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(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】2024-12-11
(54)【発明の名称】マルチセンサ干渉法システム及び方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/0215 20060101AFI20241204BHJP
A61M 60/135 20210101ALI20241204BHJP
A61M 60/216 20210101ALI20241204BHJP
A61M 60/414 20210101ALI20241204BHJP
A61M 60/531 20210101ALI20241204BHJP
A61M 60/816 20210101ALI20241204BHJP
【ＦＩ】
A61B5/0215 D
A61M60/135
A61M60/216
A61M60/414
A61M60/531
A61M60/816
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024522532
(86)(22)【出願日】2022-11-10
(85)【翻訳文提出日】2024-06-13
(86)【国際出願番号】 US2022049546
(87)【国際公開番号】W WO2023086472
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】63/278,320
(32)【優先日】2021-11-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】510121444
【氏名又は名称】アビオメド インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】シップ，アレクサンダー
【テーマコード（参考）】
4C017
4C077
【Ｆターム（参考）】
4C017AA08
4C017AB04
4C017AC28
4C017BC07
4C017FF08
4C077AA04
4C077CC09
4C077DD10
4C077EE01
4C077HH03
4C077HH13
4C077JJ03
4C077JJ13
4C077KK25
4C077KK27
(57)【要約】
光源、光ファイバスプリッタ、２つ以上のフィルタ、２つ以上のセンサヘッド部を有する血管内血液ポンプ、及び光検出器を含む心室支援システムが開示される。光源によって伝送された光の少なくとも一部は、光ファイバスプリッタによって分割され、その結果、その一部が２つ以上のフィルタのそれぞれに伝送される。光の各部分は、２つ以上のフィルタのうちの１つによってフィルタ処理され、２つ以上のセンサヘッド部のうちの１つに伝送される。２つ以上のセンサヘッド部のそれぞれから反射された光ビームは、光ファイバスプリッタによって結合される。結合された光ビームの少なくとも一部は光検出器によって受光される。２つ以上のセンサヘッド部を備えた単一の光源及び単一の光検出器のみを使用することにより、心室支援システムは可搬性が改善され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
心室支援システムであって、光を伝送するように構成された光源と、
第１のセンサヘッド部及び第２のセンサヘッド部を備え、前記第１のセンサヘッド部は前記第２のセンサヘッド部に対して遠位側に位置決めされている血管内血液ポンプと、
前記第１のセンサヘッド部に直接又は間接的に結合された第１のフィルタであって、前記光源によって伝送された光の第１のサブスペクトルを通過させる第１のフィルタと、
前記第２のセンサヘッド部に直接又は間接的に結合された第２のフィルタであって、前記光源によって伝送された光の第２のサブスペクトルを通過させ、前記第１及び第２のサブスペクトルは異なる、第２のフィルタと、
前記第１及び第２のフィルタに直接又は間接的に結合された第１の光ファイバスプリッタであって、第１の部分が前記第１のフィルタに伝送され、第２の部分が前記第２のフィルタに伝送されるように、前記光源によって伝送される光の少なくとも一部を分割するように構成され、また、前記第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームを結合するように構成された第１の光ファイバスプリッタと、
前記第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの前記結合の少なくとも一部を受光するように構成された第１の光検出器と
を備える心室支援システム。
【請求項2】
前記第１のフィルタが前記第１のセンサに直接結合され、前記第２のフィルタが前記第２のセンサに直接結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記第１の光ファイバスプリッタが、前記血管内血液ポンプのカテーテルの少なくとも一部を通って延びる第１の光ファイバを介して前記第１のフィルタに結合され、前記第１の光ファイバスプリッタが、前記カテーテルの少なくとも一部を通って延びる第２の光ファイバを介して前記第２のフィルタに結合される、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記第１のフィルタが、前記血管内血液ポンプのカテーテルの少なくとも一部を通って延びる第１の光ファイバを介して前記第１のセンサヘッド部に結合され、前記第２のフィルタが、前記カテーテルの少なくとも一部を通って延びる第２の光ファイバを介して前記第２のセンサヘッド部に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記血管内血液ポンプのカテーテルの少なくとも一部を通って延びる第１の光ファイバを介して前記第１の光ファイバスプリッタに結合されたビームスプリッタ、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれが、キャビティ及び感圧膜を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれの前記キャビティ及び前記感圧膜が、ファブリペロー共振器の一部を形成する、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記光源によって伝送された光の少なくとも一部を前記第１の光検出器に向けて反射するように構成されたミラーをさらに備え、前記第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれが、前記キャビティに面する前記感圧膜の底面に取り付けられたミラーを備える、
請求項６に記載のシステム。
【請求項9】
前記第１のフィルタがショートパスフィルタであり、前記第２のフィルタがロングパスフィルタである、請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記第１及び第２のフィルタがバンドパスフィルタである、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
前記第１及び第２のサブスペクトルが重複する、請求項１に記載のシステム。
【請求項12】
前記第１及び第２のサブスペクトルが重複しない、請求項１に記載のシステム。
【請求項13】
前記血管内血液ポンプの第３のセンサヘッド部に直接又は間接的に結合された第３のフィルタをさらに備え、前記第３のフィルタは、前記光源によって伝送された光の第３のサブスペクトルを通過させ、前記第１、第２及び第３のサブスペクトルは異なり、前記第１の光ファイバスプリッタは、第３の部分が前記第３のフィルタに伝送されるように、前記光源によって伝送された光の少なくとも一部を分割するように構成され、前記第１の光ファイバスプリッタは、前記第１、第２、及び第３のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームを結合するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項14】
前記光源及び前記第１の光検出器に通信可能に結合されたコントローラ、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項15】
前記第１の光検出器が、前記第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの前記結合によって形成された結合された干渉パターンの画像をキャプチャするように構成され、前記コントローラが、前記第１及び第２のセンサヘッド部によって作成された前記干渉パターンを分離するために前記画像をデジタル的にフィルタ処理するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの前記結合の少なくとも一部を受光するように構成された第２の光検出器と、前記第１の光検出器に直接又は間接的に結合された第３のフィルタであって、前記光源によって伝送された光の前記第１のサブスペクトルを通過させる、第３のフィルタと、
前記第２の光検出器に直接又は間接的に結合された第４のフィルタであって、前記光源によって伝送された光の前記第２のサブスペクトルを通過させる、第４のフィルタと、
前記第３及び第４のフィルタに直接又は間接的に結合された第２の光ファイバスプリッタであって、第１の部分が前記第３のフィルタに伝送され、第２の部分が前記第４のフィルタに伝送されるように、前記第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの前記結合の少なくとも一部を分割するように構成されている、第２の光ファイバスプリッタと
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項17】
光源から、第１の光ビームを伝送することと、光ファイバスプリッタによって、前記光ファイバスプリッタによって受光された前記第１の光ビームの少なくとも一部を、第２の光ビームと第３の光ビームとに分割することと、
第１のフィルタによって、前記第１のフィルタによって受光された前記第２の光ビームの少なくとも一部をフィルタ処理することであって、前記第１のフィルタは、前記第２の光ビームの第１のサブスペクトルを通過させる、フィルタ処理することと、
第２のフィルタによって、前記第２のフィルタによって受光された前記第３の光ビームの少なくとも一部をフィルタ処理することであって、前記第２のフィルタは、前記第３の光ビームの第２のサブスペクトルを通過させ、前記第１及び第２のサブスペクトルは異なる、フィルタ処理することと、
血管内血液ポンプの第１のセンサヘッド部によって、前記フィルタ処理された第２の光ビームの少なくとも一部を反射させて、第１の反射光ビームを生成することと、
前記血管内血液ポンプの第２のセンサヘッド部によって、前記フィルタ処理された第３の光ビームの少なくとも一部を反射させて、第２の反射光ビームを生成することと、
前記光ファイバスプリッタによって、前記第１及び第２の反射光ビームを結合することと、
光検出器によって、前記結合された第１及び第２の反射光ビームの少なくとも一部を受光することと
を含む方法。
【請求項18】
前記光検出器によって受光された、前記結合された第１及び第２の反射光ビームの少なくとも一部から、心室圧及び大動脈圧を導出すること、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれが、キャビティ及び感圧膜を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれの前記キャビティ及び前記感圧膜が、ファブリペロー共振器の一部を形成する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２１年１１月１１日に提出され、参照により本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６３／２７８，３２０号に付与された優先権及びその利益を主張するものである。
[0001] 本出願は、２０２１年１１月１１日に提出され、参照により本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６３／２７８，３２０号に付与された優先権及びその利益を主張するものである。
【0002】
技術分野
[0002] 本技術は、血管内血液ポンプを用いて患者に血行力学的支援を提供するシステム及び方法に関する。いくつかの実施態様において、血液ポンプは、患者の脈管系内の複数の圧力を測定するための複数の光学式圧力センサを含む。
[0002] 本技術は、血管内血液ポンプを用いて患者に血行力学的支援を提供するシステム及び方法に関する。いくつかの実施態様において、血液ポンプは、患者の脈管系内の複数の圧力を測定するための複数の光学式圧力センサを含む。
【背景技術】
【0003】
背景
[0003] 血管内血液ポンプは、（例えば、高リスクの経皮的冠動脈インターベンション中に）患者の心臓に血行力学的支援を提供するために使用されることがある。例えば、血管内血液ポンプは、経皮的に患者の血管（例えば、大腿動脈）内に導入され、患者の心臓におけるポンプ作用を支援又は置換するために、患者の脈管系を通して案内され得る。血管内血液ポンプは、入口エリア、出口エリア、カニューレ、モータハウジング、カテーテル、及び１つ又は複数のセンサを含み得る。動作中、血管内血液ポンプは、カニューレが開いた心臓弁を通って延び、血液が心臓弁を通って圧送されることを可能にするように位置決めされ得る。例えば、血液は、モータハウジング内に配置されたモータによって、入口エリアの１つ又は複数の開口部に引き込まれ、カニューレを通して流され、出口エリアの１つ又は複数の開口部を通して排出される。１つ又は複数のセンサは、例えば、患者の心臓の１つ又は複数の空洞内の１つ又は複数の圧力を測定するために使用することができる。このような測定は、例えば、患者を監視するため、及び／又は患者の脈管系内での血液ポンプの位置決めを支援するために使用することができる。１つ又は複数のセンサからの信号は、血液ポンプを通って延びる１つ又は複数のライン（例えば、光ライン及び／又は電気ライン）を介してコントローラに提供され得る。この種のシステムの可搬性を改善するために、コントローラ及び／又は血管内血液ポンプのサイズ及び／又は消費電力を低減する必要がある。
[0003] 血管内血液ポンプは、（例えば、高リスクの経皮的冠動脈インターベンション中に）患者の心臓に血行力学的支援を提供するために使用されることがある。例えば、血管内血液ポンプは、経皮的に患者の血管（例えば、大腿動脈）内に導入され、患者の心臓におけるポンプ作用を支援又は置換するために、患者の脈管系を通して案内され得る。血管内血液ポンプは、入口エリア、出口エリア、カニューレ、モータハウジング、カテーテル、及び１つ又は複数のセンサを含み得る。動作中、血管内血液ポンプは、カニューレが開いた心臓弁を通って延び、血液が心臓弁を通って圧送されることを可能にするように位置決めされ得る。例えば、血液は、モータハウジング内に配置されたモータによって、入口エリアの１つ又は複数の開口部に引き込まれ、カニューレを通して流され、出口エリアの１つ又は複数の開口部を通して排出される。１つ又は複数のセンサは、例えば、患者の心臓の１つ又は複数の空洞内の１つ又は複数の圧力を測定するために使用することができる。このような測定は、例えば、患者を監視するため、及び／又は患者の脈管系内での血液ポンプの位置決めを支援するために使用することができる。１つ又は複数のセンサからの信号は、血液ポンプを通って延びる１つ又は複数のライン（例えば、光ライン及び／又は電気ライン）を介してコントローラに提供され得る。この種のシステムの可搬性を改善するために、コントローラ及び／又は血管内血液ポンプのサイズ及び／又は消費電力を低減する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
概要
[0004] 血管内血液ポンプを用いて患者に血行力学支援を提供するシステム及び方法が開示されている。いくつかの実施態様において、心室支援システムは、光源、光ファイバスプリッタ、２つ以上のフィルタ、２つ以上のセンサヘッド部を有する血管内血液ポンプ、及び光検出器を含む。光源によって伝送された光の少なくとも一部は、光ファイバスプリッタによって分割され、その結果、その一部が２つ以上のフィルタのそれぞれに伝送される。光の各部分は、２つ以上のフィルタのうちの１つによってフィルタ処理され、２つ以上のセンサヘッド部のうちの１つに送達される。２つ以上のセンサヘッド部のそれぞれから反射された光ビームは、光ファイバスプリッタによって結合される。結合された光ビームの少なくとも一部は光検出器によって受光される。２つ以上のセンサヘッド部を備えた単一の光源及び単一の光検出器のみを使用することにより、心室支援システムは可搬性が改善され得る。
[0004] 血管内血液ポンプを用いて患者に血行力学支援を提供するシステム及び方法が開示されている。いくつかの実施態様において、心室支援システムは、光源、光ファイバスプリッタ、２つ以上のフィルタ、２つ以上のセンサヘッド部を有する血管内血液ポンプ、及び光検出器を含む。光源によって伝送された光の少なくとも一部は、光ファイバスプリッタによって分割され、その結果、その一部が２つ以上のフィルタのそれぞれに伝送される。光の各部分は、２つ以上のフィルタのうちの１つによってフィルタ処理され、２つ以上のセンサヘッド部のうちの１つに送達される。２つ以上のセンサヘッド部のそれぞれから反射された光ビームは、光ファイバスプリッタによって結合される。結合された光ビームの少なくとも一部は光検出器によって受光される。２つ以上のセンサヘッド部を備えた単一の光源及び単一の光検出器のみを使用することにより、心室支援システムは可搬性が改善され得る。
【0005】
[0005] 本開示の一態様は、光源と、血管内血液ポンプと、第１のフィルタと、第２のフィルタと、第１の光ファイバスプリッタと、第１の光検出器とを含む心室支援システムに関する。光源は光を伝送するように構成されている。血管内血液ポンプは、第１のセンサヘッド部及び第２のセンサヘッド部を含み、第１のセンサヘッド部は、第２のセンサヘッド部に対して遠位側に位置決めされる。第１のフィルタは、第１のセンサヘッド部に直接又は間接的に結合される。第１のフィルタは、光源によって伝送された光の第１のサブスペクトルを通過させる。第２のフィルタは、第２のセンサヘッド部に直接又は間接的に結合されている。第２のフィルタは、光源によって伝送された光の第２のサブスペクトルを通過させるが、ここで、第１及び第２のサブスペクトルは異なる。第１の光ファイバスプリッタは、第１及び第２のフィルタに直接又は間接的に結合されている。第１の光ファイバスプリッタは、第１の部分が第１のフィルタに伝送され、第２の部分が第２のフィルタに伝送されるように、光源によって伝送される光の少なくとも一部を分割するように構成される。第１の光ファイバスプリッタはまた、第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームを結合するように構成される。第１の光検出器は、第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの結合の少なくとも一部を受光するように構成される。
【0006】
[0006] いくつかの実施態様において、第１のフィルタは第１のセンサに直接結合され、第２のフィルタは第２のセンサに直接結合される。いくつかの実施態様において、第１の光ファイバスプリッタは、（ａ）血管内血液ポンプのカテーテルの少なくとも一部を通って延びる第１の光ファイバを介して第１のフィルタに結合され、（ｂ）カテーテルの少なくとも一部を通って延びる第２の光ファイバを介して第２のフィルタに結合される。いくつかの実施態様において、第１のフィルタは、血管内血液ポンプのカテーテルの少なくとも一部を通って延びる第１の光ファイバを介して第１のセンサヘッド部に結合され、第２のフィルタは、カテーテルの少なくとも一部を通って延びる第２の光ファイバを介して第２のセンサヘッド部に結合される。いくつかの実施態様において、第１のフィルタはショートパスフィルタであり、第２のフィルタはロングパスフィルタである。いくつかの実施態様において、第１及び第２のフィルタはバンドパスフィルタである。いくつかの実施態様において、第１及び第２のサブスペクトルは重複する。いくつかの実施態様において、第１及び第２のサブスペクトルは重複しない。
【0007】
[0007] いくつかの実施態様において、システムは、血管内血液ポンプのカテーテルの少なくとも一部を通って延びる第１の光ファイバを介して第１の光ファイバスプリッタに結合されたビームスプリッタをさらに含む。いくつかの実施態様において、第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれは、キャビティ及び感圧膜を備える。いくつかの実施態様において、第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれのキャビティ及び感圧膜は、ファブリペロー共振器の一部を形成する。いくつかの実施態様において、システムは、光源によって伝送された光の少なくとも一部を第１の光検出器に向けて反射するように構成されたミラーをさらに含み、第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれは、キャビティに面する感圧膜の底面に取り付けられたミラーを備える。
【0008】
[0008] いくつかの実施態様において、システムは、血管内血液ポンプの第３のセンサヘッド部に直接又は間接的に結合された第３のフィルタをさらに含み、第３のフィルタは、光源によって伝送された光の第３のサブスペクトルを通過させ、第１、第２及び第３のサブスペクトルは異なり、第１の光ファイバスプリッタは、第３の部分が第３のフィルタに伝送されるように、光源によって伝送された光の少なくとも一部を分割するように構成され、第１の光ファイバスプリッタは、第１、第２、及び第３のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームを結合するように構成される。
【0009】
[0009] いくつかの実施態様において、システムは、光源及び第１の光検出器に通信可能に結合されたコントローラをさらに含む。いくつかの実施態様において、第１の光検出器は、第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの結合によって形成された結合された干渉パターンの画像をキャプチャするように構成され、コントローラは、第１及び第２のセンサヘッド部によって作成された干渉パターンを分離するために画像をデジタル的にフィルタ処理するように構成される。
【0010】
[0010] いくつかの実施態様において、システムは、（ａ）第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの結合の少なくとも一部を受光するように構成された第２の光検出器と、（ｂ）第１の光検出器に直接又は間接的に結合された第３のフィルタであって、光源によって伝送された光の第１のサブスペクトルを通過させる、第３のフィルタと、（ｃ）第２の光検出器に直接又は間接的に結合された第４のフィルタであって、光源によって伝送された光の第２のサブスペクトルを通過させる、第４のフィルタと、（ｄ）第３及び第４のフィルタに直接又は間接的に結合された第２の光ファイバスプリッタであって、第１の部分が第３のフィルタに伝送され、第２の部分が第４のフィルタに伝送されるように、第１及び第２のセンサヘッド部から反射された複数の光ビームの結合の少なくとも一部を分割するように構成されている、第２の光ファイバスプリッタとをさらに含む。
【0011】
[0011] 本開示の別の態様は、（ａ）光源から、第１の光ビームを伝送することと、（ｂ）光ファイバスプリッタによって、光ファイバスプリッタによって受光された第１の光ビームの少なくとも一部を、第２の光ビームと第３の光ビームとに分割することと、（ｃ）第１のフィルタによって、第１のフィルタによって受光された第２の光ビームの少なくとも一部をフィルタ処理することであって、第１のフィルタは、第２の光ビームの第１のサブスペクトルを通過させる、フィルタ処理することと、（ｄ）第２のフィルタによって、第２のフィルタによって受光された第３の光ビームの少なくとも一部をフィルタ処理することであって、第２のフィルタは、第３の光ビームの第２のサブスペクトルを通過させ、第１及び第２のサブスペクトルは異なる、フィルタ処理することと、（ｅ）血管内血液ポンプの第１のセンサヘッド部によって、フィルタ処理された第２の光ビームの少なくとも一部を反射させて、第１の反射光ビームを生成することと、（ｆ）血管内血液ポンプの第２のセンサヘッド部によって、フィルタ処理された第３の光ビームの少なくとも一部を反射させて、第２の反射光ビームを生成することと、（ｇ）光ファイバスプリッタによって、第１及び第２の反射光ビームを結合することと、（ｈ）光検出器によって、結合された第１及び第２の反射光ビームの少なくとも一部を受光することとを含む方法に関する。
【0012】
[0012] いくつかの実施態様において、本方法は、光検出器によって受光された、結合された第１及び第２の反射光ビームの少なくとも一部から、心室圧及び大動脈圧を導出することをさらに含む。いくつかの実施態様において、第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれは、キャビティ及び感圧膜を備える。いくつかの実施態様において、第１及び第２のセンサヘッド部のそれぞれのキャビティ及び感圧膜は、ファブリペロー共振器の一部を形成する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図面の簡単な説明
【図1】[0013]患者の心臓内に位置決めされた血管内血液ポンプを含む心室支援システムを示す。
【図6】[0018]マルチセンサ干渉法システムを示す。
【図7】[0019]マルチセンサ干渉法システムを示す。
【図8】[0020]マルチセンサ干渉法システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
詳細な記載
[0021] 本開示の実施態様を、同様の参照数字が類似又は同一の要素を識別する図面を参照して詳細に記載する。開示された実施態様は、様々な形態で具体化され得る本開示の単なる例であることを理解されたい。よく知られた機能又は構造は、不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるため、詳細には記載されていない。したがって、本明細書に開示された特定の構造的及び機能的な詳細は、限定的に解釈されるものではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、及び実質的に任意の適切に詳細な構造において本開示を様々に採用するために当業者に教示するための代表的な基礎として解釈される。
[0021] 本開示の実施態様を、同様の参照数字が類似又は同一の要素を識別する図面を参照して詳細に記載する。開示された実施態様は、様々な形態で具体化され得る本開示の単なる例であることを理解されたい。よく知られた機能又は構造は、不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるため、詳細には記載されていない。したがって、本明細書に開示された特定の構造的及び機能的な詳細は、限定的に解釈されるものではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、及び実質的に任意の適切に詳細な構造において本開示を様々に採用するために当業者に教示するための代表的な基礎として解釈される。
【0015】
[0022] 図１は、血管内血液ポンプ５０及びコントローラ４０（例えば、Abiomed,Inc.(Danvers,MA)製のAutomated Impella Controller（登録商標））を含む心室支援システムを示す。血液ポンプ５０は、カテーテル２０と、モータセクション５１と、ポンプセクション５２と、カニューレ５３と、入口エリア５４と、軟質柔軟性先端部５５と、出口エリア５６と、光学センサヘッド部３０及び６０とを含む。光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂが、カテーテル２０を通って延びている。コントローラ４０は、センサヘッド部３０及び６０からそれぞれ光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂを通して信号を送信及び／又は受信し得る。先端部５５は、例えば、患者の心臓内で血液ポンプ５０を安定させるのを補助するために、「ピッグテール」として、又はＪ字形状に構成することができる。動作中、血液は、モータセクション５１に配置されたモータ（図示せず）によって、入口エリア５４の１つ又は複数の開口部に引き込まれ、カニューレ５３を通して流され、出口エリア５６の１つ又は複数の開口部を通して排出され得る。いくつかの実施態様において、血液流の入口エリアと出口エリアは逆であってもよく、そのような場合、動作中、血液は、出口エリア５６の１つ又は複数の開口部に引き込まれ、カニューレ５３を通して流され、入口エリア５４の１つ又は複数の開口部を通して排出される。
【0016】
[0023] 図１に示すように、血液ポンプ５０は、患者の心臓内に位置決めすることができる。例えば、血液ポンプ５０は、大腿動脈（図示せず）を介して経皮的に大動脈１１に挿入され、大動脈弁１５を横切って、左心室１６に挿入することができる。大動脈１１は、下行大動脈１２、大動脈弓１３、及び上行大動脈１４を含む。動作中、血液ポンプ５０は、左心室１６から血液を巻き込み、血液を上行大動脈１４に排出し得る。その結果、血液ポンプ５０は、患者の心臓が通常行う仕事の少なくとも一部を行う。血液ポンプ５０の血行力学的効果には、例えば、心拍出量の増加、左室拡張末期圧（ＬＶＥＤＰ）、肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）、心筋仕事量、及び酸素消費量の減少をもたらす冠血流の改善などが含まれる。他の実施態様において、血液ポンプ５０は、例えば、腋窩動脈（図示せず）を介して経皮的に大動脈１１に挿入され、大動脈弁１５を横切り、左心室１６に挿入され得る。他の実施態様では、血液ポンプ５０は、例えば、大動脈１１に直接挿入され、大動脈弁１５を横切って、左心室１６に挿入されてもよい。他の実施態様では、血液ポンプ５０は、患者の心臓の右側内に位置決めされ、右側循環を支援してもよい。
【0017】
[0024] コントローラ４０は、血液ポンプ５０を監視及び制御する。例えば、上述したように、コントローラ４０は、センサヘッド部３０及び６０からそれぞれ光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂを介して信号を送信及び／又は受信し得る。コントローラ４０はまた、追加の信号を送信及び／又は受信し得る。例えば、コントローラ４０は、カテーテル２０を通って延びる１つ又は複数の電力供給ライン（例えば、図３の電力供給ライン５９Ａ）を介して、モータセクション５１に配置されたモータ（図示せず）に提供される電力（例えば、電流及び／又は電圧）を監視及び制御し得る。別の例として、コントローラ４０は、カテーテル２０を通って延びる１つ又は複数のパージ流体ライン（例えば、図３のパージ流体ライン５９Ｂ）を介してモータセクション５１に配置されたモータ（図示せず）に送達されるパージ流体の圧力及び／又は流量を監視及び制御して、血液がモータに入るのを防止し得る。いくつかの実施態様において、パージ流体はブドウ糖溶液（例えば、２５又は５０ ＩＵ／ｍＬのヘパリンを含む水中５％ブドウ糖）である。これらの信号からコントローラ４０が導き出したデータは、ディスプレイ４１に表示することができる。コントローラ４０によって導き出されたデータは、臨床医が患者を監視するため、及び／又は患者内の血液ポンプ５０の位置を調整するために使用することができる。いくつかの実施態様において、コントローラ４０は、外部電源（例えば、バッテリ又は電力網のコンセント）に接続される。いくつかの実施態様において、コントローラ１３０は、内部電源（例えば、バッテリ）を備える。バッテリによって電力が供給される場合、患者は、より高度な可動性を与えられる可能性がある。
【0018】
[0025] 光学センサヘッド部３０及び６０からの信号は、それぞれ心室圧及び大動脈圧を測定するためにコントローラ４０によって使用され得る。センサヘッド部３０及び６０からの信号はまた、血液ポンプ５０を通る血液の流れを測定し（例えば、心室圧と大動脈圧との差を評価することによって）、収縮力（例えば、収縮する心筋の固有の能力）を測定し、及び／又は先端部５５の屈曲を検出するために、コントローラ４０によって使用され得る。いくつかの実施態様において、センサヘッド部３０及び６０は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）であり得る。センサヘッド部３０及び６０は、それぞれ光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂの遠位端の先端部からキャビティによって分離された感圧膜を含み得る（例えば、図２の膜３２及びキャビティ３３を参照）。いくつかの実施態様において、これらの構成要素はファブリペロー共振器を形成し得る。いくつかの実施態様において、膜はガラス膜（例えば、ＳｉＯ２）又はセラミック膜（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）である。いくつかの実施態様において、膜は、周囲に面する表面に追加のコーティング（例えば、シリコーンコーティング）を有する。他の実施態様では、膜は周囲に面する表面に追加のコーティングを有さない。
【0019】
[0026] 図１に示されるように、センサヘッド部３０及び６０は、それぞれ、カニューレ５３及びポンプセクション５２に外部から固定される。いくつかの実施態様において、センサヘッド部３０及び／又は６０は、血液ポンプ５０の外面に設けられた窪み内に位置決めされる。この窪みは、血液ポンプ５０が患者の脈管系に導入されるときに、例えば、水門弁又は止血弁との衝突からセンサヘッド部３０及び／又は６０を保護し得る。いくつかの実施態様において、センサヘッド部３０及び／又は６０は、血液ポンプ５０の外周を越えて突出する膨出部によって位置決めされる。いくつかの実施態様において提供される窪みと同様に、膨出部は、血液ポンプ５０が患者の脈管系に導入されるときに、例えば、水門弁又は止血弁との衝突からセンサヘッド部３０及び６０を保護し得る。いくつかの実施態様において、膨出部はＵ字形又はＯ字形を有する。いくつかの実施態様において、膨出部は結合剤のビードによって形成され得る。いくつかの実施態様において、膨出部は血液ポンプ５０の外面に溶接又ははんだ付けされ得る。いくつかの実施態様において、膨出部は血液ポンプ５０の一体部分を形成し得る。
【0020】
[0027] 図２は、センサヘッド部３０の態様をより詳細に示している。しかしながら、センサヘッド部３０及びその関連構成要素に関する以下の記載は、センサヘッド部６０及びその関連構成要素にも等しく適用可能である。図２に示すように、光ファイバ２８Ａはチューブ２７を通って延びる。センサヘッド部３０は、チューブ２７の遠位端３４に配置される。いくつかの実施態様において、１つ又は複数の追加の光ファイバがチューブ２７を通って延び得る。図１に示すように、チューブ２７は、地点２２でカテーテル２０を出て、モータセクション５１、ポンプセクション５２、及びカニューレ５３に沿って血液ポンプ５０の外面に取り付けられる。いくつかの実施態様において、チューブ２７は、カテーテル２０を通って延びるファイバ２８Ａの部分の全部又は一部を覆い得る。いくつかの実施態様において、チューブ２７は、地点２２又はその近傍（例えば、地点２２から５ｃｍ以内）で終端し得る。いくつかの実施態様において、チューブ２７は、ポリマー（例えば、ポリウレタン）及び／又は金属合金（例えば、ニチノール）から形成することができる。
【0021】
[0028] センサヘッド部３０は、ハウジング３１を含み、このハウジング３１は、キャビティ３３によって光ファイバ２８Ａの遠位端の先端部から分離された感圧膜３２を含む。いくつかの実施態様において、膜３２はガラス膜（例えば、ＳｉＯ２）又はセラミック膜（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）である。示されるように、膜３２の上面は周囲環境に露出し、膜３２の底面はキャビティ３３に露出する。他の実施態様では、膜３２の上面にコーティング（例えばシリコーンコーティング）が配置されてもよい。動作中、膜３２はセンサヘッド部３０に作用する圧力の大きさに依存して変形する。いくつかの実施態様において、膜３２は、血液ポンプ５０の動作によって発生するノイズを低減するために、血液ポンプ５０の長手方向軸に対して直交するように整列され得る。
【0022】
[0029] いくつかの実施態様において、光ファイバ２８Ａの遠位端の先端部、膜３２、及びキャビティ３３は、ファブリペロー共振器を形成し得る。そのような実施態様では、第１の部分反射ミラーが光ファイバ２８Ａの遠位端の先端部に配置されてもよく、第２の部分反射ミラーが底面膜３２に取り付けられてもよい。動作中、コントローラ４０は、光ファイバ２８Ａを通してセンサヘッド部３０に光ビームを送信し得る。光ビームがファブリペロー共振器と相互作用するとき、光ビームは、第１及び第２の部分反射ミラーによって部分的且つ多重に反射され、複数の干渉光線を生成する。例えば、光ビームは、光ファイバ２８Ａの遠位端の先端部に配置された第１の部分反射ミラーに接触すると、部分的に反射される。さらに、第１の部分反射ミラーを透過した光信号の一部は、膜３２の底面に取り付けられた第２の部分反射ミラーによって部分的に反射される。反射された複数の干渉光線は、光ファイバ２８Ａを通って戻り、例えば、コントローラ４０に配置された光検出器（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ）によって受信され得る。センサヘッド部３０に作用する圧力に応答して膜３２が動くと、複数の反射された干渉光線によって形成される干渉パターンが変化する。コントローラ４０は、例えば、これらの変化する干渉パターンから圧力測定値（例えば、心室圧及び／又は大動脈圧）を導出し得る。
【0023】
[0030] 他の実施態様では、ファブリペロー共振器は異なる方法で形成されてもよい。例えば、光ファイバ２８Ａの遠位端の先端部とキャビティ３３との間にガラス基板を配置してもよい。そのような実施態様では、光ファイバ２８Ａの遠位端は、接着剤でガラス基板に取り付けられてもよく、第１の部分反射ミラーは、代わりに、キャビティ３３に面するガラス基板の表面上に配置されてもよい。他の実施態様では、センサヘッド部３０は異なるタイプの干渉計に組み込まれてもよい。例えば、ファブリペロー干渉計に組み込むのではなく、センサヘッド部３０をマイケルソン干渉計又はマッハ・ツェンダー干渉計に組み込んでもよい。このような実施態様では、センサヘッド部３０は、例えば、上述のように、一対の部分反射ミラーではなく、底面膜３２に取り付けられた単一のミラーを含み得る。
【0024】
[0031] 図３は、血液ポンプ５０の態様をより詳細に示す。示されるように、駆動シャフト５７が、モータセクション５１からポンプセクション５２内に突出している。駆動シャフト５７は、インペラ５８に結合されている。動作中、モータセクション５１に配置されたモータ（図示せず）による駆動シャフト５７及びインペラ５８の回転により、血液が血液ポンプ５０を通って流れる。例えば、血液は、入口エリア５４の１つ又は複数の開口部に引き込まれ、カニューレ５３を通して流され、出口エリア５６の１つ又は複数の開口部を通して排出され得る。代替的に、例えば、駆動シャフト５７及びインペラ５８の回転方向を逆にすることによって、血液は、出口エリア５６の１つ又は複数の開口部に引き込まれ、カニューレ５３を通して流され、入口エリア５４の１つ又は複数の開口部を通して排出される。
【0025】
[0032] 光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂに加えて、電力供給ライン５９Ａ及びパージ流体ライン５９Ｂがカテーテル２０を通って延びる。電力は、電力供給ライン５９Ａを介してモータセクション５１に配置されたモータ（図示せず）に提供される。いくつかの実施態様において、電力はコントローラ４０によって提供され得る。いくつかの実施態様において、電力供給ライン５９Ａは、複数の電気ラインを含む。パージ流体（例えば、ブドウ糖溶液）は、パージ流体ライン５９Ｂを介してモータセクション５１に配置されたモータ（図示せず）に送達される。
【0026】
[0033] 図３に示すように、センサヘッド部３０は、より近位に位置決めされたセンサヘッド部６０に対して遠位に位置決めされている。より具体的には、センサヘッド部３０は、入口エリア５４によってカニューレ５３の外面に取り付けられている。上で説明したように、光ファイバ２８Ａはチューブ２７を通って延びており、センサヘッド部３０はチューブ２７の遠位端に位置している。さらに、センサヘッド部６０は、出口エリア５６によってポンプセクション５２の外面に取り付けられている。光ファイバ２８Ｂは、チューブ２１を通って延びており、このチューブ２１は、モータセクション５１及びポンプセクション５２に沿って血液ポンプ５０の外面に取り付けられている。センサヘッド部６０は、チューブ２１の遠位端に位置する。チューブ２１は、チューブ２７とほぼ同じ構造であり得る。例えば、いくつかの実施態様において、１つ又は複数の追加の光ファイバがチューブ２１を通って延び得る。別の例として、いくつかの実施態様において、チューブ２１は、カテーテル２０を通って延びるファイバ２８Ｂの部分の全部又は一部を覆い得る。さらに別の例として、いくつかの実施態様において、チューブ２１は、ポリマー（例えば、ポリウレタン）及び／又は金属合金（例えば、ニチノール）から形成されてもよい。膨出部又は突起３５及び６５は、それぞれ、センサヘッド部３０及び６０によって提供され、血液ポンプ５０が患者の脈管系に導入されるときに、センサヘッド部３０及び６０が、例えば、水門弁又は止血弁と衝突しないように保護する。さらに、以下で説明するように、センサヘッド部３０及び６０は、それらをさらに保護するために、それぞれカニューレ５３及びポンプセクション５２の窪み内に位置決めすることができる。
【0027】
[0034] 他の実施態様では、センサヘッド部３０及び／又は６０を異なる位置に位置決めしてもよい。例えば、センサヘッド部３０は、先端部５５の外面に取り付けることができる。このような実施態様では、チューブ２７は、モータセクション５１、ポンプセクション５２、及び／又はカニューレ５３に沿って血液ポンプ５０の外面に取り付けられてもよい。別の例として、センサヘッド部６０は、モータセクション５１の外面に取り付けられてもよい。このような実施態様では、チューブ２１は、ポンプセクション５２ではなく、もっぱらモータセクション５１に沿って血液ポンプ５０の外面に取り付けられてもよい。さらに別の例として、センサヘッド部３０及び／又は６０をカテーテル２０の外面に取り付けてもよい。このような実施態様では、チューブ２１及び／又は２７は血液ポンプ５０から取り外すことができる。他の実施態様では、センサヘッド部３０及び／又は６０は、血液ポンプ５０の内面に取り付けられてもよい。例えば、センサヘッド部３０は、カニューレ５３の内面に取り付けられてもよい。別の例として、センサヘッド部６０は、ポンプセクション５２の内面に取り付けられてもよい。同様に、他の実施態様では、チューブ２１及び／又は２７の全部又は一部が、血液ポンプ５０の内面に取り付けられてもよい。
【0028】
[0035] 図４Ａ及び４Ｂは、図３の詳細Ａのそれぞれ断面図及び上面図を提供する。示されているように、センサヘッド部６０は、ポンプセクション５２の外面に設けられた窪み６６内に位置決めされている。さらに、窪み６６は、Ｕ字形の膨出部６５によって部分的に囲まれている。他の実施態様では、膨出部６５はＯ字形の膨出部に置き換えられてもよい。いくつかの実施態様において、膨出部６５は結合剤のビードによって形成されてもよい。いくつかの実施態様において、膨出部６５はポンプセクション５２の外面に溶接又ははんだ付けされてもよい。いくつかの実施態様において、膨出部６５はポンプセクション５２の一体部分を形成してもよい。
【0029】
[0036] 図５Ａ及び５Ｂは、図３の詳細Ｂのそれぞれ断面図及び上面図を提供する。示されているように、センサヘッド部３０は、カニューレ５３の外面に設けられた窪み３６内に位置決めされている。さらに、窪み３６は、点状の膨出部３５に隣接して位置決めされている。他の実施態様では、膨出部３５はＵ字形膨出部又はＯ字形膨出部に置き換えられてもよい。いくつかの実施態様において、膨出部３５は結合剤のビードによって形成されてもよい。いくつかの実施態様において、膨出部３５はカニューレ５３の外面に溶接又ははんだ付けされてもよい。いくつかの実施態様において、膨出部３５はカニューレ５３の一体部分を形成してもよい。
【0030】
[0037] 図１～５（ｂ）の心室支援システム及びその構成要素の１つ又は複数に様々な修正を加えることができる。例えば、このシステムは、Abiomed,Inc.(Danvers,MA)製のImpella 2.5（登録商標）、Impella 5.0（登録商標）、Impella 5.5（登録商標）、Impella LD（登録商標）、Impella RP（登録商標）、Impella CP（登録商標）カテーテルなどの様々な異なる血管内血液ポンプに対応するように修正することができる。別の例として、光学センサヘッド部３０及び／又は６０を電気式圧力センサ（例えば、ストレインゲージセンサ）に置き換えてもよい。さらに別の例として、１つ又は複数のセンサ（例えば、光学センサ及び／又は電気センサ）が血液ポンプ５０に追加されてもよい。そのような実施態様では、１つ又は複数の追加のセンサは、例えば、患者の大腿動脈（例えば、血液ポンプ５０が大腿動脈を介して経皮的に挿入される場合）又は腋窩動脈（例えば、血液ポンプ５０が腋窩動脈を介して経皮的に挿入される場合）内の圧力を測定するために使用され得る。さらに別の例として、図１～５（ｂ）の心室支援システムの１つ又は複数の構成要素を分離又は組み合わせてもよい。例えば、ディスプレイ４１は、コントローラ４０と（例えば、無線で、又は１つ又は複数の電気回線を介して）通信する別の装置に組み込んでもよい。別の例として、カテーテル２０を通って延びる光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂの部分を単一の光ファイバに結合してもよい。
【0031】
[0038] 図６は、マルチセンサ干渉法システム１０１を示す。示されるように、システム１０１は、コントローラ１１０、光源１２０、ビームスプリッタ１３０、光ファイバスプリッタ１４０、フィルタ１５２及び１５４、センサヘッド部１６２及び１６４、並びに光検出器１７０を含む。しかしながら、システム１０１はまた、１つ又は複数のコリメートレンズ及び／又は１つ又は複数の集束レンズなどの追加の構成要素を含み得る。コントローラ１１０は、１つ又は複数のプロセッサ、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又は他の同様の構成要素を含み得る。コントローラ１１０はまた、ハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、書き込み可能なメモリ、及び／又は読み取り専用メモリなどの、情報を記憶することができるメモリ媒体を含み得る。光源１２０は、１つ又は複数の白熱ランプ、１つ又は複数の蛍光ランプ、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び／又は１つ又は複数のレーザを含み得る。光源１２０は、例えば、白色光（例えば、約４００ｎｍと７００ｎｍとの間の波長分布）又は可視光スペクトル内の１つ又は複数の特定の色の光（例えば、青色光と赤色光との組み合わせ）を生成し得る。ビームスプリッタ１３０は、例えば、プレートビームスプリッタ（例えば、半透鏡）又はキューブビームスプリッタ（例えば、接着された一対の三角形ガラスプリズム）であり得る。光ファイバスプリッタ１４０は、例えば、融合バイコニカルテーパ（ＦＢＴ：Fused Biconical Taper）スプリッタ又は平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）スプリッタであり得る。フィルタ１５２及び１５４は、ショートパスフィルタ、ロングパスフィルタ、又はバンドパスフィルタであり得る。フィルタ１５２及び１５４は、例えば、吸収フィルタ（例えば、着色ガラス）又はダイクロイックフィルタ（例えば、コーティングガラス）であり得る。センサヘッド部１６２及び１６４は、例えば、センサヘッド部３０及び６０とよく似た構造であり得る。光検出器１７０は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサであり得る。
【0032】
[0039] システム１０１の構成要素は、直接又は間接的に結合することができる。例えば、光源１２０とビームスプリッタ１３０は直接的に結合されてもよい。代替的に、光源１２０とビームスプリッタ１３０は、例えば、１つ又は複数の光ファイバ及び／又は１つ又は複数の他の光学的に透明な構成要素を介して一緒に結合されてもよい。別の例として、ビームスプリッタ１３０と光ファイバスプリッタ１４０は直接結合されてもよい。代替的に、ビームスプリッタ１３０と光ファイバスプリッタ１４０は、例えば、１つ又は複数の光ファイバ及び／又は１つ又は複数の他の光学的に透明な構成要素を介して一緒に結合されてもよい。さらに別の例として、光ファイバスプリッタ１４０とフィルタ１５２及び１５４は、直接結合されてもよい。代替的に、光ファイバスプリッタ１４０とフィルタ１５２及び１５４は、例えば、１つ又は複数の光ファイバ及び／又は１つ又は複数の他の光学的に透明な構成要素を介して一緒に結合されてもよい。さらに別の例として、フィルタ１５２及び１５４は、それぞれセンサヘッド部１６２及び１６４に直接結合されてもよい。代替的に、フィルタ１５２及び１５４とセンサヘッド部１６２及び１６４は、例えば、１つ又は複数の光ファイバ及び／又は１つ又は複数の他の光学的に透明な構成要素を介して一緒に結合されてもよい。さらに別の例として、ビームスプリッタ１３０と光検出器１７０は直接結合されてもよい。代替的に、ビームスプリッタ１３０及び光検出器１７０は、例えば、１つ又は複数の光ファイバ及び／又は１つ又は複数の他の光学的に透明な構成要素を介して一緒に結合されてもよい。
【0033】
[0040] システム１０１の構成要素は、ファブリペロー干渉計を形成し得る。例えば、センサヘッド部１６２及び１６４のそれぞれは、感圧膜及び一対の部分反射ミラーを有するファブリペロー共振器を含み得る。動作中、コントローラ１１０は、光源１２０を制御して、ビームスプリッタ１３０に向けて光ビーム（矢印Ａ参照）を伝送し得る。光ビームは、ビームスプリッタ１３０によって部分的に反射され得る。ビームスプリッタ１３０を通過した光ビームの一部（矢印Ｂ参照）は、光ファイバスプリッタ１４０に向かって移動し、光ファイバスプリッタ１４０によって２つの別々の光ビーム（矢印Ｃ及びＤ参照）に分割され得る。これらの光ビームの一方はフィルタ１５２を通ってセンサヘッド部１６２に向かって移動し（矢印Ｅ参照）、他方の光ビームはフィルタ１５４を通ってセンサヘッド部１６４に向かって移動し得る（矢印Ｆ参照）。２つの光ビームがそれぞれセンサヘッド部１６２及び１６４のファブリペロー共振器と相互作用するとき、それらはそれぞれ、一対の部分反射ミラーによって部分的に多重反射され、複数の干渉光線を生成し得る（矢印Ｇ及びＨを参照）。反射された複数の干渉光線は、フィルタ１５２及び１５４を通って光ファイバスプリッタ１４０に向かって移動し（矢印Ｉ及びＪ参照）、光ファイバスプリッタ１４０によって結合され得る（矢印Ｋ参照）。結合された光線は、ビームスプリッタ１３０に向かって移動し、ビームスプリッタ１３０によって部分的に反射され得る。結合された光線のうちビームスプリッタ１３０によって反射された部分（矢印Ｌ参照）は、光検出器１７０によって受光され得る。センサヘッド部１６２及び１６４の膜が、例えば、センサヘッド部１６２及び１６４に作用する圧力に応答して動くときに、結合された光線によって形成される干渉パターンが変化する。集合的に、コントローラ１１０及び／又は光検出器１７０は、例えば、これらの変化する干渉パターンから圧力測定値（例えば、心室圧及び／又は大動脈圧）を導出し得る。
【0034】
[0041] 有利なことに、システム１０１は、センサヘッド部（すなわち、センサヘッド部１６２及び１６４）に光線を伝送するための単一の光源（すなわち、光源１２０）と、センサヘッド部から反射された複数の干渉光線を受光するための単一の光検出器（すなわち、光検出器１７０）とを含むだけである。従来の心室支援システムは、典型的には、センサヘッド部ごとに別個の干渉法システムを含む。例えば、図１～５（ｂ）の心室支援システムの従来の実施態様は、２つの光源及び２つの光検出器を含むだろう。しかしながら、図６のマルチセンサ干渉法システムを使用することにより、１つの光源と１つの光検出器のみが必要である。さらに、図６のマルチセンサ干渉法システムを使用することにより、１組のレンズ（例えば、１つ又は複数のコリメートレンズ及び／又は１つ又は複数の集束レンズ）のみが必要である。その結果、システム１０１を使用して、図１～５（ｂ）の心室支援システムの可搬性を向上させることができる。
【0035】
[0042] 上述の利点は、少なくとも部分的には、光源１２０によって生成された光のスペクトルを、センサヘッド部１６２及び１６４に提供される２つの異なるサブスペクトルに分割することによって達成される。上で説明したように、光源１２０によって生成された光ビームの一部は、ビームスプリッタ１３０を通過する（矢印Ｂ参照）。光ファイバスプリッタ１４０は、その光ビームを２つの別々の光ビームに分割する（矢印Ｃ及びＤ参照）。いくつかの実施態様において、光ファイバスプリッタ１４０は、ほぼ等しいスプリッタ比を提供するように構成され得る。他の実施態様では、光ファイバスプリッタ１４０は、不均等なスプリッタ比を提供するように構成され得る。フィルタ１５２及び１５４は、光ファイバスプリッタ１４０によって生成された２つの光ビームをフィルタ処理する。さらに、フィルタ１５２及び１５４は、異なるスペクトルの光を通過させる。例えば、フィルタ１５２は、所定の閾値（例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍの間の値）未満の光の波長を通過させるショートパスフィルタであり得、フィルタ１５４は、所定の閾値（例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍの間の値）を超える光の波長を通過させるロングパスフィルタであり得る。別の例として、フィルタ１５２及び１５４はバンドパスフィルタであり得る。例えば、フィルタ１５２は青色光を通過させ得、フィルタ１５４は赤色光を通過させ得る。いくつかの実施態様において、フィルタ１５２及び１５４は、異なる重複スペクトルの光を通過させ得る。他の実施態様では、フィルタ１５２及び１５４は、異なる非重複スペクトルの光を通過させ得る。
【0036】
[0043] 上で説明したように、光検出器１７０は、センサヘッド部１６２及び１６４から反射された複数の干渉光線の組み合わせを受光する（矢印Ｌ参照）。コントローラ１１０及び／又は光検出器１７０は、センサヘッド部１６２及び１６４によって作成された干渉パターンを分離するために、結合された光線をデジタル処理し得る。例えば、光検出器１７０は、結合された干渉パターンの画像をキャプチャし得、コントローラ１１０は、センサヘッド部１６２及び１６４によって作成された干渉パターンを分離するために、その画像をデジタルフィルタ処理し得る。例えば、フィルタ１５２が、青色光を通過させるように構成されたバンドパスフィルタであり、画像の各画素が赤色、緑色、及び青色の値を有する場合、コントローラ１１０は、センサヘッド部１６２によって作成された干渉パターンを得るために、各画素の赤色及び緑色の値をゼロに設定し得る。同様に、フィルタ１５４が赤色光を通過させるように構成されたバンドパスフィルタであり、画像の各画素が赤色、緑色、及び青色の値を有する場合、コントローラ１１０は、センサヘッド部１６４によって作成された干渉パターンを得るために、各画素の緑色及び青色の値をゼロに設定し得る。
【0037】
[0044] 図１～５（ｂ）の心室支援システムと組み合わせると、システム１０１の構成要素を様々な異なる位置に位置決めすることができる。例えば、いくつかの実施態様において、図１のコントローラ４０は、コントローラ１１０、光源１２０、ビームスプリッタ１３０、光ファイバスプリッタ１４０、フィルタ１５２及び１５４、並びに光検出器１７０を含み得、図１の血液ポンプ５０は、センサヘッド部１６２及び１６４を含み得る（例えば、センサヘッド部３０及び６０として）。そのような実施態様では、光ファイバ２８Ａ及び２８Ｂの近位端は、それぞれフィルタ１５２及び１５４に結合され得る。別の例として、いくつかの実施態様において、図１のコントローラ４０は、コントローラ１１０、光源１２０、ビームスプリッタ１３０、及び光検出器１７０を含み得、図１の血液ポンプ５０は、光ファイバスプリッタ１４０、フィルタ１５２及び１５４、並びにセンサヘッド部１６２及び１６４を含み得る。このような実施態様では、単一の光ファイバが、カテーテル２０の全部又は一部を通って延び得る。単一の光ファイバの遠位端は、光ファイバスプリッタ１４０に取り付けられ得る。このような実施態様では、光ファイバスプリッタ１４０とフィルタ１５２及び１５４は、地点２２の近傍（例えば、地点２２から５ｃｍ以内）でカテーテル２０の遠位端内に位置決めされ得る。代替的に、光ファイバスプリッタ１４０とフィルタ１５２及び１５４は、モータセクション５１、ポンプセクション５２、カニューレ５３、及び／又は先端部５５の内面又は外面に位置決めされ得る。さらに別の例として、いくつかの実施態様において、少なくとも１つが図１のコントローラ４０に通信可能に結合された１つ又は複数の別個のデバイス（図示せず）が、コントローラ１１０、光源１２０、ビームスプリッタ１３０、光ファイバスプリッタ１４０、フィルタ１５２及び１５４、並びに光検出器１７０を含み得、図１の血液ポンプ５０が、センサヘッド部１６２及び１６４を含み得る（例えば、センサヘッド部３０及び６０として）。
【0038】
[0045] システム１０１に様々な修正を加えることができる。例えば、システム１０１は、１つ又は複数の追加のセンサヘッド部及び対応するフィルタを含み得る。さらに、そのような実施態様では、光ファイバスプリッタ１４０は、光源１２０によって生成された光ビームのうちビームスプリッタ１３０を通過する部分（矢印Ｂを参照）を、（２つの光ビームだけでなく）３つ以上の別個の光ビームに分割し得る。そのような実施態様では、対応するフィルタは、異なる重複又は非重複スペクトルの光を通過させることを可能にし得る。例えば、第１のバンドパスフィルタは青色光を通過させるように構成され得、第２のバンドパスフィルタは緑色光を通過させるように構成され得、第３のバンドパスフィルタは赤色光を通過させるように構成され得る。このようにしてより多くのセンサヘッド部をシステム１０１に追加すると、システム１０１を心室支援システムに組み込む潜在的な利点（例えば、低減されたサイズ及び／又は電力消費）が増大する。
【0039】
[0046] 別の例として、いくつかの実施態様において、光検出器１７０は、光ファイバスプリッタ、２つ以上のフィルタ、及び２つ以上の別個の光検出器によって置き換えることができる。例えば、図７に示すように、マルチセンサ干渉法システム１０２は、図６のシステム１０１に関連して上述したように、コントローラ１１０、光源１２０、ビームスプリッタ１３０、光ファイバスプリッタ１４０、フィルタ１５２及び１５４、並びにセンサヘッド部１６６及び１６８を含む。しかしながら、光検出器１７０は、光ファイバスプリッタ１７１、フィルタ１７３及び１７４、並びに光検出器１７５及び１７６に置き換えられている。光ファイバスプリッタ１７１は、例えば、ＦＢＴスプリッタ又はＰＬＣスプリッタであり得る。フィルタ１７３及び１７４は、ショートパスフィルタ、ロングパスフィルタ、又はバンドパスフィルタであり得る。フィルタ１５２及び１５４は、例えば、吸収フィルタ（例えば、着色ガラス）又はダイクロイックフィルタ（例えば、コーティングガラス）であり得る。光検出器１７５及び１７６は、例えば、モノクロームＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサであり得る。
【0040】
[0047] 動作中、光ファイバスプリッタ１７１は、センサヘッド部１６２及び１６４から反射された複数の干渉光線の組み合わせを受光し（矢印Ｌ参照）、それらを２つの別個の光ビームに分割する（矢印Ｍ及びＮ参照）。いくつかの実施態様において、光ファイバスプリッタ１７１は、ほぼ等しいスプリッタ比を提供するように構成され得る。他の実施態様では、光ファイバスプリッタ１７１は、不均等なスプリッタ比を提供するように構成され得る。フィルタ１７３及び１７４は、光ファイバスプリッタ１７１によって生成された２つの光ビームをフィルタ処理する。さらに、フィルタ１７３及び１７４は、異なるスペクトルの光を通過させる。例えば、フィルタ１７３は、所定の閾値（例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍの間の値）未満の光の波長を通過させるショートパスフィルタであり得、フィルタ１７４は、所定の閾値（例えば、５００ｎｍ～６００ｎｍの間の値）を超える光の波長を通過させるロングパスフィルタであり得る。別の例として、フィルタ１７３及び１７４はバンドパスフィルタであり得る。例えば、フィルタ１７３は青色光を通過させ得、フィルタ１７４は赤色光を通過させ得る。いくつかの実施態様において、フィルタ１７３及び１７４は、異なる重複スペクトルの光を通過させ得る。他の実施態様では、フィルタ１７３及び１７４は、異なる非重複スペクトルの光を通過させ得る。光検出器１７５及び１７６は、それぞれフィルタ１７３及び１７４によって生成されたフィルタ処理された光ビームを受光する（矢印Ｏ及びＰ参照）。
【0041】
[0048] 有利なことに、システム１０１に対して、システム１０２の構成は、コントローラ１１０によって実行される信号処理の一部を削減し得る。例えば、システム１０２では、コントローラは、センサヘッド部１６２及び１６４によって作成された別個の干渉パターンを得るために画像をデジタル処理する必要がない。代わりに、コントローラ１１０は、例えば、センサヘッド部１６２によって作成された干渉パターンの画像を光検出器１７５から受信し、センサヘッド部１６４によって作成された干渉パターンの画像を光検出器１７６から別個に受信し得る。さらに、いくつかの実施態様において、これらの画像は、図６に関連して上述した画像よりも高い解像度を有し得る。しかしながら、システム１０２の追加の構成要素は、システム１０１に対して、システム１０２のコスト、サイズ及び／又は電力消費を増加させる可能性がある。
【0042】
[0049] いくつかの実施態様において、システム１０１及び／又は１０２は、マイケルソン干渉計又はマッハ・ツェンダー干渉計などの異なるタイプの干渉計を形成するように修正されてもよい。例えば、図８に示すように、マルチセンサ干渉法システム１０３は、図６のシステム１０１に関連して上述したように、コントローラ１１０、光源１２０、ビームスプリッタ１３０、光ファイバスプリッタ１４０、フィルタ１５２及び１５４、並びに光検出器１７０を含む。しかしながら、システム１０３は、マイケルソン干渉計を形成するためにミラー１８０も含む。さらに、センサヘッド部１６２及び１６４は、それぞれセンサヘッド部１６６及び１６８に置き換えられている。センサヘッド部１６６及び１６８は、例えば、センサヘッド部３０及び６０とよく似た構造であり得る。しかしながら、センサヘッド部１６６及び１６８は、センサヘッド部１６２及び１６４に関連して上述したように、一対の部分反射ミラーではなく、膜の底面に取り付けられた単一のミラーを含み得る。
【0043】
[0050] 動作中、コントローラ１１０は、ビームスプリッタ１３０に向けて光ビーム（矢印Ａ参照）を伝送するように光源１２０を制御し得る。光ビームは、ビームスプリッタ１３０によって部分的に反射され得る。ビームスプリッタ１３０によって反射された光ビームの一部（矢印Ｑ参照）は、ミラー１８０に向かって移動し、ミラー１８０によって反射されてビームスプリッタ１３０に向かって戻り得る（矢印Ｒ参照）。ミラー１８０によって反射された光ビームの一部は、ビームスプリッタ１３０を通過し、光検出器１７０に向かって移動し得る（矢印Ｓ参照）。図６に関連して上で説明したように、光源１２０によって生成された光ビームのうちビームスプリッタ１３０を通過する部分（矢印Ｂ参照）は、光ファイバスプリッタ１４０に向かって移動し、２つの別個の光ビームに分割され得る（矢印Ｃ及びＤ参照）。フィルタ１５２及び１５４を通過した後、これらの光ビームは、センサヘッド部１６６及び１６８のミラーによって反射され、フィルタ１５２及び１５４に向かって戻り得る（矢印Ｇ及びＨ参照）。反射された信号は、光ファイバスプリッタ１４０によって結合され（矢印Ｋ参照）、ビームスプリッタ１３０によって部分的に反射され（矢印Ｌ参照）、光検出器１７０によって受信され得る。
【0044】
[0051] 集合的に、コントローラ１１０及び／又は光検出器１７０は、図６に関連して上述したのとほぼ同じ方法で、光検出器１７０によって受光された光ビームをデジタル処理し得る。しかしながら、図８の実施態様では、光検出器１７０は、ミラー１８０によって反射された基準光ビーム（矢印Ｓ参照）と、センサヘッド部１６６及び１６８のミラーによって反射された光ビームの組み合わせ（矢印Ｌ参照）とを受光する。これらの光ビームは一緒になって結合された干渉パターンを形成する。センサヘッド部１６６及び１６８の膜が、例えば、センサヘッド部１６６及び１６８に作用する圧力に応答して動くと、干渉パターンが変化する。集合的に、コントローラ１１０及び／又は光検出器１７０は、例えば、これらの変化する干渉パターンから圧力測定値（例えば、心室圧及び／又は大動脈圧）を導出し得る。
【0045】
[0052] 前述から、及び様々な図面を参照すると、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示に一定の修正を加えることも可能であることを理解するであろう。本開示のいくつかの実施態様を図面に示したが、本開示をこれに限定することは意図しておらず、本開示は、当技術分野が許容する限り広い範囲とし、本明細書も同様に読まれることを意図している。したがって、上の記載は、限定的なものとして解釈されるべきではなく、単に特定の実施態様の例示として解釈されるべきである。当業者であれば、本明細書に添付した特許請求の範囲の範囲及び趣旨の範囲内で、他の修正を想定するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4(a)】
【図4(b)】
【図5(a)】
【図5(b)】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】