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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】P2024180194
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】医療システムおよび液体循環システム
(51)【国際特許分類】
A61M 1/18 20060101AFI20241219BHJP
A61M 1/36 20060101ALI20241219BHJP
A61M 25/00 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
A61M1/18 525
A61M1/36
A61M25/00 530
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023099692
(22)【出願日】2023-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000109543
【氏名又は名称】テルモ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098796
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 全
(74)【代理人】
【識別番号】100121647
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 和孝
(74)【代理人】
【識別番号】100187377
【弁理士】
【氏名又は名称】芳野 理之
(72)【発明者】
【氏名】北岡 孝史
【テーマコード（参考）】
4C077
4C267
【Ｆターム（参考）】
4C077AA03
4C077AA16
4C077BB06
4C077DD10
4C077DD19
4C077DD21
4C077EE04
4C077EE10
4C077FF02
4C077LL05
4C267AA04
4C267BB02
4C267BB10
4C267BB12
4C267CC12
4C267CC27
(57)【要約】
【課題】頭蓋内圧の変動を抑えつつ脳の治療領域に液体を効率的に送達できる医療システムおよび液体循環システムを提供すること。
【解決手段】医療システムは、体腔内に液体を注入しながら脳脊髄液を体腔内から排出する第１期間２１１と、体腔内に液体を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない第２期間２１２と、を設定し、第１期間２１１と第２期間２１２とを交互に繰り返す制御を実行する制御部を備える。
【選択図】図８
【解決手段】医療システムは、体腔内に液体を注入しながら脳脊髄液を体腔内から排出する第１期間２１１と、体腔内に液体を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない第２期間２１２と、を設定し、第１期間２１１と第２期間２１２とを交互に繰り返す制御を実行する制御部を備える。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象者の脳脊髄液が存在する体腔内に液体を注入し、前記体腔内に存在する前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する医療システムであって、
前記体腔内に前記液体を注入しながら前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する第１期間と、
前記体腔内に前記液体を注入せず、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出しない第２期間と、
を設定し、前記第１期間と前記第２期間とを交互に繰り返す制御を実行する制御部を備えたことを特徴とする医療システム。
前記体腔内に前記液体を注入しながら前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する第１期間と、
前記体腔内に前記液体を注入せず、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出しない第２期間と、
を設定し、前記第１期間と前記第２期間とを交互に繰り返す制御を実行する制御部を備えたことを特徴とする医療システム。
【請求項2】
前記第１期間における前記液体の注入量は、前記第１期間における前記脳脊髄液の排出量と実質的に同じであることを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
【請求項3】
前記第１期間の開始から前記第２期間の終了までの周期が、実質的に一定であることを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
【請求項4】
前記第２期間の時間が、１５秒以上であることを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
【請求項5】
前記制御は、第１制御であり、
前記制御部は、
前記体腔内に前記液体を注入し、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出しない第３期間と、
前記体腔内に前記液体を注入せず、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する第４期間と、
を設定し、前記第３期間と前記第４期間とを交互に繰り返し、前記第３期間における前記液体の注入量を前記第４期間における前記脳脊髄液の排出量と実質的に同じに設定する第２制御をさらに実行可能であり、前記第１制御および前記第２制御のいずれか一方を選択し実行することを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
前記制御部は、
前記体腔内に前記液体を注入し、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出しない第３期間と、
前記体腔内に前記液体を注入せず、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する第４期間と、
を設定し、前記第３期間と前記第４期間とを交互に繰り返し、前記第３期間における前記液体の注入量を前記第４期間における前記脳脊髄液の排出量と実質的に同じに設定する第２制御をさらに実行可能であり、前記第１制御および前記第２制御のいずれか一方を選択し実行することを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
【請求項6】
前記体腔内に前記液体を注入する注入カテーテルと、
前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する排出カテーテルと、
をさらに備え、
前記注入カテーテルの先端と、前記排出カテーテルの先端と、の間の距離は、前記制御の実行開始時において３０センチメートル以下であることを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する排出カテーテルと、
をさらに備え、
前記注入カテーテルの先端と、前記排出カテーテルの先端と、の間の距離は、前記制御の実行開始時において３０センチメートル以下であることを特徴とする請求項１に記載の医療システム。
【請求項7】
液体を身体内に注入し、前記身体外に排出することで前記液体を循環させる液体循環システムであって、
前記液体を前記身体内に注入する注入カテーテルと、
前記液体を前記身体内から前記身体外に排出する排出カテーテルと、
前記注入カテーテルおよび前記排出カテーテルに接続されたシステム回路部と、
前記システム回路部から供給され前記身体内に注入する前記液体を貯留する注入液貯留部と、
前記身体内から前記身体外に排出された前記液体を貯留する排出液貯留部と、
前記注入液貯留部および前記注入カテーテルに接続され、前記注入液貯留部に前記液体を供給するとともに前記注入液貯留部に貯留された前記液体を前記注入カテーテルに供給する第１送液部と、
前記排出液貯留部および前記排出カテーテルに接続され、前記排出液貯留部に前記液体を供給するとともに前記排出液貯留部に貯留された前記液体を前記システム回路部に供給する第２送液部と、
前記注入液貯留部の下流側に設けられ、前記システム回路部が前記注入液貯留部に接続される流路と、前記注入液貯留部が前記注入カテーテルに接続される流路と、を切り替え可能な第１流路切替部と、
前記排出液貯留部の上流側に設けられ、前記排出カテーテルが前記排出液貯留部に接続される流路と、前記排出液貯留部が前記システム回路部に接続される流路と、を切り替え可能な第２流路切替部と、
を備えたことを特徴とする液体循環システム。
前記液体を前記身体内に注入する注入カテーテルと、
前記液体を前記身体内から前記身体外に排出する排出カテーテルと、
前記注入カテーテルおよび前記排出カテーテルに接続されたシステム回路部と、
前記システム回路部から供給され前記身体内に注入する前記液体を貯留する注入液貯留部と、
前記身体内から前記身体外に排出された前記液体を貯留する排出液貯留部と、
前記注入液貯留部および前記注入カテーテルに接続され、前記注入液貯留部に前記液体を供給するとともに前記注入液貯留部に貯留された前記液体を前記注入カテーテルに供給する第１送液部と、
前記排出液貯留部および前記排出カテーテルに接続され、前記排出液貯留部に前記液体を供給するとともに前記排出液貯留部に貯留された前記液体を前記システム回路部に供給する第２送液部と、
前記注入液貯留部の下流側に設けられ、前記システム回路部が前記注入液貯留部に接続される流路と、前記注入液貯留部が前記注入カテーテルに接続される流路と、を切り替え可能な第１流路切替部と、
前記排出液貯留部の上流側に設けられ、前記排出カテーテルが前記排出液貯留部に接続される流路と、前記排出液貯留部が前記システム回路部に接続される流路と、を切り替え可能な第２流路切替部と、
を備えたことを特徴とする液体循環システム。
【請求項8】
前記第１送液部と前記第２送液部とが互いに連動して動作をすることで、前記身体内に注入される前記液体の容量は、前記身体外に排出される前記液体の容量に常に等しいことを特徴とする請求項７に記載の液体循環システム。
【請求項9】
ピストン駆動部をさらに備え、
前記注入液貯留部は、前記液体を貯留する第１シリンジであり、
前記排出液貯留部は、前記液体を貯留する第２シリンジであり、
前記第１送液部は、前記第１シリンジ内を摺動し往復移動可能な第１ピストンであり、
前記第２送液部は、前記第２シリンジ内を摺動し往復移動可能な第２ピストンであり、
前記第１ピストンおよび前記第２ピストンは、互いに連結されており、互いに連結された状態で前記ピストン駆動部により往復移動することを特徴とする請求項７に記載の液体循環システム。
前記注入液貯留部は、前記液体を貯留する第１シリンジであり、
前記排出液貯留部は、前記液体を貯留する第２シリンジであり、
前記第１送液部は、前記第１シリンジ内を摺動し往復移動可能な第１ピストンであり、
前記第２送液部は、前記第２シリンジ内を摺動し往復移動可能な第２ピストンであり、
前記第１ピストンおよび前記第２ピストンは、互いに連結されており、互いに連結された状態で前記ピストン駆動部により往復移動することを特徴とする請求項７に記載の液体循環システム。
【請求項10】
前記第１シリンジと前記第２シリンジとが互いに同じ形状および容量で形成されることで、前記身体内に注入される前記液体の容量は、前記身体外に排出される前記液体の容量に常に等しいことを特徴とする請求項９に記載の液体循環システム。
【請求項11】
前記システム回路部は、前記身体外に排出された前記液体に酸素を付加する酸素付加装置を有することを特徴とする請求項７に記載の液体循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、脳疾患の治療に用いられる医療システムおよび液体循環システムに関する。
【背景技術】
【0002】
脳疾患として例えば脳梗塞が発症すると、脳細胞に酸素を供給する血流が遮断され、脳細胞にダメージが発生するおそれがある。したがって、脳梗塞が発症した場合には、血流の早期再灌流が必要である。脳梗塞の治療の１つとして、酸素化した脳脊髄液などの高酸素化溶液を患者の脳脊髄液が存在する体腔内に注入し、酸素が欠乏している脳細胞に酸素を直接供給することが提案されている。
【0003】
特許文献１には、１つのルーメンで液体の生体への注入及び生体からの吸引を行うことのできるカテーテルシステムが開示されている。特許文献１に記載されたカテーテルシステムは、カテーテルと、管本体のルーメンを介して注入口に流体を供給する注入駆動部と、吸引口から管本体のルーメンを介して流体を吸引する吸引駆動部と、頭蓋内圧の状態を検出する検出部と、注入駆動部及び吸引駆動部を制御する制御部と、を有する。カテーテルの吸引口は、カテーテルの注入口が開状態の際に閉状態である。また、カテーテルの注入口は、カテーテルの吸引口が開状態の際に閉状態である。そして、制御部は、検出部で検出された頭蓋内圧の状態が一定の範囲となるように、注入駆動部と吸引駆動部とを交互に動作させる。
【0004】
ここで、脳疾患の治療を目的として高酸素化溶液などの液体が体腔内に注入される場合、頭蓋内圧を一定範囲に保つ必要がある。頭蓋内圧の正常な範囲は、５ｍｍＨｇ以上、１５ｍｍＨｇ以下程度である。頭蓋内から脊髄腔内までの圧力が変動すると、脳に障害を与えるおそれがある。例えば、頭蓋内圧が２０ｍｍＨｇ以上に上昇すると、頭蓋内圧亢進症（すなわち脳組織が負荷を受けることで発症する様々な症状）が発生するおそれがある。一方で、頭蓋内圧が５ｍｍＨｇ以下に低下すると、低髄液圧症候群（すなわち脳組織の位置を保てなくなることで発症する様々な症状）が発生するおそれがある。
【0005】
脳脊髄液が存在する体腔（例えばクモ膜下腔および脳室）は、ほぼ閉鎖空間である。そのため、頭蓋内圧を一定範囲に保つためには、体腔内の脳脊髄液の量を一定範囲に保つ必要がある。体腔内の脳脊髄液の量を一定範囲に保つためには、体腔内に注入した液体の量と同じ量の脳脊髄液を速やかに排出することが求められる。
【0006】
しかし、例えば腰椎付近からクモ膜下腔に挿入された注入用カテーテルおよび排出用カテーテルを介してポンプにより液体を循環させて液体を体腔内に注入する場合、注入のタイミングおよび排出のタイミングによっては、注入用カテーテルの注入口から体腔内に注入された液体が排出用カテーテルの排出口に向かう流れ（すなわち局所定常流）が形成される。これにより、注入用カテーテルの注入口から脳の治療領域に向かう液体の流れがわずかとなり、脳の治療領域に液体を効率的に送達できないという問題がある。
【0007】
この問題を解決するために、注入用カテーテルの注入口を脳の付近に配置し、排出用カテーテルの排出口を腰椎付近に配置することで、注入口と排出口との間の距離を十分に取り、局所定常流の影響を極力抑えることが考えられる。しかしながら、脳の付近までカテーテルを挿入しようとした場合、周囲に脊髄のような神経組織が走行しているとともに湾曲しているクモ膜下腔にカテーテルを長距離に渡って挿入することとなる。このようなカテーテルのクモ膜下腔深部への挿入には神経組織へダメージを与えるリスクが伴うため、カテーテルの挿入長は可能な限り短くすることが望ましい。
【0008】
また、液体の循環回路は、感染防止のために閉鎖系であることが望ましい。しかし、液体の循環回路が閉鎖系である場合、キャビテーション現象により気泡が循環回路内で発生することにより液体の全体容量が治療初期の容量よりも増加したり、脳脊髄液を酸素化する過程において水分が蒸発により失われることにより液体の全体容量が治療初期の容量よりも減少したりするおそれがある。閉鎖系の循環回路において液体の全体容量が増加したり減少したりすると、頭蓋内圧を一定範囲に保つことができないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】国際公開第２０２１／１９２５３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、頭蓋内圧の変動を抑えつつ脳の治療領域に液体を効率的に送達できる医療システムおよび液体循環システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、（１）対象者の脳脊髄液が存在する体腔内に液体を注入し、前記体腔内に存在する前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する医療システムであって、前記体腔内に前記液体を注入しながら前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する第１期間と、前記体腔内に前記液体を注入せず、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出しない第２期間と、を設定し、前記第１期間と前記第２期間とを交互に繰り返す制御を実行する制御部を備えたことを特徴とする医療システムである。
【0012】
上記（１）の医療システムによれば、制御部は、第１期間において、対象者の脳脊髄液が存在する体腔内に液体を注入しながら脳脊髄液を体腔内から排出する制御を実行する。また、制御部は、第２期間において、体腔内に液体を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない制御を実行する。そして、制御部は、第１期間と第２期間とを交互に繰り返す制御を実行する。これにより、液体の注入および脳脊髄液の排出が同時かつ間欠的に繰り返される。そのため、注入口から体腔内に注入された液体が排出口に向かう局所定常流が無くなる期間が発生し、液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、局所定常流が無くなった期間に進行する。これにより、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。また、液体の注入および脳脊髄液の排出が同時に実行されるため、体腔内の脳脊髄液の量を一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0013】
（２）上記（１）の医療システムにおいて、前記第１期間における前記液体の注入量は、前記第１期間における前記脳脊髄液の排出量と実質的に同じであることが好ましい。
上記（２）の医療システムによれば、液体の注入量が脳脊髄液の排出量と実質的に同じであるため、体腔内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
上記（２）の医療システムによれば、液体の注入量が脳脊髄液の排出量と実質的に同じであるため、体腔内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
【0014】
（３）上記（１）または（２）の医療システムにおいて、前記第１期間の開始から前記第２期間の終了までの周期が、実質的に一定であることが好ましい。
上記（３）の医療システムによれば、液体の移動や液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、安定的に進行する。これにより、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。また、体腔内の脳脊髄液の量を一定範囲に安定的に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
上記（３）の医療システムによれば、液体の移動や液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、安定的に進行する。これにより、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。また、体腔内の脳脊髄液の量を一定範囲に安定的に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0015】
（４）上記（１）～（３）のいずれかの医療システムにおいて、前記第２期間の時間が、１５秒以上であることが好ましい。
上記（４）の医療システムによれば、液体の移動や液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が進行する時間を十分に確保でき、かつ惰性で残った局所定常流も停止する。これにより、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。
上記（４）の医療システムによれば、液体の移動や液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が進行する時間を十分に確保でき、かつ惰性で残った局所定常流も停止する。これにより、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。
【0016】
（５）上記（１）～（４）のいずれかの医療システムにおいて、前記制御は、第１制御であり、前記制御部は、前記体腔内に前記液体を注入し、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出しない第３期間と、前記体腔内に前記液体を注入せず、かつ、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する第４期間と、を設定し、前記第３期間と前記第４期間とを交互に繰り返し、前記第３期間における前記液体の注入量を前記第４期間における前記脳脊髄液の排出量と実質的に同じに設定する第２制御をさらに実行可能であり、前記第１制御および前記第２制御のいずれか一方を選択し実行することが好ましい。
【0017】
上記（５）の医療システムによれば、制御部は、第３期間において、体腔内に液体を注入し、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない。また、制御部は、第４期間において、体腔内に液体を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出する。そして、制御部は、第３期間と第４期間とを交互に繰り返し、液体の注入量を脳脊髄液の排出量と実質的に同じにする。これにより、頭蓋内圧の許容変動範囲を超えない限りにおいて、液体の注入および脳脊髄液の排出が、第２制御において同量で交互に繰り返される。そのため、液体の注入期間および脳脊髄液の排出期間が時間をずらして行われるため、両期間が重複して行われることが無く、注入口から体腔内に注入された液体が排出口に向かう局所定常流の発生を抑えることができる。さらに、制御部は、上記（１）の制御（すなわち第１制御）と、上記（２）の制御（すなわち第２制御）と、のいずれか一方を選択し実行できる。これにより、上記（５）の医療システムは、対象者の頭蓋内圧および脳脊髄液の量などの種々の状況に応じて柔軟に対応することができ、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。
【0018】
（６）上記（１）の医療システムは、前記体腔内に前記液体を注入する注入カテーテルと、前記脳脊髄液を前記体腔内から排出する排出カテーテルと、をさらに備え、前記注入カテーテルの先端と、前記排出カテーテルの先端と、の間の距離は、前記制御の実行開始時において３０センチメートル以下であることが好ましい。
上記（６）の医療システムによれば、液体の注入および脳脊髄液の排出が同時かつ間欠的に繰り返されるため、注入カテーテルの先端と、排出カテーテルの先端と、の間の距離が制御の実行開始時において３０センチメートル以下であっても、注入カテーテルの注入口から体腔内に注入された液体が排出カテーテルの排出口に向かう局所定常流が無くなる期間を確保できる。これにより、液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、局所定常流が無くなった期間に進行する。これにより、注入カテーテルを生体内に深く挿入することなく、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。
上記（６）の医療システムによれば、液体の注入および脳脊髄液の排出が同時かつ間欠的に繰り返されるため、注入カテーテルの先端と、排出カテーテルの先端と、の間の距離が制御の実行開始時において３０センチメートル以下であっても、注入カテーテルの注入口から体腔内に注入された液体が排出カテーテルの排出口に向かう局所定常流が無くなる期間を確保できる。これにより、液体に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、局所定常流が無くなった期間に進行する。これにより、注入カテーテルを生体内に深く挿入することなく、脳の治療領域に液体を効率的に送達できる。
【0019】
本発明は、（７）液体を身体内に注入し、前記身体外に排出することで前記液体を循環させる液体循環システムであって、前記液体を前記身体内に注入する注入カテーテルと、前記液体を前記身体内から前記身体外に排出する排出カテーテルと、前記注入カテーテルおよび前記排出カテーテルに接続されたシステム回路部と、前記システム回路部から供給され前記身体内に注入する前記液体を貯留する注入液貯留部と、前記身体内から前記身体外に排出された前記液体を貯留する排出液貯留部と、前記注入液貯留部および前記注入カテーテルに接続され、前記注入液貯留部に前記液体を供給するとともに前記注入液貯留部に貯留された前記液体を前記注入カテーテルに供給する第１送液部と、前記排出液貯留部および前記排出カテーテルに接続され、前記排出液貯留部に前記液体を供給するとともに前記排出液貯留部に貯留された前記液体を前記システム回路部に供給する第２送液部と、前記注入液貯留部の下流側に設けられ、前記システム回路部が前記注入液貯留部に接続される流路と、前記注入液貯留部が前記注入カテーテルに接続される流路と、を切り替え可能な第１流路切替部と、前記排出液貯留部の上流側に設けられ、前記排出カテーテルが前記排出液貯留部に接続される流路と、前記排出液貯留部が前記システム回路部に接続される流路と、を切り替え可能な第２流路切替部と、を備えたことを特徴とする液体循環システムである。
【0020】
上記（７）の液体循環システムによれば、液体を循環させる回路が、注入カテーテルおよび排出カテーテルを含む回路（すなわち生体回路部）と、注入カテーテルおよび排出カテーテルに接続されたシステム回路部と、に分割されている。また、液体を注入カテーテルに供給する第１送液部と、液体をシステム回路部に供給する第２送液部と、が生体回路部およびシステム回路部において共有の送液部として機能する。また、第１流路切替部および第２流路切替部は、液体の流れる流路を切り替えることができる。液体循環システムがこのような構成を有することにより、システム回路部が、生体側の状況を維持しつつ、キャビテーション現象により生ずる液体の全体容量の増加および蒸発により生ずる液体の全体容量の減少に対応することができ、液体の全体容量の増減を抑えることができる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0021】
（８）上記（７）の液体循環システムにおいて、前記第１送液部と前記第２送液部とが互いに連動して動作をすることで、前記身体内に注入される前記液体の容量は、前記身体外に排出される前記液体の容量に常に等しいことが好ましい。
上記（８）の液体循環システムによれば、第１送液部および第２送液部は、互いに連動して動作し、生体回路部およびシステム回路部において共有の１つの送液部として機能する。そして、身体内に注入される液体の容量は、身体外に排出される液体の容量に常に等しい。そのため、身体内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
上記（８）の液体循環システムによれば、第１送液部および第２送液部は、互いに連動して動作し、生体回路部およびシステム回路部において共有の１つの送液部として機能する。そして、身体内に注入される液体の容量は、身体外に排出される液体の容量に常に等しい。そのため、身体内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
【0022】
（９）上記（７）の液体循環システムは、ピストン駆動部をさらに備え、前記注入液貯留部は、前記液体を貯留する第１シリンジであり、前記排出液貯留部は、前記液体を貯留する第２シリンジであり、前記第１送液部は、前記第１シリンジ内を摺動し往復移動可能な第１ピストンであり、前記第２送液部は、前記第２シリンジ内を摺動し往復移動可能な第２ピストンであり、前記第１ピストンおよび前記第２ピストンは、互いに連結されており、互いに連結された状態で前記ピストン駆動部により往復移動することが好ましい。
【0023】
上記（９）の液体循環システムによれば、第１シリンジ内を摺動し往復移動可能な第１ピストンと、第２シリンジ内を摺動し往復移動可能な第２ピストンと、が互いに連結された状態でピストン駆動部により往復移動する。これにより、第１送液部および第２送液部は、生体回路部およびシステム回路部において一体化された共有の１つの送液部として機能する。そのため、身体内に注入される液体の容量は、身体外に排出される液体の容量に等しくなる。そのため、身体内の脳脊髄液の量を一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0024】
（１０）上記（９）の液体循環システムにおいて、前記第１シリンジと前記第２シリンジとが互いに同じ形状および容量で形成されることで、前記身体内に注入される前記液体の容量は、前記身体外に排出される前記液体の容量に常に等しいことが好ましい。
上記（１０）の液体循環システムによれば、このような定容量型のポンプは、一周期で注入・排出する液量が変動することがなく、可変容量型のポンプに比して注入量と排出量を確実に同一のものとすることが出来る。そのため、身体内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
上記（１０）の液体循環システムによれば、このような定容量型のポンプは、一周期で注入・排出する液量が変動することがなく、可変容量型のポンプに比して注入量と排出量を確実に同一のものとすることが出来る。そのため、身体内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
【0025】
（１１）上記（７）の液体循環システムにおいて、前記システム回路部は、前記身体外に排出された前記液体に酸素を付加する酸素付加装置を有することが好ましい。
上記（１１）の液体循環システムによれば、頭蓋内圧の変動を抑えつつ脳の治療領域に高酸素化溶液を効率的に送達できる。
上記（１１）の液体循環システムによれば、頭蓋内圧の変動を抑えつつ脳の治療領域に高酸素化溶液を効率的に送達できる。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、頭蓋内圧の変動を抑えつつ脳の治療領域に液体を効率的に送達できる医療システムおよび液体循環システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の実施形態に係る医療システムの概要を表す模式図である。
【図2】本実施形態の注入カテーテルの注入口近傍を表す平面図である。
【図3】本実施形態の排出カテーテルの排出口近傍を表す平面図である。
【図5】液体循環の開始直後に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図6】液体循環中に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図7】液体循環の停止後に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図8】本実施形態の制御による注入量と排出量と体腔内液量との関係を表すグラフである。
【図9】本実施形態の制御において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図10】本実施形態の他の制御による注入量と排出量と体腔内液量との関係を表すグラフである。
【図11】本実施形態の他の制御の注入において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図12】本実施形態の他の制御の停止中において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図13】本実施形態の他の制御の排出において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【図14】本発明者が実施した実験の概要を説明する模式図である。
【図15】本発明者が実施した実験の結果の一例を例示する表である。
【図16】本発明者が実施した実験の様子を表す写真である。
【図17】本実施形態に係る液体循環システムの概要を表す模式図である。
【図18】本実施形態に係る液体循環システムの動作を説明する模式図である。
【図19】本実施形態に係る液体循環システムの動作を説明する模式図である。
【図20】本実施形態に係る液体循環システムの他の動作を説明する模式図である。
【図21】本実施形態に係る液体循環システムの他の動作を説明する模式図である。
【図22】本実施形態に係る液体循環システムの他の動作を説明する模式図である。
【図23】本実施形態に係る液体循環システムの他の動作を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
【0029】
図１は、本発明の実施形態に係る医療システムの概要を表す模式図である。
本実施形態に係る医療システム２は、対象者の脳脊髄液（ＣＳＦ：Cerebrospinal Fluid）が存在する体腔内に液体を注入し、体腔内に存在する液体を体腔内から排出する。脳脊髄液は、主にクモ膜下腔および脳室に存在する。すなわち、脳脊髄液が存在する体腔には、クモ膜下腔および脳室が含まれる。
本実施形態に係る医療システム２は、対象者の脳脊髄液（ＣＳＦ：Cerebrospinal Fluid）が存在する体腔内に液体を注入し、体腔内に存在する液体を体腔内から排出する。脳脊髄液は、主にクモ膜下腔および脳室に存在する。すなわち、脳脊髄液が存在する体腔には、クモ膜下腔および脳室が含まれる。
【0030】
図１に表したように、医療システム２は、制御部２１と、ポンプ２２と、医療デバイス５と、を備える。制御部２１は、ポンプ２２に接続され、制御信号をポンプ２２に送信しポンプ２２の動作を制御する。ポンプ２２は、制御部２１から送信された制御信号に基づいて稼動し、図１に表した矢印Ａ１のように、医療デバイス５を介して対象者の体腔内から脳脊髄液を吸引して排出する。ポンプ２２により体腔外に排出された脳脊髄液は、例えば、酸素化機構（図示しない）などにより通常の脳脊髄液の酸素濃度よりも高い酸素濃度の液体（すなわち高酸素化溶液）に生成される。そして、図１に表した矢印Ａ２のように、ポンプ２２は、医療デバイス５を介して体腔内に液体を注入する。
【0031】
なお、体腔内に注入される液体は、高酸素化溶液に限定されるわけではない。例えば、体腔内に注入される液体は、体外循環中の脳脊髄液に薬剤が付加された薬剤を含む液体であってもよく、体外循環中に好ましくない物質を除去するようフィルターで濾過した脳脊髄液であってもよい。その他、体腔内に注入される液体は、エネルギーを照射したり、加熱したりするなど、何らかの処理を脳脊髄液に施して体腔内に戻すものであってもよい。以下の説明では、説明の便宜上、体腔内に注入される液体が高酸素化溶液である例を挙げることがある。また、治療の初期段階において、生体内に注入する液体は、脳脊髄液の代替液として、乳酸リンゲル液を使用することが出来る。本実施形態においては、脳脊髄液や乳酸リンゲル液等の人工脳脊髄液、脳脊髄液と乳酸リンゲル液の混合液などを総じて液体と表記することがある。
【0032】
図１に表したように、医療デバイス５は、排出カテーテル５１と、注入カテーテル５２と、を有し、側臥位の状態にした腰椎付近からクモ膜下腔に挿入されて配置される。注入カテーテル５２の配置される先端位置は、挿入時の安全性を配慮して、Ｔ６と呼ばれる上から６番目の胸椎付近からＬ１と呼ばれる上から１番目の腰椎の位置の間とすることが望ましい。例えば図１に表した矢印Ａ１１のように、排出カテーテル５１は、体腔内に存在する脳脊髄液を排出口５１１から吸引し体腔外に排出する。例えば図１に表した矢印Ａ１３のように、注入カテーテル５２は、脳脊髄液が存在するクモ膜下腔等の体腔内に注入口５２１から液体を注入する。
【0033】
【0034】
図３に表したように、排出カテーテル５１の先端部は、排出口５１１として開口しており、腰椎付近のクモ膜下腔に配置される。例えば図３に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２のように、排出カテーテル５１は、対象者のクモ膜下腔に挿入され、腰椎付近のクモ膜下腔に存在する脳脊髄液を排出口５１１を通して排出カテーテル５１の内腔５１３と注入カテーテル５２の外表面との間の空間５３（図４参照）に吸引する。なお、図１に関して前述したように、脳脊髄液を吸引する力は、ポンプ２２により与えられる。そして、図１に表した矢印Ａ１のように、排出カテーテル５１は、脳脊髄液を空間５３を通して対象者体腔外に排出する。
【0035】
注入カテーテル５２の外径は、排出カテーテル５１の内径よりも小さい。注入カテーテル５２は、排出カテーテル５１の内腔５１３に配置可能である。また、注入カテーテル５２は、排出カテーテル５１と結合されておらず、排出カテーテル５１の長手方向Ｄ１（図３参照）に沿って排出カテーテル５１の内腔５１３を移動可能である。排出カテーテル５１の先端部が排出口５１１として開口しているため、図３に表したように、注入カテーテル５２の先端部は、排出カテーテル５１の排出口５１１を通過可能である。
【0036】
これにより、注入カテーテル５２の先端部は、排出カテーテル５１の長手方向Ｄ１において排出カテーテル５１の排出口５１１から露出可能とされている。排出カテーテル５１の先端部と、排出カテーテル５１の排出口５１１から露出した注入カテーテル５２の先端部と、の間の長手方向Ｄ１の距離は、所定距離に調整可能である。本願明細書における「所定距離」としては、例えば０ｃｍ以上、３０ｃｍ以下程度が挙げられる。これにより、患者のクモ膜下腔へカテーテルを深く挿入する際に生じるリスクを避けることができる。
【0037】
図２に表したように、注入カテーテル５２の先端部は、注入口５２１として開口しており、排出カテーテル５１の排出口５１１を通過してクモ膜下腔内に配置される。例えば図２に表した矢印Ａ１３のように、注入カテーテル５２は、患者のクモ膜下腔に挿入され、注入カテーテル５２の内腔５２３（図４参照）を通してクモ膜下腔に存在する脳脊髄液に液体を注入する。なお、図１に関して前述したように、脳脊髄液に液体を注入する力は、ポンプ２２により与えられる。
【0038】
長手方向Ｄ１に対して垂直方向の切断面Ｂ－Ｂ（図４参照）において、注入カテーテル５２の外側と排出カテーテル５１の内側との間の空間５３の断面積は、頭蓋内圧（ＩＣＰ：Intracranial Pressure）をある範囲内に一定に保つために、注入カテーテル５２の内腔５２３の断面積に対して所定比率の範囲内に設定されている。頭蓋内圧が限界範囲を超えて高くなる、あるいは低くなることは好ましくないため、内腔５２３の断面積に対する空間５３の断面積の比率は、１倍を中心に一定範囲に設定することが好ましい。本願明細書における「所定比率」としては、例えば０．５倍以上、２倍以下程度とすることが好ましい。但し、本願明細書における「所定比率」は、０．５倍以上、２倍以下に限定されるわけではない。
【0039】
次に、液体循環において体腔内で生ずる液体の流れを、図面を参照して説明する。
図５は、液体循環の開始直後に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図６は、液体循環中に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図７は、液体循環の停止後に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図５は、液体循環の開始直後に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図６は、液体循環中に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図７は、液体循環の停止後に体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【0040】
図５に表したように、液体循環の開始直後において、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１は、図６に関して後述するように脳脊髄液が排出カテーテル５１の排出口５１１から排出されるときの吸引の流れが注入口５２１に届くまでは、例えば図５に表した矢印Ａ１３のように前方（すなわち脳が存在する方向）に向かって流れる。前方に向かって流れる液体９１の流量は、図６に関して後述する場合と比較してやや多い。また、液体循環の開始直後の短時間では、液体に含まれる酸素および薬剤など（以下、説明の便宜上「酸素等」と称する。）の濃度差による拡散は、ほとんど生じない。
【0041】
続いて、図６に表したように、液体循環中すなわち液体の連続循環の最中では、脳脊髄液が排出カテーテル５１の排出口５１１から排出されるときの吸引の流れが、注入カテーテル５２の注入口５２１に届いて影響を及ぼす。そうすると、注入カテーテル５２の注入口５２１から排出カテーテル５１の排出口５１１に向かう流れが定常化する。すなわち、例えば図６に表した矢印Ａ１４および矢印Ａ１５のように、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１が排出カテーテル５１の排出口５１１に向かう局所定常流が生ずる。これにより、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１は、ほとんど前方（すなわち脳が存在する方向）に流れなくなる。
【0042】
また、局所定常流の影響により、液体９１に含まれる酸素等の脳側への拡散は、液体循環の開始直後と比較して減速する。局所定常流の影響により、液体９１に含まれる酸素等の濃度差によって腰椎側へ拡散した液体９１は、排出カテーテル５１の排出口５１１から体腔外へ排出される。
【0043】
図７に表したように、液体循環の停止後では、液体循環中に生じていた局所定常流が無くなる。そのため、例えば図７に表した矢印Ａ１６および矢印Ａ１７のように、液体９１に含まれる酸素等の拡散が、脳側および腰椎側に向かって生ずる。
【0044】
図６に関して説明したように、液体の連続循環が実行されると、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１が排出カテーテル５１の排出口５１１に向かう局所定常流が生ずる。これにより、注入カテーテル５２の注入口５２１から脳の治療領域に向かう液体９１の流れがわずかとなり、脳の治療領域に液体９１を効率的に送達することが困難になる。
【0045】
そこで、本実施形態に係る医療システム２の制御部２１は、体腔内に液体９１を注入しながら脳脊髄液を体腔内から排出する第１期間と、体腔内に液体９１を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない第２期間と、を設定し、第１期間と第２期間とを交互に繰り返す制御を実行する。以下、本実施形態に係る医療システム２の制御の詳細を、図面を参照して説明する。
【0046】
【0047】
図８に表したグラフの横軸は、時間を示している。図８に表したグラフの縦軸は、液量の推移を表している。具体的には、図８に表した「注入量」は、制御の実行開始時から体腔内に注入された液体９１の積算量を表している。図８に表した「排出量」は、制御の実行開始時から体腔外に排出された脳脊髄液の積算量を表している。図８に表した「体腔内液量」は、制御の実行開始時において体腔内に存在していた脳脊髄液の変化量を表している。
【0048】
図８に表したように、本実施形態の制御部２１は、体腔内に液体９１を注入しながら脳脊髄液を体腔内から排出する第１期間２１１と、体腔内に液体９１を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない第２期間２１２と、を設定する。つまり、第１期間２１１では、体腔内への液体９１の注入と、体腔内からの液体９１の排出と、が同時に実行される。一方で、第２期間２１２では、体腔内への液体９１の注入と、体腔内からの液体９１の排出と、が同時に停止される。
【0049】
そして、図８に表したように、制御部２１は、第１期間２１１と第２期間２１２とを交互に繰り返す。これにより、液体９１の注入および脳脊髄液の排出が同時かつ間欠的に繰り返される。図８に表したグラフに関する制御は、本発明の「第１制御」の一例である。
【0050】
本実施形態に係る医療システム２の第１制御では、図５に関して前述した液体循環の開始直後の状態と、図７に関して前述した液体循環の停止後の状態と、が周期的に存在する。そのため、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１が排出カテーテル５１の排出口５１１に向かう局所定常流が無くなる期間が発生する。これにより、図９に表したように、注入カテーテル５２の注入口５２１から脳側に供給される液体９１の量は、周期に応じて増加する。また、図９に表した矢印Ａ１８、矢印Ａ１９および矢印Ａ２０のように、液体９１に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、局所定常流の無い期間に進行する。これにより、脳の治療領域に液体９１を効率的に送達できる。
【0051】
また、図８に表したように、液体９１の注入および脳脊髄液の排出が同時に実行されるため、制御の実行開始時において体腔内に存在していた液体の量が、一定範囲に保たれる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0052】
図８に表したグラフにおいて、第１期間２１１における液体９１の注入量は、第１期間２１１における脳脊髄液の排出量と実質的に同じである。これによれば、制御の実行開始時において体腔内に存在していた液体の量は、時間経過によってはほとんど変化せず、より確実に一定範囲に保たれる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
【0053】
第１期間２１１の開始から第２期間２１２の終了までの周期は、制御の実行中において実質的に一定である。そのため、液体９１の移動や液体９１に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、安定的に進行する。これにより、脳の治療領域に治療物質（酸素等）を効率的に送達できる。また、制御の実行開始時において体腔内に存在していた液体の量が、一定範囲に安定的に保たれる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。第２期間２１２の時間は、１５秒以上であることが好ましい。これによれば、液体９１の移動や液体９１に含まれる酸素等の濃度差による拡散が進行する時間を十分に確保でき、かつ惰性で残った局所定常流も停止する。これにより、脳の治療領域に液体９１を効率的に送達できる。
【0054】
次に、本実施形態に係る医療システムの他の制御を、図面を参照して説明する。
図１０は、本実施形態の他の制御による注入量と排出量と体腔内液量との関係を表すグラフである。
図１１は、本実施形態の他の制御の注入において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図１２は、本実施形態の他の制御の停止中において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図１３は、本実施形態の他の制御の排出において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図１０は、本実施形態の他の制御による注入量と排出量と体腔内液量との関係を表すグラフである。
図１１は、本実施形態の他の制御の注入において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図１２は、本実施形態の他の制御の停止中において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
図１３は、本実施形態の他の制御の排出において体腔内で生ずる液体の流れを説明する模式図である。
【0055】
【0056】
図１０に表したように、本実施形態の他の制御において、制御部２１は、体腔内に液体９１を注入し、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない第３期間２１３と、体腔内に液体９１を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出する第４期間２１４と、を設定する。つまり、第３期間２１３では、体腔内への液体９１の注入のみが実行される。一方で、第４期間２１４では、体腔内からの液体９１の排出のみが実行される。
【0057】
そして、図１０に表したように、制御部２１は、第３期間２１３と第４期間２１４とを交互に繰り返す。第３期間２１３における液体９１の注入量は、第４期間２１４における脳脊髄液の排出量と実質的に同じである。これにより、頭蓋内圧の許容変動範囲を超えない限りにおいて、液体９１の注入および脳脊髄液の排出が同量で交互に繰り返される。図１０に表したグラフに関する制御は、本発明の「第２制御」の一例である。
【0058】
本実施形態に係る医療システム２の第２制御では、液体９１の注入期間および脳脊髄液の排出期間が時間をずらして行われるため、両期間が重複して行われることが無く、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１が排出カテーテル５１の排出口５１１に向かう局所定常流の発生を抑えることができる。
【0059】
図１１に表したように、第３期間２１３では、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１が、注入方向および注入流速に従い脳側に向かって流れる。また、例えば図１１に表した矢印Ａ２１のように、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１と体腔内の脳脊髄液との間の抵抗により生ずる乱流により、液体９１および脳脊髄液が撹拌される。さらに、例えば図１１に表した矢印Ａ２２および矢印Ａ２３のように、液体９１に含まれる酸素等の濃度差による拡散が進行する。これにより、脳の治療領域に酸素等を効率的に送達できる。また、第３期間２１３における液体９１の注入量が第４期間２１４における脳脊髄液の排出量と実質的に同じであるため、体腔内の脳脊髄液の量が一定範囲に保たれる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0060】
例えば図１３に表した矢印Ａ２６のように、第４期間２１４では、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１の量と同じ量の液体９１が排出カテーテル５１の排出口５１１に向かって流れ、排出カテーテル５１の排出口５１１に吸引される。また、注入カテーテル５２の注入口５２１から体腔内に注入された液体９１は、排出カテーテル５１の排出口５１１に向かって全体的に引き戻される一方で、例えば図１３に表した矢印Ａ２７のように、注入方向に拡がった液体９１や酸素等が体腔内に残る。
【0061】
図１０に表したように、制御部２１は、体腔内に液体９１を注入せず、かつ、脳脊髄液を体腔内から排出しない第２期間２１２（図８も参照）を、第３期間２１３と第４期間２１４との間および第４期間２１４と第３期間２１３との間にさらに設定する。つまり、図８に関して前述したように、第２期間２１２では、体腔内への液体９１の注入と、体腔内からの液体９１の排出と、が同時に停止される。制御部２１は、第３期間２１３と、第２期間２１２と、第４期間２１４と、第２期間２１２と、をこの順に繰り返す。第２期間では、例えば図１２に表した矢印Ａ２４および矢印Ａ２５に表したように、液体９１に含まれる酸素等の濃度差による拡散が、脳側および腰椎側に向かって第２期間２１２の時間（すなわち停止時間）に応じて進行する。
【0062】
さらに、制御部２１は、図８～図９に関して前述した第１制御と、図１０～図１３に関して前述した第２制御と、のいずれか一方を選択し実行する。これによれば、本実施形態に係る医療システム２は、対象者の頭蓋内圧および脳脊髄液の量などの種々の状況に応じて柔軟に対応することができ、脳の治療領域に液体９１を効率的に送達できる。
【0063】
次に、本発明者が実施した実験の一例を、図面を参照して説明する。
図１４は、本発明者が実施した実験の概要を説明する模式図である。
図１５は、本発明者が実施した実験の結果の一例を例示する表である。
図１６は、本発明者が実施した実験の様子を表す写真である。
図１６（ａ）は、本実験の開始時の様子を表す写真である。図１６（ｂ）は、本実験の途中の様子、すなわち着色水９１１がチューブ５５の中間位置に到達した様子を表す写真である。図１６（ｃ）は、着色水９１１がゴール位置に到達した様子を表す写真である。なお、説明の便宜上、図１６（ｂ）および図１６（ｃ）の写真では、着色水９１１に斜線を施している。
図１４は、本発明者が実施した実験の概要を説明する模式図である。
図１５は、本発明者が実施した実験の結果の一例を例示する表である。
図１６は、本発明者が実施した実験の様子を表す写真である。
図１６（ａ）は、本実験の開始時の様子を表す写真である。図１６（ｂ）は、本実験の途中の様子、すなわち着色水９１１がチューブ５５の中間位置に到達した様子を表す写真である。図１６（ｃ）は、着色水９１１がゴール位置に到達した様子を表す写真である。なお、説明の便宜上、図１６（ｂ）および図１６（ｃ）の写真では、着色水９１１に斜線を施している。
【0064】
本発明者は、図１６（ａ）～図１６（ｃ）に表したようなクモ膜下腔の脊髄部分を模したモデルを用いて注入カテーテル５２の注入口５２１から着色水９１１をチューブ５５に注入し、着色水９１１がチューブ５５に注入されてからゴールに設定した位置に到達するまでに要した時間を比較した。図１６（ａ）～図１６（ｃ）に表したモデルにおいて、チューブ５５の内腔は、クモ膜下腔を模した部分である。タンク５６の内腔は、頭蓋内を模した部分である。ゴール位置は、チューブ５５とタンク５６との接続部の近傍の位置であってチューブ５５を通過した着色水９１１がタンク５６に流入した直後の位置である。ゴール位置は、大槽を模した部分である。
【0065】
図１４に表したように、排出カテーテル５１の先端部（すなわち排出口５１１）と、排出カテーテル５１の排出口５１１から露出した注入カテーテル５２の先端部（すなわち注入口５２１）と、の間の長手方向Ｄ１（図３参照）の距離は、２０ｃｍである。また、注入カテーテル５２の注入口５２１と、ゴール位置（すなわち大槽を模した部分）と、の間の長手方向Ｄ１の距離は、２０ｃｍである。
【0066】
図１５を用いて、本実験における注入および排出の方法を説明する。
図１５に表した表のうち「連続循環」は、着色水９１１を連続的に注入および排出する方法であり、比較例としての方法である。すなわち、図１５に表した表の通り、「連続循環」において、制御部２１は、２０ｍＬ／ｍｉｎの流速で着色水９１１を連続的に注入および排出する期間を設定する。
図１５に表した表のうち「連続循環」は、着色水９１１を連続的に注入および排出する方法であり、比較例としての方法である。すなわち、図１５に表した表の通り、「連続循環」において、制御部２１は、２０ｍＬ／ｍｉｎの流速で着色水９１１を連続的に注入および排出する期間を設定する。
【0067】
図１５に表した表のうち「間欠循環」は、図８～図９に関して前述した第１制御が実行されたときの注入および排出の方法である。すなわち、図１５に表した表の通り、「間欠循環」において、制御部２１は、２０ｍＬ／ｍｉｎの流速で着色水９１１をチューブ５５に注入しながら２０ｍＬ／ｍｉｎの流速で着色水９１１をチューブ５５から排出する第１期間２１１と、着色水９１１をチューブ５５に注入せず、かつ、着色水９１１をチューブ５５から排出しない第２期間２１２と、を設定する。第１期間２１１の時間は、１５秒間である。第１期間２１１では、２０ｍＬ／ｍｉｎの流速の着色水９１１が１５秒間にわたってチューブ５５に注入されるため、着色水９１１の注入量は、５ｍＬである。また、チューブ５５から排出される量も、同様に５ｍＬである。第２期間２１２の時間は、４５秒間である。そして、制御部２１は、第１期間２１１と第２期間２１２とを交互に繰り返す。
【0068】
図１５に表した表のうち「等量出納」は、図１０～図１３に関して前述した第２制御が実行されたときの注入および排出の方法である。すなわち、図１５に表した表の通り、「等量出納」において、制御部２１は、着色水９１１をチューブ５５に注入し、かつ、着色水９１１をチューブ５５から排出しない第３期間２１３と、着色水９１１をチューブ５５に注入せず、かつ、着色水９１１をチューブ５５から排出する第４期間２１４と、を設定する。第３期間２１３の時間は、３秒間である。第３期間２１３では、２０ｍＬ／ｍｉｎの流速の着色水９１１が３秒間にわたってチューブ５５に注入されるため、着色水９１１の注入量は、１ｍＬである。第４期間２１４の時間は、３秒間である。第４期間２１４では、２０ｍＬ／ｍｉｎの流速の着色水９１１が３秒間にわたってチューブ５５から排出されるため、着色水９１１の排出量は、１ｍＬである。そして、制御部２１は、第３期間２１３と第４期間２１４とを交互に繰り返す。さらに、「等量出納」において、制御部２１は、着色水９１１をチューブ５５に注入せず、かつ、着色水９１１をチューブ５５から排出しない第２期間２１２を第３期間２１３と第４期間２１４との間および第４期間２１４と第３期間２１３との間に設定する。第２期間２１２の時間は、１２秒間である。このように、「等量出納」において、制御部２１は、第３期間２１３と、第２期間２１２と、第４期間２１４と、第２期間２１２と、をこの順に繰り返す。
【0069】
本実験の結果の一例は、図１５の表に表した通りである。すなわち、着色水９１１は、「連続循環」、「間欠循環」および「等量出納」のすべてにおいてゴール位置に到達できた。着色水９１１がチューブ５５に注入されてからゴール位置に到達するまでに要した時間は、「連続循環」において６０分間であり、「間欠循環」において２０分間であり、「等量出納」において０．７５分間である。着色水９１１がチューブ５５に注入されてからゴール位置に到達するまでに注入した着色水９１１の量は、「連続循環」において１２００ｍＬであり、「間欠循環」において１００ｍＬであり、「等量出納」において２ｍＬである。本実験の結果により、「間欠循環」および「等量出納」は、「連続循環」と比較して、着色水９１１をゴール位置に効率的に送達できることが分かる。
【0070】
次に、本実施形態に係る液体循環システムを、図面を参照して説明する。
なお、液体循環システム３の構成要素が、図１～図１６に関して前述した医療システム２の構成要素と同様である場合には、重複する説明は適宜省略し、以下、相違点を中心に説明する。
なお、液体循環システム３の構成要素が、図１～図１６に関して前述した医療システム２の構成要素と同様である場合には、重複する説明は適宜省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【0071】
図１７は、本実施形態に係る液体循環システムの概要を表す模式図である。
本実施形態に係る液体循環システム３は、液体を身体内に注入し、身体外に排出することで液体を循環させる。身体内としては、例えば、対象者の脳脊髄液が存在する体腔内が挙げられる。本実施形態に係る液体循環システム３の説明では、身体内に注入する液体が高酸素化溶液である場合を例に挙げる。
本実施形態に係る液体循環システム３は、液体を身体内に注入し、身体外に排出することで液体を循環させる。身体内としては、例えば、対象者の脳脊髄液が存在する体腔内が挙げられる。本実施形態に係る液体循環システム３の説明では、身体内に注入する液体が高酸素化溶液である場合を例に挙げる。
【0072】
図１７に表したように、液体循環システム３は、システム回路部３１と、生体回路部３２と、ポンプ部３３と、を備える。
【0073】
システム回路部３１は、高酸素化溶液の生成および温度調整を行うとともに、循環回路における液体の全体容量の調整を行う部分であり、制御部２１と、リザーバ３１１と、酸素化機構３１２と、酸素供給源３１３と、を有する。本実施形態の酸素化機構３１２は、本発明の「酸素付加装置」の一例である。
【0074】
システム回路部３１は、第１駆動部２３と、第２駆動部２４と、第３駆動部２５と、をさらに有する。本実施形態の第１駆動部２３は、本発明の「ピストン駆動部」の一例である。第１駆動部２３と、第２駆動部２４と、第３駆動部２５と、のそれぞれは、制御部２１に接続されており、制御部２１から送信された制御信号に基づいて稼動する。第１駆動部２３、第２駆動部２４および第３駆動部２５としては、例えばモータなどのアクチュエータが挙げられる。なお、第１駆動部２３、第２駆動部２４および第３駆動部２５は、ポンプ部３３に設けられていてもよい。
【0075】
生体回路部３２は、液体を身体内に注入するとともに液体を身体外に排出する部分であり、排出カテーテル５１と、注入カテーテル５２と、を有する。排出カテーテル５１および注入カテーテル５２は、ポンプ部３３を介してシステム回路部３１に接続されている。排出カテーテル５１および注入カテーテル５２は、図１～図１６に関して前述した通りである。
【0076】
ポンプ部３３は、システム回路部３１および生体回路部３２において共有の送液部として機能する。ポンプ部３３は、第１シリンジ３３１と、第１ピストン３３２と、第１流路切替部３３３と、第２シリンジ３３４と、第２ピストン３３５と、第２流路切替部３３６と、を有する。前述したように、ポンプ部３３は、第１駆動部２３と、第２駆動部２４と、第３駆動部２５と、を有していてもよい。
【0077】
本実施形態の第１シリンジ３３１は、本発明の「注入液貯留部」の一例である。本実施形態の第１ピストン３３２は、本発明の「第１送液部」の一例である。本実施形態の第２シリンジ３３４は、本発明の「排出液貯留部」の一例である。本実施形態の第２ピストン３３５は、本発明の「第２送液部」の一例である。
【0078】
図１７に表したように、酸素化機構３１２は、第１管４１を介して第１流路切替部３３３に接続されている。また、酸素化機構３１２は、第７管４７を介してリザーバ３１１と接続されている。さらに、酸素化機構３１２は、第８管４８を介して酸素供給源３１３と接続されている。酸素化機構３１２は、リザーバ３１１から第７管４７を通して供給された脳脊髄液もしくは乳酸リンゲル液等の人工脳脊髄液もしくはそれらの混合液に、酸素供給源３１３から第８管を通して供給された酸素を混合して酸素化された脳脊髄液を生成する。また、酸素化機構３１２は、酸素化された脳脊髄液の温度調整を行う熱交換器を有する。そして、酸素化機構３１２は、酸素化された脳脊髄液を高酸素化溶液として第１管４１を通して第１流路切替部３３３に供給する。本実施形態における酸素化機構３１２としては、血液に酸素を付加するための中空糸型人工肺を使用することが出来る。
【0079】
第１流路切替部３３３は、第１管４１と第２管４２と第３管４３との接続部に設けられ、第１管４１と第２管４２とが接続される流路と、第２管４２と第３管４３とが接続される流路と、を切り替え可能である。具体的には、第２駆動部２４が、制御部２１から送信された制御信号に基づいて第１流路切替部３３３の動作を制御し、第１管４１と第２管４２とが接続される流路と、第２管４２と第３管４３とが接続される流路と、を切り替える。
【0080】
第１流路切替部３３３は、第２管４２を介して第１シリンジ３３１に接続されている。第１ピストン３３２は、第１シリンジ３３１内を摺動し往復移動可能である。具体的には、第１駆動部２３が、制御部２１から送信された制御信号に基づいて第１ピストン３３２の動作を制御し、第１ピストン３３２を第１シリンジ３３１内で往復移動させる。第１流路切替部３３３が第１管４１と第２管４２とを接続している状態において、第１ピストン３３２が第１シリンジ３３１から抜去される方向に移動すると、第１シリンジ３３１は、酸素化機構３１２から第１管４１および第２管４２を通して供給された液体を貯留する。一方で、第１流路切替部３３３が、第２管４２と第３管４３とを接続している状態において、第１ピストン３３２が第１シリンジ３３１に挿入される方向に移動すると、第１ピストン３３２は、第１シリンジ３３１に貯留された液体を第２管４２と第３管４３とを通して注入カテーテル５２に供給する。
【0081】
このように、第１シリンジ３３１は、身体内に注入される液体を一時的に貯留する。また、第１ピストン３３２は、第１シリンジ３３１に接続されるとともに、第２管４２および第３管４３を介して注入カテーテル５２に接続されており、第１シリンジ３３１に液体を供給するとともに第１シリンジ３３１に貯留された液体を注入カテーテル５２に供給する。
【0082】
図１７に表したように、リザーバ３１１は、第６管４６を介して第２流路切替部３３６に接続されている。また、リザーバ３１１は、第７管４７を介して酸素化機構３１２に接続されている。リザーバ３１１は、第６管４６を通して供給された脳脊髄液を一時的に貯留する。そして、リザーバ３１１は、貯留された脳脊髄液を第７管４７を通して酸素化機構３１２に供給する。リザーバ３１１は、内部と外部とが互いに連通した構造を有し、貯留された脳脊髄液に含まれる気体を外部に抜くことができる。つまり、リザーバ３１１は、エアトラップとしての機能を有する。
【0083】
第２流路切替部３３６は、第４管４４と第５管４５と第６管４６との接続部に設けられ、第４管４４と第５管４５とが接続される流路と、第５管４５と第６管４６とが接続される流路と、を切り替え可能である。具体的には、第３駆動部２５が、制御部２１から送信された制御信号に基づいて第２流路切替部３３６の動作を制御し、第４管４４と第５管４５とが接続される流路と、第５管４５と第６管４６とが接続される流路と、を切り替える。
【0084】
第２流路切替部３３６は、第５管４５を介して第２シリンジ３３４に接続されている。第２ピストン３３５は、第２シリンジ３３４内を摺動し往復移動可能である。具体的には、第１駆動部２３が、制御部２１から送信された制御信号に基づいて第２ピストン３３５の動作を制御し、第２ピストン３３５を第２シリンジ３３４内で往復移動させる。つまり、図１７に表したように、第１ピストン３３２および第２ピストン３３５は、互いに連結されており、互いに連結された状態で第１駆動部２３の駆動力を受けて往復移動する。第２流路切替部３３６が第４管４４と第５管４５とを接続している状態において、第２ピストン３３５が第２シリンジ３３４から抜去される方向に移動すると、第２シリンジ３３４は、第４管４４および第５管４５を通して身体内から身体外に排出された液体（すなわち脳脊髄液）を貯留する。一方で、第２流路切替部３３６が第５管４５と第６管４６とを接続している状態において、第２ピストン３３５が第２シリンジ３３４に挿入される方向に移動すると、第２ピストン３３５は、第２シリンジ３３４に貯留された液体を第５管４５と第６管４６とを通してリザーバ３１１に供給する。
【0085】
このように、第２ピストン３３５は、第２シリンジ３３４に接続されるとともに、第４管４４および第５管４５を介して排出カテーテル５１に接続されており、第２シリンジ３３４に液体を供給するとともに第２シリンジ３３４に貯留された液体をリザーバ３１１に供給する。
【0086】
第１シリンジ３３１および第２シリンジ３３４は、互いに同じ形状および容量で形成されている。また、前述したように、第１ピストン３３２および第２ピストン３３５は、互いに連結されており、互いに連結された状態で第１駆動部２３の駆動力を受けて往復移動する。これにより、身体内に注入される液体の容量は、身体外に排出される液体の容量に常に等しい。
【0087】
図１８および図１９は、本実施形態に係る液体循環システムの動作を説明する模式図である。
図１８および図１９に関して説明する液体循環システム３の動作は、図８および図９に関して前述した第１制御に基づく動作である。
なお、説明の便宜上、図１８および図１９では、制御部２１、第１駆動部２３、第２駆動部２４および第３駆動部２５を省略している。また、以下に示す動作では、予め回路内のチューブやリザーバ、各ポンプ（シリンジ）、酸素化機構が、乳酸リンゲル液等の人工脳脊髄液で満たされたプライミング済みとなっている状態から開始するものとして説明する。
図１８および図１９に関して説明する液体循環システム３の動作は、図８および図９に関して前述した第１制御に基づく動作である。
なお、説明の便宜上、図１８および図１９では、制御部２１、第１駆動部２３、第２駆動部２４および第３駆動部２５を省略している。また、以下に示す動作では、予め回路内のチューブやリザーバ、各ポンプ（シリンジ）、酸素化機構が、乳酸リンゲル液等の人工脳脊髄液で満たされたプライミング済みとなっている状態から開始するものとして説明する。
【0088】
まず、図１８に表したように、第１ステップとして、制御部２１は、第２駆動部２４に制御信号を送信して第１流路切替部３３３の動作を制御し、第１管４１と第２管４２とを接続する。また、制御部２１は、第３駆動部２５に制御信号を送信して第２流路切替部３３６の動作を制御し、第５管４５と第６管４６とを接続する。この状態において、制御部２１は、第１駆動部２３に制御信号を送信し、図１８に表した矢印Ａ３１のように、第１シリンジ３３１の抜去方向に第１ピストン３３２を移動させるとともに、第２シリンジ３３４の挿入方向に第２ピストン３３５を移動させる。
【0089】
そうすると、図１８に表した矢印Ａ３２のように、酸素化機構３１２において生成された液体９１（すなわち高酸素化溶液）が、第１管４１および第２管４２を通して第１シリンジ３３１に供給され貯留される。また、図１８に表した矢印Ａ３３のように、第２シリンジ３３４に貯留されていた脳脊髄液９２（図１９参照）が第５管４５および第６管４６を通してリザーバ３１１に供給され貯留される。さらに、図１８に表した矢印Ａ３４のように、リザーバ３１１に貯留されていた脳脊髄液９２が、第７管４７を通して酸素化機構３１２に供給される。
【0090】
続いて、図１９に表したように、第２ステップとして、制御部２１は、第２駆動部２４に制御信号を送信して第１流路切替部３３３の動作を制御し、第２管４２と第３管４３とを接続する。また、制御部２１は、第３駆動部２５に制御信号を送信して第２流路切替部３３６の動作を制御し、第４管４４と第５管４５とを接続する。この状態において、制御部２１は、第１駆動部２３に制御信号を送信し、図１９に表した矢印Ａ３５のように、第１シリンジ３３１の挿入方向に第１ピストン３３２を移動させるとともに、第２シリンジ３３４の抜去方向に第２ピストン３３５を移動させる。
【0091】
そうすると、図１９に表した矢印Ａ３６のように、第１シリンジ３３１に貯留されていた液体９１（すなわち高酸素化溶液）が、第２管４２と第３管４３とを通して注入カテーテル５２に供給される。そして、例えば図１９に表した矢印Ａ１３のように、液体９１が、注入カテーテル５２の注入口５２１から身体内に注入される。一方で、例えば図１９に表した矢印Ａ１１のように、身体内の脳脊髄液９２が排出カテーテル５１の排出口５１１に吸引される。そして、図１９に表した矢印Ａ３７のように、脳脊髄液９２が、第４管４４および第５管４５を通して第２シリンジ３３４に吸引され貯留される。
【0092】
図２０～図２３は、本実施形態に係る液体循環システムの他の動作を説明する模式図である。
図２０～図２３に関して説明する液体循環システム３の動作は、図１０～図１３に関して前述した第２制御に基づく動作である。
なお、説明の便宜上、図２０～図２３では、制御部２１、第１駆動部２３、第２駆動部２４および第３駆動部２５を省略している。
図２０～図２３に関して説明する液体循環システム３の動作は、図１０～図１３に関して前述した第２制御に基づく動作である。
なお、説明の便宜上、図２０～図２３では、制御部２１、第１駆動部２３、第２駆動部２４および第３駆動部２５を省略している。
【0093】
まず、図２０に表したように、第１ステップとして、制御部２１は、第２駆動部２４に制御信号を送信して第１流路切替部３３３の動作を制御し、第１管４１と第２管４２とを接続する。また、制御部２１は、第３駆動部２５に制御信号を送信して第２流路切替部３３６の動作を制御し、第４管４４と第５管４５とを接続する。この状態において、制御部２１は、第１駆動部２３に制御信号を送信し、図２０に表した矢印Ａ４１のように、第１シリンジ３３１の挿入方向に第１ピストン３３２を移動させるとともに、第２シリンジ３３４の抜去方向に第２ピストン３３５を移動させる。
【0094】
そうすると、図２０に表した矢印Ａ４２のように、第１シリンジ３３１に貯留されていた液体９１（すなわち高酸素化溶液）が、第１管４１と第２管４２とを通して酸素化機構３１２に戻される。一方で、例えば図２０に表した矢印Ａ１１のように、身体内の脳脊髄液９２が排出カテーテル５１の排出口５１１に吸引される。そして、図２０に表した矢印Ａ４３のように、脳脊髄液９２が、第４管４４および第５管４５を通して第２シリンジ３３４に吸引され貯留される。
【0095】
続いて、図２１に表したように、第２ステップとして、制御部２１は、第２駆動部２４に制御信号を送信して第１流路切替部３３３の動作を制御し、第１管４１と第２管４２とを接続する（すなわち、接続状態を維持する）。また、制御部２１は、第３駆動部２５に制御信号を送信して第２流路切替部３３６の動作を制御し、第５管４５と第６管４６とを接続する。この状態において、制御部２１は、第１駆動部２３に制御信号を送信し、図２１に表した矢印Ａ４４のように、第１シリンジ３３１の抜去方向に第１ピストン３３２を移動させるとともに、第２シリンジ３３４の挿入方向に第２ピストン３３５を移動させる。
【0096】
そうすると、図２１に表した矢印Ａ４５のように、酸素化機構３１２において生成された液体９１（すなわち高酸素化溶液）が、第１管４１および第２管４２を通して第１シリンジ３３１に供給され貯留される。また、図２１に表した矢印Ａ４６のように、第２シリンジ３３４に貯留されていた脳脊髄液９２が第５管４５および第６管４６を通してリザーバ３１１に供給され貯留される。さらに、図２１に表した矢印Ａ４７のように、リザーバ３１１に貯留されていた脳脊髄液９２が、第７管４７を通して酸素化機構３１２に供給される。
【0097】
続いて、図２２に表したように、第３ステップとして、制御部２１は、第２駆動部２４に制御信号を送信して第１流路切替部３３３の動作を制御し、第２管４２と第３管４３とを接続する。また、制御部２１は、第３駆動部２５に制御信号を送信して第２流路切替部３３６の動作を制御し、第５管４５と第６管４６とを接続する（すなわち、接続状態を維持する）。この状態において、制御部２１は、第１駆動部２３に制御信号を送信し、図２２に表した矢印Ａ４８のように、第１シリンジ３３１の挿入方向に第１ピストン３３２を移動させるとともに、第２シリンジ３３４の抜去方向に第２ピストン３３５を移動させる。
【0098】
そうすると、図２２に表した矢印Ａ４９のように、第１シリンジ３３１に貯留されていた液体９１（すなわち高酸素化溶液）が、第２管４２と第３管４３とを通して注入カテーテル５２に供給される。そして、例えば図２２に表した矢印Ａ１３のように、液体９１が、注入カテーテル５２の注入口５２１から身体内に注入される。一方で、図２２に表した矢印Ａ５１のように、リザーバ３１１に貯留されていた脳脊髄液９２が、第５管４５と第６管４６とを通して第２シリンジ３３４に戻される。
【0099】
続いて、図２３に表したように、第４ステップとして、制御部２１は、第２駆動部２４に制御信号を送信して第１流路切替部３３３の動作を制御し、第１管４１と第２管４２とを接続する。また、制御部２１は、第３駆動部２５に制御信号を送信して第２流路切替部３３６の動作を制御し、第５管４５と第６管４６とを接続する（すなわち、接続状態を維持する）。この状態において、制御部２１は、第１駆動部２３に制御信号を送信し、図２３に表した矢印Ａ５２のように、第１シリンジ３３１の抜去方向に第１ピストン３３２を移動させるとともに、第２シリンジ３３４の挿入方向に第２ピストン３３５を移動させる。
【0100】
そうすると、図２３に表した矢印Ａ５３のように、酸素化機構３１２において生成された液体９１（すなわち高酸素化溶液）が、第１管４１および第２管４２を通して第１シリンジ３３１に供給され貯留される。また、図２３に表した矢印Ａ５４のように、第２シリンジ３３４に貯留されていた脳脊髄液９２が第５管４５および第６管４６を通してリザーバ３１１に供給され貯留される。さらに、図２３に表した矢印Ａ５５のように、リザーバ３１１に貯留されていた脳脊髄液９２が、第７管４７を通して酸素化機構３１２に供給される。
【0101】
本実施形態に係る液体循環システム３によれば、液体を循環させる回路が、注入カテーテル５２および排出カテーテル５１を含む回路（すなわち生体回路部３２）と、注入カテーテル５２および排出カテーテル５１に接続されたシステム回路部３１と、に分割されている。また、液体を注入カテーテル５２に供給する第１ピストン３３２と、液体をシステム回路部３１に供給する第２ピストン３３５と、が生体回路部３２およびシステム回路部３１において共有の送液部として機能する。また、第１流路切替部３３３および第２流路切替部３３６は、液体の流れる流路を切り替えることができる。液体循環システム３がこのような構成を有することにより、システム回路部３１が、生体側の状況を維持しつつ、キャビテーション現象により生ずる液体の全体容量の増加および蒸発により生ずる液体の全体容量の減少に対応することができ、液体の全体容量の増減を抑えることができる。これにより、頭蓋内圧の変動を抑えることができる。
【0102】
また、第１ピストン３３２および第２ピストン３３５は、互いに連動して動作し、生体回路部３２およびシステム回路部３１において共有の１つの送液部として機能する。第１シリンジ３３１および第２シリンジ３３４は、互いに同じ形状および容量で形成されている。そのため、身体内に注入される液体の容量は、身体外に排出される液体の容量に常に等しい。このような定容量型のポンプは、一周期で注入・排出する液量が変動することがなく、可変容量型のポンプに比して注入量と排出量を確実に同一のものとすることが出来る。そのため、身体内の脳脊髄液の量をより一層確実に一定範囲に保つことができる。これにより、頭蓋内圧の変動をより一層確実に抑えることができる。
【0103】
さらに、身体内に注入する液体が高酸素化溶液である場合には、頭蓋内圧の変動を抑えつつ脳の治療領域に高酸素化溶液を効率的に送達できる。
【0104】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【0105】
２：医療システム、 ３：液体循環システム、 ５：医療デバイス、 ２１：制御部、 ２２：ポンプ、 ２３：第１駆動部、 ２４：第２駆動部、 ２５：第３駆動部、 ３１：システム回路部、 ３２：生体回路部、 ３３：ポンプ部、 ４１：第１管、 ４２：第２管、 ４３：第３管、 ４４：第４管、 ４５：第５管、 ４６：第６管、 ４７：第７管、 ４８：第８管、 ５１：排出カテーテル、 ５２：注入カテーテル、 ５３：空間、 ５５：チューブ、 ５６：タンク、 ９１：液体、 ９２：脳脊髄液、 ２１１：第１期間、 ２１２：第２期間、 ２１３：第３期間、 ２１４：第４期間、 ３１１：リザーバ、 ３１２：酸素化機構、 ３１３：酸素供給源、 ３３１：第１シリンジ、 ３３２：第１ピストン、 ３３３：第１流路切替部、 ３３４：第２シリンジ、 ３３５：第２ピストン、 ３３６：第２流路切替部、 ５１１：排出口、 ５１３：内腔、 ５２１：注入口、 ５２３：内腔、 ９１１：着色水
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】