを決定するようにさらに構成される。一例では、PcsfとPp
との間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であるとバルブコントローラーが決定
した場合、バルブコントローラーは、あらかじめ決められた値だけシャントバルブアセン
ブリーの圧力設定値を低下させる。あらかじめ決められた圧力レベルは、たとえば10m
mH2Oでありうる。他の一例では、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決めら
れたレベル超であるとバルブコントローラーが決定した場合、バルブコントローラーは、
測定されたPp圧を真のPp圧として同定する。
【0038】
他の一実施形態は、脳室に流体連通するように構成された圧力センサーにより圧力デー
タをバルブコントローラーに提供してシャントバルブアセンブリーを操作する方法に関す
る。一実施形態では、本方法は、脳室内の脳脊髄液圧(Pcsf)を測定することと、脳
の実質腔内の実質内圧(Pp)を測定することと、測定圧PcsfとPpとの間の差圧を
計算することと、差圧に基づいてシャントバルブアセンブリーのシャントバルブの圧力設
定値を調整するかを決定することと、を含む。
【0039】
さらに他の態様、実施形態、並びにこれらの模範的態様及び実施形態の利点は、以下で
詳細に考察される。本明細書に開示される実施形態は、本明細書に開示される原理の少な
くとも1つに一致するいかなる形でも他の実施形態と組み合わされうるとともに、「ある
実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替実施形態」、「各種実施形態」、「一実施
形態」などへの参照は、必ずしも相互排他的であるとは限らず、記載される特定の特徴、
構造、又は特性が少なくとも1つの実施形態に含まれうることを示唆することが意図され
る。本明細書におけるかかる用語の出現は、必ずしもすべてが同一の実施形態を参照する
とは限らない。
【0040】
各種態様の実施形態は、添付の図面に関連して以下で考察される。明確を期して、すべ
てのコンポーネントがすべての図面に記されうるとは限らない。図面は、必ずしも原寸通
りである必要はなく、その代わりに、本発明の原理を例示することに重点が置かれる。図
面は、各種態様及び実施形態の例示を行って理解を深めるために含まれており、本明細書
に組み込まれてその一部を構成するが、本発明の限界の定義として意図されるものではな
い。
【図面の簡単な説明】
【0041】
図1】各種構造及び関連圧力測定を参照して球モデルで提示されたヒト脳の解剖学的構造を示す図である。
図2A】各種臨床病態用セルフアジャスタブルバルブに対する医師による臨床評価のアルゴリズムのグラフ表現である。
図2B】水頭症と診断された患者のセルフアジャスタブルバルブによる測定及び治療のアルゴリズムのグラフ表現である。
図2C】圧力測定の実験室研究データ例の例示及び本明細書に記載の圧力測定のグラフ表現である。
図3A】機械設計アプローチに基づく自動調整水頭症バルブシステム例のデバイスコンポーネントを例示する図である。
図3B】自動調整水頭症バルブシステム例のデバイスコンポーネントを例示する図である。
図3C】ポータブルワイヤレス受信デバイスも含む自動調整水頭症バルブシステムの他のデバイスコンポーネント例を例示する図である。
図4】インテグレートコントローラー及びアジャスタブルバルブを有する他の自動調整水頭症バルブシステム例を提供するデバイスコンポーネント構成を例示する図である。
図5】リチャージャブルパワー源と共にインテグレートコントローラー及びアジャスタブルバルブを有する他の自動調整水頭症バルブシステム例を提供するデバイスコンポーネント構成を例示する図である。
図6】水頭症病態の存在の決定時のCSF圧(Pcsf)及び実質内静脈圧(Pp)の測定及びモニタリング例のフローチャートである。
図7】定常状態操作時の治療アルゴリズム例のフローチャートである。
図8】植込みバルブコントローラー及び外部機器例の電子ブロック図である。
図9A図6に提示されるフローチャートのアルゴリズムに対する圧力測定の時間ベースグラフ表現を例示するグラフである。
図9B】高圧水頭症の治療例で追従された工程を例示するグラフである。
図9C】正常圧水頭症の治療例で追従された工程を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0042】
態様及び実施形態は、患者に植え込まれて又は患者に植え込まれたカテーテルに接続さ
れて脳脊髄液(CSF)のフロー(ドレナージ)の調節に使用されるように構成された自
動調整バルブに関する。
【0043】
定義:
クモ膜絨毛: 静脈洞の一部へのクモ膜の微視的突起であり、これを介してCSFを血
流中に排出する。
心房: 血液が心臓に入る2つの上側腔の1つ。
カテーテル: 流体分流用に医療グレード材料から作製された細いチューブ。
心房カテーテル: 心房中に排出するシャントの遠位流出チューブ。
ドレナージカテーテル: シャントの遠位流出カテーテル(チューブ)であり、このチ
ューブから流体がシャントバルブシステムを出る。
流入カテーテル: 脳脊髄液区画の1つに配置されるシャントの近位チューブであり、
これを介してCSFがシャントバルブシステムに流入する。
腰椎カテーテル: シャントの近位チューブであり、これを介してCSFが脊椎の周り
のCSF腔から排出される。
腹膜カテーテル: 腹膜中に排出するシャントの遠位流出チューブ。
脳室カテーテル: 脳室からCSFを排出するシャントの近位流入チューブ。
脳脊髄液: 脳及び脊髄を浸す無色透明体液であり、主に脳室の脈絡叢中で生成される
。脳に対するクッション又はバッファーとして作用し、頭蓋内の脳及び脊柱に対する基本
的な機械的及び免疫学的保護を提供する。
脈絡叢: 脈絡叢は、脳室内の脳脊髄液の大部分を生成する細胞の血管叢である。脈絡
叢は修飾上衣細胞からなる。
外部ドレナージシステム(EDS): 外部ドレナージ及びモニタリングは、重力とC
SF圧との組合せを用いることによる脳の側脳室又は脊椎の腰椎腔から外部収集バッグ中
への一時CSFドレナージである。
外部腰椎ドレナージシステム(ELDS): 外部ドレナージ及びモニタリングは、重
力とCSF圧との組合せを用いることによる脊椎の腰椎腔から外部収集バッグ中への一時
CSFドレナージである。
外部脳室ドレナージシステム(EVDS): 外部ドレナージ及びモニタリングは、重
力とCSF圧との組合せを用いることによる脳の側脳室から外部収集バッグ中への一時C
SFドレナージである。
固定圧: 単一操作圧で操作するバルブ。
水頭症: 脳室内の脳脊髄液(CSF)の正味の蓄積に起因する脳室容積拡大に関連す
る病態。
交通性水頭症: CSFフローの可視ブロッケージから生じない水頭症形態の非閉塞性
水頭症。
高圧水頭症: 脳室内へのCSFの過剰蓄積が見られる神経学的障害の高血圧性水頭症
。CSFが蓄積して脳(頭蓋)内の圧力増加をもたらすことにより脳室容積の拡大及び脳
組織の伸長を引き起こしてクリティカル構造を圧迫する。
非閉塞性水頭症: 交通性水頭症を参照されたい。
正常圧水頭症: NPHと略記されるこの病態は、ときにはICPの増加をほとんど又
はまったく伴うことなく脳室が拡大した状態になるCSFの蓄積であり、「正常」CSF
圧の存在下で神経学的症状の三徴(3つのグループ)-歩行障害(典型的には最初に現れ
る)、認知症、及び膀胱制御障害が起こる。重症度に依存して、これらの症状の1つ以上
が現れる。
閉塞性水頭症: 高圧水頭症を参照されたい。
腰椎腹腔シャント: 腰部のクモ膜下(腰髄膜)腔から腹腔にCSFを分流するシャン
ト-バルブシステム。
脳実質: 2つのタイプの脳細胞すなわちニューロン及びグリア細胞で構成される脳内
の機能性組織。
腹膜: 腹腔をライニングして腹部器官をカバーする漿膜。
クモ膜下圧: クモ膜下CSF腔で測定されるCSF圧。
硬膜下圧: 硬膜下腔で測定される圧力。
プログラマブル圧: プログラマーにより変更可能な操作圧の非侵襲的アジャスタブル
範囲を有する可変圧バルブ機構。
シャント: 典型的には、2つのカテーテル(流入及び流出)と、量、フロー方向、及
び脳の流体区画のCSF圧を調節するワンウェイバルブと、を含む植込みデバイス。
上矢状洞: 前大脳半球の外側面から静脈洞交会への血液の排出を可能にする大脳鎌の
付着縁に沿った不対領域であるヒト頭蓋内の上側縦走洞。
腰髄膜腔: 脊髄及び馬尾を囲む硬膜の膜性鞘である髄膜嚢又は硬膜嚢に囲まれたCS
F流体区画。髄膜嚢は、脊髄が「浮かぶ」脳脊髄液を含有する。
クモ膜下腔: デリケートな結合組織小柱及びCSFを含有する相互交通チャネルによ
り占有されたクモ膜と軟膜との間隙。
バルブ: 一方向のみの流体フローを可能にするシャント中の抵抗調節機構。伝統的に
は、バルブは、固定圧又は非侵襲的アジャスタブル圧でありうる。
頸静脈: 頭部から上大静脈(上半身の大静脈)に血液を運んで心臓に注ぐ頸部の静脈

浅大脳静脈: 上大脳静脈、浅中大脳静脈、下大脳静脈、下吻合静脈、及び上吻合静脈
を含む頭部の大脳静脈群。
脳室: 上衣細胞でライニングされた脳内の腔であり、CSFは、ここで生成された後
、脊髄クモ膜下腔と交通する頭蓋腔内で循環されるか又はクモ膜絨毛内に排出される。脳
室は、第3脳室及び続いて第四脳室に排出する一対の側脳室を含む。
脳室心房シャント: 脳室から心臓の右心房に流体を移動(分流)するシャント-バル
ブシステム。
脳室腹腔シャント: 脳室から腹腔に流体を移動(分流)するシャント-バルブシステ
ム。
【0044】
略号:
CSF: 脳脊髄液
EDS: 外部ドレナージシステム
ELDS: 外部腰椎ドレナージシステム
EVDS: 外部脳室ドレナージシステム
HPH: 高圧水頭症
NPH: 正常圧水頭症
Pcsf: 脳室内CSF圧
Pei: 有効脳室内CSF差圧、Pei=Pcsf-Pp
Pp: 実質内静脈圧
Psa: クモ膜下腔圧
Pv: 実質外静脈圧(上矢状静脈洞(SSS)で測定される)
Pvalve: バルブ操作圧
SSS: 上矢状静脈洞
【0045】
HPH及びNPHは、中枢神経系内の異なる流体圧間の相互作用により発生する。
【0046】
図1に示されるように、脳表面から出現して脳実質海綿から血液を排出する浅大脳静脈
105は、クモ膜下腔115を通り抜けて、脳脊髄液(CSF)に浸入し、硬膜静脈洞に
連結し、上矢状静脈洞(SSS)130中に排出される。水平位のSSS130中の正常
圧は、おおよそ70mmHOである(Pv=SSS中で測定される実質外静脈圧)。
【0047】
CSFもまた、SSS130中に排出されるが、異なる経路すなわちSSS壁のクモ膜
絨毛135を介する。CSF圧は、これらのクモ膜絨毛135を介する抵抗にSSS13
0の圧力をプラスした結果である。したがって、患者が水平位にいるとき、クモ膜下腔1
15中のCSFの正常圧(Psa=クモ膜下CSF圧)は、典型的には120mmH
である。クモ膜下CSF圧は、実質内静脈系圧のパラレル変動を誘発する。同様に、SS
S130レベル又はその後の静脈圧変動は、実質内静脈系及びCSF系の両方に等しく伝
達される。なぜなら、両方ともSSS130中に排出されるからである。これらの2つの
機構は、脳組織又は海綿様実質125の一定した静水学的ローディングを確保する。
【0048】
脳組織又は実質125は2つの対抗圧に付される。一方はCSF系(Pcsf)により
生成され、これは脳室110を拡大する(及び実質125の容積を減少させる、すなわち
、海綿の容積を減少させる)傾向にある。他方の圧力は実質内静脈系120(Pp)によ
り生成され、これは脳室容積拡大に対抗して脳室容積を低下させる(及び実質125の容
積を増加させる)傾向にある。これらの2つの圧力がそれらの絶対値にかかわらず等しい
状態が保たれる限り、それらの間の差圧はゼロであり、組織はごくわずかな応力や歪みに
も付されることがなく、脳室容積さらには実質容積は不変の状態が保たれて定常状態条件
にある。
【0049】
液体が実質海綿から又は実質海綿にスキーズされ、その結果、脳室容積を変化及び制御
して特定形態の水頭症を生成しうる程度を制御する勾配は、脳室内CSF圧(Pcsf)
と実質内静脈圧(Pp)との間に存在する差である。この勾配は、有効脳室内CSF差圧
(Pei=Pcsf-Pp)と称される。Pcsf>Ppのとき、Pei>0であり、流
体は実質125からスキーズされ(すなわち、海綿が「スキーズされ」)、脳室容積が増
加する。逆に言えば、Pcsf<Ppのとき、Pei<0であり、流体は実質125を満
たして実質容積を拡大し、脳室容積が減少することが可能である。脳室容積拡大が等しい
Ppにより対抗されずに脳室が拡大するとき、NPHの症状(正常Pcsfであっても)
を生じる。
【0050】
正常脳100では、脳室110内の脳脊髄液の圧力(Pcsf)は、典型的には、実質
内静脈路120の圧力(Pp)に等しい。そのため、Pcsf=Ppのとき、脳室の拡大
を引き起こすおそれのあるこれらの2つの圧力区画間に勾配が存在しないので、脳室容積
は正常に保たれ、水頭症は発生しない。水頭症又は脳100の脳室腔容積の拡大は、脳1
00内の圧力アンバランス(すなわち、PcsfとPpとの間の勾配)により生じ、Pc
sf110がPp120超になるか(高圧水頭症の場合)又はPp120がPcsf11
0未満になるか(正常圧水頭症の場合)のどちらかのときに起こる。水頭症の管理の目標
は、実質圧(Pp)以下になるようにCSF圧(Pcsf)を操作することである。
【0051】
水頭症治療用の初期シャント(流入カテーテルとバルブとドレナージカテーテルとから
なる)では、シャントを通るフローを調節するために固定w圧バルブが組み込まれた。多
くの場合、固定圧バルブの植込み後、アンダードレナージ又はオーバードレナージに起因
して、医師は、最適操作圧範囲(平衡条件)が決定されるまで、さまざまな操作圧範囲の
1つ(たとえば、アンダードレナージではより低い圧力範囲又はオーバードレナージでは
より高い圧力範囲)を用いて、初期バルブを交換するために数回の手術を実施する必要が
あるだろう。バルブを交換するために手術を使用するのではなく非侵襲的に(皮膚を介し
て)バルブの操作圧を調整可能な外部(非侵襲的)アジャスタブル「プログラマブル」バ
ルブが開発されてきた。しかしながら、シャント性能を最適化するためにかかるプログラ
マブルバルブの圧力設定値を頻繁に調整することが一般に必要である。これは臨床医への
1回以上の訪問を介して達成される。プログラムした後、臨床医の臨床判断に基づいて再
プログラムされるまで、アジャスタブルバルブは固定圧バルブのように作用する(すなわ
ち、患者の変化要件に合わせて調整しない)。このため、臨床医への患者の訪問の必要性
に合わせてかかるバルブが調整されうる時が限定され、1日を通して患者の変化する臨床
上の必要性に基づいてバルブ調整を行って患者の毎日の要件に適応することができない。
【0052】
態様及び実施形態は、所要のバルブ抵抗を連続的に決定し、それに応じて臨床医の介入
を必要とすることなく調整しうる自動調整バルブに関する。
【0053】
現在使用されている従来のシャントバルブは、固定圧又は非侵襲的アジャスタブルバル
ブのどちらかであり、2つのパラメーター:入口圧(CSF)及び出口ドレナージ圧(心
臓の右心房(本質的に圧力ゼロ)又は腹膜腔圧のどちらか)で機能する。これらのデバイ
スは、CSF圧がバルブシステムの操作圧設定値未満に低下するまでCSFのバルブ貫流
を可能にしてCSF圧を制御する。バルブ操作圧を設定する指標として脳室容積やCSF
圧などのいくつかのパラメーターを医師が使用可能であったとしても、バルブの選択(固
定圧バルブ)又は調整(可変圧バルブ)に関係する試行錯誤がいくつか存在する。これと
は対照的に、態様及び実施形態は、バルブの圧力設定値の調整を自動制御するようにフィ
ードバックを提供することにより、臨床医の介入なしで必要ならばいつでもどこでもバル
ブを調整するように閉ループシステムを提供する第3のパラメーターを用いた自動調整バ
ルブに関する。
【0054】
脳の早期の理解によれば、健常患者では、脳組織が脳室からCSF圧を吸収するであろ
うから、硬膜下圧はゼロの値を有した。患者が水頭症を発生し脳室の容積が増加すると及
び/又はCSF圧の値が増加すると、脳室圧の多くは、脳組織又は実質を介して脳の表面
に伝達されるであろうから、硬膜下圧は、正の値を有するであろう。従来の自動調整バル
ブは、正常者の硬膜下圧がゼロに等しいという考えに基づく。人が水頭症を発生したとき
のみ、硬膜下圧は0超の値を有するであろうから、これはCSFを排出するバルブの圧力
設定値を低下させるために使用されるであろう。
【0055】
ある特定の態様によれば、頭蓋腔の水力学のより最近の理解から、さらには実験的証拠
から、健常被験者の硬膜下圧はゼロの値を有していないであろうと結論付け可能である。
その代わりに、硬膜下センサーは、2つの圧力Pcsf及びPpの高い方を測定するであ
ろう。それゆえ、自動調整バルブの態様及び実施形態は、少なくとも部分的には、実質圧
センサーが実質内静脈圧(Pp)及び脳室内CSF圧(Pcsf)の高い方を測定すると
いう認識に基づく。Pcsfは、CSF中に配置されたセンサーを用いて直接測定可能で
ある。したがって、硬膜下センサープローブからの圧力読み値と、CSF圧センサーから
の圧力読み値と、を比較することにより、オブザーバー又はシステムはPpを外挿可能で
ある。
【0056】
より具体的には、出発状態では、高圧水頭症(HPH)の患者は、高Pcsf及び正常
Ppを有する(すなわち、Pcsf>Pp)。出発点では、PcsfがPp超であるので
、実質センサーはPcsfを測定する。同様にPcsfを測定するCSF圧センサーは、
実質センサーと同一の読み値を与えうる。次いで、バルブは、患者のPcsfを徐々に減
少できるように設定されうる。Pcsfが減少し始めたとき、実質センサー及びCSFセ
ンサーは、継続して同一の読み値を与えるであろう。しかしながら、患者のPcsfがP
p未満に低下すると、実質センサーは、その代わりにPpを測定し始めるであろう。この
時点では、実質センサー及びCSFセンサーが異なる圧力読み値を測定しているので、シ
ステム又はオブザーバーは、Pcsf<Ppであることを知ることが可能である。バルブ
は、脳室を標準化させる(すなわち、生理学的正常容積まで排出させる)のに十分な程度
に長くこの設定値を保持可能である。次いで、バルブは、Pcsf及びPpを等しくして
定常状態平衡を維持するように調整可能である。以下でさらに考察されるように、本明細
書に開示される態様及び実施形態は、Pcsf及びPpを等しくすることにより、脳室容
積拡大を引き起こす圧力アンバランスを補正して、HPH又はNPHの患者を治療するシ
ステム及び方法を提供する。
【0057】
ある特定の態様はまた、少なくとも部分的には、正常圧水頭症(NPH)が正常Pcs
f及び正常値未満Pp(すなわち、Pcsf>Pp)を有する脳内の圧力アンバランスに
より特徴付けられるという認識に基づく。本明細書に開示される態様及び実施形態は、P
csf及びPpを等しくすることにより、正常Pcsf圧下で脳室容積拡大を引き起こす
圧力アンバランスを補正して、NPHの患者を治療するシステム及び方法を提供する。非
水頭症病態、HPH、及びNPHに対するこれらの圧力関係の概念は、以下の表にまとめ
られる。
【0058】
【表1】
【0059】
有利なことに、一部の患者は、脳室のサイズが大幅に減少しなかったとしても、顕著に
回復する。いくつかの場合には、患者の回復のために、拡大脳室を生成した圧力勾配を単
に低下させるだけで十分でありうる。言い換えると、患者の回復のために、脳室を正常容
積に完全に低下させる必要がないこともありうる。それゆえ、ある特定の態様は、主に、
PcsfとPpとの間の圧力勾配を低下させることに関する。
【0060】
高圧水頭症(HPH)の患者では、Pcsf110は正常値超であり(CSF循環系の
部分閉塞に起因して)、且つPp120は正常であり、したがって、Pcsf>Pp。正
常圧水頭症(NPH)の患者では、Pcsf110は正常であるが(CSF循環系の閉塞
が存在しないため)、Pp120は正常値未満であり、したがって、Pcsf>Pp。
【0061】
図2Aは、医師が、臨床手段(たとえばイメージング)を介して、脳室容積に関して患
者の病態を視覚的に評価し、既存の水頭症病態が存在するかを決定するプロセスのグラフ
表現を提供する。視覚的イメージングアセスメントは、たとえば、MRI又はCTスキャ
ンを用いて行われうる。臨床評価が水頭症に関連する拡大脳室を示唆した場合、バルブ圧
設定値は、脳室容積を低下させるように減少されうる。水頭症病態は、高圧水頭症(HP
H)又は正常圧水頭症(NPH)のどちらかとして評価されうる。いずれの場合でも、手
動調整は同一である。脳室容積が正常サイズであると決定された場合、水頭症制御システ
ムは、Pcsf圧及びPp圧を測定しうるとともに、水頭症が停止状態になるであろうか
ら、CSF圧及び実質内静脈圧をモニターする「待機」定常状態モードにプログラムされ
うる。しかしながら、高Pcsf及び高Ppを有する正常脳室容積は、偽腫瘍病態を示唆
しうる。この場合には、バルブ圧は、Pcsf及びPpを正常値に減少させるように低下
可能である。脳室が「スリット」病態(スリット又は正常脳室未満として知られる)であ
ることをアセスメントが示唆した場合、バルブ圧設定値は、脳室容積を拡大(「標準化」
)させるように増加されうる。脳室容積は、脳室が正常サイズに戻るかを評価するために
視覚的にモニターされうる。
【0062】
図2Bは、セルフアジャスタブルバルブ用アルゴリズムのグラフ表現を提供する。工程
1は、脳室内CSF圧(Pcsf)及び実質内静脈圧(Pp)を測定する電子センサー(
すなわち圧力トランスデューサー)が存在しうることを示す。Pcsf圧及びPp圧の測
定値は、等しいものでありうるか、又はPcsfがPp以上でありうるか、又はPcsf
がPp未満でありうるかを決定するように比較されうる。PcsfがPp未満でない場合
(工程2)、Pp測定値は、まだ実際の実質外静脈圧(Pv)でない可能性がある。バル
ブ圧設定値は、バルブ圧設定値を変化させ、設定時間を待機し、そしてPcsfがPp未
満になるまで2つの圧力を測定する閉ループアルゴリズムで低下されうる。PcsfがP
p未満になったら(工程3)、Ppが実際の実質外静脈圧(Pv)を反映しうると推定さ
れうる。
【0063】
図2Cは、頭蓋腔の硬膜下部に植え込まれたセンサーが実質内静脈圧(Pp)及び脳脊
髄液圧(Pcsf)の高い方を測定するという研究データに基づいて、証拠例を提供する
。健常被験者では、これらの2つ圧力は典型的には等しい。これとは対照的に、HPH、
NPH、又は偽腫瘍(頭蓋内圧が上昇し且つ心室拡大がない病態)では、硬膜下部のセン
サーは、必ずしも実質内静脈圧を測定しうるわけではない。頭蓋腔内の特定可変圧の測定
に使用されるセンサー、トランスデューサー、又は他のデバイスは、ある程度、環境内の
他の変数をすべて測定する傾向があるので、異なる流体間で最高圧を測定するであろう。
上述した3つの病態(すなわち、HPH、NPH、又は偽腫瘍)では、硬膜下領域のセン
サーが実質内静脈圧(Pp)の直接測定となるのは、これがPp及びPcsfの高い方の
圧力である場合のみであろう。
【0064】
【表2】
【0065】
このことから、測定される圧力は、常に、2つの圧力の高い方であると結論付け可能で
ある。それゆえ、ある特定の態様は、Pp及びPcsfを独立して測定する方法に関する
。通常の条件下ではCSF圧が実質内静脈圧を制御するという仮説に基づいて、下記実験
が設計され、結果は図2Cのグラフに例示される。
【0066】
下記:
・ 脳室CSF圧(円形ラベルにより表されたプロット)
・ 硬膜下圧(正方形ラベルにより表されたプロット)
・ 上矢状静脈洞圧(三角形ラベルにより表されたプロット)
に関して、正常イヌで同時測定を実施した。
【0067】
圧力を記録しながら、脳室に接続された生理食塩水溶液が充填されたバッグを低下させ
ることにより、脳室CSF圧(丸形ラベルのプロット)を徐々に低下させた。脳室CSF
圧(Pcsf)が減少するにつれて、これにより硬膜下センサーの圧力(正方形ラベルの
プロット)の等しい低下を生じることが観測された。グラフの左側部分に見られるように
、両方の圧力は、上矢状静脈洞圧(三角形ラベルのプロット)の値に達するまで継続して
減少し、その時点で、Pcsfは継続して低下するが、硬膜下圧はさらに減少しない(す
なわち、SSSはPv未満)。この時点では、硬膜下センサーは、今や、実質内静脈圧(
Pp)を測定しており、上矢状静脈洞圧(Pvと略記され、このグラフの中央部分ではP
v=Pp)の値未満になれない。グラフの中心部分では、PcsfはPp未満であり、且
つ硬膜下センサーはPpを測定する。その後、生理食塩水が充填されたバッグを上昇させ
ることにより脳室CSF圧を増加させると、CSF圧が上矢状静脈洞圧(Pv)の値を超
えた後、硬膜下センサーにより測定される実質内静脈圧のみが増加し始める(グラフの右
側部分に示される)。
【0068】
図2A及び2Bに例示され以下にさらに説明されるように、実質内静脈圧の真の測定の
基本原理は、機械調節システムとして又はセンサーベース電子調節制御システムとしての
どちらかで実現されうる。図3Aは、機械設計自動調整バルブ例を例示する。水頭症アジ
ャスタブルバルブ310は、脳室内に植え込まれうる脳室カテーテル340を含みうると
ともに、これはPcsf測定値を提供しうる。機械制御水頭症バルブシステムへのフィー
ドバックとしても使用されうる圧力は、硬膜下圧バッグ305として例証されるように脳
の表面の接触圧でありうる。Pcsf圧と硬膜下圧との間の等価性を維持する目的で、自
動調整バルブ310は、圧力を機械的に低下させうる。アジャスタブルバルブ310はま
た、遠位流出ドレナージカテーテル390に接続されうるとともに、頭蓋の外部に位置し
うる。
【0069】
図3Bは、自動調整水頭症バルブシステム例300のデバイスコンポーネントを例示す
る。以上で考察したように、水頭症アジャスタブルバルブ310は、脳室内に植え込まれ
うる脳室カテーテル340を含みうる。ある特定の例では、脳室カテーテル340は、脳
又は脊髄のクモ膜下腔からのCSFのドレナージを制御するために使用される外部脳室ド
レナージシステム又はその一部に接続されうるとともに、これはセンサー出力及び生理学
的関連データを提供するデータ処理のディスプレイを備える。電子CSF圧センサー33
0は、脳室カテーテル340の外表面上に取り付けられうるとともに、この流体腔内のC
SF圧(Pcsf)を測定可能でありうる。また、第2の電子圧力センサー320は、脳
実質に接触する位置で脳室カテーテル340の外部に取り付けられうるとともに、実質内
静脈圧(Pp)を間接測定可能でありうる。アジャスタブルバルブ310は、遠位流出ド
レナージカテーテル390に接続されうるとともに、頭蓋の外部に位置しうる。第2のカ
テーテル又はバルブ通信ケーブル350は、CSF圧(Pcsf)センサー330、実質
内静脈圧(Pp)センサー320の電気接続又はワイヤ、及びアジャスタブルバルブ31
0の圧力設定値を変化させる電子制御シグナルを含みうる。バルブ通信ケーブル350は
また、バルブコントローラー360(植込み電子バルブ制御デバイス及びパワー源を含み
うる)に接続されうるとともに、これはバルブ調整の基になる情報を提供しうる。
【0070】
ある特定の実施形態によれば、バルブコントローラー360は、パワー源、マイクロコ
ントローラー、及びワイヤレス通信回路(図3Bには示されていない)を含みうるととも
に、図8のブロック図を参照して以下でさらに説明される。パワー源は、一次バッテリー
、リチャージャブルバッテリー、又は外部パワー源から連続ワイヤレスパワー転送を受信
しうるデバイスでありうる(又はこれらのエレメントの2つ以上の組合せでありうる)。
バルブコントローラー360内のマイクロコントローラーは、2つの圧力センサーにより
得られた圧力測定値を分析しうるとともに、各測定値に基づいてアジャスタブルバルブ3
10の設定値を変化させるためにとられる措置を決定しうる。これらのアルゴリズム例は
図6に提示されるフローチャートを参照してさらに詳細に考察される。ワイヤレス通信
は、保存された圧力測定値の記録を検索したり、特定操作を実施するように植込みバルブ
コントローラー360に指示したり、バルブコントローラー360の現在のプログラムさ
れた操作設定値を検索したり、アジャスタブルバルブ310及び植込みバルブコントロー
ラー360の操作設定値を再プログラム(調整)したりする能力を臨床医に提供しうる。
バルブコントローラー360の電子部品は、アクティブ植込み型医療用デバイスでよく見
受けられるようにハーメチックシールエンクロージャー(チタン又は類似の材料で構築さ
れる)内に収容されうる。外部プログラマー380は、植込みバルブコントローラー36
0から検索された情報をレビューするためにグラフィカルユーザーインターフェースを提
供しうる。そのほか、外部プログラマー380は、医師によるレビュー及びアーカイビン
グのために、さらには医師がバルブコントローラー360内の操作設定値を調整してアジ
ャスタブルバルブ310を制御できるようにプログラムデータを転送するために、ワイヤ
レス送信データを受信しうるプログラミングワンド370を介してバルブコントローラー
360からデータを検索しうる経皮ワイヤレス通信を提供しうる。
【0071】
図3Cは、システムコンポーネントの変形形態を提供する。図3Cに示される例では、
コンポーネントはすべて、患者又は介護者により持ち運びされうる追加の外部デバイス又
は患者ワイヤレスレシーバー375がある場合を除き、図3Bと同一である。患者ワイヤ
レスレシーバー375は、植込みバルブコントローラー360からワイヤレス通信を受信
しうる。ワイヤレス通信は、バルブコントローラー360により開始され、たとえば、バ
ルブコントローラー360により同定されたアラーム状態の結果として患者ワイヤレスレ
シーバー375に送信されうる。アラーム状態は、CSF圧(Pcsf)センサー330
、実質内圧(Pp)センサー320のどちらかからの圧力測定値、及び/又は脳室内CS
F差圧(Pei=Pcsf-Pp)の結果でありうる。アラームはまた、バルブコントロ
ーラー360による植込みシステムの自己診断チェック時に同定された状態の結果として
発生されうる。
【0072】
他の一実施形態によれば、図4に例示される例の自動調整水頭症バルブシステム400
は、アジャスタブルバルブ410と、インテグレートして1つの植込み自動調整バルブ/
コントローラーデバイス470に物理的にアセンブル可能なバルブコントローラー460
と、を含む。図3Bに示されるデバイスと同様に、バルブコントローラー460の電子部
品は、ハーメチックシールチタンエンクロージャー内に収容されうる。アジャスタブルバ
ルブ410は、ポリマーヘッダー415に収容されうる。ドレナージカテーテル480は
、ポリマーヘッダー415を介してアジャスタブルバルブ410から出るようにしうる。
自動調整バルブ/コントローラーデバイス470はまた、より単純な脳室カテーテル44
0と、脳室内CSF圧センサー430と実質内静脈圧センサー420とアジャスタブルバ
ルブ410との間のワイヤ接続と、を単一の脳室又は腰椎カテーテル及び圧力センサーワ
イヤ450としうる。バルブコントローラー460とアジャスタブルバルブ410との間
の電気接続は、自動調整バルブ/コントローラーデバイス470内に含まれうる。
【0073】
他の一実施形態の自動調整水頭症バルブシステム500は図5に示される。この例では
、自動調整バルブ/コントローラーデバイス560は、依然としてインテグレートされう
るが、パワー源及びワイヤレス通信を個別モジュール540として構成しうる。この構成
は、より小型の自動調整バルブ/コントローラーデバイス560の利点を提供し、より短
いドレナージカテーテル及びセンサーワイヤを自動調整バルブ/コントローラーデバイス
560にもたらしうる。この実施形態のパワー源はまた、リチャージャブルバッテリーを
含みうるとともに、これはより長期植込み継続期間及び/又はより小さなバッテリー選択
肢を可能にする。植込みワイヤレス通信及びリチャージャブルパワー源540は、自動調
整バルブ/コントローラーデバイス560から離れて位置しうる。外部バッテリーチャー
ジャー520とワイヤレス通信とリチャージャブルパワー源540との間のワイヤレスパ
ワー転送は、パワーコイル522からワイヤレス通信内のコイル及びリチャージャブルパ
ワー源540までパワーを転送しうる。ワイヤレス通信及びリチャージャブルパワー源5
40をチャージするパワーは、ポータブル(たとえば、患者ウェアラブル)バッテリー及
びパワー制御524デバイスにより提供されうるか、又はACアダプター(図示せず)か
ら提供されうる。
【0074】
あらかじめ決められたインターバルにわたる定常状態モニタリング時の水頭症の再発を
決定するプロセス例は、図6にフローチャートとして示される。この例では、図3Bに示
されるCSF圧(Pcsf)センサー330及び実質内圧(Pp)センサー320を用い
て、CSF圧(Pcsf)110及び実質内静脈圧(Pp)120の測定及び連続モニタ
リングが実施される。このモニタリングプロセスはまた、水頭症病態発生の可能性があり
うるかをいつ決定するかを検討するために、パラメトリック因子として患者の概日リズム
さらには患者の変化する姿勢を考慮して1日(又は他の期間)を通してバルブコントロー
ラー360によるPcsfの変動の記録及び同定を可能にしうる。
【0075】
図6を参照して、工程600では、バルブコントローラー360内にコードされたプロ
セスは、CSF圧(Pcsf)センサー330から圧力測定値を取得することにより開始
しうる。Pcsf測定値は、あらかじめ決められたPcsf値と比較されうるとともに、
プロセスは、測定されたPcsfが、バルブコントローラー360のメモリー内に保存さ
れた患者に対するあらかじめ決められた正常範囲内にあるかを同定する工程305を含み
うる。PcsfがPcsfの正常範囲内にある場合、工程610は、Pcsfが前に測定
されたPpからの許容差(又はΔ)圧力内にあるかを決定することを含みうる。圧力Δが
Ppの正常範囲内にある場合、1日を通してPcsfの変動を考慮するために、Pcsf
を工程650で移動平均計算に因子として加えうる。次いで、プロセスは、その次のPc
sf測定600を行う前に、プログラムされたPcsf測定遅延時間(たとえば1時間)
を待機しうる655。工程605でPcsf値が患者の正常Pcsf範囲内にないと決定
された場合、工程620は、最後のPp測定以降の十分な時間インターバル(たとえば3
時間)が存在するかを決定することを含みうる。プロセスはまた、Ppに対する差圧の増
加が異常な測定(たとえばノイズ)が原因でないことを検証するために、Pcsfの複数
の逐次測定を行うことを含みうる(フローチャートには示されていない)。Pp測定イン
ターバルをPcsf測定インターバルよりも長くすれば、工程620でこのより長いイン
ターバルにわたるPcsfの検証は、Pcsfが範囲外でありうることを確認する能力を
測定プロセスに提供しうる。Pcsf測定に類似して、繰返し測定による確認は、Pp測
定に移行する前にいずれの測定ノイズアーチファクトもフィルター除去しうる。繰返し測
定による妥当な圧力値の確認はまた、有意な圧力偏差が潜在的に起こりうると推定される
とき、プロセス全体にわたり他の条件に適用しうる。Pp測定インターバルが工程620
で達成されない場合、Pcsf測定値は、工程625で移動平均計算に因子として加えう
るとともに、プロセスは、工程600でその次のPcsf測定を行う前に特定Pcsf測
定遅延時間を待機しうる630。工程620でPp測定インターバルが達成された場合、
工程635でPpが測定されうる。Ppセンサー330からの測定値が実際の実質内静脈
圧を表しうるかを決定する方法例は、図7に関連して以下でさらに考察される。工程64
0で決定したときにPpがPcsfの許容Δ限界内にある場合、正常非水頭症病態が同定
されうるとともに、Pp測定値をPp移動平均の計算に加えうる645。次いで、プロセ
スは、工程655に移行してその次のPcsf測定遅延を待機する。Pp測定値がPcs
fの許容Δ内にない場合640、バルブコントローラー360は、Pp値を記録しうると
ともに、工程615で病態を水頭症として同定しうる。そしてワイヤレス通信により患者
にアラートを出してから治療プロセスに移行しうる。医師はまた、患者に圧力測定偏差の
アラートを出して医師と連絡をとるように指示すべくバルブコントローラー360をプロ
グラムしうる。測定データは、レビューのために医師にリモート送信されうる。医師は、
図2Aを参照して以上で説明した臨床評価をさらに行って水頭症病態が再発したかを決定
するために、リモートでバルブコントローラー360を再プログラムするか又は医療施設
(病院の事務所)に行くように患者を要求するかのどちらかを行いうる。
【0076】
患者が非水頭症病態に戻ったら(すなわち、脳室が標準化されたら)、医師は、モニタ
リング及び記録を継続して、患者の毎日の概日リズムの指標となる平均圧並びに最小及び
最大範囲を同定しうる。ある特定の実施形態によれば、バルブコントローラー360の主
目的は、1日を通してさらには患者の体位(姿勢)の変化に関連する変動があっても、P
csfとPpとの間の圧力勾配を同一に保つことである。
【0077】
一実施形態によれば、水頭症を有する患者に対してアジャスタブルバルブ310を最初
にプログラムするために、医師は、あらかじめプログラムされたデフォルト値を使用しう
るか、前の測定圧データ及び関連トレンドに基づく患者の前病歴に基づいて値を選択する
かのどちらかを行いうる。
【0078】
ある特定の実施形態では、実質内静脈圧(Pp)の測定値を得る方法は、実質内圧(P
p)センサー320が実質内静脈圧(Pp)及び脳室内CSF圧(Pcsf)の高い方を
測定すると仮定する。Ppは、PcsfがPp測定値未満に低下するまで、アジャスタブ
ルバルブ310の圧力設定値を低下させながら、Pcsfを追跡可能である。Ppの測定
は、Pcsfを低下させることにより水頭症の治療をもたらしうる。
【0079】
制御プロセス例は図7に示される。制御プロセスは、植込みバルブコントローラー36
0中にファームウェアとして常駐しうる。プロセスは、2つの区画間の差圧ひいては水頭
症病態の潜在的存在の決定に使用しうる2つの圧力を測定することを含みうる。CSF圧
(Pcsf)センサー330及び実質内圧(Pp)センサー320からの測定値は、高圧
水頭症(HPH)の決定時に実質内静脈圧(Pp)の間接測定値を提供しうる。
【0080】
以上で考察したように、圧力測定は、アジャスタブルバルブ310に接続された脳室カ
テーテル340上に取り付けられうる電子圧力センサーを用いて行われうる。工程700
から出発して、Pcsfが測定されうるとともに、工程705でベースライン値としてP
pの測定が行われる。バルブコントローラー360に常駐するアルゴリズムは、工程71
0であらかじめ決められた圧力(たとえば10mmH2O)だけバルブ圧設定値を低下さ
せうる。調整されたバルブ圧設定値は、医師により設定されうるか、又はあらかじめプロ
グラムされたデフォルト値でありうる。次いで、バルブコントローラー360は、圧力を
安定化させるために工程715で特定時間インターバル(たとえば1時間)を待機しうる
とともに、Pcsf及びPpの2つの測定を繰り返しうる。2つの圧力測定値は、工程7
20で比較されうるとともに、PcsfがPpに等しい場合、バルブコントローラー36
0は、あらかじめ決められた設定圧力(たとえば10mmH2O)だけアジャスタブルバ
ルブ310の圧力設定値を低下させうる。そして次いで再度2つの圧力を測定し評価する
ために他の特定時間インターバル(たとえば1時間)を待機しうる。2つの圧力が等しく
なくPcsfがPp未満である場合、プロセスは、測定されたPp値が工程730で真の
実質内静脈圧Ppでありうることを同定することを含みうる。工程735及び740では
、プロセスは、工程740でPcsfとPpとの間の差が第2のあらかじめ決められた量
(たとえば20mmH2O)超になるまでアジャスタブルバルブ310のバルブ圧設定値
を低下させることにより、継続してPcsf及びPp測定を行うことを含みうる。次いで
、バルブコントローラー360は、工程745でPp値を記録しうる。プロセスは、Pc
sf及びPpが工程750で正常状態への回復の指標となる特定等価範囲内にもう一度な
りうるように、アジャスタブルバルブ310の圧力設定値の増加に移行することを含みう
るとともに、工程760でバルブ圧設定値を維持しうる。
【0081】
図8は、植込みバルブコントローラー805と、ユーザーインターフェースを提供しう
るプログラマー845と外部ワイヤレス通信855モジュールとを含む外部機器と、を含
む自動調整バルブシステム例800の電子ブロック図を提供する。図8に例示される例で
は、植込みバルブコントローラー805は小サイズであることが望まれうると仮定され、
したがって、図5にも示されるように植込みパワー源はリチャージャブルバッテリー83
5として同定される。植込みリチャージャブルバッテリー835は、当技術分野で公知の
経皮ワイヤレスパワー転送法により、外部パワー源リチャージャー840からリチャージ
されうる。外部プログラマー845機器と植込みバルブコントローラー805との間のワ
イヤレス通信(855及び830)は、医師が記録された圧力データをレビューしたり植
込みバルブコントローラー805のプログラムされた設定値をレビューしたりできるよう
にしうるとともに、植込みバルブコントローラー805の操作設定値を調整する能力を医
師に提供しうる。ワイヤレス通信(855及び830)は、近距離電磁形態又は遠距離R
Fテレメトリー、たとえば、MICS(Medical Implant Commun
ication Services)法でありうるとともに、両者とも当技術分野で公知
である。
【0082】
植込みバルブコントローラー805は、Pcsf圧やPp圧860などの圧力を記録す
るためのデータ取得モジュール825を含みうる。データ取得モジュール825は、増幅
器826、フィルター、アナログ-ディジタル(A/D)コンバーター828などの回路
を含みうる。データ取得モジュール825からのシグナルは、図6及び図7のフローチャ
ートに記載のプロセスを実現するために、ファームウェアアルゴリズムを実行しうるマイ
クロコントローラー810により解釈されうる。植込みバルブコントローラー805は、
操作ファームウェア(たとえばアルゴリズム)を含有しうるフラッシュメモリーなどのデ
ータストレージ820をさらに含みうるとともに、測定されたデータ及び/又は記録され
た生理学的データを保存しうる。マイクロコントローラー810はまた、自動調整バルブ
/コントローラー560デバイスの圧力設定値を変化させるために、図5の植込み自動調
整バルブ/コントローラー560デバイス内の水頭症バルブにシグナルを送信しうるバル
ブ制御回路815にインターフェースしうる。そのほか、磁気共鳴イメージング(MRI
)を用いた患者のイメージングなどの強磁場に意図的にバルブを暴露する前、プログラマ
ー845は、自動調整バルブ/コントローラー560デバイスのプログラムされた操作圧
を医師がレビューできるように、植込みバルブコントローラー805からのデータ検索に
使用されうる。MRIによるイメージングの後、プログラマー845は、植込みバルブコ
ントローラー805からデータを検索するために再度使用されうるとともに、プレMRI
操作圧設定値に対して植込みバルブコントローラー805を自動で再プログラムしうる。
さらに、プログラマー845はまた、強磁場に暴露されたときの偶発的調整状況でプログ
ラムされたと疑われる設定値に対して、植込みバルブコントローラー805の操作圧を復
元するために使用されうる植込みバルブコントローラー805の最後のプログラムされた
設定値を保存しうる。
【0083】
以上で考察したように、ある特定の例では、植込み自動調整バルブ及び任意選択的に植
込みバルブコントローラーが使用されうるが、他の例では、自動調整バルブ及びバルブコ
ントローラーは患者の外部に残存しうる。たとえば、以上で考察したように、自動調整バ
ルブは、外部脳室ドレナージシステムの一部でありうる植込み脳室又は腰椎カテーテルに
接続可能である。そのため、自動調整バルブは、CSFを患者の身体内の位置に、又は外
部デバイスに、たとえば、脳室ドレナージカテーテルに接続されたバッグ又は他の流体容
器に排出するように構成可能である。センサー(Pcsf及び/又は実質内圧(Pp)セ
ンサー)の出力は、ディスプレイスクリーンに直接出力されうるか、又は患者の臨床アセ
スメントを容易にする生理学的パラメーターを表示するようにアルゴリズムを用いて処理
されうる。
【0084】
図9Aは、自動調整バルブで治療された水頭症患者からの一群の好適な圧力読み値に対
して図7に例示されるプロセス例の時間ベースグラフ表現を例示する。第1の相900で
は、Pp測定値は、PcsfがPp以上でありうるようにPcsf測定値を追跡しうる。
第2の相905では、Pp測定値は、バルブの圧力設定値を低下させながら継続してPc
sf測定値を追跡しうる。Pcsf測定値が工程910のようにPpの測定値未満に低下
すると、Ppの測定値は、真の実質内静脈圧(Pp)を示唆しうると推定されうる。第3
の相915では、バルブ圧設定値は、Pcsfが所望の圧力を表して水頭症病態を低下さ
せるまで継続して減少されうる。次いで、工程920では、アジャスタブルバルブ310
の圧力設定値は、Pcsf及びPpがもう一度等しくなって、定常状態に戻り、正常脳室
容積を維持しつつ頭蓋内圧の平衡に達するまで増加されうる。
【0085】
図9B及び図9Cは、それぞれ、HPH及びNPHの治療で追従しうる工程を例示する
。以上で考察したように、自動調整バルブを裏付ける原理は、PcsfとPpとの間の勾
配が脳室容積を制御するものであるということである。これらの2つのパラメーターを測
定してPcsfをPpに対して上方又は下方に調整することにより、アジャスタブルバル
ブ310は、これらの2つの圧力間の勾配を制御して脳室容積を制御しうる。
【0086】
図9Bに示される第1の例では、両センサーが工程1で最高測定圧値930で追跡する
ときに測定されたPpが同一値で追跡してPcsfは最初に220mmH2Oで測定され
うる。PcsfはPp超でありうるが、両方センサーは2つの実際の圧力の高い方を測定
しうる。所望の正常PcsfはPpに等しいものでありうる。工程2でアジャスタブルバ
ルブ310の圧力設定値を徐々に低下させることにより(Pcsf値を低下させうる)、
Pp測定値は継続してPcsfを追跡しうる。工程3でPcsf及びPpが両方とも80
mmH2Oの真のPvに達すると(上矢状静脈洞(SSS)の圧力を表す)、Pp測定値
はさらに低下されることはないが、Pcsfのさらなる低下によりCSFが脳室から排出
されうるとともに935、工程4aで生じる脳室容積を低下させうる。脳室が正常容積に
達しうる特定インターバル(たとえば1時間)後、次いで、Pcsf及びPpがもう一度
等しくなってPcsfが目標Pp(工程4b)をわずかに超えるまで、バルブ圧設定値は
増加されうる。次いで、頭蓋内圧の平衡に達して正常脳室容積を維持することにより、定
常状態条件が維持されうるとともに940、PcsfがPp及びPvに等しくなる(工程
4c)。
【0087】
図9Cに例示される第2の例では、Pcsfは最初に150mmH2Oの正常値で測定
されうるとともに、PpはPcsf値を追跡する。実際のPp値は80mmH2Oではよ
り低く、結果としてNPHをもたらす。工程1のHPHと同様に、両センサーは最高測定
圧値945で追跡するので、測定されたPpは同一値でPcsfを追跡しうる。工程2で
バルブ圧設定値を徐々に低下させることにより(Pcsfを低下させうる)、Pp測定値
は同様に継続してPcsfを追跡しうる。工程3でPcsf圧及びPp圧が80mmH2
Oの真のPvに達すると、Ppはさらに低下されることはないが、Pcsfのさらなる低
下によりCSFが脳室から排出されうるとともに950、工程4aで生じる脳室容積を低
下させうる。特定インターバル(たとえば1時間)後、次いで、Pcsf及びPpがもう
一度等しくなってPcsfが目標Pp(工程4b)をわずかに超えるまで、バルブ圧設定
値は増加されうる。次いで、頭蓋内圧の平衡に達して正常脳室容積を維持することにより
、定常状態条件が維持されうるとともに955、PcsfがPp及びPvに等しくなる(
工程4c)。
【0088】
図9B及び図9Cの両例では、PcsfとPpとの間の差圧は、水頭症に関連する脳室
容積病態を低下させる主因子である。
【0089】
いくつかの態様の少なくとも一実施形態を以上で説明してきたが、当業者であれば各種
変更、修正、及び改善が容易に行われることを認識すべきである。かかる変更、修正、及
び改善は、本開示の一部であることが意図されるとともに、本発明の範囲内であることが
意図される。本明細書で考察される方法及び装置の実施形態は、以上の説明に示される又
は添付の図面に例示されるコンポーネントの構成及び配置の詳細に適用が限定されるもで
はないことを認識すべきである。本方法及び装置は、他の実施形態で実現可能であるとと
もに、各種方法で実践又は実施可能である。具体的な実現形態の例は、単に例示を目的と
して本明細書に提供されたものにすぎず、限定を意図するものでない。また、本明細書で
用いられる表現及び用語は、説明を目的としたものであり、限定するものとみなすべきで
はない。「including(~を含む)」、「comprising(~を含む)」
、「having(~を有する)」、「containing(~を含有する)」、「i
nvolving(~を含む)」、及びそれらの変化形の本明細書での使用は、それらの
後に列挙されたアイテム及びそれらの均等物さらには追加のアイテムを包含することが意
図される。「or(又は)」への参照は、包括的と解釈されうるので、「or(又は)」
を用いて記載された用語はいずれも、記載の用語の1つ、2つ以上、及びすべてのいずれ
をも示唆しうる。それゆえ、以上の説明及び図面は単なる例にすぎず、本発明の範囲は、
添付の特許請求の範囲の適正構成物及びそれらの均等物から決定されるべきである。
図1
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図3C
図4
図5
図6
図7
図8
図9A
図9B
図9C
【手続補正書】
【提出日】2024-09-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのバルブアパーチャーが開いて前記バルブアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、
前記出口ポートから、脳脊髄液が吸収されうる人体内の腔への、流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、
前記圧力トランスデューサーからの測定値に基づいて前記バルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項2】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に外科的に配置される植込み流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのバルブアパーチャーが開いて前記バルブアパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成された外部シャントバルブアセンブリーと、
分析及び/又は廃棄のために脳脊髄液が収集されうる人体外のバッグへの前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する、外部ドレナージバッグ又は類似の収集ベッセルに接続される外部流出チューブと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテル又は個別カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、
前記圧力トランスデューサーからの測定値に基づいて前記バルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブルバルブコントローラーと、
瞬時値及びトレンド値並びに臨床医に有用な情報を提供する他の二次測定値として、mmH2O、mmHgの臨床上有用な値で直接測定CSF及び実質内圧測定値を表示する外部スクリーンディスプレイと、
を含む、部分的植込み及び部分的外部の植込み型シャントバルブシステム。
【請求項3】
脳脊髄液圧(Pcsf)測定のための前記第1の圧力トランスデューサーが、前記バルブコントローラーに測定圧を表す第1の電気シグナルを提供する、請求項1又は請求項2に記載のシャントバルブシステム。
【請求項4】
実質内圧(Pp)測定のための前記第2の圧力トランスデューサーが、前記バルブコントローラーに測定圧を表す第2の電気シグナルを提供する、請求項1又は請求項2に記載のシャントバルブシステム。
【請求項5】
前記バルブコントローラーが測定Pcsf圧とPp圧との間の圧力差を計算する、請求項4に記載のシャントバルブシステム。
【請求項6】
前記バルブコントローラーが、PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベルを超えたかを決定する、請求項5に記載のシャントバルブシステム。
【請求項7】
PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であると前記バルブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められた値だけ前記シャントバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させる、請求項6に記載のシャントバルブシステム。
【請求項8】
前記あらかじめ決められた圧力レベルが10mmH2Oである、請求項7に記載のシャントバルブシステム。
【請求項9】
PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル超であると前記バルブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが真のPp圧として測定Pp圧を同定する、請求項6に記載のシャントバルブシステム。
【請求項10】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、
身体内の腔への前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
実質内圧(Pp)測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、
脳脊髄液圧(Pcsf)測定のために流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと、
あらかじめ決められた閾値と比較してPcsf及び/又はPp測定値に基づいて高圧水頭症(HPH)、正常圧水頭症(NPH)、又は脳内の偽腫瘍の病態が存在するかを決定するように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項11】
実質内圧(Pp)測定のための前記第1の圧力トランスデューサーが、Pcsfが測定されるたびに前記バルブコントローラーに測定圧を表す電気シグナルを提供する、請求項10に記載のシャントバルブシステム。
【請求項12】
前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められた値だけ前記外科的植込み型シャントバルブアセンブリーの圧力設定値を低下させる、請求項10に記載のシャントバルブシステム。
【請求項13】
前記バルブコントローラーが、測定Pcsf圧があらかじめ決められた量超の圧力値だけ測定Pp圧よりも低いかを決定する、請求項12に記載のシャントバルブシステム。
【請求項14】
PpとPcsfとの間の差が20mmH2O超である、請求項13に記載のシャントバルブシステム。
【請求項15】
脳室の容積が正常容積になるまで、前記バルブコントローラーがバルブ圧設定値を維持する、請求項13に記載のシャントバルブシステム。
【請求項16】
PcsfがPpに等しくなるまで、前記バルブコントローラーがバルブアセンブリーの圧力設定値を増加させる、請求項15に記載のシャントバルブシステム。
【請求項17】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、
人体内の腔への前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと
前記第1及び第2の圧力トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
植込み型パワー源と、
前記アジャスタブル植込みバルブコントローラーと外部プログラミング機器との間のワイヤレス通信機構と、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項18】
前記シャントバルブアセンブリーが、前記アジャスタブル植込みバルブコントローラーから分離された植込みアジャスタブルバルブを含む、請求項17に記載のシャントバルブシステム。
【請求項19】
前記植込みアジャスタブルバルブが、バルブ通信ケーブルで前記バルブコントローラーに電気インターフェースされる、請求項18に記載のシャントバルブシステム。
【請求項20】
プログラマーが、前記バルブコントローラーから操作設定値及びデータをワイヤレス受信する、請求項17に記載のシャントバルブシステム。
【請求項21】
プログラマーが、前記バルブコントローラーに操作設定値の新たな値をワイヤレス送信する、請求項17に記載のシャントバルブシステム。
【請求項22】
前記シャントバルブアセンブリーが、前記バルブコントローラー内にインテグレートされたモジュールである植込みアジャスタブルバルブを含む、請求項17に記載のシャントバルブシステム。
【請求項23】
前記アジャスタブルバルブが、前記植込みバルブコントローラーのポリマーヘッダー内に位置する、請求項22に記載のシャントバルブシステム。
【請求項24】
前記植込みバルブコントローラーに前記第1及び第2の圧力トランスデューサーから圧力値を送信するために、脳室からの流入カテーテルがワイヤを含む、請求項22に記載のシャントバルブシステム。
【請求項25】
前記インテグレートされたアジャスタブルバルブ及びバルブコントローラーが、前記植込みパワー源及び前記ワイヤレス通信機構から分離された植込みデバイスである、請求項22に記載のシャントバルブシステム。
【請求項26】
前記インテグレートされたアジャスタブルバルブ及びバルブコントローラーと、前記植込みパワー源及び前記ワイヤレス通信機構と、の間で接続される電気ケーブルをさらに含む、請求項25に記載のシャントバルブシステム。
【請求項27】
前記植込みパワー源は一次バッテリーである、請求項25に記載のシャントバルブシステム。
【請求項28】
前記植込みパワー源はリチャージャブルバッテリーである、請求項25に記載のシャントバルブシステム。
【請求項29】
植込みリチャージャブルバッテリーが、外部機器からのワイヤレス手段を介してリチャージされる、請求項28に記載のシャントバルブシステム。
【請求項30】
植込みバルブコントローラー及び前記アジャスタブルバルブがヒト患者の頭蓋に近接して位置する、請求項25に記載のシャントバルブシステム。
【請求項31】
植込みバルブコントローラー及び前記アジャスタブルバルブが、ポータブル外部機器から連続パワーワイヤレスで受信する、請求項25に記載のシャントバルブシステム。
【請求項32】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
シャントバルブを含むとともに前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブのアパーチャーが開いて前記アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、
人体内の腔への前記出口ポートからの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと
前記第1及び第2の圧力トランスデューサーからの測定値に基づいて前記バルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブル植込みバルブコントローラーと、
植込み型パワー源と、
外部プログラミング機器と前記植込みバルブコントローラーとの間のワイヤレス通信を提供するように構成された第1のワイヤレス通信デバイスと、
前記植込みバルブコントローラーと外部患者レシーバーとの間のワイヤレス通信を提供するように構成された第2のワイヤレス通信デバイスと、
を含む、外科的植込み型シャントバルブシステム。
【請求項33】
前記植込みバルブコントローラーが前記外部患者レシーバーへのワイヤレスデータ転送を提供する、請求項32に記載のシャントバルブシステム。
【請求項34】
転送されるデータが前記第1及び第2の圧力トランスデューサーからの測定圧シグナルを含む、請求項33に記載のシャントバルブシステム。
【請求項35】
転送されるデータがアラームデータを含む、請求項33に記載のシャントバルブシステム。
【請求項36】
前記アラームデータが前記第1及び第2の圧力トランスデューサーから得られる異常圧力測定値の指標となる、請求項35に記載のシャントバルブシステム。
【請求項37】
前記アラームデータがデバイスシステム障害の指標となる、請求項35に記載のシャントバルブシステム。
【請求項38】
前記外部患者レシーバーが患者へのオーディオアラームを提供する、請求項32に記載のシャントバルブシステム。
【請求項39】
前記外部患者レシーバーが患者へのビジュアルアラームを提供する、請求項32に記載のシャントバルブシステム。
【請求項40】
前記バルブコントローラーが、アラームシグナルを転送した後、外部患者レシーバーにすべての測定データをワイヤレス転送する、請求項38及び39のいずれか1項に記載のシャントバルブシステム。
【請求項41】
入口ポートに接続されて脳室又は脊柱のCSF腔に植え込まれる流入カテーテルと、
前記入口ポートの流体の圧力がシャントバルブアセンブリーの選択された圧力設定値を超えたときに前記シャントバルブアセンブリーのアパーチャーが開いて前記アパーチャーを介して流体が出口ポート中にベントされるように構成されたシャントバルブアセンブリーと、
前記出口ポートから外部脳室ドレナージシステムへの流体のドレナージを提供する流出カテーテルと、
脳脊髄液圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第1の圧力トランスデューサーと、
二次圧測定のために前記流入カテーテルに装着される第2の圧力トランスデューサーと
前記圧力トランスデューサーからの測定値に基づいてバルブ圧設定値を変化させるように構成されたアジャスタブルバルブコントローラーと、
を含む、シャントバルブシステム。
【請求項42】
脳脊髄液圧(Pcsf)測定のための前記第1の圧力トランスデューサーが、前記バルブコントローラに測定圧を表す第1の電気シグナルを提供する、請求項41に記載のシャントバルブシステム。
【請求項43】
二次圧(Pp)測定のための前記第2の圧力トランスデューサーが、前記バルブコントローラーに測定圧を表す第2の電気シグナルを提供する、請求項41に記載のシャントバルブシステム。
【請求項44】
前記バルブコントローラーが測定Pcsf圧とPp圧との間の圧力差を計算する、請求項43に記載のシャントバルブシステム。
【請求項45】
前記バルブコントローラーが、前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベルを超えたかを決定する、請求項44に記載のシャントバルブシステム。
【請求項46】
前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル未満であると前記バルブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが、あらかじめ決められた値だけ前記シャントバルブアセンブリーの前記圧力設定値を低下させる、請求項44に記載のシャントバルブシステム。
【請求項47】
前記あらかじめ決められた圧力レベルが10mmH2Oである、請求項46に記載のシャントバルブシステム。
【請求項48】
前記PcsfとPpとの間の圧力差があらかじめ決められたレベル超であると前記バルブコントローラーが決定した場合、前記バルブコントローラーが真のPp圧として測定Pp圧を同定する、請求項44に記載のシャントバルブシステム。
【請求項49】
前記第2の圧力トランスデューサーが、前記第1の圧力トランスデューサー及び前記アジャスタブル植込みバルブコントローラーの制御下で前記流出カテーテルを介するドレナージを可能にするために、オフになるように構成される、請求項1又は請求項2に記載のシャントバルブシステム。
【請求項50】
前記第1の圧力トランスデューサーが、システムによる測定二次圧のみのモニタリングを可能にするために、オフになるように構成される、請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載のシャントバルブシステム。
【外国語明細書】