特表 2023-554024 モデル及び肺動脈自己移植片のモデリング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-26

(54)【発明の名称】モデル及び肺動脈自己移植片のモデリング方法

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/06 20130101AFI20231219BHJP

   A61F 2/24 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

A61F2/06

A61F2/24

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023535996

(86)(22)【出願日】2021-12-15

(85)【翻訳文提出日】2023-07-19

(86)【国際出願番号】 GB2021053299

(87)【国際公開番号】W WO2022129897

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】2019871.9

(32)【優先日】2020-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523216698

【氏名又は名称】エクステント リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウォーレン エリオット ソーントン

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン マコーネル オースティン

(72)【発明者】

【氏名】タリアセン ジョン ゴールズワージー

【テーマコード（参考）】

4C097

【Ｆターム（参考）】

4C097AA15

4C097AA27

4C097BB01

4C097CC01

4C097DD01

4C097MM01

4C097MM07

4C097SB10

(57)【要約】

イメージスキャナ（８）を用いて、患者の心臓に取り付けられる有望な肺動脈自己移植片用の外部支持体をモデリングする方法であって：スキャナ（８）を用いて、心臓の収縮期中に、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップ（１００）；処理装置（２）を用いて、各スキャンを処理して有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するステップ（１０２）；及び、有望な肺動脈自己移植片のモデルを処理して、外部支持体のモデルを生成するステップ（１０４）
を含む方法が提供されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

イメージスキャナを用いて、患者の心臓に取り付けられる有望な肺動脈自己移植片用の外部支持体をモデリングする方法であって：
（ｉ）前記スキャナを用いて、前記心臓の収縮期中に、前記心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップ；
（ｉｉ）処理装置を用いて各スキャンを処理して前記有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するステップ；及び
（ｉｉｉ）前記有望な肺動脈自己移植片の前記モデルを処理して、前記外部支持体のモデルを生成するステップ
を含む方法。

【請求項2】

前記スキャナを用いて、前記心臓の収縮期中に前記心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、肺動脈弁（ＰＶ）、肺動脈幹（ＰＴ）、大動脈基部及び上行大動脈、大動脈弁（ＡＶ）、左心室流出路（ＬＶＯＴ）及び右室流出路（ＲＶＯＴ）の少なくとも１つを含む少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記血管系、及び、特に前記有望な肺動脈自己移植片と位置合わせされた面において、少なくとも１つの位置合わせ画像を生成するステップを含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。

【請求項4】

位置合わせ画像の各々は、前記肺動脈弁又は前記肺動脈幹と位置合わせされる、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記位置合わせ画像は、前記肺動脈弁の面と平行、若しくは、前記肺動脈幹と垂直な体軸横断位置合わせ画像、及び／又は、前記肺動脈弁の面と垂直、若しくは、前記肺動脈幹と平行な矢状位置合わせ画像を含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記心臓の収縮期中に前記心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得する前記ステップは、典型的には１０％Ｒ－Ｒ～２５％Ｒ－Ｒである、前記患者の心臓の前記心周期における収縮期中の時間的ウィンドウにおいて、前記心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

処理装置を用いて各スキャンを処理して前記有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築する前記ステップは、前記心臓の収縮期中に前記心臓の血管系から取得した前記少なくとも１つのスキャンから、１つ以上のパラメータ、又は、少なくとも４つのパラメータを計測するステップを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記パラメータは：
ａ）典型的には大動脈－心室接合部で計測される前記左心室流出路ＬＶＯＴの基部直径
ｂ）前記有望な肺動脈自己移植片の洞の各弁葉の直径、前記弁葉の相対的回転空間、及び、前記有望な肺動脈自己移植片のルーメンの中心線から前記弁葉の円の中心までの距離
ｃ）前記肺動脈弁の周辺長
ｄ）肺洞上行大動脈移行部（ＳＴＪ）の直径
ｅ）大動脈直径
ｆ）肺心室接合部ＰＶＪの面から前記肺洞上行大動脈移行部の面までの前記肺動脈弁の高さ
の少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記外部支持体の前記モデルを生成するために、前記有望な肺動脈自己移植片の前記モデルを取り込み、少なくとも１つの変換を適用し得る、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記少なくとも１つの変換は、前記弁葉の前記直径を等しくするステップを含む形状変換を含む、請求項８の項目ｂに従属する請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記形状変換は、前記弁葉の前記中心を二等辺三角形から正三角に形成するよう変換するよう作用する、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記形状変換は前記肺動脈弁の周辺長を保持する、請求項１０又は請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つの変換はスケーリング変換を含む請求項９～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記スケーリング変換は、前記有望な肺動脈自己移植片の前記モデルと比して前記外部支持体の前記モデルのサイズを拡大させる、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記スケーリング変換は、１～１．２、典型的には１．０５～１．１５の倍率で前記外部支持体の前記モデルの前記サイズを拡大する、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記支持体の前記モデルを用いて、肺動脈自己移植片用の前記支持体を形成可能である型を製造するステップを含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記支持体を前記型を用いて形成するステップを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記支持体を形成するために、前記型にブランク硬化性支持体が敷かれる、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

肺動脈自己移植片の外側位置に適合する支持体であって、大動脈位置に配置された場合に、前記肺動脈自己移植片の周囲に位置可能であると共に、前記肺動脈自己移植片と形態学的な関係となるような形状とされる支持体であり、請求項１７又は請求項１８に従って製造される支持体。

【請求項20】

肺動脈自己移植片を支持する方法であって：
（ｉ）請求項１９に記載の支持体を患者の肺動脈自己移植片に適用するステップ
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、肺動脈自己移植片用の支持体、並びに、有望な肺動脈自己移植片のモデリング方法及び肺動脈自己移植片用の支持体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ロス手術は、Ｄｏｎａｌｄ Ｒｏｓｓにより１９６７年に最初に発表された。ロス手術においては、健常な肺動脈弁及び肺動脈幹の一部を自己移植片として用いて疾患を伴う大動脈弁の置換が行われる。ロス手術は大動脈弁置換物に係る長期にわたる生存可能性をもたらすことが可能であり、これが、患者の生存及び生活の質の両面で向上した結果につながる。

【0003】

初期の説明においては、この手術は冠動脈下（ｓｕｂ－ｃｏｒｏｎａｒｙ）手技を用いて実施されていた。冠動脈下（ｓｕｂ－ｃｏｒｏｎａｒｙ）手技においては、三つの洞及び弁尖のすべてを含む肺動脈弁と肺動脈の一部とが、左心室流出路内部の冠動脈下（ｓｕｂ－ｃｏｒｏｎａｒｙ）位置に移植される。しかしながら、これは技術的に非常に難易度が高い手法であるため、心臓外科医の間では広く受け入れられなかった。

【0004】

この手技による結果は有望であったものの、外科医が、冠動脈を自己移植片に再移植する、自立型基部置換（ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ ｒｏｏｔ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）（自立型基部置換（ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ ｒｏｏｔ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ロス手術）としての肺動脈自己移植片の移植を開始し始めた１９８０年代後半まで、ロス手術は広く普及することはなかった。この手技は冠動脈下（ｓｕｂ－ｃｏｒｏｎａｒｙ）移植よりも技術的に実施が容易であるが；しかしながら、自立型基部置換（ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ ｒｏｏｔ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ロス手技を用いた場合、肺動脈自己移植片の拡張が頻繁に観察された。肺動脈自己移植片の拡張は弁の不全を引き起こし、再手術が必要となる可能性がある。

【0005】

従って、避けることが可能なのであれば、再手術（肺動脈自己移植片拡張による）の必要性を減らすことが特に望ましいであろう。

【0006】

さらなる拡張を防止するために大動脈を単純に包む方法を検討する“Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ａｎｎｕｌａｒ Ｄｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｓｃｅｎｄｉｎｇ Ａｏｒｔｉｃ Ａｎｅｕｒｙｓｍ”（Ｆｒａｎｃｉｓ Ｒｏｂｉｃｓｅｋ ａｎｄ Ｍａｎｏ Ｔｈｕｂｒｉｋａｒ，Ａｎｎ Ｔｈｏｒａｃ Ｓｕｒｇ １９９４；５７：１６７２－４）に開示されているとおり、大動脈瘤に対する対策のために開発された、血管の外側位置に適合する支持体の使用が公知である。本発明者らによる先の出願である国際公開第２００４／０２６１７８号パンフレットには、マルファン症候群における大動脈の拡張に対抗するために、血管のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルに従って患者の血管と形態学的な関係となるよう形状化されるよう製造された支持体が開示されている。例えば、患者の大動脈をモデリングする場合、スキャナを用いて一組の大動脈の隣接する二次元画像スライスを収集し、次いで、これらの二次元スライスを１枚ずつ重ねることにより三次元ＣＡＤモデルを再構築する必要があった。この方法の欠点は、スキャナ内における例えば呼吸といった患者の動きによって好適な連続する二次元画像を取得することが困難であることである。また、適切な枚数の画像を取得するために必要な時間に起因する患者の疲労が問題となる可能性がある。加えて、ＭＲＩスキャナは閉鎖的な空間であり、患者の閉所恐怖症を引き起こす可能性がある。

【0007】

本発明者らによるさらに先の出願である国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットには、同様にマルファン症候群に関連する大動脈拡張に対抗するために使用される上行大動脈用の支持体と、イメージスキャナを用いる患者の血管の形態測定分析方法であって：（ｉ）血管の径方向断面画像を取得するステップ；（ｉｉ）血管の擬似横断面画像を取得するステップ；並びに、（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）及び（ｉｉ）からの画像を処理して血管の形態測定モデルを構築するステップを含む方法とが開示されている。

【0008】

本発明の文脈において、肺動脈自己移植片は、大動脈位置における肺動脈及び肺動脈弁、すなわち、上行大動脈及び大動脈弁を置換する患者自身の肺動脈及び弁である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様によれば、イメージスキャナを用いて、患者の心臓に取り付けられる有望な肺動脈自己移植片用の外部支持体をモデリングする方法が提供されており、この方法は：
（ｉ）スキャナを用いて、心臓の収縮期中に、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップ；
（ｉｉ）処理装置を用いて各スキャンを処理して有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するステップ；及び
（ｉｉｉ）有望な肺動脈自己移植片のモデルを処理して、外部支持体のモデルを生成するステップ
を含む。

【0010】

従って、本発明者らは、収縮期におけるスキャンで、右心室による血圧がもっとも高くなり、心周期においてこの時点で肺動脈弁の直径が最大となるために、肺動脈弁のより有用なスキャンが得られることを認識していた。肺動脈自己移植片は大動脈弁位置においてより高い圧力に対抗することとなるため、肺動脈弁をその最大の正常血圧でモデリングすることで、最終的に、肺動脈弁を安全に延伸可能な直径で支持体により支持することが可能となる。

【0011】

一実施形態において、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、肺動脈弁（ＰＶ）、肺動脈幹（ＰＴ）、大動脈基部及び上行大動脈、大動脈弁（ＡＶ）、左心室流出路（ＬＶＯＴ）及び右室流出路（ＲＶＯＴ）を含む少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含み得る。

【0012】

一実施形態において、本発明の方法は、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含み、ここで、心臓の収縮期中に取得された心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンは、肺動脈弁（ＰＶ）のスキャン、肺動脈幹（ＰＴ）の少なくとも１つのスキャン、腕頭動脈分岐部に近い大動脈基部の少なくとも１つのスキャン、左心室流出路（ＬＶＯＴ）の少なくとも１つのスキャン、及び、右室流出路（ＲＶＯＴ）の少なくとも１つのスキャンを含む。

【0013】

ロス手術で用いられる肺動脈弁がスキャンされる際、弁は拡張も逆流もしていない。この事実と、肺血管系／循環系に存在する非常に低い血圧（ＢＰ）とのために、ＣＴスキャンにおける肺動脈洞の同定は非常に困難である（国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットに記載の方法において用いられる高い圧力の疾患／拡張大動脈と比した場合）。

【0014】

加えて、国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットに係る方法において用いられた左室流出路（ＬＶＯＴ）と比して、右室流出路（ＲＶＯＴ）の断面図は、国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットのＣＡＤモデリングを用いた場合には円に対する近似度がかなり低く、これが問題を引き起こす。これにより、国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットに開示されている方法は、スキャンしたＲＶＯＴのモデリングには不適となる。

【0015】

それ故、本発明者らは、国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットに開示の方法で形成したインプラントを用いて肺動脈自己移植片を支持した場合、隣接する大動脈構造に対する圧力から解放されると、肺動脈自己移植片は、肺動脈弁位置にある場合よりも、より対称性の高い三弁葉形の平面図形となり、これらのインプラントは、大きさが足りずにその移植に際して手術上の問題が生じてしまい、かつ、解剖学的に不適切な形状のものとなる可能性が高いことが判明していることを認識している。

【0016】

従って、国際公開第２０１１／０１２８９４号パンフレットに開示の方法は、肺動脈自己移植片には不適切である。

【0017】

上記のモデリング方法の一実施形態において、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に肺動脈弁の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含む。

【0018】

上記のモデリング方法の一実施形態において、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に左心室流出路（ＬＶＯＴ）の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含む。

【0019】

上記のモデリング方法の一実施形態において、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に、肺動脈幹（ＰＴ）から各肺への分岐部までの少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含む。

【0020】

上記のモデリング方法の一実施形態において、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、スキャナを用いて、肺動脈弁の少なくとも１つのスキャン、左室流出路（ＬＶＯＴ）の大動脈弁の少なくとも１つのスキャン、及び、肺動脈幹の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含む。

【0021】

本発明に係る方法における使用に好適なスキャナは、ＭＲＩ、ＭＲＡ、Ｘ線ＣＴ、又は、三次元ドップラーエコーイメージスキャナであり得る。好ましくは、本発明の方法において用いられるスキャナはＣＴスキャナである。

【0022】

一実施形態において、本発明のモデリング方法は、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含み得、ここで、少なくとも１つのスキャンは、心臓の収縮期中に、上記のとおり、心臓の血管系の径方向断面画像及び擬似横断面画像から選択される少なくとも１つの画像を取得するステップを含む。しかしながら、好ましい実施形態において、本方法は、血管系、及び、特に有望な肺動脈自己移植片と位置合わせされた面において、少なくとも１つの位置合わせ画像を生成するステップを含み得る。典型的には、位置合わせ画像の各々は、肺動脈弁又は肺動脈幹と位置合わせされ得る。肺動脈弁の面と平行、若しくは、肺動脈幹と垂直な対軸横断位置合わせ画像、及び／又は、肺動脈弁の面と垂直、若しくは、肺動脈幹と平行な矢状位置合わせ画像であり得る。

【0023】

一実施形態において、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、患者の心臓の心周期における収縮期中の時間的ウィンドウにおいて、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含み得る。典型的には、この時間的ウィンドウは、心周期における第１の点から心周期における第２の点までであり得る。心周期における第１の点は、５％、１０％又は１５％Ｒ－Ｒ（Ｒ－Ｒは、心周期に係る時間について通例用いられる基準であり、心電図上における１つのＲピークから次のＲピークまでの時間の割合である）であり得る。心周期における第２の点は、２０％、２５％又は３０％Ｒ－Ｒの間であり得る。好ましい実施形態において、時間的ウィンドウは、収縮期中における１０％Ｒ－Ｒ～２５％Ｒ－Ｒである。この時間的ウィンドウ内における収縮期スキャンにより、全身血圧における肺動脈弁に対するより良好な近似値が得られる。拡張期におけるスキャンでは洞が実質的に存在しなくなるが（実質的に円形の弁部分が存在）、収縮期（特に、１０％～２５％Ｒ－Ｒ）においては、弁の壁を形成する３つの明確な弁葉として、洞は視覚的に明らかとなる。これにより、肺動脈洞のより安全な識別が可能となると共に、自立型（ｆｒｅｅ－ｓｔａｎｄｉｎｇ）大動脈位置における場合に、肺動脈弁のサイズに対してより良好な近似値も提供される。

【0024】

本発明の方法の一実施形態において、処理装置を用いて各スキャンを処理して有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するステップは、心臓の収縮期中に心臓の血管系から取得した少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップをさらに含み得る。

【0025】

一実施形態において、本発明の方法は、スキャナを用いて、心臓の収縮期中に肺動脈弁の少なくとも１つのスキャン、心臓の収縮期中に肺動脈幹から各肺への分岐部までの少なくとも１つのスキャン、及び、心臓の収縮期中に左心室流出路の少なくとも１つのスキャンを取得するステップ、及び、肺動脈幹の少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップ、及び、左心室流出路の少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップを含み得る。

【0026】

一実施形態において、本発明の方法は以下を含み得る。
（ｉ）スキャナを用いて、心臓の収縮期中に時間的ウィンドウにおいて、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップであって、ここで、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンを取得するステップは、心臓の収縮期中に時間的ウィンドウにおいて、肺動脈弁の少なくとも１つのスキャンを取得するステップ、肺動脈幹の少なくとも１つのスキャンを取得するステップ、及び、左心室流出路の少なくとも１つのスキャンを取得するステップを含み；
並びに
（ｉｉ）処理装置を用いて各スキャンを処理して有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するステップであって、ここで、この処理するステップは、肺動脈弁の少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップ、肺動脈幹の少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップ、及び、左心室流出路の少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップをさらに含む。

【0027】

一実施形態において、本発明の方法は、心臓の収縮期中に心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンから１つ以上のパラメータを計測するステップ、及び、１つ以上のパラメータを用いて有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するステップをさらに含む。

【0028】

本発明に係る方法は、例えば心臓の収縮期中に時間的ウィンドウにおいて、心臓の血管系から取得された少なくとも１つのスキャンから計測された少なくとも４つのパラメータを用いてもよく、これらのパラメータは、有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築するために用いられる。好ましくは、４～３５のパラメータ、より好ましくは、５～３０のパラメータであって、５～２５のパラメータ、又は、６～３０のパラメータ、又は、８～２５のパラメータ、又は、１０～２５のパラメータなどが有望な肺動脈自己移植片用の外部支持体のモデルの構築に用いられる。

【0029】

一実施形態において、少なくとも４つのパラメータは、有望な肺動脈自己移植片のモデルを判定するために、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンから計測される。上記のとおり、心臓の血管系の少なくとも１つのスキャンは、肺動脈弁の少なくとも１つのスキャン、肺動脈幹の少なくとも１つのスキャン、及び、左心室流出路の少なくとも１つのスキャンを含み得る。

【0030】

上記の基準スキャンから得られる好適なパラメータは、直線寸法、円周方向寸法、径方向寸法及び／又は回転角度を含み得る。

【0031】

本発明の文脈において、直径という用語は、円に対するいずれかの多角形近似又は同等の直径、すなわち、バルサルバ洞の三葉断面又は上行肺動脈の実質的に円形の断面を指す。

【0032】

肺大動脈（ｐｕｌｍｏｎａｒｙ ａｏｒｔａ）の近位側端部は、ＬＶＯＴに吻合されなければならない（すなわち、肺動脈自己移植片の近位側端部が、典型的には縫合により左心室流出路（ＬＶＯＴ）の上部に取り付けられることとなる）。それ故、本発明の方法に係る好適なパラメータは、収縮期（上記のとおり）に計測されたＬＶＯＴの基部直径であり得る。基部直径は、大動脈－心室接合部（ＬＶＯＴの遠位側端部（心室からもっとも遠い）と大動脈基部の近位側端部との間の解剖学的な接合部）で計測され得る。ＬＶＯＴの基部直径は、心臓の収縮期中（例えば１０％Ｒ－Ｒ～２５％Ｒ－Ｒ）におけるＬＶＯＴの少なくとも１つのスキャンから計測され得る。例えば、心臓の収縮期中におけるＬＶＯＴの少なくとも１つのスキャンは、収縮期におけるＬＶＯＴの少なくとも１つの体軸横断位置合わせ画像を含み得る。これにより、有望な肺動脈自己移植片がＬＶＯＴに取り付けられ／吻合されなければならない場所に、確実に適合されることとなる。ＬＶＯＴが直径２８ｍｍ未満である場合、ＬＶＯＴは外科医により２８ｍｍ以下の直径に拡張され得る（例えば、今野法）。

【0033】

一実施形態において、本発明の方法に係るさらなる好適なパラメータは、有望な肺動脈自己移植片の洞の各弁葉の直径、弁葉の相対的回転空間、及び、有望な肺動脈自己移植片のルーメンの中心線から弁葉の円の中心までの距離の少なくとも１つを含み得る。肺動脈弁のこれらのパラメータは、心臓の収縮期中（例えば、１０％Ｒ－Ｒ～２５％Ｒ－Ｒ）における肺動脈弁の少なくとも１つのスキャンから計測され得る。これらのパラメータは、肺動脈弁の三葉面の断面の形状を決定することを目的としている。

【0034】

一実施形態において、さらなる好適なパラメータは、肺動脈弁の周辺長であり得る。

【0035】

一実施形態において、さらなる好適なパラメータは、肺洞上行大動脈移行部（ＳＴＪ）直径であり得る。肺洞上行大動脈移行部（ＳＴＪ）直径は、心臓の収縮期中（例えば、１０％Ｒ－Ｒ～２５％Ｒ－Ｒ）における肺動脈弁の少なくとも１つのスキャンから計測され得る。ＳＴＪは、肺動脈弁の上部であって、三葉部分（弁の３つの洞）が管形状（肺動脈幹）に移行する場所に位置されている。

【0036】

一実施形態において、収縮期心臓の血管系の上記の基準スキャンから計測されるさらなる好適なパラメータは、大動脈直径であり得る。大動脈直径は、大動脈弁の遠位側で、及び、大動脈の少なくとも１つのスキャンから、典型的には、有望な肺動脈自己移植片が上行大動脈に吻合される場所の周囲で計測され得る。スキャンは、心臓の収縮期中（例えば、１０％Ｒ－Ｒ～２５％Ｒ－Ｒ）に行われ得る。一実施形態において、遠位側「大動脈」直径は、上行大動脈の計測値が直径３２ｍｍ以上である場合、３０ｍｍ又は３２ｍｍに固定される。

【0037】

さらなるパラメータは、肺心室接合部（ＰＶＪ）の面から肺洞上行大動脈移行部の面までの肺動脈弁の高さを含み得る。

【0038】

上記のパラメータの１つ以上により、有望な肺動脈自己移植片のモデルの構築が実現される。このモデルは、自立型（ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ）ロス手術において特に有用である。一実施形態において、このモデルは、有望な肺動脈自己移植片の三次元コンピュータ－生成モデルであり得る。

【0039】

一実施形態において、本明細書に記載の本発明に係る方法においては、処理ステップ（ｉｉ）は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを実行して有望な肺動脈自己移植片のモデルを構築する処理装置をさらに備えていても良い。

【0040】

外部支持体のモデルを生成するために、この方法は、有望な肺動脈自己移植片のモデルを取り込み、少なくとも１つの変換を適用し得る。

【0041】

一実施形態において、少なくとも１つの変換は、弁葉の直径を等しくするステップを含む形状変換を含み得る。典型的には、２つのより小さな弁葉の直径を最大の弁葉の直径に拡大し得るが、代わりに、すべての３つの弁葉を平均（典型的には平均値又は中央値）弁葉直径に調節することが可能である。これにより、有望な肺動脈自己移植片が一度移植されるとこれ以上隣接する大動脈によって押圧されることはなく、また、元の位置にあった時と比して高い血圧に対することとなることを念頭に置くと、有望な肺動脈自己移植片に対する支持体のより良好な適合が実現される。

【0042】

従って、形状変換は、弁葉の中心を二等辺三角形から正三角を形成するよう変換するように作用し得る。形状変換は肺動脈弁の周辺長を保持し得る。

【0043】

少なくとも１つの変換はスケーリング変換を含み得る。典型的には、大動脈ＣＡＤモデルでは従来、拡張の程度に応じて、及び、外科医がどの程度の直径の縮小が適切と考えるかに応じて、計測した血管のサイズの１００％、９５％又は９０％以下にのみ直径のスケーリングがなされていたが、本方法においては、スケーリング変換はモデルのサイズの拡大を含み得る。典型的には、スケーリング変換は、外部支持体のモデルのサイズを、有望な肺動脈自己移植片のモデルと比してある倍率で拡大し得る。この倍率は、１～１．２５、典型的には１．０５～１．１５であり得る。これにより、（弾性の高い）肺動脈自己移植片を、肺動脈自己移植片を移植する外科医による判定で大動脈位置で最適とされるサイズとすることが可能である。

【0044】

次いで、支持体のモデル（例えばＣＡＤモデルの形態）を用いて、肺動脈自己移植片用の支持体を形成可能である型を製造することが可能である。型が肺動脈自己移植片の物理モデルである。採用される製造方法に応じて、型は以下のとおり形成可能である：ＣＡＤモデルファイルを例えば選択的レーザ焼結法（ＳＬＳ）といった適切なラピッドプロトタイピング機器に転送して、例えばナイロンといったポリマーで物理的型を製造することが可能である。例えば光造形（ＳＬＡ）、ＣＮＣマシニング等といった他の製造技術を使用することが可能である。これらの方法のうち、一般的に用いられるポリマーは、殺菌プロセス（ここでは、１３４℃に２６分間加熱され得る）中、又は、熱硬化プロセス中における加熱に耐えることが可能であるため、ＳＬＳが有利であることが可能である。

【0045】

次いで、上記の方法により形成された型を、多数の製造プロセスの１つにおいて用いて支持体完成品を形成し得る。支持体完成品を製造する一つの方法においては、型の形状に形態学的に対応する形状に適合して変形するよう、型にブランク硬化性支持体が敷かれる。

【0046】

第２の態様において、本発明は、肺動脈自己移植片用の支持体の製造の方法であって：
（ｉ）本発明の第１の態様に係る支持体のモデリング方法；
（ｉｉ）支持体のモデルから型を構築するステップ；
（ｉｉｉ）ブランク支持体を型に適用するステップ
を含む方法を提供する。

【0047】

任意により、この方法は、型の形状に一致するよう支持体の形状を硬化させるステップを含み得る。

【0048】

一実施形態において、方法はさらに、ブランク支持体を硬化して、有望な肺動脈自己移植片に対する形態学的な関係を有する支持体を形成するステップを含む。

【0049】

いくつかの実施形態において、型を構築するステップはさらに、第１のさらなる支持領域が必要とされる型の領域全体にブランク支持体を延伸するステップを含む。いくつかの実施形態において、本発明に係る肺動脈自己移植片用の支持体の製造方法のステップ（ｉｉｉ）は、ブランク支持体の延伸領域を硬化するステップ、及び、ブランク支持体の他の領域をシュリンク適合するステップをさらに含む。

【0050】

本発明の第３の態様において、本発明は、肺動脈自己移植片の外側位置に適合する支持体を提供し、この支持体は、大動脈位置に配置された場合に、肺動脈自己移植片の周囲に位置可能であると共に、肺動脈自己移植片と形態学的な関係となるような形状とされ、また、支持体は、本発明の第２の態様に従って製造される。

【0051】

一実施形態において、支持体は、チューブに形成し得る単一のメッシュである。支持体はまた２つの長手方向縁部を有し得る。

【0052】

第４の態様においては、肺動脈自己移植片の支持方法であって：
（ｉ）本発明の第３の態様に係る支持体に、患者の肺動脈自己移植片を適用するステップ
を含む方法がさらに提供されている。

【0053】

一実施形態において、支持体は２つの長手方向縁部を有し；及び、この方法は、支持体が肺動脈自己移植片を囲うチューブを形成するよう、長手方向縁部を接続するステップを含む。

【0054】

ここで、単なる一例として、添付の図面を参照して記載されている本発明の実施形態の説明を以下に示す。

【図面の簡単な説明】

【0055】

【図1】図１は、本発明の実施形態において用いられる装置を示す概略図を示す。

【図2】図２は、図１の実施形態において実施されるステップを設定するフローチャートを示す。

【図3】図３は、ヒトの心臓の断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0056】

本発明の実施形態において用いられる装置を添付の図面の図１に示す。この実施形態において、処理用コンピュータ１は、スキャナ８（典型的には、標準的な医療用コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナであろう）による患者のスキャンを受け取り、スキャンを処理し、次いで、三次元製造装置９を制御することが可能である。

【0057】

処理用コンピュータ１は、記憶装置４（例えばハードディスク）及びメモリ５（例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））に連結された処理装置２を備える。入出力回路３（ネットワークカード又は他のインターフェースなど）は、コンピュータ１を、その制御装置（モニタ７及びキーボード及びマウス６）に、並びに、スキャナ８及び３Ｄ製造装置９に接続する。コンピュータ１は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ ＭａｃＯＳ（登録商標）又はＬｉｎｕｘ（登録商標）などのいずれかの簡便なオペレーティングシステムを実行し得る。コンピュータ１には、添付の図面における図２のフローチャートを参照して後述するように、スキャナ８からのスキャンを処理し、及び、３Ｄ製造装置９を制御するために好適なソフトウェアが提供されることとなる。以下の考察は、処理が単一のコンピュータによって実行されることに基づいて記載されているが、異なるコンピュータを関与させていずれかの簡便な方式でタスクを分散可能であることに異論はない。

【0058】

ステップ１００においては、先ず、スキャナ８を用いて患者をスキャンする。理想的には、記録エラーを防ぐために単一のスキャンとして、肺動脈弁（ＰＶ）２００（添付の図面の図３を参照）及び周囲領域を含むスキャン画像を撮像する。スキャンは、心臓が収縮期にある時に１０％～２５％Ｒ－Ｒ（すなわち、患者の心電図の１つのＲピークから次のＲピークまでの時間の１０％～２５％）で行われる。スキャンの結果は、積み重ねた時に患者（又は、その少なくとも心臓）の三次元スキャンを形成する患者の身体の一連の二次元スライスとなる。

【0059】

次いで、コンピュータ１は、スキャナ軸周囲に基づく三次元スキャンを肺動脈弁２００を基準とする画像に変換する。これにより、肺動脈弁の平面における横断面２０１内の少なくとも１つの画像と、これに垂直な矢状面２０２内の１つの画像とが得られることとなる。

【0060】

これらの画像から、ステップ１０２において、コンピュータ１は、有望な肺動脈自己移植片を形成するための肺動脈弁（ＰＶ）２００のモデルを形成するために多数のパラメータを判定可能である。これらのパラメータとしては、以下が挙げられる：
・ＰＶ２００の直径
・左心室流出路（ＬＶＯＴ）２０３の直径
・上行大動脈２０５の直径
・ＰＶ軸方向高さ（すなわち、肺心室接合部（ＰＶＪ）の面から肺洞上行大動脈移行部の面への面２０２に沿った距離）
・ＰＶ洞上行大動脈移行部の直径
・ＰＶの３つの弁葉の各々の直径
・ルーメンを中心としたＰＶの弁葉の相対的角度
・ルーメンの中心からＰＶの弁葉の各々によって定義される円の中心の距離
・弁葉周りのＰＶの円周
・直立する管部の高さ（すなわち、肺動脈２０４に沿ったどの程度のＰＶが移植されることとなるか）
・直立する管部のテーパー（すなわち、ＰＶから大動脈２０５への移行のためにどの程度支持体がテーパー状であるか）。

【0061】

直径が計測される場合、これらは、円に対する近似値、円に対するいずれかの多角形近似、又は、同等の直径、すなわち、バルサルバ洞の三葉断面又は上行肺動脈の実質的に円形の断面に基づいている。

【0062】

ステップ１０４においては、肺動脈自己移植片用の外部支持体のためのモデルを生成するために、コンピュータ１は、有望な肺動脈自己移植片のモデルを取り込み、変換を適用する。

【0063】

最初の変換は、ＰＶ洞弁葉の直径を等しくする形状変換である。典型的には、２つのより小さな弁葉の直径を最大の弁葉の直径に拡大し得るが、代わりに、すべての３つの弁葉を平均（典型的には平均値又は中央値）弁葉直径に調節することが可能である。これにより、有望な肺動脈自己移植片一度移植されるとこれ以上隣接する大動脈によって押圧されることはなく、また、元の位置にあった時と比して高い血圧を受けることとなることを念頭に置くと、有望な肺動脈自己移植片に対する支持体のより良好な適合が実現される。

【0064】

従って、形状変換は、弁葉の中心を二等辺三角形から正三角を形成するよう変換する。形状変換は肺動脈弁の周辺長を保持し得る。

【0065】

次の変換はスケーリング変換である。典型的には、大動脈ＣＡＤモデルでは従来、拡張の程度に応じて、及び、外科医がどの程度の直径の縮小が適切と考えるかに応じて、計測した血管のサイズの１００％、９５％又は９０％以下にのみ直径のスケーリングがなされていたが、本方法においては、スケーリング変換は、典型的には、元のモデルの１０５％～１１５％でモデルのサイズを拡大する。これにより、（弾性の高い）肺動脈自己移植片を、肺動脈自己移植片を移植する外科医による判定で大動脈位置で最適とされるサイズとすることが可能である。

【0066】

ステップ１０６においては、次いで、支持体のモデル（例えばＣＡＤモデルの形態）を用いて、肺動脈自己移植片用の支持体を形成可能である型を製造することが可能である。この型が肺動脈自己移植片の物理モデルである。採用される製造方法に応じて、型は以下のとおり形成可能である：ＣＡＤモデルファイルを、例えば選択的レーザ焼結法（ＳＬＳ）といった適切なラピッドプロトタイピング機器である３Ｄ製造装置９に転送することが可能である。３Ｄ製造装置は、例えばナイロンといったポリマーで物理的型を形成する。例えば光造形（ＳＬＡ）、ＣＮＣマシニング等といった他の製造技術を使用することが可能である。これらの方法のうち、一般的に用いられるポリマーは、殺菌プロセス（ここでは、１３４℃に２６分間加熱され得る）中、又は、熱硬化プロセス中における加熱に耐えることが可能であるため、ＳＬＳが有利であることが可能である。

【0067】

ステップ１０８においては、次いで、多数の製造プロセスにおいて型を用いて支持体完成品を形成することが可能である。この実施形態においては、型の形状に形態学的に対応する形状に適合して変形するよう、型にブランク硬化性支持体が敷かれる。支持体は次いで、型の形態学的形状が保持されるように硬化処理に供され、例えば、熱硬化され得る。

【0068】

第１のさらなる支持領域が必要とされる型の領域全体にブランク支持体を延伸することが可能である。この支持体は、典型的には、チューブに形成することが可能であるが、移植前には２つの長手方向縁部を有する単一のメッシュである。

【0069】

ステップ１１０において、ＰＶ２００が、損傷を受けた大動脈弁２０６を置換するために移植される。支持体は移植される肺動脈自己移植片の周囲に巻き付けられて、長手方向縁部が一緒にシールされる（例えば、縫合により）。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】