JP2020531157A - 負圧を誘発し、腎臓灌流を増加させる、尿管および膀胱カテーテルおよび方法 - Google Patents

負圧を誘発し、腎臓灌流を増加させる、尿管および膀胱カテーテルおよび方法 Download PDF

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Abstract

尿管カテーテルは、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを有する、排出管腔を含む。遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を含む。保定部分は、複数の区分を含み、各区分は、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を有する。複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満である。第2の区分は、第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近い。

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、それぞれ、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、2016年2月25日に出願された米国仮出願第62/300,025号、2016年1月14日に出願された米国仮出願第62/278,721号、2015年11月30日に出願された米国仮出願第62/260,966号、および2015年7月20日に出願された米国仮出願第62/194,585号の利益を主張する、2016年7月20日に出願された米国特許出願第15/214,955の部分継続である、2017年1月20日に出願された米国特許出願第15/411,884号の部分継続である、2017年8月25日に出願された米国特許出願第15/687,083号の利益を主張する。
本開示は、種々の疾患状態を横断して損なわれた腎機能を治療するための方法およびデバイスに関し、特に、尿の収集および/または尿管および/または腎臓内の負圧の誘発のためのカテーテルデバイス、アセンブリ、および方法に関する。
腎臓または泌尿系は、一対の腎臓を含み、各腎臓は、尿管によって膀胱に接続され、腎臓によって膀胱から産生される尿を排出するための尿道に接続される。腎臓は、例えば、血液を濾過し、尿の形態で廃棄物を排除することを含め、人体にとっていくつかの重要な機能を実施する。腎臓はまた、電解質(例えば、ナトリウム、カリウム、およびカルシウム)および代謝物、血液量、血圧、血液pH、体液量、赤血球の産生、および骨代謝を調整する。腎臓の解剖学的構造および生理学の適正な理解は、改変された血行動態および他の体液量過剰状態がその機能に及ぼす影響を理解するために有用である。
正常な解剖学的構造では、2つの腎臓は、腹腔内の腹膜後に位置する。腎臓は、豆形状の被包された器官である。尿は、腎臓の機能単位である腎単位によって形成され、次いで、集合管と呼ばれる収束尿細管系を通して流動する。集合管は、ともに継合し、小腎杯、次いで、大腎杯を形成し、最終的には、腎臓の凹状部分(腎盂)の近傍で継合する。腎盂の主要機能は、尿流を尿管に指向することである。尿は、腎盂から、尿を腎臓から膀胱の中に搬送する管様構造である、尿管の中に流動する。腎臓の外側層は、外皮と呼ばれ、剛性線維状被包である。腎臓の内部は、髄質と呼ばれる。髄質構造は、錐体状に配列される。
各腎臓は、約百万腎単位から構成される。腎単位1102の概略図が、図39に示される。各腎単位は、糸球体1110と、ボーマン嚢1112と、尿細管1114とを含む。尿細管1114は、近位曲尿細管1116と、ヘンレのループ1118と、遠位曲尿細管1120と、集合管1122とを含む。腎臓の外皮層内に含有される腎単位1102は、髄質内に含有されるものの解剖学的構造と明確に異なる。主な差異は、ヘンレのループ1118の長さである。髄質腎単位は、より長いヘンレのループを含有し、これは、正常状況下で、外皮腎単位より優れた水分およびナトリウム再吸収の調整を可能にする。
糸球体は、腎単位の起始部であって、血液の初期濾過に関与する。輸入細動脈は、血液を糸球体毛細血管の中に通過させ、そこで静水圧が、水および溶質をボーマン嚢の中に押動する。正味濾過圧力は、輸入細動脈内の静水圧から、ボーマン隙内の静水圧を差し引き、そこから輸出細動脈内の浸透圧を差し引いたものとして表される。
正味濾過圧力=静水圧(輸入細動脈)−静水圧(ボーマン隙)−浸透圧(輸出細動脈) (方程式1)
方程式1によって定義された本正味濾過圧力の大きさは、ボーマン隙内に形成され、尿細管に送達される限外濾過液の量を決定する。残りの血液は、輸出細動脈を介して、糸球体から退出する。正常糸球体濾過、すなわち、限外濾過液の尿細管の中への送達は、約90ml/分/1.73mである。
糸球体は、3層濾過構造を有し、血管内皮と、糸球体基底膜と、有足細胞とを含む。通常、アルブミンおよび赤血球等の巨大タンパク質は、ボーマン隙の中に濾過されない。しかしながら、上昇糸球体圧力および糸球体間質拡張が、表面積変化を基底膜上にもたらし、有足細胞間のより大きい開窓が、より巨大なタンパク質がボーマン隙の中に通過することを可能にする。
ボーマン隙内に収集される限外濾過液は、最初に、近位曲尿細管に送達される。尿細管内での水分および溶質の再吸収および分泌が、能動輸送チャネルおよび受動圧力勾配の混合によって実施される。近位曲尿細管は、通常、塩化ナトリウムおよび水分の大部分と、糸球体によって濾過されたほぼ全てのグルコースおよびアミノ酸とを再吸収する。ヘンレのループは、尿中の廃棄物を濃縮するように設計される、2つの構成要素を有する。下行脚は、高度に水浸透性であって、残りの水分の大部分を再吸収する。上行脚は、残りの塩化ナトリウムの25%を再吸収し、例えば、尿素およびクレアチニンの観点から、濃縮された尿を生成する。遠位曲尿細管は、通常、小割合の塩化ナトリウムを再吸収し、浸透勾配が、水分が追従するための条件をもたらす。
正常条件下では、約14mmHgの正味濾過が存在する。静脈鬱滞の影響は、約4mmHgまでの正味濾過の有意な減少であり得る。Jessup M., The cardiorenal syndrome:Do we need a change of strategy or a change of tactics?, JACC53(7):597−600,2009(以降、「Jessup」)を参照されたい。第2の濾過段階は、近位尿細管で起こる。尿からの分泌および吸収の大部分は、髄質腎単位内の尿細管で起こる。尿細管から間質腔の中へのナトリウムの能動輸送が、本プロセスを開始する。しかしながら、静水力が、溶質および水分の正味交換を左右する。正常状況下では、ナトリウムの75%がリンパまたは静脈循環の中に再吸収されると考えられる。しかしながら、腎臓は、被包されているため、静脈およびリンパ鬱滞の両方からの静水圧の変化に敏感である。静脈鬱滞の間、ナトリウムおよび水分の貯留は、85%を超え、腎鬱滞をさらに長引かせ得る。Verbrugge et al., The kidney in congestive heart failure:Are natriuresis, sodium, and diruetucs really the good, the bad and the ugly?European Journal of Heart Failure 2014:16,133−42(以降、「Verbrugge」)を参照されたい。
静脈鬱滞は、急性腎傷害(AKI)の腎前性形態につながり得る。腎前性AKIは、腎臓を通した潅流の損失(または血流の損失)に起因する。多くの臨床医は、ショックに起因する腎臓の中への流動の欠如に焦点を当てる。しかしながら、また、静脈鬱滞に起因する器官からの血流の欠如が、臨床上重要な持続的傷害であり得るという証拠も存在する。Damman K, Importance of venous congestion for worsening renal function in advanced decompensated heart failure, JACC17:589−96,2009(以降、「Damman」)を参照されたい。
腎前性AKIは、多種多様な診断を横断して起こり、救命救急入院を要求する。最も顕著な入院は、敗血症および急性非代償性心不全(ADHF)に関するものである。付加的入院は、心血管外科、一般外科、肝硬変、外傷、熱傷、および膵炎を含む。これらの疾患状態の症状には、広範な臨床上のばらつきがあるが、共通点は、中心静脈圧の上昇である。ADHFの場合、心不全によって引き起こされる中心静脈圧の上昇は、肺浮腫、続けて、呼吸困難につながり、これは、ひいては、入院を必要とする。敗血症の場合、中心静脈圧の上昇は、主に、大量の急速輸液の結果である。一次侵襲が、血液量減少またはナトリウムおよび流体貯留に起因する低潅流であるかどうかにかかわらず、持続的傷害は、静脈鬱滞であって、不適正な潅流をもたらす。
高血圧症は、腎臓の能動および受動輸送系内に摂動をもたらす、別の広く認識される状態である。高血圧症は、直接、輸入細動脈圧に影響を及ぼし、糸球体内の正味濾過圧の比例増加をもたらす。増加される濾過割合はまた、尿細管周囲毛細血管圧を上昇させ、これは、ナトリウムおよび水分再吸収を刺激する。Verbruggeを参照されたい。
腎臓は、被包された器官であるため、これは、髄質錐体内の圧力変化に敏感である。腎静脈圧の上昇は、間質圧の上昇につながる鬱滞をもたらす。間質圧の上昇は、糸球体および尿細管の両方に力を付与する。Verburggeを参照されたい。糸球体では、間質圧の上昇は、直接、濾過に対抗する。圧力の増加は、間質流体を増加させ、それによって、腎臓の髄質内の間質流体および尿細管周囲毛細血管内の静水圧を増加させる。両方の事例において、低酸素は、細胞傷害および潅流のさらなる損失につながることを確実にし得る。正味結果は、ナトリウムおよび水分再吸収のさらなる悪化であって、負のフィードバックをもたらす。Verbrugge(133−42)を参照されたい。特に、腹腔内の体液量過剰は、腹腔内圧上昇、腹部コンパートメント症候群、および急性腎不全を含む、多くの疾患および病状と関連付けられる。体液量過剰は、腎置換療法を通して対処されることができる。Peters, C.D., Short and Long−Term Effects of the Angiotensin II Receptor Blocker Irbesartanon Intradialytic Central Hemodynamics:A Randomized Double−Blind Placebo−Controlled One−Year Intervention Trial(SAFIR Study), PLoS ONE(2015)10(6):e0126882.doi:10.1371/journal.pone.0126882(以降、「Peters」)を参照されたい。しかしながら、そのような臨床方略は、心腎症候群を伴う患者の腎機能におけるいかなる改善も提供しない。Bart B, Ultrafiltration in decompensated heart failure with cardiorenal syndrome, NEJM2012;367:2296−2304(以降、「Bart」)を参照されたい。
流体貯留のそのような問題となる影響に照らして、尿路からの尿の除去を改良するための、具体的には、腎臓からの排尿の量および質を増加させるためのデバイスおよび方法が、必要とされる。
Jessup M., The cardiorenal syndrome:Do we need a change of strategy or a change of tactics?, JACC53(7):597−600,2009
一実施例によると、尿管カテーテルは、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを有する、排出管腔を含む。遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を含む。保定部分は、複数の区分を含み、各区分は、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を有する。複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満である。第2の区分は、第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近い。
別の実施例によると、尿管カテーテルは、患者の尿道の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを有する、排出管腔を含む。遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を含む。保定部分は、排出管腔の複数の等長区分を含み、それぞれ、排出管腔の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を有する。複数の区分の最近位区分の中に流動する、流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、排出管腔の近位部分を通して流動する、流体の体積流率の約1%〜60%、好ましくは、約10%〜60%、より好ましくは、約30%〜60%である。
別の実施例によると、尿管カテーテルは、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを有する、排出管腔を含む。遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するためのコイル状保定部分を含む。コイル状保定部分は、少なくとも部分的に、保定部分の近位の排出管腔の一部の直線または曲線中心軸と同延である、保定部分の軸を中心として延在する、第1の直径を有する、少なくとも第1のコイルと、それぞれ、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を含む、複数の区分とを含む。複数の区分に沿って、保定部分の側壁は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを含む。半径方向内向きに向いた側上の開口部の総面積は、半径方向外向きに向いた側上の開口部の総面積よりも大きい。複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、第2の区分が第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近いとき、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満である。
別の実施例によると、尿管カテーテルは、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを有する、排出管腔を含む。遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を含む。保定部分は、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための複数の開口部を含む。保定部分の近位端により近い、複数の開口部のうちの開口部の面積は、排出管腔の遠位端により近い、複数の開口部のうちの開口部の面積未満である。
別の実施例によると、患者の尿路の一部内に負圧を誘発するためのシステムは、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを有する、排出管腔を含む、少なくとも1つの尿管カテーテルを含む。遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を含む。保定部分は、排出管腔の複数の等長区分を含み、それぞれ、排出管腔の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を含む。本システムはまた、少なくとも1つの尿管カテーテルの排出管腔と流体連通する、ポンプを含む。ポンプは、正圧および/または負圧を患者の尿路の一部内に誘発し、流体を保定部分の区分の開口部を通して排出管腔の中に引き出すために構成される。複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、第2の区分が第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近いとき、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満である。
本発明の非限定的実施例、側面、または実施形態が、ここで、以下に付番された付記に説明されるであろう。
付記1:尿管カテーテルであって、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを備える、排出管腔であって、遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、保定部分は、複数の区分を備え、各区分は、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、排出管腔を備え、複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満であって、第2の区分は、第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近い、尿管カテーテル。
付記2:排出管腔の近位部分は、開口部が本質的にないかまたはない、付記1に記載の尿管カテーテル。
付記3:排出管腔の近位部分は、患者の身体外に延在するように構成される、付記1または付記2に記載の尿管カテーテル。
付記4:排出管腔の近位部分の側壁上の複数の距離マーキングをさらに備え、カテーテルが患者の身体の尿路の中に挿入された距離を示す、付記1−3のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記5:蛍光透視撮像を使用して保定部分の場所を識別するために、保定部分の近位端に隣接する排出管腔の側壁上に放射線不透過性バンドをさらに備え、放射線不透過性バンドは、蛍光透視撮像によって視認されるとき、距離マーキングと異なる外観を有する、付記4に記載の尿管カテーテル。
付記6:排出管腔は、少なくとも部分的に、銅、銀、金、ニッケル−チタン合金、ステンレス鋼、チタン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ラテックス、およびシリコーンのうちの1つ以上のものから形成される、付記1−5のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記7:保定部分の複数の区分は、保定部分が、第1の直径を有する、少なくとも第1のコイルと、第2の直径を有する、少なくとも第2のコイルであって、第1の直径は、第2の直径未満であって、第2のコイルは、第1のコイルより排出管腔の遠位端に近い、少なくとも第2のコイルとを備え、患者の尿路の中への挿入に先立って、保定部分の近位の排出管腔の一部が、直線または曲線中心軸を画定し、展開されると、保定部分の第1のコイルおよび第2のコイルが、少なくとも部分的に、排出管腔の一部の直線または曲線中心軸と同延である、保定部分の軸を中心として延在するように、コイル状構成に付勢される、付記1−6のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記8:第1のコイルの排出管腔の側壁と第2のコイルの排出管腔の隣接する側壁との間の間隙は、3.0mm未満であって、好ましくは、約0.25mm〜2.5mmであって、より好ましくは、約0.5mm〜2.0mmである、付記7に記載の尿管カテーテル。
付記9:第1のコイルは、0度〜180度に延在する、半コイルであって、開口部がなく、第2のコイルは、180度〜540度に延在する、完全コイルであって、複数の区分の第1の区分は、第2のコイルの180度〜360度に延在し、第2の区分は、第2のコイルの360度〜540度に延在する、付記7または付記8に記載の尿管カテーテル。
付記10:複数の区分に沿って、排出管腔の側壁は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを備え、半径方向内向きに向いた側上の開口部の総面積は、半径方向外向きに向いた側上の開口部の総面積よりも大きい、付記7−9のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記11:排出管腔の保定部分は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを備える、側壁を備え、1つ以上の穿孔が、半径方向内向きに向いた側上に配置され、半径方向外向きに向いた側は、穿孔が本質的にない、付記7−10のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記12:保定部分の最遠位部分は、最遠位部分の中心軸が排出管腔の遠位端から保定部分の軸に向かって延在するように、最遠位コイルの曲率に対して内向きに屈曲される、付記7−11のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記13:第1のコイルの第1の直径は、約8mm〜10mmであって、第2のコイルの第2の直径は、約16mm〜20mmである、付記7−12のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記14:保定部分はさらに、保定部分の軸を中心として延在する、第3のコイルを備え、第3のコイルは、第1の直径または第2の直径のいずれか以上の直径を有し、第3のコイルは、第2のコイルより排出管腔の遠位部分の端部に近い、付記7−13のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記15:排出管腔は、患者の膀胱から患者の尿管の中への挿入のための、非コイル状構成と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内への展開のための、コイル状構成との間で遷移可能である、付記7−14のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記16:排出管腔は、自然に、コイル状構成に付勢される、付記15に記載の尿管カテーテル。
付記17:区分は、等しい長さである、付記1−16のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記18:第2の区分の中に流動する、流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、第1の区分の開口部の中に流動する、流体の体積流率の少なくとも30%である、付記1−17のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記19:複数の区分の最近位区分の中に流動する、流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、排出管腔の近位部分を通して流動する、流体に関する体積流率の60%未満である、付記1−18のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記20:複数の区分の2つの最近位区分の中に流動する、流体に関する体積流率は、真空ポンプの流出ポートにおいて測定される−45mmHgの負圧が排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、排出管腔の近位部分を通して流動する、流体に関する体積流率の90%未満である、付記1−19のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記21:複数の区分の第3の区分の開口部は、第1の区分または第2の区分の開口部の総面積よりも大きい、総面積を有し、第3の区分は、第1の区分または第2の区分よりも排出管腔の遠位端に近い、付記1−20のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記22:区分の1つ以上の開口部の総面積は、保定部分の遠位端により近い区分に関して増加する、付記1−21のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記23:排出管腔は、約0.5mm〜1.5mmの内径を有し、第1の区分の開口部の総面積および/または第2の区分の開口部の総面積は、約0.002mm〜約2.5mmである、付記1−22のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記24:排出管腔は、約0.5mm〜1.5mmの内径を有し、第1の区分の開口部の総面積は、約0.002mm〜約1.0mmであって、第2の区分の開口部の総面積は、約0.5mmよりも大きい、付記1−23のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記25:複数の区分のうちの区分はそれぞれ、約5mm〜約35mmの等しい長さであって、好ましくは、約5mm〜15mmである、付記24に記載の尿管カテーテル。
付記26:排出管腔は、約30cm〜約120cmの非コイル状縦方向長を有する、付記1−25のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記27:開口部のうちの1つ以上のものは、約0.002mm〜約0.25mmの断面積を有し、第2の区分は、第1の区分よりも多くの開口部を備える、付記1−26のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記28:排出管腔は、約0.5mm〜約1.5mmの内径を有する、開放遠位端を備える、付記1−27のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記29:開口部は、約0.5mm〜約1.5mmの直径を伴う、円形であって、区分のうちの1つの開口部の直径は、近位に隣接する区分の開口部の直径よりも少なくとも0.05mm大きい、付記1−28のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記30:区分のうちの1つの開口部の中心と隣接する区分の開口部の中心との間の距離は、約5.0mm〜約15.0mmである、付記1−29のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記31:複数の区分の開口部は、円形であって、約0.05mm〜約1.0mmの直径を有する、付記1−30のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記32:各区分は、単一開口部を備える、付記1−31のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記33:排出管腔の近位部分により近い区分の単一開口部の面積は、排出管腔の遠位端により近い区分の単一開口部の面積未満である、付記32に記載の尿管カテーテル。
付記34:単一開口部のそれぞれの面積は、遠位に隣接する単一開口部の面積未満である、付記32または付記33に記載の尿管カテーテル。
付記35:排出管腔の遠位端は、複数の区分の隣接する区分の単一開口部の面積よりも大きい面積を有する、開口部を有する、付記32−34のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記36:複数の区分の開口部はそれぞれ、同一面積を有し、第2の区分は、第1の区分よりも多くの開口部を備える、付記1−35のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記37:複数の区分のうちの区分の少なくとも2つの開口部は、排出管腔の側壁の円周の周囲に延在する、仮想線が、少なくとも2つの開口部のそれぞれの少なくとも一部に接触するように配列される、付記1−36のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記38:区分のうちの少なくとも1つの開口部は、排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する、仮想線が、個別の区分の開口部のそれぞれの少なくとも一部に接触するように配列される、付記1−37のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記39:第1の区分の開口部は、排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する、第1の仮想線に沿って配列され、第2の区分の開口部のうちの少なくとも1つは、排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する、第2の仮想線に沿って配列され、第2の区分の開口部のうちの少なくとも1つは、排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する、第3の仮想線に沿って配列される、付記1−38のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記40:第1の仮想線は、第2の仮想線および/または第3の仮想線と同延ではない、付記39に記載の尿管カテーテル。
付記41:第2の仮想線は、第3の仮想線と同延ではない、付記39または付記40に記載の尿管カテーテル。
付記42:第1、第2、および第3の仮想線は、平行である、付記39−41のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記43:複数の開口部の各開口部は、独立して、円形、三角形、長方形、楕円形、卵形、および正方形のうちの1つ以上のものから選択される、付記1−42のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記44:尿管カテーテルであって、患者の尿道の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを備える、排出管腔であって、遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、保定部分は、排出管腔の複数の等長区分を備え、それぞれ、排出管腔の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、排出管腔を備え、複数の区分の最近位区分の中に流動する、流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、排出管腔の近位部分を通して流動する、流体の体積流率の約1%〜60%、好ましくは、約10%〜60%、より好ましくは、約30%〜60%である、尿管カテーテル。
付記45:複数の区分の2つの最近位区分の中に流動する、流体の体積流率は、−45mmHgの負圧が排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、排出管腔の近位部分を通して流動する、流体の体積流率の約1%〜90%、好ましくは、約30%〜90%、より好ましくは、約60%〜90%である、付記44に記載の尿管カテーテル。
付記46:各区分は、単一開口部を備え、排出管腔の近位端により近い区分の単一開口部は、排出管腔の遠位端により近い区分内の単一開口部の面積未満である、付記44または付記45に記載の尿管カテーテル。
付記47:排出管腔の遠位端は、複数の区分の隣接する区分の単一開口部の面積よりも大きい面積を有する、開口部を有する、付記44−46のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記48:複数の区分の開口部はそれぞれ、同一面積を有し、複数の区分の第2の区分は、最近位区分よりも多い開口部を備える、付記44−47のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記49:複数の区分の開口部の形状は、円形、三角形、長方形、正方形、楕円形、砂時計形状、およびランダム周囲開口部のうちの1つ以上のものである、付記44−48のいずれかに記載の尿管カテーテル。
付記50:尿管カテーテルであって、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを備える、排出管腔であって、遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するためのコイル状保定部分を備え、コイル状保定部分は、少なくとも部分的に、保定部分の近位の排出管腔の一部の直線または曲線中心軸と同延である、保定部分の軸を中心として延在する、第1の直径を有する、少なくとも第1のコイルと、それぞれ、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、複数の区分とを備え、複数の区分に沿って、保定部分の側壁は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを備え、半径方向内向きに向いた側上の開口部の総面積は、半径方向外向きに向いた側上の開口部の総面積よりも大きく、複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満であって、第2の区分は、第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近い、排出管腔を備える、尿管カテーテル。
付記51:保定部分はさらに、第2の直径を有する、第2のコイルを備え、第1の直径は、第2の直径未満であって、第2のコイルは、第1のコイルより排出管腔の遠位端に近い、付記50に記載の尿管カテーテル。
付記52:第1のコイルは、0度〜180度に延在する、半コイルであって、開口部がなく、第2のコイルは、180度〜540度に延在する、完全コイルであって、複数の区分の第1の区分は、第2のコイルの180度〜360度に延在し、第2の区分は、第2のコイルの360度〜540度に延在する、付記51に記載の尿管カテーテル。
付記53:保定部分はさらに、保定部分の軸を中心として延在する、第3のコイルを備え、第3のコイルは、第1の直径または第2の直径のいずれか以上の直径を有し、第3のコイルは、第2のコイルより排出管腔の遠位部分の端部に近い、付記51または付記52に記載の尿管カテーテル。
付記54:尿管カテーテルであって、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを備える、排出管腔であって、遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、保定部分は、保定部分の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための複数の開口部を備える、排出管腔を備え、保定部分の近位端により近い、複数の開口部のうちの開口部の面積は、排出管腔の遠位端により近い、複数の開口部のうちの開口部の面積未満である、尿管カテーテル。
付記55:複数の開口部の各開口部の面積は、複数の開口部の近位に隣接する開口部の面積よりも大きい、付記54に記載の尿管カテーテル。
付記56:各開口部の形状は、独立して、円形、三角形、長方形、および正方形のうちの1つ以上のものから選択される、付記54または付記55に記載の尿管カテーテル。
付記57:患者の尿路の一部内に負圧を誘発するためのシステムであって、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される、近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される、遠位部分とを備える、排出管腔を備える、少なくとも1つの尿管カテーテルであって、遠位部分は、排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、保定部分は、排出管腔の複数の等長区分を備え、それぞれ、排出管腔の側壁上に、流体が排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、少なくとも1つの尿管カテーテルと、少なくとも1つの尿管カテーテルの排出管腔と流体連通する、ポンプであって、正圧および/または負圧を患者の尿路の一部内に誘発し、流体を保定部分の区分の開口部を通して排出管腔の中に引き出すために構成される、ポンプとを備え、複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満であって、第2の区分は、第1の区分よりも排出管腔の遠位端に近い、システム。
付記58:ポンプは、位置および/または負圧を排出管腔の近位端内に発生させるように構成される、付記57に記載のシステム。
付記59:ポンプは、100mmHg以下の負圧を排出管腔の近位端に印加する、付記57または付記58に記載のシステム。
付記60:ポンプは、ユーザによって選択された3つの圧力レベルのうちの1つで動作するように構成され、圧力レベルは、15mmHg、30mmHg、および45mmHgの負圧を発生させる、付記59に記載のシステム。
付記61:ポンプは、負圧の発生と正圧の発生との間で交互するように構成される、付記57−60のいずれかに記載のシステム。
付記62:ポンプは、負圧の提供と大気への圧力の等化との間で交互するように構成される、付記57−61のいずれかに記載のシステム。
付記63:排出管腔と流体連通する、1つ以上のセンサであって、静電容量、検体濃度、および排出管腔内の尿の温度のうちの少なくとも1つを含む、情報を決定するように構成される、1つ以上のセンサと、プログラミング命令を含むコンピュータ可読メモリを備えるコントローラであって、該命令は、実行されると、コントローラに、情報を1つ以上のセンサから受信させ、少なくとも部分的に、1つ以上のセンサから受信される情報に基づいて、ポンプの動作パラメータを調節させ、少なくとも1つの尿管カテーテルの排出管腔内の真空圧力を増加または減少させ、排出管腔を通した尿の流動を調節させる、コントローラとをさらに備える、付記57−62のいずれかに記載のシステム。
付記64:患者の第1の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に設置されるように構成される、第1の尿管カテーテルと、患者の第2の腎臓、腎盂内、および/または腎盂に隣接する尿管内に設置されるように構成される、第2の尿管カテーテルとを備え、ポンプは、各カテーテル内の圧力が他のカテーテルと同一または異なり得るように、独立して、負圧を第1の尿管カテーテルおよび第2の尿管カテーテルに印加するように構成される、付記57−63のいずれかに記載のシステム。
付記65:ポンプは、10mmHg以下の感度を有する、付記57−64のいずれかに記載のシステム。
本開示のこれらおよび他の特徴および特性だけではなく、構造の関連要素の動作方法および機能および部品および製造の経済性の組み合わせが、その全てが本明細書の一部を形成し、同様の参照番号は、種々の図における対応する部品を指定する、付随の図面を参照して、以下の説明および添付の請求項の検討からより明白となるであろう。しかしながら、図面は、例証および説明の目的のためだけのものであって、本発明の限定の定義として意図されるものではないことを明示的に理解されたい。
さらなる特徴および他の実施例および利点も、図面を参照して検討される以下の詳細な説明から明白となるであろう。
図1は、本発明の実施例による、患者の尿路内で展開される尿収集アセンブリの留置部分の概略図である。
図2Aは、本開示の実施例による、例示的尿管カテーテルの斜視図である。
図2Bは、図2Aの尿管カテーテルの正面図である。
図3Aは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の実施例の概略図である。
図3Bは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図3Cは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図3Dは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図3Eは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図4Aは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図4Bは、図4Aの線B−Bに沿って得られた、図4Aの保定部分の一部の断面図の概略図である。
図5Aは、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図5Bは、図5Aの線B−Bに沿って得られた、図5Aの保定部分の断面図の一部の概略図である。
図6は、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図7は、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の断面の概略図である。
図8は、本発明の実施例による、尿管カテーテルのための保定部分の別の実施例の概略図である。
図9Aは、本発明の実施例による、尿収集アセンブリの別の実施例の概略図である。
図9Bは、図9Aのアセンブリの膀胱アンカ部分の断面9B−9Bに沿って得られた、部分的概略図である。
図10Aは、本発明の実施例による、尿収集アセンブリの別の実施例の概略図である。
図10Bは、図10Aのアセンブリの膀胱アンカ部分の断面10B−10Bに沿って得られた、概略図である。
図11Aは、本発明の実施例による、尿収集アセンブリの概略図である。
図11Bは、図11Aのアセンブリの膀胱アンカ部分の断面11B−11Bに沿って得られた、概略図である。
図12Aは、本開示の実施例による、尿収集アセンブリの別の膀胱アンカ部分の概略図である。
図12Bは、図12Aの線C−Cに沿って得られた、尿収集アセンブリの膀胱カテーテルの断面の概略図である。
図12Cは、尿収集アセンブリの膀胱カテーテルの別の実施例の断面の概略図である。
図13は、本開示の実施例による、尿収集アセンブリの膀胱アンカ部分の別の実施例の概略図である。
図14は、本開示の実施例による、尿収集アセンブリの膀胱アンカ部分の別の実施例の概略図である。
図15は、本発明の実施例による、患者の膀胱および尿道内で展開されるように構成される、尿収集アセンブリの膀胱アンカ部分の別の実施例の概略図である。
図16は、本発明の実施例による、尿収集アセンブリの膀胱アンカ部分の別の実施例の概略図である。
図17Aは、本開示の実施例による、尿収集アセンブリのためのコネクタの分解斜視図である。
図17Bは、図17Aのコネクタの一部の断面図である。
図17Cは、本開示の実施例による、尿収集アセンブリのためのコネクタの概略図である。
図18Aは、本発明の実施例による、尿管カテーテルまたは尿収集アセンブリの挿入および展開のためのプロセスを図示する、フローチャートである。
図18Bは、本発明の実施例による、尿管カテーテルまたは尿収集アセンブリを使用して、負圧を印加するためのプロセスを図示する、フローチャートである。
図19は、本発明の実施例による、負圧を患者の尿路に誘発するためのシステムの概略図である。
図20Aは、本発明の実施例による、図19のシステムと併用するためのポンプの平面図である。
図20Bは、図20Aのポンプの側面立面図である。
図21は、ブタモデルにおける負圧療法を評価するための実験設定の概略図である。
図22は、図21に示される実験設定を使用して実施された試験に関するクレアチニンクリアランス率のグラフである。
図23Aは、負圧療法で治療された鬱滞腎臓からの腎臓組織の低拡大率光顕微鏡写真である。
図23Bは、図23Aに示される腎臓組織の高拡大率光顕微鏡写真である。
図23Cは、鬱滞および未治療(例えば、対照)腎臓からの腎臓組織の低拡大率光顕微鏡写真である。
図23Dは、図23Cに示される腎臓組織の高拡大率光顕微鏡写真である。
図24は、本開示の実施例による、患者のクレアチニンおよび/またはタンパク質レベルを低減させるためのプロセスを図示する、フローチャートである。
図25は、本開示の実施例による、蘇生輸液を受ける患者を治療するためのプロセスを図示する、フローチャートである。
図26は、本明細書に説明される実験方法を使用してブタで行われる試験に関するベースラインに対する血清アルブミンのグラフである。
図27は、本発明の実施例による、患者の尿路内で展開される尿収集アセンブリの留置部分の別の実施例の概略図である。
図28は、図27の尿収集アセンブリの別の概略図である。
図29は、本開示の実施例による、尿管カテーテルの別の実施例の正面図である。
図30Aは、本開示の実施例による、円形30Aによって封入された、図29の尿管カテーテルの保定部分の斜視図である。
図30Bは、本開示の実施例による、図30Aの保定部分の正面図である。
図30Cは、本開示の実施例による、図30Aの保定部分の背面図である。
図30Dは、本開示の実施例による、図30Aの保定部分の上面図である。
図30Eは、本開示の実施例による、線30E−30Eに沿って得られた、図30Aの保定部分の断面図である。
図31は、本開示の実施例による、拘束または線形位置における尿管カテーテルの保定部分の概略図である。
図32は、本開示の実施例による、拘束または線形位置における尿管カテーテルの保定部分の別の実施例の概略図である。
図33は、本開示の実施例による、拘束または線形位置における尿管カテーテルの保定部分の別の実施例の概略図である。
図34は、本開示の実施例による、拘束または線形位置における尿管カテーテルの保定部分の別の実施例の概略図である。
図35Aは、本開示の実施例による、位置の関数としての例示的尿管カテーテルの開口部を通した流体流動のパーセンテージを示す、グラフである。
図35Bは、本開示の実施例による、位置の関数としての別の例示的尿管カテーテルの開口部を通した流体流動のパーセンテージを示す、グラフである。
図35Cは、本開示の実施例による、位置の関数としての別の例示的尿管カテーテルの開口部を通した流体流動のパーセンテージを示す、グラフである。
図36は、本開示の実施例による、尿管カテーテルを流体ポンプに接続するための管類アセンブリおよびy−コネクタの斜視図である。
図37は、本開示の実施例による、図36のy−コネクタに接続されている、尿管カテーテルの斜視図である。
図38は、本開示の実施例による、物質移動バランス評価のための流体流動係数を計算するための「ステーション」を示す、尿管カテーテルの保定部分の概略図である。
図39は、毛細血管床および曲尿細管の位置を示す、腎単位および周囲血管系の概略図である。
本明細書で使用されるように、「a」、「an」、および「the」の単数形は、文脈によって明確に別様に示されない限り、複数参照も含む。
本明細書で使用されるように、用語「右」、「左」、「上部」、およびその派生形は、図面において配向されるように本発明に関連するものとする。用語「近位」は、ユーザおよび/または尿路アクセス部位の最近傍の留置カテーテルの一部によって操作または接触される、カテーテルデバイスの部分を指す。用語「遠位」は、患者の中に挿入されるように構成されるカテーテルデバイスの反対端および/または患者の尿路の最遠位に挿入されるデバイスの一部を指す。しかしながら、本発明は、種々の代替配向をとることができ、故に、そのような用語は、限定として見なされるものではないことを理解されたい。また、本発明は、反対のことが明示的に規定されない限り、種々の代替変形例および段階シーケンスをとることができることを理解されたい。また、添付の図面に図示され、以下の明細書に説明される、具体的デバイスおよびプロセスは、実施例であることを理解されたい。故に、本明細書に開示される実施形態に関連する具体的寸法および他の物理的特性は、限定として見なされるものではない。
本明細書の目的のために、別様に示されない限り、明細書および請求項において使用される成分、反応条件、寸法、物理的特性等の数量を表す全ての数字は、全事例において用語「約」によって修飾されるものとして理解されたい。反対のことが示されない限り、以下の明細書および添付の請求項に記載される数値パラメータは、本発明によって得られることが模索される所望の特性に応じて変動し得る、近似である。
本発明の広義の範囲を記載する数値範囲およびパラメータは、近似値であるが、具体的実施例に記載される数値は、可能な限り精密に報告される。しかしながら、任意の数値は、本質的に、その個別の試験測定に見出される標準偏差から必然的に生じる、ある誤差を含有する。
また、本明細書に列挙される任意の数値範囲は、その中に含められる全ての下位範囲を含むことが意図されることを理解されたい。例えば、「1〜10」の範囲は、1の列挙された最小値と10の列挙された最大値を含む、それらの間のあらゆる範囲、すなわち、1以上の最小値から開始し、10以下の最大値で終了する全ての下位範囲と、その間の全ての下位範囲、例えば、1〜6.3、または5.5〜10、または2.7〜6.1とを含むものと意図される。
本明細書で使用されるように、用語「通信」および「通信する」は、1つ以上の信号、メッセージ、コマンド、または他のタイプのデータの受信または転送を指す。1つのユニットまたは構成要素が別のユニットまたは構成要素と通信するとは、1つのユニットまたは構成要素が、直接または間接的に、データを他のユニットまたは構成要素から受信することおよび/またはそこにデータを伝送することが可能であることを意味する。これは、性質上、有線および/または無線であり得る、直接または間接接続を指し得る。加えて、2つのユニットまたは構成要素は、伝送されるデータが、第1および第2のユニットまたは構成要素間で修正される、処理される、ルーティングされる、および同等物である場合でも、相互に通信することができる。例えば、第1のユニットは、第1のユニットがデータを受動的に受信し、データを第2のユニットに能動的に伝送しない場合でも、第2のユニットと通信することができる。別の実施例として、第1のユニットは、中間ユニットが、1つのユニットからのデータを処理し、処理されたデータを第2のユニットに伝送する場合も、第2のユニットと通信することができる。多数の他の配列も可能性として考えられることを理解されたい。
流体貯留および静脈鬱滞は、進行性腎疾患の進行における主要な問題である。排泄における相対的減少と結び付けられる過剰ナトリウム摂取は、等張体積膨張および二次コンパートメント症候群の併発につながる。いくつかの実施例では、本発明は、概して、患者の膀胱、尿管、および/または腎臓からの尿または廃棄物の排出を促進するためのデバイスおよび方法を対象とする。いくつかの実施例では、本発明は、概して、患者の膀胱、尿管、および/または腎臓内で負圧を誘発するためのデバイスおよび方法を対象とする。任意の理論によって拘束されることを意図するわけではないが、負圧を膀胱、尿管、および/または腎臓に印加することは、いくつかの状況において、ナトリウムおよび水分の髄質腎単位尿細管再吸収を補償し得ると考えられる。ナトリウムおよび水分の再吸収の補償は、尿産生を増加させ、総体内ナトリウムを減少させ、赤血球産生を改善することができる。髄質内圧が、ナトリウム、したがって、体液量過剰によって促されるため、過剰ナトリウムの標的除去は、体液量損失の維持を可能にする。体液量の除去は、髄質鬱滞を回復させる。正常尿産生は、1.48〜1.96L/日(または1〜1.4ml/分)である。
流体貯留および静脈鬱滞はまた、腎前性急性腎傷害(AKI)の進行における主要な問題である。具体的には、AKIは、腎臓を通した潅流または血流の損失に関連し得る。故に、いくつかの実施例では、本発明は、静脈鬱滞を緩和または低減させる目的のために、改良された腎血行動態を促進し、排尿を増加させる。さらに、AKIの治療および/または阻止は、他の病状の発生にも良い影響を及ぼし、および/またはそれを低減させることが予期され、例えば、NYHA分類III度および/または分類IV度心不全を伴う患者における腎機能の悪化の低減または阻止が挙げられる。異なるレベルの心不全の分類は、Criteria Committee of the New York Heart Association,(1994),Nomenclature and Criteria for Diagnosis of Diseases of the Heart and Great Vessels,(9th ed.), Boston:Little, Brown and Co. pp.253−256(本開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されている。AKIおよび/または慢性的潅流減少のエピソードの低減または阻止はまた、第4期および/または第5期慢性腎臓疾患のための治療であり得る。慢性腎臓疾患の進行は、National Kidney Foundation, K/DOQI Clinical Practice Guidelines for Chronic Kidney Disease:Evaluation, Classification and Stratification. Am. J. Kidney Dis.39:S1−S266,2002(Suppl.1)(本開示は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されている。
負圧を誘発するためのシステム
図27を参照すると、腎臓灌流を増加させるために患者の尿路内に負圧を誘発するための例示的システム1100が、図示される。システム1100は、負圧を発生させるための流体ポンプ2000に接続される、1つまたは2つの尿管カテーテル1212を備える。いくつかの実施例では、ポンプ2000はまた、正圧を発生させてもよく、例えば、ユーザからの選択に基づいて、または所定のスケジュールに従って自動的に、負圧の提供と、正圧の提供と、大気への圧力の等化との間で交互するように構成されてもよい。ポンプ2000は、100mmHg以下の低レベルの負圧をカテーテル1212の近位端に提供するように構成されることができる。いくつかの実施例では、ポンプ2000は、いくつかの離散圧力レベルで動作するように構成されることができる。例えば、ポンプ2000は、15mmHg、30mmHg、および45mmHgの圧力レベルで動作するように構成されてもよい。ユーザは、当技術分野において公知のように、スイッチ、ダイヤル、またはコントローラを使用して、圧力レベルのうちの1つを選択することができる。
システム1100と併用するために適合され得る、市販のポンプは、Cole−Parmer Instrument Company(モデル番号EW−07530−85)製Air Cadet Vacuum Pumpである。ポンプ2000は、Airtrol Component Inc.製V−800 Series Miniature Precision Vacuum Regulator−1/8 NPT Ports(モデル番号V−800−10−W/K)等の調整器に直列に接続されることができる。システム2000と併用するために適合され得る、ポンプはまた、Ding Hwa Co.,Ltd(DHCL Group)(Dacun, Changhua, Chine)から入手可能である。
いくつかの実施例では、ポンプ2000の少なくとも一部は、患者の尿路内、例えば、膀胱内に位置付けられることができる。例えば、ポンプ2000は、ポンプモジュールと、ポンプモジュールに結合される、制御モジュールとを備えることができ、制御モジュールは、ポンプモジュールの運動を指示するように構成される。ポンプモジュール、制御モジュール、または電力供給源のうちの少なくとも1つ(1つ以上)は、患者の尿路内に位置付けられてもよい。ポンプモジュールは、流体流動チャネル内に位置付けられる、少なくとも1つのポンプ要素を備え、流体をチャネルを通して引き出すことができる。好適なポンプアセンブリ、システム、および使用方法のいくつかの実施例は、本願と同時出願された、「Indwelling Pump for Facilitating Removal of Urine from the Urinary Tract」と題された米国特許出願第62/550,259号(参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に開示される。
患者の尿路は、患者の右腎2および左腎4を備える。腎臓2、4は、血液濾過および尿を通した身体から廃棄化合物のクリアランスに関与する。右腎2および左腎4によって産生された尿は、患者の膀胱10の中に、尿細管、すなわち、腎盂20、21において腎臓に接続される、右尿管6および左尿管8を通して排出される。尿は、尿管壁の蠕動および重力によって、尿管6、8を通して伝導され得る。尿管6、8は、尿管口または開口部16を通して、膀胱10に進入する。膀胱10は、尿が身体から排泄されるまで尿を収集するように適合される、可撓性かつ実質的に中空の構造である。膀胱10は、空位置(参照線Eによって示される)から満杯位置(参照線Fによって示される)まで遷移可能である。通常、膀胱10が実質的に満杯状態に到達すると、尿は、膀胱10から尿道12に膀胱10の下側部分に位置する尿道括約筋または開口部18を通して排出することが可能にされる。膀胱10の収縮は、尿管開口部16と尿道開口部18の間に延在する三角形領域である、膀胱10の三角部領域14上に付与される応力および圧力に応答し得る。三角部領域14は、膀胱10が充填し始めるにつれて、三角部領域14上にかかる圧力が増加するように、応力および圧力に敏感である。三角部領域14上の閾値圧力を超えると、膀胱10は、収縮し始め、収集された尿を尿道12を通して排出する。
図27および28に示されるように、尿管カテーテルの遠位部分は、腎臓2、4の近傍の腎盂20、21内で展開される。カテーテル1212のうちの1つ以上のものの近位部分は、Y−コネクタ2010および管類セット2050を通して、流体ポンプ2000の単一流出ポート2002に接続される。例示的Y−コネクタ2010およびそこに接続される管類セット2020は、図36および37に示される。Y−コネクタ2010は、剛性プラスチック材料から形成される、管状本体2012を備え、本体2012は、2つの流入ポート2014、2016と、逆流を防止するための一方向逆止弁2018を備える、単一流出ポートとを備える。流入ポート2014、2016は、カテーテル1212の近位端を受容するためのルアー係止コネクタ、ねじコネクタ、または当技術分野において公知のような類似機構等のコネクタ部分2020を備えることができる。図37に示されるように、カテーテル1212の近位端は、Y−コネクタ2010に搭載するための対応する構造を有する。管類セット2050は、Y−コネクタ2010の一方向逆止弁2018と、流体ポンプ2000の流出ポート2002に係合するように構成される、漏斗形状のコネクタ2054との間に延在する、ある長さの可撓性医療管類2052を備える。漏斗形状のコネクタ2054の形状およびサイズは、使用されているポンプ2000のタイプに基づいて、選択されることができる。いくつかの実施例では、漏斗形状のコネクタ2054は、患者の膀胱、尿管、または腎臓内で負圧を誘発するために安全であると見なされる、特定のポンプタイプにのみ接続され得るように、特有の構成を伴って製造されることができる。他の実施例では、本明細書に説明されるように、コネクタ2054は、種々の異なるタイプの流体ポンプへの取付のために適合される、より汎用な構成であることができる。
システム1100は、本明細書に開示される尿管カテーテル1212と併用され得る、負圧を誘発するための負圧システムの一実施例にすぎない。カテーテル1212と併用され得る、他のシステムおよび尿収集アセンブリは、例えば、図1、9A、10A、11A、および19に示される。加えて、カテーテル1212は、別個の負圧源に接続されることができる。他の実施例では、1つ以上のカテーテル1212は、負圧源に接続されることができる一方、他のカテーテル1212は、非加圧流体収集容器に接続されることができる。
例示的尿管カテーテル:
例示的尿管カテーテルの具体的特性が、ここで、詳細に説明されるであろう。図27−39Dに示されるように、例示的尿管カテーテル1212は、少なくとも1つの伸長本体または管1222を備え、その内部は、排出管腔1224等の1つ以上の排出チャネルまたは管腔を画定または構成する。管1222サイズは、約1フレンチ〜約9フレンチ(フレンチカテーテルスケール)に及ぶことができる。いくつかの実施例では、管1222は、約0.33〜約3.0mmに及ぶ外径と、約0.165〜約2.39mmに及ぶ内径とを有することができる。一実施例では、管1222は、6フレンチであって、2.0±0.1mmの外径を有する。管1222の長さは、患者の年齢(例えば、小児または成人)および性別に応じて、約30cm〜約120cmに及ぶことができる。
管1222は、可撓性および/または変形可能材料から形成され、膀胱10および尿管6、8(図27および28に示される)内での管1222の前進および/または位置付けを促進することができる。例えば、管1222は、生体適合性ポリマー、ポリ塩化ビニル、Teflon(R)等のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、シリコーンコーティングされたラテックス、シリコーンを含む、1つ以上の材料から形成されることができる。一実施例では、管1222は、熱可塑性ポリウレタンから形成される。管1222はまた、銅、銀、金、ニッケル−チタン合金、ステンレス鋼、およびチタンのうちの1つ以上のものを含む、またはそれを含浸されることができる。いくつかの実施例では、管1222は、蛍光透視撮像によって視認可能な材料を含浸される、またはそれから形成される。他の実施例では、管1222を形成する、生体適合性ポリマーは、硫酸バリウムまたは類似放射線不透過性材料を含浸されることができる。したがって、管1222の構造および位置は、蛍光透視法に対して可視である。
いくつかの実施例では、管1222によって画定された排出管腔1224は、遠位部分1218(例えば、尿管6、8および腎盂20、21内に位置付けられるように構成される、管1222の一部(図27−29に示される))と、中央部分1226(例えば、遠位部分から尿管開口部16を通して患者の膀胱10および尿道12の中に延在するように構成される、管1222の一部(図27−29に示される))と、近位部分1228(例えば、尿道12から外部流体収集容器および/またはポンプ2000まで延在する、管1222の一部)とを備える。1つの好ましい実施例では、管1222の近位部分1228および中央部分1226の組み合わせられた長さは、約54±2cmである。いくつかの実施例では、管1222の中央部分1226および近位部分1228は、距離マーキング1236(図29に示される)を管1222の側壁上に含み、これは、カテーテル1212の展開の間、管1222が患者の尿路の中に挿入された距離を決定するために使用されることができる。
いくつかの実施例では、遠位部分1218は、流体を排出管腔1224の中に引き出すための開放遠位端1220を備える。尿管カテーテル1212の遠位部分1218はさらに、排出管腔または管1222の遠位部分1218を尿管および/または腎臓内に維持するための保定部分1230を備える。いくつかの実施例では、保定部分は、複数の半径方向に延在するコイル1280、1282、1284を備える。保定部分1230は、可撓性かつ屈曲可能であって、尿管、腎盂、および/または腎臓内への保定部分1230の位置付けを可能にすることができる。例えば、保定部分1230は、望ましくは、カテーテル1212上に付与される力を吸収し、そのような力が尿管に伝達されることを防止するために十分に屈曲可能である。さらに、保定部分1230が、近位方向P(図27および28に示される)に患者の膀胱10に向かって引動される場合、保定部分1230は、尿管6、8を通して牽引され得るように、解巻または直線化され始めるために十分に可撓性であることができる。いくつかの実施例では、保定部分1230は、管1222と一体型である。他の実施例では、保定部分1230は、管または排出管腔1224に接続され、そこから延在する、別個の管状部材を備えることができる。いくつかの実施例では、カテーテル1212は、保定部分1230の近位端において管1222上に位置付けられる、放射線不透過性バンド1234(図29に示される)を備える。放射線不透過性バンド1234は、カテーテル1212の展開の間、蛍光透視撮像によって可視である。特に、ユーザは、蛍光透視法によって、尿路を通したバンド1234の前進を監視し、保定部分1230が腎盂内にあって、展開の準備ができた状態になるときを決定することができる。
いくつかの実施例では、保定部分1230は、穿孔、排出ポート、または開口部1232(図30Aに示される)を管1222の側壁内に備える。本明細書で使用されるように、「開口部」または「孔」は、側壁の外側から内側またはその逆に側壁を通した連続空隙空間またはチャネルを意味する。いくつかの実施例では、少なくとも1つの開口部はそれぞれ、同一または異なり得、約0.002mm〜約100mmまたは約0.002mm〜約10mmに及び得る、面積を有することができる。本明細書で使用されるように、開口部の「面積」または「表面積」または「断面積」は、開口部の周囲によって画定された最小または極小平面面積を意味する。例えば、開口部が、円形であって、約0.36mm(0.1mmの面積)の直径を側壁の外側に有するが、わずか0.05mm(0.002mmの面積)の直径を側壁内または側壁の反対側上のいくつかの点に有する場合、「面積」は、側壁内の開口部を通した流動のための最小または極小平面面積であるため、0.002mmとなるであろう。孔が、正方形または長方形である場合、「面積」は、長さ×平面面積の幅となるであろう。任意の他の形状に関して、「面積」は、当業者に周知の従来の数学的計算によって決定されることができる。例えば、不規則形状の開口部の「面積」は、形状を開口部の平面面積を充填するように適合し、各形状の面積を計算し、各形状の面積をともに加算することによって見出される。
開口部1232は、縦方向および/または軸方向等の所望される任意の方向に管1222の側壁に沿って延在するように位置付けられることができる。いくつかの実施例では、開口部1232間の間隔は、約1.5mm〜約15mmに及ぶことができる。流体は、穿孔、排出ポート、または開口部1232のうちの1つ以上のものを通して、排出管腔1234の中に通過する。望ましくは、開口部1232は、負圧が排出管腔1224に印加されるとき、それらが尿管6、8または腎臓の組織によって閉塞されないように位置付けられる。例えば、本明細書に説明されるように、開口部1234は、保定部分1230のコイルまたは他の構造の内部部分上に位置付けられ、開口部1232の閉塞を回避することができる。いくつかの実施例では、管1222の中央部分1226および近位部分1228は、穿孔、ポート、孔、または開口部が本質的にないかまたはなく、管1222のそれらの部分に沿って開口部の閉塞を回避することができる。いくつかの実施例では、穿孔または開口部が本質的にない、部分1226、1228は、管1222の他の部分より実質的に少ない開口部を含む。例えば、遠位部分1218の開口部1232の総面積は、管1222の近位部分1226および/または遠位部分1228の開口部の総面積よりも大きいまたは実質的大きくてもよい。
いくつかの実施例では、開口部1232は、保定部分1230を通した流体流を改良するようにサイズ決めおよび離間される。特に、本発明者らは、負圧がカテーテル1212の排出管腔1224に印加されると、流体の大部分が排出管腔1224の中に最近位穿孔または開口部1232を通して引き出されることを発見した。流体がまた、より遠位の開口部を通して、および/または管1222の開放遠位端1220を通して受容されるように、流動動態を改良するために、より大きいサイズまたはより多くの数の開口部が、保定部分1230の遠位端に向かって提供されることができる。例えば、保定部分1230の近位端の近傍の管1222の長さ上の開口部1232の総面積は、管1222の開放遠位端1220の近傍に位置する管1222の類似サイズの長さの開口部1232の総面積未満であってもよい。特に、流体流の90%未満、好ましくは、70%未満、より好ましくは、55%未満が、排出管腔1224の中に保定部分1230の近位端の近傍に位置付けられる単一開口部1232または少数の開口部1232を通して引き出される、排出管腔1224を通した流動分布を産生することが望ましくあり得る。
多くの実施例では、開口部1232は、概して、円形形状であるが、三角形、楕円形、正方形、菱形、および任意の他の開口部形状もまた、使用されてもよい。さらに、当業者によって理解されるように、開口部1232の形状は、管1222が非コイル状または伸長位置とコイル状または展開位置との間で遷移するにつれて変化してもよい。開口部1232の形状は、変化してもよい(例えば、オリフィスは、ある位置では、円形であって、他の位置では、若干伸長されてもよい)が、開口部1232の面積は、展開またはコイル状位置と比較して、伸長または非コイル状位置において実質的に類似することに留意されたい。
螺旋コイル保定部分
ここで図30A−30Eを参照すると、例示的保定部分1230は、螺旋コイル1280、1282、1284を備える。いくつかの実施例では、保定部分1230は、第1のコイル、すなわち、半コイル1280と、第2のコイル1282および第3のコイル1284等の2つの完全コイルとを備える。図30A−30Dに示されるように、いくつかの実施例では、第1のコイルは、保定部分1230の曲線中心軸Aの周囲の0度〜180度に延在する、半コイルを備える。いくつかの実施例では、示されるように、曲線中心軸Aは、略直線であって、管1222の曲線中心軸と同延である。他の実施例では、保定部分1230の曲線中心軸Aは、湾曲され、保定部分1230にコルヌコピア(cornucopia)形状を与えることができる。第1のコイル1280は、約1mm〜20mm、好ましくは、約8mm〜10mmの直径D1を有することができる。第2のコイル1282は、約5mm〜50mm、好ましくは、約10mm〜20mm、より好ましくは、約14mm±2mmの直径D2を有する、保定部分1230に沿って180度〜540度に延在する、完全コイルであることができる。第3のコイル1284は、540度〜900度に延在し、5mmおよび60mm、好ましくは、約10mm〜30mm、より好ましくは、約18mm±2mmの直径D3を有する、完全コイルであることができる。他の実施例では、複数のコイル1282、1284は、同一内径および/または外径を有することができる。例えば、完全コイル1282、1284の外径はそれぞれ、約18±2mmであることができる。
いくつかの実施例では、保定部分1230の全高H1は、約10mm〜約30mm、好ましくは、約18±2mmに及ぶ。コイル1284間、すなわち、第1のコイル1280の管1222の側壁と第2のコイル1282の管122の隣接する側壁との間の間隙の高さH2(図30Eに示される)は、3.0mm未満、好ましくは、約0.25mm〜2.5mm、より好ましくは、約0.5mm〜2.0mmである。
保定部分1230はさらに、最遠位湾曲部分1290を備えることができる。例えば、管1222の開放遠位端1220を含む、保定部分1230の最遠位部分1290は、第3のコイル1284の曲率に対して内向きに屈曲されることができる。例えば、最遠位部分1290の曲線中心軸X1(図30Dに示される)は、管1222の遠位端1220から保定部分1230の曲線中心軸Aに向かって延在することができる。
保定部分1230は、保定部分1230が患者の尿路の中に挿入されるために直線である、収縮位置と、保定部分1230が螺旋コイル1280、1282,1284を備える、展開位置との間で移動可能である。概して、管1222は、自然に、コイル状構成に向かって付勢される。例えば、非コイル状または略垂直ガイドワイヤが、例えば、図31−35に示されるように、保定部分1230を通して挿入され、保定部分1230をその直線収縮位置に維持することができる。ガイドワイヤが除去されると、保定部分1230は、自然に、そのコイル状位置に遷移する。
いくつかの実施例では、開口部1232は、コイル1280、1282、1284の半径方向内向きに向いた側1286のみに本質的にまたはのみに配置され、開口部1232の閉塞または遮断を防止する。コイル1280、1282、1284の半径方向外向きに向いた側1288は、開口部1232が本質的になくてもよい。類似実施例では、保定部分1230の内向きに向いた側1286上の開口部1232の総面積は、保定部分1230の半径方向外向きに向いた側1288上の開口部1232の総面積よりも実質的に大きいことができる。故に、負圧が尿管および/または腎盂内で誘発されると、尿管および/または腎臓の粘膜組織は、保定部分1230に対して牽引され得、保定部分1230の外側周縁上のいくつかの開口部1232を閉塞し得る。しかしながら、保定部分1230の半径方向内向きの側1286上に位置する開口部1232は、そのような組織が保定部分1230の外側周縁に接触するとき、著しく閉塞されはしない。したがって、排出開口部1232との噛込または接触からの組織の傷害のリスクは、低減または排除されることができる。
孔または開口部分布実施例
いくつかの実施例では、第1のコイル1280は、開口部がないかまたは本質的にないことができる。例えば、第1のコイル1280上の開口部の総面積は、完全コイル1282、1284の開口部の総面積未満または実質的に該総面積未満であることができる。コイル状保定部分(図30A−30Eに示されるコイル状保定部分1230等)のために使用され得る、孔または開口部の種々の配列の実施例は、図31−34に図示される。図31−34に示されるように、保定部分は、ガイドワイヤが排出管腔を通して挿入されると生じるようなその非コイル状または直線位置に描写される。
例示的保定部分1330は、図31に図示される。保定部分1330の開口部の位置付けをより明確に説明するために、保定部分1330は、本明細書では、最近位または第1の区分1310、第2の区分1312、第3の区分1314、第4の区分1316、第5の区分1318、および最遠位または第6の区分1320等の複数の区分または穿孔区分に分割されるように参照される。当業者は、所望に応じて、付加的区分が含まれることができることを理解するであろう。本明細書で使用されるように、「区分」は、保定部分1330内の管1322の離散長を指す。いくつかの実施例では、区分は、長さが等しい。他の実施例では、いくつかの区分は、同一長さを有することができ、他の区分は、異なる長さを有することができる。他の実施例では、各区分は、異なる長さを有する。例えば、区分は、約5mm〜約35mm、好ましくは、約5mm〜15mmの長さL1−L6を有することができる。
いくつかの実施例では、各区分は、1つ以上の開口部を備える。いくつかの実施例では、各区分はそれぞれ、単一開口部1332を備える。他の実施例では、第1の区分1310は、単一開口部1332を含み、他の区分は、複数の開口部1332を備える。他の実施例では、異なる区分は、1つ以上の開口部1332を備え、開口部はそれぞれ、異なる形状または異なる総面積を有する。
図30A−30Eに示される保定部分1230等のいくつかの実施例では、保定部分1230の0〜約180度に延在する、第1のコイル、すなわち、半コイル1280は、開口部がないかまたは本質的にないことができる。第2のコイル1282は、約180〜360度に延在する、第1の区分1310を含むことができる。第2のコイル1282はまた、保定部分1230の約360度〜540度に位置付けられる、第2および第3の区分1312、1314を含むことができる。第3のコイル1284は、保定部分1230の約540度〜900度に位置付けられる、第4および第5の区分1316、1318を含むことができる。
いくつかの実施例では、開口部1332は、第1の区分1310の開口部の総面積が隣接する第2の区分1312の開口部の総面積未満であるように、サイズ決めされることができる。同様に、保定部分1330がさらに、第3の区分1314を備える場合、第3の区分1314の開口部は、第1の区分1310または第2の区分1312の開口部の総面積よりも大きい、総面積を有することができる。第4の区分1316、第5の区分1318、および第6の区分1320の開口部はまた、徐々に増加する総面積および/または数の開口部を有し、管1222を通した流体流を改良してもよい。
図31に示されるように、管の保定部分1230は、5つの区分1310、1312、1314、1316、1318を含み、それぞれ、単一開口部1332、1334、1336、1338、1340を含む。保定部分1230はまた、第6の区分1320を含み、これは、管1222の開放遠位端1220を含む。本実施例では、第1の区分1310の開口部1332は、最小総面積を有する。例えば、第1の区分の開口部1332の総面積は、約0.002mm〜約2.5mm、または約0.01mm〜1.0mm、または約0.1mm〜0.5mmであることができる。一実施例では、開口部1332は、カテーテルの遠位端1220から約55mmであって、0.48mmの直径と、0.18mmの面積とを有する。本実施例では、第2の区分1312の開口部1334の総面積は、第1の区分1310の開口部1332の総面積よりも大きく、約0.01mm〜1.0mmのサイズに及ぶことができる。第3の開口部1336、第4の開口部1338、および第5の開口部1350もまた、約0.01mm〜1.0mmのサイズに及ぶことができる。一実施例では、第2の開口部1334は、カテーテル1220の遠位端から約45mmであって、約0.58mmの直径と、約0.27mmの面積とを有する。第3の開口部1336は、カテーテル1220の遠位端から約35mmであって、約0.66mmの直径を有することができる。第4の開口部1338は、遠位端1220から約25mmであって、約0.76mmの直径を有することができる。第5の開口部1340は、カテーテルの遠位端1220から約15mmであって、約0.889mmの直径を有することができる。いくつかの実施例では、管1222の開放遠位端1220は、約0.5mm〜約5.0mm以上の面積を有する、最大開口部を有する。一実施例では、開放遠位端1220は、約0.97mmの直径と、約0.74mmの面積とを有する。
本明細書に説明されるように、開口部1332、1334、1336、1338、1340は、負圧がカテーテル1212の排出管腔1224に印加されるとき、第1の開口部1332を通して通過する流体の体積流率が、より遠位区分の開口部の体積流率により近似対応するように、位置付けられ、サイズ決めされることができる。上記に説明されるように、各開口部が同一面積である場合、負圧が排出管腔1224に印加されると、第1の開口部1332の最近位を通して通過する流体の体積流率は、保定部分1330の遠位端1220により近い開口部1334を通して通過する流体の体積流率よりも実質的に大きいであろう。任意の理論によって拘束されることを意図するわけではないが、負圧が印加されると、排出管腔1224の内部と排出管腔1224の外部との間の圧力差が、最近位開口部の領域内でより大きくなり、管の遠位端に向かって移動する各開口部において減少すると考えられる。例えば、開口部1332、1334、1336、1338、1340のサイズおよび位置は、第2の区分1312の開口部1334の中に流動する流体に関する体積流率が、第1の区分1310の開口部1332の中に流動する流体の体積流率の少なくとも約30%であるように選択されることができる。他の実施例では、最近位または第1の区分1310の中に流動する流体に関する体積流率は、排出管腔1224の近位部分を通して流動する流体に関する総体積流率の約60%未満である。他の実施例では、2つの最近位区分(例えば、第1の区分1310および第2の区分1312)の開口部1332、1334の中に流動する流体に関する体積流率は、負圧、例えば、約−45mmHgの負圧が、排出管腔の近位端に印加されるとき、排出管腔1224の近位部分を通して流動する流体の体積流率の約90%未満であることができる。
当業者によって理解されるように、複数の開口部または穿孔を備える、カテーテルまたは管に関する体積流率および分布は、種々の異なる方法において直接測定または計算されることができる。本明細書で使用されるように、「体積流率」は、各開口部の下流およびそれに隣接する体積流率の実際の測定または下記に説明される「計算体積流率」のための方法の使用を意味する。
例えば、経時的に分散される流体体積の実際の測定は、各開口部1332、1334、1336、1338、1340を通した体積流率を決定するために使用されることができる。分散される流体体積の生体外試験の1つの例示的実験配列では、保定部分1330の区分1310、1312、1314、1316、1318、1320を受容するようにサイズ決めされる個々のチャンバを備える、スリーブまたはボックス等のマルチチャンバ容器が、保定部分1330の周囲でシールされ、それを封入し得る。各開口部1332、1334、1336、1338、1340は、チャンバのうちの1つ内にシールされ得る。本配列では、各チャンバは、各チャンバ内の初期流体圧力が同じであるように、同じ体積を封入し、等量の流体で充填される。実験条件は、体内の流体収集条件に類似するように選択され得る。例えば、37℃の温度が、使用され得、チャンバは、1.03g/mLの近似密度を有する、尿で充填され、8.02×10−3Pa・S(8.02×10−3kg/s・m)の摩擦係数μを有し得る。100mmHg以下の負圧が、流体収集のために、カテーテル管の近位端に印加されることができる。いくつかの実施例では、−15mmHg、−30mmHg、または−45mmHgの負圧が、印加される。
個別のチャンバから管3222の中に各開口部1332、1334、1336、1338、1340を通して引き出される流体体積の量が、負圧が印加されるとき、測定され、各開口部の中に経時的に引き出される流体体積の量を決定し得る。例えば、各チャンバは、最初に、所定の流体の体積、例えば、100mLの尿で充填され得る。負圧が、ポンプによって、30秒、1分、5分、または15分等の所定の時間周期にわたって印加されることができる。所定の時間周期後、ポンプは、遮断され得、各チャンバ内に残っている流体が、測定されることができる。測定された残り流体と初期流体量との間の差異は、各開口部を通して管の排出管腔の中に引き出される、流体の量に対応する。負圧ポンプシステムによって管1222内で収集される流体体積の累積量は、各開口部1332、1334、1336、1338、1340の中に引き出される流体の和に匹敵するであろう。
代替として、異なる開口部1332、1334、1336、1338、1340を通した体積流体流率は、管状本体を通した流体流をモデル化するための方程式を使用して、数学的に計算されることができる。例えば、開口部1332、1334、1336、1338、1340を通して排出管腔1224の中に通過する流体の体積流率は、数学的実施例および図35A−35Cに関連して下記に詳細に説明されるように、物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されることができる。物質収支方程式を導出し、開口部1332、1334、1336、1338、1340間の流動分布またはそれに関する体積流率を計算するためのステップもまた、図35A−35Cに関連して下記に詳細に説明される。
開口部2332、2334、2336、2338、2340を伴う、別の例示的保定部分2230は、図32に図示される。図32に示されるように、保定部分2230は、多数のより小さい穿孔または開口部2332、2334、2336、2338、2340を備える。開口部2332、2334、2336、2338、2340はそれぞれ、管2222の側壁を通して実質的に同じ最小断面積を有することができる。図32に示されるように、保定部分2330は、上記に説明されるような6つの区分2310、2312、2314、2316、2318、2320を備え、各区分は、複数の開口部2332、2334、2336、2338、2340を備える。図32に示される実施例では、区分あたりの開口部2332、2334、2336、2338、2340の数は、各区分内の開口部1332の総面積が、近位に隣接する区分と比較して増加するように、管1222の遠位端2220に向かって増加する。
図32に示されるように、第1の区分2310の開口部2332は、保定部分2230の曲線中心軸X1と略平行な第1の仮想線V1に沿って配列される。第2の区分2312、第3の区分2314、第4の区分2316、および第5の区分2318の開口部2334、2336、2338、2340は、それぞれ、これらの区分の開口部2334、2336、2338、2340もまた、管2222の円周の周囲に整列するように、徐々に増加する数の列において、管2222の側壁上に位置付けられる。例えば、第2の区分2312の開口部2334のいくつかは、管2222の側壁の円周の周囲に延在する第2の仮想線V2が複数の開口部2334の少なくとも一部に接触するように位置付けられる。例えば、第2の区分2312は、各開口部2334が等しい最小面積を有する、2つ以上の列の穿孔または開口部2334を備えることができる。さらに、いくつかの実施例では、第2の区分2312の列のうちの少なくとも1つは、管2222の曲線中心軸X1と平行であるが、第1の仮想線V1と同延ではない、第3の仮想線V3に沿って整合されることができる。同様に、第3の区分2314は、各開口部2336が等しい最小面積を有する、5列の穿孔または開口部2336を備えることができ、第4の区分2316は、7列の穿孔または開口部2338を備えることができ、第5の区分2318は、9列の穿孔または開口部2340を備えることができる。前の実施例におけるように、第6の区分2320は、単一開口部、すなわち、管2222の開放遠位端2220を備える。図32の実施例では、開口部はそれぞれ、同一面積を有するが、1つ以上の開口部の面積は、所望に応じて、異なり得る。
開口部3332、3334、3336、3338、3340を伴う、別の例示的保定部分3230は、図33に図示される。図33の保定部分3230は、複数の同様にサイズ決めされた穿孔または開口部3332、3334、3336、3338、3340を含む。前の実施例におけるように、保定部分3230は、6つの区分3310、3312、3314、3316、3318、3320に分割されることができ、それぞれ、少なくとも1つの開口部を備える。最近位または第1の区分3310は、1つの開口部3332を含む。第2の区分3312は、管3222の側壁の円周の周囲に延在する仮想線V2に沿って整合される、2つの開口部3334を含む。第3の区分3314は、仮想三角形の頂点に位置付けられる、3つの開口部3336の群を備える。第4の区分3316は、仮想正方形の角に位置付けられる、4つの開口部3338の群を備える。第5の区分3318は、菱形を管3222の側壁上に形成するように位置付けられる、10の開口部3340を備える。前の実施例におけるように、第6の区分3320は、単一開口部、すなわち、管3222の開放遠位端3220を備える。各開口部の面積は、約0.002mm〜約2.5mmに及ぶことができる。
開口部4332、4334、4336、4338、4340を伴う、別の例示的保定部分4230は、図34に図示される。保定部分4330の開口部4332、4334、4336、4338、4340は、異なる形状およびサイズを有する。例えば、第1の区分4310は、単一円形開口部4332を含む。第2の区分4312は、第1の区分4310の開口部4332より大きい断面積を伴う、円形開口部4334を有する。第3の区分4314は、3つの三角形の開口部4336を備える。第4の区分4316は、大円形開口部4338を備える。第5の区分4318は、菱形の開口部4340を備える。前の実施例におけるように、第6の区分4320は、管4222の開放遠位端4220を備える。図34は、各区分内の異なる形状の開口部の配列の一実施例を図示する。各区分内の各開口部の形状は、独立して選択されることができ、例えば、第1の区分4310は、1つ以上の菱形の開口部または他の形状を有することができることを理解されたい。各開口部の面積は、約0.002mm〜約2.5mmに及ぶことができる。
(実施例)
体積流率の計算および流動分布のパーセンテージ
尿管カテーテル1212の保定部分のための開口部の種々の配列を説明してきたが、流動分布の計算パーセンテージおよびカテーテルを通した計算体積流率を決定するための方法が、ここで、詳細に説明されるであろう。以下の計算において使用される管または排出管腔の部分の位置を示す側壁開口部を伴う、例示的カテーテルの概略図が、図38に示される。流動分布の計算パーセンテージは、保定部分の異なる開口部または区分を通して排出管腔に進入する、排出管腔の近位部分を通して流動する総流体のパーセンテージを指す。計算される体積流率は、保定部分の排出管腔または開口部の異なる部分を通した単位時間あたりの流体流量を指す。例えば、排出管腔の近位部分に関する体積流率は、カテーテルを通して通過する総流体量に関する流率を説明する。開口部に関する体積流率は、単位時間あたり開口部を通して排出管腔の中に通過する、流体の体積を指す。下記の表3−5では、流動は、排出管腔の近位部分に関する総流体流量または総体積流率のパーセンテージとして説明される。例えば、100%の流動分布を有する開口部は、排出管腔に進入する全ての流体が開口部を通して通過したことを意味する。0%の分布を有する開口部は、排出管腔内の流体がその開口部を通して排出管腔に進入しなかったことを示すであろう。
これらの体積流率計算は、図27〜34に示される尿管カテーテル1212の保定部分1230を通した流体流量を決定およびモデル化するために使用された。さらに、これらの計算は、開口部の面積および保定部分に沿った開口部の線形分布を調節することが、異なる開口部を通した流体流の分布に影響を及ぼすことを示す。例えば、最近位開口部の面積を低減させることは、カテーテルの中に最近位開口部を通して引き出される流体の割合を減少させ、保定部分のより遠位開口部の中に引き出される流体の割合を増加させる。
以下の計算に関して、0.97mmの内径および0.97mmの端部孔内径を有する、86cmの管長が、使用された。尿の密度は、1.03g/mLであって、37℃で8.02×10−3Pa・S(8.02×10−3kg/s・m)の摩擦係数μを有していた。カテーテルを通して通過する尿体積流率は、実験測定によって決定されるように、2.7ml/分(QTotal)であった。
計算体積流率は、保定部分の5つの区分の全ての穿孔または開口部1232を通り(本明細書では、体積流量Q〜Qと称される)、開放遠位端1220を通る(本明細書では、体積流量Qと称される)、体積流量の総和が、方程式2に示されるように、最後の近位開口部から10cm〜60cm距離が離れた管1222の近位端から退出する総体積流量(QTotal)と等しくなる、体積物質収支方程式によって決定される。
Total=Q+Q+Q+Q+Q+Q (方程式2)
区分毎の修正損失係数(K’)は、カテーテルモデル内の3つのタイプの損失係数、すなわち、パイプ入口(例えば、管1222の開口部および開放遠位端)における結果として生じる圧力損失を考慮した入口損失係数と、流体とパイプ壁との間の摩擦から生じる圧力損失を考慮した摩擦損失係数と、2つの流動が一体となる相互作用から生じる圧力損失を考慮した流動合流損失係数とに基づく。
入口損失係数は、オリフィスまたは開口部の形状に依存する。例えば、テーパ状またはノズル形状のオリフィスは、排出管腔1224の中への流率を増加させるであろう。同様に、鋭縁オリフィスは、明確に画定されていない縁を伴うオリフィスと異なる流動性質を有するであろう。以下の計算の目的のために、開口部1232は、側面オリフィス開口部であって、管1222の開放遠位端1220は、鋭縁開口部であると仮定される。各開口部の断面積は、管側壁を通して一定であると見なされる。
摩擦損失係数は、流体と管1222の隣接する内壁との間の摩擦から生じる圧力損失に近似する。摩擦損失は、以下の方程式に従って定義される。
流動合流損失係数は、90度の分岐角度において流動を組み合わせるための損失係数から導出される。損失係数に関する値は、Miller DS, Internal Flow Systems, 1990(参照することによって本明細書に組み込まれる)のチャート13.10および13.11から求められた。チャートは、入口オリフィス面積(チャートではA1と称される)対パイプ断面積(チャートではA3と称される)の比と、入口オリフィス体積流率(チャートではQ1)対結果として生じる組み合わせられたパイプ体積流率(チャートではQ3)の比とを使用する。例えば、開口部の面積と排出管腔の面積との間の0.6の面積比に関して、以下の流動合流損失係数(K13およびK23)が、使用されるであろう。
総マニホールド損失係数(K)を計算するために、モデルをいわゆる「基準ステーション」に分離し、2つの経路(例えば、開口部を通した流動および管の排出管腔を通した流動)の圧力および流動分布を徐々に処理し、平衡化し、最近位「ステーション」の遠位先端から開始して各ステーションに到達することが必要である。本計算のために使用される異なるステーションのグラフィカル表現は、図38に示される。例えば、最遠位「ステーション」Aは、管122の遠位開放端部1220である。第2のステーションA’は、管122の側壁上の最遠位開口部(例えば、図31−34における第5の区分1318の開口部)である。次のステーションBは、A’開口部のすぐ近位の排出管腔1224を通した流動のためのものである。
管1222の開放遠位端(経路1)を通して進入する流体に関するステーションA(遠位開口部)とステーションBとの間の損失を計算するために、修正損失係数(K’)は、以下と等しくなる。
同様に、ステーションBへの第2の経路は、保定部分1330の第5の区分1318(図31−34に示される)の開口部1334を通したものである。経路2に関する修正損失計算は、以下のように計算される。
経路1および経路2の両方の修正損失係数は、体積流率(QおよびQ)がステーションBにおけるマニホールド内の平衡分布を反映することを確実にするように等化されなければならない。体積流率は、経路の両方に関する等しい修正損失係数が達成されるまで調節される。体積流率は、本段階的解法の目的のために1であると仮定される、総体積流率(Q’Total)のある分画部分を表すため、調節されることができる。2つの修正損失係数を等化することに応じて、次いで、2つの経路の等化に進み、ステーションC(図31−34における第4の区分1316)に到達することができる。
ステーションB(第5の区分1318における排出管腔を通した流動)とステーションC(第4の区分1316における管腔を通した流動)との間の損失係数は、方程式5.1および5.2によって示されるように、類似様式において計算される。例えば、経路1(ステーションBからステーションC)に関して、第4の区分1316の開口部に関する修正損失係数(K’)は、以下のように定義される。
経路2(ステーションBからC)に関して、第4の区分1316の開口部の流動面積に基づく修正損失係数(K’)は、以下のように定義される。
前のステーションと同様に、経路1および経路2の両方の修正損失係数は、体積流率(Q、Q、およびQ)がステーションCまでのマニホールド内の平衡分布を反映することを確実にするように等化されなければならない。2つの修正損失係数の等化に応じて、次いで、2つの経路の等化に進み、ステーションD、ステーションE、およびステーションFに到達することができる。段階的解法プロセスは、最終ステーション、この場合、ステーションFに関する修正損失係数を計算するまで、実証されるように、各ステーションを通して進められる。マニホールドに関する総損失係数(K)が、次いで、実験測定を通して決定された実際のQTotal(排出管腔の近位部分を通した体積流率)を使用して計算されることができる。
段階的実行を通して計算される分画体積流率は、次いで、実際の総体積流率(QTotal)によって乗算され、各開口部1232(図30A−30Eに示される)および開放遠位端1220を通した流量を決定することができる。
(実施例)
実施例が、計算体積流率に関して、下記に提供され、表3−5および図35A−35Cに示される。
(実施例1)
実施例1は、図31に示される保定部材1330の実施形態に対応する、異なるサイズの開口部を伴う保定部材管の流体流の分布を図示する。表3に示されるように、最近位開口部(Q)は、0.48mmの直径を有し、管の側壁上の最遠位開口部(Q)は、0.88mmの直径を有し、管の開放遠位端(Q)は、0.97mmの直径を有していた。開口部はそれぞれ、円形であった。
流動分布および計算体積流率のパーセンテージは、以下のように決定された。
「ステーション」または開口部毎に流動分布を計算するために、計算K’値が、実際の総体積流率(QTotal)によって乗算され、各穿孔および遠位端孔を通した流量を決定した。代替として、計算結果は、表3に示されるように、総流量または流動分布のパーセンテージとして提示され得る。表3および図35Cに示されるように、最近位開口部(Q)を通した流動分布のパーセンテージ(%流動分布)は、56.1%であった。2つの最近位孔(QおよびQ)を通した流量は、84.6%であった。
実施例1に実証されたように、孔の直径および保定部分の近位領域から遠位領域まで断面積を増加させることによって、保定部分全体を横断してより均一に分散された流体流動の分布をもたらす。
(実施例2)
実施例2では、各開口部は、同一直径および面積を有する。表4および図35Aに示されるように、最近位開口部を通した流動分布は、管を通した総流量の86.2%である。第2の開口部を通した流動分布は、11.9%である。したがって、本実施例では、排出管腔を通して通過する流体の98.1%が2つの最近位開口部を通して管腔に進入したと計算された。実施例1と比較して、実施例2は、管の近位端を通して流量を増加させた。したがって、実施例1は、流体のより大きいパーセンテージが最近位開口部以外の開口部を通して排出管腔に進入する、より広い流動分布を提供する。したがって、流体は、複数の開口部を通してより効率的に収集され、流体鬱滞を低減させ、腎盂および/または腎臓を通した負圧の分布を改良することができる。
(実施例3)
実施例3はまた、同一直径を有する開口部に関する流動分布を図示する。しかしながら、表5に示されるように、開口部は、ともにより近い(10mm対22mm)。表5および図35Bに示されるように、排出管腔を通して通過する流体の80.9%が、最近位開口部(Q)を通して排出管腔に進入した。排出管腔内の流体の96.3%が、2つの最近位開口部(QおよびQ)を通して排出管腔に進入した。
付加的な例示的尿管カテーテル
図1に示されるように、患者の尿路内に位置付けられるように構成される尿管カテーテル112、114を含む、尿収集アセンブリ100が、図示される。例えば、尿管カテーテル112、114の遠位端120、121は、患者の尿管2、4内、特に、腎臓6、8の腎盂20、21面積内で展開されるように構成されることができる。
いくつかの実施例では、尿収集アセンブリ100は、右腎2の腎盂20内またはそれに隣接して配置される第1のカテーテル112ならびに左腎4の腎盂21内またはそれに隣接して配置される第2のカテーテル114等の2つの別個の尿管カテーテルを備えることができる。カテーテル112、114は、その全長に対して別個であることができる、またはクリップ、リング、クランプ、または他のタイプの接続機構(例えば、コネクタ150)によって相互に近接して保持され、カテーテル112、114の配置または除去を促進することができる。いくつかの実施例では、カテーテル112、114は、融合またはともに接続され、単一排出管腔を形成することができる。他の実施例では、カテーテル112、114は、その一部または区画に沿って、別のカテーテル、管、またはシースを通して挿入される、またはその中に封入され、カテーテル112、114の身体への挿入およびそこからの後退を促進することができる。例えば、膀胱カテーテル116は、尿管カテーテル112、114と同一ガイドワイヤにわたって、および/またはそれに沿って挿入され、それによって、尿管カテーテル112、114を膀胱カテーテル116の遠位端から延在させることができる。
図1、2A、および2Bを参照すると、例示的尿管カテーテル112は、少なくとも1つの伸長本体または管122を備えることができ、その内部は、排出管腔124等の1つ以上の排出チャネルまたは管腔を画定または構成する。管122サイズは、約1フレンチ〜約9フレンチ(フレンチカテーテルスケール)に及ぶことができる。いくつかの実施例では、管122は、約0.33〜約3mmに及ぶ外径と、約0.165〜約2.39mmに及ぶ内径とを有することができる。一実施例では、管122は、6フレンチであって、2.0±0.1mmの外径を有する。管122の長さは、患者の年齢(例えば、小児または成人)および性別に応じて、約30cm〜約120cmに及ぶことができる。
管122は、可撓性および/または変形可能材料から形成され、膀胱10および尿管6、8(図1に示される)内での管122の前進および/または位置付けを促進することができる。カテーテル材料は、腎盂および尿管の炎症を回避または低減させるために十分に可撓性かつ軟質であるべきであるが、腎盂または尿路の他の部分が圧力を管122の外部に付与するとき、または腎盂および/または尿管が負圧の誘発の間に管122に対して牽引されるとき、管122が圧潰しないように十分に剛性であるべきである。例えば、管122は、生体適合性ポリマー、ポリ塩化ビニル、Teflon(R)等のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、シリコーンコーティングされたラテックス、またはシリコーンを含む、材料から形成されることができる。一実施例では、管122は、熱可塑性ポリウレタンから形成される。管122等のカテーテルデバイス112の少なくとも一部または全部は、親水性コーティングでコーティングされ、挿入および/または除去を促進し、および/または快適性を向上させることができる。いくつかの実施例では、コーティングは、疎水性および/または潤滑性コーティングである。例えば、好適なコーティングは、Koninklijke DSM N.V.から利用可能なComfortCoat(R)親水性コーティング、または米国特許第8,512,795号(参照することによって本明細書に組み込まれる)に開示されるような高分子電解質を備える親水性コーティングを備えることができる。
いくつかの実施例では、管122は、遠位部分118(例えば、尿管6、8および腎盂20、21内に位置付けられるように構成される管122の一部)と、中央部分126(例えば、遠位部分から尿管開口部16を通して患者の膀胱10および尿道12の中に延在するように構成される管122の一部)と、近位部分128(例えば、尿道12から外部流体収集容器および/またはポンプアセンブリまで延在する、管122の一部)とを備えることができる。1つの好ましい実施例では、管122の近位部分128および中央部分126の組み合わせられた長さは、約54±2cmである。いくつかの実施例では、管122は、膀胱カテーテル116の排出管腔内等の別の留置カテーテルおよび/または排出管腔内で終端する。その場合、流体は、尿管カテーテル112、114の近位端から排出され、身体から付加的留置カテーテルおよび/または排出管腔を通して指向される。
付加的な例示的尿管保定部分:
図1、2A、および2Bを継続して参照すると、尿管カテーテル112の遠位部分118は、カテーテル112の遠位端120を腎臓2、4の腎盂20、21に近接して、またはその中の所望の流体収集位置に維持するための保定部分130を備える。いくつかの実施例では、保定部分130は、保定部分130を尿管および/または腎盂内に位置付けることを可能にするために可撓性かつ屈曲可能であるように構成される。保定部分130は、望ましくは、カテーテル112上に付与される力を吸収し、そのような力が尿管に伝達されることを防止するために十分に屈曲可能である。例えば、保定部分130が近位方向P(図3Aに示される)に患者の膀胱に向かって引動される場合、保定部分130は、尿管を通して牽引され得るように、解巻または直線化され始めるために十分に可撓性であることができる。同様に、保定部分130が、腎盂または尿管内の他の好適な領域中に再挿入され得るとき、その展開構成に戻るように付勢されることができる。
いくつかの実施例では、保定部分130は、管122と一体型である。その場合、保定部分130は、カテーテルを所望の流体収集場所に保定するようにサイズ決めおよび成形される、屈曲またはカールをカテーテル本体122に付与することによって形成されることができる。好適な屈曲またはコイルは、ピグテールコイル、コルクスクリュコイル、および/または螺旋コイルを含むことができる。例えば、保定部分130は、尿管6、8内のカテーテル112を腎盂20、21に近接して、またはその中に接触させ、受動的に保定するように構成される、1つ以上の半径方向および縦方向に延在する螺旋コイルを備えることができる。他の実施例では、保定部分130は、カテーテル本体122の半径方向にフレア状またはテーパ状にされた部分から形成される。例えば、保定部分130はさらに、テーパ状または漏斗形状の内側表面186等の図4Aおよび4Bに示されるような流体収集部分を備えることができる。他の実施例では、保定部分130は、カテーテル本体または管122に接続され、そこから延在する、別個の要素を備えることができる。
保定部分130はさらに、排出孔またはポート132(例えば、図3A−3Eに示される)等の1つ以上の穿孔区分を備えることができる。排出ポートは、例えば、管122の開放遠位端120、121に位置することができる。他の実施例では、穿孔区分および/または排出ポート132は、カテーテル管122の遠位部分118の側壁に沿って配置される。排出ポートまたは孔は、流体収集を補助するために使用されることができる。他の実施例では、保定部分130は、貯留構造および流体収集専用であって、および/または負圧の付与は、カテーテル管122上の他の場所における構造によって提供される。
図2A、2B、および3A−3Eを参照すると、1つ以上の完全コイル184および1つ以上の半または部分コイル183等の複数の螺旋コイルを備える、例示的保定部分130が、図示される。保定部分130は、複数の螺旋コイルとともに、収縮位置と展開位置との間で移動可能である。例えば、略直線ガイドワイヤが、保定部分130を通して挿入され、保定部分130を略直線収縮位置に維持することができる。ガイドワイヤが除去されると、保定部分130は、そのコイル状構成に遷移することができる。いくつかの実施例では、コイル183、184は、管122の遠位部分118から半径方向および縦方向に延在する。図2Aおよび2Bを具体的に参照すると、好ましい例示的実施形態では、保定部分130は、2つの完全コイル184と、2分の1コイル183とを備える。線D1によって示される完全コイル184の外径は、約18±2mmであることができる。半コイル183の直径D2は、約14mmであることができる。コイル状保定部分130は、約16±2mmの高さHを有する。保定部分130はさらに、流体をカテーテル管122の内部の中に引き出すように構成される1つ以上の排出孔132(例えば、図3A−3Eに示される)を備えることができる。いくつかの実施例では、保定部分130は、6つの排出孔に加え、付加的孔を保定部分の遠位先端120に備えることができる。排出孔132(例えば、図3A−3Eに示される)のそれぞれの直径は、約0.7mm〜0.9mmに及ぶことができ、好ましくは、約0.83±0.01mmである。隣接する排出孔132間の距離、具体的には、コイルが直線化されたときの排出孔132間の線形距離は、約22.5±2.5mmであることができる。
図3A−3Eに示されるように、別の例示的実施形態では、保定部分130の近位の排出管腔の遠位部分118は、直線または曲線中心軸Lを画定する。いくつかの実施例では、保定部分130の少なくとも半または第1のコイル183および完全または第2のコイル184は、保定部分130の軸Aを中心として延在する。第1のコイル183は、管122が、角度αによって示されるように、中心軸Lから約15度〜約75度に及ぶ、好ましくは、約45度の角度αで屈曲する点から開始または起始する。図3Aおよび3Bに示されるように、身体内への挿入に先立って、軸Aは、縦方向中心軸Lと同延であることができる。他の実施例では、図3C−3Eに示されるように、身体内への挿入に先立って、軸Aは、中心縦軸Lから延在し、例えば、それに対して角度βで湾曲または角度付けられる。
いくつかの実施例では、複数のコイル184は、同一内径および/または外径Dおよび高さH2を有することができる。その場合、コイル184の外径D1は、10mm〜30mmに及んでもよい。コイル184間の高さH2は、約3mm〜10mmであってもよい。
他の実施例では、保定部分130は、腎盂のテーパ状部分内に挿入されるように構成される。例えば、コイル184の外径D1は、管122の遠位端120に向かって増加し、テーパ状または部分的テーパ状構成を有する螺旋構造をもたらすことができる。例えば、テーパ状螺旋部分の遠位または最大外径D1は、約10mm〜約30mmに及び、腎盂の寸法に対応する。保定部分130の高さH2は、約10mm〜約30mmに及ぶ。
いくつかの実施例では、コイル184の外径D1および/または高さH2は、規則的または不規則的方式で変動することができる。例えば、コイルの外径D1またはコイル間の高さH2は、規則的量(例えば、隣接するコイル184間で約10%〜約25%)ずつ増加または減少することができる。例えば、3つのコイルを有する保定部分130(例えば、図3Aおよび3Bに示されるように)に関して、最近位コイルまたは第1のコイル183の外径D3は、約6mm〜18mmであることができ、中央コイルまたは第2のコイル185の外径D2は、約8mm〜約24mmであることができ、最遠位または第3のコイル187の外径D1は、約10mm〜約30mmであることができる。
保定部分130はさらに、保定部分130上またはそれに隣接して、カテーテル管122の側壁上またはそれを通して配置される、排出ポート132または孔を備え、尿廃棄物がカテーテル管122の外側からカテーテル管122の内側に流動することを可能にすることができる。排出ポート132の位置およびサイズは、保定部分の所望の流率および構成に応じて変動することができる。排出ポート132の直径は、約0.005mm〜約1.0mmに及ぶことができる。排出ポート132間の間隔は、約0.1mm〜約255mmに及ぶことができる。排出ポート132は、任意の配列で、例えば、線形にまたはオフセットされて離間されることができる。いくつかの実施例では、排出ポート132は、非円形であることができ、約0.002〜0.79mmまたはそれよりも大きな表面積を有することができる。
いくつかの実施例では、図3Aに示されるように、排出ポート132は、カテーテル管122の側壁の周縁全体の周囲に位置し、排出管腔124の中に引き出され得る流体の量を増加させる(図1、2A、および2Bに示される)。他の実施例では、図3B−3Eに示されるように、排出ポート132は、本質的にコイル184の半径方向内向きに向いた側のみにまたはその側のみに配置され、排出ポート132の閉塞または妨害を防止することができ、コイルの外向きに向いた側は、本質的に排出ポート132がないかまたは排出ポート132がなくてもよい。例えば、負圧が、尿管および/または腎盂内で誘発されるとき、尿管および/または腎臓の粘膜組織は、保定部分130に対して牽引され得、保定部分130の外側周縁上のいくつかの排出ポート132を閉塞し得る。貯留構造の半径方向内向き側上に位置する排出ポート132は、そのような組織が保定部分130の外側周縁に接触するとき、著しく閉塞されはしないであろう。さらに、排出ポート132との噛込または接触からの組織への傷害のリスクは、低減または改善されることができる。
図3Cおよび3Dを参照すると、複数のコイルを備える保定部分130を有する、尿管カテーテル112の他の実施例が、図示される。図3Cに示されるように、保定部分130は、軸Aを中心として延在する3つのコイル184を備える。軸Aは、湾曲弧であって、保定部分130の近位の排出管腔181の一部の中心縦軸Lから延在する。保定部分130に付与される曲率は、コルヌコピア形状の空洞を備える、腎盂の曲率に対応するように選択されることができる。
図3Dに示されるように、別の例示的実施形態では、保定部分130は、角度付けられた軸Aを中心として延在する2つのコイル184を備えることができる。角度付けられた軸Aは、中心縦軸Lからある角度で延在し、角度βによって示されるように、排出管腔の一部の中心軸Lと略垂直な軸に対して角度付けられる。角度βは、約15〜約75度(例えば、カテーテル112の排出管腔部分の中心縦軸Lに対して約105〜約165度)に及ぶことができる。
図3Eは、尿管カテーテル112の別の実施例を示す。保定部分は、軸Aを中心として延在する3つの螺旋コイル184を備える。軸Aは、角度βによって示されるように、水平に対して角度付けられる。前述の実施例におけるように、角度βは、約15〜約75度(例えば、カテーテル112の排出管腔部分の中心縦軸Lに対して約105〜約165度)に及ぶことができる。
図4Aおよび4Bを参照すると、別の実施例では、尿管カテーテル112の保定部分130は、いくつかの実施例では、患者の腎盂および/または腎臓内に位置付けられるように構成される拡開および/またはテーパ状遠位端部分を有する、カテーテル管122を備える。例えば、保定部分130は、尿管および/または腎臓壁に対して位置付けられるように構成される外側表面185を備え、流体をカテーテル112の排出管腔124に向かって指向するように構成される内側表面186を備える、漏斗形状の構造であることができる。保定部分130は、排出管腔124の遠位端に隣接し、第1の直径D1を有する、近位端188と、保定部分130がその展開位置にあるとき、第1の直径D1よりも大きい第2の直径D2を有する、遠位端190とを備えることができる。いくつかの実施例では、保定部分130は、圧潰または圧縮位置から展開位置に遷移可能である。例えば、保定部分130は、保定部分130がその流体収集位置に前進されると、保定部分130(例えば、漏斗部分)が半径方向外向きに展開状態に拡張するように、半径方向外向きに付勢されることができる。
尿管カテーテル112の保定部分130は、圧潰状態から展開状態に遷移可能な種々の好適な材料から作製されることができる。一実施例では、保定部分130は、ニチノール等の感温形状記憶材料から形成される、尖叉または伸長部材のフレームワークを備える。いくつかの実施例では、ニチノールフレームは、シリコーン等の好適な防水材料で被覆され、テーパ状部分または漏斗を形成することができる。その場合、流体は、保定部分130の内側表面186を辿って排出管腔124の中に流動することが可能にされる。他の実施例では、保定部分130は、図4Aおよび4Bに図示されるように、漏斗形状の保定部分を形成するように屈曲または成形される、種々の剛性または部分的剛性シートまたは材料から形成される。
いくつかの実施例では、尿管カテーテル112の保定部分は、刺激を尿管および腎盂の隣接する組織内の神経および筋線維に提供するための1つ以上の機械的刺激デバイス191を含むことができる。例えば、機械的刺激デバイス191は、カテーテル管122の側壁の一部内に埋設される、またはそれに隣接して搭載され、低レベルの振動を発するように構成される、線形または環状アクチュエータを含むことができる。いくつかの実施例では、機械的刺激は、尿管および/または腎盂の一部に提供され、負圧の印加によって得られる療法上の効果を補完または修正することができる。理論によって拘束されることを意図するわけではないが、そのような刺激は、例えば、尿管および/または腎盂と関連付けられた神経を刺激および/または蠕動筋肉を作動させることによって、隣接する組織に影響を及ぼすと考えられる。神経の刺激および筋肉の活性化は、周囲組織および器官内の圧力勾配または圧力レベルの変化をもたらし得、これは、負圧療法の療法上の利点に寄与する、またはある場合には、それを向上させ得る。
図5Aおよび5Bを参照すると、別の実施例によると、尿管カテーテル312の保定部分330は、螺旋構造332および螺旋構造332の近位に位置付けられる膨張可能要素またはバルーン350内に形成され、腎盂および/または流体収集場所内に付加的保定度を提供するための遠位部分318を有する、カテーテル管322を備える。バルーン350は、バルーンを腎盂または尿管内に保定するために十分であるが、これらの構造の膨張または損傷を回避するために十分に低い圧力まで膨張されることができる。好適な膨張圧力は、当業者に公知であって、試行錯誤によって容易に判別可能である。前述の実施例におけるように、螺旋構造332は、カテーテル管322を屈曲させ、1つ以上のコイル334を形成することによって付与されることができる。コイル334は、前述のように、一定または可変の直径および高さを有することができる。カテーテル管322はさらに、カテーテル管322の側壁上に配置され、尿がカテーテル管322の排出管腔324の中に引き出され、例えば、コイル334の内向きに向いた側および/または外向きに向いた側上の排出管腔324を通して身体から指向されることを可能にする、複数の排出ポート336を備える。
図5Bに示されるように、膨張可能要素またはバルーン350は、例えば、略ハート形状の断面を有し、空洞353を画定する表面またはカバー352を備える、環状バルーン状構造を備えることができる。空洞353は、カテーテル管322によって画定された排出管腔324と平行に延在する膨張管腔354と流体連通する。バルーン350は、腎盂のテーパ状部分内に挿入され、その外側表面356が尿管および/または腎盂の内側表面に対して接触および静置するように、膨張されるように構成されることができる。膨張可能要素またはバルーン350は、縦方向および半径方向内向きにカテーテル管322に向かって延在するテーパ状内側表面358を備えることができる。内側表面358は、尿をカテーテル管322に向かって排出管腔の324中に引き出されるように指向するように構成されることができる。内側表面358はまた、流体が、膨張可能要素またはバルーン350の周縁の周囲等、尿管内に滞留することを防止するように位置付けられることができる。膨張可能保定部分またはバルーン350は、望ましくは、腎盂内にフィットするようにサイズ決めされ、約10mm〜約30mmに及ぶ直径を有することができる。
図6および7を参照すると、いくつかの実施例では、保定部分410を備える尿管カテーテル412を含む、アセンブリ400が、図示される。保定部分410は、カテーテル管422の遠位端421に取り付けられる、多孔性および/またはスポンジ状材料から形成される。多孔性材料は、尿を運び、および/または吸収し、尿をカテーテル管422の排出管腔424に向かって指向するように構成されることができる。図7に示されるように、保定部分410は、患者の腎盂内への挿入および保定のために構成される、多孔性楔形状の構造であることができる。多孔性材料は、複数の孔および/またはチャネルを含む。流体は、例えば、重力によって、またはカテーテル412を通した負圧の誘発に応じて、チャネルおよび孔を通して引き出されることができる。例えば、流体は、孔および/またはチャネルを通して楔形状の保定部分410に進入することができ、例えば、毛細管作用、蠕動によって、または孔および/またはチャネル内での負圧の誘発の結果として、排出管腔424の遠位開口部420に向かって引き出される。他の実施例では、図7に示されるように、保定部分410は、多孔性スポンジ状材料から形成される中空漏斗構造を備える。矢印Aによって示されるように、流体は、漏斗構造の内側表面426を辿ってカテーテル管422によって画定された排出管腔424の中に指向される。また、流体は、側壁428の多孔性スポンジ状材料内の孔およびチャネルを通して保定部分410の漏斗構造に進入することができる。例えば、好適な多孔性材料は、ポリウレタンエーテル等の連続気泡ポリウレタン発泡体を含むことができる。好適な多孔性材料はまた、銀等の抗菌性添加剤を伴って、または伴わずに、かつヒドロゲル、親水コロイド、アクリル、またはシリコーン等の材料特性を修正するための添加剤を伴って、または伴わずに、例えば、ポリウレタン、シリコーン、ポリビニルアルコール、綿、またはポリエステルを含む、織布または不織布の層の積層を含むことができる。
図8を参照すると、別の実施例によると、尿管カテーテル512の保定部分500は、拡張可能ケージ530を備える。拡張可能ケージ530は、1つ以上の縦方向および半径方向に延在する中空管522を備える。例えば、管522は、ニチノール等の弾性形状記憶材料から形成されることができる。ケージ530は、患者の尿路を通した挿入のための収縮状態から、患者の尿管および/または腎臓内に位置付けるための展開状態に遷移するように構成される。中空管522は、管、例えば、その半径方向内向きに面する側上に位置付けられ得る、複数の排出ポート534を備える。ポート534は、流体がポート534を通して個別の管522の中に流動する、または引き出されることを可能にするように構成される。流体は、中空管522を通して尿管カテーテル512のカテーテル本体526によって画定された排出管腔524の中に排出される。例えば、流体は、図8における矢印532によって示される経路に沿って流動することができる。いくつかの実施例では、負圧が腎盂、腎臓、および/または尿管内で誘発されると、尿管壁および/または腎盂の一部は、中空管522の外向きに面する表面に対して牽引され得る。排出ポート534は、尿管および/または腎臓への負圧の印加に応じて、尿管構造によって著しく閉塞されはしないように位置付けられ、構成される。
例示的尿収集アセンブリ:
ここで図1、9A、および11Aを参照すると、尿収集アセンブリ100はさらに、膀胱カテーテル116を備える。尿管カテーテル112、114の遠位端120、121は、膀胱カテーテル116に接続され、尿のための単一排出管腔を提供することができる、または尿管カテーテルは、別個の管を介して、膀胱カテーテル116から排出することができる。
例示的膀胱カテーテル
膀胱カテーテル116は、尿収集アセンブリ100の留置部分を係留、保定、および/またはそのための受動固定を提供し、いくつかの実施例では、使用の間、アセンブリ構成要素の早期および/または意図されない除去を防止するための展開可能シールおよび/またはアンカ136を備える。アンカ136は、患者の膀胱10(図1に示される)の下壁に隣接して位置し、患者運動および/または留置カテーテル112、114、116に印加される力が尿管に伝達されることを防止するように構成される。膀胱カテーテル116は、尿を膀胱10から外部尿収集容器712(図19に示される)に伝導させるように構成される排出管腔140を画定する、内部を備える。いくつかの実施例では、膀胱カテーテル116のサイズは、約8フレンチ〜約24フレンチに及ぶことができる。いくつかの実施例では、膀胱カテーテル116は、約2.7〜約8mmに及ぶ外径を有することができる。いくつかの実施例では、膀胱カテーテル116は、約2.16〜約6.2mmに及ぶ内径を有することができる。膀胱カテーテル116は、性別および/または患者サイズのための解剖学的差異に適応するために異なる長さで利用可能であり得る。例えば、平均女性尿道長は、わずか数インチであって、したがって、管138の長さは、かなり短くあり得る。男性の平均尿道長は、陰茎に起因してより長く、ばらつきがあり得る。女性が、過剰管類がカテーテル116の操作および/またはその滅菌部分の汚染の防止における困難を増加させないことを前提として、より長い長さの管138を伴う膀胱カテーテル116を使用し得ることも可能性として考えられる。いくつかの実施例では、膀胱カテーテル116の滅菌および留置部分は、約1インチ〜3インチ(女性)から約20インチ(男性)に及ぶことができる。滅菌および非滅菌部分を含む、膀胱カテーテル116の全長は、1〜数フィートであることができる。
カテーテル管138は、尿を排出管腔140の中に引き出すために膀胱10内に位置付けられるように構成される、1つ以上の排出ポート142を備えることができる。例えば、尿管カテーテル112、114の設置の間、患者の膀胱10内に残っている過剰な尿は、ポート142および排出管腔140を通して、膀胱10から排出される。加えて、尿管カテーテル112、114によって収集されない、任意の尿は、膀胱10内に蓄積し、排出管腔140を通して、尿路から運ばれることができる。排出管腔140は、負圧に加圧され、流体収集を補助してもよい、または流体が、重力によって、および/または膀胱10の部分的収縮の結果として収集されるように、大気圧に維持されてもよい。いくつかの実施例では、尿管カテーテル112、114は、膀胱カテーテル116の排出管腔140から延在し、尿管カテーテル112、114の挿入および設置を促進および/または簡略化し得る。
図1を具体的に参照すると、展開可能シールおよび/またはアンカ136が、膀胱カテーテル116の遠位端148またはそれに隣接して配置される。展開可能アンカ136は、膀胱10の中への尿道12および尿道開口部18を通した挿入のための収縮状態と、展開状態との間を遷移するように構成される。アンカ136は、膀胱10の下側部分内またはそれに隣接して、および/または尿道開口部18に対して、展開および着座されるように構成される。例えば、アンカ136は、尿道開口部18に隣接して位置付けられ、膀胱10に印加される負圧の吸引を向上させる、または、負圧の不在下で膀胱10を部分的に、実質的に、または完全にシールし、膀胱10内の尿が排出管腔140を通して指向されることを確実にし、尿道12への漏出を防止することができる。8フレンチ〜24フレンチの伸長管138を含む、膀胱カテーテル116に関して、アンカ136は、展開状態では、約12フレンチ〜32フレンチ(例えば、約4mm〜約10.7mmの直径を有する)、好ましくは、約24フレンチ〜30フレンチであることができる。24フレンチアンカは、約8mmの直径を有する。24フレンチアンカ136は、全てまたは大部分の患者のために好適な単一サイズであるであろうと考えられる。24フレンチアンカ136を伴うカテーテル116に関して、アンカ136の好適な長さは、約1.0cm〜2.3cm、好ましくは、約1.9cm(約0.75インチ)である。
例示的膀胱アンカ構造
図1、12A、および13を具体的に参照すると、拡張可能バルーン144の形態における例示的膀胱アンカ136が、図示される。拡張可能(例えば、膨張可能)バルーン144は、例えば、Foleyカテーテルの球状バルーンであることができる。バルーン144は、約1.0cm〜2.3cmの直径、好ましくは、約1.9cm(0.75インチ)の直径であることができる。バルーン144は、好ましくは、例えば、生体適合性ポリマー、ポリ塩化ビニル、Teflon(R)等のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、シリコーンコーティングされたラテックス、またはシリコーンを含む、可撓性材料から形成される。
バルーン144は、膨張管腔146と流体接続し、流体をバルーン144の中に導入することによって膨張される。展開状態では、バルーン144は、膀胱カテーテル116のカテーテル管138に搭載され、そこから半径方向外向きに延在し、カテーテル管138がそれを通して通過するための中心空洞またはチャネルを備える、略球状構造であることができる。いくつかの実施例では、カテーテル管138は、カテーテル管138の開放遠位端148が、バルーン144を越えて遠位に、かつ膀胱10(図1に示される)の中心に向かって延在するように、バルーン144によって画定される、空洞を通して延在する。膀胱10内に収集された過剰な尿は、その遠位開放端148を通して、排出管腔140の中に引き出されることができる。
図1および12Aに示されるように、一実施例では、尿管カテーテル112、114は、排出管腔140の開放遠位端148から延在する。別の実施例では、図14に示されるように、尿管カテーテル112、114は、バルーン144の遠位の位置においてカテーテル管138の側壁上に配置される、ポート172または開口部を通して延在する。ポート172は、円形または卵形形状であることができる。ポート172は、尿管カテーテル112、114を受容するようにサイズ決めされ、故に、約0.33mm〜約3mmに及ぶ直径を有することができる。図13に示されるように、別の実施例では、膀胱カテーテル116は、バルーン144によって画定された中心空洞を通して延在するのではなく、バルーン144の隣に位置付けられる。他の実施例におけるように、尿管カテーテル112、114は、膀胱カテーテル116の側壁内のポート172を通して膀胱10の中に延在する。
図12Bを参照すると、膀胱カテーテル116および尿管カテーテル112、114の断面図が、示される。図12Bに示されるように、一実施例では、膀胱カテーテル116は、その中心領域における、排出管腔140と、カテーテル管138の周縁に沿って延在する、より小さい膨張管腔146とを伴う、二重管腔カテーテルを備える。尿管カテーテル112、114は、中心排出管腔140内に挿入または封入される。尿管カテーテル112、114は、排出管腔140内にフィットするために十分に狭い断面を有する、単一管腔カテーテルである。いくつかの実施例では、上記に議論されるように、尿管カテーテル112、114は、膀胱カテーテル116全体を通して延在する。他の実施例では、尿管カテーテル112、114は、患者の尿管12内のある位置または排出管腔140の外部部分内のいずれかにおいて、膀胱カテーテル116の排出管腔140内で終端する。図12Cに示されるように、別の実施例では、膀胱カテーテル116aは、少なくとも4つの管腔、すなわち、第1の尿管カテーテル112(図1に示される)からの流体を運ぶための第1の管腔112aと、第2の尿管カテーテル114(図1に示される)からの流体を運ぶための第2の管腔114aと、膀胱10(図1に示される)からの尿の排出のための第3の管腔140aと、その膨張および後退のために、流体をバルーン144(図12Aに示される)へおよびそこから運ぶための膨張管腔146aとを画定する、多腔型カテーテルである。
図15に示されるように、尿収集アセンブリ100と併用するためのカテーテルバルーン144の別の実施例が、図示される。図15の実施例では、バルーン144は、部分的に患者の膀胱10内および部分的に尿道12内に位置付けられ、向上された膀胱シールを提供するように構成される。バルーン144の中心部分145は、尿道開口部18によって半径方向に収縮され、それによって、膀胱10の下側部分に位置付けられるように構成される、球根状上側体積と、尿道12の遠位部分に位置付けられるように構成される、球根状下側体積とを画定するように構成される。前述の実施例におけるように、膀胱カテーテル116は、バルーン144によって画定された中心空洞を通して、膀胱10の中心部分に向かって延在し、尿を膀胱10からカテーテル116の排出管腔140を通して運ぶための排出ポート142を含む。排出ポート142は、略円形または卵形形状であることができ、約0.005mm〜約8.0mmの直径を有することができる。
再び図9Aおよび9Bを参照すると、膀胱アンカデバイス134を含む、尿収集アセンブリ100の別の実施例が、図示される。膀胱アンカデバイス134は、排出管腔140と、膨張管腔146と、アンカ136、すなわち、膀胱10の下側部分内に着座するように構成される、拡張可能バルーン144の別の実施例とを画定する、膀胱カテーテル116を備える。前述の実施例と異なり、尿管カテーテル112、114を受容するように構成される、ポート142は、バルーン144の近位および/または下方に配置される。尿管カテーテル112、114は、ポート142から延在し、前述の実施例におけるように、膀胱の尿管口または開口部を通して尿管の中に延在する。アンカ136が、膀胱内で展開されると、ポート142は、尿道開口部に隣接する膀胱の下側部分内に配置される。尿管カテーテル112、114は、ポート172からバルーン144の下側部分と膀胱壁との間に延在する。いくつかの実施例では、カテーテル112、114は、膀胱内に収集された過剰な尿が、ポート142の中に引き出され、身体から除去され得るように、バルーン144および/または膀胱壁がポート142を閉塞することを防止するように位置付けられてもよい。
再び図10Aおよび10Bを参照すると、尿収集アセンブリ200の別の実施例では、拡張可能ケージ210が、膀胱内のアセンブリ200に係留する。拡張可能ケージ210は、膀胱カテーテル216のカテーテル本体238から縦方向および半径方向外向きに延在する複数の可撓性部材212または尖叉を備え、これは、いくつかの実施例では、図8の尿管カテーテルの保定部分に関して前述のものに類似することができる。部材212は、ニチノール等の好適な弾性かつ形状記憶材料から形成されることができる。展開位置では、部材212または尖叉は、球体または楕円体中心空洞242を画定するように十分な曲率が付与される。ケージ210は、カテーテル管または本体238の開放遠位開放端248に取り付けられ、管または本体238によって画定された排出管腔240へのアクセスを可能にする。ケージ210は、膀胱の下側部分内に位置付けるためにサイズ決めされ、1.0cm〜2.3cm、好ましくは、約1.9cm(0.75インチ)に及ぶ直径および長さを画定することができる。
いくつかの実施例では、ケージ210はさらに、ケージ210の遠位部分にわたって遮蔽体またはカバー214を備え、組織、すなわち、膀胱の遠位壁が、ケージ210または部材212との接触の結果として捕捉または噛込されるであろう可能性を防止または低減させる。より具体的には、膀胱が収縮するにつれて、膀胱の内側遠位壁は、ケージ210の遠位側と接触する。カバー214は、組織が噛込または捕捉されることを防止し、使用の間、患者不快感を低減させ、デバイスを保護し得る。カバー214は、少なくとも部分的に、織布ポリマーメッシュ等の多孔性および/または浸透性生体適合性材料から形成されることができる。いくつかの実施例では、カバー214は、空洞242の全てまたは実質的に全てを包囲する。その場合、カバー214は、尿管カテーテル112、114を除去するために好適な開口部を画定する。いくつかの実施例では、カバー214は、ケージ210の遠位約2/3、遠位約半分、または遠位約1/3部分、または任意の量のみを被覆する。その場合、尿管カテーテル112、114は、ケージ210の被覆されていない部分を通して通過する。
ケージ210およびカバー214は、部材212が中心部分の周囲および/または膀胱カテーテル116の周囲でともに緊密に収縮され、カテーテルまたはシースを通した挿入を可能にする、収縮位置から、展開位置に遷移可能である。例えば、形状記憶材料から構築されるケージ210の場合、ケージ210は、体温(例えば、37℃)等の十分な温度まで加温されると、展開位置に遷移するように構成されることができる。展開位置では、ケージ210は、好ましくは、ケージ210が、尿管カテーテル112、114のための支持を提供し、患者運動が尿管カテーテル112、114を通して尿管に伝達することを防止するように、尿道開口部より広い、直径Dを有する。アセンブリ200が、尿路内で展開されると、尿管カテーテル112、114は、膀胱カテーテル216の開放遠位端248から、ケージ210の縦方向に延在する部材212を越えて、膀胱の中に延在する。有利には、部材212または尖叉の開放(例えば、薄型)配列は、膀胱カテーテル116から膀胱を通した尿管カテーテル112、114の操作を促進する。特に、部材212または尖叉の開放配列は、膀胱カテーテル216の遠位開口部248および/または排出ポートを妨害または閉塞させず、カテーテル112、114の操作を行うことをより容易にする。
図16を参照すると、尿収集アセンブリ100bの別の実施例の一部が、図示される。尿収集アセンブリ100bは、第1の尿管カテーテル112bと、第2の尿管カテーテル114bとを備える。アセンブリ100bは、前述の実施例に提供されるような別個の膀胱排出カテーテルを備えない。代わりに、尿管カテーテル112bのうちの1つは、カテーテル112bの中央部分(例えば、患者の膀胱の下側部分内に位置付けられるように構成される、カテーテルの部分)内に形成される、螺旋部分127bを備える。螺旋部分127bは、少なくとも1つ、好ましくは、2つ以上のコイル176bを備える。コイル176bは、カテーテル管138bを屈曲させ、所望のコイル構成を付与することによって形成されることができる。螺旋部分127bの下側コイル178bは、尿道開口部に対して、および/またはそれに隣接して着座されるように構成される。望ましくは、螺旋部分127bは、尿道開口部より大きい、直径Dを有し、螺旋部分127bが尿道の中に牽引されることを防止する。いくつかの実施例では、ポート142bまたは開口部は、第1の尿管カテーテル112bを第2の尿管カテーテル114bに接続するために、カテーテル管138bの側壁内に配置される。例えば、第2のカテーテル114bは、ポート142b内に挿入され、第1の尿管カテーテル112bと第2の尿管カテーテル114bとの間の流体接続を形成することができる。いくつかの実施例では、第2のカテーテル114bは、第1のカテーテル112bの排出管腔140bのすぐ内側の位置で終端する。他の実施例では、第2の尿管カテーテル114bは、第1のカテーテル112bの排出管腔140bを通して螺入され、および/またはその長さに沿って延在するが、排出管腔140bと流体連通しない。
再び図11Aおよび11Bを参照すると、膀胱アンカデバイス134を備える、別の例示的尿収集アセンブリ100が、図示される。アセンブリ100は、尿管カテーテル112、114と、別個の膀胱カテーテル116とを含む。より具体的には、前述の実施例におけるように、アセンブリ100は、尿管カテーテル112、114を含み、それぞれ、右腎および左腎のそれぞれ内またはそれに隣接して位置付けられる、遠位部分118を備える。尿管カテーテル112、114は、尿管、膀胱、および尿道を通して延在する、留置部分118、126、128を備える。尿管カテーテル112、114はさらに、患者の尿道12から、負圧を腎盂および/または腎臓に付与するためのポンプアセンブリまで延在する、外部部分170を備える。アセンブリ100はまた、膀胱カテーテル116と、膀胱内で展開され、患者運動の影響が尿管カテーテル112、114および/または尿管に伝達されることを防止または低減させる、アンカ136(例えば、Foleyカテーテル)とを備える、膀胱アンカデバイス134を含む。膀胱カテーテル116は、膀胱10から、尿道を通して、重力または負圧排出による流体収集のための流体収集容器まで延在する。いくつかの実施例では、収集容器712とポンプ710(図19に示される)との間に延在する、管類の外部部分は、尿および/または微粒子がポンプに進入することを防止するための1つ以上のフィルタを備えることができる。前述の実施例におけるように、膀胱カテーテル116は、カテーテル設置の間、患者の膀胱内に残される過剰な尿を排出するために提供される。
例示的コネクタおよびクランプ:
図1、11A、および17A−17Cを参照すると、アセンブリ100はさらに、患者の身体外の位置において、カテーテル112、114、116の2つ以上のものを継合するためのマニホールドまたはコネクタ150を備える。いくつかの実施例では、コネクタ150は、クランプ、マニホールド、弁、締結具、またはカテーテルを外部可撓性管類に継合するための当技術分野において公知のような流体路セットの他の要素であることができる。図17Aおよび17Bに示されるように、マニホールドまたはコネクタ150は、外側筐体153の内側に搭載される内側部分151を備える、2部品から成る本体を備える。内側部分151は、流入ポート154、155と流出ポート158との間で流体を運ぶためのチャネルを画定する。流入ポート154、155は、カテーテル112、114の近位部分を受容するように構成される、ねじ山付きソケット157を備えることができる。望ましくは、ソケット157は、1フレンチ〜9フレンチにサイズ決めされる可撓性管類を固着して受容および保持するために好適なサイズである。概して、ユーザは、ソケット157をポート154、155の中に矢印A1の方向(図17Bに示される)にスピンさせることによって、ソケット157を個別のカテーテル管122の周囲に留める。
いったんカテーテル112、114が、コネクタ150に搭載されると、真空流入ポート154、155を通してコネクタ150に進入する、尿は、流体導管を通して、矢印A2の方向(図17Bに示される)において、真空流出ポート158に指向される。真空流出ポート158は、例えば、流体流路を画定する可撓性管類166によって、流体収集容器712および/またはポンプアセンブリ710(図19に示される)に接続されることができる。
図17Cを具体的参照すると、別の例示的コネクタ150は、3つ以上のカテーテル112、114、116を流出ポート158、162に接続するように構成されることができる。コネクタ150は、尿管カテーテル112、114の近位端に接続されるように構成される、2つ以上の真空流入ポート154、155と、膀胱カテーテル116の近位端に接続するように構成される、別個の重力排出ポート156とを備える、遠位側152を有する、構造または本体を備えることができる。尿管カテーテル112、114の真空ポート154、155および/または近位端は、尿管カテーテル112、114が、ある他の流体収集アセンブリではなく、真空源に接続されることを確実にするための具体的構成を備えることができる。同様に、膀胱カテーテル116の重力排出ポート156および/または近位端は、尿管カテーテル112、114のうちの1つではなく、膀胱カテーテル116が、重力排出によって排出することを可能にされることを確実にするための別のコネクタ構成を備えることができる。他の実施例では、カテーテル112、114、116のポート154、155、156および/または近位端は、流体収集システムの正しい設定を補助するための視覚的印を含むことができる。
いくつかの実施例では、真空ポート154、155内に受容される尿は、Y形状の導管を通して、コネクタ150の近位側160上に位置する、単一真空流出ポート158に指向されることができる。前述の実施例におけるように、真空流出ポート158は、尿を身体から引き出すため、および尿管および/または腎臓内に負圧を誘発するための好適な可撓性管類または他の導管によって、流体収集容器712および/またはポンプ710に接続されることができる。いくつかの実施例では、流出ポート156および/またはコネクタ150は、所定の圧力範囲または電力レベル内で動作する、真空源またはポンプのみに取り付けられ、尿管カテーテル112、114を高いレベルまたは強度の負圧に暴露させることを防止するように構成されることができる。コネクタ150の近位側160はまた、流入ポート156と流体連通する、重力流出ポート162を備えることができる。重力流出ポート162は、重力排出による尿収集のために、直接、尿収集容器712に接続されるように構成されることができる。
図17Cを継続して参照すると、いくつかの実施例では、システム設定および実装を促進するために、真空流出ポート158および重力流出ポート162は、単一ソケット164、ブラケット、またはコネクタが、コネクタ150に結合され、各ポート158、162との流体連通を確立し得るように、近接近して配置される。単一ソケットまたはコネクタは、ポンプ710と流体連通する、第1の導管と、収集容器712と流体連通する、第2の導管とを有する、多導管ホースまたは管(例えば、可撓性管類166)に結合されることができる。故に、ユーザは、単一ソケット164をコネクタ150内に挿入し、個別の導管を流体収集容器712およびポンプ710(図19に示される)のうちの1つに接続することによって、外部流体収集システムを容易に設定することができる。他の実施例では、ある長さの可撓性管類166が、尿収集容器712と重力流出ポート162との間に接続され、別個の長さの可撓性管類が、ポンプ710と真空流出ポート158との間に接続される。
例示的流体センサ:
再び図1を参照すると、いくつかの実施例では、アセンブリ100はさらに、尿管6、8および/または膀胱10から収集されている尿の流体特性を監視するためのセンサ174を備える。図19に関連して本明細書に議論されるように、センサ174から得られる情報は、中央データ収集モジュールまたはプロセッサに伝送され、例えば、ポンプ710(図19に示される)等の外部デバイスの動作を制御するために使用されることができる。センサ174は、例えば、カテーテル本体または管の壁内に埋設され、排出管腔124、140と流体連通する等、カテーテル112、114、116のうちの1つ以上のものと一体的に形成されることができる。他の実施例では、センサ174のうちの1つ以上のものは、流体収集容器712(図19に示される)またはポンプ710等の外部デバイスの内部回路内に位置付けられることができる。
尿収集アセンブリ100と併用され得る例示的センサ174は、以下のセンサタイプのうちの1つ以上のものを備えることができる。例えば、カテーテルアセンブリ100は、尿の伝導性をサンプリングする、伝導率センサまたは電極を備えることができる。人尿の正常伝導率は、約5〜10mS/mである。予期される範囲外の伝導率を有する尿は、患者が生理学的問題を被っており、さらなる治療または分析を要求することを示し得る。カテーテルアセンブリ100はまた、カテーテル112、114、116を通る尿の流率を測定するための流量計を含むことができる。流率は、身体から排泄される流体の総体積を決定するために使用されることができる。カテーテル112、114、116はまた、尿温度を測定するための温度計を備えることができる。尿温度は、伝導率センサと協働するために使用されることができる。尿温度はまた、生理学的正常範囲外の尿温度がある生理学的状態を示し得るため、監視目的のために使用されることができる。いくつかの実施例では、センサ174は、尿中のクレアチニンおよび/またはタンパク質の濃度を測定するように構成される、尿検体センサであることができる。例えば、種々の伝導性センサおよび光学分光法センサが、尿中の検体濃度を決定するために使用されてもよい。色変化試薬試験細片に基づくセンサもまた、本目的のために使用されてもよい。
尿収集アセンブリの挿入方法:
尿管カテーテル保定部分と、膀胱アンカデバイス(例えば、標準的または修正されたFoleyタイプカテーテル)を含む、尿収集アセンブリ100が説明されてきたが、アセンブリの挿入および展開のための方法が、ここで詳細に議論されるであろう。
図18Aを参照すると、流体収集アセンブリを患者の身体内に位置付け、随意に、負圧を患者の尿管および/または腎臓内に誘発するためのステップが、図示される。ボックス610に示されるように、医療従事者または介護者が、可撓性または剛性膀胱鏡を患者の尿道を通して膀胱の中に挿入し、尿管口または開口部の可視化を得る。いったん好適な可視化が得られると、ボックス612に示されるように、ガイドワイヤが、尿道、膀胱、尿管開口部、尿管を通して、腎臓の腎盂等の所望の流体収集位置に前進される。いったんガイドワイヤが、所望の流体収集位置に前進されると、本発明の尿管カテーテル(その実施例は、上記に詳細に議論される)は、ボックス614に示されるように、ガイドワイヤにわたって流体収集位置に挿入される。いくつかの実施例では、尿管カテーテルの場所は、ボックス616に示されるように、蛍光透視法によって確認されることができる。いったんカテーテルの遠位端の位置が確認されると、ボックス618に示されるように、尿管カテーテルの保定部分が、展開されることができる。例えば、ガイドワイヤは、カテーテルから除去され、それによって、遠位端および/または保定部分が展開位置に遷移することを可能にすることができる。いくつかの実施例では、カテーテルの展開された遠位端部分は、尿がカテーテルの外側から尿管を通して膀胱の中に通過することを可能にされるように、尿管および/または腎盂を完全に閉塞しない。カテーテルを移動させることは、尿路組織に対して力を付与し得るため、尿管の完全妨害を回避し、傷害を生じさせ得る、尿管側壁への力の印加を回避する。
尿管カテーテルが、定位置に来て展開された後、同一ガイドワイヤが、本明細書に説明される同一挿入および位置付け方法を使用して、第2の尿管カテーテルを他の尿管および/または腎臓内に位置付けるために使用されることができる。例えば、膀胱鏡が、膀胱内の他の尿管開口部の可視化を得るために使用されることができ、ガイドワイヤは、可視化された尿管開口部を通して他の尿管内の流体収集位置に前進されることができる。カテーテルは、ガイドワイヤとともに牽引され、本明細書に説明される様式で展開されることができる。代替として、膀胱鏡およびガイドワイヤは、身体から除去されることができる。膀胱鏡は、第1の尿管カテーテルにわたって膀胱の中に再挿入されることができる。膀胱鏡は、第2の尿管カテーテルを位置付けるために、尿管開口部の可視化を得て、第2のガイドワイヤを第2の尿管および/または腎臓に前進させることを補助するように、前述の様式で使用される。いったん尿管カテーテルが定位置に来ると、いくつかの実施例では、ガイドワイヤおよび膀胱鏡は、除去される。他の実施例では、膀胱鏡および/またはガイドワイヤは、膀胱内に留まり、膀胱カテーテルの設置を補助することができる。
随意に、膀胱カテーテルもまた、使用されることができる。いったん尿管カテーテルが定位置に来ると、ボックス620に示されるように、医療従事者または介護者は、圧潰または収縮状態における膀胱カテーテルの遠位端を患者の尿道を通して膀胱の中に挿入することができる。膀胱カテーテルは、従来のFoley膀胱カテーテルまたは上記で詳細に議論されるような本発明の膀胱カテーテルであることができる。いったん膀胱内に挿入されると、ボックス622に示されるように、膀胱カテーテルに接続され、および/またはそれと関連付けられたアンカは、展開位置に拡張される。例えば、拡張可能または膨張可能カテーテルが、使用されるとき、流体は、膀胱カテーテルの膨張管腔を通して指向され、患者の膀胱内に位置するバルーン構造を拡張させてもよい。いくつかの実施例では、膀胱カテーテルは、ガイドワイヤおよび/または膀胱鏡を使用せずに、尿道を通して膀胱の中に挿入される。他の実施例では、膀胱カテーテルは、尿管カテーテルを位置付けるために使用される同一ガイドワイヤにわたって挿入される。故に、このように挿入されると、尿管カテーテルは、膀胱カテーテルの遠位端から延在するように配列されることができ、随意に、尿管カテーテルの近位端は、膀胱カテーテルの排出管腔内で終端するように配列されることができる。
いくつかの実施例では、尿は、尿道からの重力によって排出することが可能にされる。他の実施例では、負圧が、尿管カテーテルおよび/または膀胱カテーテル内で誘発され、尿の排出を促進する。
図18Bを参照すると、尿管および/または腎臓内における負圧の誘発のための尿収集アセンブリを使用するためのステップが、図示される。ボックス624に示されるように、膀胱および/または尿管カテーテルの留置部分が、正しく位置付けられ、係留/貯留構造が、展開された後、カテーテルの外部近位端は、流体収集またはポンプアセンブリに接続される。例えば、尿管カテーテルは、患者の腎盂および/または腎臓において負圧を誘発するために、ポンプに接続されることができる。同様に、膀胱カテーテルは、膀胱からの尿の重力排出のために、直接、尿収集容器に接続されることができる、または膀胱において負圧を誘発するために、ポンプに接続されることができる。
いったんカテーテルおよびポンプアセンブリが接続されると、負圧が、ボックス626に示されるように、尿管カテーテルおよび/または膀胱カテーテルの排出管腔を通して、腎盂および/または腎臓および/または膀胱に印加される。負圧は、腹腔内圧上昇および結果として生じるまたは上昇した腎静脈圧または腎リンパ圧に起因する、鬱滞媒介間質静水圧に対抗するように意図される。印加される負圧は、したがって、髄質尿細管を通した濾過液の流動を増加させ、水分およびナトリウム再吸収を減少させることが可能である。
いくつかの実施例では、機械的刺激が、尿管および/または腎盂の一部に提供され、負圧の印加によって取得される療法上の影響を補完または修正することができる。尿管カテーテルの遠位部分内に配置される、例えば、振動波を提供するための、例えば、線形アクチュエータおよび他の公知のデバイス等の機械的刺激デバイスが、作動されることができる。理論によって拘束されることを意図するわけではないが、そのような刺激効果は、例えば、神経を刺激し、および/または尿管および/または腎盂と関連付けられた蠕動筋肉を作動させることによって、隣接する組織に影響を及ぼすと考えられる。神経の刺激および筋肉の活性化は、周囲組織および器官内の圧力勾配または圧力レベルの変化を産生し得、これは、負圧療法の療法上の利点に寄与する、または、ある場合には、それを向上させ得る。いくつかの実施例では、機械的刺激は、拍動刺激を備えることができる。他の実施例では、低レベルの機械的刺激が、負圧が尿管カテーテルを通して提供されるにつれて、持続的に提供されることができる。他の実施例では、尿管カテーテルの膨張可能部分は、本明細書に説明される機械的刺激デバイスの作動と類似様式において、拍動様式において膨張および収縮され、隣接する神経および筋肉組織を刺激し得る。
印加される負圧の結果、ボックス628に示されるように、尿が、その遠位端の複数の排出ポートにおけるカテーテルの中に、そこからカテーテルの排出管腔を通して、廃棄のための流体収集容器に引き出される。尿が収集容器に引き出されるにつれて、ボックス630において、流体収集システム内に配置されるセンサは、収集される尿の体積を査定するために使用され得る尿についてのいくつかの測定および患者の物理的状態および形成される尿の組成物についての情報を提供する。いくつかの実施例では、センサによって得られる情報は、ボックス632に示されるように、ポンプおよび/または別の患者監視デバイスと関連付けられたプロセッサによって処理され、ボックス634において、関連付けられたフィードバックデバイスの視覚的ディスプレイを介してユーザに表示される。
例示的流体収集システム:
例示的尿収集アセンブリおよびそのようなアセンブリを患者の身体内に位置付ける方法が説明されてきたが、図19を参照して、患者の尿管および/または腎臓に負圧を誘発するためのシステム700が、ここで説明されるであろう。システム700は、本明細書の上記に説明される、尿管カテーテル、膀胱カテーテル、または尿収集アセンブリ100を備えることができる。図19に示されるように、アセンブリ100の尿管カテーテル112、114および/または膀胱カテーテル116は、腎盂および/または膀胱から引き出される尿を収集するために、1つ以上の流体収集容器712に接続される。いくつかの実施例では、膀胱カテーテル116および尿管カテーテル112、114は、異なる流体収集容器712に接続される。尿管カテーテル112、114に接続される流体収集容器712は、負圧を尿管カテーテル112、114を通して尿管および腎臓内に発生させるために外部流体ポンプ710と流体連通することができる。本明細書に議論されるように、そのような負圧は、間質圧を克服し、尿を腎臓または腎単位内で形成するために提供されることができる。いくつかの実施例では、流体収集容器712とポンプ710との間の接続は、流体ロックまたは流体障壁を備え、偶発的治療用または非治療用圧力変化の場合、空気が腎盂または腎臓に進入することを防止することができる。例えば、流体容器の流入および流出ポートは、容器内に流体レベルを下回って位置付けられることができる。故に、空気は、流体容器712の流入または流出ポートのいずれかを通して医療管類またはカテーテルに進入することを防止される。前述のように、流体収集容器712とポンプ710との間に延在する管類の外部部分は、1つ以上のフィルタを含み、尿および/または粒子状物質がポンプ710に進入することを防止することができる。
図19に示されるように、システム700はさらに、ポンプ710に電子的に結合され、コンピュータ可読メモリ716を有する、またはそれと関連付けられたマイクロプロセッサ等のコントローラ714を備える。いくつかの実施例では、メモリ716は、実行されると、コントローラ714に、情報をアセンブリ100の一部上に位置する、またはそれと関連付けられたセンサ174から受信させる命令を備える。患者の状態についての情報は、センサ174からの情報に基づいて決定されることができる。センサ174からの情報はまた、ポンプ710のための動作パラメータを決定および実装するために使用されることができる。
いくつかの実施例では、コントローラ714は、専用電子デバイス、コンピュータ、タブレットPC、またはスマートフォン等のポンプ710と通信する別個かつ遠隔の電子デバイス内に組み込まれる。代替として、コントローラ714は、ポンプ710内に含まれることができ、例えば、ポンプ710を手動で動作させるためのユーザインターフェースと、情報をセンサ174から受信し、処理する等のシステム機能の両方を制御することができる。
コントローラ714は、情報を1つ以上のセンサ174から受信し、情報を関連付けられたコンピュータ可読メモリ716内に記憶するように構成される。例えば、コントローラ714は、1秒に1回等の所定の率でセンサ174から情報を受信し、受信された情報に基づいて、伝導率を決定するように構成されることができる。いくつかの実施例では、伝導率を計算するためのアルゴリズムはまた、尿温度等の他のセンサ測定を含み、伝導率のよりロバストな決定を得ることができる。
コントローラ714はまた、患者状態の変化を経時的に例証する、患者物理統計または診断インジケータを計算するように構成されることができる。例えば、システム700は、排泄される総ナトリウム量を識別するように構成されることができる。排泄される総ナトリウム量は、例えば、ある時間周期にわたる流率および伝導率の組み合わせに基づき得る。
図19を継続して参照すると、システム700はさらに、情報をユーザに提供するために、視覚的ディスプレイまたはオーディオシステム等のフィードバックデバイス720を備えることができる。いくつかの実施例では、フィードバックデバイス720は、ポンプ710と一体的に形成されることができる。代替として、フィードバックデバイス720は、コンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットPC、スマートフォン、または他のハンドヘルド電子デバイス等の別個の専用または多目的電子デバイスであることができる。フィードバックデバイス720は、計算または決定された測定をコントローラ714から受信し、受信された情報をフィードバックデバイス720を介してユーザに提示するように構成される。例えば、フィードバックデバイス720は、尿路に印加されている現在の負圧(mmHg単位)を表示するように構成されることができる。他の実施例では、フィードバックデバイス720は、尿の現在の流率、温度、尿のmS/m単位における現在の伝導率、セッションの間に産生された総尿量、セッションの間に排泄される総ナトリウム量、他の物理的パラメータ、または任意のそれらの組み合わせを表示するように構成されることができる。
いくつかの実施例では、フィードバックデバイス720はさらに、ユーザがポンプ710の動作を制御することを可能にする、ユーザインターフェースモジュールまたは構成要素を備える。例えば、ユーザは、ユーザインターフェースを介して、ポンプ710をオンまたはオフにすることができる。ユーザはまた、ポンプ710によって印加される圧力を調節し、より大きな大きさまたは率のナトリウム排泄および流体除去を達成することができる。
随意に、フィードバックデバイス720および/またはポンプ710はさらに、情報をデバイス720および/またはポンプ710から他の電子デバイスまたはコンピュータネットワークに送信するためのデータ送信機722を備える。データ送信機722は、短距離または長距離データ通信プロトコルを利用することができる。短距離データ伝送プロトコルの実施例は、Bluetooth(登録商標)である。長距離データ伝送ネットワークは、例えば、Wi−Fiまたはセルラーネットワークを含む。データ送信機722は、情報を患者の医師または介護者に送信し、医師または介護者に患者の現在の状態について知らせることができる。代替として、または加えて、情報は、例えば、患者の電子医療記録(EHR)内に記録される情報を含むように、データ送信機722から既存のデータベースまたは情報記憶場所に送信されることができる。
図19を継続して参照すると、尿センサ174に加え、いくつかの実施例では、システム700はさらに、1つ以上の患者監視センサ724を備える。患者監視センサ724は、上記に詳細に議論されるような患者の尿組成、血液組成(例えば、ヘマトクリット率、検体濃度、タンパク質濃度、クレアチニン濃度)、および/または血流(例えば、血圧、血流速)についての情報を測定するために、侵襲性および非侵襲性センサを含むことができる。ヘマトクリットは、赤血球の体積対血液の総体積の比である。正常ヘマトクリットは、約25%〜40%、好ましくは、約35%および40%(例えば、体積比35%〜40%赤血球および60%〜65%血漿)である。
非侵襲性患者監視センサ724は、パルスオキシメトリセンサ、血圧センサ、心拍数センサ、および呼吸センサ(例えば、カプノグラフィセンサ)を含むことができる。侵襲性患者監視センサ724は、侵襲性血圧センサ、グルコースセンサ、血液速度センサ、ヘモグロビンセンサ、ヘマトクリットセンサ、タンパク質センサ、クレアチニンセンサ、およびその他を含むことができる。さらに他の実施例では、センサは、体外血液システムまたは回路と関連付けられ、体外システムの管類を通して通過する血液のパラメータを測定するように構成されてもよい。例えば、静電容量センサまたは光学分光法センサ等の検体センサは、体外血液システムの管類と関連付けられ、管類を通して通過するにつれて、患者の血液のパラメータ値を測定してもよい。患者監視センサ724は、ポンプ710および/またはコントローラ714と有線または無線通信することができる。
いくつかの実施例では、コントローラ714は、ポンプ710に、血液監視センサ等の尿検体センサ174および/または患者監視センサ724から取得される患者ベースの情報のための治療を提供させるように構成される。例えば、ポンプ710動作パラメータは、患者の血液ヘマトクリット率、血液タンパク質濃度、クレアチニン濃度、排尿体積、尿タンパク質濃度(例えば、アルブミン)、および他のパラメータの変化に基づいて調節されることができる。例えば、コントローラ714は、患者の血液ヘマトクリット率またはクレアチニン濃度についての情報を患者監視センサ724および/または検体センサ174から受信するように構成されることができる。コントローラ714は、血液および/または尿測定に基づいて、ポンプ710の動作パラメータを調節するように構成されることができる。他の実施例では、ヘマトクリット率は、患者から取得される血液サンプルから周期的に測定されてもよい。試験の結果は、処理および分析のために、手動でまたは自動的に、コントローラ714に提供されることができる。
本明細書に議論されるように、患者に関する測定されたヘマトクリット値は、一般的母集団に関する所定の閾値または臨床上容認可能値と比較されることができる。概して、女性に関するヘマトクリットレベルは、男性に関するものより低い。他の実施例では、測定されたヘマトクリット値は、外科手術手技に先立って取得される、患者ベースライン値と比較されることができる。測定されたヘマトクリット値が、容認可能範囲内で増加されると、ポンプ710は、オフにされ、尿管または腎臓への負圧の印加を停止してもよい。同様に、負圧の強度も、測定されたパラメータ値に基づいて調節されることができる。例えば、患者の測定されたパラメータが、容認可能範囲に近づき始めるにつれて、尿管および腎臓に印加されている負圧の強度は、低減されることができる。対照的に、望ましくない傾向(例えば、ヘマトクリット値、排尿率、および/またはクレアチニンクリアランスの減少)が、識別される場合、負圧の強度は、正の生理学的結果を産生するために、増加されることができる。例えば、ポンプ710は、低レベルの負圧(例えば、約0.1mmHg〜10mmHg)を提供することによって、開始するように構成されてもよい。負圧は、患者クレアチニンレベルの正の傾向が観察されるまで、徐々に増加されてもよい。しかしながら、概して、ポンプ710によって提供される負圧は、約50mmHgを超えないであろう。
図20Aおよび20Bを参照すると、システムと併用するための例示的ポンプ710が、図示される。いくつかの実施例では、ポンプ710は、流体をカテーテル112、114(例えば、図1に示される)から引き出すように構成され、約10mmHg以下の感度または正確度を有する、マイクロポンプである。望ましくは、ポンプ710は、長期間、例えば、約8時間〜約24時間/日、1〜約30日、またはより長い期間にわたって0.05ml/分〜3ml/分の尿の流動範囲を提供可能である。0.2ml/分では、約300mLの尿/日がシステム700によって収集されることが予期される。ポンプ710は、負圧を患者の膀胱に提供するように構成されることができ、負圧は、約0.1mmHg〜約50mmHgまたは約5mmHg〜20mmHg(ポンプ710におけるゲージ圧)に及ぶ。例えば、Langer Inc.(モデルBT100−2J)によって製造されたマイクロポンプが、本開示のシステム700と併用されることができる。ダイヤフラム吸引器ポンプおよび他のタイプの市販のポンプもまた、本目的のために使用されることができる。蠕動ポンプもまた、システム700と併用されることができる。他の実施例では、ピストンポンプ、真空ボトル、または手動真空源が、負圧を提供するために使用されることができる。他の実施例では、システムは、負圧を療法上適切なレベルまで低減させるための真空調整器を通して、病院において利用可能であるような壁吸引源に接続されることができる。
いくつかの実施例では、ポンプ710は、長期使用のために構成されることができ、したがって、例えば、8〜24時間/日、1〜約30日、またはより長い周期にわたって、精密な吸引を維持することが可能である。さらに、いくつかの実施例では、ポンプ710は、手動で動作され、その場合、ユーザが所望の吸引値を設定することを可能にする、制御パネル718を含むように構成される。ポンプ710はまた、システム700を動作させる同一コントローラであり得る、またはポンプ710の動作のための専用の別個のプロセッサであり得る、コントローラまたはプロセッサを含むことができる。いずれの場合も、プロセッサは、ポンプの手動動作のためと、所定の動作パラメータに従ってポンプ710を自動的に動作させるためとの命令の両方を受信するために構成される。代替として、または加えて、ポンプ710の動作は、カテーテルと関連付けられた複数のセンサから受信されたフィードバックに基づいて、プロセッサによって制御されることができる。
いくつかの実施例では、プロセッサは、ポンプ710を断続的に動作させるように構成される。例えば、ポンプ710は、負圧のパルスを発し、負圧が提供されない周期が続くように構成されてもよい。他の実施例では、ポンプ710は、負圧および正圧の提供間を交互し、交互フラッシュおよびポンプ効果をもたらすように構成されることができる。例えば、約0.1mmHg〜20mmHg、好ましくは、約5mmHg〜20mmHgの正圧が、提供された後、約0.1mmHg〜50mmHgに及ぶ負圧が続くことができる。
過剰流体を血液希釈を患う患者から除去するための治療
本開示の別の側面によると、過剰流体を血液希釈を患う患者から除去するための方法が、提供される。いくつかの実施例では、血液希釈は、患者が過剰な量の流体を提供されるときに生じ得るような、赤血球と比較した血漿の体積の増加および/または循環内の赤血球の低減された濃度を指し得る。本方法は、患者ヘマトクリットレベルを測定および/または監視し、血液希釈が適正に対処されたときを決定するステップを伴うことができる。低ヘマトクリットレベルは、望ましくない療法上の転帰につながり得る、一般的術後または外傷後状態である。したがって、血液希釈の管理およびヘマトクリットレベルが正常範囲に戻ったことの確認は、外科手術および術後患者処置のための望ましい療法上の結果となる。
本明細書に説明されるデバイスおよびシステムを使用して過剰流体を患者から除去するためのステップは、図24に図示される。図24に示されるように、治療方法は、ボックス910に示されるように、尿が尿管および/または腎臓から流動するように、尿管カテーテル等の尿路カテーテルを患者の尿管および/または腎臓内で展開するステップを含む。カテーテルは、尿管および/または腎臓を閉塞することを回避するように設定されてもよい。いくつかの実施例では、カテーテルの流体収集部分は、患者の腎臓の腎盂内に位置付けられてもよい。いくつかの実施例では、尿管カテーテルは、患者の腎臓のそれぞれ内に位置付けられてもよい。他の実施例では、尿収集カテーテルは、膀胱または尿管内で展開されてもよい。いくつかの実施例では、尿管カテーテルは、本明細書に説明される保定部分のいずれかのうちの1つ以上のものを備える。例えば、尿管カテーテルは、螺旋保定部分および複数の排出ポートを備える排出管腔を画定する、管を備えることができる。他の実施例では、カテーテルは、膨張可能保定部分(例えば、バルーンカテーテル)、漏斗形状の流体収集および保定部分、またはピグテールコイルを含むことができる。
ボックス912に示されるように、本方法はさらに、カテーテルを通して、負圧を尿管および/または腎臓に印加し、尿の産生を腎臓内で誘発し、尿を患者から抽出するステップを含む。望ましくは、負圧は、患者の血液クレアチニンレベルを臨床上有意な量だけ低減させるために十分なある時間周期にわたって印加される。
負圧は、所定の時間周期にわたって、印加され続けてもよい。例えば、ユーザは、外科手術手技の持続時間または患者の生理学的特性に基づいて選択されたある時間周期にわたって、ポンプを動作させるように命令されてもよい。他の実施例では、患者状態が、監視され、十分な治療が提供されたときを決定してもよい。例えば、ボックス914に示されるように、本方法はさらに、患者を監視し、患者の尿管および/または腎臓への負圧の印加を停止すべきときを決定するステップを含んでもよい。好ましいかつ非限定的実施例では、患者のヘマトクリットレベルは、測定される。例えば、患者監視デバイスが、ヘマトクリット値を周期的に取得するために使用されてもよい。他の実施例では、血液サンプルは、周期的に採取され、直接、ヘマトクリットを測定してもよい。いくつかの実施例では、カテーテルを通して身体から排出される尿の濃度および/または体積もまた、監視され、尿が腎臓によって産生されている率を決定してもよい。同様に、排出された排尿も、監視され、患者に関するタンパク質濃度および/またはクレアチニンクリアランス率を決定してもよい。尿中の低減されたクレアチニンおよびタンパク質濃度は、過希釈および/または腎機能低下を示し得る。測定された値は、所定の閾値と比較され、負圧療法が患者状態を改良するかどうかと、修正または中断されるべきかどうかとを査定することができる。例えば、本明細書に議論されるように、患者ヘマトクリットに関する望ましい範囲は、25%〜40%であってもよい。他の好ましいかつ非限定的実施例では、本明細書に説明されるように、患者体重が、測定され、ドライ体重と比較されてもよい。測定された患者体重の変化は、流体が身体から除去されていることを実証する。したがって、ドライ体重への戻りは、血液希釈が、適切に管理されており、患者が、過希釈されていないことを表す。
ボックス916に示されるように、ユーザは、正の結果が識別されると、ポンプに、負圧療法の提供を停止させてもよい。同様に、患者血液パラメータは、監視され、患者の腎臓に印加されている負圧の有効性を査定してもよい。例えば、静電容量または検体センサが、体外血液管理システムの管類と流体連通するように設置されてもよい。センサは、血液タンパク質、酸素、クレアチニン、および/またはヘマトクリットレベルを表す情報を測定するために使用されてもよい。測定された血液パラメータ値は、持続的または周期的に、測定され、種々の閾値または臨床上容認可能値と比較されてもよい。負圧は、測定されたパラメータ値が臨床上容認可能範囲内になるまで、患者の腎臓または尿管に印加され続けてもよい。いったん測定された値が、閾値または臨床上容認可能範囲内になると、ボックス916に示されるように、負圧の印加は、停止してもよい。
蘇生輸液手技を受ける患者の治療
本開示の別の側面によると、過剰流体を患者から除去することによって冠動脈移植バイパス外科手術等の蘇生輸液手技を受ける患者のための過剰流体を除去するための方法が、提供される。蘇生輸液の間、生理食塩水溶液および/または澱粉溶液等の溶液が、静脈内点滴等の好適な流体送達プロセスによって、患者の血流に導入される。例えば、いくつかの外科手術手技では、患者は、5〜10回、正常な流体の1日摂取量を供給され得る。補液または蘇生輸液は、発汗、出血、脱水、および類似プロセスを通して喪失された体液を補給するために提供され得る。冠動脈移植バイパス等の外科手術手技の場合、蘇生輸液は、患者の体液平衡および血圧を適切な率内に維持することを支援するために提供される。急性腎障害(AKI)は、冠動脈移植バイパス外科手術の公知の合併症である。AKIは、腎不全に進行しない患者でさえ、長期入院および罹患率および死亡率の上昇と関連付けられる。Kim, et al., Relationship between a perioperative intravenous fluid administration strategy and acute kidney injury following off−pump coronary artery bypass surgery:an observational study, Critical Care 19:350(1995)を参照されたい。流体を血液に導入することはまた、死亡率および罹患率をさらに増加させることが示されている、ヘマトクリットレベルを低減させる。研究はまた、生理食塩水溶液を患者に導入することが、腎機能を低下させ、および/または自然流体管理プロセスを阻止し得ることを実証している。したがって、腎機能の適切な監視および制御は、改良された転帰を産生し得、特に、AKIの術後症例を低減させ得る。
蘇生輸液を受ける患者を治療する方法は、図25に図示される。ボックス1010に示されるように、本方法は、尿管および/または腎臓からの尿の流動が尿管および/または腎臓の閉塞によって阻まれないように、尿管カテーテルを患者の尿管および/または腎臓内で展開するステップを含む。例えば、カテーテルの流体収集部分は、腎盂内に位置付けられてもよい。他の実施例では、カテーテルは、膀胱または尿管内で展開されてもよい。カテーテルは、本明細書に説明される尿管カテーテルのうちの1つ以上のものを備えることができる。例えば、カテーテルは、排出管腔を画定し、螺旋保定部分および複数の排出ポートを備える、管を備えることができる。他の実施例では、カテーテルは、膨張可能保定部分(例えば、バルーンカテー)またはピグテールコイルを含むことができる。
ボックス1012に示されるように、随意に、膀胱カテーテルはまた、患者の膀胱内で展開されてもよい。例えば、膀胱カテーテルは、尿道開口部をシールし、身体から尿道を通した尿の通路を防止するように位置付けられてもよい。膀胱カテーテルは、カテーテルの遠位端を膀胱内に維持するために、膨張可能アンカ(例えば、Foleyカテーテル)を含むことができる。本明細書に説明されるように、コイルおよび螺旋の他の配列もまた、膀胱カテーテルの適切な位置付けを取得するために使用されてもよい。膀胱カテーテルは、尿管カテーテルの設置に先立って、患者の膀胱に進入した尿を収集するように構成されることができる。膀胱カテーテルはまた、尿管カテーテルの流体収集部分を越えて流動し、膀胱に進入する、尿を収集してもよい。いくつかの実施例では、尿管カテーテルの近位部分は、膀胱カテーテルの排出管腔内に位置付けられてもよい。同様に、膀胱カテーテルは、尿管カテーテルを位置付けるために使用される同一ガイドワイヤを使用して、膀胱の中に前進されてもよい。いくつかの実施例では、負圧が、膀胱カテーテルの排出管腔を通して、膀胱に提供されてもよい。他の実施例では、負圧は、尿管カテーテルのみに印加されてもよい。その場合、膀胱カテーテルは、重力によって排出する。
ボックス1014に示されるように、尿管カテーテルの展開に続いて、負圧が、尿管カテーテルを通して、尿管および/または腎臓に印加される。例えば、負圧は、蘇生輸液手技の間に患者に提供される流体の一部を含む尿を抽出するために十分な時間周期にわたって、印加されることができる。本明細書に説明されるように、負圧は、カテーテルの近位端またはポートに接続される、外部ポンプによって提供されることができる。ポンプは、患者の療法要件に応じて、継続的または周期的に、動作されることができる。ある場合には、ポンプは、負圧の印加と正圧の印加との間で交互してもよい。
負圧は、所定の時間周期にわたって印加され続けてもよい。例えば、ユーザは、外科手術手技の持続時間または患者の生理学的特性に基づいて選択された時間周期にわたって、ポンプを動作させるように命令されてもよい。他の実施例では、患者状態が、監視され、十分な量の流体が患者から引き出されたときを決定してもよい。例えば、ボックス1016に示されるように、身体から排出される流体は、収集されてもよく、取得された流体の総体積が、監視されてもよい。その場合、ポンプは、所定の流体体積が尿管および/または膀胱カテーテルから収集されるまで動作し続けることができる。所定の流体体積は、例えば、外科手術手技に先立っておよびその間、患者に提供される流体の体積に基づいてもよい。ボックス1018に示されるように、尿管および/または腎臓への負圧の印加は、収集された流体の総体積が所定の流体体積を超えると停止される。
他の実施例では、ポンプの動作は、測定されたクレアチニンクリアランス、血液クレアチニンレベル、またはヘマトクリット率等の患者の測定された生理学的パラメータに基づいて決定されることができる。例えば、ボックス1020に示されるように、患者から収集される尿は、カテーテルおよび/またはポンプと関連付けられた1つ以上のセンサによって分析されてもよい。センサは、静電容量センサ、検体センサ、光学センサ、または尿検体濃度を測定するように構成される類似デバイスであることができる。同様に、ボックス1022に示されるように、患者の血液クレアチニンまたはヘマトクリットレベルは、前述の患者監視センサから取得された情報に基づいて分析され得る。例えば、静電容量センサは、既存の体外血液システム内に設置されてもよい。静電容量センサによって取得される情報は、分析され、患者のヘマトクリット率を決定してもよい。測定されたヘマトクリット率は、ある予期または治療上容認可能な値と比較されてもよい。ポンプは、治療上容認可能範囲内の測定された値が取得されるまで、負圧を患者の尿管および/または腎臓に印加し続けてもよい。いったん治療上容認可能な値が、取得されると、負圧の印加は、ボックス1018に示されるように、停止されてもよい。
他の実施例では、ボックス2024に示されるように、患者体重が、測定され、流体が印加される負圧療法によって患者から除去されているかどうかを査定してもよい。例えば、患者の測定された身体重量(蘇生輸液手技の間に導入される流体を含む)は、患者のドライ体重と比較されることができる。本明細書で使用されるように、ドライ体重は、患者が過希釈されていないときに測定される正常体重として定義される。例えば、血圧上昇、意識朦朧または筋痙攣、脚部、足、腕、手、または眼の周囲の腫脹のうちの1つ以上のものを被っておらず、快適に呼吸を行なっている患者は、過剰流体を有していない可能性が高い。患者がそのような症状を被っていないときに測定された体重は、ドライ体重であり得る。患者体重は、測定された体重がドライ体重に近くまで、周期的に測定されることができる。ボックス1018に示されるように、測定された体重が近くと(例えば、ドライ体重の5%〜10%以内)、負圧の印加は、停止されることができる。
実験実施例:
家畜用ブタの腎盂内における負圧の誘発が、腎臓内の腎鬱滞に及ぼす負圧療法の効果を評価する目的のために行われた。これらの研究の目的は、腎盂の中に送達される負圧が腎鬱滞のブタモデルにおいて排尿を有意に増加させるかどうかを実証するものであった。実施例1では、通常、塞栓除去術または気管支鏡検査法用途において使用される、小児用Fogartyカテーテルが、腎盂における負圧の誘発の原理の証拠のためだけにブタモデルにおいて使用された。Fogartyカテーテルが、尿路組織の傷害を回避するために、臨床設定においてヒトに使用されることは示唆されない。実施例2では、図2Aおよび2Bに示され、カテーテルの遠位部分を腎盂または腎臓内に搭載または維持するための螺旋保定部分を含む、尿管カテーテル112が、使用された。
(実施例1)
方法
4匹の家畜用ブタ800が、腎臓内の腎鬱滞に及ぼす負圧療法の効果を評価する目的のために使用された。図21に示されるように、小児用Fogartyカテーテル812、814が、4匹のブタ800の各腎臓802、804の腎盂領域820、821に挿入された。カテーテル812、814が、拡張可能バルーンを、腎盂をシールし、バルーンの位置を腎盂内に維持するために十分なサイズに膨張させることによって、腎盂領域内に展開された。カテーテル812、814は、腎盂802、804から、膀胱810および尿道816を通して、ブタの外部の流体収集容器に延在する。
2匹の動物の排尿が、排尿体積および率に関するベースラインを確立するために15分周期にわたって収集された。右腎802および左腎804の排尿が、個々に測定され、著しく変動することが見出された。クレアチニンクリアランス値もまた、決定された。
腎鬱滞(例えば、腎臓の静脈内の鬱滞または血流低減)が、下大静脈(IVC)を腎静脈流出口の直上の膨張可能バルーンカテーテル850で部分的に閉塞することによって、動物800の右腎802および左腎804内で誘発された。圧力センサが、IVC圧力を測定するために使用された。正常IVC圧力は、1〜4mmHgであった。カテーテル850のバルーンをIVC直径の約3/4まで膨張させることによって、IVC圧力は、15〜25mmHgまで上昇された。IVC直径の約3/4までのバルーンの膨張は、排尿における50〜85%低減をもたらした。完全閉塞は、28mmHgよりも大きいIVC圧力を発生させ、排尿における少なくとも95%低減と関連付けられた。
各動物800の一方の腎臓が、治療されず、対照(「対照腎臓802」)として供与された。対照腎臓から延在する尿管カテーテル812は、流体レベルを決定するために流体収集容器819に接続された。各動物の一方の腎臓(「治療腎臓804」)が、尿管カテーテル814に接続される負圧源(例えば、小さい大きさの負圧をより正確に制御するように設計される調整器と組み合わせた療法ポンプ818)からの負圧で治療された。ポンプ818は、Cole−Parmer Instrument Company(モデル番号EW−07530−85)製Air Cadet Vacuum Pumpであった。ポンプ818は、調整器に直列に接続された。調整器は、Airtrol Components Inc.製V−800 Series Miniature Precision Vacuum Regulator−1/8 NPT Ports(モデル番号V−800−10−W/K)であった。
ポンプ818は、以下のプロトコルに従って、負圧を治療腎臓の腎盂820、821内で誘発するように作動された。最初に、負圧の効果が、正常状態で(例えば、IVCバルーンを膨張させずに)調査された。4つの異なる圧力レベル(−2、−10、−15、および−20mmHg)が、15分ずつ印加され、産生された尿およびクレアチニンクリアランスの率が、決定された。圧力レベルは、調整器において制御および決定された。−20mmHg療法に続いて、IVCバルーンが、膨張され、圧力を15〜20mmHg増加させた。同一の4つの負圧レベルが、印加された。鬱滞対照腎臓802および治療腎臓804に関する排尿量およびクレアチニンクリアランス率が、得られた。動物800は、90分にわたるIVCの部分的閉塞によって鬱滞させられた。治療が、90分鬱滞周期のうち60分にわたって提供された。
排尿およびクレアチニンクリアランスデータの収集に続いて、1匹の動物からの腎臓が、肉眼的検査を受け、次いで、10%中性緩衝ホルマリン内に固定された。肉眼的検査に続いて、組織切片が、得られ、検査され、切片の拡大画像が、捕捉された。切片は、直立型Olympus BX41光顕微鏡を使用して検査され、画像が、Olympus DP25デジタルカメラを使用して捕捉された。具体的には、サンプリングされた組織の光顕微鏡写真画像は、低拡大率(20倍オリジナル拡大率)および高拡大率(100倍オリジナル拡大率)で得られた。得られた画像は、組織学的評価を受けた。評価の目的は、組織を組織学的に検査し、得られたサンプルに関する鬱滞および尿細管変性を定質的に特性評価することであった。
表面マッピング分析もまた、得られた腎臓組織の両側で行われた。具体的には、サンプルは、染色および分析され、治療および未治療腎臓に関する尿細管のサイズの差異を評価した。画像処理技法によって、染色された画像内の異なる着色を伴うピクセルの数および/または相対的パーセンテージを計算した。計算された測定データは、異なる解剖学的構造の体積を決定するために使用された。
結果
排尿およびクレアチニンクリアランス
排尿量は、著しくばらつきがあった。排尿量における3つの変動の原因が、研究の間に観察された。個体間および血行動態の変動が、当技術分野において公知の変動の予期される原因であった。排尿における変動の第3の原因は、以前は未知であったと考えられる情報および考えに基づいて、本明細書で議論される実験において識別された、すなわち、排尿における対側性個体内変動である。
ベースライン排尿量は、一方の腎臓に関しては0.79ml/分であって、他方の腎臓に関しては1.07ml/分であった(例えば、26%差異)。排尿量は、動物毎の排尿量から計算された平均率である。
鬱滞が、IVCバルーンを膨張させることによって提供されたとき、治療腎臓排尿は、0.79ml/分から0.12ml/分(ベースラインの15.2%)まで降下した。比較では、鬱滞の間の対照腎臓排尿量は、1.07ml/分から0.09ml/分(ベースラインの8.4%)まで降下した。排尿量に基づいて、対照腎臓排尿と比較した治療腎臓排尿における相対的増加が、以下の方程式に従って計算された。
(療法治療/ベースライン治療)/(療法対照/ベースライン対照)=相対的増加
(0.12ml/分/0.79ml/分)/(0.09ml/分/1.07ml/分)
=180.6%
したがって、治療腎臓排尿量における相対的増加は、対照と比較して180.6%であった。本結果は、治療側と比較して、対照側における鬱滞によって生じた尿産生のより大きい減少を示す。排尿における相対的パーセンテージ差として結果を提示することは、腎臓間の排尿における差異を調節する。
動物のうちの1匹に対するベースライン、鬱滞、および治療部分に関するクレアチニンクリアランス測定が、図22に示される。
肉眼的検査および組織学的評価
対照腎臓(右腎)および治療腎臓(左腎)の肉眼的検査に基づいて、対照腎臓が均一に暗褐色を有することが決定され、これは、治療腎臓と比較した対照腎臓におけるより多くの鬱滞に対応する。拡大切片画像の定質的評価もまた、治療腎臓と比較した対照腎臓における鬱滞増加に着目した。具体的には、表1に示されるように、治療腎臓は、対照腎臓と比較してより低いレベルの鬱滞および尿細管変性を呈した。以下の定質的スケールが、得られたスライドの評価のために使用された。
表1に示されるように、治療腎臓(左腎)は、低度の鬱滞および尿細管変性のみを呈した。対照的に、対照腎臓(右腎)は、中程度の鬱滞および尿細管変性を呈した。これらの結果は、以下に議論されるスライドの分析によって得られた。
図23Aおよび23Bは、動物の左腎(負圧で治療された)の低および高拡大率光顕微鏡写真である。組織学的精査に基づいて、皮髄境界部における血管内の低度の鬱滞が、矢印によって示されるように識別された。図23Bに示されるように、硝子様円柱を伴う単一尿細管(アスタリスクによって識別されるように)が、識別された。
図23Cおよび23Dは、対照腎臓(右腎)の低および高分解能光顕微鏡写真である。組織学的精査に基づいて、皮髄境界部における血管内の中程度の鬱滞が、図23Cにおける矢印によって示されるように識別された。図23Dに示されるように、硝子様円柱を伴ういくつかの尿細管が、組織サンプル中に存在した(画像内のアスタリスクによって識別されるように)。硝子様円柱の実質的数の存在は、低酸素の証拠である。
表面マッピング分析は、以下の結果を提供した。治療腎臓は、ボーマン隙内において1.5倍大きい流体体積を有し、尿細管管腔内において2倍大きい流体体積を有することが決定された。ボーマン隙および尿細管管腔内の増加された流体体積は、増加された排尿に対応する。加えて、治療腎臓は、対照腎臓と比較して、毛細管内に5倍少ない血液体積を有することが決定された。治療腎臓内の増加された体積は、(1)対照と比較した個々の毛細管サイズの減少と、(2)対照腎臓と比較した治療腎臓内に可視赤血球を伴わない毛細管の数の増加、すなわち、治療器官におけるより少ない鬱滞のインジケータの結果となって現れる。
まとめ
これらの結果は、対照腎臓が、治療腎臓と比較してタンパク質が豊富な管腔内物質を表す、より多くの鬱滞および管腔内硝子様円柱を伴うより多くの尿細管を有していたことを示す。故に、治療腎臓は、より低い腎機能の損失の程度を呈する。理論によって拘束されることを意図するわけではないが、重度の鬱滞が腎臓内に発症するにつれて、器官の低酸素血症が続くと考えられる。低酸素血症は、器官内の酸化的リン酸化(例えば、ATP産生)に干渉する。ATPの損失および/またはATP産生の減少は、タンパク質の能動的輸送を阻止し、管腔内タンパク質含有量を増加させ、これは、硝子様円柱として発現する。管腔内硝子様円柱を伴う腎尿細管の数は、腎機能の損失の程度と相関する。故に、治療された左腎内の尿細管の低減された数は、生理学的に有意であると考えられる。理論によって拘束されることを意図するわけではないが、これらの結果は、腎臓への損傷が、負圧を腎盂の中に挿入されるカテーテルに印加し、排尿を促進することによって防止または阻止され得ることを示すと考えられる。
(実施例2)
方法
4匹の家畜用ブタ(A、B、C、D)が、鎮静および麻酔された。ブタ毎のバイタルが、実験全体を通して監視され、心拍出量が、研究の各30分相の終了時に測定された。図2Aおよび2Bに示される尿管カテーテル112等の尿管カテーテルが、ブタのそれぞれの腎臓の腎盂領域内で展開された。展開されるカテーテルは、2.0±0.1mmの外径を有する6フレンチカテーテルであった。カテーテルは、54±2cmの長さであって、遠位保定部分を含まない。保定部分は、16±2mmの長さであった。図2Aおよび2Bにおけるカテーテル112に示されるように、保定部分は、2つの完全コイルと、1つの近位半コイルとを含んだ。図2Aおよび2Bにおける線D1によって示される完全コイルの外径は、18±2mmであった。半コイル直径D2は、約14mmであった。展開された尿管カテーテルの保定部分は、6つの排出孔に加え、カテーテル管の遠位端における付加的孔を含んだ。排出孔のそれぞれの直径は、0.83±0.01mmであった。隣接する排出孔132間の距離、具体的には、コイルが直線化されたときの排出孔間の線形距離は、22.5±2.5mmであった。
尿管カテーテルは、ブタの腎盂から、膀胱、および尿道を通して、各ブタの外部の流体収集容器に延在するように位置付けられた。尿管カテーテルの設置に続いて、IVC圧力を測定するための圧力センサが、腎静脈の遠位の位置においてIVC内に設置された。膨張可能バルーンカテーテル、具体的には、NuMED Inc.(Hopkinton, NY)製PTS(R)経皮的バルーンカテーテル(30mm直径×5cm長さ)が、腎静脈の近位の位置においてIVC内で拡張された。熱希釈カテーテル、具体的には、Edwards Lifesciences Corp.(Irvine, CA)製Swan−Ganz熱希釈肺動脈カテーテルが、次いで、心拍出量を測定する目的のために肺動脈内に設置された。
最初に、ベースライン排尿が、30分にわたって測定され、血液および尿サンプルが、生化学分析のために収集された。30分のベースライン周期に続いて、バルーンカテーテルが、IVC圧力を1〜4mmHgのベースライン圧力から約20mmHg(+/−5mmHg)の上昇鬱滞圧力に増加させるために膨張された。鬱滞ベースラインが、次いで、30分にわたって対応する血液および尿分析とともに収集された。
鬱滞周期の終了時、上昇鬱滞IVC圧力が、維持され、負圧利尿治療が、ブタAおよびブタCに対して提供された。具体的には、ブタ(A、C)は、ポンプを用いて尿管カテーテルを通して−25mmHgの負圧を印加することによって治療された。前述の実施例におけるように、ポンプは、Cole−Parmer Instrument Company(モデル番号EW−07530−85)製Air Cadet Vacuum Pumpであった。ポンプは、調整器に直列に接続された。調整器は、Airtrol Components Inc.製V−800 Series Miniature Precision Vacuum Regulator−1/8 NPT Ports(モデル番号V−800−10−W/K)であった。ブタは、120分にわたって、治療が提供されるにつれて観察された。血液および尿収集が、治療周期の間、30分毎に行われた。ブタのうちの2匹(B、D)が、鬱滞対照として治療され(例えば、負圧が、尿管カテーテルを通して腎盂に印加されなかった)、2匹のブタ(B、D)が負圧利尿療法を受けなかったことを意味する。
120分の治療周期にわたる排尿およびクレアチニンクリアランスデータの収集に続いて、動物は、屠殺され、各動物からの腎臓は、肉眼的検査を受けた。肉眼的検査に続いて、組織切片が、得られ、検査され、切片の拡大画像が、捕捉された。
結果
ベースライン、鬱滞、および治療周期の間に収集された測定は、表2に提供される。具体的には、排尿、血清中クレアチニン、および尿中クレアチニン測定が、時間周期毎に得られた。これらの値は、以下のように、測定されたクレアチニンクリアランスの計算を可能にする。
加えて、好中球ゼラチナーゼ結合性リポカリン(NGAL)値が、時間周期毎に得られた血清サンプルから測定され、腎臓傷害分子1(KIM−1)値が、時間周期毎に得られた尿サンプルから測定された。得られた組織切片の精査から決定された定質的組織学的見解もまた、表2に含まれる。
動物A:動物は、重さ50.6kgであって、3.01ml/分のベースライン排尿量、0.8mg/dlのベースライン血清中クレアチニンを有し、261ml/分のCrClが測定された。これらの測定は、血清中クレアチニンに加えて、研究された他の動物と比較して非特徴的に高かったことに留意されたい。鬱滞は、排尿量における98%低減(0.06ml/分)およびCrClにおける>99%低減(1.0ml/分)と関連付けられた。尿管カテーテルを通して印加される負圧を用いた治療は、それぞれ、ベースライン値の17%および12%の排尿およびCrClと、それぞれ、鬱滞値の9倍および>10倍と関連付けられた。NGALのレベルは、実験全体を通して変化し、鬱滞中のベースラインの68%から90分の療法後のベースラインの258%まで及んだ。最終値は、ベースラインの130%であった。KIM−1のレベルは、ベースライン査定後、最初の2回の30分の時間枠にわたってベースラインの6倍および4倍であって、それぞれ、最後の3回の収集周期にわたって、ベースライン値の68倍、52倍、および63倍まで増加した。2時間の血清中クレアチニンは、1.3mg/dlであった。組織学的検査は、毛細管空間内の血液体積によって測定された2.4%の全体的鬱滞レベルを明らかにした。組織学的検査はまた、管腔内硝子様円柱およびある程度の尿細管上皮性変性を伴ういくつかの尿細管に着目し、細胞損傷と一貫することを見出した。
動物B:動物は、重さ50.2kgであって、2.62ml/分のベースライン排尿量を有し、172ml/分(これはまた、予想よりも高い)のCrClが測定された。鬱滞は、排尿量における80%低減(0.5ml/分)およびCrClにおける83%低減(30ml/分)と関連付けられた。鬱滞状態になってから50分時点において(鬱滞ベースライン周期から20分後)、動物は、平均動脈圧および呼吸数に急降下を被り、頻脈が続いた。麻酔科医が、ある用量のフェニレフリン(75mg)を投与し、心原性ショックを防いだ。フェニレフリンは、血圧が麻酔の間に安全レベルを下回って降下するときの静脈内投与のために適応される。しかしながら、実験は、腎生理学に及ぼす鬱滞の影響を試験しているため、フェニレフリンの投与は、実験の残りを判別不能なものにした。
動物C:動物は、重さ39.8kgであって、0.47ml/分のベースライン排尿量、3.2mg/dlのベースライン血清中クレアチニンを有し、5.4ml/分のCrClが測定された。鬱滞は、排尿における75%低減(0.12ml/分)およびCrClにおける79%低減(1.6ml/分)と関連付けられた。ベースラインNGALレベルは、正常値上限(ULN)の>5倍であったことが決定された。尿管カテーテルを通して腎盂に印加された負圧を用いた治療は、排尿の正常化(ベースラインの101%)およびCrClにおける341%改良(18.2ml/分)と関連付けられた。NGALのレベルは、実験全体を通して変化し、鬱滞中のベースラインの84%から30〜90分の間のベースラインの47%〜84%まで及んだ。最終値は、ベースラインの115%であった。KIM−1のレベルは、鬱滞の最初の30分以内にベースラインから40%減少し、それぞれ、残りの30分時間枠にわたって、ベースライン値の8.7倍、6.7倍、6.6倍、および8倍まで増加した。2時間の時点における血清中クレアチニンレベルは、3.1mg/dlであった。組織学的検査は、毛細管空間内の血液体積によって測定された0.9%の全体的鬱滞レベルを明らかにした。尿細管は、組織学的に正常であることが着目された。
動物D:動物は、重さ38.2kgであって、0.98ml/分のベースライン排尿、1.0mg/dlのベースライン血清中クレアチニンを有し、46.8ml/分のCrClが測定された。鬱滞は、排尿量における75%低減(0.24ml/分)およびCrClにおける65%低減(16.2ml/分)と関連付けられた。持続的鬱滞は、排尿の66%〜91%低減およびCrClにおける89%〜71%低減と関連付けられた。NGALのレベルは、実験全体を通して変化し、鬱滞中のベースラインの127%からベースラインの209%の最終値まで及んだ。KIM−1のレベルは、ベースライン査定後の最初の2回の30分の時間枠にわたってベースラインの1倍〜2倍のままであって、最後の3回の30分周期にわたってベースライン値の190倍、219倍、および201倍まで増加した。2時間血清中クレアチニンレベルは、1.7mg/dlであった。組織学的検査は、全体的鬱滞レベルが治療された動物(A、C)に関して組織サンプル内で観察されたものよりも2.44倍大きく、平均毛細管サイズが治療された動物のいずれかにおいて観察されたものよりも2.33倍大きいことを明らかにした。組織学的評価はまた、実質的細胞損傷を示す、管腔内硝子様円柱および尿細管上皮性変性を伴ういくつかの尿細管に着目した。
まとめ
理論によって拘束されることを意図するわけではないが、収集されたデータは、静脈鬱滞が生理学的に有意な影響を腎機能に及ぼすという仮説を支持すると考えられる。特に、腎静脈圧の上昇は、排尿を数秒以内に75%〜98%低減させることが観察された。尿細管傷害および組織学的損傷のバイオマーカ内の上昇間の関連付けは、傷害の大きさおよび持続時間の両方の観点から、静脈鬱滞が発生する程度と一貫する。
データはまた、間質圧を改変することによって、静脈鬱滞が髄質腎単位内の濾過勾配を減少させるという仮説を支持することが分かる。変化は、髄質腎単位内の低酸素および細胞傷害に直接寄与することが分かる。本モデルは、AKIの臨床状態を模倣していないが、機械的持続傷害に対する洞察を確実に提供する。
データはまた、負圧を尿管カテーテルを通して腎盂に印加することが、静脈鬱滞モデルにおける排尿を増加させ得るという仮説を支持することが分かる。特に、負圧治療は、臨床上有意となるであろう、排尿およびクレアチニンクリアランスの増加と関連付けられた。髄質毛細管体積における生理学的に有意義な減少および尿細管傷害のバイオマーカにおけるよりわずかな上昇もまた、観察された。したがって、排尿量を増加させ、髄質腎単位内の間質圧を減少させることによって、負圧療法は、鬱滞を直接減少させ得ることが分かる。理論によって拘束されることを意図するわけではないが、鬱滞を減少させることによって、負圧療法は、静脈鬱滞媒介AKIにおいて腎臓内の低酸素およびその下流影響を低減させると結論付けられ得る。
実験結果は、鬱滞の程度が、圧力の大きさおよび持続時間の両方の観点から、観察される細胞傷害の程度と関連付けられるという仮説を支持することが分かる。具体的には、排尿低減および組織学的損傷の程度間の関連付けが、観察された。例えば、排尿における98%低減を有した治療されたブタAは、排尿における75%低減を有した治療されたブタCより多く損傷を被った。予期されるであろうように、2時間半にわたる療法の利点を伴わない、排尿における75%低減を被った対照ブタDは、最も組織学的損傷を呈した。これらの見解は、より多くの静脈鬱滞に伴うAKI発症のリスク増加を実証するヒトデータと広く一貫する。例えば、Legrand, M. et al., Association between systemic hemodynamics and septic acute kidney injury in critically ill patients:a retrospective observational study. Critical Care 17:R278−86,2013を参照されたい。
(実施例3)
方法
家畜用ブタの腎盂内での負圧の誘発が、血液の血液希釈に及ぼす負圧療法の効果を評価する目的のために実施された。これらの研究の目的は、腎盂の中に送達される負圧が蘇生輸液のブタモデルにおいて排尿を有意に増加させるかどうかを実証することであった。
2匹のブタが、ケタミン、ミダゾラム、イソフルラン、およびプロポフォールを使用して、鎮静および麻酔された。1匹の動物(#6543)が、本明細書に説明されるように、尿管カテーテルおよび負圧療法を用いて治療された。他方は、Foleyタイプ膀胱カテーテルを受容し、対照(#6566)としての役割を果たした。カテーテルの設置に続いて、動物は、寝台に移され、24時間にわたって監視された。
流体過負荷が、24時間経過観察の間、生理食塩水(125mL/時間)の一定注入を用いて、両動物において誘発された。排尿体積が、24時間にわたって15分毎に測定された。血液および尿サンプルが、4時間毎に収集された。図21に示されるように、療法ポンプ818は、−45mmHg(+/−2mmHg)の圧力を使用して、負圧を両腎臓の腎盂820、821(図21に示される)内で誘発するように設定された。
結果
両動物は、24時間周期にわたって、7Lの生理食塩水を受けた。治療動物は、4.22Lの尿を産生した一方、対照は、2.11Lを産生した。24時間の終了時、対照は、投与された7Lのうち4.94Lを貯留していた一方、治療動物は、投与された7Lのうち2.81Lを貯留していた。図26は、血清アルブミンの変化を図示する。治療動物は、24時間にわたって、血清アルブミン濃度の6%降下を認めた一方、対照動物は、29%降下を認めた。
まとめ
理論によって拘束されることを意図するわけではないが、収集されたデータは、流体過負荷が臨床上有意な影響を腎機能に誘発し、その結果、血液希釈を誘発するという仮説を支持すると考えられる。特に、大量の静脈内生理食塩水の投与は、健康な腎臓によってさえ、効果的に除去されることができないことが観察された。結果として生じる流体蓄積は、血液希釈につながる。データはまた、負圧利尿療法を流体過負荷動物に適用することが、排尿を増加させ、正味体液平衡を改良し、血液希釈の発現に及ぼす蘇生輸液の影響を減少させることができるという仮説を支持すると考えらえる。
本発明の前述の実施例および実施形態が、種々の実施例を参照して説明された。修正および改変が、前述の実施例の熟読および理解に応じて当業者に想起されるであろう。故に、前述の実施例は、本開示を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (65)

  1. 尿管カテーテルであって、
    排出管腔であって、前記排出管腔は、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される遠位部分とを備え、前記遠位部分は、前記排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、前記保定部分は、複数の区分を備え、各区分は、前記保定部分の側壁上に、流体が前記排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、排出管腔
    を備え、
    前記複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、前記複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満であり、前記第2の区分は、前記第1の区分よりも前記排出管腔の遠位端に近い、尿管カテーテル。
  2. 前記排出管腔の近位部分は、開口部が本質的にないかまたはない、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  3. 前記排出管腔の近位部分は、前記患者の身体外に延在するように構成される、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  4. 前記排出管腔の近位部分の側壁上の複数の距離マーキングをさらに備え、前記カテーテルが前記患者の身体の尿路の中に挿入された距離を示す、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  5. 蛍光透視撮像を使用して前記保定部分の場所を識別するために、前記保定部分の近位端に隣接する前記排出管腔の側壁上に放射線不透過性バンドをさらに備え、前記放射線不透過性バンドは、蛍光透視撮像によって視認されるとき、前記距離マーキングと異なる外観を有する、請求項4に記載の尿管カテーテル。
  6. 前記排出管腔は、少なくとも部分的に、銅、銀、金、ニッケル−チタン合金、ステンレス鋼、チタン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ラテックス、およびシリコーンのうちの1つ以上のものから形成される、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  7. 前記保定部分の複数の区分は、コイル状構成に付勢され、その結果、前記保定部分が、
    第1の直径を有する少なくとも第1のコイルと、
    第2の直径を有する少なくとも第2のコイルであって、前記第1の直径は、前記第2の直径未満であり、前記第2のコイルは、前記第1のコイルよりも前記排出管腔の遠位端に近い、少なくとも第2のコイルと
    を備え、
    患者の尿路の中への挿入に先立って、前記保定部分の近位の前記排出管腔の一部が、直線または曲線中心軸を画定し、展開されると、前記保定部分の前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが、少なくとも部分的に、前記排出管腔の一部の直線または曲線中心軸と同延である前記保定部分の軸を中心として延在する、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  8. 前記第1のコイルの排出管腔の側壁と前記第2のコイルの排出管腔の隣接する側壁との間の間隙は、3.0mm未満である、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  9. 前記第1のコイルは、0度〜180度に延在する半コイルであり、開口部がなく、前記第2のコイルは、180度〜540度に延在する完全コイルであり、前記複数の区分の第1の区分は、前記第2のコイルの180度〜360度に延在し、前記第2の区分は、前記第2のコイルの360度〜540度に延在する、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  10. 前記複数の区分に沿って、前記排出管腔の側壁は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを備え、前記半径方向内向きに向いた側上の前記開口部の総面積は、前記半径方向外向きに向いた側上の前記開口部の総面積よりも大きい、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  11. 前記排出管腔の保定部分は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを備える側壁を備え、1つ以上の穿孔が、前記半径方向内向きに向いた側上に配置され、前記半径方向外向きに向いた側は、穿孔が本質的にない、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  12. 前記保定部分の最遠位部分は、前記最遠位部分の中心軸が前記排出管腔の遠位端から前記保定部分の軸に向かって延在するように、最遠位コイルの曲率に対して内向きに屈曲される、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  13. 前記第1のコイルの第1の直径は、約8mm〜10mmであり、前記第2のコイルの第2の直径は、約16mm〜20mmである、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  14. 前記保定部分はさらに、前記保定部分の軸を中心として延在する第3のコイルを備え、前記第3のコイルは、前記第1の直径または前記第2の直径のいずれか以上の直径を有し、前記第3のコイルは、前記第2のコイルよりも前記排出管腔の遠位部分の端部に近い、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  15. 前記排出管腔は、前記患者の膀胱から前記患者の尿管の中への挿入のための非コイル状構成と、前記患者の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内への展開のための前記コイル状構成との間で遷移可能である、請求項7に記載の尿管カテーテル。
  16. 前記排出管腔は、自然に、前記コイル状構成に付勢される、請求項15に記載の尿管カテーテル。
  17. 前記区分は等しい長さである、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  18. 第2の区分の中に流動する流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が前記排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、前記第1の区分の開口部の中に流動する流体の体積流率の少なくとも30%である、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  19. 前記複数の区分の最近位区分の中に流動する流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が前記排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、前記排出管腔の近位部分を通して流動する流体に関する体積流率の60%未満である、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  20. 前記複数の区分の2つの最近位区分の中に流動する流体に関する体積流率は、真空ポンプの流出ポートにおいて測定される−45mmHgの負圧が前記排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、前記排出管腔の近位部分を通して流動する流体の体積流率の90%未満である、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  21. 前記複数の区分の第3の区分の開口部は、前記第1の区分または前記第2の区分の開口部の総面積よりも大きい総面積を有し、前記第3の区分は、前記第1の区分または前記第2の区分よりも前記排出管腔の遠位端に近い、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  22. 区分の1つ以上の開口部の総面積は、前記保定部分の遠位端により近い区分に関して増加する、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  23. 前記排出管腔は、約0.5mm〜1.5mmの内径を有し、前記第1の区分の開口部の総面積および/または前記第2の区分の開口部の総面積は、約0.002mm〜約2.5mmである、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  24. 前記排出管腔は、約0.5mm〜1.5mmの内径を有し、前記第1の区分の開口部の総面積は、約0.002mm〜約1.0mmであり、前記第2の区分の開口部の総面積は、約0.5mmよりも大きい、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  25. 前記複数の区分のうちの区分のそれぞれは、約5mm〜約35mmの等しい長さである、請求項24に記載の尿管カテーテル。
  26. 前記排出管腔は、約30cm〜約120cmの非コイル状縦方向長を有する、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  27. 前記開口部のうちの1つ以上のものは、約0.002mm〜約0.25mmの断面積を有し、前記第2の区分は、前記第1の区分よりも多くの開口部を備える、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  28. 前記排出管腔は、約0.5mm〜約1.5mmの内径を有する開放遠位端を備える、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  29. 前記開口部は、約0.05mm〜約1.5mmの直径を伴う円形であり、前記区分のうちの1つの開口部の直径は、近位に隣接する区分の開口部の直径よりも少なくとも0.05mm大きい、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  30. 前記区分のうちの1つの開口部の中心と隣接する区分の開口部の中心との間の距離は、約5.0mm〜約15.0mmである、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  31. 前記複数の区分の開口部は、円形であり、約0.05mm〜約1.0mmの直径を有する、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  32. 各区分は、単一開口部を備える、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  33. 前記排出管腔の近位部分により近い区分の単一開口部の面積は、前記排出管腔の遠位端により近い区分の単一開口部の面積未満である、請求項32に記載の尿管カテーテル。
  34. 前記単一開口部のそれぞれの面積は、遠位に隣接する単一開口部の面積未満である、請求項32に記載の尿管カテーテル。
  35. 前記排出管腔の遠位端は、前記複数の区分の隣接する区分の単一開口部の面積よりも大きい面積を有する開口部を有する、請求項32に記載の尿管カテーテル。
  36. 前記複数の区分の開口部のそれぞれは、同一面積を有し、前記第2の区分は、前記第1の区分よりも多くの開口部を備える、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  37. 前記複数の区分のうちの区分の少なくとも2つの開口部は、前記排出管腔の側壁の円周の周囲に延在する仮想線が、前記少なくとも2つの開口部のそれぞれの少なくとも一部に接触するように配列される、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  38. 前記区分のうちの少なくとも1つの開口部は、前記排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する仮想線が、前記個別の区分の開口部のそれぞれの少なくとも一部に接触するように配列される、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  39. 前記第1の区分の開口部は、前記排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する第1の仮想線に沿って配列され、前記第2の区分の開口部のうちの少なくとも1つは、前記排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する第2の仮想線に沿って配列され、前記第2の区分の開口部のうちの少なくとも1つは、前記排出管腔の側壁に沿って曲線方向に延在する第3の仮想線に沿って配列される、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  40. 前記第1の仮想線は、前記第2の仮想線および/または前記第3の仮想線と同延ではない、請求項39に記載の尿管カテーテル。
  41. 前記第2の仮想線は、前記第3の仮想線と同延ではない、請求項39に記載の尿管カテーテル。
  42. 前記第1、第2、および第3の仮想線は、平行である、請求項39に記載の尿管カテーテル。
  43. 複数の開口部の各開口部は、独立して、円形、三角形、長方形、楕円形、卵形、および正方形のうちの1つ以上のものから選択される、請求項1に記載の尿管カテーテル。
  44. 尿管カテーテルであって、
    排出管腔であって、前記排出管腔は、患者の尿道の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される遠位部分とを備え、前記遠位部分は、前記排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、前記保定部分は、前記排出管腔の複数の等長区分を備え、それぞれ、前記排出管腔の側壁上に、流体が前記排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、排出管腔
    を備え、
    前記複数の区分の最近位区分の中に流動する流体に関する体積流率は、−45mmHgの負圧が前記排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、前記排出管腔の近位部分を通して流動する流体の体積流率の約1%〜60%である、尿管カテーテル。
  45. 前記複数の区分の2つの最近位区分の中に流動する流体の体積流率は、−45mmHgの負圧が前記排出管腔の近位端に印加されるとき、区分の開口部を通した体積流率を計算するための物質移動シェルバランス評価に基づいて計算されるように、前記排出管腔の近位部分を通して流動する流体の体積流率の約1%〜90%である、請求項44に記載の尿管カテーテル。
  46. 各区分は、単一開口部を備え、前記排出管腔の近位端により近い区分の単一開口部は、前記排出管腔の遠位端により近い区分内の単一開口部の面積未満である、請求項44に記載の尿管カテーテル。
  47. 前記排出管腔の遠位端は、前記複数の区分の隣接する区分の単一開口部の面積よりも大きい面積を有する開口部を有する、請求項44に記載の尿管カテーテル。
  48. 前記複数の区分の開口部のそれぞれは、同一面積を有し、前記複数の区分の第2の区分は、前記最近位区分よりも多い開口部を備える、請求項44に記載の尿管カテーテル。
  49. 前記複数の区分の開口部の形状は、円形、三角形、長方形、正方形、楕円形、砂時計形状、およびランダム周囲開口部のうちの1つ以上のものである、請求項44に記載の尿管カテーテル。
  50. 尿管カテーテルであって、前記尿管カテーテルは、
    排出管腔であって、前記排出管腔は、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される遠位部分とを備え、前記遠位部分は、前記排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するためのコイル状保定部分を備え、前記コイル状保定部分は、
    少なくとも第1のコイルであって、前記少なくとも第1のコイルは、少なくとも部分的に、前記保定部分の近位の前記排出管腔の一部の直線または曲線中心軸と同延である前記保定部分の軸を中心として延在する第1の直径を有する、少なくとも第1のコイルと、
    複数の区分であって、複数の区分のそれぞれは、前記保定部分の側壁上に、流体が前記排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、複数の区分と
    を備え、
    前記複数の区分に沿って、前記保定部分の側壁は、半径方向内向きに向いた側と、半径方向外向きに向いた側とを備え、前記半径方向内向きに向いた側上の前記開口部の総面積は、前記半径方向外向きに向いた側上の前記開口部の総面積よりも大きく、
    前記複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、前記複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満であり、前記第2の区分は、前記第1の区分よりも前記排出管腔の遠位端に近い、排出管腔
    を備える、尿管カテーテル。
  51. 前記保定部分はさらに、第2の直径を有する第2のコイルを備え、前記第1の直径は、前記第2の直径未満であり、前記第2のコイルは、前記第1のコイルよりも前記排出管腔の遠位端に近い、請求項50に記載の尿管カテーテル。
  52. 前記第1のコイルは、0度〜180度に延在する半コイルであり、開口部がなく、前記第2のコイルは、180度〜540度に延在する完全コイルであり、前記複数の区分の第1の区分は、前記第2のコイルの180度〜360度に延在し、前記第2の区分は、前記第2のコイルの360度〜540度に延在する、請求項51に記載の尿管カテーテル。
  53. 前記保定部分はさらに、前記保定部分の軸を中心として延在する第3のコイルを備え、前記第3のコイルは、前記第1の直径または前記第2の直径のいずれか以上の直径を有し、前記第3のコイルは、前記第2のコイルよりも前記排出管腔の遠位部分の端部に近い、請求項51に記載の尿管カテーテル。
  54. 尿管カテーテルであって、
    排出管腔であって、前記排出管腔は、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される遠位部分とを備え、前記遠位部分は、前記排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、前記保定部分は、前記保定部分の側壁上に、流体が前記排出管腔の中に流動することを可能にするための複数の開口部を備える、排出管腔
    を備え、
    前記保定部分の近位端により近い前記複数の開口部のうちの開口部の面積は、前記排出管腔の遠位端により近い前記複数の開口部のうちの開口部の面積未満である、尿管カテーテル。
  55. 前記複数の開口部の各開口部の面積は、前記複数の開口部の近位に隣接する開口部の面積よりも大きい、請求項54に記載の尿管カテーテル。
  56. 各開口部の形状は、独立して、円形、三角形、長方形、および正方形のうちの1つ以上のものから選択される、請求項54に記載の尿管カテーテル。
  57. 患者の尿路の一部内に負圧を誘発するためのシステムであって、前記システムは、
    少なくとも1つの尿管カテーテルであって、前記少なくとも1つの尿管カテーテルは、排出管腔を備え、前記排出管腔は、患者の尿道および/または膀胱の少なくとも一部内に位置付けられるように構成される近位部分と、患者の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に位置付けられるように構成される遠位部分とを備え、前記遠位部分は、前記排出管腔の遠位部分の位置付けを維持するための保定部分を備え、前記保定部分は、前記排出管腔の複数の等長区分を備え、それぞれ、前記排出管腔の側壁上に、流体が前記排出管腔の中に流動することを可能にするための1つ以上の開口部を備える、少なくとも1つの尿管カテーテルと、
    前記少なくとも1つの尿管カテーテルの排出管腔と流体連通するポンプであって、前記ポンプは、正圧および/または負圧を前記患者の尿路の一部内に誘発し、流体を前記保定部分の区分の開口部を通して前記排出管腔の中に引き出すために構成される、ポンプと
    を備え、
    前記複数の区分の第1の区分の開口部の総面積は、前記複数の区分の隣接する第2区分の開口部の総面積未満であり、前記第2の区分は、前記第1の区分よりも前記排出管腔の遠位端に近い、システム。
  58. 前記ポンプは、位置および/または負圧を前記排出管腔の近位端内に発生させるように構成される、請求項57に記載のシステム。
  59. 前記ポンプは、100mmHg以下の負圧を前記排出管腔の近位端に印加する、請求項57に記載のシステム。
  60. 前記ポンプは、ユーザによって選択された3つの圧力レベルのうちの1つで動作するように構成され、前記圧力レベルは、15mmHg、30mmHg、および45mmHgの負圧を発生させる、請求項59に記載のシステム。
  61. 前記ポンプは、負圧の発生と正圧の発生との間で交互するように構成される、請求項57に記載のシステム。
  62. 前記ポンプは、負圧の提供と大気への圧力の等化との間で交互するように構成される、請求項57に記載のシステム。
  63. 前記排出管腔と流体連通する1つ以上のセンサであって、前記1つ以上のセンサは、静電容量、検体濃度、および前記排出管腔内の尿の温度のうちの少なくとも1つを含む情報を決定するように構成される、1つ以上のセンサと、
    プログラミング命令を含むコンピュータ可読メモリを備えるコントローラであって、前記プログラミング命令は、実行されると、前記コントローラに、
    前記情報を前記1つ以上のセンサから受信させ、少なくとも部分的に、前記1つ以上のセンサから受信される情報に基づいて、前記ポンプの動作パラメータを調節させ、前記少なくとも1つの尿管カテーテルの排出管腔内の真空圧力を増加または減少させ、前記排出管腔を通した尿の流動を調節させる、コントローラと
    をさらに備える、請求項57に記載のシステム。
  64. 前記患者の第1の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に設置されるように構成される第1の尿管カテーテルと、前記患者の第2の腎臓、腎盂内、および/または前記腎盂に隣接する尿管内に設置されるように構成される第2の尿管カテーテルとを備え、
    前記ポンプは、各カテーテル内の圧力が前記他のカテーテルと同一または異なり得るように、独立して、負圧を前記第1の尿管カテーテルおよび前記第2の尿管カテーテルに印加するように構成される、請求項57に記載のシステム。
  65. 前記ポンプは、10mmHg以下の感度を有する、請求項57に記載のシステム。
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