JP2021102134A - 標的温度管理のためのカテーテル、システム、および標的体温管理のための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】拡張可能部分と外側形状との広い接触を可能にするカテーテルを使用して熱伝達を促進する。【解決手段】本発明は、標的体温管理のためのカテーテルについて記載する。さらに、本発明は、標的温度管理のためのシステムおよび標的体温管理のための方法についても記載する。一実施形態において、本発明は、鼻咽頭経路等の体の空洞における標的体温管理のためのカテーテル、システム、または方法について記載する。本発明は、医療および工学の技術分野に属する。【選択図】図１

Description

本発明は、標的体温管理のためのカテーテルについて記載する。さらに、本発明は、標的温度管理のためのシステムおよびその方法も示す。本発明は、医療および工学の技術分野に属する。

脳損傷は、対象の運動および／または認知機能の後遺症の重篤な原因であり、多くの場合、対象を死に至らしめる。初期の脳損傷は、最初の１２０時間、主に最初の４８時間に悪化し得る。脳損傷の進行を回避するために、細胞の保護および再生を目的とする、細胞代謝を低下させるためのいくつかの手段が用いられ得る。

低体温療法（ＴＨ）は、現在のところ、最も効果的な神経保護処置であると考えられる。ＴＨの適用は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｈｅａｒｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＡＨＡ）^１のガイドラインによって、また心肺停止（ＣＰＡ）から回復した後に昏睡状態が持続する患者に関するＣｏｃｈｒａｎｅ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎ^２のシステマティックレビューによって示されている。

脳卒中^３および外傷性脳損傷（ＴＢＩ）^４等の病状も、この治療法の恩恵を受けることができる。最も有望なデータは、この重度の神経疾患患者の群^４、５に好適な治療としてＴＨを提起する、最近行われた２回のＴＢＩシステマティックレビューに由来する。

ＴＨは、体全体の温度を低下させる方法である、いわゆる全身冷却法によって最初に誘導された。体温の低下は、脳の保護につながり得るが、全身血行動態障害、感染症、および血液凝固障害^６〜９等の重度の全身合併症を引き起こす可能性があるため、治療的冷却は、理想的には厳密に脳でのみ行われるべきである（排他的な脳冷却）。

全身冷却の有害な影響を回避するために、脳を選択的に冷却するための技術がこれまで研究されてきた^{１０〜１３}。ヒトに使用するための最も有望な技術の中でも、鼻咽腔表面の冷却を誘導する技術は、効果的な脳低温を可能にし^{１０〜１２、１４}、侵襲性が低く、適用しやすく、迅速な脳冷却を促進するため、これらは非侵襲性であると見なされる。これまで、いずれの鼻咽腔法も、排他的な脳冷却を達成することはできなかった。該方法は、脳温の低下を促進するのに効果的であるにもかかわらず、最大でセ氏２．５度の若干の体温低下^１５がいまだに観察されており、依然として有害な全身副作用の原因となり得る。既知の鼻腔内デバイスは、長期の使用向けには設計されておらず、新規デバイスがこのギャップに対応するべきである。

全身体温の低下を防止することにより、重篤かつ望ましくない合併症を回避することができる^１６。１〜３℃程度のわずかな体温低下が、副作用をもたらすのに十分であることが知られている^６〜９。血行動態の合併症は、極めて一般的であり^１７、圧受容器の障害^{１８、１９}、心筋収縮力^{２０〜２２}に関連するか、または電解質変化に続発する^{２３、２４}。感染症および凝固障害は、いくつかの機序を介して起こり^６〜９、患者の状態を悪化させ得る。

これまでのところ、我々は、選択的脳冷却に起因する全身および脳の生理学的機序への影響に関する研究を見つけていない^１６。しかし、パーフルオロカーボンガスの蒸発を用いた鼻咽腔冷却のヒト研究が、冷却に起因する鼻咽腔粘膜への損傷を示した。鼻の変色（１１％）、鼻出血（２％）、および低温誘導性組織傷害（１％）^{２５、２６}等の有害事象が、症例の１６％に起こった。蒸発ガスの極端に低い制御不能な温度が、おそらくは有害事象の原因であった。

特許および非特許文献における最先端技術の探索により、以下の文献が明らかになった。

Ｃｏｖａｃｉｕ ｅｔ ａｌ．２００８^１０は、ブタの鼻腔内に導入された流入ポートおよび流出ポート構成を示す薄壁バルーンカテーテルの内側を循環する冷生理食塩水を用いた脳の選択的冷却を開示している（Ｗｉｌｌｉａｍ Ｃｏｏｋ Ｅｕｒｏｐｅ、Ｂｊａｅｖｅｒｓｋｏｖ，Ｄｅｎｍａｒｋ）。カテーテルは、冷生理食塩水がローラーポンプによって循環させられ、熱交換機で冷却される回路に連結される。続いて、それは、Ｓｔｏｃｋｅｒｔ社製ツインポンプおよび熱交換機Ｓｔｏｃｋｅｒｔ ＨＣＵ（加熱冷却ユニット）を含む回路に接続された。前記文献は、鼻腔に限定的に配置されたバルーンデバイスを示しており、それによってバルーンの接触が低減する結果となり、熱交換目的が制限される。流入ポートおよび流出ポートは隣接して構成され、鼻孔の半径によって制限されるデバイスへの潜在的な流量を減少させる。熱交換目的の場合、流量が少ないほど、熱交換が不良になる。

Ｂｕｓｃｈ ｅｔ ａｌ．２０１０^２５は、鼻咽腔冷却のための蒸発法に関する安全性および実現可能性の研究である。この方法は、細長い管状部材と、加圧ガスを収容する貯蔵容器と、貯蔵容器と細長い管状部材とを接続するマニフォールドとを有する冷却アセンブリを含む。細長い管状部材は、患者の鼻孔にのみ挿入され、加圧ガスは、ポートを通して鼻腔の表面上に直接送達された。前記文献に記載される方法は、鼻腔上で蒸発するガスの温度を制御することができず、脳温からの連続フィードバック制御もできない。また、前記文献に記載される方法は、蒸発ガスと鼻粘膜との直接的な接触を促進するが、それは、著者によって記載されるように、ガスによる眼窩周囲浮腫、副鼻腔内の冷却剤、鼻出血、および組織損傷等の有害事象を引き起こし得る。さらに、肺循環によってガスが吸収される可能性がある。

Ｄｏｌｌ ｅｔ ａｌ．２０１０^２７は、ラットにおける咽頭冷却による選択的脳冷却（ｐＳＢＣ）の１つの手法を開示している。前記文献は、ローラーポンプ（１．）、動物の咽頭内に留置された冷却チューブ（３．）を通る循環氷水（２．）を含む方法を示している。流入ポートおよび流出ポートは隣接して構成され、鼻孔の半径によって制限されるデバイスへの潜在的な流量を減少させる。熱交換目的の場合、流量が少ないほど、熱交換が不良になる。さらに、冷却チューブは拡張可能ではなく、それによってチューブと身体部位の形状との接触を減少させる結果となり、熱交換も制限される。

ＵＳ２０１０／２１７３６１Ａ１は、外部供給チューブに接続され、チラーから冷却剤を受け取る流入ポートと、外部返却チューブに接続された流出ポートと、冷却剤供給チューブに取り付けられたエンドキャップとを有する食道熱伝達デバイスを開示している。ＵＳ２０１２／２６５１７２Ａ１は、流入ポートおよび流出ポートを含む近位端と、患者の食道に挿入されるように構成される遠位端とを有する、心停止を治療するための手術手技中に低体温を誘導するための食道熱伝達デバイスを開示している。ＵＳ２０１３／００６３３６Ａ１は、内腔と、咽頭開口部への挿入のための遠位端と、熱伝達領域と、熱伝達媒体流入ポートおよび流出ポートと、胃内チューブとを備える、例えば、深部体温を制御するのに有用な食道熱伝達デバイスを開示している。ＵＳ２０１４／１５５９６５Ａ１は、外部供給源に連結され、かつ食道への熱伝達手段の流量を調節するために提供されるマイクロプロセッサを有する、患者の深部体温を制御するためのシステムを開示している。上記全ての関連デバイスは、選択的および主に排他的な身体部位の冷却を提供することができなかったため、既知の重篤な有害事象を引き起こす。さらに、上述の方法およびシステムは、冷却技術に限定される。治療目的に応じて、加熱が好適な治療選択であり得る。上述の方法およびシステムの別の制約は、それが食道の冷却に限定されるということである。上述の方法およびシステムの別の制約は、流入ポートおよび流出ポートが同じオリフィスを通して配置されるため、カテーテルの半径によって制限されるデバイスへの潜在的な流量を減少させることである。熱交換目的の場合、流量が少ないほど、熱交換が不良になる。さらに、上述のシステムにおいて使用される冷却チューブは、拡張可能ではなく、そのためチューブと身体部位の形状との接触を減少させる結果となり、熱交換も制限される。

文献ＵＳ２０１４／３４３６４１は、脳冷却のための方法を開示している。かかる方法は、細長い管状部材と、加圧ガスを収容する貯蔵容器と、貯蔵容器と細長い管状部材とを接続するマニフォールドとを含む冷却アセンブリを含む。細長い管状部材は、患者の鼻孔にのみ挿入され、加圧ガスは、鼻腔のみを通過する細長い管状部材内の複数のポートを通して患者の鼻腔の表面上に直接送達される。加圧ガスは、１つまたは２つの鼻腔内でのみ蒸発し、同じ通路を通って放出される。ガスは、−２０℃の温度で挿入される。前記文献に記載される方法は、鼻腔上で蒸発するガスの温度を制御することができず、脳温からの連続フィードバック制御もできない。また、前記文献に記載される方法は、蒸発ガスと鼻粘膜との直接的な接触を促進するが、それは、著者によって記載されるように、ガスによる眼窩周囲浮腫、副鼻腔内の冷却剤、鼻出血、および組織損傷等の有害事象を引き起こし得る。さらに、肺循環によってガスが吸収される可能性がある。

ＵＳ２０１４／３４３６４１に記載されるように、流体の送達は、直接的な熱伝達による冷却を引き起こす。前記直接的な熱伝達および鼻腔への流体の接触は、患者の鼻腔に損傷を引き起こし得る。

最近公開された査読用原稿^{２８〜３０}は、いくつかの可能な低体温療法の方法を開示しているが、本発明に開示されるいずれか類似のカテーテルを提案しているものはない。

したがって、これらの探索に基づいて、本発明の教示を予測または示唆する文献は見つかっておらず、したがって、本明細書に提案される解決策は、最先端技術を考慮して新規性および発明的活動を示す。

よって、本発明は、治療を受ける患者にさらなる問題を引き起こすことなく、温度管理の問題に解決策を示す。

これまで、いずれの鼻咽腔法も、排他的な脳冷却を達成することはできなかった。該方法は、脳温の低下を促進するのに効果的であるにもかかわらず、最大でセ氏２．５度の若干の体温低下^１５がいまだに観察されており、依然として有害な全身副作用の原因となり得る。既知の鼻腔内デバイスは、長期の使用向けには設計されておらず、新規デバイスがこのギャップに対応するべきである。

本発明は、以下に関する問題を解決する新しいデバイス、システム、および方法を用いて、最先端技術に見られる問題を解決することを目的とする。
−温度管理
−神経系に対する二次的損傷を予防するまたは軽減すること
−神経系にリスクがもたらされる外科的または臨床的介入によって引き起こされる神経系に対する二次的損傷を予防するまたは軽減すること
−手術によって引き起こされる突発性出血または出血を予防、軽減、または治療すること
−身体部位の病変を予防、軽減、または治療すること
−熱焼灼により身体部位を治療すること
−代謝制御

本発明は、拡張可能部分と外側形状との広い接触を可能にするカテーテルを使用して熱伝達を促進する。

本発明は、
ａ．任意の種類の流体を使用して熱伝達を促進する。
ｂ．ある空洞を通して挿入され、別の空洞を通して体外に出され得るか、またはある空洞を通して挿入され、同じ空洞を通して体外に出され得るカテーテルを使用して熱伝達を促進する。
ｃ．定常状態または移動状態にある流体を使用して熱伝達を促進する。
ｄ．治療目的で器官または空洞への熱伝達を可能にし、また排他的な脳冷却も可能にする。
ｅ．全身の温度の正常化を促進するための効果的な中和処置を使用する代わりに熱伝達を促進する。
ｆ．熱伝達中に粘膜保護手段の実現を可能にし、介入によって引き起こされる粘膜の損傷を最小限に抑える。
ｇ．以下に起因して、現行の温度管理医療デバイスの現状に改善を提供する。
−効果的な熱伝達を可能にする能力
−特定の身体部位を排他的に冷却する能力

上記利点は、選択的な身体部位温度管理法、標的身体部位と残りの身体部位との間の温度勾配の増加、および本発明の非侵襲性デバイスによる手術合併症の減少を提供することができる。

第１の態様において、本発明は、
−少なくとも１つの開口部を備える少なくとも１つの拡張可能部分を備え、
拡張可能部分の壁は、流体の圧力によって外側構造の形状に適合することが可能であり、
少なくとも１つの開口部は、少なくとも１つの流体流入手段を受容することが可能であり、同じ開口部を通して前記流体流入口を戻すことが可能である、カテーテルを定義する。

第２の態様において、本発明は、
−上に定義される少なくとも１つのカテーテルと、
−カテーテルに接続された少なくとも１つの流体供給部と、を備え、
カテーテルの拡張可能部分は、物体の温度を管理するために少なくとも１つの物体と接触しているかまたはその内側にある、標的温度管理のためのシステムを定義する。

第３の態様において、本発明は、
−上に定義されるカテーテルの拡張可能部分を、少なくとも１つの身体部位と接触させてまたはその内側に配置するステップと、
−上に定義されるシステムを通して流体を注入するステップと、を含み、
該温度管理は、カテーテルの拡張可能部分を通して流体を注入することによる冷却または加熱によって行われ、
カテーテルの拡張可能部分は、その壁と身体部位の形状との接触を可能にするのに十分な流体の圧力または体積によって拡張される、標的体温管理のための方法を定義する。

本発明のこれらおよびさらなる目的は、当業者および同じ分野の企業にはすぐに理解され、その再現を可能にするように十分具体的に記載される。

本出願の内容を明確に定義するために、以下の図面を示す。

本発明のカテーテル（１）の実施形態の４つの例を示す。 拡張可能部分（２）が単一の開口部（３）（分割部（３．１）なし）およびカテーテル（１）に接続された流体供給部（８）を示す、カテーテル（１）の実施形態を示す。 異なる分割部（３．１）のサイズを含む拡張可能部分（２）（分割部（３．１）あり）と、カテーテル開口部（３）のうちの１つまたは２つに接続された流体供給部（８）と、を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。 ２つの開口部（３）（曲線的な形状）と、カテーテル開口部（３）のうちの１つまたは２つへの流体供給部（８）と、を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。 ２つの開口部（３）（曲線的な形状）を有する１つの拡張可能部分（２）を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。２つの拡張不能部分（４、５）が、拡張可能部分（２）に接続されている。食道内の位置における使用の例をさらに示している。 異なる拡張可能部分のサイズを有する２つの開口部（３）（直線的な形状）を有する１つの拡張可能部分（２）を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。 曲線的な構成に配置された、２つの開口部（３）（直線的な形状）を有する１つの拡張可能部分（２）を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。 拡張可能部分（２）の開口部（３）のうちの１つまたは２つに接続され得る少なくとも１つの拡張不能部分（４、５）を示す、２つの開口部（３）（直線的な形状）を有する１つの拡張可能部分（２）を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。 拡張可能部分（２）の開口部（３）のうちの１つまたは２つに接続され得る少なくとも１つの拡張不能部分（４、５）を示す、２つの開口部（３）（曲線的な構成に配置された直線的な形状）を有する１つの拡張可能部分（２）を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。 拡張可能部分（２）の開口部（３）のうちの２つに接続された２つの拡張不能部分（４、５）を示す、２つの開口部（３）（直線的な形状）を有する１つの拡張可能部分（２）を有するカテーテル（１）の実施形態を示す。３つの異なる拡張可能部分のサイズをさらに示している。 本発明のカテーテルのバージョン１の実施形態を示し、鼻咽腔カテーテル（１）のバージョン１の実施形態を示す。２．拡張可能部分、３．第１の拡張不能部分（４）の遠位端と拡張可能部分（２）の近位端との接続部としての開口部、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。 本発明のカテーテルのバージョン１の実施形態を示し、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態を詳細に示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）、１１．拡張可能部分の遠位端と第２の拡張不能な管状部分の近位端との接続部としての第２の開口部。 本発明のカテーテルのバージョン１の実施形態を示し、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態を詳細に示す。 バージョン１の写真であり、３つの部分、誘導手段を示す、コネクタを含まないカテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。 バージョン１の写真であり、このバージョンで使用される挿入された誘導手段（６）および誘導手段の先端部（６．２）とともにコネクタの拡大図を示す、コネクタを含む鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を詳細に示す。 バージョン１の写真であり、このバージョンで使用される誘導手段（６）の先端部（６．２）を拡大して示す、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を詳細に示す。 バージョン１の写真であり、このバージョンで使用される誘導手段（６）の先端部（６．２）を拡大して示し、かつ誘導手段を詳細に示す、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を詳細に示す。 流体で充填され、拡張可能部分が拡張したバージョン１の写真を示し、第１の拡張不能な管状部分の近位端とともに他の接続部（白いコネクタ）を含む、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。２．拡張可能な管状部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分。写真は、流体で充填され、閉ループシステムに接続されたカテーテルを示す。 流体で充填され、拡張可能部分が拡張したバージョン１の写真を示し、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。写真は、流体で充填され、ループシステムに接続されたカテーテルを示す。第１の写真は循環システムの開始時、第２の写真は最大流量および最大拡張時（４ｃｍ）、第３の写真は閉鎖時を示す。 カテーテルのバージョン１の実施形態の寸法を示す。 カテーテルの拡張可能部分と接触する表面積を示す、本発明の３つの部分を示す図を示す。２．拡張可能な管状部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分。 より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテルのバージョン２の実施形態を示す。 より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテルのバージョン２の実施形態の写真を示す。 ホースの内側で拡張し、内面領域に適合したカテーテルを示す、透明なホースの内側の鼻咽腔カテーテルのバージョン２の実施形態の写真を示す。 システムの使用を除外することができる、閉ループにおいて鼻咽腔カテーテルを単独で使用するための方法の実施形態を説明する一連の写真を示す。 より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテル（１）のバージョン３の実施形態を示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．管状ポート、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。 鼻咽腔カテーテルのバージョン３の実施形態を詳細に示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．１．膨張可能部分に空気を充填するための注射器接続部用ポート、７．２．膨張可能部分を有するポートの第２の管状接続部、７．３．固定目的の膨張可能部分、７．４膨張可能部分を有するポートの第１の管状接続部、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。 カテーテルのバージョン３の実施形態を詳細に示す。 より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテル（１）のバージョン４の実施形態を示す。２．より短い拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．管状ポート、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。 鼻咽腔カテーテルのバージョン４の実施形態を詳細に示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．１．膨張可能部分に空気を充填するための注射器接続部用ポート、７．２膨張可能部分および保護剤へのポートの管状接続部、７．３．固定目的の膨張可能部分、７．４．膨張可能部分を有するポートの第１の管状接続部、７．５粘膜保護剤（ゲルおよび油等）を適用するための注射器接続部用ポート、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。 カテーテルのバージョン４の実施形態を詳細に示す。 深部温度（直腸、肺、および食道動脈）および大脳半球の温度のグラフを示す。＊脳温と全身体温との間の差が統計的有意性（ｐ＜０．００１）に達する時間。値は平均および標準偏差として表される。 脳と深部との平均温度差を示す。 左脳半球の冷却速度を示す。脳冷却は、最初の２０分間により強力であった。 本明細書に示される本発明を使用した低体温中の全身血行動態パラメータ（ＨＲ、ＭＡＰ、ＣＯ）のグラフを示す。 本明細書に示される本発明を使用した低体温中の脳血行動態パラメータのグラフを示す。 鼻咽腔冷却を目的とした同様の技術に勝る本発明の優位性を実証するグラフを示す。

以下の用語／表現は、本発明の文脈において定義される。

カテーテル：流体の通過を可能にするため、または経路を拡張するために、身体通路または天然の窪みを通して挿入される、可撓性または剛性の中空チューブでできた医療デバイスである。

拡張可能：サイズ、例えば、長さまたは直径を、任意の寸法に増加させることができるものを意味する。

拡張不能：サイズ、例えば、長さまたは直径を、任意の寸法に増加させることができないものを意味する。

熱交換／熱伝達は、温度および圧力に応じて熱を放散することによる物理系間の熱エネルギーの交換として定義される。熱伝達の基本様式は、伝導または拡散、対流、および放射である。異なる温度の表面と動流体との間で伝達される熱エネルギーは、対流として知られている。

対流熱伝達は、強制対流または自然対流のいずれかの形態を取ることができ、強制対流は、ポンプ、送風機、またはミキサー等の外的な力によって流体の流れが誘導された場合に生じ、自然対流は、流体の温度変動によって引き起こされる密度差に起因する浮力によって引き起こされる。

いくつかの一般的な流体の典型的な対流熱伝達係数
●強制対流
・空気およびガス：１０〜１０００（Ｗ／（ｍ^２Ｋ））
・水および液体：５０〜１００００（Ｗ／（ｍ^２Ｋ））
・液体金属：５０００〜４００００（Ｗ／（ｍ^２Ｋ））
●自然対流
・空気およびガス：０．５〜１０００（Ｗ／（ｍ^２Ｋ））
・水および液体：５０〜３０００（Ｗ／（ｍ^２Ｋ））

ニュートンの冷却の法則が、伝導性熱伝達について簡潔に説明している：
方程式１．Ｑ＝ｈ・ΔＴ・Ａ
Ｑ＝総伝導性熱伝達
ｈ＝対流熱伝達係数
ΔＴ＝伝達に関与する流体と表面との間の温度差
Ａ＝伝達が起こる表面の面積

温度差（ΔＴ）および面積（Ａ）は、熱伝達の最も重要な影響要素である。対流熱伝達係数（ｈ）は、流体の熱伝達における別の重要な影響要素である。対流熱伝達係数（ｈ）は、流動特性、例えば、速度、速度および媒体の種類（ガスまたは液体）、ならびに他の流量および温度依存性の特性に依存する。速度は、対流熱伝達において直接的な関係を有し、最も大きな影響を及ぼす。表面の幾何学的形状および表面条件は、熱伝達の他の主要な影響要素である。したがって、表面と流体との間により多くの接触が存在するほど、熱交換が高くなる。流れの方向も関与し得る。

良好な熱交換能力：流体から表面への迅速かつ効率的な熱交換をもたらす特徴の組み合わせを意味する。

わずかな熱交換能力：流体から表面へのより緩徐なかつ効率の低い熱交換をもたらす特徴の組み合わせを意味する。

物体：物理的な実体を有する任意の物質または対象物として定義される。例えば、窪みまたは身体部位。

保護手段：熱伝達中にカテーテルと接触する部位の表面を保護するために用いられる物質を指す。

温度管理：標的温度管理（ＴＴＭ）は、健康転帰を向上させる試みにおいて、特定期間の間、ヒトにおいて特定の体温を達成および維持しようとする能動的治療として定義される^１。

カテーテル
本発明の第１の態様において、カテーテルは、１つの１開口部を備える少なくとも１つの拡張可能部分を備え、カテーテルの拡張可能部分は、その壁と身体部位の形状との接触を可能にするのに十分な流体の圧力または体積によって拡張される。

カテーテルの拡張可能部分は、良好な熱交換能力を有する薄壁で作製された。この部分は、外側構造との広い接触に寄与していた。これによって、カテーテルが、熱交換のために広範な表面積を提供することが可能となる。

カテーテルの拡張可能部分は、循環する流体によって発生する圧力により、構造の内側に拡張する。

拡張不能部分は、存在する場合、拡張可能部分よりも低い熱交換能力を示す壁で作製された。この特徴は、カテーテルの内側を循環する流体の温度によって引き起こされる外側構造の損傷を回避することを意図して実現された。

図１には、本発明の第１の実施形態が示される。

図２５には、本発明の第２の実施形態が示される。この実施形態では、カテーテルに所望の温度の流体を挿入するために注射器が使用され、したがって、システムは閉鎖され、温度を維持する。

標的温度管理のためのシステム
第２の態様において、本発明は、少なくとも１つの前記カテーテルと、カテーテルに流体を提供するための手段とを備える標的温度管理のためのシステムを定義する。

システムの実施形態において、システムは、熱交換器、循環ポンプ、およびコネクタを備える。

熱交換器は、冷却器または発熱器であってもよく、それは温度計に連結されてもよく、温度管理の改善を可能にする。

ポンプは、高流量の流体を発生させ、それが熱交換を向上させ、カテーテルの拡張可能部分の壁の内側に圧力を印加する。カテーテルの前記拡張可能部分は、その壁と身体部位の形状との接触を可能にするのに十分な流体の圧力または体積によって拡張される。

一実施形態において、コネクタは、固定コネクタを使用してシステムに連結されるホースからなる。

一実施形態において、標的温度管理のためのシステムはまた、残りの非標的構造全体にわたってシステムの影響を緩和するための少なくとも１つの手段も備える。一実施形態において、標的構造が冷却され、緩和のための手段は、毛布、サーマルブランケット、サーマルマットレス、血管カテーテル、サーマルバッグ、およびそれらの組み合わせである。

標的体温管理のための方法
第３の態様において、本発明は、
−上に定義されるカテーテルの拡張可能部分を、少なくとも１つの身体部位と接触させてまたはその内側に配置するステップと、
−上に定義されるシステムを通して流体を注入するステップと、を含み、
前記温度管理は、カテーテルの拡張可能部分を通して流体を注入することによる冷却または加熱によって行われ、
カテーテルの拡張可能部分は、その壁と身体部位の形状との接触を可能にするのに十分な流体の圧力または体積によって拡張される、標的体温管理のための方法を定義する。

ある実施形態において、温度管理の標的身体部位は、脳である。さらなる実施形態において、標的身体部位は、一方の脳半球である。

ある実施形態において、方法は、前記カテーテルの構造への挿入からなり、カテーテルは、温度管理を可能にする連続高流量ポンプを使用して、循環する流体の熱交換システムに接続される。

一実施形態において、カテーテルの誘導手段は、カテーテルの身体部位への挿入を容易にする丸みを帯びた部分を有する被覆先端部を示す。

一実施形態において、方法はまた、システム全体を通る流体の継続的温度測定も含む。一実施形態において、測定される温度は、システムによって標的とされる身体部位の温度である。前記継続的測定により、治療戦略に基づいて温度を厳密に管理することができる。一実施形態において、標的とされる身体部位の温度測定は、温度計、近赤外分光法（ＮＩＲＳ）、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、放射測定、またはそれらの組み合わせを使用することによって行われる。

一実施形態において、測定される温度は、脳の温度からなる。

本発明は、以下の付記を定義する。

付記１．
少なくとも１つの開口部（３）を備える少なくとも１つの拡張可能部分（２）を備え、
拡張可能部分（２）の壁は、流体の圧力によって外側構造の形状に適合することが可能であり、
少なくとも１つの開口部（３）は、少なくとも１つの流体流入手段を受容することが可能であり、同じ開口部（３）を通して該流体流入口を戻すことが可能である、カテーテル（１）。

付記２．開口部（３）は、その領域内に、流体流入口を内側および外側に方向付けることが可能な分割部（３．１）を含む、付記１に記載のカテーテル（１）。

付記３．該分割部（３．１）は、拡張可能部分（２）の内側部分に向けて方向付けられる、付記２に記載のカテーテル（１）。

付記４．該少なくとも１つの開口部（３）は、溶融、ねじ止め、または干渉接続によって少なくとも１つの拡張不能部分（４）に連続的に接続される、付記２に記載のカテーテル。

付記５．
少なくとも１つの第１の拡張不能な管状部分（４）と、
少なくとも１つの拡張可能部分（２）と、を備え、
拡張可能部分（２）は、拡張不能な管状部分（４）に接続され、該接続は、第１の拡張不能な管状部分（４）の遠位端（４．１）から拡張可能部分（２）の近位端（２．１）によるものであり、
拡張可能部分（２）の壁は、流体の圧力によって外側構造の形状に適合することが可能である、付記１〜４のいずれか一項に記載のカテーテル（１）。

付記６．
拡張可能部分に接続された少なくとも１つの第２の拡張不能部分（５）をさらに備える、付記１〜５のいずれか一項に記載のカテーテル（１）。

付記７．少なくとも１つの誘導手段（６）をさらに備える、付記１〜６のいずれか一項に記載のカテーテル（１）。

付記８．拡張可能部分（２）は、良好な熱交換能力を有する材料でできている、付記１〜７のいずれか一項に記載のカテーテル（１）。

付記９．該誘導手段（６）は、部分のうちの少なくとも１つを通過するガイドワイヤである、付記７に記載のカテーテル（１）。

付記１０．ガイドワイヤ（６．１）は、少なくとも１つの被覆先端部（６．２）を示す、付記９に記載のカテーテル（１）。

付記１１．被覆先端部（６．２）は、丸みを帯びた部分を示す、付記１０に記載のカテーテル（１）。

付記１２．拡張可能部分（２）の材料は、良好な熱交換能力を有する、付記１に記載のカテーテル（１）。

付記１３．材料は、可塑性ポリウレタン系化合物である、付記１２に記載のカテーテル（１）。

付記１４．拡張可能部分（２）の可塑性ポリウレタン系化合物は、Ｎｅｕｓｏｆｔ ４０Ａでできている、付記１３に記載のカテーテル（１）。

付記１５．拡張不能部分（４）の材料は、熱交換能力をほとんど有しない、付記４または５に記載のカテーテル（１）。

付記１６．材料は、可塑性ポリウレタン系化合物である、付記１５に記載のカテーテル（１）。

付記１７．可塑性ポリウレタン系化合物は、Ｔｅｘｉｎ ５０Ｄである、付記１６に記載のカテーテル（１）。

付記１８．ガイドワイヤ（６．１）は、ＳＳ ｐｅｂａｘからなる群から選択される材料でできている、付記９に記載のカテーテル（１）。

付記１９．
カテーテル（１）の壁の任意の部分の内側にまたは該部分に隣接して位置する少なくとも１つの管状ポート（７）をさらに備える、付記１〜１８のいずれか一項に記載のカテーテル（１）。

付記２０．少なくとも１つの管状ポート（７）には、保護手段が注入されている、付記１９に記載のカテーテル（１）。

付記２１．該保護手段は、油、ガス、ゲル、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、付記２０に記載のカテーテル（１）。

付記２２．
付記１〜２１のいずれか一項に定義される少なくとも１つのカテーテル（１）と、
カテーテル（１）に接続された少なくとも１つの流体供給部（８）と、を備え、
カテーテル（１）の拡張可能部分（２）は、物体の温度を管理するために少なくとも１つの物体と接触しているかまたはその内側にある、標的温度管理のためのシステム。

付記２３．該物体は、内部空洞、外部空洞、および固形臓器を含む身体部位である、付記２２に記載のシステム。

付記２４．身体部位は、鼻腔、鼻咽頭、中咽頭、口腔、食道、胃、小腸、大腸、直筋である、付記２３に記載のシステム。

付記２５．温度管理のための少なくとも１つの手段をさらに含む、付記２２に記載のシステム。

付記２６．身体の残りの部分の冷却または加熱を緩和するための少なくとも１つの手段（９）をさらに備える、付記２２に記載のシステム。

付記２７．該身体の残りの部分の冷却または加熱を緩和するための手段（９）は、毛布、サーマルブランケット、サーマルマットレス、血管カテーテル、サーマルバッグ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、付記２６に記載のシステム。

付記２８．
付記１〜２１のいずれか一項に定義されるカテーテル（１）の拡張可能部分（２）を、少なくとも１つの身体部位と接触させてまたはその内側に配置するステップと、
付記２２〜２７のいずれか一項に定義されるシステムを通して流体を注入するステップと、を含み、
該温度管理は、カテーテル（１）の拡張可能部分（２）を通して流体を注入することによる冷却または加熱によって行われ、
カテーテル（１）の拡張可能部分（２）は、その壁と身体部位の形状との接触を可能にするのに十分な流体の圧力または体積によって拡張される、標的体温管理のための方法。

付記２９．該接触は、実質的な接触である、付記２８に記載の方法。

付記３０．
該温度管理が少なくとも１つの身体部位の冷却によって行われる場合、身体の残りの部分の冷却を緩和するための加熱手段（９）が適用されるか、または
該温度管理が少なくとも１つの身体部位の加熱によって行われる場合、身体の残りの部分の加熱を緩和するための加熱手段（９）が適用されることをさらに含む、付記２８に記載の方法。

付記３１．神経系に対する二次的損傷を予防するまたは軽減するためである、付記２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。

付記３２．神経系にリスクがもたらされる外科的または臨床的介入によって引き起こされる神経系に対する二次的損傷を予防するまたは軽減するためである、付記２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。

付記３３．手術によって引き起こされる突発性出血または出血を予防、軽減、または治療するためである、付記２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。

付記３４．身体部位の病変を予防、軽減、または治療するためである、付記２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。

付記３５．熱焼灼により身体部位を治療するためである、付記２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。

付記３６．該カテーテル（１）は、
身体の開口部のうちの少なくとも１つを通して少なくとも１つのカテーテル（１）を挿入し、
温度管理が意図される空洞に通過させ、
身体の同じ開口部または別の開口部から出すことによって、標的身体部位に挿入される、付記２８〜３５のいずれか一項に記載の方法。

付記３７．カテーテル（１）は、鼻腔を通して挿入され、口腔を通って出る、付記３６に記載の方法。

付記３８．該身体部位は、鼻咽頭である、付記２８に記載の方法。

本発明は、さらなる技術的利点と経済的利点の間に、標的身体部位への接近しやすさ、迅速な選択的温度管理を行う可能性等の多くの利点を示す。

一実施形態において、排他的な脳低温の誘導は、体温温存機構と関連する新規鼻咽腔冷却デバイスによって実現可能である。一実施形態において、脳温を４．５℃低下させた一方で、全身体温は安定な状態を保った（図３２）。図３７に示すように、本発明は、従来技術に勝る優位性を示す。

我々の発明において実施される方法は、標的身体部位の温度の大幅な低下を提供し、一実施形態において、排他的な脳低温の誘導は、全身体温温存の機構と関連する鼻咽腔冷却デバイスの使用によって実現可能である。この排他的な脳冷却は、全身および脳の血行動態に影響を及ぼさない。

一実施形態において、カテーテルは、鼻咽頭経路に隣接する脳の組織の温度を低下させるために使用される鼻咽頭冷却カテーテルである。システムの構成要素は、カテーテルの位置決めを容易にする。カテーテルの内側では、カテーテルに接続された外部システムによって冷却される流体の連続的な流れが存在する。鼻咽頭冷却カテーテルは、神経保護のための方法として治療的脳冷却の適用を受ける重度の脳損傷を有する対象に使用することができる。一実施形態において、鼻咽頭冷却カテーテルを備えるシステムは、カテーテルと鼻咽頭領域との間により広い熱交換表面を提供し、それによって、従来技術と比較して合併症のないより良好な結果を提供する。

好ましい実施形態において、本発明のカテーテルは、全身体温を温存するための手段、例えば、毛布、サーマルブランケット、サーマルマットレス、血管カテーテル、サーマルバッグ、およびそれらの組み合わせと関連している。

低体温誘導を用いた初期の治療は、患者の運動および／または認知機能の後遺症を減少させるために必要不可欠であることが証明されており、一実施形態において、本発明のカテーテルは、迅速かつ選択的な様式で脳の温度を低下させることが可能であり、当該技術分野に見られる他のデバイスによって引き起こされる合併症を回避する。全身体温を温存すること、ならびに全身および脳の血行動態を維持することもまた、低体温治療を受ける患者に対するさらなる合併症を回避するために必要不可欠である。
実施例−実施形態

実施例１
本明細書に示される実施例は、本発明を行う１つの様式を例示しているに過ぎないが、本発明の範囲を限定してはいない。

カテーテルの位置決め
カテーテルの拡張可能部分の位置決めの一例は、鼻咽頭領域の形態を取る拡張可能部分を示す図２１に見出すことができる。

カテーテルの構造
カテーテルの実施形態の一例は、
少なくとも１つの開口部（３）を備える少なくとも１つの拡張可能部分（２）を備え、
拡張可能部分（２）の壁は、流体の圧力によって外側構造の形状に適合することが可能であり、
少なくとも１つの開口部（３）は、少なくとも１つの流体流入手段を受容することが可能であり、同じ開口部（３）を通して前記流体流入口を戻すことが可能である、カテーテルを示す。

前記カテーテルの変形例も含むさらなるカテーテルの例が、本出願の図１〜３１に示される。

図１は、拡張可能部分（２）および１つの開口部（３）を示すカテーテルの実施形態の４つの変形例を示す。それぞれ、分割部を示さないもの、互いに隣接する部分を維持しながら分割している第１の種類の分割部（３．１）、該部分をより明確に分割している第２の種類の分割部（３．１）、および該部分をさらにより明確に分割している第３の種類の分割部（３．１）である。

図２は、拡張可能部分（２）および開口部（３）を示すカテーテルの実施形態の第１の変形例を示す。流体供給部（８）への接続部の一実施形態もまた提示される。

図３は、拡張可能部分（２）、１つの開口部（３）、および分割部（３．１）を示すカテーテルの実施形態の第２の変形例の実施形態を示す。流体供給部（８）への接続部の複数の実施形態もまた提示される。

図４は、拡張可能部分、１つの開口部、および分割部（３．１）を示すカテーテルの実施形態の第３の変形例の実施形態を示す。流体供給部（８）への接続部の複数の実施形態もまた提示される。

図５は、食道カテーテルとして機能するカテーテルの実施形態を示す。

図６は、対向端部の各々にある開口部を示す、カテーテルの拡張可能部分の実施形態の変形例を示す。

図７は、カテーテルの拡張可能部分の代替構成を示す。

図８は、拡張可能部分（２）の端部に接続された、第１の拡張不能部分（４）または第１（４）および第２（５）の拡張不能部分をそれぞれ表す、本発明のカテーテルの実施形態を示す。

図９は、拡張可能部分（２）の端部に接続された、第１の拡張不能部分（４）または第１（４）および第２（５）の拡張不能部分をそれぞれ表す、本発明のカテーテルの実施形態を示す。

図１０は、拡張可能部分（２）の端部に接続された、第１の拡張不能部分（４）または第１（４）および第２（５）の拡張不能部分をそれぞれ表す、本発明のカテーテルの実施形態の変形例を示す。

図１１は、鼻咽腔カテーテル（１）のバージョン１の実施形態を示す。２．拡張可能部分、３．第１の拡張不能部分（４）の遠位端と拡張可能部分（２）の近位端との接続部としての開口部、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。

図１２は、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態を詳細に示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端を流体供給部に接続する）、１１．拡張可能部分の遠位端と第２の拡張不能な管状部分の近位端との接続部としての第２の開口部。

第１の拡張不能な管状部分の近位端によってカテーテルに接続された流体供給部（８）は、第１の拡張不能な管状部分（４）、拡張可能部分（２）、および第２の拡張不能な管状部分（５）を通過する流体を提供する（ある実施形態において、前記流体は水である）。前記拡張可能部分（２）は、流体の圧力によって外側構造の形状に拡張する。

図１３は、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態を詳細に示す。

図１４〜１７は、バージョン１の写真を示す。

図１４は、３つの部分、誘導手段を示す、コネクタを含まないカテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。

図１５は、このバージョンで使用される挿入された誘導手段（６）および誘導手段の先端部（６．２）とともにコネクタの拡大図を示す、コネクタを含む詳細な鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。

図１６は、このバージョンで使用される誘導手段（６）の先端部（６．２）を拡大して示す、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を詳細に示す。

図１７は、このバージョンで使用される誘導手段（６）の先端部（６．２）を拡大して示し、かつ誘導手段を詳細に示す、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を詳細に示す。

図１８および図１９は、流体で充填され、拡張可能部分が拡張したバージョン１の写真を示す。

図１８は、第１の拡張不能な管状部分の近位端とともに他の接続部（白いコネクタ）を含む、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。２．拡張可能な管状部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分。写真は、流体で充填され、閉ループシステムに接続されたカテーテルを示す。

図１９は、鼻咽腔カテーテルのバージョン１の実施形態の写真を示す。写真は、流体で充填され、ループシステムに接続されたカテーテルを示す。第１の写真は循環システムの開始時、第２の写真は最大流量および最大拡張時（４ｃｍ）、第３の写真は閉鎖時を示す。

図２０は、カテーテルのバージョン１の実施形態の寸法を示す。

図２１は、カテーテルの拡張可能部分と接触する表面積を示す、本発明の３つの部分を示す図を示す。２．拡張可能な管状部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分。

図２２は、より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテルのバージョン２の実施形態を示す。

図２３は、より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテルのバージョン２の実施形態の写真を示す。

図２４は、ホースの内側で拡張し、内面領域に適合したカテーテルを示す、透明なホースの内側の鼻咽腔カテーテルのバージョン２の実施形態の写真を示す。

図２５は、システムの使用を除外することができる、閉ループにおいて鼻咽腔カテーテルを単独で使用するための方法の実施形態を説明する一連の写真を示す。

図２６は、より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテル（１）のバージョン３の実施形態を示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．管状ポート、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。

図２７は、鼻咽腔カテーテルのバージョン３の実施形態を詳細に示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．１．膨張可能部分に空気を充填するための注射器接続部用ポート、７．２．膨張可能部分を有するポートの第２の管状接続部、７．３．固定目的の膨張可能部分、７．４膨張可能部分を有するポートの第１の管状接続部、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。

図２８は、カテーテルのバージョン３の実施形態を詳細に示す。

図２９は、より短い拡張可能部分を有する鼻咽腔カテーテル（１）のバージョン４の実施形態を示す。２．より短い拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．管状ポート、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。

図３０は、鼻咽腔カテーテルのバージョン４の実施形態を詳細に示す。２．拡張可能部分、４．第１の拡張不能な管状部分、５．第２の拡張不能な管状部分、６．誘導手段、７．１．膨張可能部分に空気を充填するための注射器接続部用ポート、７．２膨張可能部分および保護剤へのポートの管状接続部、７．３．固定目的の膨張可能部分、７．４．膨張可能部分を有するポートの第１の管状接続部、７．５粘膜保護剤（ゲルおよび油等）を適用するための注射器接続部用ポート、１０．コネクタ（第１の拡張不能な管状部分の近位端をシステムに接続する）。

図３１は、カテーテルのバージョン４の実施形態を詳細に示す。

有効性試験
選択的脳低温の誘導
有効性試験で実装された鼻咽腔冷却デバイス：
ａ．鼻咽腔冷却デバイスは、カテーテル、熱交換器、循環ポンプ、そのコネクタ、および温度計から構成されていた。この目的のために水を使用して鼻咽頭の制御冷却を行うために、全ての構成要素が一緒に機能した。
ｉ．カテーテルは、１つの拡張可能部分と、２つの拡張不能部分とから構成されていた。
●拡張可能部分は、良好な熱交換能力を有する薄壁で作製された。この部分は、鼻咽腔の不規則な形状との広い接触に寄与していた。これによって、カテーテルが、熱交換のために広範な表面積を提供することが可能となった。
●２つの拡張不能部分は、拡張可能部分よりも低い熱交換能力を有する薄壁で作製された。この特徴は、カテーテルの内側を循環する流体の低温によって引き起こされる鼻腔または鼻咽腔の熱損傷を回避することを意図して実現された。
ｉｉ．カテーテルは、全ての動物の左鼻孔を通して挿入し、直接喉頭鏡検査を用いて口腔内で可視化した。送水ポンプによって発生させた連続高流量を使用して、０℃〜２℃の冷水が循環する熱交換システムにカテーテルを接続した。
ｉｉｉ．カテーテルの拡張可能部分は、送水ポンプによってポンプ輸送される循環流体によって発生した圧力に起因して鼻咽腔の内側で拡張した。
ｂ．システムは、冷却器（または発熱器）および送水ポンプからなっていた。
ｉ．冷却器（または発熱器）を実質部の脳温度計に連結することで、実験中に温度管理に対する連続的なフィードバックが可能となった。
ｉｉ．送水ポンプは、閉ループ配置において高流量の流体を発生させた。
ｃ．コネクタは、固定コネクタを使用してシステムに連結されたホースからなっていた。

動物を、麻酔処置、全身および脳の生理学的モニタリング、鼻咽腔冷却による選択的な脳低温、復温、および安楽死に供した。

実験のために、１０匹の健康なオスおよびメスの交雑ブタ（Ｌａｎｄｒａｃｅ、Ｄｕｒｏｃ ａｎｄ Ｐｉｅｔｒａｉｎ）、体重１８〜２５ｋｇ（平均２０．６ｋｇ±１．８）を使用した。これらは、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ＳｕｐｐｌｙおよびＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｄｅｆｅｎｓｅの法的手続きに従ってＳａｏ Ｐａｕｌｏ近郊のブリーダーから購入し、その後、治験日の朝にＳｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｄａｄｅ ｄｅ Ｓａｏ Ｐａｕｌｏ （ＵＳＰ）に送られるように、Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｔ ＵＳＰのＳｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅに配送された。

冷却は、肺および全身の血行動態の変数が安定してから３０分後に開始した。冷却プロセスは、６０分間継続した。冷却システムを停止した後、１５分間にわたって脳の復温を受動的に行った。

実験中、動物の体温は、サーマルマットレスおよびブランケットによって維持した。身体加熱システムと鼻咽腔冷却システムの電源を同時に入れ、前者を復温期の終了時まで維持した。

両方の大脳半球の温度を測定し、正中線の０．５ｃｍ側方、かつ両側冠状縫合の１ｃｍ上に開けた頭蓋の孔を通してカテーテルを挿入した。その末端を、皮質表面から１．５ｃｍに配置した：カテーテルの遠位端の配置は、術中超音波によって確認した。

全身体温を、直腸（ＲＴ）の内腔に留置した温度計、食道（ＥＴ）の内腔に留置した別の温度計、および肺動脈（ＡＴ）の内腔に留置したカテーテル（９３Ａ−１３１Ｈ−７Ｆ、Ｂａｘｔｅｒ Ｅｄｗａｒｄｓ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃａｒｅ、Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ，ＵＳＡ）の先端部の第３の温度計によって測定した。これらの測定値を、多パラメータモニタ（ＤＸ ２０２０、Ｐｈｉｌｉｐｓ／Ｄｉｘｔａｌ、Ｍａｎａｕｓ，ＡＭ，Ｂｒａｚｉｌ）に転送して保存した。

全身血行動態のモニタリングは、以下の生理学的パラメータの測定であった：心拍数（ＨＲ）、血圧（ＢＰ）、および心拍出量（ＣＯ）。ＨＲは、胸部に留置された３本の電極によって測定し、平均動脈圧（ＭＡＰ）は、大腿動脈の内腔に埋め込まれたポリエチレンカテーテル（ＰＥ２４０）を介して測定し、ＣＯは、間欠的熱希釈法１９１．１９２．を用いて肺動脈の内腔に配置されたカテーテル（７Ｆ９３Ａ１３１Ｈ、Ｂａｘｔｅｒ Ｅｄｗａｒｄｓ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃａｒｅ ｏｆ Ｉｒｖｉｎｅ、ＣＡ，ＵＳＡ）を用いて測定した。ＣＯの測定に使用されたカテーテルは、ＡＴを測定するためにも使用した。全身血行動態データを捕捉し、多パラメータモニタ（ＤＸ ２０２０、Ｐｈｉｌｉｐｓ／Ｄｉｘｔａｌ、Ｍａｎａｕｓ，Ｂｒａｚｉｌ）に保存した。

４〜８ＭＨｚに連結された多周波超音波振動子のシステム（ＭｉｃｒｏＭａｘｘ（登録商標）ＳｏｎｏＳｉｔｅ、Ｂｏｔｈｅｌｌ，ＷＡ，ＵＳＡ）を通して、ブタ大脳動脈における脳血流速度（ＣＢＦｖ）を測定した。平均速度、ピーク収縮期速度（ＳＶ）、拡張終期速度（ＥＤＶ）、および抵抗指数（ＲＩ）を５分ごとに記録した。

本発明を用いて行った試験で得られた結果
ベースライン温度

左右大脳半球のベースライン温度に、有意な差は見られなかった（ＴＣｅ０：３８．７８±１．１６℃；ＴＣｄ０：３８．８２±１．１２℃、ｐ＝０．７）。食道（ＥＴ）、直腸（ＲＴ：）、および肺動脈（ＡＴ）のベースライン温度にも、有意な差は見られなかった（ＥＴ：３９．７４±０．８６℃；ＲＴ：３９．９±０、８６℃、ＡＴ：３９．８２±０．８６℃、ＥＴ：ＲＴの関係ではｐ＝０．１６４；ＥＴ：ＡＴではｐ＝０．４５；ＲＴ：ＡＴではｐ＝０．６２）。

低体温中の温度測定
脳温
鼻咽腔冷却期において、両方の脳半球の温度に有意な低下が見られた（図３２）。

左半球の温度は、５分後に１．４７±０．８６℃（９５％ＣＩ：−２．０９から−０．８５、ｐ＝０．０００４）、１０分後に２．４５±１．０２℃（９５％ＣＩ：−３．１９から−１．７１、ｐ＜０．０００１）低下し、６０分後には４．４５±１．３６℃（９５％ＣＩ：−５、４３から−３．４７、ｐ＜０．０００１）に達した（図３２および表１）。

右半球の温度（ＲｂＴ）も低下したが、左半球ほどではなかった。６０分後に観察された低下は、３．５２±０．９４℃（９５％ＣＩ：−４．１９〜−２．８５、ｐ＜０．０００１）であった。

半球間の温度差は、２０分の冷却後に有意となり（ＬｂＴ：３５．２４±１．４９℃；ＲｂＴ：３６．０６℃±０．９８、ｐ＝０．０１４）、その冷却期の終わりまで維持された。

左脳において、最初の５分間で０．３℃／分、１５分までには０．１６℃／分の温度低下速度が認められた。この期間後、割合は緩徐となり、実験終了時まで０．０６〜０．０２℃／分であった。

表１．ベースライン温度と比較した左脳温（ＬｂＴ）の変動。ＬｂＴの低下は、最初の５分以内に有意になった（ｐ＜０．０００４）。値は平均値として表される。

深部温度
深部温度は、ベースライン温度と比較して、実験中に有意な変動は示さなかった。直腸温（ＲＴ）℃の最大低下は、０．２３±１．１６（ｐ＝０．５５）、肺動脈（ＡＴ）は０．６２±０．９５℃（ｐ＝０．０７）、食道温（ＥＴ）は０．８４±１．９３℃（ｐ＝０．２０）であった。

脳温と深部温度との差
鼻咽腔冷却の最初の５分から脳温と深部温度との間に有意差が見られ、手技が終了するまでそのままであった。

血行動態モニタリング
全身血行動態の測定
全身血行動態パラメータ（ＨＲ、ＭＡＰ、およびＣＯ）は、鼻咽腔冷却期を通して安定な状態を保った。ＨＲは１１７±２３ｂｐｍに、ＭＡＰは７９．１±１３．９ｍｍＨｇに留まった。最初の１０分間に非有意なＣＯの減少（３．７±０．６から３．３±０．５ｍｌ／分）が見られたが、その後安定した。復温期の間に頻拍が観察された。

脳血行動態の測定
鼻咽腔冷却期の間に、ＣＢＦ速度に有意な変動は見られなかった。冷却の６０分後に、抵抗指数の増加を伴って、ＣＢＦ速度のわずかな低下が認められた。

図３２は、鼻咽頭冷却中に、大脳半球の温度には有意な低下が見られたが、全身体温は安定な状態を保ったことを示す。

左大脳半球の温度は、５分間の処置後に１．４７±０．８６℃、１０分間の処置後に２．４５±１．０２℃、６０分の処置後に４．４５±１．３６℃低下した。

図３２に見られるように、鼻咽頭冷却の最初の５分から脳温と全身体温との間には有意差が見られ、この有意差は、低体温治療の終了までそのままであった。

全身血行動態
全身血行動態変数（ＦＣ−心拍頻度、ＰＡＭ−平均動脈圧、およびＤＣ−心臓負債）は、低体温治療中に安定な状態を保った。ＦＣは１１７±２３ｂｐｍに留まり、ＰＡＭは７９．１±１３．９ｍｍＨｇに留まり、ＤＣは、図３６に見られるように、最初の１０分間は３．３±０．５ｍＬ／分〜３．７±０．６ｍＬ／分の範囲であった。

脳の血行動態
図３６に見られるように、低体温治療中に脳血流の速度に有意な変化は観察されなかった（ＦＳＥ）。

これまでのところ、我々は、隔離された脳冷却に起因する全身および脳の生理学的機序への影響に関する研究を見つけていない。同様に、ドプラ超音波検査によって評価される脳血行動態は、排他的な低体温に応じた有意な変化もなく、安定を示した。全身ＴＨに関連するＣＢＦの低下は、以前に示されており（３３）、全身冷却に続発する全身血行動態の変動によって正当化され得る。

当業者は、本明細書に示される知識を理解し、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の実施形態および他の変形例を再現することができるであろう。

Claims (5)

1. 身体の鼻咽腔へ挿入するためのカテーテル（１）であって、
   拡張可能部分（２）であって、前記拡張可能部分（２）の端部に配置された第１の開口部（３）と、前記拡張可能部分（２）の端部とは長手方向に反対側に配置された第２の開口部（１１）を備える前記拡張可能部分（２）と、
   第１の拡張不能な管状部分（４）と、
   第２の拡張不能な管状部分（５）と
   を備え、
   前記第１の開口部（３）は、前記第１の拡張不能な管状部分（４）に接続され、前記第２の開口部（１１）は、前記第２の拡張不能な管状部分（５）に接続され、
   前記拡張可能部分（２）の壁は、流体の圧力によって身体の鼻咽腔の形状に適合することが可能であり、
   前記カテーテルはさらに、
   前記拡張可能部分（２）と協働して、鼻腔及び口腔を通じた前記カテーテルの身体の鼻咽腔への挿入を容易にするための誘導手段（６）と、
   前記第１の拡張不能な管状部分（４）の近位端を流体供給部（８）に接続する、コネクタ（１０）と
   を備え、
   前記第１の開口部（３）は、前記第１の拡張不能な管状部分（４）から流体流入口を受容し、前記流体流入口を前記第１の開口部（３）を通って前記拡張可能部分（２）へ通すことを可能とするように構成され、前記第２の開口部（１１）は、前記拡張可能部分（２）から前記流体流入口を受容し、前記流体流入口を前記第２の開口部（１１）を通って前記第２の拡張不能な管状部分（５）に通すことを可能とするように構成され、
   前記流体は前記第１の拡張不能な管状部分（４）、前記拡張可能部分（２）及び前記第２の拡張不能な管状部分（５）を通過し、
   前記誘導手段（６）は、前記第１の拡張不能な管状部分（４）を通過し、前記第２の拡張不能な管状部分（５）に接続される、ガイドワイヤであることを特徴とする、カテーテル（１）。
2. 前記第１の開口部（３）が、溶融、ねじ止め、または干渉接続によって少なくとも１つの拡張不能部分（４）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のカテーテル。
3. 前記カテーテル（１）の壁の任意の部分の内側にまたは該部分に隣接して位置する、少なくとも１つの管状ポート（７）をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のカテーテル（１）。
4. 標的温度管理のためのシステムであって、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のカテーテル（１）と、
   前記カテーテル（１）に接続された流体供給部（８）と、を備えることを特徴とし、
   前記カテーテル（１）の前記拡張可能部分（２）は、物体の温度を管理するために少なくとも１つの前記物体と接触しているかまたはその内側にあり、
   前記システムは、
   温度管理のための少なくとも１つの手段と、
   身体の残りの部分の冷却または加熱を緩和するための少なくとも１つの手段（９）と
   をさらに備えることを特徴とする、標的温度管理のためのシステム。
5. 前記物体は、内部空洞、外部空洞、および固形臓器を含む身体部位である、請求項４に記載のシステム。

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