JP2020512155A - 機械的組織刺激のためのデバイス、システム、および方法 - Google Patents

Abstract

患者の鼻組織（１）を機械的に刺激するためのシステムは、流体流発生器（５）に接続されたカテーテルアセンブリ（３）を備える。カテーテルアセンブリは、少なくとも１つのカテーテル容積（１３）を画定するほぼ長円形の膨張可能なカテーテル（１１）を備え、カテーテルは鼻腔内への挿入に適した形状をとり、鼻組織を刺激するのに適した形状をとるように構成される。カテーテルアセンブリはまた、前記流体流発生器とカテーテルとの間に流体流接続を確立するように構成された少なくとも１つの管腔（９）を備えるチューブ（７）部分を備える。好ましくは、カテーテルアセンブリが流体を放出するか、または生成された流体流から流体が逃げることを可能にするための少なくとも１つの通気口（１５）を備える。本発明の前述の態様の流体流発生器（５）は、滑らかな連続流、振動流、および脈動流のうちの少なくとも１つを生成するように構成される。流体流発生器は、ポンプ（４９）、ダイヤフラムポンプ（５０）、逆止弁（４７）、三方弁（５３）、流れ（４５）の脈動および／または振動を減衰させるための手段、圧力センサ（４１）、ならびにポンプおよびセンサを制御するための制御装置（４３）のうちの少なくとも１つを備える。

Description

関連出願の相互参照
本出願は２０１７年３月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／４７７４９１号の優先権を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は一般に、ヒトまたは他の哺乳動物の体腔における機械的組織刺激に関する。本発明は、動的振動刺激（ＫＯＳ）などの機械的組織刺激のための装置、システム、および方法に関する。

時には、神経系は体内の疾患プロセスに関与する。他の場合において、神経系は、身体のどこかで疾患プロセスに影響を及ぼすためのベクターである。組織および神経刺激装置は神経系が役割を果たす疾患過程を調節するために使用することができ、または疾患過程において役割を果たす身体の一部に到達するために使用することができる。

機械的または他の組織刺激器は、鼻腔内に導入され得るか、または身体上または身体内の他の位置で使用され得る。治療プローブを鼻腔内に配置することによって、治療効果を低下させる役割を果たすことができる皮膚または他の組織によって絶縁されていない組織および神経に治療を施すことができる。鼻腔はまた、三叉神経、嗅神経、蝶口蓋神経節などの重要な神経に近接している。これらの神経のいくつかは、自律神経系の交感神経および副交感神経部分にとって重要である。したがって、鼻腔内の治療は、外科的に侵襲性のプローブを使用せずに施すことができる。プローブは、治療セッションの間に鼻腔から取り外すことができる。

公表された臨床試験はＫＯＳ治療が有益な臨床効果を有することを見出した（例えば、Juto JE、Axelsson MKinetic oscillation stimulation as treatment of non-allergic rhinitis: an RCT studyActa Otolaryngol、Ｍａｙ ２０１４）。また、治療は慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、乾性眼症候群(Keratoconjunctivitis Sicca)、鼻炎、放射線誘発性炎症、片頭痛、炎症性腸疾患（ＩＢＤ）、およびシェーグレン症候群、慢性腎疾患（ＣＫＤ）、うつ病、慢性疲労症候群（ＣＦＳ）、心筋梗塞（ＭＩ）、関節硬化症、卒中、リウマチ性関節炎、多発性硬化症（ＭＳ）、パーキンソン病、ＡＬＳなどであるが、これらに限定されない、神経系または炎症プロセスが関与する他の適応症にとって有益であり得ると考えられる。

別の例は鼻腔内刺激であり、ここでは、主に電気刺激が鼻腔内に送達される、メインボミアン・グランド・ディゼースおよびブレファリティス(Meinbomian Gland Disease and Blepharitis)(US２０１７／０３１２５２１ Ａ１）の処置のためのものである。この特許による刺激は、典型的には鼻腔内で２０〜３５ｍｍ行われる。この出願は典型的には３〜５分の持続時間を有するが、時には１０分までの持続時間を有する鼻腔内電気刺激を記載している。そのような持続時間の間、手持ち式刺激デバイスを保持することは、疲れやすい可能性がある。この出願は気流の手段による刺激に言及しているが、治療を実施するためのいかなる可能な特徴も提供していない。

様々な疾患を治療するために鼻腔内で使用するための機械的組織刺激装置は以前から知られており、例えば振動装置（ＳＥ５３１１７２ Ｃ２）である。この特許は１つの状態で体腔内に挿入され、次いで振動治療の前に第２の状態に拡張される、すなわち、第２の状態で鼻孔を通して導入するには大きすぎる装置を開示している。それはまた、「シリコーン、プラスチック、またはゴム材料から適切に作られる」安定化セクションを有する典型的な実施形態を記載し、安定化セクションはしかしながら、材料を柔らかく、可撓性であるが、鼻腔内に導入することが依然として不快であり得る。

カテーテルが可能な限り柔軟かつ柔軟であり、一方、体腔内に導入することが可能であるように十分に剛性でなければならない解決策を有することが望ましい。一般的な問題は、治療バルーンが鼻腔内に十分に遠くまで挿入されず、関連する管の重量のためにある程度引き出され、周囲組織からの力、またはバルーンに作用する他の力によって押し出されることである。治療中に治療装置の位置を固定する簡便かつ実用的な手段が必要とされており、これは２つの鼻孔の各々において１０〜１５分を要し、その結果、治療は所望の医療上の利益を損なうほど誤った場所に送達されない。また、できるだけ高価で重い機械部品を使用せずに、できるだけ多くの望ましい特徴を提供する解決策を有することが望ましい。

一般的な態様では、本発明が流体流発生器に接続されたカテーテルアセンブリを備える、患者の鼻組織の機械的刺激のためのシステムを対象とする。カテーテルアセンブリは少なくとも１つのカテーテル容積を画定するほぼ長円形の膨張可能なカテーテルを含み、カテーテルは鼻腔内への挿入に適した形状をとり、鼻組織を刺激するのに適した形状をとるように構成される。カテーテルアセンブリはまた、前記流体流発生器とカテーテルとの間に流体流接続を確立するように構成された少なくとも１つの管腔を備える管部分を備える。好ましくは、カテーテルアセンブリが流体を放出するか、または生成された流体流から流体が逃げることを可能にするための少なくとも１つの通気口を備える。

一態様では、システムの少なくとも１つの通気口が手動または機械的に閉塞することができる。

一態様では、システムの少なくとも１つの通気口が管部分上に配置される。

一態様では、システムの少なくとも１つの通気口がカテーテル上に配置される。

一態様では、鼻への挿入をサポートするためのクッション効果を提供するために、複数の通気孔をカテーテル上に分散させることができる。

一態様では、複数の通気孔がカテーテルの遠位先端部分に配置される。

システムの一態様では、少なくとも１つの通気口がカテーテルにかかる外力がカテーテルを収縮させることができるように構成される。

本発明の以前の態様の流体流発生器は、滑らかな連続流、振動流、および脈動流のうちの少なくとも１つを生成するように構成される。流体流発生器は、ポンプ、ダイヤフラムポンプ、逆止弁、三方弁、流れの脈動および／または振動を減衰させるための手段、圧力センサ、ならびにポンプおよびセンサを制御するための制御装置のうちの少なくとも１つを備える。

一態様では、流体低発生器が滑らかな連続流を生成するように構成された第１のポンプと、脈動および／または振動流体流を生成するように構成された第２のポンプとを備える。

本発明の装置と共に使用されるような流体流発生器の一態様では、流れの脈動および／または振動を減衰させるための手段がポンプに接続されたヘルムホルツ共振器、または管状装置または空洞を備えるマフラである。

一態様では、システムのカテーテルが以下の特徴のうちの少なくとも１つを備える：流体流の振動および脈動を鼻組織に伝達する１つまたは複数のセグメント；流体流の振動を減衰または排除する１つまたは複数のセグメント；流体圧力または流体流の脈動の増加の結果としてカテーテルサイズを拡張する１つまたは複数の弾性セグメント；カテーテルが所定の方向に屈曲するのを防止する剛性要素；残りのカテーテルよりも疎水性材料で作られた遠位先端部分；および鼻腔内の位置を安定させるように構成された折り畳みまたは突起。

一態様では、システムのカテーテルアセンブリがカテーテルアセンブリを操作および／または安定化するために、チューブ部分とカテーテルとの間に支持構造を備える。この支持構体は以下の特徴、すなわち、カテーテルに並列に突出し、鼻孔内に延在するように構成された一対のノブと、管部分に連結するための手段と、カテーテル圧または剛性を制御するための、例えば手動または機械的に制御可能な、１つまたは複数の制御可能な通気孔とのうちの少なくとも１つを備える。

一態様ではカテーテルアセンブリを備えるシステムが流体流発生器およびカテーテルに流体接続された第１の管腔を有する第１の管と、カテーテルおよび周囲空気に接続された第２の管腔を有する第２の、好ましくはより短い管とを有する管部分を備え、カテーテルは第１の管腔から第２の管腔に流体流を受け入れるように構成される。この態様によれば、カテーテルは第１の管腔から流体流を受け取る第１のカテーテル容積と、前記第１のカテーテル容積から流体流を受け取り、第２の管腔に接続された第２のカテーテル容積との間に隔壁を有することができる。この態様によれば、第１の管腔および第２の管腔は、管部分内に同軸に配置することができる。さらに、この態様によれば、第２の管腔の直径は、第１の管腔よりも小さくすることができる。この態様に加えて、流体流発生器は、ヘルムホルツ共振器および逆止弁に接続されたダイヤフラムポンプおよびポンプと、圧力センサと、ポンプおよびセンサを制御するための制御デバイスとを備えることができる。さらに、第１および第２チューブのうちの少なくとも１つは、耳に固定されるように構成される。第１および第２チューブのうちの少なくとも１つは、第１および第２チューブのうちの少なくとも１つの制御された回転を可能にする少なくとも１つの流体伝導コネクタを含むことができる。さらに、この態様によれば、支持構造は、耳に固定するように構成された支持管を備えることができる。前記コネクタは、支持チューブを第１および第２チューブのうちの少なくとも１つと接続するように構成することができる。

別の一般的な態様では、本発明が前述のようなカテーテルアセンブリを含むシステムを使用して鼻組織を刺激する方法を対象とする。この方法は、概して、流体流発生器から流体流を提供するステップと、カテーテルを膨張させて鼻腔内に挿入するのに適した形状をとるステップと、カテーテルを鼻腔内の所定の位置に挿入するステップと、流体流レギュレータでカテーテルを調整して鼻組織を刺激するステップと、滑らかな連続流体流、振動流体流、および拍動流体流のうちの少なくとも１つを選択することによって鼻組織を刺激するステップとを含む。

本方法の一態様では、カテーテルを膨張させ、かつ／またはカテーテルを鼻腔内に挿入するときに、滑らかな連続流体流が提供される。

本方法の一態様では、カテーテルを鼻腔内に挿入するときに、振動流体流および／または脈動流体流が提供される

前述の方法は、振動流体流および／または脈動流体流で３〜２５分間または少なくとも１０分間鼻組織を刺激することを含むことができる。

前述の方法は、少なくとも１つの制御可能な通気口を用いてカテーテル圧力及び／又はカテーテル剛性を制御することを含むことができる。さらに、または、その代わりに、そのような通気口は手動または機械的に閉塞可能であってもよく、カテーテル圧力および／または剛性は例えば、追加のポンプによって生成される振動および／または脈動流を維持しながら、カテーテル圧力を増加または減少させるために、滑らかな連続流を生成するポンプを調節することによって、フロージェネレータによって制御されてもよい。

一態様では、この方法が耳の上でカテーテルアセンブリを安定化させることを含むことができる。

一態様では、方法が流体流が少なくとも１つの通気口から出ることを可能にしながら、鼻組織を刺激することを含むことができる。

本方法の一態様では、流体流量がゼロ圧力で約７００〜２０００ｍｌ／分、１００ ｍｂａｒ圧力で５００〜１５００ｍｌ／分の流量で発生器から提供され、カテーテルアセンブリ内の流量は流体インピーダンスのために、この上限よりも低い。

本方法の一態様では、本方法が１０〜１００Ｈｚの範囲の主周波数を有する脈動または振動流体流を含む。

本発明のシステムおよび方法の特徴は、説明の以下のセクションでさらに説明または定義され、任意の実施形態または構成は限定なしに、本発明の一部とみなされるべきである。

図１は、鼻組織の機械的刺激のためのシステムの概略図を示す。 図２は、２つの管腔を有するチューブと、２つのカテーテル容積を有するカテーテルとを有するカテーテルアセンブリの一例を説明する概略図である。 図３は、異なる通気位置を示す概略図である。 図４は、物質送達のためのノブを含むカテーテルアセンブリの概略図である。 図５は、カテーテルアセンブリが流体がカテーテルおよびその体積に到達する前に通気口を有する単一管腔チューブを有するシステムの一例を説明する概略図である。 図６は、流体がカテーテル容積を通ってループ内を流れるカテーテルアセンブリの一例を説明する概略図である。 図７は、クッション効果を生み出すために配置された通気孔を有するカテーテルの例を示す概略図である。 図８は、クッション効果を生み出すために配置された通気孔を有するカテーテルの例を示す概略図である。 図９は、両側に通気孔を有する、平坦化されたカテーテルの一例を説明する概略図である。 図１０は、制御されたインピーダンスを提供する丸い通気口の概略図である。 図１１Ａは、制御されたインピーダンスを提供する支持構造上に配置されたベントの概略図である。 図１１Ｂは、制御されたインピーダンスを提供する支持構造上に配置されたベントの概略図である。 図１２Ａ〜１２Ｃは、非膨張状態（構造的剛性なし）、膨張状態（ある程度の剛性を提供する）、および脈動状態の３つの状態におけるカテーテルの一例を示す概略図である。 図１２Ａ〜１２Ｃは、非膨張状態（構造的剛性なし）、膨張状態（ある程度の剛性を提供する）、および脈動状態の３つの状態におけるカテーテルの一例を示す概略図である。 図１２Ａ〜１２Ｃは、非膨張状態（構造的剛性なし）、膨張状態（ある程度の剛性を提供する）、および脈動状態の３つの状態におけるカテーテルの一例を示す概略図である。 図１３は、通気孔のないカテーテルを鼻腔に挿入するか、または鼻腔から抜き取る方法の概略図である。 図１４Ａは、カテーテルに近接するかまたはカテーテル上の通気口が鼻組織などの外力に直面したときにカテーテルが迅速に邪魔になる道を提供する、カテーテルアセンブリの一例を示す概略図である。 図１４Ｂは、カテーテルに近接するかまたはカテーテル上の通気口が鼻組織などの外力に直面したときにカテーテルが迅速に邪魔になる道を提供する、カテーテルアセンブリの一例を示す概略図である。 図１５は、限られた振動を有するセグメントを有するカテーテルの一例を示す概略図である。 図１６は、垂直方向の撓みを防止する２つの剛性要素を有するカテーテルの一例を示す概略図である。 図１７は、一方の側に折り目を有するカテーテルの一例を示す概略図である。 図１８は、発生器と、圧力センサと、論理ユニットと、シングルルーメンチューブおよびシングル容積カテーテルを有するカテーテルアセンブリとを有するシステムの一例を示す概略図である。 図１９は、バルブによって接続または切断され得るポンプおよびヘルムホルツ共振器を有する発電機の一例を示す概略図である。 図２０は、ダイヤフラムポンプと、ポンプからの流出流に接続または接続解除することができる可変体積ヘルムホルツ共振器とを有する発電機の一例を説明する概略図である。 ３方弁の手段によって、マフラーの手段によって、直接的に、または、カテーテルアセンブリに向けることができる脈動流を生成する１つのダイアフラムポンプを有する発電機の実施例を示す概略図である。 図２２は脈動流および平滑流のための２つのポンプをそれぞれ有する発電機の一例を示す概略図であり、平滑流のためのポンプからの出力はヘルムホルツ共振器を通り、逆止弁を通過する。

本発明の目的は、治療的使用のために機械的組織刺激を使用する安全で便利な治療のための新規なシステムおよび装置を提供することである。

鼻組織の機械的刺激を送達するためのシステム

図１は鼻組織の機械的刺激を送達するためのシステムを使用する人の概略図であり、鼻組織の機械的刺激を送達するためのシステム１は、流体流発生器５に接続されたカテーテルアセンブリ３を備える。

指向性流体流を有するカテーテルアセンブリ

カテーテル組立体５は図２に示すように、少なくとも１つの内部管腔９を有する管腔を保持する流体を収容することができる１つまたは複数の管７、または同様の構造と、少なくとも１つの膨張可能なカテーテル容積１３を有するカテーテル１１とを備え、流体が管腔／管腔を通ってカテーテルを膨張させる容積に移動することができるようになっている。カテーテルが生体組織に当接することが望ましい場合がある。

一実施形態では、カテーテルが滑らかで滑りやすく平坦な材料から構成することができ、それにより、過度の摩擦なしに体腔の内外に容易に摺動する。それは、可撓性であり、周囲を超える内圧なしにカテーテルの形状を支持することができない材料を使用して構築することができる。典型的な実施形態では、カテーテルの材料が典型的にはカテーテルアセンブリ内に典型的に存在する圧力で弾性的に伸びない。

カテーテルアセンブリはチューブ７、カテーテル１１、またはその両方に配置された１つまたは複数の通気孔１５を備え、流体は１つまたは複数の管腔／管腔を通ってカテーテルアセンブリ内に連続的または断続的に注入され、いくらかの加圧を可能にし、一方、流体は通気孔を通って逃げることができる。通気孔はカテーテル材料の穴、カテーテル材料から形成されたチャネル（例えば、材料のシートを一緒に溶接するときに形成される）、チューブ、または当業者に知られている多数の方法で実施される他のものとすることができる。

流体の流れは主に滑らかで、（前後に）振動し、または（可変速度で一方向に）脈動することができ、流れは典型的には振動が異なる前進速度の間にあるか、またはすべて周囲を超える異なる圧力の間にあるように、単方向に脈動する。「脈動」はまた、本発明の文脈において、正味の流れをほとんどまたは全く伴わずに振動することを意味し得ることが理解される。平滑な流れは、患者によってあまり目立たないか、またはあまり強く感知されない可能性が高く、例えば、体腔へのカテーテルの挿入および体腔からのカテーテルの抜去中に、好ましい場合がある。振動または脈動する流れはデバイスを振動させるか、またはさもなければ、デバイスが隣接する組織を刺激し得、これは所望され得るか、または所望され得ない。

一実施形態では、通気口がカテーテル上の通気口を通る振動または脈動流体流がカテーテル通気口に近接または接触している組織を刺激することができるように配置することができる。カテーテル表面自体は、この場合、振動する必要はなく、または振動する流体の流れに沿って振動することができる（図３）。

ベント位置

図３に示されるように、カテーテルアセンブリ３上の通気口は、いくつかの異なる位置に配置され得る。図３は、カテーテル１７の側面上の通気孔、カテーテル１９の先端上の通気孔、およびチューブ２１上の通気孔を示す。カテーテルアセンブリのカテーテル上の通気孔は、クッション効果によって、カテーテルと任意の組織との相互作用を滑らかにするので、有利であり得る。この配置の結果、流体、典型的には空気などの気体が人の鼻腔気道に注入されることになり、これは望ましくても望ましくなくてもよい。

場合によっては流体または噴霧状態の医薬品、医療特性を有する気体、または他の流体が拍動治療を受けながら、患者に送達され、そのような場合にはその物質のいくつかまたはすべてが、本発明における流体流の機構、および他の手段、例えば、顔面マスク、または場合によっては本発明が埋め込まれた支持構造２３を介して送達される任意の残りの物質を介して送達され得ることが望ましい。いくつかの実施形態ではこのような物質がノブ２５に埋め込まれたチャネル（図示せず）を通して送達することができ、ここで、この物質は管部分の別個の管腔を通して送達されてもされなくてもよい。このような実施形態では、物質送達のために２つのノブのうちの１つを選択するためのメカニズムを有することが有利であり、他方のノブのチャネルが閉じられる。１つのそのような機構は、カテーテルアセンブリ（図示せず）を操作するときに容易にアクセスすることができる支持構造上に取り付けられたレバーの形成であってもよい。レバーは、ノブへの１つの通路のみがいつでも開閉できることを確実にするように作用する。

カテーテルアセンブリ上、例えばチューブ上に通気孔が配置され、カテーテル１１に向かって管腔内を流れる流体が通気孔の近傍に到達し、流体が最初にカテーテル容積に到達することなく通気孔を通って逃げることができるようにする場合、カテーテル容積への正味の流体流が必要ではなく、カテーテルは任意選択で通気孔なしに作製され、図５に示すように、鼻気道への流体の注入を防止することができる。正味の流れがほとんどまたは全くなくても、そのような管内のいかなる加圧も依然としてカテーテルを加圧する可能性があり、管内の脈動流は、カテーテル内に含まれる流体、したがってカテーテル表面内の振動につながる可能性がある。流体が異なる管腔を通ってカテーテル容積へ、およびカテーテル容積から流れ、管腔上に配置された任意の通気孔が流体をカテーテルから離れるように導く場合、流体は、カテーテルアセンブリを通る途中でカテーテルを通って流れることができる。２つ以上の管腔が使用される場合、これらは、同じまたは異なる管内にあってもよい。管腔は、管の内側の１つの管腔がカテーテルアセンブリの全てまたは一部のための別の管腔の内側にある場合、並んでいてもよく、または同軸であってもよい。図６は、流体がカテーテル容積を通ってループ状に流れるカテーテルアセンブリ３の一例を概略的に示す。

ノズルクッション

図７に示す一実施形態では、流体がカテーテル組立体１３内に注入されると、この／これらの通気孔を通って逃げる流体がカテーテルと組織との間に生じる物理的接触を最小限に抑える役割を果たすクッションを提供し、位置決め装置が体腔に挿入され、体腔から抜き取られ、体外から取り出され、または体外から適用されている間に患者が感じる不快感を低減するように、通気孔がカテーテル１１上に配置される。カテーテルは例えば、図８に示すように、カテーテルの遠位部分または先端に通気口を集中させることによって、不快感低減効果が改善されるように構成することができ、それによって、クッション効果は組織頭部と物理的に接触する可能性が最も高いカテーテルの部分に集中するか、または図９に示すように、平坦な形態を有することによって、狭くなる傾向がある鼻腔内に導入されるカテーテルのいずれかの側にクッション効果を生成する。

一実施形態では、カテーテルの上側に１つまたは複数の通気口があり、その方向に逃げる流体が鼻腔の上側の組織を刺激することができるようになっている。

疎水性チップ

１つの実施形態では、カテーテルが疎水性材料で作製され得るか、または全体的にもしくは部分的に疎水性材料でコーティングされ得、その結果、小さな通気孔が組織からの任意の分泌物からの詰まりなしに、ノズルクッションを作製するために使用され得る。そのような疎水性材料は、通気孔自体に適用されてもよく、さもなければ通気孔の周りに局所化されてもよい。

選択的に適用される脈動減衰器

一実施形態では、カテーテルアセンブリがカテーテルアセンブリ内を流れる流体の振動または脈動を低減または排除することができる１つまたは複数の脈動減衰器またはマフラーを含み、さもなければ、この振動または脈動はカテーテル容積に到達するために流体を通ってかつ流体と共に移動し、したがって、カテーテルの表面を振動させることになる。これらの緩衝器およびマフラーは、設計および意図において、発電機内部の同様の部品と同様であり得ることが理解される。このような脈動緩衝器またはマフラーの適用は治療的に活性な振動または脈動のいずれかがカテーテルを通して、または本質的に滑らかな流体の流れ（例えば、カテーテルの挿入または除去の間）を通して投与され得るように、機械的または電気的デバイスを通して選択的に制御され得る。一例は機械的弁を介してカテーテルアセンブリ内部の管腔に接続された脈動減衰器として作用するヘルムホルツ共振器であり、その結果、ユーザは、弁（図示せず）を開閉することによって、滑らかな流れ（減衰された）または振動または脈動する流れ（減衰されていない）の間で切り替えることができる。

カテーテルアセンブリに取り付けられた脈動減衰器またはマフラーはまた、一般的にはカテーテルアセンブリの物理的位置、特にカテーテルの物理的位置を（例えば、支持構造、固定デバイス、または同様のものに接続することによって）保持するか、またはさもなければ制御するために使用することができるハンドルとして役立つか、またはハンドルの一部であり得る。

カテーテルアセンブリに接続された脈動減衰器またはマフラーを有する実施形態は製品システム内の発電機システムの複雑さを低減することができ、潜在的により小さく、より便利で、より低コストで、より軽量で、それらの組み合わせ、または他の点で有利な発電機システムを可能にする。

制御排気インピーダンス

一実施形態では図５および図６に示すように、カテーテル１１を体腔内に挿入する間、または拍動治療中に、これらの通気孔２１のうちの１つまたは複数を通る流体の流れが、例えば１つまたは複数の指で全体的にまたは部分的に遮断され、したがってカテーテルアセンブリ内の連続的または断続的な流れによって経験される流れインピーダンスを変化させることによって、カテーテル内部の圧力を変化させて、カテーテルが多かれ少なかれ硬くなるように、１つまたは複数の制御可能な通気孔２１がカテーテルアセンブリ３の管７上に配置される。ある距離のチューブ、フィッティング、カテーテルボリューム、および同様のものを通過した後に流体が排出されるように、カテーテルアセンブリを通る連続的または断続的な流れに基づくシステムではシステム内の圧力が流体流路に沿った流体インピーダンスの分布に依存し、最高圧力は典型的には周囲圧力よりも高い圧力源（例えば、発生器内のポンプ）に近く、カテーテルアセンブリ内のチューブを通るいくらかの圧力降下、したがって、カテーテルボリューム内の低い圧力（複数可）を伴い、圧力は流体が排出口を通って逃げるにつれて周囲に到達する。流体の経路の端部付近の流体インピーダンスを増加または減少させることは、その経路に沿った位置、例えばカテーテル内の圧力を変化させる１つの方法である。カテーテルの剛性および硬度を変化させることは、挿入をより実用的にするか、またはより快適にすることによって有利であり得る。

図１０に示すように、いくつかの実施形態では、そのような通気孔２１が丸い穴からなり、通気孔の全体を容易に塞ぐことができるようにすることが有利であり得る。他の場合には、そのような通気口が矩形または楔形を有し、その結果、通気口を部分的により容易に覆うことができ、その結果、流れインピーダンスを線形または非線形に制御することができることが有利であり得る。

いくつかの実施形態（図示せず）では、そのような通気口の流体インピーダンスが流体インピーダンスを変化させるように構成することができる通気口の何らかの機械的または電気機械的パーツ、指で通気口を閉塞すること以外の手段によって制御することができる。このような機械部品は例えば、異なる位置又は回転角度に移動させることができ、従って、様々な程度に気流を遮断することができるプラスチック片とすることができる。このような機械部品は、いくつかの通気口からの出口の一部または全部を塞ぐことがある。いくつかの実施形態ではそのようなプラスチック片が指で動かすことができるが、その後、指で選択された位置に留まることができ、関連する流体インピーダンスを維持し、それによって、カテーテル内の関連する膨張圧力を維持する。そのような通気口のためのいくつかの異なる設計が可能であり、本発明によってカバーされることが理解される。

カテーテルアセンブリ内の圧力は、任意の制御可能な通気口の流体インピーダンスを変化させるだけでなく、発電機からの流体出力を変化させることによっても制御され得ることが理解される。いくつかの実施形態では、そのような出力変動が発電機上に提示されるユーザインターフェースを介して制御することができる。しかしながら、費用および／または利便性の理由から、カテーテル圧を局所的に、鼻の近傍で制御する手段を有することは、そのようなユーザ入力を捕捉し、そのような信号を発電機に転送するために電気系を使用する必要なく、また、例えばテーブルまたは同様のもの上にある距離だけ離れて配置され得る発電機とユーザインターフェースと対話する必要なく、好都合であり得る。

図１１Ａに示されるように、１つ以上の制御可能な通気口２１はカテーテルアセンブリの下側に配置され得、その結果、カテーテルを自分自身の鼻腔に導入するためにカテーテルアセンブリを保持する人は保持手の親指でカテーテルの剛性を制御し得る。この実施形態では、カテーテルが典型的には片手でカテーテルアセンブリを保持して操作することができる。

別の実施形態では図１１Ｂに示されるように、１つ以上の制御可能な通気口２１ｓはカテーテルアセンブリの上方に配置され得、その結果、カテーテルアセンブリを他の人の鼻腔に導入するためにカテーテルアセンブリを保持する人はこの保持手の親指でカテーテルの剛性を制御し得る。この実施形態では、カテーテルが典型的には片手でカテーテルアセンブリを保持して操作することができる。一実施形態では、カテーテルアセンブリをひっくり返すことによって、図１１Ａまたは図１１Ｂのいずれかに従って同じカテーテルアセンブリを使用することができる。

一実施形態では、１つ以上の制御可能な通気口がカテーテルアセンブリから指を向けて配置され、その結果、支持構造によって、または主管２７および／または第２の管２９によって、カテーテルアセンブリを保持し、空洞内にカテーテルを導入する人が指でカテーテルの剛性を制御し得る。いくつかの実施形態では、デバイスを自分自身に適用する場合、人差し指を典型的に使用することができる。いくつかの実施形態では、装置を他の誰かに適用するとき、親指を典型的に使用することができる。この実施形態では、挿入および抽出中にカテーテルの位置を確実に制御するために、カテーテルアセンブリを２本の手で保持することが有利であり得る。

上記の説明は、ユーザが装置を保持する様々な方法を見つけ、記載された発明を利用することができることを理解されたい。

カテーテル構成

流体を図１２Ａに示す非膨張カテーテルアセンブリ３に移送してそれを膨張させることによって、カテーテルは、図１２Ｂに示す鼻腔のような体腔内により容易に挿入されるのに十分な剛性になることができる。第３のレベルの剛性は、カテーテルアセンブリ３が脈動状態にあるときに達成される（図１２Ｃ参照）。

鼻腔などの体腔内の組織は物理的接触に非常に敏感であり、そのような接触は可能な限り柔らかいことが望ましい。図１３に示されるように、流体移送の手段によって剛性を達成することはカテーテル１１を挿入のために十分に剛性にすることができるが、カテーテル物質が可撓性であり、内側の流体も可鍛性であるため、カテーテル１１を柔軟かつ柔軟にすることを可能にし、例えば、より構造的に剛性のカテーテルが腔内に導入される場合の場合と比較して、体腔内への挿入中の不快感を低減することができる。

同様に、カテーテル内の膨張が最小限であるか、または全くないカテーテルアセンブリ３は、カテーテルが体腔から抜き取られているときの不快感を軽減することができる。カテーテルアセンブリが少なくとも最小限の膨張を有し、おそらくより多くの膨張を有し、通気孔を有する場合、例えば、引き抜きの間に、緩衝効果が生成され得、これは、引き抜きをより快適にし得る（図１３を参照のこと）。

異なるレベルの膨張と剛性との間の移行が滑らかであれば、有利であり得る。異なる脈動周波数（例えば、０Ｈｚから動作周波数）の間の遷移が滑らかである場合、同様に有利であり得る。

図１４Ａ、１４Ｂに示すように、カテーテルアセンブリ３は通気口とカテーテルとを接続するチャネルの流体インピーダンスが制限されるように１つ以上の通気口３１を配置することによって構成することができ（例えば、カテーテルに比較的近接してまたはカテーテル上に配置された通気口）、カテーテルに加えられた外力が通気口を通過するより高い速度で流体を流出させ、カテーテルを部分的または完全に収縮させることができる。これは、カテーテルに当接し、カテーテルに力を加えるあらゆる組織に対するカテーテルの反力を減少させる。これは、カテーテルと体腔内の組織との間のこのような接触による患者の経験された不快感を減少させることができる。

セグメント

図１５は周囲の組織へのパルスまたは振動の伝播を物理的に最小化または防止するセグメント３３を有するカテーテル１１を示し、カテーテルアセンブリに沿って配置され、チューブと周囲の組織へ脈動または振動を伝送する更なるセグメントとの間にある。そのようなカテーテルセグメントはそのような任意の組織と瞬間的に接触するか、またはより長期間接触する場合、周囲の組織に有意な刺激を潜在的に与えないが、その形状（例えば、狭い形状）のために、使用中にそのような接触に必ずしもならない。

同様の実施形態（図示せず）では、カテーテルが周囲組織へのパルスまたは振動の伝達を物理的に最小限に抑えるか、または防止する１つまたは複数のセグメントを有し、すなわち、カテーテルに沿って配置されて、カテーテルを周囲組織に脈動を伝達するセグメントに分割する。

いずれの実施形態においても、振動を容易に伝達しないセグメントは本発明による体腔内への導入を助けるカテーテルの他の特性、例えば、導入を可能にするのに十分な剛性になるために流体圧力を必要とする柔らかく柔軟な材料を有するべきである。

鼻腔内の鼻粘膜は、治療の結果として、および治療の過程で、その体積を減少させることができる。カテーテルは粘膜との物理的接触のいかなる減少も減少させることができるように、経時的に拡張することが望ましい。一実施形態において、カテーテルは１つ以上の弾性セグメントを含むか、またはその全体が弾性であり、その結果、より高い平均圧力は、拍動処置の間にカテーテルのサイズを拡張し得、そしてその逆もまた同様である。

カテーテルが弾性的に拡張可能なセグメントの有無にかかわらず、処置の過程の間に硬化され得、その結果、うっ血除去され得る周囲の組織との接触がより強力にされ得る場合、有利であり得る。このような補強はカテーテル内の圧力を増加させることによって達成され得、これは通気インピーダンスを制御することによって、または発電機からの出力を制御することによって達成され得る。治療を受けている患者が膨張および拍動治療の両方の間に平均圧力を容易に制御することができれば、有利であり得る。

２つのポンプが滑らかな流れおよび脈動流を提供するために使用される実施形態において、両方のポンプは、脈動周波数が変化しないままで、より高い平均圧力を提供するために同時に作動され得る。同様に、スムーズフローポンプがその動作速度を低下させることができる（すなわち、すでに動作している）場合、またはスムーズフローポンプが逆に作用してカテーテルアセンブリから流体を除去することができる実施形態では、脈動周波数を維持しながら、圧力を低下させることができる。平均圧力の増加は送達される治療の持続時間、または鼻の腫れ（例えば、カテーテルアセンブリ内のフローインピーダンス）の何らかの測定によって導くことができる。

患者がアクセス可能な任意の制御可能な通気口を用いて、患者は治療中にカテーテル内の圧力を制御して、治療の進行およびそれに対する身体の反応に従って適応させることによって、快適性を改善し、および／またはおそらく治療の有効性を改善することができる。

剛体要素

図１６はカテーテル１１がフラットカテーテルのリムの内側または外側に１つまたは複数の剛性構造要素３５（継ぎ目またはより剛性の部材など）を有し、特定の方向への屈曲は防止するが、他の方向への屈曲は防止しない、一実施形態を示す。鼻腔では、カテーテルが垂直方向に曲がらないことが望ましいことがある。構造要素はカテーテルと同じ材料（例えば、カテーテル壁の肥厚を構成する）から、または異なる材料から作製され得る。

カテーテル形状

図１７に示すように、一実施形態では、カテーテル１１は比較的平坦であり、カテーテルが鼻腔内に導入される場合、カテーテルが体腔内で屈曲または上下に移動すること、または望ましくない位置に移動すること、または望ましくない運動パターンで移動することが防止されるように、カテーテル１１は鼻腔内の耳甲介／鼻甲介に当接するように働くために、カテーテル壁の一方の側のいくつかの部分に折り目３７または突起を有する。折り目は、カテーテルの残りの部分と流体連通していてもいなくてもよい。それらは、構造的に、より剛性であってもよく、またはより柔軟であってもよい。それらは、周囲の組織に効率的に振動を伝達してもよく、伝達しなくてもよい。ひだが、流体によって運ばれる機械的振動とある程度連絡している実施形態ではひだは皮下組織に衝突する機械的刺激に寄与することができる。他の実施形態では、折り目がカテーテルを空洞内の正しい位置に案内することでそれらの主要な目的のためにのみそこにある。一実施形態では、折り目は形状である。

一実施形態（図示せず）では、カテーテルが鼻腔内に挿入されたときにカテーテルが上向きの角度で鼻腔内に延び、次いで鼻腔内にほぼ水平に延びることができるように、湾曲または湾曲を有するように成形される。典型的な実施形態では曲げ角度が０〜５０°の間であり、好ましい実施形態では１５°未満であり、曲げは本発明が鼻孔を通過し始める場所から１５〜２５ｍｍに位置する。好ましい実施形態では、カテーテルが任意の支持構造から鼻腔内に延在するチューブ片上に取り付けられる場合、湾曲はカテーテルの湾曲が内部小孔の上方にあるように、カテーテルの基部から０〜２０ｍｍに位置する。

カテーテル固定及び支持構造体

カテーテルアセンブリはいくつかの実施形態では支持構造を含むことができ、支持構造はカテーテルアセンブリの管とそのカテーテルとの間の接合部に、またはその近傍に配置される。

図１０および図１１に示すように、支持構造２３は、存在する場合、カテーテルアセンブリ３またはその一部を操作するためのハンドルとして働くか、またはそのような操作のためにその上に取り付けられたハンドルを有することができる。

制御可能な通気孔２１はいくつかの実施形態では支持構造上に、いくつかのそのような場合には、そのようなハンドル上に配置することができる。

図１１に示されるように、いくつかの実施形態では支持構造２３がカテーテル１１と平行に、そこから突出する２つのノブ２５を有することができ、その結果、ノブのうちの１つはカテーテルが鼻腔内にあるとき、他の鼻孔内に短い距離だけ延びる。カテーテルが他方の鼻腔に移動される場合、他方のノブは同様に、第１の鼻孔内に延びる。ノブは、カテーテルアセンブリの移動能力を制限する役割を果たす。ノブを鼻孔内に到達させることができるようにするために、ユーザの上唇が追跡され、ノブを鼻孔のより近くに配置するように、支持構造または管が湾曲していると有利であり得る。鼻孔を通る通常の呼吸関連気流が必要以上に妨害されない場合、有利であり得る。いくつかの実施形態では、ノブが中空であるか、または中空チャネルを有するか、またはさもなければ、それらの気流障害が最小限に抑えられるように気流インピーダンスを制限するように設計される。

いくつかの実施形態ではカテーテルアセンブリが支持構造に、またある点で主流体搬送管に取り付けられる管、ワイヤ、紐、布地のストラップ、または他の材料を含むことができる支持管２９を含むが、主管２７および支持管２９は互いに流体接続される必要はなく、支持構造が鼻の近くに配置されたときに、主管を一方の耳の上に、支持管を他方の耳の周りに支持することができ、その結果、支持構造およびカテーテルアセンブリは患者上の所定の位置に保持される。支持管は、第２の流体搬送管と同一であってもよい。支持チューブは、カテーテルに流体を送達するために使用されてもされなくてもよい。この対称性は、重量、剛性、摩擦、および同様の物理的特性が両方の支持耳部で同様であるので、カテーテルアセンブリの使用を容易にし得るので、支持管が主管と同じ材料から作製される場合、有利であり得る。カテーテルアセンブリ、従ってカテーテルはカテーテルが鼻腔から滑り出るのを部分的に又は完全に防止するように適所に保持されることが望ましく、このような滑りは完全な治療効果が得られないようにすることができる。耳を使用する固定はカテーテルが鼻腔内の適所にしっかりと保持されるように、いくらかの力が典型的には上唇上でわずかに上向きに、顔に向かって支持構造を保持することを意味する。治療の１つの一般的な副作用は、患者がくしゃみをすることができることである。耳を用いた固定は、このような場合に患者がカテーテルをくしゃみ出すことを防止する。

いくつかの実施形態では、例えばプラスチックから作製された構造が両方の管の周りを包み、管に沿って摺動することができ、摩擦のために、ロック機構または他の機構が使用者によって管に沿って残された場所に残る。このような装置は耳の上の管が耳の上の所望の位置から外れないように、および／またはさもなければ望ましくない方法で動かないように、例えばユーザの顎の下に管を一緒に保つために使用され得る。

固定ＥＴＣを容易にするコネクタ

図２３に示すように、いくつかの実施形態では主管および副管が典型的には鼻から３〜１５ｃｍに位置するコネクタ３９を有するが、本発明の実施形態では支持構造２３、カテーテル１１、および関連する部分が（システムが使用されていないときに）管２７および２９から分離され得るか、またはシステムが使用されるときに管に接続され得るように、他の位置も使用され得る。

接続コネクタは、好ましくは迅速着脱タイプのものとすることができる。このような実施形態ではカテーテルアセンブリ内のチューブの大部分が治療セッションの間に再使用することができ、これは経済的、環境的、または他の観点から有利であり得る。

別の実施形態では、コネクタが永久的であり、容易に接続および切断できない。

コネクタが自由な回転を可能にする場合、コネクタは主管および第２の管内のねじり力があればそれを解放し、それは、ねじり力が管、カテーテルアセンブリ、構造支持体、および／またはカテーテルをねじって、カテーテルを鼻腔内に望ましくない方向に、または管を耳の上に望ましくない形状で配置することができるなど、有利であり得る。

コネクタを支持構造に接続する管が可撓性である場合、このようなコネクタの使用は、管のその部分がさもなければ同じ形状を維持しながら、その主軸の周りを回転することを可能にする。これは、次に、任意の支持構造が同じ軸の周りを回転することを可能にする。

支持構造が支持構造に接続するチュービングによって形成される軸に沿って自由に、またはある範囲内で自由に回転する実施形態では例えば、システムが任意の支持構造につながるコネクタおよび可撓性チュービングと、上記のようなカテーテルとを使用する場合、患者の主軸に垂直な平面と、鼻の中に延びるカテーテルとの間の角度（すなわち、カテーテルが上を向く角度）はある範囲の角度内で変化し得る。

カテーテルが上向きの異なる角度を自由に動くことができれば、これにより、鼻孔、鼻孔、および鼻腔上および鼻腔内の他の表面との接触ループが可能になり、非常に限定された力で、したがって、不快感があったとしても、非常に限定された所望の位置をとるようにカテーテルを案内することができるので、有利であり得る。

いくつかの実施形態では、コネクタから支持構造への管の延伸が１つ以上の寸法において剛性であり得る。いくつかの実施形態ではこのような管が例えばプラスチックから作製される構造によって支持され、この構造はさもなければ可撓性である管に所望の寸法の剛性を加える。いくつかの実施形態では、このような剛性が２つの鼻腔を分離する平面において、剛性チューブから支持構造へのラインとカテーテルから支持構造へのラインとの間に形成される角度が変化することを防止する。このような固定角度は、カテーテルが鼻腔内に向けられる角度が０〜５０°のようなある範囲にあり、好ましい実施形態では約３０°であるように選択することができる。角度は剛性チューブが耳の上の支持チューブによって保持される角度に依存し、この角度は変化し得ることが理解される。本発明の実施形態で使用される角度は、変更することができる。そのような実施形態は、システムがカテーテルを鼻腔内に固定された方向に取り付けることを可能にすることができる。

発電システム

製品システム

図１８に示されるように、製品システムは流体発生器５および１つ以上のカテーテルアセンブリ３を含み、ここで、各カテーテルアセンブリは、カテーテルアセンブリの管７中の１つ以上の管腔９を通して発生器に接続される。発生器は、カテーテルアセンブリーに注入することができる、液流、平滑、脈動、または振動、またはそれらの組合せを生成する手段を含む。発生器はまた、カテーテルアセンブリから流体を能動的に（例えば、ポンプを介して；いくつかの実施形態において、それは、流体をカテーテルアセンブリ内にポンプ輸送するために典型的に使用されるポンプであり得、それはまた、逆転して操作され得る）または受動的に（例えば、通気口を介して）通気するための手段を含み得る。発生器はまた、出力流体流の特性を測定するために、ならびにカテーテルアセンブリに由来する圧力変動を測定するために、１つ以上の圧力センサ４１を含み得る。発電機はとりわけ、圧力センサデータを受信し、１つまたは複数のポンプの速度を調整し、および／または他のアクチュエータ（例えば、弁）を制御することができる論理ユニット４３を含むことができる。論理ユニットは、収集されたデータに基づいて所望の出力を計算することができる。

ポンプ構成

滑らかな膨張流が生成され得る場合、カテーテルは人間または非人間の被験者に対する刺激、刺激、または他の形態の不快感を潜在的に伴わずに、または伴わずに、体腔内への挿入のために適切に剛性になるように、膨張され得る。

一実施形態では、単一のポンプを有する発生器を使用して、カテーテルアセンブリに流体を注入し、その結果、制御された様式で、主に脈動または主に滑らかな流れのいずれかを達成することができる。これら２つのモードにおいて異なる特性を提供する１つの方法は、ポンプモータ速度を変化させることである。この解決策は、他の実施形態のように明確に減衰され、滑らかな流れを生成することができてもできなくてもよい。２つ以上のタイプの流れを生成するために単一のポンプを使用することによって、製品コスト、重量、または同様の考慮事項に関して利点を得ることができる。

一実施形態では、挿入および治療（脈動）の両方のための流れを生成するために単一のポンプが使用され、おそらく、流れの多かれ少なかれ目立つ脈動のためにシステムを構成するために使用される異なる流量を有する。このようなシステムはカテーテルの挿入のための流れを生成するときに、かなりの振動ノイズ（すなわち、脈動）を生成する。

別の実施形態ではジェネレータがオンまたはオフにすることができる単一のポンプを有し、ジェネレータがオンであるとき、カテーテルアセンブリ内のカテーテルが１つ以上の剛性部材を含み、その結果、カテーテルアセンブリ内を流体が流れている状態または流れていない状態で体腔内に導入することができ、脈動流体流がオンであるとき、ジェネレータが膨張され、治療を送達するように、ジェネレータはカテーテルアセンブリ内に脈動流体または振動流体を注入する。この実施形態は費用効果があり、小型であり、または他の点で便利なコントローラ設計を提供することができる。

図１９に示されるように、剛性のための膨張（滑らかな）流れが望まれるときに振動または脈動を低減するために、例えば、１つ以上の減衰装置が用いられる。ヘルムホルツ共振器４５または同様の脈動減衰器は、１つ以上の制御可能な弁４７の手段によって、ポンプ４９のアウトプットチュービングに接続され得る。弁を開くことによって、単一のヘルムホルツ共振器または複数の共振器（おそらく直列および／または並列に構成される）が、その設計に応じて、ポンプからの出力における特定の周波数（共振周波数を中心とするが、これに限定されない）を減衰または除去することが可能になる。１つのヘルムホルツ共振器は特定の周波数を高度に減衰させるように同調されるが、ある範囲の隣接周波数の範囲を減少させる傾向もある。ポンプ速度は、ポンプの出力における望ましくない周波数を、排除または低減するのに最も望ましい共振周波数に一致させるように制御することができる。

図２０は、１つまたは複数の可変体積ヘルムホルツ共振器５１を有することによって、共振器が出力を減衰させる共振周波数およびその周辺を制御することができる実施形態を示す。このようにして、ポンプ５０の速度を共振器の減衰特性に適合するように調整する必要なしに、ポンプの出力における望ましくない周波数を低減または排除することができる。減衰の調整は、可変容量ヘルムホルツ共振器と可変速度ポンプとの組合せの手段によっても達成することができる。

図２１に示される別の方法、または流れの振動または脈動を減衰させるための相補的な方法はポンプ５０の出力をカテーテルアセンブリ３またはポンプの出力の他のレシピエントに真っ直ぐに選択的に導くか、またはポンプ出力を出力に接続する前に１つ以上のマフラー５５を通して最初に導くために、三方弁５３または同様のものを含むことである。後者の場合、流体が出力からマフラーへ逆流するのを防止するために、逆止弁４７が望ましい。マフラーは、一実施形態ではシリコーン管である長さの軟質管とすることができる。マフラーは、特定の振動周波数を減衰させるのに役立つ空洞を含むことができる。

図２２に示す別の実施形態では２つ以上のポンプ４９、５０またはそれ以上を使用して、２つ以上の流体流特性を生成し、典型的には１つは脈動または振動用であり、１つは滑らかな流体流用である。両方のポンプからの出力は、別個の管腔７または同じ管腔を介してカテーテルアセンブリに接続され得る。

ポンプからの出力は、望ましい出力周波数および波形プロファイルを満たすように調整することができる。滑らかな液体の流れを生成するために使用されるポンプ（例えば、回転ダイアフラムポンプ）の場合、望ましい滑らかな出力を得るためには、ポンプの機械的設計に起因して出力に存在するあらゆる振動を減衰させる手段が望ましいことがある。これは、例えば、ポンプ出力をマフラーに接続することによって、またはヘルムホルツ共振器４５または他の脈動減衰器を出力に接続することによって達成することができる。特に、ポンプからの流体流が単方向である用途では、逆止弁４７を使用して、一方のポンプ出力からの流体が他方のポンプを通って逆流するのを防止することができる。図２２に示されるように、ヘルムホルツ共振器がポンプの１つの出力に接続され、他のポンプからの出力が共振器によって影響されない場合、逆止弁は特に重要である。

２つ以上のポンプの動作をオーバーラップさせることによって、例えば、移行段階中の何らかの線形または非線形パターンに従ってポンプ速度を増加および／または減少させることによって、異なる流体流れ特性間の円滑な移行を達成することができる。遷移相は、典型的には１〜１５秒間続く。

異なる流れパターン間（例えば、滑らか、脈動、または振動の間、いくつかの組み合わせ）を切り替えるために機械弁が使用される場合、異なる流体流れ特性間の滑らかな移行は流体流れのいくつかの部分が一方向に、いくつかの異なる方法で方向付けられ、２つの流れモードパターンの制御された組み合わせにつながる中間構成を有することによって達成され得る。

動的システム圧力

カテーテルアセンブリが１つ以上の連続的に開いた通気口を有する実施形態では、カテーテルアセンブリ内の内圧を周囲よりも高く維持することは流体が連続的に、または連続性に近づくことができる短い間隔でカテーテルアセンブリ内に注入されることを必要とする。そのような動的加圧、または圧力の能動的維持は静的加圧と比較して有利であり得、ここで、一旦加圧されると、システムはその圧力を大部分維持し、圧力は経時的にゆっくりとしか低下しない。このような連続的な流体注入機構を維持することはカテーテルアセンブリ内の圧力を変化させることが、静止状態からのポンプ動作を開始および停止させなければならず、カテーテルアセンブリ内の既存の圧力に逆らわなければならないこと、または同様に、圧力を低下させるためにシステム内の流体を排出するために弁を開閉しなければならないこととは対照的に、既に動作しているポンプの動作速度を変化させることによって達成され得るので、有利であり得る。また、このような実施形態では、１つのポンプがカテーテルを加圧し、それを振動させる両方のための機構を提供し、これらを実施するための別個の機構の必要性を排除することが有利であり得る。１つまたは複数の制御可能な通気口を用いて、システムは発電機への電気信号伝達または発電機のユーザインターフェースを介するユーザ入力なしに、カテーテル自体の近くのカテーテルの剛性を制御するための機構を提供する。完全に剛性の刺激器と比較して、本発明はまた、有利であり得る刺激カテーテルを収縮させるための機構を提供する。

本発明のいくつかの実施形態では、カテーテルアセンブリから流体を能動的に除去し、したがってカテーテルアセンブリ内の圧力を能動的に低下させるために使用することができる、ポンプなどの機構がある。

図２３に示す好ましい実施形態はジェネレータ５とカテーテルアセンブリ３とからなるシステムであり、ジェネレータは、カテーテルアセンブリに流体を注入するために使用される。典型的な使用において、能動的な治療の間、各振動サイクルまたはパルスを横切る正味の正の流体流が存在するように、振動または脈動流が存在する。

カテーテル組立体は、主単一管腔を有する主管２７と、主単一第１管腔から来る体積への流体流入と、主管の一部であってもよい短い第２管腔を通って又は別個の副管２９の内側に逃げる流体流出とを有するループ内の流体を運ぶことができる分割された内側カテーテル体積を有するカテーテルとからなる。好ましい実施形態では、短い方の第２の管腔が主管腔の内側にある（すなわち、同軸である）二次管内にある。いくつかの実施形態では、特に同軸構成を使用する場合、カテーテル容積は明示的に分割されず、むしろ、流体は入口（主管腔）から出口（第２の管腔）に進み、ループを形成するために、カテーテル容積のいくつかの部分を通過しなければならない。

カテーテルは非膨張状態にあるとき、典型的には幅約５〜１０ｍｍ、長さ約４０〜１００ｍｍ、最も典型的には幅６〜８ｍｍ、および７０〜８０ｍｍであり得る。小児用の実施形態では、寸法が子供の年齢に基づいて小さくすることができる。

膨張した状態ではカテーテルが鼻腔内への挿入を支持するのに十分な剛性を有するようになり、これは膨張なしではより困難であるか、または不可能であり得る。

カテーテルは、低密度または高密度ポリエチレンまたはポリウレタンなどの、滑らかで可撓性の生体適合性材料から作製することができる。一態様では、材料は約５０μｍの厚さである。

チューブは、ＰＶＣのような非折り畳み式であってもよい可撓性チューブ材料で作ることができる。チューブおよびカテーテルは、機械的摩擦、溶融、接着または類似の接着プロセス、周囲の熱収縮チューブ、またはそれらの組み合わせを含む、いくつかの手段によって互いに取り付けることができる。チューブは、クイックリリースコネクタを用いて発電機に接続することができる。

別の実施形態では発生器が図３のように構成され、カテーテルアセンブリは単一のカテーテル容積を内部に有するカテーテルに接続された、単一の管腔を有する単一の管を有する。１つまたはいくつかの通気孔が、遠位端に向かって、カテーテルの表面上に配置される。

脈動減衰器は、約６〜１００ｃｍ^３、好ましい実施形態では２５〜６０ｃｍ^３の円筒体積を有するヘルムホルツ共振器とすることができる。

カテーテル・チューブはカテーテル・チューブが耳の上にカテーテル・アセンブリを固定するために使用されない実施形態では長さ８０ｃｍ、そう場合には１２０ｃｍとすることができ、いずれの場合も内径が３．２ｍｍの単一の管腔が内側にある。外側寸法は、典型的には４．８ｍｍまたは６．４ｍｍ、または同様である。

好ましい実施形態では、より短い管腔が主管腔よりも小さい内径を有する二次管内にあり、それによって、提供された流体注入が与えられると、適切な圧力がカテーテルアセンブリ内に維持されるように、主管腔よりも多くの流体インピーダンスを提供する。発生器は、主管管腔を介してカテーテルに振動または脈動流体流を提供するように構成されてもよい。ジェネレータの容量および第１の管腔および第２の管腔の流動抵抗は、流体が動作中に第２の管腔を介してカテーテルに流入しないように選択されてもよい。

主管および／または副管は、カテーテルおよびカテーテル容積内にある距離だけ延びることができる。

発生器は、ゼロ圧力で約７００〜２０００ｍｌ／分の率、および５００〜１５００ｍｌ／分の１００ ｍｂａｒ圧力での率を有するポンプを含み得る。

発電機は脈動流または振動流を生成する場合、典型的には３０〜１００Ｈｚの範囲、典型的には６８Ｈｚの主周波数を有する。

上記のように生成された波形はかなりの大きさの高調波振動を含むことができ、時には主周波数の大きさに近づくことがあり、これは、治療される疾患状態の特性に応じて望ましい場合もあれば、望ましくない場合もある。本発明者らの経験によれば、より小さいダイヤフラムポンプモータは、より強い高調波振動を有する傾向がある。いくつかの実施形態では、流体ローパスフィルタとして作用するマフラーを使用して、脈動流中の高調波を低減することができる。

挿入中、カテーテル内の圧力は典型的には０〜２００ｍｂａｒの範囲であり、カテーテルアセンブリからの流出を完全に妨害することは、典型的にはこの範囲内の圧力を増加させる。

脈動流の間、各サイクルにわたる平均圧力は、典型的には３０〜１００ｍｂａｒの範囲にある。

標準的な治療時間は、各鼻孔に１０ 分で、１ 回は直ちに投与される。

本発明が試作された場合、カテーテルは、真鍮保持部を用いて熱溶接された５０μｍ厚のＬＤＰＥの２枚のシートから作製された。次に、切削工具を用いて、溶接された継ぎ目に沿ってカテーテルを切断する。これにより、カテーテルには、カテーテルの上部及び下部に沿って、溶接継ぎ目の形態の剛性要素が設けられている。溶接は、レーザー溶接、超音波、または当業者に知られている同様の技術などの他の手段によって達成することができることを理解されたい。切断は同様に、レーザーまたは他の切断技術を用いて行うことができる。溶接および切削は、加熱された切削工具を用いて１つのステップで行うこともできる。

本発明の特定の態様に関連して記載された実施形態および例は、適用可能な場合、本発明の他の態様に等しく関連することを理解されたい。

治療法

本発明の一態様は、ヒトまたは他の哺乳動物の体腔内の組織を刺激するための方法を提供する。この方法のステップは、可撓性カテーテルを膨張させて、該カテーテルを体腔内に導入するのに少なくとも十分な剛性を得るステップと、膨張状態のカテーテルを体腔内に導入するステップと、次いで、カテーテルへの流体流を使用して、体腔内の組織に振動エネルギーを付与するステップとを含む。

本発明による方法のいくつかの実施形態において、治療は、典型的には以下の様式で行われる：カテーテルアセンブリが発生器に接続される。ジェネレータはそのユーザインターフェースとの相互作用によって、カテーテルアセンブリ内への空気の連続的な滑らかな流れを生成するように作製され、この空気の流れは構成チューブを通って、カテーテル容積を含む構成カテーテルへと導かれる。流れは、通気口を通ってカテーテルアセンブリから逃げる。カテーテルアセンブリを通る空気の連続的な流れは、周囲圧力に対して圧力差を維持し、カテーテルを膨張させ、したがって、カテーテルにいくらかの構造的剛性を与える。カテーテルアセンブリはカテーテルを空間内で容易に操作することができるように、また、ホルダがカテーテルアセンブリを保持しながら任意の制御可能な通気口を容易に制御することができ、それによってカテーテルの加圧を制御することができるように、保持される。カテーテル内の圧力に対して任意の所望の調整を行いながら、カテーテルは、次いで、その関連する鼻孔を通して第１の鼻腔内に導入される。カテーテルがその正しい位置にあると、発生器からの滑らかな流れが停止され、その代わりに、発生器は、カテーテルを膨張させ、その表面を機械的に振動させる脈動流を生成する。この脈動流は典型的には約３〜１５分間、最も頻繁には１０分間継続し、その後、発生器は脈動流を停止し、カテーテルを抜去することができる。

本発明のいくつかの実施形態では刺激が１つの鼻腔に送達され、カテーテルが抽出された後、カテーテルは次いで、他の鼻腔の前の位置に移動され、前記鼻腔に導入される。次いで、刺激は、第１のものと同じ手順によって、他の空洞に送達される。

本発明のいくつかの実施形態では、カテーテルを鼻腔内に導入するための方法がカテーテルを膨張させるために滑らかな流れを使用せず、むしろ、挿入プロセス中に組織のいくらかの刺激が生じ得るような拍動流を使用する。

本発明による方法のいくつかの実施形態ではカテーテルが鼻腔内に挿入された後であるが、刺激流れが開始される前に、カテーテルアセンブリの主管および支持管が治療を受ける人の耳の上に配置され、その結果、カテーテルは滑り落ちる可能性がほとんどなく、またはさもなければ好ましくない位置に移動することなく、鼻腔内にしっかりと保持される。

本発明による方法の他の実施形態では、カテーテルが鼻腔内に挿入される前に、主管および支持管が耳の上に配置され、カテーテルが鼻腔内に挿入されると、管が耳の上を摺動することができ、カテーテルが鼻腔内にうまく導入されるとカテーテルが固定されるようになる。これらの実施形態では、カテーテルの膨張が主管および支持管が耳の上に配置される前または後に起こり得る。

カテーテルを鼻腔の間で移動させるとき、耳の上の任意のチューブは、上記の説明に従って、耳の上で除去され、交換されてもされなくてもよい。

本発明による装置および方法は、人間の被験者または他の哺乳動物の体腔内の組織を、前記組織に機械的エネルギーを送達することによって刺激することによって、治療効果を有するために使用することができる。

本発明による方法による組織刺激は、涙腺および／またはマイボーム腺の出力を刺激するために使用することができる。

本発明の方法による組織刺激は、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）患者の疾患状態の尺度を改善するために使用することができる。

本発明の方法による組織刺激は神経系および／または炎症プロセスが役割を果たすいくつかの疾患を有する患者についての疾患状態の測定を改善するために使用され得、これらの疾患のいくつかは本発明の背景において言及される。

実験データ

動的振動刺激（ＫＯＳ）を使用する治療の臨床的有効性は、本発明の実施形態以外の機器を使用するいくつかの適応症について、いくつかの公表された臨床研究において調査されている。Juto A、Juto AJ、von Hofsten P、Ｊorgensen F、Kinetic oscillatory stimulation of nasal mucosa in non-allergic rhinitis: comparison of patient self-administration and caregiver administration regarding pain and treatment effect. ランダム化臨床試験への参加。Acta Otolaryngol. ２０１７年８月、Ehnhage A et al、Treatment of idiopathic rhinitis with kinetic oscillations-a multi-centre randomized controlled study. Acta Otolaryngol、Ａｕｇ ２０１６、Juto JE、Hallin RG. 急性片頭痛の治療としての運動性振動刺激：ランダム化対照パイロット研究、Ｈｅａｄａｃｈｅ、２０１５年１月、およびJuto JE、Axelsson MKinetic oscillation stimulation as treatment of non-allergic rhinitis: an RCT研究。Acta Otolaryngol、２０１４年５月。

本発明は、ＫＯＳを配信するための既存のシステムの利便性、コスト、および他の態様に関する問題のいくつかを解決することを目的とする。

本発明によるシステムは、ＣＯＰＤの一連の６人の患者に使用されている。各患者は、３週間の期間にわたって、各鼻孔において１０分間のＫＯＳからなる１０回の治療セッションを受けた。結果は、アンケート、６分間歩行試験および肺活量測定を用いて測定した。測定は、最後の処置の１〜７日後に行った。６人の患者のうち５人が１０回の治療後に改善した症状スコアを報告し、平均ＣＯＰＤ評価試験（ＣＡＴ）スコアは２６％改善した。平均歩行距離は１３％（４７メートル）増加した。１秒間の平均強制呼気量（ＦＥＶ１）は１１０ｍｌ(４．５％）増加し、６人の患者のうち４人で改善した。バイタルキャパシティは平均４．４％増加した。

本発明に類似する設計を使用するが、ラットでの使用に適合させたラットモデルでの前臨床実験は疾患状態のいくつかのモデルにおいて、炎症の減少および組織損傷の減少を実証した。

Claims (31)

1. 流体流発生器に接続されたカテーテルアセンブリを含む、鼻組織の機械的刺激のためのシステムであって、前記カテーテルアセンブリは、
   鼻腔内に挿入するのに適した形状をとり、鼻組織を刺激するのに適した形状をとるように構成され、かつ、鼻組織を刺激するのに適した形状をとるように構成されている、少なくとも１つのカテーテル容積を画定する概ね長円形の膨張可能なカテーテルと、
   前記流体流発生器と前記カテーテルとの間に流体流接続を確立するように構成された少なくとも１つの管腔を備える管部分と、を含むシステム。
2. 前記カテーテルアセンブリは、流体を放出するための少なくとも１つの通気口を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 手動または機械的に遮断することができる少なくとも１つの制御可能な通気口を含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つの通気口が前記管部分に配置される、請求項２又は請求項３に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つの通気口が前記カテーテル上に配置される、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 鼻への挿入を支持するためのクッション効果を提供するために、前記カテーテル上に分配された複数の通気孔を含む、請求項５に記載のシステム。
7. 通気口が、前記カテーテルの遠位先端部分に配置される、請求項６に記載のシステム。
8. 前記カテーテルにかかる外力がそれを収縮させることができるように構成された、少なくとも１つの通気口を備える、請求項５〜７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記流体流発生器は、平滑な連続流、振動流および脈動流のうちの少なくとも１つを生成するように構成され、ポンプ、ダイヤフラムポンプ、逆止弁、三方弁、流れの脈動および／または振動を減衰させるための手段、圧力センサ、ならびにポンプおよびセンサを制御するための制御装置のうちの少なくとも１つを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記流体流発生器は、滑らかな連続流を生成するように構成された第１のポンプと、脈動および／または振動する流体流を生成するように構成された第２のポンプとを備える、請求項９に記載のシステム。
11. 前記流れの脈動および／または振動を減衰させる手段は、ポンプに接続されたヘルムホルツ共振器、または管状装置または空洞を備えるマフラである、請求項９に記載のシステム。
12. 前記カテーテルが、流体流の振動および脈動を鼻組織に伝達する１つまたは複数のセグメントと、流体流の振動を減衰または排除する１つまたは複数のセグメントと、流体圧力または流体流の脈動の増加の結果としてカテーテルサイズを拡張する１つ以上の弾性セグメントと、カテーテルが所定の方向に曲がるのを防ぐ剛性要素と、残りのカテーテルよりも疎水性の材料で作られた遠位先端部と、鼻腔内の位置を安定させるように構成された折り目または突出部と、の少なくとも１つを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記カテーテルアセンブリがカテーテルアセンブリを操作または安定化するために、管部分とカテーテルとの間に支持構造を含み、前記支持構造がカテーテルに平行に突出し、鼻孔内に延びるように構成された一対のノブと、管部との接続部手段と、カテーテルの圧力または剛性を制御するための１つ以上の制御可能な通気口と、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記流体流発生器および前記カテーテルに流体接続された第１の管腔を有する第１の管と、前記カテーテルおよび周囲空気に接続された第２の管腔を有する第２のより短い管とを有する管部分を備え、前記カテーテルは、前記第１の管腔から前記第２の管腔への流体流を受け入れるように構成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 前記カテーテルが、前記第１の管腔からの流体流を受け入れる第１のカテーテル容積と、前記第１のカテーテル容積からの流体流を受け入れ、前記第２の管腔に接続された第２のカテーテル容積との間に隔壁を有する、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記第１および第２の管腔は、前記管部分内に同軸に配置される、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記第２の管腔の直径は前記第１の管腔よりも小さい、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
18. 前記流体流発生器は、ヘルムホルツ発生器および逆止弁に接続されたダイヤフラムポンプおよびポンプと、圧力センサと、前記ポンプおよび前記センサを制御するための制御デバイスとを備える、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
19. 前記第１および第２のチューブのうちの少なくとも１つが、前記耳の上に固定されるように構成される、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
20. 流体流発生器から流体流を供給する工程と、カテーテルを膨らませて鼻腔に挿入するのに適した形状にする工程と、カテーテルを鼻腔内の所定の位置に挿入する工程と、鼻組織を刺激するのに適した形状になるように、流体流量調整器でカテーテルを調整する工程と、滑らかな連続流体流、振動流体流、および拍動流体流のうちの少なくとも１つを選択することによって、鼻組織を刺激する工程と、を含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のカテーテルアセンブリを含む系を用いて鼻組織を刺激する方法。
21. カテーテルを膨張させるとき、および／またはカテーテルを鼻腔に挿入するとき、滑らかな連続流体流を提供することを含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記カテーテルを挿入するときに、振動流体流および／または脈動流体流を提供することを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 振動流体流および／または脈動流体流で３〜１５分間または少なくとも１０分間鼻組織を刺激することを含む、請求項２０又は請求項２１に記載の方法。
24. 少なくとも１つの制御可能な通気口を用いてカテーテル圧力および／またはカテーテル剛性を制御することを含む、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
25. 前記カテーテルアセンブリを前記耳の上で安定化させることを含む、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
26. 流体流が少なくとも１つの通気口から出ることを可能にしながら、鼻組織を刺激することを含む、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の方法。
27. ゼロ圧力で約７００〜２０００ｍｌ／分の流体流速および１００ｍｂａｒ圧力で５００〜１５００ｍｌ／分の流速を流れ、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の方法。
28. １０〜１００Ｈｚの範囲の主周波数を有する脈動流または振動流を含む、請求項２０〜２６のいずれか一項に記載の方法。
29. 前記第１および第２のチューブのうちの少なくとも１つの制御された回転を可能にする少なくとも１つの流体伝導コネクタを含む、請求項１９に記載のシステム。
30. 前記支持構造が、前記耳に固定するように構成された支持管を含む、請求項１３、１９又は２８のいずれか一項に記載のシステム。
31. 前記コネクタは、前記第１および第２のチューブのうちの少なくとも１つを前記支持チューブに接続する、請求項２８又は請求項２９に記載のシステム。