JP2019534767A

JP2019534767A - モジュール化された超音波対応人工頭蓋プロテーゼ

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Publication number: JP2019534767A
Application number: JP2019538101A
Authority: JP
Inventors: プラカシュサンパス; フランチェスコディメコ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: US10966833B2; CA3038668C; US20210267762A1; ES2963731T3; WO2018064239A1; JP7450589B2; JP2022017291A; CA3038668A1; EP3518747A4; US11833050B2; EP3518747A1; US20200030099A1; JP7503904B2; EP3518747B1

Abstract

施術する医療専門家が患者の脳を画像化するために超音波監視デバイスを使用しながら患者のあるパラメータを監視し、または患者に治療剤を送達できるように、内部超音波対応窓と、複数の診断機器および／または頭蓋内送達システムを係合することができる外側部分の周りの手段とを有する平坦な本体を含む頭蓋内プロテーゼ。本プロテーゼは、患者のベッドサイドでの患者の脳のいくつかのパラメータの連続的な不断の同時監視を可能にするように設計される。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、全体として参照により本明細書に組み込まれる２０１６年９月２７日に出願された米国特許仮出願第６２／４００，６０７号の優先権を主張する。

本発明は、頭蓋天蓋部内への「窓」として使用される、モジュラー性能を有する超音波対応頭蓋プロテーゼに関する。

頭蓋欠損を修復するための外科的試みは一般的に生じる。例えば、ヒトの脳に対する様々な種類の外科手技には、頭蓋骨の一部の除去が必要である。これらには、単なる例として、頭蓋骨の損傷部分を再建するために必要な手術だけでなく、脳腫瘍を除去する手術、脳腫脹を軽減する手術、脳動脈瘤を修復する手術、血腫を摘出する手術、外傷に伴う榴散弾の破片および弾丸を除去する手術、膿瘍および他の頭蓋内感染を排出する手術、脳の先天性欠損を処理する手術が含まれる。手術中画像化方法、すなわち診断情報を提供する画像を得るための技術の使用は、脳神経外科手技の実施において現在重要な役割を果たしており、これにより手技を最適に計画することが可能になり、問題の脳の領域の解剖学的および機能的定義ができる。さらに、画像化方法は、手技中の脳神経外科医の位置合わせを助けうる。例えば、超音波プローブを脳表面上に直接置くことによる脳神経外科手術における超音波の手術中の使用は、脳の解剖学的構造の優れた定義を可能にし、正常な脳を病理学的病変から区別するのを助けうる。

脳の画像化の使用は、脳の解剖学的構造および潜在的に周術期の治療の有効性を評価するために手術直後の段階において継続する。これらの治療には、コルチコステロイド、マンニトール、抗生物質、抗凝固薬、放射線または化学療法が含まれうる。しかし、そのような療法は顕著な副作用を有することがあり、実時間で現在の画像化技術（例えばコンピュータ断層撮影または磁気共鳴画像化）を用いてそれらの効力を判断することは困難であることが多い。さらに、一部の患者はある手技および／または補助療法に適時に応答しないため、そのような症例を継続的に監視および特定し、異なる治療を施す必要性を余儀なくされる。これらの患者の早期特定により、これらの患者の治療を改善することに加えて、大きな経済的節約および潜在的に優れた患者の転帰がもたらされると考えられる。

超音波は一般的な放射線診断の分野において広く使用されるツールであるが、脳の診断では非常に数少ないエリアに限定される。実際に、手術後（フォローアップ）の期間においては、頭蓋冠の非常に高エコー源性の性質によって、目および側頭の音響窓を例外として、超音波が頭蓋腔内に浸透するのが妨げられる。脳神経外科手技の後に除去された骨片の再配置または置き換えは実際に超音波浸透に対する障壁となり、超音波を用いた患者のフォローアップ画像化をすることができない。

従来技術の解決法によるプロテーゼを使用して開頭術の部位が再建される場合も同じことが起こる。例えば、特許文献１（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＦｌｏｒｉｄａ）は、高密度ポリエチレン中のポリオレフィンのような展性の生体適合性材料の中に入れられた平面状シートまたは湾曲シートの形態で提供される外科用グレードの金属を含む複合構造体を使用する頭蓋顔面欠損の再建のためのインプラントを開示する。特許文献２（Ｐｒａｄａ）は、骨片の置き換えを必要とする超音波対応人工頭蓋弁蓋を開示する。

利用可能な場合もあるものの、頭蓋冠／頭蓋骨および／またはプロテーゼを通過するために使用される超音波方法は、なお脳実質および脳室を含む頭蓋内内容物の正確かつ明確な評価ができない。

米国特許出願公開第２００６／２２４２４２号国際公開第２０１５／０３２８５８号

本発明の目的は、実時間で頭蓋内内容物の完全な手術後画像化を行うことを可能にするために、脳の診断における超音波の効果的な使用を可能にし、特許請求されたデバイスを、他の診断、送達および／または治療デバイスを導入しうるプラットフォームとしてさらに使用することである。加えて、本デバイスは、頭蓋内の病状の進行を監視できるだけでなく、必要に応じて治療を投与および送達するためにデバイスを利用することができるモジュレーションを有する。最後に、本デバイスは、血液脳関門の破壊、血栓の液化、および脳病変のための高密度焦点式超音波治療を含む治療用超音波使用を促進すると考えられる。

本発明によれば、このような目的は、骨窓に置き換わるかまたは開頭術もしくは骨切除開頭術を含む脳神経外科手技の間に頭蓋から除去された骨片に組み込まれる頭蓋プロテーゼによって達成され、前記頭蓋プロテーゼは、剛性、生体適合性、殺菌可能ならびに超音波および核磁気共鳴対応の材料で作製され、さらにモジュラーキャパシティのために使用される様々な診断ツール、送達媒体および機器を前記頭蓋プロテーゼ内に収容することができることを特徴とする。

本発明の外側リムは、前記デバイスのモジュラー構成要素を収納し、所与のモジュレーションが外科医によって所望される最適なポジションにあることができるように回転するキャパシティを有する。

本発明の特徴は、添付の図面に非限定的な例として示される本発明の実施形態の以下の詳細な説明によって明らかになるであろう。

本開示は、以下の図を参照してよりよく理解されうる。一致する参照番号は図の全体を通して対応する部分を示し、図は必ずしも縮尺通りには描かれていない。

頭蓋内片の特許請求されたプロテーゼデバイスとの置き換えを示す図である。後で患者に再び取り付けられる除去された骨片への頭蓋デバイスの組み込みを示す図である。頭蓋固締のための３つの内側アクセスポートと３対のボアとを有する実施形態を示す本プロテーゼの部分側面図である。内側超音波対応ディスクと外側モジュレーションリングとの配置を示すプロテーゼの上からの図である。点線１Ｄは、図１Ｄに描かれた断面図においてプロテーゼデバイスのどの部分が描かれているかを示す。内側放射線透過性ディスクと外側モジュレーションリングとの間の相互作用を示すプロテーゼの断面図である。第２実施形態の固定された頭蓋プロテーゼのダイヤグラムであり、内側放射線透過性ディスクがプレス嵌めによりモジュレーションリング内に留められる。点線２Ｂは、図２Ｂに描かれた断面図においてプロテーゼデバイスのどの部分が描かれているかを示す。固定された頭蓋プロテーゼの断面側面図であり、内側放射線透過性ディスクがプレス嵌めにより外側モジュレーションリングに留められる。プレス嵌め放射線透過性ディスクが内側皮質骨の覆いより下に押し下げられて硬膜を圧迫するのを防ぐために、外側リングからわずかな内側突出リッジまたは溝があり、その中にプレス嵌め放射線透過性ディスクが留められる。頭蓋プロテーゼの底から見た分解図であり、内側超音波対応ディスクの外側縁部に形成された溝と、前述の溝にプレス嵌めされたときに内側放射線透過性ディスクを外側モジュレーションディスクに留める内部円形フランジを有する外側モジュレーションリングとを示す。特許請求された頭蓋プロテーゼの分解図であり、外側モジュレーションリングへのプレス嵌めによる設置の前の内側超音波対応ディスクを描く。回転頭蓋プロテーゼの完全にモジュール化された実施形態の上面図である。図４Ａの側面図であり、ＩＣＰモニタ、専用送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれている回転式頭蓋プロテーゼの実施形態を示す。図４Ｂの一部の側面断面図であり、設置されたＩＣＰモニタを備えた回転式頭蓋プロテーゼを示し、頭蓋アクセスデバイスのカテーテルが患者の脳に挿入されている。この図の円Ｂに含まれる断面が、図４Ｄの断面図である。図４Ｃの断面図の拡大図であり、頭蓋アクセスデバイスのカテーテルが外側モジュレーションリングのアクセスポートによって維持される手段を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの図である。プロテーゼの回転性能、および様々なモジュール化されたデバイスを患者からデバイスを除去せずに移転させるその能力を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの図である。プロテーゼの回転性能、および様々なモジュール化されたデバイスを患者からデバイスを除去せずに移転させるその能力を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの図である。プロテーゼの回転性能、および様々なモジュール化されたデバイスを患者からデバイスを除去せずに移転させるその能力を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの側面図である。上側リングと下側リングとを含むモジュレーションリングを有する第４実施形態の分解図である。釘および頭の構成部を有する上側リングの側面図である。走行軌道を備えた下側リングの側面図である。下側リング（または上側リング）の走行軌道と相互作用する上側リング（または下側リング）の釘および頭の構成部の断面図である。患者の頭蓋に留められた後の頭蓋内プロテーゼの上面図である。この図では、チタンプレートが下側リングの下部リングを患者の頭蓋に留める。

当然のことながら、固締穴、アクセスポートおよびモジュール化されたデバイスは縮尺通りには描かれておらず、それぞれの様々なサイズが特許請求された頭蓋プロテーゼの範囲に包含される。また、当然のことながら、図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄに描かれたモジュール化されたデバイスは単に例示の目的で提供されるにすぎず、本頭蓋プロテーゼはこれらのデバイスの使用のみに限定するものではない。モジュール化されたデバイスは、患者の脳の中にさらに挿入され、その後前述の図に描かれるように挿入されうる。加えて、モジュール化されたデバイスは、前述の図に描かれるように頭蓋内天蓋部のどこでも挿入されうる。

本発明による頭蓋プロテーゼの図１Ｃ〜図１Ｅは、外側剛性リング４によって囲まれた内側超音波対応ディスク７を含み、前記外側リング４は前記内側超音波対応ディスク７の周りを回転することができる。外側剛性リング４は、治療外科医が超音波技術を使用して内側ディスク７から脳を画像化する間に脳の様々な状態を監視するための様々な診断ツール１０〜１２およびデバイスを受け入れる、すなわち「モジュール化する」ように構成される。第２実施形態の図２Ａ〜図２Ｃおよび図３では、内側ディスク７は、外側リング４および内側ディスク７Ｃの回転を提供する外側リング４の内周の円形フランジ４Ａを受け入れるための円周溝７Ａを備えて形成される。さらに別の実施形態の図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄでは、本デバイスは、外側リング４の回転を可能にする外側ケーシング８をさらに含む。外側リング４の回転は、超音波対応内側ディスク７を通した超音波画像化を用いて補助された、前記リング４にみられるアクセスポート６の、治療が必要な所望の部位への配置または（再手技の場合の）再配置を可能にする。さらに別の実施形態の図６Ａ〜図６Ｅでは、外側モジュレーションリング４は、２つのリング４Ａおよび４Ｂを含み、上部リング４Ａは、その底側に形成された釘および頭の構成部１３Ａを有し、下側リング４Ｂは、その上側に対向する走行軌道構成部１３Ｂを有し、前記釘および頭の構成部１３Ａが前記走行軌道構成部１３Ｂを係合すると（図６Ｄ）、上部リング４Ａが下部リング４Ｂによってデバイスに回転可能に留められる。

頭蓋プロテーゼは、患者１の脳３またはその周囲部に手技を行うために、頭蓋内腔にアクセスするための開頭術を行うために除去された骨片に代用するため（図１Ｂ）または骨片に組み込まれるため（図１Ａ）に使用されることとなる剛性材料で作製される。人工頭蓋プロテーゼが不活性であり、患者１に有害な影響がないためには、生体適合性であり、施用前に殺菌も可能な材料で作製されることが必要である。

頭蓋プロテーゼは、開頭術の後に既存の骨片に組み込まれてもよいし、または骨片の代わりに組み込まれてもよい。プロテーゼは、縫合糸、図４Ａのブレース９、スクリュ、図４Ｄのプレート９、骨アンカー、縫合材、ワイヤ、またはプロテーゼを患者に留めることができる米国食品医薬品局（ＦＤＡ：Ｕ．Ｓ．ＦｏｏｄａｎｄＤｒｕｇＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）が承認したその他のハードウェアによってプロテーゼを周囲の頭蓋骨２に留めるために適合された穴５を有しうる。好ましい実施形態では、２組のスクリュ穴を有する図４Ａのブレース９は、使用者が標準のチタンミニプレートを用いてデバイスを患者の残りの頭蓋に留めることを可能にする。

特許請求された頭蓋プロテーゼは、除去された骨頭蓋弁蓋に代用することまたは骨片に組み込まれることが意図されたものであり、超音波技術を実時間画像化によりベッドサイドで利用できるように、超音波対応の材料、すなわち超音波の通過に対して抵抗を与えない材料で作製される。さらに、頭蓋プロテーゼは、ＭＲＩ画像化を可能にするためにＮＭＲ（核磁気共鳴：ｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ）対応でもある。

本出願の頭蓋プロテーゼは、いくつかのサイズ、すなわち小型、中型および大型に予め製作されてもよいし、または付加製造プロセス（「３Ｄ印刷」）を用いてカスタムメイドされてもよいし、モールディング、真空成形、型押、機械加工もしくは熱成形プロセス、または既知のもしくはまだ発見されていない任意の他の製造プロセスを用いて構築されてもよい。本出願の頭蓋プロテーゼの超音波内側ディスクは、短時間モールディングが可能であり、その後硬化するプラスチック樹脂状材料、例えばＣｒａｎｉｏｐｌａｓｔｉｃ（登録商標）（Ｌ．Ｄ．ＣａｕｌｋＣｏ．、ドイツ、ミルフォード）またはアルギン酸塩（ＣＯＥＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．、イリノイ州シカゴ）と調節可能なモールドとを用いてその場で作製されてもよい。どのような材料が使用されるにしてもＦＤＡ（または世界中のＦＤＡと同等の類似の規制機関）に準拠し、前述のように生体適合性であり、プロテーゼを損傷せずに殺菌できることが重要である。

本発明の第１実施形態の図１Ｃ〜図１Ｅでは、頭蓋プロテーゼは、超音波診断機器の使用を可能にしうる単一の材料片から一体的に形成された平面状本体または湾曲本体を有する内側放射線透過性ディスク７を含む。放射線透過性セクション７は、アーチファクトの生成および／または視覚的障害を引き起こすことを防ぐように構築されなければならない。放射線透過性セクションを囲むのは、１つ以上の診断機器または送達媒体１０〜１２、すなわち「モジュール」を患者の脳内に導入することができる複数のアクセスポート５を有する外側モジュレーションリング４である。前記診断機器１０〜１２は、前記モジュールが頭蓋プロテーゼと係合される間に動作可能であるように、永久的にまたは必要に応じて頭蓋プロテーゼの前記外側モジュレーションリング４内に一体化されうる。本デバイスは、モジュール化された診断機器が機能している間に患者の脳の超音波画像化を可能にするように設計される。外側モジュレーションリングを構築するために使用される好ましい材料は、シリコーン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ：ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリエチレン、または生体適合性のＦＤＡが承認した金属、例えばステンレス鋼、特にチタンである。

本発明の第２実施形態の図２Ａ〜図２Ｃおよび図３では、内側超音波対応ディスク７の側部に円周溝７Ａまたは陥凹部が形成される。外側モジュレーションリング４は内側円周フランジ４Ａを備えて形成され、前記内側ディスクがプレス嵌めによって外側モジュレーションリングに留められる（図３）。特に、内側円周フランジ４Ａは、内側超音波対応ディスク７の円周溝７Ａを係合する。本実施形態では、施術者は、アクセスポート６が所望のポジションになるように回転によって外側リング４を配置することができる。施術者は、固締手段（図示せず）を使用して外側リング４を患者１の頭蓋２に留め、その後、内側超音波対応内側ディスク７を外側リング４に留めうる。

特許請求された本発明の第３実施形態の図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄでは、内側超音波対応ディスク７は、外側モジュレーションリング４に永久的に留められる。外側モジュレーションリング４は内側超音波対応ディスク７とともに、外側モジュレーションリング４／内側ディスク７を受ける内側空間（図４Ｄ）を有する外側ケーシング８内に嵌合する。外側ケーシング８は、デバイスを患者１の残りの頭蓋２に留めるための手段９を含む。患者１の脳３の上に移植されると、外側ケーシング８がモジュレーションリング４／内側ディスク７を患者１に留める。外側モジュレーションリング７は、外側ケーシング８の空間（図４Ｄ）内で自由に回転することができ、施術者が超音波画像化によって補助されながら所望の位置の上にアクセスポート（図示せず）を配置する能力を提供する。外側ケーシング８は、縫合糸、ブレース９、スクリュ、プレート、骨アンカー、縫合材、ワイヤ、またはＦＤＡが承認したその他のハードウェアを使用してデバイスを患者１の頭蓋２に留める手段９を有する。設置後、外科医は、デバイスの除去を必要とせずに患者の脳の様々なエリアに対して監視および／または治療薬を投与するために、モジュラーリング４を回転させるために固締デバイス９を緩めることができる。これは頭蓋内の病状による再手術の場合に特に重要であると考えられる。図５Ａ〜図５Ｄは、頭蓋アクセスデバイス１０、ＩＣＰモニタ１１、および対流強化送達媒体１２を用いてモジュール化された（本バージョンの）完全にモジュール化されたプロテーゼを描く。

第４実施形態の図６Ａ〜図６Ｅでは、特許請求された頭蓋プロテーゼは、上述のように超音波診断機器および頭蓋内送達システムの使用を可能にすることができる単一の材料片から一体的に形成された略平面状本体または湾曲本体を有する内側放射線透過性ディスク７を含む。内側ディスク７を囲むのは、上側リング４Ａと下側リング４Ｂとを含む外側リング構造体４である。下側リング４Ｂに、円形走行軌道１３Ｂが形成される。上側リング４Ａは、下側リング４Ｂの走行軌道１３Ｂ内に嵌合する釘および頭１３Ａの構成部を備えて形成される。釘および頭の構成部１３Ａは、下側リング４Ｂの走行軌道１３Ｂ内に留められると、前記走行軌道１３Ｂに沿って摺動し、上側リング４Ａが施術者によって回転されたときに上側リング４Ａを固定ポジションに維持する。使用時に上側リング４Ａの配置を維持する下側リング４Ｂは、リングアセンブリ４を患者１の頭蓋２に留めるための手段を有する。当然のことながら、上側リング４Ａが走行軌道１３Ｂを備えて形成され、下側リング４Ｂが釘および頭の構成部１３Ａを備えて形成されてもよい。内側ディスク７は下側リング４Ｂに付けられるのが好ましく、上側リング４Ａが使用時にそれを中心に回転する。内側ディスク７は、その縁部７Ａに形成された溝、またはＦＤＡが承認した材料から作製された円周無摩擦リボン（図示せず）など、上側リング４Ａを支障なく回転させる手段を含みうる。走行軌道１３Ｂまたは釘および頭１３Ａの構成部を囲む下側リング４Ｂの部分は平坦であるのに対し、上側リング４Ａは上向きのアーチを有しうるのが好ましい。上側リング４Ａは、施術者がアクセスポート６の所望の位置を決定した後に上側リング４Ａを適所に保持するためのロック手段（図示せず）を含みうる。所望の診断デバイス１１および／または頭蓋内送達媒体１２および／または頭蓋内アクセス手段１０を挿入するために脳３への完全なアクセスを提供するために、上側リング４Ａにみられるアクセスポート６が下側リング４Ｂによってブロックされないように、下側リング４Ｂは上側リング４Ａの幅より狭い幅を有しなければならない。

外側モジュレーションリング４は、チタン、チタン合金、またはコバルトクロムなどのＦＤＡが承認した金属を含む。好ましい実施形態では、外側モジュレーションリング４はチタンから作製される。チタンは、その表面上にバイオフィルムの形成を許さないという点で、歴史的に生体適合性であると考えられており（Ｌｅｍｏｎｓら、（１９７６年），ＪＢｉｏｍｅｄＭａｔｅｒＲｅｓ、１０（４）：５４９‐５３）、主に免疫応答誘導の原因とならない。第３実施形態の図５Ａ〜図５Ｄでは、外側ケーシング８もチタンから作製される。

頭蓋プロテーゼの内側ディスク７は、微小気泡が抽出された、すなわち気孔率が低いかまたはゼロの超音波画像化とともに使用されることができるＦＤＡに準拠した材料から製造されうる。特に、内側ディスク７は、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）など、人体への移植のためにＦＤＡが承認した生物学的適合性ポリマー材料、有機織物と同様のその低インピーダンスのために多種多様な医療用途に使用される材料、またはこれらの任意の組み合わせを含みうる。加えて、内側ディスクは超音波対応セラミックを含みうる。

外科手術中の頭蓋プロテーゼの実施および応用は、以下のように行われる。

頭蓋内手技の過程では、手技を行うために頭蓋内腔へのアクセスを得るために開頭術または骨切除開頭術が行われる。骨片のサイズおよび位置は、患者の病状に基づいて外科医によって判断される。

ある場合には、神経ナビゲーションを用いて開頭術の外科的計画が行われうる。このような計画に基づいて、開頭術の領域および形状が決定され、所望の頭蓋プロテーゼが選択される。

外科医はプロテーゼのサイズを判断するためにテンプレートを使用すると考えられる。外科医は、小型、中型または大型の直径サイズ、例えば直径３〜４ｃｍ、直径５〜６ｃｍまたは直径７〜ｃｍであり、好ましくは厚さが５〜１４ｍｍの間である、予め製作されたプロテーゼを選択しうる。この予め製作されたプロテーゼは、除去後の骨片の代わりに使用されるかまたは骨片に組み込まれることができる。あるいは、プロテーゼはカスタムメイドであってもよい。この状況では、手術前画像が、天然骨の「ミラーリング」によって３ＤＣＡＤパッケージに転送される。このようにして、３Ｄモデルが作成され、それに基づいて頭蓋プロテーゼが生産される。

カスタマイズされた頭蓋プロテーゼの場合には、デバイスは、３Ｄモデルに基づいてポリエチレンまたは他の材料で作製された超音波対応内側コアと、外側チタンリムとで作製され、これが殺菌される。

手技の完了後に、適切なサイズの本頭蓋プロテーゼが配置され、縫合糸、ブレース、スクリュ、プレート、骨アンカー、縫合材、ワイヤまたは患者の頭蓋骨の骨内に通過できるＦＤＡが承認したその他のハードウェアを使用することによって固定される。プロテーゼは、外科医の選好および患者の病状に応じて、骨片の代わりに置かれるかまたはより大きな骨片の中に組み込まれることができる。

超音波技術は本頭蓋プロテーゼを通過することができるため、手術後に頭蓋内内容物を視覚化することが可能になる。

手術を受けた患者の骨頭蓋プロテーゼに代わる超音波対応頭蓋プロテーゼの作製により、担当医療施術者が頻繁なＭＲＩまたはＣＴスキャンを必要とせずにベッドサイドで頭蓋内腔の超音波検査を行うことが直接可能になる。さらに、本デバイスのモジュール性により、頭蓋内疾患プロセスの進行を監視するとともに局所領域的療法を脳または脳室内に直接施し、それによって血液脳関門を迂回することができる。本デバイスは、血液脳関門の破壊、血栓の液化、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ：ｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｃｕｓｅｄｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）または他のここに予期されない用途のためのアダプタを用いた治療用超音波の使用も促進する。

特に、本発明による頭蓋プロテーゼの使用は、最近導入されたコントラスト増強超音波（ＣＥＵＳ：ＣｏｎｔｒａｓｔＥｎｈａｎｃｅｄＵｌｔｒａＳｏｕｎｄ）法と組み合わされた超音波技術の使用を可能にし、これによりタンパク質層またはポリマーの層に封入された空気または不活性ガスの微小気泡からなる超音波コントラスト手段を用いて頭蓋内病変を識別することが可能になる。微小気泡は通常、赤血球の直径と同様の平均直径を有し、毛細血管中および肺を通して運ばれうる。微小気泡は、ガス／血液界面によって生成される十分な音響インピーダンスのために本来的に強い超音波信号を生成し、この信号は、微小気泡自体が超音波に衝突されてそれらの直径の関数として特定の周波数で反響して超音波信号を反射するだけでなく生成するため、さらにブーストされる。このような方法論は、技術的および構造的に単純であり、脳の特徴をより効果的に評価し、正常な脳を病理学的状態と区別することを可能にする。

本出願のデバイスは、いくつかの病気または状態を監視するために有用である。本デバイスは、悪性神経膠腫または転移性脳腫瘍などの脳腫瘍の実時間の画像化を可能にするであろう。現在、脳腫瘍は、患者の脳の「スナップショット」を撮影する磁気共鳴画像化（ＭＲＩ：ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ）、Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｘ線ＣＴ）、またはコンピュータ体軸断層撮影スキャン（ＣＴスキャン）によって視覚化される。脳の実時間の観察は手術中にのみ可能である。本デバイスは、本デバイスの超音波画像化性能を用いて脳腫瘍治療術を監視するために、手術室外の患者のベッドサイドで回復中の脳を視覚化することができる。脳腫瘍に加えて、特許請求されたデバイスは、実質内、硬膜下、脳室内、または硬膜外血腫を含むがこれらに限定されない外傷性傷害のすべての態様を監視することができる。動脈瘤後クモ膜下出血とその結果生じる血管攣縮は、特許請求されたデバイスの超音波性能と組み合わせて経頭蓋ドプラシステム（ＴＣＤ）（ＲｉｍｅｄＵＳＡ，Ｉｎｃ．、ニューヨーク州ニューヨーク）を使用したときにより正確に監視されうる。診断ツールのこの組み合わせは、脳血管攣縮の患者の命を救う実時間の監視を提供する。本発明は、ベッドサイドで先天性または後天性水頭症を画像化および監視するためにも使用されることができ、特に、脳室外ドレナージを伴う心的外傷後脳損傷、脳室腹腔シャントの留置後、および動脈瘤性クモ膜下出血後を含むがこれらに限定されないいくつかの状況において治療医が脳脊髄液転換（ＣＳＦ転換）を評価する能力を可能にする。機能的脳神経外科手術後の頭蓋内内容物、定位生検、放射線手術後状態、血管奇形、先天異常および他の類似の病状の実時間の手術後評価も行われうる。

特許請求された頭蓋プロテーゼの進歩性は、超音波機器を用いて患者の脳を同時に監視する能力をなお維持しながら、いくつかの治療および診断機器、すなわち「モジュール」を組み込み係合する能力である。特に、既存の頭蓋内監視デバイス、または本プロテーゼとともに使用するために特に開発された頭蓋内監視デバイスが使用されうる。

外傷性脳損傷（ＴＢＩ：ｔｒａｕｍａｔｉｃｂｒａｉｎｉｎｊｕｒｙ）、頭蓋内腫瘤状病変、脳脊髄液（ＣＳＦ：ｃｅｒｅｂｒｏｓｐｉｎａｌｆｌｕｉｄ）循環障害、およびよりびまん性の頭蓋内病理過程の結果として、頭蓋内圧亢進（ＩＣＰ：ｉｎｔｒａｃｒａｎｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ）が生じうる（ＤｕｎｎＬＴ、（２００２年）、ＪＮｅｕｒｏｌＮｅｕｒｏｓｕｒｇＰｓｙｃｈｉａｔｒ、７３（ＳｕｐｐｌＩ）：ｉ２３‐ｉ２７）。臨床的に重要な場合に実質、脳室またはクモ膜下腔内の頭蓋内圧を直接測定する頭蓋内圧（ＩＣＰ）モニタが、特許請求された頭蓋内プロテーゼ内にモジュール化されうる。特許請求された頭蓋プロテーゼは、カプセル化クモ膜下ボルト（リッチモンドボルトまたはスクリュとも呼称される）、すなわち頭蓋骨に穿孔された穴を通して挿入される、頭蓋内圧を監視するために使用される中空スクリュを含みうる。これは脳および脊髄を保護する膜（硬膜）を通して置かれ、硬膜下腔の内側から記録することができる。あるいは、特許請求されたデバイスは、単一のチャネルを通して頭蓋内圧および脳組織酸素分圧（ｐｂｔＯ２：ｂｒａｉｎｔｉｓｓｕｅｏｘｙｇｅｎｐａｒｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ）を監視するＩｎｔｅｇｒａ（登録商標）Ｃａｍｉｎｏ（登録商標）頭蓋内圧監視キット（ＩｎｔｅｇｒａＬｉｆｅＳｃｅｉｎｃｅｓＣｏｒｐ．、ニュージャージー州プレインズボロ）に対応するように作製される。このキットはカテーテルの管腔に収まり、カテーテルがさらに頭蓋プロテーゼの予め形成された口の１つに挿入されるかまたは製造時にプロテーゼに埋め込まれる。本出願の頭蓋プロテーゼは、マイクロセンサＩＣＰ（ＤｅＰｕｙＳｙｎｔｈｅｓＣｏ．、マサチューセッツ州レイナム）を係合するように製造されてもよい。例えば、ＣｏｄｍａｎＭｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒＩＣＰ（登録商標）トランスデューサは、小型の１００ｃｍの可撓性ナイロンチューブの先端のチタンケース内に搭載されたミニチュア圧力歪ゲージからなり、可撓性により破損または監視障害を伴わずにナイロンカテーテルのロープロファイルのトンネリングおよびキンキングが可能になる。Ｃｏｄｍａｎ（登録商標）Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ（登録商標）トランスデューサは、硬膜下、実質または脳室内のソースで直接頭蓋内圧を監視し、情報を静圧カラムまたは光ファイバを通してではなく電子的に中継する。本出願の頭蓋プロテーゼは、ナイロンチューブを係合し、監視されるべき脳のエリアに直接送達するための手段を含むように製作されうる。本頭蓋プロテーゼは、Ｓｐｉｅｌｂｅｒｇによる３ＰＮ（登録商標）（ＳｐｉｅｌｂｅｒｇＧｍｂＨ＆Ｃｏ．Ｋｇ、ドイツ、ハンブルク）などの実質プローブを含むように設計されてもよい。Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）は、穿頭穴を通して実質内に置かれたときに実質内圧力を測定する。Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）は、伝統的に縫合フラップにより患者の皮膚に付けられるが、トロカールも含むことができるため、穿頭穴から押し出すことができる。Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）は、製造時に特許請求された頭蓋プロテーゼに既に取り付けられてもよいし、またはプロテーゼがＰｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）を係合することができる予め存在するボアを備えて処方されてもよい。いずれの実施形態においても、移植後に本発明と同時にＰｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）を使用する性能を有することにより、設置のために患者に対して後で手術を行う必要性が低減される。

上述のＩＣＰモニタのいずれかが脳内の望ましくない頭蓋内圧を検出した場合には、脳室ＥＶＤカテーテルも外側モジュレーションリングにみられるあいているアクセスポートのうちの１つに挿入されうる。外部脳室ドレナージカテーテルは、頭蓋内圧を軽減するために患者の脳室から脳脊髄液を排出するための経路として働く。ＥＶＤカテーテルは外部ドレナージおよび監視システムに接続される。ＥＶＤカテーテルは、放射線不透過性（バリウム含浸）シリコーンチュービング、半透明シリコーンチュービング、または半透明シリコーンチュービングとバリウムストリップとの組み合わせで製作されうる。特に、脳の脳室からの脳脊髄液（ＣＳＦ）の外部アクセスおよびドレナージを可能にするＶｅｎｔｒｉＣｌｅａｒ（商標）ＩＩ外部脳室ドレナージ（ＥＶＤ：ＥｘｔｅｒｎａｌＶｅｎｔｒｉｃｕｌａｒＤｒａｉｎａｇｅ）カテーテルセット（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ、ミネソタ州ミネアポリス）が、本実施形態のために好ましいデバイスである。本発明の固有の特徴は、脳室ＥＶＤカテーテルが利用される間の脳内におけるＩＣＰモニタの保持を可能にする。超音波対応内側ディスクは、施術者がＩＣＰモニタを用いて頭蓋内圧を監視する能力と組み合わせて、脳脊髄液のドレナージ中に脳を画像化する能力をさらに提供する。

本出願の頭蓋プロテーゼは、温度プローブを用いてモジュール化されてもよい。ヒトの脳の恒温性は、神経代謝熱産生、脳血流および入って来る動脈血の温度の間の相互作用を伴う。療養中の脳の温度の変動は、炎症および感染に応答した視床下部の「セットポイント」の調節された再調整によるものであるか、または視床下部および／またはその経路への損傷の結果として起こりうる。温度上昇の機序、発熱対神経性高熱症（調節された温度上昇対調節されない温度上昇）の診断を臨床的に行うことは困難である。原因が何であれ、脳温または体温の１〜２℃の上昇は、特にそれが傷害の後早期に生じたときには、有害であると広く考えられている（ＣｈｉｌｄｓＣ、（２００８年）、ＢｒＪＮｅｕｒｏｓｕｒｇ、２２（４）：４８６‐９６）。頭蓋プロテーゼは、それ自体として温度プローブを含むように製作されうる。例示のみを目的として、Ｉｎｔｅｇｒａ（登録商標）Ｌｉｃｏｘ（登録商標）ＳｉｎｇｌｅＬｕｍｅｎＢｏｌｔＢｒａｉｎＴｉｓｓｕｅＯｘｙｇｅｎａｎｄＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＢｏｌｔＫｉｔ（登録商標）（ＩｎｔｅｇｒａＬｉｆｅＳｃｅｉｎｃｅｓＣｏｒｐ．、ニュージャージー州プレインズボロ）が特許請求されたプロテーゼに組み込まれうる。ＩｎｔｅｇｒａＬｉｃｏｘＢｒａｉｎＯｘｙｇｅｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（登録商標）は、頭蓋内酸素および温度を測定し、これらのパラメータの傾向の補助的モニタとして意図され、センサ配置に局所的な脳組織の灌流状態を示す。このシステムは、監視されるべき脳の部分にプローブを導入するために頭蓋のボアを利用する。本発明は、Ｌｉｃｏｘ（登録商標）Ｋｉｔを受け入れることができるボアを備えて予め製作されることができ、または製造時にキットがプロテーゼ内に製作されることができる。いずれの実施形態においても、プロテーゼを患者に移植する時点で温度プローブを導入できることにより、前述のように、その後の侵襲的手技の必要性がなくなり、したがって患者の脳に対する付随的感染または意図しない物理的損傷などのリスクが最小限になる。

特許請求された頭蓋プロテーゼを用いてモジュール化されうる別のデバイスは、頭蓋内血流モニタである。脳への血流の欠如は脳虚血をもたらし、それがさらに脳代謝の変化、代謝率の低下、およびエネルギー危機につながり（ＶｅｓｐａＰら、（２００５年）、ＪＣｅｒｅｂｒａｌＢｌｏｏｄＦｌｏｗＭｅｔａｂ、２５（６）：２６３‐７４）、脳損傷をもたらす。頭蓋プロテーゼは、例えば、熱拡散（ＴＤ：ｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）技術を用いて実時間でｍｌ／１００ｇ−ｍｉｎの絶対生理学的単位で組織灌流を連続的に定量化するＱＦｌｏｗ５００（商標）灌流プローブ（Ｈｅｍｅｄｅｘ，Ｉｎｃ．、マサチューセッツ州ケンブリッジ）を含みうる。神経学的応用例において、このプローブは脳血流（ＣＢＦ：ｃｅｒｅｂｒａｌｂｌｏｏｄｆｌｏｗ）の絶対レベルの計算を可能にする。このプローブは、標的組織に挿入され、そこで灌流を測定する、１０日間その場に留まることがＦＤＡに許可された、可撓性の放射線不透過性カテーテルである。特許請求された頭蓋プロテーゼは、潅流プローブのカテーテルを係合できるボアを備えて予め製作されてもよく、または製造時にカテーテルがプロテーゼに埋め込まれてもよい。プロテーゼにモジュール化されると、プローブは導管コードに接続し、導管コードがさらにモニタに接続する。脳プロテーゼにモジュール化されうる別の考えられる頭蓋内血流モニタは、センサを用いて血流の相対的変化を測定し、組織内の領域的微小循環血流を監視するｃ−ＦＬＯＷ（商標）モニタ（Ｏｒｎｉｍ，Ｉｎｃ．、マサチューセッツ州フォックスボロ）である。組織灌流の変化を示唆する血流の実時間の変化を反映する情報が、ベッドサイドモニタのスクリーン上に数値および図表で表示される。特許請求された頭蓋プロテーゼは、デバイスに埋め込まれたｃ−ＦＬＯＷ（商標）センサを備えて製作されてもよい。

新規な頭蓋プロテーゼは、頭蓋アクセスポートに脳へのアクセスを提供するリザーバデバイスを含みうる。Ｉｎｔｅｇｒａ（商標）リザーバは閉鎖型脳室アクセスシステムとして設計され、ＣＳＦの回収ならびに放射性同位体および化学療法剤の送達を促進する。Ｉｎｔｅｇｒａ（商標）ＣＳＦリザーバは、皮下穿刺を介して側脳室へのアクセスを提供する。Ｉｎｔｅｇｒａ（商標）ＣＳＦリザーバは、細胞学的および化学的研究のため、脳室液圧を監視するため、および脳室ドレナージのためにＣＳＦサンプルを得る上で有用である。このリザーバは、化学療法剤および／または放射性同位体の注射のために側脳室および嚢胞性腫瘍への容易なアクセスを提供する。コンバーチブルＩｎｔｅｇｒａＣＳＦリザーバが水頭症患者において利用されうる。いくつかのモデルが提供されており、多様な治療プロトコルに適応する柔軟性を提供する。特許請求されたプロテーゼは、カテーテルを受け入れて患者の脳に導くことができるボアまたは埋め込まれたチューブを備えて予め製作されてもよい。Ｉｎｔｅｇｒａ（商標）リザーバは、標準、側部入口、コンバーチブル（穿頭穴およびフラットボトムの両方）およびミニ、ならびに様々なサイズを含め、様々な構成で利用可能である。

特許請求された頭蓋プロテーゼは、ＣｌｅｖｅｌａｎｄＭｕｌｔｉｐｏｒｔＣａｔｈｅｔｅｒ（商標）（ＩｎｆｕｓｅｏｎＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ、オハイオ州コロンバス）にも対応する。ＣｌｅｖｅｌａｎｄＭｕｌｔｉｐｏｒｔＣａｔｈｅｔｅｒ（商標）は、神経膠腫腫瘍および腫瘍が浸潤した脳組織により多量の薬物分布を伴って治療薬を脳組織内に直接投与するために対流強化薬物送達を用いる。治療薬の直接脳内への実質内対流強化送達（ＣＥＤ：ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ−ｅｎｈａｎｃｅｄｄｅｌｉｖｅｒｙ）は、血液脳関門を迂回して有意な濃度の薬物が患者に投与されうる媒体として長年支持されている。治療薬のより長期の反復間欠投与が有益であろういくつかの適応症がある（パーキンソン病、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、多形性膠芽腫（ＧＢＭ：ＧｌｉｏｂｌａｓｔｏｍａＭｕｌｔｉｆｏｒｍｅ）およびびまん性内在性橋神経膠腫（ＤＩＰＧ：ＤｉｆｆｕｓｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃＰｏｎｔｉｎｅＧｌｉｏｍａ）などの脳腫瘍など）。

頭蓋プロテーゼは、同様の強化送達媒体、特に内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，７６４，１２４号（Ｔａｌｌａｒｉｄａら）および米国特許第９，４８０，８３１号（Ｔａｌｌａｒｉｄａら）に記載されるような逆皮下針アクセスポート（ＶｅｒｓａｇｏＶａｓｃｕｌａｒＡｃｃｅｓｓ，Ｉｎｃ．、マサチューセッツ州ウェストブリッジウォーター）を備えてもよい。ＶｅｒｓａｇｏＶａｓｃｕｌａｒＡｃｃｅｓｓ（商標）ポートシステムは、典型的なポート隔膜を、移植されたポート本体から外部的にトリガされる除去可能な拡張針先端がついた大きなボアの導管に置き換える。針はデバイスの上に横たわる頭皮を中から外に貫通し、その後臨床医が薬物、細胞療法、ナノスフェアまたは他の療法を頭蓋腔内に直接送達しうる。Ｖｅｒｓａｇｏデバイスを使用して流体抽出も達成されうる。このデバイスは本プロテーゼに完全に組み込まれうる。終了すると、臨床医は針先端を交換し、針をそのハウジング内に押し戻し、針は再び展開されるまでそこにとどまる。

内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，３８５，５８２号（Ｏｍｍａｙａ）および米国特許第５，２２２，９８２号（Ｏｍｍａｙａ）に記載されるようなＯｍｍａｙａリザーバ（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ、ミネソタ州ミネアポリス）も、本頭蓋プロテーゼにモジュール化されうる。Ｏｍｍａｙａリザーバは脳からの流体の導入または抽出を可能にする。Ｏｍｍａｙａリザーバは、小型のプラスチックのドーム状容器からなり、小型のチューブまたはカテーテルがドームから外に延びる。頭蓋プロテーゼに組み込まれる際には、ドームリザーバがプロテーゼの上に配置され、カテーテルがアクセスポートのうちの１つの中へ、そして患者の脳の脳室の中へと導かれる。Ｏｍｍａｙａリザーバは、設置されると、試験のために脳脊髄液（ＣＳＦ）を抽出するため、または例えば腫瘍の部位に化学療法を直接導入するため、あるいは髄腔内化学療法のために脳室内に導入するために使用されうる。ＣＳＦをサンプリングするためまたは脳の様々なエリアに薬物を注射するためにリザーバおよびそれに関連するカテーテルを最適に配置するために、外側モジュレーションリングが回転されうる。特許請求されたプロテーゼの超音波画像化性能により、治療外科医は、リザーバが適切に置かれたか否かおよび／または治療が有効であるか否かを判断するために患者の多数のＣＴｓｏｔＭＲＩを撮影する必要性を回避して、治療のための脳の領域をより良く位置特定することができる。

特許請求された頭蓋プロテーゼにモジュール化されることができる別の考えられるポートデバイスは、特にヒトの癌治療において静脈内薬物療法に使用される、内部リザーバを有する改造型皮下静脈アクセスポートにしっかりと取り付けられるねじ付き２重針システムを教示する米国特許第５，６３７，０８８号（Ｗｅｎｎｅｒら）に記載される。中空の外側針が、除去可能な雄ねじ付き中実内側突端と対をなし、患者の組織を通して、ポートの保護用自己密封シリコン隔膜を通して挿入され、その後中実内側針が除去される一方で、外側針が適所に残される。中空内側針が、ポートの流体リザーバのベースの雌ねじ付きポートレセプタクルと噛み合うのに十分な深さまで外側針を通してねじ込まれ、設置のために回転される。任意の追加のねじ切り加工によって、外側針を２つの内側針に留めることが可能になりうる。切断システムが、流路の意図的でない引っ張りによる移動を防ぐ。本システムはこのように、静脈アクセスポートからの針の移動、その結果生じる漏れ、およびそれによって引き起こされる問題に対する追加の保護を提供する。このデバイスは、本プロテーゼに組み込まれるかまたはアダプタを使用して置かれうる。

本プロテーゼに組み込まれうるさらに別の応用例は、高密度焦点式超音波および磁気画像化デバイスである。そのようなデバイスの例は、ＭＲｇＦＵＳ技術（ＩｎｓｉｇｈｔｅｃＬｔｄ．、イリノイ州ティラトカルメル）である。超音波は、ヒトに聞こえるものよりも高い周波数の音波である。診断医療画像化に使用される周波数は、一般的に１〜１８ＭＨｚの範囲内である。超音波は治療用に使用されうる。高密度焦点式超音波（ＨＯＦＵ：Ｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｃｕｓｅｄｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）エネルギーは、標的組織を切除するために焦点で最高８５℃の熱を生成する。治療用超音波に使用される周波数は２２０〜６８０ＭＨｚの範囲内である。磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）は、身体の画像を形成するために磁場および電波を使用する医療画像化技術である。この技術は、電離放射線への曝露を伴わない医療診断、病期分類、フォローアップのために病院で広く使用されている。ＭＲＩの利点は、スキャンされた臓器の温度測定（検温）も提供できることである。ＭＲｇＦＵＳは、ＭＲの画像および温度の誘導下で標的組織を切除するために焦点式超音波を使用する。これにより医師は、周囲の組織にほとんどまたは全く害を及ぼさずに、最小限の副作用で、安全かつ効果的な非侵襲的治療を行うことができる。ＭＲｇＦＵＳは焦点に電子的に調節する多素子フェーズドアレイトランスデューサを使用する。治療医が治療領域を定義し、それに応じてシステムが治療計画を作成する。治療の間には、最大１０００の線数の超音波が焦点に放射される。超音波線はエネルギーを熱に変換しながら標的組織を切除する。ＭＲＩによって誘導されて、治療組織の明瞭な視野が取得される。さらに、組織への累積熱効果を判断するために熱データが分析される。必要に応じて、安全かつ効果的な応答を確保するためにパラメータが調節される。本プロテーゼの移植によって超音波線の数が大幅に低減されると考えられる。さらに、ＨＩＦＵを使用して損傷されるエリアが同時に監視および画像化されうるため、標的計画、超音波ビームの精度、およびＨＩＦＵの安全性が大幅に低減される。これは、より良好な患者の転帰につながり、費用および治療時間を劇的に減少させると考えられる。

特許請求されたデバイスは、慢性または亜急性の硬膜下血腫および水腫を除去するために使用されうるＳＥＰＳ（商標）硬膜下排出ポートシステム（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ、ミネソタ州ミネアポリス）にも対応する。ＳＥＰＳデバイスによってゆっくりと排出される際の硬膜下血腫も、監視および画像化されうる。

本明細書で使用されるところの「および／または」という用語は、一方もしくは他方または両方を有する可能性として定義される。例えば、「Ａおよび／またはＢ」は、ＡのみもしくはＢのみ、またはＡおよびＢの組み合わせを有するシナリオを提供する。請求項がＡおよび／またはＢおよび／またはＣとなっている場合、この構成物はＡのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ｃを除くＡおよびＢ、Ａを除くＢおよびＣ、Ｂを除くＡおよびＣ、またはＡ、ＢおよびＣの３つのすべてを構成要素として含みうる。

このように考えられる本発明は、多数の修正および変形が可能であり、それらはすべて添付の特許請求の範囲内である。さらに、すべての詳細は他の技術的に等価な要素によって置き換えられうる。

実際には、採用される材料は、それらが特定の用途ならびに考えられる寸法および形状に適合するという条件で、要件および最新技術にしたがって任意のものとすることができる。

任意の請求項に記載される技術的特徴の後に参照符号が付されている場合には、そのような参照符号は、請求項の分かり易さを高める目的のためだけに挿入されたものであり、したがってそのような参照符号は、そのような参照符号によって例として識別される各要素の解釈に対していかなる限定的な影響も有しない。

関連出願の相互参照
本出願は、全体として参照により本明細書に組み込まれる２０１６年９月２７日に出願された米国特許仮出願第６２／４００，６０７号の優先権を主張する、２０１７年９月２７日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０５３８４７号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．３７１の継続である。

後で患者に再び取り付けられる除去された骨片への特許請求されたプロテーゼデバイスの組み込みを示す図である。頭蓋内片の特許請求されたプロテーゼデバイスとの置き換えを示す図である。頭蓋固締のための３つの内側アクセスポートと３対のボアとを有する実施形態を示す本プロテーゼの部分側面図である。内側超音波対応ディスクと外側モジュレーションリングとの配置を示すプロテーゼの上からの図である。点線１Ｅは、図１Ｅに描かれた断面図においてプロテーゼデバイスのどの部分が描かれているかを示す。内側放射線透過性ディスクと外側モジュレーションリングとの間の相互作用を示すプロテーゼの断面図である。第２実施形態の固定された頭蓋プロテーゼのダイヤグラムであり、内側放射線透過性ディスクがプレス嵌めによりモジュレーションリング内に留められる。点線２Ｂは、図２Ｂに描かれた断面図においてプロテーゼデバイスのどの部分が描かれているかを示す。固定された頭蓋プロテーゼの断面側面図であり、内側放射線透過性ディスクがプレス嵌めにより外側モジュレーションリングに留められる。プレス嵌め放射線透過性ディスクが内側皮質骨の覆いより下に押し下げられて硬膜を圧迫するのを防ぐために、外側リングからわずかな内側突出リッジまたは溝７Ｂがあり、その中にプレス嵌め放射線透過性ディスクが留められる。頭蓋プロテーゼの底から見た分解図であり、内側超音波対応ディスクの外側縁部に形成された溝と、前述の溝にプレス嵌めされたときに内側放射線透過性ディスクを外側モジュレーションディスクに留める内部円形フランジを有する外側モジュレーションリングとを示す。特許請求された頭蓋プロテーゼの分解図であり、外側モジュレーションリングへのプレス嵌めによる設置の前の内側超音波対応ディスクを描く。回転頭蓋プロテーゼの完全にモジュール化された実施形態の上面図である。図４Ａの側面図であり、ＩＣＰモニタ、専用送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれている回転式頭蓋プロテーゼの実施形態を示す。図４Ｂの一部の側面断面図であり、内部に設置されたＩＣＰモニタを備えた回転式頭蓋プロテーゼを示し、頭蓋アクセスデバイスのカテーテルが患者の脳に挿入されている。この図の点線円に含まれる断面が、図４Ｄの断面図である。図４Ｃの断面図の拡大図であり、頭蓋アクセスデバイスのカテーテルが外側モジュレーションリングのアクセスポートによって維持される手段を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの図である。プロテーゼの回転性能、および様々なモジュール化されたデバイスを患者からデバイスを除去せずに移転させるその能力を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの図である。プロテーゼの回転性能、および様々なモジュール化されたデバイスを患者からデバイスを除去せずに移転させるその能力を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの図である。プロテーゼの回転性能、および様々なモジュール化されたデバイスを患者からデバイスを除去せずに移転させるその能力を示す。ＩＣＰモニタ、強化送達媒体および頭蓋アクセスデバイスがすべて外側モジュレーションリングに組み込まれた後の回転式頭蓋プロテーゼの側面図である。上側リングと下側リングとを含むモジュレーションリングを有する第４実施形態（内側放射線透過性ディスクを図示せず）のリング構造の分解図である。釘および頭の構成部を有する上側リングの側面図である。走行軌道を備えた下側リングの側面図である。下側リング（または上側リング）の走行軌道と相互作用する上側リング（または下側リング）の釘および頭の構成部の断面図である。患者の頭蓋に留められた後の頭蓋内プロテーゼの上面図である。この図では、チタンプレートが下側リングの下部リングを患者の頭蓋に留める。

当然のことながら、固締穴、アクセスポートおよびモジュール化されたデバイスは縮尺通りには描かれておらず、それぞれの様々なサイズが特許請求された頭蓋プロテーゼの範囲に包含される。また、当然のことながら、図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄに描かれたモジュール化されたデバイスは単に例示の目的で提供されるにすぎず、本頭蓋プロテーゼはこれらのデバイスの使用のみに限定するものではない。モジュール化されたデバイスは、前述の図に描かれるよりもさらに患者の脳の中に挿入されうる。加えて、モジュール化されたデバイスは、前述の図に描かれるように頭蓋内天蓋部のどこでも挿入されうる。

本発明による頭蓋プロテーゼの図１Ｃ〜図１Ｅは、外側剛性リング４によって囲まれた内側超音波対応ディスク７を含む。外側剛性リング４は、治療外科医が超音波技術を使用して内側ディスク７から脳を画像化する間に脳の様々な状態を監視するための様々な診断ツール１０〜１２およびデバイスを受け入れる、すなわち「モジュール化する」ように構成される。第２実施形態の図２Ａ〜図２Ｃおよび図３では、内側ディスク７は、「圧力ばめ」により内側ディスク７を外側リング４に固定する外側リング４の内周の円形フランジ４Ａを受け入れるための円周溝７Ａを備えて形成される。さらに別の実施形態の図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄでは、本デバイスは、外側リング４の回転を可能にする外側ケーシング８をさらに含む。外側リング４の回転は、超音波対応内側ディスク７を通した超音波画像化を用いて補助された、前記リング４にみられるアクセスポート６の、治療が必要な所望の部位への配置または（再手技の場合の）再配置を可能にする。さらに別の実施形態の図６Ａ〜図６Ｅでは、外側モジュレーションリング４は、２つのリング４Ａおよび４Ｂを含み、上部リング４Ａは、その底側に形成された釘および頭の構成部１３Ａを有し、下側リング４Ｂは、その上側に対向する走行軌道構成部１３Ｂを有し、前記釘および頭の構成部１３Ａが前記走行軌道構成部１３Ｂを係合すると（図６Ｄ）、上部リング４Ａが下部リング４Ｂによってデバイスに回転可能に留められる。

頭蓋プロテーゼは、開頭術の後に既存の骨片に組み込まれてもよいし、または骨片の代わりに組み込まれてもよい。プロテーゼは、縫合糸、ブレース、スクリュ、プレート９、骨アンカー、縫合材、ワイヤ、またはプロテーゼを患者に留めることができる米国食品医薬品局（ＦＤＡ：Ｕ．Ｓ．ＦｏｏｄａｎｄＤｒｕｇＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）が承認したその他のハードウェアによってプロテーゼを周囲の頭蓋骨２に留めるために適合された穴５を有しうる。好ましい実施形態では、２組のスクリュ穴を有するブレース９は、使用者が標準のチタンミニプレートを用いてデバイスを患者の残りの頭蓋に留めることを可能にする。

本発明の第１実施形態の図１Ｃ〜図１Ｅでは、頭蓋プロテーゼは、超音波診断機器の使用を可能にしうる単一の材料片から一体的に形成された平面状本体または湾曲本体を有する内側放射線透過性ディスク７を含む。放射線透過性セクション７は、アーチファクトの生成および／または視覚的障害を引き起こすことを防ぐように構築されなければならない。放射線透過性セクションを囲むのは、１つ以上の診断機器または送達媒体１０〜１２、すなわち「モジュール」を患者の脳内に導入することができる複数のアクセスポート６を有する外側モジュレーションリング４である。前記診断機器１０〜１２は、前記モジュールが頭蓋プロテーゼと係合される間に動作可能であるように、永久的にまたは必要に応じて頭蓋プロテーゼの前記外側モジュレーションリング４内に一体化されうる。本デバイスは、モジュール化された診断機器が機能している間に患者の脳の超音波画像化を可能にするように設計される。外側モジュレーションリングを構築するために使用される好ましい材料は、シリコーン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ：ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリエチレン、または生体適合性のＦＤＡが承認した金属、例えばステンレス鋼、特にチタンである。当然のことながら、内側放射線透過性ディスク７および外側モジュレーションリング４の両方が同じ材料から作られてもよい。

本発明の第２実施形態の図２Ａ〜図２Ｃおよび図３では、内側超音波対応ディスク７の側部に円周溝７Ａまたは陥凹部が形成される。外側モジュレーションリング４は内側円周フランジ４Ａを備えて形成され、前記内側ディスクがプレス嵌めによって外側モジュレーションリングに留められる（図３）。特に、内側円周フランジ４Ａは、内側超音波対応ディスク７の円周溝７Ａを係合する。本実施形態では、施術者は、アクセスポート６が所望のポジションになるように回転によって外側リング４を配置することができる。施術者は、固締手段（図示せず）を使用して外側リング４を患者１の頭蓋２に留め、その後、内側超音波対応内側ディスク７を外側リング４に留めうる。図２Ｂの代替例では、内側超音波対応ディスク７は、ディスク７を外側リング４に固定する圧力ばめによって外側モジュレーションリング４の内側溝（図示せず）を係合可能な外側に延びるフランジ７Ｂを有して形成されてもよい。

特許請求された本発明の第３実施形態の図４Ａ〜図４Ｄおよび図５Ａ〜図５Ｄでは、内側超音波対応ディスク７は、外側モジュレーションリング４に永久的に留められる。外側モジュレーションリング４は内側超音波対応ディスク７とともに、外側モジュレーションリング４／内側ディスク７を受ける内側空間８Ａを有する外側ケーシング８内に嵌合する。外側ケーシング８は、デバイスを患者１の残りの頭蓋２に留めるための手段９を含む。患者１の脳３の上に移植されると、外側ケーシング８がモジュレーションリング４／内側ディスク７を患者１に留める。外側モジュレーションリング７は、外側ケーシング８の空間８Ａ内で自由に回転することができ、施術者が超音波画像化によって補助されながら所望の位置の上にアクセスポート（図示せず）を配置する能力を提供する。外側ケーシング８は、縫合糸、ブレース、スクリュ、プレート９、骨アンカー、縫合材、ワイヤ、またはＦＤＡが承認したその他のハードウェアを使用してデバイスを患者１の頭蓋２に留める手段９を有する。設置後、外科医は、デバイスの除去を必要とせずに患者の脳の様々なエリアに対して監視および／または治療薬を投与するために、モジュラーリング４を回転させるために固締デバイス９を緩めることができる。これは頭蓋内の病状による再手術の場合に特に重要であると考えられる。図５Ａ〜図５Ｄは、頭蓋アクセスデバイス１０、ＩＣＰモニタ１１、および対流強化送達媒体１２を用いてモジュール化された（本バージョンの）完全にモジュール化されたプロテーゼを描く。

第４実施形態の図６Ａ〜図６Ｆでは、特許請求された頭蓋プロテーゼは、上述のように超音波診断機器および頭蓋内送達システムの使用を可能にすることができる単一の材料片から一体的に形成された略平面状本体または湾曲本体を有する内側放射線透過性ディスク７を含む。内側ディスク７を囲むのは、上側リング４Ａと下側リング４Ｂとを含む外側リング構造体４である。下側リング４Ｂに、円形走行軌道１３Ｂが形成される。上側リング４Ａは、下側リング４Ｂの走行軌道１３Ｂ内に嵌合する釘および頭１３Ａの構成部を備えて形成される。釘および頭の構成部１３Ａは、下側リング４Ｂの走行軌道１３Ｂ内に留められると、前記走行軌道１３Ｂに沿って摺動し、上側リング４Ａが施術者によって回転されたときに上側リング４Ａを固定ポジションに維持する。使用時に上側リング４Ａの配置を維持する下側リング４Ｂは、リングアセンブリ４を患者１の頭蓋２に留めるための手段を有する。当然のことながら、上側リング４Ａが走行軌道１３Ｂを備えて形成され、下側リング４Ｂが釘および頭の構成部１３Ａを備えて形成されてもよい。内側ディスク７は下側リング４Ｂに付けられるのが好ましく、上側リング４Ａが使用時にそれを中心に回転する。内側ディスク７は、その縁部７Ａに形成された溝、またはＦＤＡが承認した材料から作製された円周無摩擦リボン（図示せず）など、上側リング４Ａを支障なく回転させる手段を含みうる。走行軌道１３Ｂまたは釘および頭１３Ａの構成部を囲む下側リング４Ｂの部分は平坦であるのに対し、上側リング４Ａは上向きのアーチを有しうるのが好ましい。上側リング４Ａは、施術者がアクセスポート６の所望の位置を決定した後に上側リング４Ａを適所に保持するためのロック手段（図示せず）を含みうる。所望の診断デバイス１１および／または頭蓋内送達媒体１２および／または頭蓋内アクセス手段１０を挿入するために脳３への完全なアクセスを提供するために、上側リング４Ａにみられるアクセスポート６が下側リング４Ｂによってブロックされないように、下側リング４Ｂは上側リング４Ａの幅より狭い幅を有しなければならない。

外側モジュレーションリング４は、シリコーン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ：ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリエチレンなどのＦＤＡが承認した材料、または、チタン、チタン合金、またはコバルトクロムなどのＦＤＡが承認した生体適合性の金属を含む。好ましい実施形態では、外側モジュレーションリング４はチタンから作製される。チタンは、その表面上にバイオフィルムの形成を許さなくて、主に免疫応答誘導の原因とならないという点で、歴史的に生体適合性であると考えられている（Ｌｅｍｏｎｓら、（１９７６年），ＪＢｉｏｍｅｄＭａｔｅｒＲｅｓ、１０（４）：５４９‐５３）。第３実施形態の図５Ａ〜図５Ｄでは、外側ケーシング８もチタンから作製される。

頭蓋プロテーゼの内側ディスク７は、微小気泡が抽出された、すなわち気孔率が低いかまたはゼロの超音波画像化とともに使用されることができるＦＤＡに準拠した材料から製造されうる。特に、内側ディスク７は、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）など、人体への移植のためにＦＤＡが承認した生物学的適合性ポリマー材料、有機織物と同様のその低インピーダンスのために多種多様な医療用途に使用される材料、またはこれらの任意の組み合わせを含みうる。加えて、内側ディスクは超音波対応セラミックを含みうる。当然のことながら、内側放射線透過性ディスク７および外側モジュレーションリング４の両方が同じ材料から作られてもよい。

外科医はプロテーゼのサイズを判断するためにテンプレートを使用すると考えられる。外科医は、小型、中型または大型の直径サイズ、例えば直径３〜４ｃｍ、直径５〜６ｃｍまたは直径７〜８ｃｍであり、好ましくは厚さが５〜１４ｍｍの間である、予め製作されたプロテーゼを選択しうる。この予め製作されたプロテーゼは、除去後の骨片の代わりに使用されるかまたは骨片に組み込まれることができる。あるいは、プロテーゼはカスタムメイドであってもよい。この状況では、手術前画像が、天然骨の「ミラーリング」によって３ＤＣＡＤパッケージに転送される。このようにして、３Ｄモデルが作成され、それに基づいて頭蓋プロテーゼが生産される。

外傷性脳損傷（ＴＢＩ：ｔｒａｕｍａｔｉｃｂｒａｉｎｉｎｊｕｒｙ）、頭蓋内腫瘤状病変、脳脊髄液（ＣＳＦ：ｃｅｒｅｂｒｏｓｐｉｎａｌｆｌｕｉｄ）循環障害、およびよりびまん性の頭蓋内病理過程の結果として、頭蓋内圧亢進（ＩＣＰ：ｉｎｔｒａｃｒａｎｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ）が生じうる（ＤｕｎｎＬＴ、（２００２年）、ＪＮｅｕｒｏｌＮｅｕｒｏｓｕｒｇＰｓｙｃｈｉａｔｒ、７３（ＳｕｐｐｌＩ）：ｉ２３‐ｉ２７）。臨床的に重要な場合に実質、脳室またはクモ膜下腔内の頭蓋内圧を直接測定する頭蓋内圧（ＩＣＰ）モニタが、特許請求された頭蓋内プロテーゼ内にモジュール化されうる。特許請求された頭蓋プロテーゼは、カプセル化クモ膜下ボルト（リッチモンドボルトまたはスクリュとも呼称される）、すなわち頭蓋骨に穿孔された穴を通して挿入される、頭蓋内圧を監視するために使用される中空スクリュを含みうる。これは脳および脊髄を保護する膜（硬膜）を通して置かれ、硬膜下腔の内側から記録することができる。あるいは、特許請求されたデバイスは、単一のチャネルを通して頭蓋内圧および脳組織酸素分圧（ｐｂｔＯ２：ｂｒａｉｎｔｉｓｓｕｅｏｘｙｇｅｎｐａｒｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ）を監視するＩｎｔｅｇｒａ（登録商標）Ｃａｍｉｎｏ（登録商標）頭蓋内圧監視キット（ＩｎｔｅｇｒａＬｉｆｅＳｃｅｉｎｃｅｓＣｏｒｐ．、ニュージャージー州プレインズボロ）に対応するように作製される。このキットはカテーテルの管腔に収まり、カテーテルがさらに頭蓋プロテーゼの予め形成された口の１つに挿入されるかまたは製造時にプロテーゼに埋め込まれる。本出願の頭蓋プロテーゼは、マイクロセンサＩＣＰ（ＤｅＰｕｙＳｙｎｔｈｅｓＣｏ．、マサチューセッツ州レイナム）を係合するように製造されてもよい。例えば、ＣｏｄｍａｎＭｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒＩＣＰ（登録商標）トランスデューサは、小型の１００ｃｍの可撓性ナイロンチューブの先端のチタンケース内に搭載されたミニチュア圧力歪ゲージからなり、可撓性により破損または監視障害を伴わずにナイロンカテーテルのロープロファイルのトンネリングおよびキンキングが可能になる。Ｃｏｄｍａｎ（登録商標）Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ（登録商標）トランスデューサは、硬膜下、実質または脳室内のソースで直接頭蓋内圧を監視し、情報を静圧カラムまたは光ファイバを通してではなく電子的に中継する。本出願の頭蓋プロテーゼは、ナイロンチューブを係合し、監視されるべき脳のエリアに直接送達するための手段を含むように製作されうる。本頭蓋プロテーゼは、Ｓｐｉｅｌｂｅｒｇによる３ＰＮ（登録商標）（ＳｐｉｅｌｂｅｒｇＧｍｂＨ＆Ｃｏ．Ｋｇ、ドイツ、ハンブルク）などの実質プローブを含むように設計されてもよい。Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）は、穿頭穴を通して実質内に置かれたときに実質内圧力を測定する。Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）は、伝統的に縫合フラップにより患者の皮膚に付けられるが、トロカールも含むことができるため、穿頭穴から押し出すことができる。Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）は、製造時に特許請求された頭蓋プロテーゼに既に取り付けられてもよいし、またはプロテーゼがＰｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）を係合することができる予め存在するボアを備えて処方されてもよい。いずれの実施形態においても、移植後に、特許請求された発明と同時にＰｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）を使用する性能を有することにより、Ｐｒｏｂｅ３ＰＮ（登録商標）などの実質プローブを設置するために患者に対して後で手術を行う必要性が低減される。

特許請求された頭蓋プロテーゼを用いてモジュール化されうる別のデバイスは、頭蓋内血流モニタである。脳への血流の欠如は脳虚血をもたらし、それがさらに脳代謝の変化、代謝率の低下、およびエネルギー危機の創成につながり（ＶｅｓｐａＰら、（２００５年）、ＪＣｅｒｅｂｒａｌＢｌｏｏｄＦｌｏｗＭｅｔａｂ、２５（６）：２６３‐７４）、脳損傷をもたらす。頭蓋プロテーゼは、例えば、熱拡散（ＴＤ：ｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）技術を用いて実時間でｍｌ／１００ｇ−ｍｉｎの絶対生理学的単位で組織灌流を連続的に定量化するＱＦｌｏｗ５００（商標）灌流プローブ（Ｈｅｍｅｄｅｘ，Ｉｎｃ．、マサチューセッツ州ケンブリッジ）を含みうる。神経学的応用例において、このプローブは脳血流（ＣＢＦ：ｃｅｒｅｂｒａｌｂｌｏｏｄｆｌｏｗ）の絶対レベルの計算を可能にする。このプローブは、標的組織に挿入され、そこで灌流を測定する、１０日間その場に留まることがＦＤＡに許可された、可撓性の放射線不透過性カテーテルである。特許請求された頭蓋プロテーゼは、潅流プローブのカテーテルを係合できるボアを備えて予め製作されてもよく、または製造時にカテーテルがプロテーゼに埋め込まれてもよい。プロテーゼにモジュール化されると、プローブは導管コードに接続し、導管コードがさらにモニタに接続する。脳プロテーゼにモジュール化されうる別の考えられる頭蓋内血流モニタは、センサを用いて血流の相対的変化を測定し、組織内の領域的微小循環血流を監視するｃ−ＦＬＯＷ（商標）モニタ（Ｏｒｎｉｍ，Ｉｎｃ．、マサチューセッツ州フォックスボロ）である。組織灌流の変化を示唆する血流の実時間の変化を反映する情報が、ベッドサイドモニタのスクリーン上に数値および図表で表示される。特許請求された頭蓋プロテーゼは、デバイスに埋め込まれたｃ−ＦＬＯＷ（商標）センサを備えて製作されてもよい。

新規な頭蓋プロテーゼは、頭蓋アクセスポートに脳へのアクセスを提供するリザーバデバイスを含みうる。Ｉｎｔｅｇｒａ（登録商標）リザーバは閉鎖型脳室アクセスシステムとして設計され、ＣＳＦの回収ならびに放射性同位体および化学療法剤の送達を促進する。Ｉｎｔｅｇｒａ（登録商標）ＣＳＦリザーバは、皮下穿刺を介して側脳室へのアクセスを提供する。Ｉｎｔｅｇｒａ（登録商標）ＣＳＦリザーバは、細胞学的および化学的研究のため、脳室液圧を監視するため、および脳室ドレナージを容易にするためにＣＳＦサンプルを得る上で有用である。このリザーバは、化学療法剤および／または放射性同位体の注射のために側脳室および嚢胞性腫瘍への容易なアクセスを提供する。コンバーチブルＩｎｔｅｇｒａＣＳＦリザーバが水頭症患者において利用されうる。いくつかのモデルが提供されており、多様な治療プロトコルに適応する柔軟性を提供する。特許請求されたプロテーゼは、カテーテルを受け入れて患者の脳に導くことができるボアまたは埋め込まれたチューブを備えて予め製作されてもよい。Ｉｎｔｅｇｒａ（登録商標）リザーバは、標準、側部入口、コンバーチブル（穿頭穴およびフラットボトムの両方）およびミニ、ならびに様々なサイズを含め、様々な構成で利用可能である。

内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，３８５，５８２号（Ｏｍｍａｙａ）および米国特許第５，２２２，９８２号（Ｏｍｍａｙａ）に記載されるようなＯｍｍａｙａリザーバ（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ、ミネソタ州ミネアポリス）も、本頭蓋プロテーゼにモジュール化されうる。Ｏｍｍａｙａリザーバは脳からの流体の導入または抽出を可能にする。Ｏｍｍａｙａリザーバは、小型のプラスチックのドーム状容器からなり、小型のチューブまたはカテーテルがドームから外に延びる。頭蓋プロテーゼに組み込まれる際には、ドームリザーバがプロテーゼの上に配置され、カテーテルがアクセスポートのうちの１つの中へ、そして患者の脳の脳室の中へと導かれる。Ｏｍｍａｙａリザーバは、設置されると、脳脊髄液（ＣＳＦ）を抽出するため、かかる流体または腫瘍／脳組織を試験するため、または例えば腫瘍の部位に化学療法を直接導入するため、あるいは髄腔内化学療法のために脳室内に導入するために使用されうる。ＣＳＦをサンプリングするためまたは脳の様々なエリアに薬物を注射するためにリザーバおよびそれに関連するカテーテルを最適に配置するために、外側モジュレーションリングが回転されうる。特許請求されたプロテーゼの超音波画像化性能により、治療外科医は、リザーバが適切に置かれたか否かおよび／または治療が有効であるか否かを判断するために患者の多数のコンピュータ体軸断層撮影スキャン（ＣＴ）または磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）を撮影する必要性を回避して、治療のための脳の領域をより良く位置特定することができる。

本プロテーゼに組み込まれうるさらに別の応用例は、高密度焦点式超音波および磁気画像化デバイスである。そのようなデバイスの例は、ＭＲｇＦＵＳ技術（ＩｎｓｉｇｈｔｅｃＬｔｄ．、イリノイ州ティラトカルメル）である。超音波は、ヒトに聞こえるものよりも高い周波数の音波である。診断医療画像化に使用される周波数は、一般的に１〜１８ＭＨｚの範囲内である。超音波は治療用に使用されうる。高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ：Ｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｃｕｓｅｄｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）エネルギーは、標的組織を切除するために焦点で最高８５℃の熱を生成する。治療用超音波に使用される周波数は２２０〜６８０ＭＨｚの範囲内である。磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）は、身体の画像を形成するために磁場および電波を使用する医療画像化技術である。この技術は、電離放射線への曝露を伴わない医療診断、病期分類、フォローアップのために病院で広く使用されている。ＭＲＩの利点は、スキャンされた臓器の温度測定（検温）も提供できることである。ＭＲｇＦＵＳは、ＭＲＩの画像および温度の誘導下で標的組織を切除するために焦点式超音波を使用する。これにより医師は、周囲の組織にほとんどまたは全く害を及ぼさずに、最小限の副作用で、安全かつ効果的な非侵襲的治療を行うことができる。ＭＲｇＦＵＳは焦点に電子的に調節する多素子フェーズドアレイトランスデューサを使用する。治療医が治療領域を定義し、それに応じてシステムが治療計画を作成する。治療の間には、最大１０００の線数の超音波が焦点に放射される。超音波線はエネルギーを熱に変換しながら標的組織を切除する。ＭＲＩによって誘導されて、治療組織の明瞭な視野が取得される。さらに、組織への累積熱効果を判断するために熱データが分析される。必要に応じて、安全かつ効果的な応答を確保するためにパラメータが調節される。本プロテーゼの移植によって超音波線の数が大幅に低減されると考えられる。さらに、ＨＩＦＵを使用して損傷されるエリアが同時に監視および画像化されうるため、標的計画、超音波ビームの精度、およびＨＩＦＵの安全性が大幅に低減される。これは、より良好な患者の転帰につながり、費用および治療時間を劇的に減少させると考えられる。

Claims

外側本体と、前記外側本体によって少なくとも部分的に囲まれた内部窓と、１つ以上の診断機器および／または頭蓋内送達システムを係合するための手段とを含む、頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、人工頭蓋インプラントである、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、開頭術の直後に移植される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、生体適合性および殺菌可能である、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、患者の既存の骨片に取り付けられるかもしくは組み込まれるか、または前記骨片に完全に置き換わる、請求項３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、穴をさらに含み、さらに前記穴は、固締手段を用いて前記プロテーゼを患者の頭蓋骨に留めるために使用される、請求項３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記固締手段は、縫合糸、ブレース、スクリュ、プレート、骨アンカー、縫合材およびワイヤからなる群より選択される、請求項６に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記窓は、前記プロテーゼが移植される患者に対する超音波診断デバイスの使用を可能にする、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、前記プロテーゼが移植される患者に対する核磁気共鳴診断デバイスの使用を可能にする、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼの前記内部窓は、予め製作される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、予め組み立てられ、様々なサイズである、請求項１０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、小型、中型および大型サイズのバージョンに予め組み立てられる、請求項１１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、モールディング、真空成形および熱成形からなる群より選択されるプロセスを用いて製造される、請求項１０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、カスタムメイドである、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、付加製造プロセスを用いてカスタムメイドされる、請求項１２に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、モールドを用いてその場で処方される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、プラスチック樹脂状材料またはアルギン酸塩を用いてその場で処方される、請求項１７に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、放射線透過性材料から製造される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記放射線透過性材料は、超音波対応である、請求項１８に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記窓は、単一の材料片から形成される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記窓は、平面状または湾曲状である、請求項２０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記外側本体は、前記プロテーゼが患者に移植された後に診断機器および頭蓋内送達システムからなる群より選択される１つ以上のモジュレータ構成要素を係合するための１つ以上の手段をさらに含み、前記係合されたモジュレータ構成要素は正常に機能する、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記外側本体は、生体適合性材料から作製される、請求項４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記生体適合性材料は、米国食品医薬品局（Ｕ．Ｓ．ＦｏｏｄａｎｄＤｒｕｇＡｇｅｎｃｙ）または同様の世界中の審査機関によってヒトへの移植が承認されている、請求項２３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記生体適合性材料は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、コバルトクロムまたはこれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項２４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記生体適合性材料は、チタンまたはチタン合金である、請求項２５に記載の頭蓋プロテーゼ。
患者の医療専門家は、超音波診断機器を前記患者に対して使用するために前記プロテーゼの前記窓を同時に使用しながら前記１つ以上のモジュレータ構成要素を使用することができる、請求項２２に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記モジュレータ構成要素を係合するための前記手段は、アクセスポート、穿頭穴、予め製作されたオリフィス、埋め込まれたチューブ、アダプタおよびプラグソケットからなる群より選択される、請求項２２に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記モジュレータ構成要素を係合するための前記手段は、アクセスポートである、請求項２５に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記アクセスポートは、特定のモジュレータ構成要素を保持するようにサイズが定められる、請求項２６に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記モジュレータ構成要素を係合するための前記手段は、前記モジュレータ構成要素を保持するための手段をさらに含む、請求項２５に記載の頭蓋プロテーゼ。
モジュレータ構成要素を保持するための前記手段は、前記係合手段の壁を覆い、生体適合性であり殺菌可能な弾性材料および他の適応デバイスから作製される、請求項２６に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記１つ以上の診断機器は、不確定期限にわたり前記外側本体に取り外し可能に付けられる、請求項２３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記放射線透過性材料は、超音波対応である、請求項１８に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼの前記内部窓は、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル、ポリメチルペンテンおよびポリメチルメタクリレートからなる群より選択される生物学的適合性ポリマー材料から製造される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼの前記内部窓は、セラミックから製造される、請求項１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記１つ以上のモジュレータ構成要素は、経頭蓋ドプラシステム、頭蓋内圧モニタ、マイクロセンサＩＣＰトランスデューサ、実質プローブ、温度プローブ、頭蓋内血流モニタならびに高密度焦点式超音波および磁気画像化デバイスからなる群より選択される診断デバイスである、請求項３３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記１つ以上のモジュレータ構成要素は、ＣｌｅｖｅｌａｎｄＭｕｌｔｉｐｏｒｔＣａｔｈｅｔｅｒ（商標）、ＶｅｒｓａｇｏＶａｓｃｕｌａｒＡｃｃｅｓｓ（商標）ポートシステム、およびＯｍｍａｙａリザーバからなる群より選択される頭蓋内送達／アクセスデバイスである、請求項３３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記１つ以上のモジュレータ構成要素は、血液脳関門の破壊、血栓の液化または高密度焦点式超音波に使用される治療用超音波アプリケーションである、請求項３３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、頭蓋内の病状を診断および治療するように設計される、請求項３７に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋内の病状は、脳腫瘍、脳内血腫、硬膜下血腫、硬膜外血腫、先天性または後天性水頭症、脳感染、脳膿瘍、血管攣縮、脳の先天異常および脳嚢胞からなる群より選択される、請求項３７に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記モジュラーキャパシティを有する前記プロテーゼは、頭蓋内圧、脳組織酸素分圧、硬膜下圧、実質圧、脳室内圧、実質内圧、脳の温度、脳の血流、組織灌流、脳室液圧を監視することができる、請求項３７に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、細胞学的および化学的分析のための脳組織サンプルの回収、脳室液の排出、および化学療法剤または放射性同位体の注射を可能にするように設計される、請求項３２に記載の頭蓋プロテーゼ。
内部円形窓と、１つ以上の診断機器および／または頭蓋内送達システムおよび／または治療用超音波デバイスを係合するための手段を有する外側円形リングとを含む、頭蓋プロテーゼであって、前記外側リングは回転されうる、頭蓋プロテーゼ。
前記外側リングの最外側部分を取り囲むための内部空間を有する外側ケーシングをさらに含み、前記外側リングは前記外側ケーシング内で移動することができる、請求項４４に記載の頭蓋プロテーゼ。
２重リングシステムをさらに含み、第１のリングはレール構成部を備えて形成され、第２のリングは対向する釘および頭の構成部を備えて形成され、前記釘および頭の構成部が前記第２のリングの前記レール形成部を係合したときに、１つ以上の診断機器および／または頭蓋内送達システムおよび／または治療用超音波デバイスを係合するための前記手段が妨げられないという条件で、前記第２のリングの前記レール形成部が前記第１のリングを前記デバイスに留め、前記リングの自由回転を可能にする、請求項４４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記外側ケーシングは、上部円形壁と、前記上部壁に付けられた底部円形壁とを有し、前記壁の間の空間は、前記外側リングと前記外側リングを保持するための手段とを受ける、請求項４５に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記外側ケーシングは、内方に向けられたリッジまたはフランジをさらに含み、前記外側リングは、外方に延びるリッジまたはフランジを有し、前記リッジまたはフランジは、前記外側リングを前記外側ケーシング内に保持する、請求項４７に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、開頭術の直後に移植される、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、移植された後に代謝しない、請求項４４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、生体適合性および殺菌可能である、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、患者の既存の骨片に取り付けられるかまたは前記骨片に完全に置き換わる、請求項４４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、穴をさらに含み、前記穴は、固締手段を用いて前記プロテーゼを患者の頭蓋骨に留めるために使用される、請求項４９に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記固締手段は、縫合糸、ブレース、スクリュ、プレート、骨アンカー、縫合材およびワイヤからなる群より選択される、請求項５３に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記窓は、前記プロテーゼが移植される患者に対する超音波診断デバイスの使用を可能にする、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、前記プロテーゼが移植される患者に対する核磁気共鳴診断デバイスの使用を可能にする、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼの前記内部窓は、予め製作される、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、モールディング、真空成形および熱成形からなる群より選択されるプロセスを用いて製造される、請求項５７に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、カスタムメイドである、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、付加製造プロセスを用いてカスタムメイドされる、請求項５９に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、モールドを用いてその場で処方される、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、プラスチック樹脂状材料またはアルギン酸塩を用いてその場で処方される、請求項６１に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼは、放射線透過性材料から製造される、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記放射線透過性材料は、超音波対応である、請求項６２に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記窓は、単一の材料片から形成される、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記外側本体は、前記プロテーゼが患者に移植された後に１つ以上の診断機器を係合するための１つ以上の手段をさらに含み、前記係合された診断機器および／または頭蓋内送達システムは正常に機能する、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記外側本体は、チタン、チタン合金、コバルトクロムまたはこれらの任意の組み合わせから作製される、請求項６６に記載の頭蓋プロテーゼ。
患者の医療専門家は、超音波診断機器を前記患者に対して使用するために前記プロテーゼの前記窓を同時に使用しながら前記１つ以上の診断機器を使用することができる、請求項６６に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記診断機器および／または頭蓋内送達システムを係合するための前記手段は、アクセスポート、穿頭穴、予め製作されたオリフィス、埋め込まれたチューブおよび雌プラグソケットからなる群より選択される、請求項６６に記載の頭蓋プロテーゼ。
診断機器および／または頭蓋内送達システムを係合するための前記手段は、前記診断機器および／または頭蓋内送達システムが設置された後に前記診断機器および／または頭蓋内送達システムを前記頭蓋プロテーゼに対して保持するための手段をさらに含む、請求項６９に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記診断機器および／または頭蓋内送達システムを保持するための前記手段は、前記係合手段の壁を覆い、設置後に前記機器または送達を前記プロテーゼに対してしっかりと保持する圧力を前記機器または送達システムに及ぼす、生体適合性であり殺菌可能な弾性材料から作製される、請求項６９に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記１つ以上の診断機器は、不確定期限にわたり前記外側本体に取り外し可能に付けられる、請求項６６に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記頭蓋プロテーゼの前記内部窓は、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル、ポリメチルペンテンおよびポリメチルメタクリレートからなる群より選択される材料から製造される、請求項４０に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記１つ以上の診断機器は、経頭蓋ドプラシステム、頭蓋内圧モニタ、マイクロセンサＩＣＰトランスデューサ、実質プローブ、温度プローブ、頭蓋内血流モニタ、ポートアクセスを備えたリザーバデバイスならびに高密度焦点式超音波および磁気画像化デバイスからなる群より選択される、請求項６８に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、脳腫瘍、神経膠芽腫、外傷性脳損傷、実質内血腫、硬膜下血腫、硬膜外血腫、不整脈後の血管攣縮を伴うクモ膜下出血、先天性または後天性水頭症、脳室ドレナージを伴う脳外傷、脳の炎症、脳の感染、視床下部の損傷、またはシャントの移植により引き起こされる脳の損傷を診断および治療するように設計される、請求項７４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、患者のクモ膜下腔の頭蓋内圧、脳組織酸素分圧、硬膜下圧、実質圧、脳室内圧、実質内圧、脳の温度、脳の血流、組織灌流、脳室液圧を監視するように設計される、請求項７４に記載の頭蓋プロテーゼ。
前記プロテーゼは、細胞学的および化学的分析のための脳組織サンプルの回収、脳室液の排出、および化学療法剤または放射性同位体の注射を可能にするように設計される、請求項６８に記載の頭蓋プロテーゼ。