JP6750925B2 - 血管内のコンダクタンスを定量化するためのシステム - Google Patents

血管内のコンダクタンスを定量化するためのシステム Download PDF

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Description

管脈構造内の血流の特性を明らかにする能力は、外科手術若しくは他の医療手順の前に、又は全般的な患者のモニタリングのために、有用な見識を提供することができる。例えば対象領域は、心臓に近接した管脈構造とすることができる。非限定的な例として、そのようなデータは、手術手順に対するアプローチを決定する前に、大動脈縮窄症又は他の状態の深刻さに対する見識を提供するために使用することができる。管脈構造内の流れパターン又は流れの体積を確立するために使用され得るデータは、大動脈縮窄症などであるがこれに限定されない状態の深刻さを定量化するのに有用であり得る。
本開示は、少なくとも二つの圧力センサに結合されたカテーテル部材を使用して管脈構造の領域における流れコンダクタンスを定量化することを可能にする例示的なシステム、デバイス、装置、及び方法を提供する。カテーテルにおける既知の制御された流量のパターンにおける圧力測定値からのデータを使用して、流れコンダクタンスの値を算出することができる。非限定的な例として、システム、デバイス、装置、及び方法は、カテーテル部材に近接した近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスを定量化するために使用することができる。カテーテル部材に近接した近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスの値は、外科手術若しくは他の医療手順の前に、又は全般的な患者のモニタリングのために、管脈構造の状態に対する有用な見識を提供することができる。
例では、圧力センサのうちの少なくとも一つがカテーテル部材の遠位先端に結合され、少なくとも一つの他の圧力センサが、遠位先端の近位に、カテーテル部材のシャフトに近接して位置付けられる。カテーテル部材からの既知の制御された流量のパターンにおける圧力測定値からのデータを使用して、カテーテル部材に近接した近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスの値を算出することができる。
例では、管脈構造の領域は心臓に近接していてもよい。
例示的なシステム、デバイス、装置は、カテーテル部材と制御流分割システムとを含むことができる。カテーテル部材は、遠位先端と、管腔を有するシャフトとを含む。制御分割流システムは、カテーテル部材の遠位先端に近接して配設された少なくとも第１の圧力センサと、遠位先端から近位に、カテーテル部材のシャフトの外側表面に配設された少なくとも第２の圧力センサと、カテーテル部材に結合された、管腔内で所定の流量パターンで注入流れを生じさせるための注入流量供給源とを含む。
例示的なシステム、デバイス、及び装置は、カテーテル及び少なくとも二つの圧力センサを使用して方法を実施するように構成することができる。例示的な方法は、カテーテル部材を身体の一部分に結合させるステップを含む。カテーテル部材は、遠位先端と、管腔を有するシャフトとを含む。少なくとも第１の圧力センサは、カテーテル部材の遠位先端に近接して配設される。少なくとの第２の圧力センサは、遠位先端から近位に、カテーテル部材のシャフトの外側表面に配設される。方法は、遠位先端において注入される流体の流れを時間間隔Ｔにわたって所定の流量パターンに制御するステップと、少なくとも第１の圧力センサ及び第２の圧力センサを使用して、時間間隔Ｔにわたって圧力測定値を記録するステップと、圧力測定値を示すデータ、及び所定の流量パターンを使用して、遠位先端の近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つを算出するステップとをさらに含む。
例示的なシステム、デバイス、及び装置は、カテーテル部材、制御流分割システム、及びコンソールを含むことができる。カテーテル部材は、遠位先端と、管腔を有するシャフトとを含む。制御分割流システムは、カテーテル部材の遠位先端に近接して配設された少なくとも第１の圧力センサと、遠位先端から近位に、カテーテル部材のシャフトの外側表面に配設された少なくとも第２の圧力センサと、カテーテル部材に結合された、管腔内で所定の流量パターンで注入流れを生じさせるための注入流量供給源とを含む。コンソールは、ディスプレイユニットと、少なくとも第１の圧力センサ及び少なくとも第２の圧力センサを使用した圧力測定値に基づいてコンダクタンスの値を算出すること、及びコンダクタンスの値の指標をディスプレイユニットに表示させるための信号を生成することを行うようにプログラムされた少なくとも一つの処理ユニットとを含む。
例示的なシステム、デバイス、及び装置は、カテーテル及び制御分割流システムを使用して方法を実施するように構成することができる。方法は、カテーテル部材を身体の一部分に結合させるステップを含む。カテーテル部材は、遠位先端と、管腔を有するシャフトとを含む。制御分割流システムは、カテーテル部材の遠位先端に近接して配設された少なくとも第１の圧力センサと、遠位先端から近位に、カテーテル部材のシャフトの外側表面に配設された少なくとも第２の圧力センサと、カテーテル部材に結合された、管腔内で所定の流量パターンで注入流れを生じさせるための注入流量供給源とを含む。例示的な方法は、遠位先端において注入される流体の流れを、注入流量供給源を使用して、第１の時間間隔Ｔ１にわたって所定の流量パターンに制御するステップと、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサを使用して第１の時間間隔Ｔ１にわたって圧力測定値を記録するステップと、遠位先端における近位外部コンダクタンスの値を、圧力測定値を示すデータ及び所定の流量パターンを使用して算出するステップと、外部流量を、第１及び第２の圧力測定値、並びに算出された近位外部コンダクタンスを使用して計算し、外部流量を使用して、遠位混合流体における注入流量と外部流量との比を計算するステップと、混合遠位流体における薬物又は薬剤の特定の濃度を得るために、注入流体に加えられる薬物又は薬剤の量を制御し、計算された注入流量と外部流量との比を使用して、量を調整するステップとを含む。
前述の概念と、以下でより詳細に議論される追加的な概念とのあらゆる組合せは（そのような概念が相互に矛盾しないことを条件に）、本明細書において開示される本発明の主題の一部分であると考えられることを、理解すべきである。特に、本開示の最後に出現する特許請求される主題のあらゆる組合せは、本明細書において開示される本発明の主題の一部分であると考えられる。また、参照により組み込まれる任意の開示にも出現し得る本明細書において明示的に使用される用語は、本明細書において開示される特定の概念と最も調和した意味を与えられるべきであることを、理解すべきである。
当業者であれば、図面は主に説明を目的としており、本明細書に記述される本発明の主題の範囲を制限することは意図されていないことを、理解するであろう。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、いくつかの事例では、本明細書において開示される本発明の主題の様々な態様は、異なる特徴の理解を容易にするために、図面内で誇張又は拡大されて示されることがある。図面では、同様の参照符号は、概して同様の特徴（例えば、機能的に同様な、及び／又は構造的に同様な要素）を指す。
本開示の原理による例示的なカテーテルシステムの概略図である。 境界を跨ぐ脈管空間における流体コンダクタンスの例示的なプロット図である。 境界を跨ぐ脈管空間における流体コンダクタンスの例示的なプロット図である。 本開示の原理による例示的な体外回路の図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの概略図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの概略図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの例を示す図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの例を示す図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの例を示す図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの例を示す図である。 本開示の原理による別のカテーテルシステムの例を示す図である。 （ｉ）（ｉｉ）は、本開示の原理による別のカテーテルシステムの例を示す図である。 （ｉ）（ｉｉ）は、本開示の原理による例示的なカテーテルシステムの孔にある付勢弁の例を示す図である。 本開示の原理による例示的なカテーテルシステムの孔にある付勢弁の例を示す図である。 本開示の原理による例示的なカテーテルシステムの孔にある付勢弁の例を示す図である。 本開示の原理による例示的なカテーテルシステムにおいて圧力センサに結合された例示的な注入器部材の図である。 本開示の原理による例示的なカテーテルシステムにおいて圧力センサに結合された別の例示的な注入器部材の図である。 本開示の原理による圧力センサに結合された例示的なカテーテルの図である。 本開示の原理による圧力センサに結合された別の例示的なカテーテルの図である。 本開示の原理による例示的な体外回路システムの図である。 本開示の原理による別の体外回路システムの図である。 本開示の原理による別の体外回路システムの図である。 本開示の原理によるコンソールに結合された例示的な体外回路システムの図である。 本開示の原理によるコンソールに結合された別の例示的な体外回路システムの図である。 本開示の原理による例示的なコンピューティングデバイスを示すブロック図である。 本開示の原理による例示的な方法を示すフロー図である。 本開示の原理による例示的な方法を示すフロー図である。 本開示の原理による例示的なコンピュータデバイスのブロック図である。
以下は、少なくとも二つの圧力センサに結合されたカテーテル部材を使用して管脈構造の領域における流れコンダクタンスを定量化することを可能にするシステム、デバイス、装置、及び方法に関する様々な概念、並びにそれらの実施形態のさらに詳細な記述である。上記で紹介された、及び以下でさらに詳細に議論される様々な概念は、開示される概念が任意の特定の実装形態に限定されていないことから、多数のやり方のうちの任意のやり方で実施されてもよい。具体的な実装形態及び用途の例は、主に例示を目的として提供される。
本明細書において使用されるとき、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語は、含むがそれに限定されないことを意味し、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、含んでいるがそれに限定されないことを意味する。「〜に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づくことを意味する。
本明細書における原理の様々な例に関連して本明細書において記述される表面に関して、基板に対する及び互いに対する様々な要素／構成要素の相対的な位置、位置合わせ、及び／又は配向を指示するために、「上（ｔｏｐ）」面及び「下（ｂｏｔｔｏｍ）」面への任意の参照が使用され、これらの用語は、任意の特定の参照フレーム（例えば重力の参照フレーム）を必ずしも指示すものではない。したがって、表面又は層の「下」への参照は、指示される表面又は層が必ずしも地面に向いていることを必要としない。同様に、「〜上（ｏｖｅｒ）」、「〜下（ｕｎｄｅｒ）」、「〜の上（ａｂｏｖｅ）」、「〜の下（ｂｅｎｅａｔｈ）」などの用語は、重力の参照フレームなどの任意の特定の参照フレームを必ずしも指示するものではなく、表面に対する及び互いに対する様々な要素／構成要素の相対的な位置、位置合わせ、及び／又は配向を主に指示するために使用される。
「〜上に配設される（ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｏｎ）」、及び「〜の上に配設される（ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｏｖｅｒ）」という用語は、「部分的に埋め込まれる」を含む「埋め込まれる」という意味を含む。さらに特徴Ａが特徴Ｂ「に配設される（ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｏｎ）」、「の間に配設される（ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ）」、又は「の上に配設される（ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｏｖｅｒ）」という参照は、特徴Ａが特徴Ｂと接触しているという例を含むとともに、他の層及び／又は他の構成要素が、特徴Ａと特徴Ｂとの間に位置付けられているという例も含む。
本明細書において使用されるとき、「近位（基端）」という用語は、これらに限定されないがグリップ又は他のハンドルなど、カテーテル、注入器部材、又は他の機器の、ユーザが操作する部分に向かう方向を指す。本明細書において使用されるとき、「遠位（末端）」という用語は、カテーテル、注入器部材、又は他の機器のグリップ又は他のハンドルから離れる方向を指す。例えば注入器部材の先端は、注入器部材の遠位部分に配設される。
本開示は、少なくとも二つの圧力センサに結合されたカテーテル部材を使用して管脈構造の領域における流れコンダクタンスを定量化することを可能にする様々な例示的なシステム、デバイス、装置、及び方法を記述する。カテーテル部材における既知の制御された流量のパターンにおける圧力測定値からのデータを使用して、管脈構造の領域の流れコンダクタンスの値を算出することができる。
流れコンダクタンスの値は、管脈構造内の血流の特性を明らかにするために使用することができ、それにより、手術手順若しくは他の医療手順の前に、又は全般的な患者のモニタリングのために、有用な見識を提供することができる。流れコンダクタンスの値は、管脈構造内の流れパターン又は流れの体積を確立するために使用することができ、また状態の深刻さを定量化するために使用することができる。
非限定的な例として、システム、デバイス、装置、及び方法は、カテーテル部材に近接した近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスを定量化するために使用することができる。カテーテル部材に近接した近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスの値は、外科手術若しくは他の医療手順の前に、又は全般的な患者のモニタリングのために、管脈構造の状態に対する有用な見識を提供することができる。
例では、圧力センサのうちの少なくとも一つがカテーテル部材の遠位先端に結合され、少なくとも一つの他の圧力センサが、遠位先端の近位に、カテーテル部材のシャフトに近接して位置付けられる。カテーテル部材からの既知の制御された流量のパターンにおける圧力測定値からのデータを使用して、カテーテル部材に近接した近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスの値を算出することができる。
また、カテーテルを使用する特定の手順中には、静脈又は動脈中の血流が閉塞されることがある。血流が少なくとも部分的にブロックされる場合には常に、管脈構造の一部分において、デッドゾーンを含む流れのない又は流れの少ない領域が生じ得る。例えば血管カテーテル又は他の同様のデバイスは、動脈又は静脈における流れを制御又はブロックするための閉塞デバイスを含み得る。特定の状況下では、動脈又は静脈における血液の流れを閉塞させることによって、血流が著しく低減したゾーン、又は流れのない領域が生じ得、そこで血液は実質的に停滞している。これらのゾーンは本明細書において「デッドゾーン」又は「流れのないゾーン」と呼ばれる。流れのない又は流れの少ない領域（デッドゾーンを含む）が長期間続くと、組織が血流不足になり、危険に晒される恐れがある。いくつかの場合には、血流内でデッドゾーンが長時間生成されることによって、患者の塞栓症のリスクを増大させることに関連する血栓又は血塊が生成されるリスクが高くなることがある。ブロックすることから生じるこれらのリスクを最小にする方法に関して、問題が生じる。
いくつかのシステムでは、米国特許第５，０４６，５０３号及び５，１７６，６３８号に記述されているものなどのバイパス又は灌流管腔を加えることによって、動脈により組織に供給される血流を断絶するリスクに対処する。
本開示では、動脈又は静脈の一部分において血液の流れを制御して、管脈構造の一部分において流れの少ない又は流れのない領域の発生、及びその持続時間を制御するための様々な例示的なシステム、方法、及び装置も記述される。非限定的な例として、システム、デバイス、装置、及び方法は、管脈構造の一部分においてデッドゾーン領域の発生及びその持続時間を制御するために使用することができる。
いくつかの例では、血管カテーテル又は他の同様のデバイスの使用中に流れ停滞を制御する（低減させることを含む）ためのシステム、方法、及び装置が記述される。管脈構造の領域のコンダクタンスを示すデータに基づいて、管脈構造内の流れのない又は流れの少ないゾーンの発生を制御する又は低減させるための例示的なシステム、装置、及び方法が記述される。流れ停滞の制御は、少なくとも一つの付加最小コンダクタンス構成要素を使用して、又は制御流分割システムを使用して実現することができる。例示的な付加最小コンダクタンス構成要素は、所望の既知値のコンダクタンスを管脈構造の領域に付加するために使用することができる。注入器部材の外側のコンダクタンスが知られている場合、通常であれば流れのない又は流れの少ないゾーン（デッドゾーンを含む）が形成されるエリアをフラッシングするための流体流れの量があるように、注入器部材において流体注入レベルを制御することができる。例示的な制御流分割システムは、管脈構造の領域においてコンダクタンスを算出し、それによりコンダクタンスの既知値を提供するために、センサ測定値を使用することができる。すなわち、これらのシステムの方法のいずれを使用しても、カテーテル部材外部のコンダクタンスの既知値を提供することができる。これらのコンダクタンスの既知値を用いて、流れのない若しくは流れの少ないゾーンが管脈構造内で発生しないこと、又は流れのない若しくは流れの少ないゾーンの発生の持続時間が、組織の損傷若しくは他の損傷につながらないことを確実にするように、流体流れを制御することができる。
流れ停滞の発生を低減させることによって、管脈構造の一部分でデッドゾーン又は流れのないゾーンが形成される可能性が低減される、又はなくなる。
いくつかの例示的な実装形態によれば、流れ停滞制御は、制御流分割システムを使用することによって実現することができる。制御流分割システムは、近位外部コンダクタンスと遠位外部コンダクタンスの両方を測定するための構成要素を含む。注入部材において注入される流れを変えることによる、注入器部材の近位の領域において流れデッドゾーンを防止するための測定値。例示的なデバイス、システム、及び方法は、流体流れを測定するために受動的に動作してもよく、又は一定量の流体を導入する又は抜くことによって、流体流れを能動的に測定するために使用されてもよい。
本開示では、動作中にカテーテルに近接した管脈構造の一部分において形成され得るデッドゾーンの発生を防止する又は低減させる（フラッシングすることを含む）ために、能動的に動作することができるデバイス、システム、及び方法も記述される。
「付加最小コンダクタンス構成要素」という用語は、本明細書において、管脈構造区分において流量の低減を制御しながら、付加最小コンダクタンスレベルに基づく特定の最小値より流量が下がらないようにする構成要素を指す。本明細書においてコンダクタンスは、抵抗の逆数である。様々な例では、流量の固定値（本明細書において「固定定数」と呼ばれる）に流れを制御する、又は手順の時間の長さＴよりも短い時間サイクルｔにわたる、すなわちｔ＜＜Ｔにおける、流量の平均値（本明細書において「固定平均」と呼ばれる）として流れを制御するために、最小コンダクタンスレベルを使用することができる。例えば時間サイクルｔは、おおよそ心拍又は数分とすることができ、期間Ｔは手術又は他の手順の時間とすることができ、１時間以上続く。
いくつかの例示的な実施形態によれば、流れ停滞制御は、体外の血液戻りにおいて流れ制御の改善を可能にするように構成された付加最小コンダクタンス構成要素及びシステムを使用することによって、実現することができる。本開示は、付加最小コンダクタンス構成要素に近接した動脈又は静脈の領域においてデッドゾーンの形成を制限又は防止する様々な例示的な付加最小コンダクタンス構成要素も提供し、特定のデッドゾーンフラッシングデバイス又はサブシステムも提供する。
本明細書において使用されるとき「注入器部材」は、管腔を含むデバイス又は構成要素である。例では、管腔は、独立したカテーテルシステムの一部として、又は、身体の特定の位置で管脈構造内に血液を注入するために使用される例示的な体外回路システムの構成要素として、管脈構造内に流体を注入するために使用することができる。
本明細書において使用されるとき「管脈構造の注入ポイント」という用語は、カテーテル侵入口又は管脈穿孔位置から離れた管脈構造の最も遠位位置を指し、その位置において血液が体内に注入される。
本明細書において使用されるとき「末梢に配置されたループ」という用語は、血液出力（身体から回路へ）及び血液入力（回路から身体へ）カテーテル（又は他の入力流れポート及び／又は出力流れポート部材）を有する例示的な体外回路を指し、その体外回路は、通常であれば動脈支流又は静脈支流を通り過ぎてデバイスを進めるために使用される蛍光透視法又は任意の他の同等なシステムからの詳細なガイダンスのない状態で、身体の管脈構造の一部分と接触して配置することができる。これは、末梢循環を通るものもあれば、中心循環を通るものもあるすべての可能な配置のうちの一つのサブセットである。
「末梢」という用語は、本明細書において、末梢循環システムを指す際に使用されるものとは異なる態様で使用される。例えばカテーテル（又は他の入力流れポート及び／若しくは出力流れポート部材）は、大静脈と接触して、又は下行大動脈若しくは腸骨動脈の下に、蛍光透視法を用いずに配置されることがある。これらは、末梢循環システムではなく中心システムの一部分と考えられる場合がある。
本明細書において使用されるとき「全身灌流システム」という用語は、大静脈（下大静脈又は上大静脈）又は腸骨静脈などの、心臓に血液供給する主静脈に直接結合された注入器部材を介して心臓内の血液に結合されるシステムを指す。
本明細書において使用されるとき「局所灌流システム」という用語は、注入された血液の主要な割合（約５０％超）が、全体的な循環を通って心臓に戻る前に、臓器系に血液供給されるように配置された注入器部材を有するシステムを指す。
本明細書において使用されるとき「近位外部コンダクタンス」という用語は、注入部材先端の近位にある領域に沿ったデバイスの外部の空間内の、すなわちデバイスと管脈壁との間のコンダクタンスを意味する。
本明細書において使用されるとき「遠位外部コンダクタンス」という用語は、注入部材の先端における注入サイトから遠位管脈構造へ入る総コンダクタンスを意味する。管脈構造の動脈側にある注入部材については、遠位外部コンダクタンスは、先端から循環の静脈側までのコンダクタンスである。
本明細書において使用されるとき「制御流分割システム」という用語は、近位外部コンダクタンスと遠位外部コンダクタンスのいずれか又は両方の値を測定又は算出するためのシステムであり、そのシステムは次いで、これらの測定値を使用して、注入部材において注入される流量を変えることによって、注入器部材の近位にある領域内で流れデッドゾーンを防止する。本明細書において使用されるそのようなシステムは、少なくとも二つの圧力センサと、注入器部材を通して流量を直接制御する、注入器部材の体外回路側にある容積式又は流量制御ポンプとから構成される。本明細書における任意の例では、制御流分割システムは、圧力センサの分散されたアレイを含むことができる。
本明細書において使用されるとき「流量パターン」という用語は、設定された期間にわたる流量の関数形式を指す。例えば流体の流れは、流体流れが流量パターンによって設定された値をたどるように、流体流量供給源において設定することができる。様々な例では、流量パターンは、正弦関数形式、鋸歯関数形式、段階関数的な関数形式、又は（より複雑な関数形式を含む）当技術分野における別の周期的な関数形式などであるがこれらに限定されない特定の関数形式とすることができる。他の例では、流量パターンが不規則な関数形式を有する場合、流量の値は、特定の期間にわたって規則的な時間間隔で測定されて、不規則な関数形式の近似値が提供されてもよい。
本明細書における非限定的な例では、付加最小コンダクタンス構成要素は、注入部材の遠位領域周りで既知の特定の近位コンダクタンスを設定するように構成されてもよい。その近位コンダクタンスは、任意の流れのないゾーン又は流れデッドゾーンの形成を防止することができる。別の例として、本明細書における原理による制御流分割システムでは、注入部材の近位外部にあるコンダクタンスが（そのコンダクタンスが生成されるのではなく）測定され、その測定値を使用して、（任意の流れのないゾーン又は流れデッドゾーンを含む）関連するゾーンの流量及びフラッシングが制御される。
本明細書における例では、「付勢弁」は、カテーテル区分の壁にある、管脈構造に露出されたシャフトの内側管腔と外側との間の構成要素を指す。例では、「付勢弁」は、管腔内の圧力がシャフト外側の圧力よりも大きい場合に、弁を跨いで確立されるコンダクタンス値Ｇｆｏｒｗａｒｄが存在するように構成され得る。別の例では、「付勢弁」は、管腔内の圧力がシャフト外側の圧力よりも小さい場合に、弁を跨いで確立されるコンダクタンス値Ｇｂａｃｋｗａｒｄが存在するように構成され得る。例では、管腔と管脈構造との間の妥当な圧力差は、Ｇｆｏｒｗａｒｄ＞＞Ｇｂａｃｋｗａｒｄとして、又はＧｂａｃｋｗａｒｄが非常に小さい若しくはほぼゼロであるとして、表すことができる。
図１Ａは、管脈構造の一部分に配設されたデバイスのシャフト１０１を含む例示的なカテーテルシステム１００の概略図を示す。図１Ａは、シャフト１０１に取り付けられ、デバイスの一部分である閉塞構成要素１０３を通る平面１０２も示す。シャフト保持デバイス１０１は、デバイスを貫通した管腔を含んでもよい。例示的なカテーテルシステム１００では、閉塞構成要素１０３は、生理食塩水又は他の溶液を使用して膨らまされるバルーンを含んでもよい。別の例示的な閉塞構成要素１０３は、ばね又は他の機械的作動によって加えられる力を用いて拡張されて、動脈壁を押す膜を含んでもよい。例では、閉塞構成要素１０３は、カテーテルシステム１００のシャフトデバイス１０１から拡張されて、動脈又は静脈の壁に当たりそれを封止して、流れを著しく低減させる又は防止するように構成されてもよい。図１Ａに示されるように、例示的な平面１０２は管脈断面に垂直である。例示的な閉塞構成要素１０３は、平面１０２を跨いで流体流れを変えるために本明細書における原理に応じて使用される。流体流れは、ベース保持シャフト外側の流れに関係する。流れの程度は、閉塞構成要素１０３の前の領域（Ｐｂ）と、その後の領域（Ｐａ）との間の圧力差によって駆動される。
図１Ｂ及び図１Ｃは、閉塞構成要素１０３を通る平面１０２を跨ぐ管脈空間における、流体コンダクタンス（Ｇ０）対時間の例示的なグラフを示す。図１Ｂは、閉塞構成要素１０３を使用して実現された完全に閉塞された場合の流体コンダクタンス（Ｇ０）対時間を示す。図１Ｂの例では、流体コンダクタンスは、管脈空間を完全に閉塞するように閉塞構成要素が作動したとき、期間Δｔの間、低減される。図１Ｂのプロットは、閉塞構成要素１０３が完全に閉塞するように作動されたとき、流体コンダクタンスがゼロになることを示す。この定義は、圧力傾斜／差（Ｆ＝Ｇ（Ｐａ−Ｐｂ））とは無関係である。図１Ｃのプロットは、制御された部分的閉塞中の、流体コンダクタンス（Ｇ０）対時間の状態を示しており、本明細書における原理による閉塞構成要素は、期間Δｔの間に作動される。図１Ｃに示されるように、コンダクタンスはゼロにはならず、ゼロよりも大きい程度を有する最小コンダクタンスレベルになる。
カテーテルは、管脈構造内の様々なターゲット位置に展開することができる。しかしターゲット位置において管脈構造の直径を正確に制御することは非常に困難である。閉塞要素がない場合、又は閉塞要素が展開されない場合には、漏れ流れが大きくなることがあり、その場合、漏れ流れによって、前方への（遠位領域の）流体流れを最適に制御することが妨げられることがある。このことは、直径の大きい動脈では流れが大きく、動脈が小さい場合には流れが小さくなるという制限を受ける。一方、完全な閉塞はデッドゾーンの形成を生じさせ得る。本明細書における原理によれば、閉塞構成要素とともに、小型の制御漏れ流れ構造体を使用することができ、それにより、デッドゾーンはフラッシングされるが、デバイスの使用による遠位流れの有益な制御が漏れにより歪められないように漏れが制限される。頸動脈又は大腿動脈の血流に類似した流量については、２００〜５００ｍｌ／分の前方流量が非常に有用であるが、デッドゾーンをフラッシングするには、２０〜５０ｍｌ／分又はそれ以下のフラッシング流量で充分であり得る。
本明細書において記述されるように、最小コンダクタンスレベルは、固定定数又は固定平均値とすることができる。固定定数については、流体コンダクタンスＧ０は経時的に一定である。固定平均については、最小コンダクタンスは、全体的なデバイスの作動時間に比べて短い時間スケールｔにおいて経時的に変化し得る。例では、コンダクタンスが心拍にわたって変化するように制御された部分的閉塞が実現されるように、付勢弁を構成することができる。この例では「固定平均」は、心拍の時間サイクル中に値が変化するが、その心拍にわたって非ゼロの平均値を有する流体コンダクタンスを指す。これは、より長い期間にわたる非ゼロの平均流体コンダクタンスにつながる。
例では、付加最小コンダクタンスは、固定定数形式で実現される。体外注入部材の遠位先端に位置付けられた付加最小コンダクタンス構成要素は、通常であれば任意の完全な閉塞によって生成されるデッドゾーンを、フラッシングするための流体の流れを提供する最小コンダクタンスを維持するように構成される。その最小コンダクタンスの流れ抵抗項の大きさは、フラッシング流れが、使用されているデバイスが注入器部材を通って導く流れの約５０％以下、又は好ましくは約１０％以下であるように、設定される。
例では、付加最小コンダクタンスは、受動的な形式で実現される。例示的な閉塞要素は、代替的な流体バイパス通路を含むように構成され、バイパス流れが、通常であれば閉塞によって生成されるデッドゾーンをフラッシングすることが可能になる。そのバイパスの流れ抵抗項の大きさは、バイパス流れが、使用されているデバイスが注入器部材を通って導く流れの約５０％以下、又は好ましくは約１０％以下であるように、設定される。
いくつかの例では、閉塞構成要素は、閉塞のために使用されるソフトバルーンを含むことができる。例では、ソフトバルーンは、部分的に膨らまされて、いくらかの漏れコンダクタンスをもたらしてもよい。管脈構造は不均等であり、部分的な膨張による漏れコンダクタンスの量は、ユーザにとっては観察不可能及び／又は制御不可能であることから、これは有用であり得る。
図２Ａは、個人に結合された例示的な体外回路２００の概略図を示す。例示的な体外回路２００は、ポンプシステム２０６と、熱交換器２０８と、注入器部材２１０を含む。例示的な体外回路は、患者の管脈構造に対する二つの接続部を含むことができる。そのような例示的な体外回路は、一方の接続部を用いて管脈構造から血液をくみ出し、他方の接続部を用いて管脈構造に血液を戻すように実施することができる。例示的な体外回路は、心臓が動作不能である、又は充分な血流を供給していない場合に使用することができ、又は血液を改質し、全身流れ又は局所領域に戻すために使用されてもよい。他の改質は、酸素供給、透析、熱、細菌汚染物質の除去、発がん性細胞の除去などを含んでもよい。図２Ａは、ポンプシステム２０６を使用して調節された流量に基づいて身体に血液２１４を戻すために、管脈注入ポイント２１２において個人の身体の管脈構造に結合された注入器部材２１０を示す。血液が身体に注入される管脈構造内の最も遠位の位置は、本明細書において「管脈構造注入ポイント」と呼ばれる。
一例では、注入器部材２１０は、他方の側のデバイスシャフトを通って体外回路によって注入される流体から、血流を一方の側に分離するための閉塞構成要素を含むことができる。これにより、管脈構造の一部分において流れのない又は制限された流れのゾーン、すなわちデッドゾーンが生成され得る。デッドゾーンは、閉塞システムが、最も近い管脈構造支流に対して正確な位置に置かれる場合、回避することができるが、現実の患者において実際にそのような正確な配置を保証することは不可能である。その結果デッドゾーンは通常、血液が流れない注入ポイントを含む支流に形成される。これにより、閉塞がその場所で長期間放置された場合、血栓又は血塊が潜在的に生じ得る。体外血液供給回路は、おおよそ数時間から数日などの時間であるがこれらに限定されない長期間にわたって使用することができるが、それは、血栓又は血塊が形成するリスクを増大させるには充分な時間であり得る。
図２Ｂは、身体の管脈注入ポイント２１２の特定の位置に血液を戻す図２Ａの例示的な体外回路システムの構成要素である例示的な注入器部材２１０を示す。シャフト管腔を通る注入流体２１６は、この支流において血流に加わることができる。代替の血流がブロックされる限り、注入血液は、遠位の管脈構造内で優位であることができる。
図２Ｃは、身体の特定の位置に血液（注入流体２１６）を戻す図２Ａの例示的な体外回路システムの構成要素である例示的な注入器部材２１０を示す。注入器部材２１０は、管脈構造の一部分を完全に閉塞するように示されている閉塞構成要素２０３に結合されている。図２Ｃに示されるように、注入器部材２１０が、閉塞デバイス２０３を通して管脈注入ポイントにおいて血液を注入するとき、閉塞構成要素２０３に近接してデッドゾーン２０５が形成され得る。
図３Ａ〜図３Ｂは、本明細書における原理による例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。図３Ａの付加最小コンダクタンスシステムは、デバイスのシャフトに沿って、（ソフトバルーン３２１などであるがこれに限定されない）構成要素３２１の下に配設された、不連続な長さｌを有する管腔３２０を含み、それにより、デッドゾーンをフラッシングするための流れに最小コンダクタンスを提供する。設計長さ及び直径によって制御されるそのような管腔３２０は、流体に一定の流量を提供することができ、したがって小さいバイパス流れを可能にする。図３Ａは、管腔３２０を通る前方方向の新しいフラッシング流れ３２４を示す。図３Ｂは、管腔３２０を通る後方方向のフラッシング流れ３２６（フラッシング流れの後退）を示す。図３Ａ〜図３Ｂの破線を用いて血流３２８の方向が示される。図３Ａと図３Ｂの両方において、最小コンダクタンスによって流れる流体は、構成要素３２１に近接したデッドゾーンをフラッシングする役割を果たすことができ、それにより望ましくない血栓の形成が防止又は最小化される。
図４Ａ〜図４Ｂは、本明細書における原理による別の例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。付加最小コンダクタンス構成要素（図３Ａ〜図３Ｂに示される）の下の余分の管腔ではなく、図４Ａ〜図４Ｂは、デバイスのシャフトに、（バルーンなどであるがこれに限定されない）構成要素４２１のすぐ近位に一つ以上の穴又はオリフィス４３０を含む例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示している。これらの例示的なシステムでは、デバイスがその遠位先端の方向に導く流れのうちの小部分４２４が、閉塞部に到達する前に一つ以上の穴（又はオリフィス）４３０を通って漏れ出る。図４Ａは、血流４２８の方向も示す。図４Ａは、圧力Ｐｂの値が圧力Ｐａよりも小さいときの例を示し、その場合、後方へのフラッシング流れが生じる（流れ４２４として示される）。図４Ｂは、ＰｂがＰａよりも充分に大きく、それにより前方へのフラッシング流れ４２６が生じる状況に対する例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。
図４Ｃは、本明細書における原理による例示的な別の付加最小コンダクタンスシステムを示す。例示的な付加最小コンダクタンスシステムは、一つ以上の穴（又は孔）４３１を含む付加最小コンダクタンス構成要素（ばね駆動式の膜４４０）を含む。一つ以上の穴（又は孔）４３１は、流体流れを制御するために使用され、最小コンダクタンスを提供する。図４Ｃの例示的な付加最小コンダクタンスシステムでは、膜４４０は断面で示されている。しかし膜４４０は、デバイスシャフト周りに左右対称に展開された（傘の展開に類似した）実質的に中実の一つ以上の膜部分を含む。図４Ｃは、血流４２８の方向、及び付加最小コンダクタンス構成要素の一つ以上の穴（又は孔）４３１を通って漏れ出た流体流れのうちの小部分４４２も示す。
図４Ｄ（ｉ）及び図４Ｄ（ｉｉ）は、本明細書における原理による他の例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。図４Ｄ（ｉ）の例示的なシステムは、複数のローブが付いたソフトバルーン（又は他の構造のバルーン）４５０を含み、そのバルーンは、管脈構造を封止する際にバルーンのローブ間に隙間を含み、最小コンダクタンスを提供する。様々な例では、複数のローブが付いたソフトバルーン（又は他の構造のバルーン）４５０は、二つ、三つ、又はそれ以上のローブを有するように形成されてもよい。図４Ｄ（ｉｉ）は、複数のローブが付いたソフトバルーン（又は他の構造のバルーン）４５０の異なる例の断面図（図４Ｄ（ｉ）に示される線Ａ−Ａ’を通る）を示す。非限定的な例として、付加最小コンダクタンスシステムは、隙間４６０を含む二つのローブが付いたソフトバルーン（又は他の二つのローブが付いた構造のバルーン）４５５、又は隙間４７０を含む三つのローブが付いたソフトバルーン（又は他の三つのローブが付いた構造のバルーン）４６５を含むことができる。
図５Ａ（ｉ）〜図５Ｃは、本明細書における原理による他の例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。図５Ａの例示的なシステムでは、フラッシング流れの方向制御を最小コンダクタンスに加えるために、付勢弁５５０が使用される。したがって指向性が、その手段を跨ぐ圧力差によって支持される方向において固定定数流れを生じさせることがある。例として、管脈構造の圧力差は、各心拍に起因した注入ポイント支流における血圧の変化によって符号が変わる、すなわち心臓収縮／心臓拡張の圧力変動に基づいて正圧値から負圧値に変わるようなものとすることができる。例示的な付加最小コンダクタンスシステムは、圧力差の符号（すなわち方向）に基づいて、心拍サイクルの一部分の間だけフラッシング流れが「オン」になり、それにより「固定定数」最小コンダクタンスではなく「固定平均」最小コンダクタンスが実現され得るように、構成されてもよい。
図５Ａ（ｉ）は、（ソフトバルーンなどであるがこれに限定されない）構成要素５２１を含むカテーテル管腔の孔にある付勢弁５１０を含む例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。パラメータＰｉｎ及びＰｏｕｔは、ソフトバルーン５２１の近位にある管腔の内側と外側の圧力の値である。この例では遠位領域は、管腔を通過し遠位先端を通って注入される流れの流量及び圧力が優位な領域である。概して、Ｐｏｕｔが心臓によって駆動される場合、Ｐｏｕｔの値は心拍と同様のサイクルを有し、各サイクルにおいて局所的な最大及び最小に達する。図５Ａ（ｉｉ）は、図５Ａ（ｉ）の例示的なシステムで実施することができる例示的な付勢弁を示す。図５Ａ（ｉｉ）は、シャフトの内側管腔を外部に結合する穴と、穴よりも大きく少なくとも片側で固定された、穴を覆うプラスチックフラップとを有する、カテーテルのシャフトの一部分に取り付けられた例示的な付勢弁５１０を示す。例示的な付勢弁は、正の圧力差（外側の圧力よりも大きいシャフト内側の圧力）によって、可撓性のプラスチックフラップが開き、流体が外向きに流れることが可能になり、負の圧力差（外側の圧力よりも低いシャフト内側の圧力）によって、可撓性のプラスチックフラップが閉じ、穴の縁部に当たって封止して、流体の内向きの流れがブロックされるように、構成される。
図５Ｂは、構成要素５２１に結合された付勢弁５３２を含む例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。付勢弁５３２はフラップを含み、フラップは、開いて注入部材の中央管腔から出る流体の流れは可能にするが、管腔への流入は可能にしないように構成される。すなわち、圧力Ｐｂの値が圧力Ｐａよりも低いときに、付勢弁５３２が流れ５３４を可能にし、これは心拍サイクルの特定の時間間隔中に生じる。図５Ｂは、付勢弁５３２のフラップを通る流れのうちの小部分５３４、及び血流の方向５３８を示す。この例では、体外回路から身体に注入された血液のわずかな小部分だけが、デッドゾーンをフラッシングするために使用される（すなわち、付勢弁を通る流れ５３４）。
図５Ｃは、バイパス管腔５４２の端部で付勢弁５４０として作用するフラップを含む例示的な付加最小コンダクタンスシステムを示す。管腔５４２は、不連続な長さｌを有し、図３Ａ又は図３Ｂに示される付加最小コンダクタンスシステムと同様に、注入器部材のシャフトに沿って、構成要素５２１の下に配設される。付勢弁５４０及びバイパス管腔５４２の作用が結合されて、流れがデッドゾーン（又は流れの少ないゾーン）をフラッシングするための最小コンダクタンスが提供される。図５Ｃは、付勢弁５４０のフラップを通る流れの小部分５４４、及び血流の方向５４８を示す。付勢弁５４０のフラップは、バイパス管腔５４２の近位端部か遠位端部のいずれかに取り付けることができ、それにより、フラッシング流れの方向を設計によって選択することが可能になる。すなわち、外向きへの流体誘導だけを可能にするように構成されたフラップが、（図５Ｃに示されるように）管腔５４２の近位端部に取り付けられる場合、遠位の注入血液が逆流してフラッシングする。フラップが管腔５４２の遠位端部に取り付けられる場合には、支流からの通常の血流が前方にフラッシングし、管脈注入ポイントにおいて注入血液と混合される。付勢弁は、一方行だけの流れを可能にするように構成することができるので、詳細な動作は、Ｐｂ（管腔５４２前の圧力）とＰａ（管腔５４２の後ろの圧力）との間の適用される圧力差によって部分的に説明される。この例示的な実装形態は、圧力ＰａとＰｂの値が充分に近く、それにより心拍に伴う心臓収縮／心臓拡張の圧力変化からのＰｂの変化によって、各心臓サイクルにおける特定の時間間隔中に付勢弁が開く場合に、有益であり得る。
本明細書における原理によれば、例示的な付加最小コンダクタンス構成要素、又は付加最小コンダクタンス構成要素を含む例示的なシステムは、選択的な温度療法を提供するために使用することができる。例示的な付加最小コンダクタンス構成要素は、選択的な温度療法を適用するように構成された任意のシステムに結合することができる。任意の例示的な実装形態では、本明細書における原理による付加最小コンダクタンス構成要素は、通常の閉塞構成要素の代わりに使用することができる。付加最小コンダクタンス構成要素は、選択的な温度療法を適用するためのシステムの少なくとも一つの注入器部材の遠位先端に近接して配設することができる。非限定的な例として、本明細書における原理による付加最小コンダクタンス構成要素は、米国特許第７，７８９，８４６ Ｂ２号、又は国際（ＰＣＴ）特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３３５２９号に開示されたシステムなど、当技術分野における選択的な温度療法を適用するための任意のシステムに結合することができる。
本明細書における任意の例では、付加最小コンダクタンス構成要素は、非外傷性表面、親水性コーティング、若しくは薬物コーティング、又はこれらの任意の組合せを有するように形成することができる。
図６Ａは、本開示の例示的な制御流分割システムを示す。例示的な制御流分割システムは、第１の圧力センサ６１０と第２の圧力センサ６１２とを含む。第１の圧力センサ６１０は、カテーテルの注入器部材６１４の先端に近接して配設することができ、第２の圧力センサ６１２は、先端から（又は圧力センサ６１０から）測定して事前定義された離間距離（Δ）だけオペレータの近位に、注入器部材６１４上に配設することができる。非限定的な例として、事前定義された離間距離（Δ）は、約２ｃｍ、約５ｃｍ、約８ｃｍ、約１２ｃｍ、約１５ｃｍ、約２０ｃｍ、約２５ｃｍ、又は約３０ｃｍとすることができる。様々な非限定的な例では、圧力センサ６１０と６１２の一方又は両方は、カテーテル壁に埋め込まれた（電子的な（有線の）読み出しを有する）シリコンベースのセンサとして、又はカテーテル壁の管腔内のファイバを使用して、カテーテルの近位端部において適切なコンピューティングインターフェイスに読み出しを提供する光ファイバベースの圧力センサとして実施することができる。別の例示的な実装形態では、圧力センサ６１０と６１２の一方又は両方は、図６Ａに示される位置に遠位開口を有する非圧縮性流体で充填された簡単な壁管腔、及び管腔の流体柱によって誘導される静圧又は低周波圧力を測定するためにカテーテルの近位端部において流体コネクタに取り付けられた外部圧力センサを使用するように構成される。圧力センサ６１０は、先端（Ｐｔｉｐ）に近接した圧力を測定するように構成することができ、圧力センサ６１２は、注入器部材６１４に近接した圧力（Ｐｂ）を測定するように構成することができる。図６Ａは、カテーテル周りの流量Ｆｂの血流の方向、及び注入器部材の先端における流量Ｆｔｉｐの注入血流の例も示す。
図６Ａにも示されるように、カテーテルは、体外システムの流量供給源６１６に結合することができる。例示的な実装形態では、流体は、圧力により駆動されるものではなく、体積流れにより駆動されるものとすることができる。流体が、先端（Ｆｔｉｐ）を通って管脈構造に注入されるとき、流体は上流（Ｆｂ）からの流体と混合され、下流のコンダクタンスＧｔｉｐを通って流れる。上流の流れは、動脈（又は静脈）の壁とカテーテルとの間の空間に生じる図６Ａに示されるコンダクタンスＧｂを通過する。コンダクタンスＧｂの値を直接測定又は予測することは困難であり得る。Ｐｂ及びＰｔｉｐを測定するために圧力センサ６１０及び６１２が配設されていても、Ｇｂが不明である場合にＦｂを直接測定することは困難であり得る。Ｇｂの値を判定するために、本明細書における原理による例示的なシステム及び方法を使用することができる。
例では、体積流量を制御するために流量供給源を使用することができる。例示的な流量供給源は、容積式ポンプ、シリンジポンプ、又は回転ポンプとすることができるが、これらに限定されない。
例では、遠位先端において注入された流体が一連の体積インパルスとして流れるように流量を制御するために、流量供給源を使用することができる。この例では、一連の体積インパルスは、段階関数に応じてモデル化することができる。流量供給源は、一連のインパルスのうちのそれぞれのインパルスを送達するためのコンソールの処理ユニットからの命令を実行するポンプ、又はコンソールからの第１の信号に基づいて始動され、コンソールからの第２の信号によってポンプが動作を止めるまで、ステップ関数のインパルスを継続的に送達するポンプとすることができる。
他の例では、流体が、正弦関数形式、鋸歯関数形式、又は他の態様の周期的な関数形式などであるがこれに限定されない他のタイプの関数形式に応じて流れるように流量を制御するために、流量供給源を使用することができる。
本明細書における任意の例では、流量パターンを確立するように流量を制御するために、流量供給源を使用することができる。上述したように、流量パターンは、任意の波形、又は正弦関数形式、鋸歯関数形式、若しくは他の態様の周期的な関数形式などであるがこれに限定されない他のタイプの関数形式に基づいていてもよい。
図６Ａの原理による非限定的な例では、注入器部材は二つの圧力センサに結合され、その注入器部材は、外部の流量制御手段によって駆動されて、近位外部コンダクタンス及び遠位外部コンダクタンスの値を測定又は算出することが可能になる。例示的なシステムは、圧力測定値を示すデータから、カテーテルの注入器部材周りの流れを推論することができる。
制御流分割システムは、図６Ａに示されるシステムを含めて、二つのコンダクタンスを判定するために提供される。近位コンダクタンス（Ｇｂ）と呼ばれる第１のコンダクタンスは、二つの圧力センサ６１０と６１２によって画成される平面間の、カテーテルの外側の管脈空間内のコンダクタンスである。遠位コンダクタンス（Ｇｔｉｐ）と呼ばれる第２のコンダクタンスは、先端から、中核システム（又は流れの意味におけるグラウンド）への血液戻りまでのコンダクタンスである。これらのコンダクタンスの両方は、局所的な管脈構造の大きさ及び形状を示すデータが算出に使用されることから、概して測定値なしには推論不可能である。Ｇｔｉｐの場合、管脈構造床の状態、及び／又はその損傷の量を示すデータが算出に使用される。これらのコンダクタンスの両方の値は、患者の血管拡張／血管収縮の局所的な状態の測定値を表すことから、これらを知っていることによって、臨床上の利益を提供することができる。Ｐｂ及びＰｔｉｐを測定するために圧力センサ６１０及び６１２を使用すると、これらの間のコンダクタンスが、先に記述した付加最小コンダクタンスのように制御されたコンダクタンスである場合には、Ｆｂ ＝ Ｇｂ（Ｐｂ−Ｐｔｉｐ）を用いて流れを評価することができる。Ｇｂの算出に、静脈又は動脈の表面を表すデータが含まれる例示的な実装形態では、予めＧｂを判定することは不可能であり得る。概してＧｔｉｐは、注入部材の配置を伴う手術又は他の医療手順の前に判定することはできない。
手術中又は他の医療手順中の患者に対してインサイチュでＧｂとＧｔｉｐの両方を算出するための例示的なシステム及び方法が、本明細書において提供される。線形近似を用いると、注入部材の遠位先端周りの流れの平衡化は、以下の二つの式を用いて表現することができる。
（１）… Ｆｂ＝Ｇｂ（Ｐｂ−Ｐｔｉｐ）
（２）… （Ｆｂ＋Ｆｔｉｐ）＝Ｇｔｉｐ（Ｐｔｉｐ）
Ｆｔｉｐの値は、（流量供給源６１６などであるがこれに限定されない）ポンプから設定することができる。図６Ａの例示的なシステムを使用して、圧力Ｐｂ及び圧力Ｐｔｉｐの値を測定することができる。これらの値を使用すると、式は以下のようにまとめることができる。
（３）… Ｇｔｉｐ＝Ｆｔｉｐ／Ｐｔｉｐ＋Ｇｂ（Ｐｂ−Ｐｔｉｐ）／Ｐｔｉｐ
ここでＧｔｉｐ及びＧｂは不明である。血液を身体に戻すために注入部材を使用する手術又は他の医療手順中に、時間Ｔ０における最初の注入流れを、Ｆ’ｔｉｐとして使用することができる（非限定的な例として、約２５０ｍｌ／分）。時間Ｔ１において、流れのその値がＦ”ｔｉｐに変えられてもよい（非限定的な例として約２７５ｍｌ／分、１０％の増加）。時間Ｔ０及びＴ１における流れのこれらの非限定的な例示的な値は、注入ポイントの特定の解剖学的構造、及び特定の臨床用途に対して望ましい臨床範囲内になるように選ぶことができる。図６Ａの例示的なシステムを使用して、時点Ｔ０における圧力Ｐｂ及び圧力Ｐｔｉｐの値（Ｐ’ｂ及びＰ’ｔｉｐ）、並びに時点Ｔ１における圧力Ｐｂ及び圧力Ｐｔｉｐの値（Ｐ”ｂ及びＰ”ｔｉｐ）を測定することができる。圧力の四つの異なる値、及び注入流れの二つの異なる値を、式（３）において使用することによって、すなわち時間Ｔ０におけるＦ’ｔｉｐ、Ｐ’ｔｉｐ、Ｐ’ｂ、並びに時間Ｔ１におけるＦ”ｔｉｐ、Ｐ”ｔｉｐ、及びＰ”ｂを導入することによって、二つの（２）式が生成され、それぞれ二つの（２）が不明である。これらの式を使用して、Ｇｂ及びＧｔｉｐの値を算出することができる。式（１）、（２）、及び（３）が、管脈領域の流れ、コンダクタンス、及び圧力に関する式の非限定的な例であることは、当業者には容易に明らかである。より複雑なバージョンの式を含む他の式が適用可能であり得る。例えばコンダクタンスが圧力とは無関係ではなくそれ自体が圧力の関数である式を、適用される流れＦｔｉｐの異なる値において繰り返した圧力測定値を用いて解き、より多くの式を確立し、線形、又は二次、若しくはより高次の圧力の関数であるコンダクタンス（Ｇ）の形式の解を可能にしてもよい。
本明細書において記述されるように、遠位先端において注入される流体が、段階関数、又は正弦関数形式、鋸歯関数形式、若しくは他の態様の周期的な関数形式などであるがこれらに限定されない他のタイプの関数形式に応じて流れるように流量を制御するために、流量供給源を使用することができる。他の例では、流体流れに伴う応答関数の測定値、及び適用可能な関数形式の解に基づいて、流量をモデル化することができる。
長い手術中又は他の医療手順中の患者に対してインサイチュでＧｂとＧｔｉｐの両方を算出するための例示的なシステム及び方法が、本明細書において提供される。非限定的な例として、そのような長い手術（又は他の医療手順）は、おおよそ数時間〜数日続き得る。例示的な方法は、手術又は他の医療手順中に、規則的な繰り返しサイクルで、短い時間間隔（ｔ１）の間に、Ｆｔｉｐに段階的な変化（すなわちベースラインからの値の不連続な変化）を適用するステップを含んでもよい。非限定的な時間として、手術又は他の医療手順の１時間ごとに最初の５分間（すなわちｔ１＝５分）、段階的な変化がＦｔｉｐに適用されてもよい。時間間隔ｔ１の終わりに、Ｆｔｉｐの値がベースライン値に戻される。Ｆｔｉｐの値を修正するこの例示的な方法は、本明細書において記述される方法を用いて、長い手術又は他の医療手順中に、各時間におけるＧｂ及びＧｔｉｐを測定するために使用することができる。これらの例示的なシステム及び方法は、管脈状態（血管拡張／血管収縮）の監視、又は血栓形成のプロセス、若しくは血栓溶解の時間の検出において、臨床応用性を有する。
例示的なシステム及び方法の別の例示的な臨床応用は、以下の通りである。手術又は他の医療手順中に、Ｇｂ及びＧｔｉｐの算出された値を用いて、先端の近位にある空間をフラッシングする流れＦｂの量を、測定された圧力Ｐｂ及びＰｔｉｐから判定することができる。流れＦｂが所望の値の範囲外にある場合、Ｆｂを調整するためにＦｔｉｐが調整されてもよい。
システム及び方法の別の臨床応用は、組織に適用される血液の熱容量の判定である。手術又は他の医療手順中に、先端の遠位にあるゾーンにおいてＦｂ及びＦｔｉｐは混合し得る。血流Ｆｂが第１の温度であり、注入された血流Ｆｔｉｐが、第１の温度とは異なる第２の温度である場合、遠位ゾーンにおいて組織に適用される血液の熱容量を直接算出することができ、注入血液の温度調整を用いて、温かい又は冷たい血流Ｆｂを補償することができる。あるいは、流れＦｂ：Ｆｔｉｐの比、及びそれらの温度差を調整することによって、制御された復温のプロセスが行われてもよい。本明細書において記述されるＧｂ及びＧｔｉｐを測定するための例示的な方法は、手術又は他の医療手順中に、一回又は複数回適用することができる。方法は、Ｆｔｉｐにおいて二つ以上の段階的変更を用いるように一般化することができ、その場合には、オペレータは、Ｇｂ及びＧｔｉｐの値を測定して、それらの値が式（１〜３）の線形近似から外れてどのように変わるかを判定することができる。オペレータは、本明細書における原理による例示的な方法を、例えばＦｔｉｐを直接設定する、又はセンサの記録値を記録する、及びコンピューティングデバイスを使用して算出を行うことによって、実施することができる。別の例示的な実装形態では、本明細書におけるコンピューティングデバイス又はシステムは少なくとも一つの処理ユニットを含むことができ、その処理ユニットは、Ｇｂ及びＧｔｉｐの値を測定するための本明細書に記述されている測定ルーチンを、例示的なシステムのコントローラに自動的に実施させるためのプロセッサ実行可能な命令を実行するようにプログラムされている。例示的なシステムは、Ｆｔｉｐの公称値を設定すること、並びに３０分毎、又は４５分毎、又は６０分毎、又は他の時間間隔などであるがこれらに限定されない所望の時間間隔でＧｂ及びＧｔｉｐの自動的な測定を行うためのプロセッサ実行可能な命令を実行することを、ユーザができるようにするように構成されてもよい。本明細書における任意の例では、コンピューティングデバイスは、コンソールとすることができる。
図６Ｂは、本明細書における原理による例示的な制御流分割システムを示す。例示的なシステムは、独立した局所的な体外ループを支持するための同心シリンダ２ポートカテーテルとともに使用する二つの圧力センサを含む。図６Ｂで示されるように、二つの圧力センサ６１０’及び６１２’は、同心シャフトタイプの体外回路アクセスカテーテルの一部分である挿入部材６１４に結合されている。例では、外側シャフト６１８は、体外回路６１８に血液を供給し、内側シャフト６１４は、身体のある位置に血液を戻すための注入部材として作用する。図６Ｂは、体外回路に出て行く血流の破線６１５、及びカテーテル周りの血流（Ｆｂ）の破線６１７も示す。非限定的な例として、米国特許第７，７０４，２２０号及び米国特許第７，７８９，８４６号は、本明細書における原理による一つ以上の例示的なシステムに実装することができる同心の体外アクセスカテーテルの例を開示している。
図６Ｃ及び図６Ｄは、本明細書における原理による、心臓に近接した管脈構造の領域におけるコンダクタンスの値を算出するために使用することができる例示的なシステムを示す。図６Ｃ及び図６Ｄの例では、例示的なシステムは、大動脈弓の領域に配設されて示されている。図６Ｃに示されるように、例示的なシステムは、カテーテル部材６２０に結合された圧力センサ６１０及び６１２を含む。この例では、本明細書において記述されるように、圧力センサの測定値を使用してコンダクタンスを算出することができる。この例では、圧力測定値を使用して、ＧｂとＧｔｉｐの両方をインサイチュで算出するための上述した例示的な方法に応じて、コンダクタンスを算出することができる。図６Ｃの例では、カテーテル部材６２０の遠位先端から流体流れを導入することができる。図６Ｄは、図６Ｃと同様の別の例示的なシステムであるが、カテーテル部材６２２のより中間の領域からの流体流れを可能にする近位ポート６２２をカテーテル６２０が含んでいる点が異なっている。
本明細書における任意の例示的なシステム、方法、デバイス、及び装置では、注入器部材を通って注入される流体は、カテーテル又はデバイス周りの外部空間を通過する流体（外部流体）と混合されてもよい。流体流れが混合される場合、それらは注入ポイントの遠位にある領域において混合流体を形成する（本明細書において、混合遠位流れとも呼ばれる）。既知の濃度（ｍｇ／ｍｌ又は質量／体積の他の単位）の薬物又は薬剤が、注入流体に加えられる場合、遠位混合流体における薬物又は薬剤の濃度は、外部流体と注入流体の流量の比が知られていない限り、不明である。本明細書において記述される例示的なシステムを使用して、外部コンダクタンスを設定する（付加最小コンダクタンス構成要素）、又は外部コンダクタンスを定量化することができる（制御分割流システム）。コンダクタンスデータに基づいて、外部流体の流量を測定又は算出することができる。外部流体の流量の算出された値、及び注入器部材に結合されたポンプシステム（又は他のシステム）によって設定された注入流量を用いると、注入流体に加えられる薬物又は薬剤の濃度を、遠位流体混合液において薬物の所望の濃度を実現するように調整することができる。
本明細書における任意の例では、薬物又は薬剤は、疾患を診断、治療、処置、又は予防するために使用される任意の物質とすることができる。例えば、薬物又は薬剤は、電解質溶液、ナノ粒子、生物学的薬剤、小分子、大分子、ポリマー材料、バイオ医薬品、又は血流に投与することができる任意の他の薬物又は薬剤を含むことができる。
本明細書における原理による例示的なシステムは、選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するために使用することができる。例示的なシステムは、体外回路を含む。例示的な体外回路は、管脈位置に配設された遠位先端と、遠位先端に近接して配設された付加最小コンダクタンス構成要素とを含む注入器部材を含む。例示的なシステムは、血液を身体から抜くための第１のポートと、血液を身体に戻すための第２のポートと、第１のポートから第２のポートへ血液をくみ出すために第１のポートと第２のポートの間に配設された第１のポンプと、第１のポンプと第２のポートとの間に位置付けられた分岐セクションと、分岐セクションに結合された、注入器部材の体外側に位置付けられている第３のポートと、分岐セクションと第３のポートとの間に位置付けられた第２のポンプとを含む。第２のポンプは、分岐セクションから出て第３のポートを通って注入器部材に入る流量を制御するように構成することができる。また例示的なシステムは、第１のポートと第２のポートの間に配設された第１の熱交換器と、第２のポンプと注入器部材との間に配設された第２の熱交換器とを含む。第１の熱交換器は、第２のポートに注入される血液の温度を、第１の温度レベルに設定するように構成することができる。第２の熱交換器は、注入器部材に注入される血液の温度を、第１の温度レベルとは異なる第２の温度レベルに設定するように構成することができる。第１の熱交換器は、分岐セクションと第１のポートとの間、又は分岐セクションと第２のポートとの間に配設することができる。
選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するための例示的なシステムは、注入器部材の遠位先端に近接して配設された閉塞構成要素、又は付加最小コンダクタンス構成要素を含むことができる。
本明細書における原理による選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するための別の例示的なシステムは、管脈位置に配置された遠位先端を備える注入器部材を含む体外回路を含むことができる。例示的なシステムは、遠位先端の近位にある制御流分割システムをさらに含むことができる。制御流分割システムは、少なくとも一つの注入器部材の遠位先端に近接した流れを測定するための第１のセンサと、第２の圧力を測定するための第２の圧力センサであって、管脈構造の直径の二倍より大きい又はそれにほぼ等しい距離だけ遠位先端から近位に配設されている第２の圧力センサとを含むことができる。他の例では、離間距離は、管脈構造の直径の三倍、五倍、又は十倍より大きい又はそれにほぼ等しくてもよい。別の例では離間距離は、遠位先端から近位に約１．０ｃｍ超であってもよい。また例示的なシステムは、血液を身体から抜くための第１のポートと、血液を身体に戻すための第２のポートと、第１のポートから第２のポートへ血液をくみ出すために第１のポートと第２のポートの間に配設された第１のポンプと、第１のポンプと第２のポートとの間に位置付けられた分岐セクションと、分岐セクションに結合された、注入器部材の体外側に位置付けられている第３のポートと、分岐セクションと第３のポートとの間に位置付けられた第２のポンプとを含む。第２のポンプは、分岐セクションから出て第３のポートを通って注入器部材に入る流量を制御するように構成することができる。また例示的なシステムは、第１のポートと第２のポートの間に配設された第１の熱交換器と、第２のポンプと注入器部材との間に配設された第２の熱交換器とを含む。第１の熱交換器は、第２のポートに注入される血液の温度を、第１の温度レベルに設定するように構成することができる。第２の熱交換器は、注入器部材に注入される血液の温度を、第１の温度レベルとは異なる第２の温度レベルに設定するように構成することができる。第１の熱交換器は、分岐セクションと第１のポートとの間、又は分岐セクションと第２のポートとの間に配設することができる。
選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するための例示的なシステムは、注入器部材の遠位先端に近接して配設された閉塞構成要素、又は付加最小コンダクタンス構成要素を含むことができる。
図７Ａは、本明細書における原理による選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するための例示的な３ポート体外回路の概略図を示す。非限定的な例として、体外回路は、独立した流量及び温度制御で、中核部及び付随する局所的な支流への血流を制御するために実施されてもよい。図７Ａの非限定的な例では、体外システム７００は、３ポート、２ゾーンの体外回路であり、主静動脈（ＶＡ）体外ループ７１０が、第１のポート７１１を介して身体から血液を取り出し、ポンプ７１２及び酸素供給器／熱交換器７１４を用いて、第２のポート７１５を介して血液を戻す。例示的なシステムは、主ループの支流７１８に位置付けられた、制御された体積流量の血液を主回路から引き出し、独立した熱交換器７２０、第３のポート７２１、及び遠位注入器部材７２２を通してそれを身体の局所領域７２４に注入する容積式又は体積駆動式ポンプ７１６を含むことができる。非限定的な例では、支流７１８は、局所灌流の低体温支流とすることができる。図７Ａの非限定的な例示的なシステムでは、適切なゾーン温度センサを有して展開されたときに、二つの独立して制御される温度ゾーンを身体内で確立することが可能になる。他の例では、注入器部材の血液に酸素供給するか否かについてのユーザの希望に応じて、支流７１８を、主ループ酸素供給器７１４の前か後ろのいずれかにおいて主ループに結合することができる。これらの例では、国際（ＰＣＴ）特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３３５２９号で開示されているものなどのように、システムが遠位注入器部材を通して局所的な低体温を適用するために使用される場合には、注入器部材上で同心シリンダの流出がないことによって、その部材のカテーテルの、それが配置されている動脈に対する誘導冷却が増大することがある。この効果は、制御することが望まれる身体ゾーンにおいて同等の温度目標を実現するために、主回路ループをいくらか追加的に温めることを必要とすることがある。
図７Ｂは、本明細書における原理による選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するための別の例示的な体外回路を示す。図７Ａと同様に、図７Ｂの体外回路システム７００’は、第１のポート７１１を介して身体から血液を取り出し、ポンプ７１２、酸素供給器７１３、及び熱交換器７１４を使用して、第２のポート７１５を介してそれを戻す主ＶＡ体外ループ７１０を含む。非限定的な例では、酸素供給器７１３及び熱交換器７１４は、組み合わされたユニットとすることができる。また例示的なシステム７００’は、支流７１８に位置付けられた、制御された体積流量の血液を主回路から引き出し、独立した熱交換器７２０、第３のポート７２１、及び遠位注入器部材７２２を通してそれを身体の局所領域に注入するための容積式又は体積駆動式ポンプ７１６を含む。例示的な体外システム７００’では、注入器部材は、閉塞手段、（図３Ａ〜図５Ｃの任意のものを含む本明細書における例の任意のものによる）付加最小コンダクタンス構成要素、又は注入器部材に結合された（図６Ａ又は図６Ｂを含む本明細書における例の任意のものによる）圧力センサ対、又は圧力センサ対と閉塞手段の両方、又は圧力センサ対と付加最小コンダクタンス構成要素の両方も含むことができる。図７Ｂの非限定的な例示的なシステムでは、注入器部材７２２は、付加最小コンダクタンス構成要素７２６と、結合された圧力センサ対７２８の両方を含む。図７Ｂの例では、主ループの酸素供給器７１４は、局所的な注入器支流７１８の前に位置付けられており、したがって局所的な注入血液は酸素供給される。
図７Ｃは、本明細書における原理による選択的な温度療法の少なくとも二つのゾーンを提供するための別の例示的な体外回路を示し、その体外回路は、図７Ｂに関連して記述された構成要素と同様の構成要素を含んでいる。しかし図７Ｃの体外システム７００”では、主ループの酸素供給器７１３は、局所的な注入器支流の後のループに沿って位置付けられており、したがって局所的な注入血液は直接酸素供給されない。非限定的な例では、酸素供給器７１３と熱交換器７１４は、組み合わされたユニットとすることができる。
図７Ａ〜図７Ｃのうちの任意の非限定的な例示的なシステムは、身体の領域に結合されて、身体内の独立して制御される二つの温度ゾーンの温度測定値を提供することができる温度センサを含むことができる。例えば少なくとも一つの温度センサが、第２のポートによって灌流される領域に配設又は他の態様で結合されてもよく、少なくとも一つの温度センサが、遠位注入器部材によって灌流される身体の局所領域に配設又は他の態様で結合されてもよい。第２のポートによって灌流される領域に配設又は他の態様で結合された少なくとも一つの温度センサは、平均的な中核体温、及び／又は身体の一部分の平均的なシステム温度を測定するように構成することができる。遠位注入器部材によって灌流される身体の局所領域に配設又は他の態様で結合された少なくとも一つの温度センサは、局所領域の温度を測定するように構成される。
図７Ａ〜図７Ｃのうちの任意の非限定的な例示的なシステムは、熱交換器のうちの少なくとも一つに結合された温度センサを含むことができる。
図７Ａ〜図７Ｃの原理による他の非限定的な例示的なシステムは、透析、酸素供給、精製、薬物学的操作、光分解、又は血液に有用であり得る他の手順などであるがこれらに限定されない他の手順を、血液に対して体外ループにおいて行うように構成することができる。これらの手順のうちの一つ以上は、主ループ又は支流のいずれかで行われてもよく、又は（ループ又は支流で行われる手順のうちの一つ以上の手順の量又は数が異なった状態で）両方で行われてもよい。
図７Ａ〜図７Ｃの非限定的な例では、主ループはＶＡループとして記述される。しかし他の例示的な実装形態では、主ループはＶＡループではなく、静静脈（ＶＶ）ループとすることができる。例示的なＶＶループでは、管脈構造の静脈側から、典型的には腸骨静脈又は下大静脈から血液が取り出され、典型的にはより高い又はより心臓に近い位置で大静脈に戻される。別の例では、ＶＶは、大腿部における単一の穿孔で実施されてもよく、単一の二重管腔カテーテルを使用して、ＶＶループの血液出力と戻りの両方を、それぞれがカテーテルの一つの管腔を使用して配置することができる。
本明細書における原理による例示的なシステムは、一つ以上の制御コンソールを含むことができる。例示的なコンソールは、例示的な体外システムの主ループ及び／又は局所的な支流のポンプ、熱交換器、及び／又は酸素供給器のうちの一つ以上に対する所望の設定を表す入力を受け取るように構成された一つ以上のユーザインターフェイスを含むことができる。例示的なコンソールは、ポンプ、熱交換器、及び／又は酸素供給器のうちの一つ以上に、異なる動作設定への変更を行わせる、及び／又はある期間にわたって特定の動作設定を維持させるためのプロセッサ実行可能な命令を実行するための一つ以上の処理ユニットを含むことができる。任意の例では、入力は、一つ以上のユーザインターフェイスにおいて、ユーザから又は別のコンピューティングデバイスから直接受け取られてもよい。例示的なコンソールは、一つ以上の処理ユニットを使用して実施され得るプロセッサ実行可能な命令を記憶するための少なくとも一つのメモリを含むことができる。例示的なコンソールは、システムの設定を表すデータ、及び／又はコンソールに結合された例示的なシステムを使用して一つ以上の手順を実行したことに基づいて得られた任意の測定データを、記憶及び／又は送信するように構成されてもよい。
図８Ａは、本明細書における原理による、コンソール８０２に結合された例示的な体外回路システム８００を示す。図７Ｂと同様に、図８Ａの体外システム８００は、第１のポート８１１を介して身体から血液を取り出し、ポンプ８１２、酸素供給器８１３、及び熱交換器８１４を使用して第２のポート８１５を介して血液を戻す主ＶＡ体外ループ８１０を含む。非限定的な例では、酸素供給器８１３及び熱交換器８１４は、組み合わされたユニットとすることができる。また例示的なシステム８００は、支流８１８に位置付けられた、制御された体積流量の血液を主回路から引き出し、独立した熱交換器８２０、第３のポート８２１、及び遠位注入器部材８２２を通してそれを身体の局所領域に注入するための容積式又は体積駆動式ポンプ８１６を含む。また図７Ｂの非限定的な例示的なシステムと同様に、注入器部材は、付加最小コンダクタンス構成要素８２６、及び圧力センサ対８２８を含む。図８Ａの例では、コンソール８０２は、支流８１８に位置付けられた容積式又は体積駆動式ポンプ８１６、及び圧力センサ対８２８に結合される。他の例では、コンソール８０２は、例示的なシステムのポンプ、熱交換器、及び／又は酸素供給器のうちの任意の一つ以上を含む、システムの異なる構成要素に結合されてもよい。
図８Ａの非限定的な例示的なシステムは、身体の領域に結合されて、身体内の独立して制御される二つの温度ゾーンの温度測定値を提供することができる温度センサを含むことができる。例えば少なくとも一つの温度センサが、第２のポートによって灌流される領域に配設又は他の態様で結合されてもよく、少なくとも一つの温度センサが、遠位注入器部材によって灌流される身体の局所領域に配設又は他の態様で結合されてもよい。第２のポートによって灌流される領域に配設又は他の態様で結合された少なくとも一つの温度センサは、平均的な中核体温、及び／又は身体の一部分の平均的なシステム温度を測定するように構成することができる。遠位注入器部材によって灌流される身体の局所領域に配設又は他の態様で結合された少なくとも一つの温度センサは、局所領域の温度を測定するように構成される。
例では、コンソール８０２は、オペレーティングコンソールとして構成することができる。この例では、オペレーティングコンソールは、熱交換器を駆動するための水冷却器／加熱器と、オペレーティングシーケンスの動作ステップを実施するためのユーザ命令を表示するように構成されたグラフィックユーザインターフェイスとを含むことができる。コンソール８０２のグラフィックユーザインターフェイスは、少なくとも一つの温度センサによって報告される温度測定値を中核身体目標範囲内にとどめるように調整するために第２のポートによって灌流される血液の温度を制御することを、体外回路に行わせるため、及び、少なくとも一つの温度センサが目標領域温度範囲内の温度測定値を報告できるように局所領域に注入される血液の温度を制御することを、体外回路に行わせるためのオペレーティングシーケンスを実施するように構成されてもよい。
例示的なコンソール８０２は、本明細書において記述される制御流分割システムを使用して、Ｇｂ及びＧｔｉｐの測定の実行を自動化するように構成されてもよい。受け取られた入力に基づいて、コンソールは、内側の流れ、及び注入部材上の圧力の値を示すデータを記録しながら、本明細書において記述された例のうちの任意の例の原理に応じて注入器部材の近位及び遠位コンダクタンスを測定する方法を自動的に行いやすくする、又はそれを可能にするために、注入流量の量を制御するための命令を、プロセッサに実行させることができる。そのような例示的なコンソール８０２は、制御流分割システムを自動化するように構成することができ、その場合、制御流分割システムは、完全な体外ループに結合された、又は図６Ａの例などであるがこれに限定されない体外体積流量供給源を有する別のカテーテルシステムに結合された注入器部材に適用される。
図８Ｂは、本明細書における原理によるコンソール８５２に結合された別の例示的なシステム８５０を示す。例示的なシステム８５０は、流量制御源８６０と、リザーバ８６２とを含む。非限定的な例として、例示的な流量制御源８６０及びリザーバ８６２は、シリンジ又はシリンジ駆動部とすることができるが、これらに限定されない。例示的なシステム８５０は、身体の局所領域に結合された遠位注入器部材８７２も含む。注入器部材８７２は、付加最小コンダクタンス構成要素８７６と、圧力センサ対８７８とを含む。図８Ｂの例では、コンソール８０２は、流量制御源８６０、及び圧力センサ対８７８に結合されている。図８Ｂの例では、流量制御源８６０及びリザーバ８６２は、（上述した例のうちの任意のものによる）制御流分割システムの二つのＦｔｉｐ設定を確立するために使用される。非限定的な例として、コンソールにおいて受け取られた命令に基づいた設定は、最初に例えば２分間５０ｍｌ／分でリザーバに向けて血液を抜き、次いで２分待機し、次いで２分間５０ｍｌ／分で血液を戻すものであってもよい。この非限定的な例では、これにより、Ｆｔｉｐ ＝ −５０ｍｌ／分、Ｆｔｉｐ ＝ ０、及びＦｔｉｐ ＝ ＋５０ｍｌ／分が確立される。例えばユーザ又は別のコンピューティングデバイスから、コンソール８５２において受け取られた入力に基づいて、入力において指定された設定に応じた任意の他の望ましい手順を行うように、命令を実行することができる。
本明細書における原理による例示的なシステムは、流体の流れを制御するための一つ以上のコントローラを含むことができる。例えば、一つ以上のコントローラは、注入器部材の遠位先端から出る流体の流れを制御するために注入部材に結合されてもよい。
本明細書における原理による例示的なシステムは、コンソールを含むことができる。図９は、少なくとも一つの処理ユニット９０７と、メモリ９０９とを含む例示的なコンソール９０５を示す。例示的なコンソールは、例えばデスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、サーバ、コンピューティングクラウド、それらの組合せ、又は本明細書における原理によるコントローラ又は他のシステムと電子通信することができる任意の他の適切なデバイスを含むことができる。例示的な処理ユニット９０７は、マイクロチップ、プロセッサ、マイクロプロセッサ、専用プロセッサ、特定用途向け集積回路、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、任意の他の適切なプロセッサ、又はこれらの組合せを含むことができるが、これらに限定されない。例示的なメモリ９０９は、ハードウエアメモリ、非一時的な有形媒体、磁気記憶ディスク、光ディスク、フラッシュドライブ、コンピュータデバイスメモリ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭなどであるがこれらに限定されないランダムアクセスメモリ、任意の他のタイプのメモリ、又はこれらの組合せを含むことができるが、これらに限定されない。
例では、コンソールはディスプレイユニット９１１を含むことができる。例示的なディスプレイユニット９１１は、ＬＥＤモニタ、ＬＣＤモニタ、テレビ、ＣＲＴモニタ、タッチスクリーン、コンピュータモニタ、タッチスクリーンモニタ、（スマートフォン、タブレット、又は電子ブックなどであるがこれらに限定されない）モバイルデバイスのスクリーン若しくはディスプレイ、及び／又は任意の他のディスプレイユニットを含むことができるが、これらに限定されない。
図１０Ａ〜図１０Ｂは、本明細書における原理による、例示的な流分割システム、又はカテーテル部材に結合された少なくとも二つの圧力センサを含む例示的なシステムを使用して実施することができる例示的な方法を示す。図１０Ａ〜図１０Ｂのステップのうちの一つ以上は、メモリに記憶された命令を実行する処理ユニットからのコマンド又は他の信号に基づいて、コントローラを使用して実施することができる。
図１０Ａは、注入器部材の遠位先端において注入される流体の流れを、時間間隔Ｔにわたって所定の流量パターンに制御するステップ（ステップ１００２）と、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサを使用して、時間間隔Ｔにわたって圧力測定値を記録するステップ（ステップ１００４）と、圧力測定値を示すデータ、及び所定の流量パターンを使用して、遠位先端における近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つを算出するステップ（ステップ１００６）とを含む例示的な方法を示す。遠位先端は、体外回路の注入器部材の一部分、又はカテーテル部材の一部分とすることができる。例では、流量パターンは、注入流量供給源を使用して制御することができる。例では、注入流量供給源はポンプとすることができる。
図１０Ｂは、本明細書における原理による、例示的な流分割システム、又はカテーテル部材に結合された少なくとも二つの圧力センサを含む例示的なシステムを使用して実施することができる別の例示的な方法を示す。ステップ１０５２では、注入器部材（又はカテーテル部材）の遠位先端において注入される血液の流れは、第１の時間間隔（ＴＡ）にわたって第１の一定流量に制御される。ステップ１０５４では、第１の時間間隔（ＴＡ）の間の少なくとも第１の圧力測定値（Ｐ１Ａ及びＰ１Ｂ）を記録するために、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサのそれぞれが使用される。ステップ１０５６では、注入器部材の遠位先端において注入される血液の流れは、第２の時間間隔（ＴＢ）にわたって、第１の一定流量とは異なる第２の一定流量に制御される。ステップ１０５８では、第２の時間間隔（ＴＢ）の間の少なくとも第２の圧力測定値（Ｐ２Ａ及びＰ２Ｂ）を記録するために、第１の圧力センサ、及び第２の圧力センサのそれぞれが使用される。ステップ１０６０では、第１の圧力測定値、第２の圧力測定値、第１の一定流量、及び第２の一定流量を示すデータを使用して、注入器部材（又はカテーテル部材）の遠位先端における近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つを算出するために、処理ユニットの少なくとも一つのプロセッサが使用される。
例では、例示的なコンソールは、算出に基づいて、近位外部コンダクタンス、又は遠位外部コンダクタンス、又はそれらの両方の指標を、ディスプレイユニットに表示させることができる。
例では、処理ユニットは、第１の時間間隔（ＴＡ）及び第２の時間間隔（ＴＢ）よりも遅い第３の時間間隔（ＴＣ）にわたる、近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つの予測を算出するようにさせられてもよい。
図１１は、本明細書における原理による動作を実施するために使用することができる例示的なコンピューティングデバイス１１１０のブロック図である。本明細書における任意の例では、コンピューティングデバイス１１１０は、コンソールとして構成することができる。わかりやすくするために、図１１は、図９の例示的なシステムの様々な要素も再び参照し、それらに関するさらなる詳細事項を提供している。コンピューティングデバイス１１１０は、例を実施するための一つ以上のコンピュータ実行可能な命令又はソフトウエアを記憶するための一つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体を含むことができる。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、ハードウエアメモリ、非一時的な有形媒体（例えば一つ以上の磁気記憶ディスク、一つ以上の光ディスク、一つ以上のフラッシュドライブ）などのうちの一つ以上のタイプを含むことができるが、これらに限定されない。例えばコンピューティングデバイス１１１０に含まれるメモリ９０９は、本明細書において開示された動作を実行するためのコンピュータ読み取り可能な若しくはコンピュータ実行可能な命令又はソフトウエアを記憶することができる。例えばメモリ９０９は、開示された動作（例えば、流れを制御すること、圧力センサ測定値を記録すること、又は算出を実行することを、コントローラに行わせること）のうちの様々な動作を実行するように構成されたソフトウエアアプリケーション１１４０を記憶することができる。コンピューティングデバイス１１１０は、メモリ９０９に記憶されたコンピュータ読み取り可能な若しくはコンピュータ実行可能な命令又はソフトウエア、及びシステムハードウエアを制御するための他のプログラムを実行するための、構成可能な及び／又はプログラム可能なプロセッサ９０７及び関連コア１１１４、並びに任意選択で、（例えばコンピュータデバイスが多数のプロセッサ／コアを有する場合には）一つ以上の追加的な構成可能な及び／又はプログラム可能な処理デバイス、例えばプロセッサ１１１２’、及び関連コア１１１４’も含むことができる。プロセッサ９０７及びプロセッサ１１１２’は、それぞれ単一のコアプロセッサ、又はマルチコア（１１１４及び１１１４’）プロセッサとすることができる。
コンソール内のインフラストラクチャ及びリソースを動的に共有することができるように、コンピューティングデバイス１１１０において仮想化が使用されてもよい。仮想マシン１１２４は、プロセスが多数のコンピューティングリソースではなく一つのコンピューティングリソースのみを使用しているかのように見えるように、多数のプロセッサ上で走っているプロセスをハンドリングするために提供されてもよい。多数の仮想化マシンを、一つのプロセッサで使用することもできる。
メモリ９０９は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭなどのコンピュータデバイスメモリ又はランダムアクセスメモリを含むことができる。メモリ９０９は、他のタイプのメモリ、又はそれらの組合せも含むことができる。
ユーザは、コンピュータモニタなどの視覚ディスプレイユニット１１２８を通してコンピューティングデバイス１１１０と対話することができ、その視覚ディスプレイユニット１１２８は、例示的なシステム及び方法により提供され得る一つ以上のユーザインターフェイス１１３０を表示することができる。コンピューティングデバイス１１１０は、ユーザからの入力を受け取るための他のＩ／Ｏデバイス、例えばキーボード又は任意の適切なマルチポイントタッチインターフェイス１１１８、ポインティングデバイス１１２０（例えばマウス）を含むことができる。キーボード１１１８及びポインティングデバイス１１２０は、視覚ディスプレイユニット１１２８に結合することができる。コンピューティングデバイス１１１０は、他の適切な従来型のＩ／Ｏ周辺機器を含むことができる。
コンピューティングデバイス１１１０は、本明細書において開示される動作を行うデータ及びコンピュータ読み取り可能な命令、並びに／又はソフトウエアを記憶するための、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は他のコンピュータ読み取り可能な媒体などの一つ以上の記憶デバイス１１３４も含むことができる。例示的な記憶デバイス１１３４は、例示的なシステム及び方法を実装するために必要な任意の適切な情報を記憶するための一つ以上のデータベースも記憶することができる。データベースは、データベースにおいて一つ以上の項目を加える、削除する、且つ／又はアップデートするために任意の適切なタイミングで手動又は自動によりアップデートすることができる。
コンピューティングデバイス１１１０は、一つ以上のネットワークデバイス１１３２を介して一つ以上のネットワーク、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、又は標準電話回線、ＬＡＮ若しくはＷＡＮリンク（例えば８０２．１１、Ｔ１、Ｔ３、５６ｋｂ、Ｘ．２５）、ブロードバンド接続（例えばＩＳＤＮ、フレームリレー、ＡＴＭ）、ワイヤレス接続、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、若しくは前述したもののいずれか又はすべての何らかの組合せを含むがこれらに限定されない様々な接続を通したインターネット、と対話するように構成されたネットワークインターフェイス１１２２を含むことができる。ネットワークインターフェイス１１２２は、ビルトインネットワークアダプタ、ネットワークインターフェイスカード、ＰＣＭＣＩＡネットワークカード、カードバスネットワークアダプタ、ワイヤレスネットワークアダプタ、ＵＳＢネットワークアダプタ、モデム、又は通信可能であり、本明細書において記述される動作を行うことが可能な任意のタイプのネットワークに対するコンピューティングデバイス１１１０のインターフェイスになるのに適した任意の他のデバイスを含むことができる。さらにコンピューティングデバイス１１１０は、ワークステーション、デスクトップコンピュータ、サーバ、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットコンピュータ、又は通信可能であり、本明細書において記述される動作を行うのに充分なプロセッサパワー及びメモリ容量を有する他の形態のコンピューティングデバイス若しくは通信デバイスなどの任意のコンピュータデバイスとすることができる。
コンピューティングデバイス１１１０は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステムの任意のバージョン、Ｕｎｉｘ及びＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステムの異なるリリース、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈコンピュータ用ＭａｃＯＳ（登録商標）の任意のバージョン、任意の埋め込まれたオペレーティングシステム、任意のリアルタイムオペレーティングシステム、任意のオープンソースオペレーティングシステム、任意のプロプライエタリオペレーティングシステム、又はコンソール上で走ることができ、本明細書において記述される動作を行うことができる任意の他のオペレーティングシステムのうちの任意のものなど、任意のオペレーティングシステム１１２６を走らせることができる。いくつかの例では、オペレーティングシステム１１２６は、ネイティブモード又はエミュレーションにおいて走らせることができる。例では、オペレーティングシステム１１２６は、一つ以上のクラウドマシンインスタンス上で走らせることができる。
非限定的な例では、本明細書における原理によるコンピューティングデバイスは、（ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）フォン、又はＢｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）などであるがこれらに限定されない）スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップ、スレートコンピュータ、（ＸＢＯＸ（登録商標）、Ｐｌａｙｓｔａｔｉｏｎ（登録商標）、又はＷｉｉ（登録商標）などであるがこれらに限定されない）電子ゲームシステム、電子リーダ（ｅ−リーダ）、及び／又は他の電子リーダ若しくはハンドヘルドコンピューティングデバイスのうちの任意の一つ以上を含むことができる。
本明細書における任意の例では、本明細書における少なくとも一つの方法は、コンピュータプログラムを使用して実施することができる。プログラム、ソフトウエア、ソフトウエアアプリケーション、スクリプト、アプリケーション又はコードとしても知られているコンピュータプログラムは、コンパイラ型又はインタプリタ型言語、宣言型又は手続き型言語を含むプログラミング言語のうちの任意の形式で記述することができ、コンピュータプログラムは、スタンドアロンプログラムとして、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、オブジェクト、若しくはコンピューティング環境で使用するのに適した他のユニットとしての形式を含む任意の形式で展開することができる。コンピュータプログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応してもよいが、そうではなくてもよい。プログラムは、他のプログラム又はデータを保持するファイルの一部分に記憶されてもよく（例えばマークアップ言語ドキュメントに記憶された一つ以上のスクリプト）、当該プログラム専用の単一のファイルに記憶されてもよく、又は多数のコーディネートされたファイル（例えば、一つ以上のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部を記憶するファイル）に記憶されてもよい。コンピュータプログラムは、一つのコンピュータ上若しくは一つの場所に位置付けられた多数のコンピュータ上で実行されるように展開されてもよく、又は多数の場所にわたって分散されて通信ネットワークによって相互接続されるように展開されてもよい。
例示的なコンピューティングデバイスは、本明細書において記述されるように、温度センサデータ、圧力センサデータを分析すること、及びコンダクタンスを算出することなどの機能を実行するためのアプリケーション（「Ａｐｐ」）を含むことができる。非限定的な例では、Ａｐｐは、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）と互換性のあるシステム用＊．ａｐｋファイル、又はｉＯＳ（登録商標）と互換性のあるシステム用＊．ａｐｐファイルとしてダウンロードされるように構成することができる。
本明細書における原理による例示的なコンソールは、参照により本明細書に組み込まれる国際（ＰＣＴ）特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３３５２９号に記述されるものなどの動作シーケンスのための制御手順を実施するために使用することができる。例えばコンソールは、ユーザインターフェイスを含むディスプレイ、及び熱交換器を駆動するための冷却器／加熱器を含むことができる。例示的なコンソールは、平均的な中核体温及び／又は第２のポートを用いて灌流される身体の一部分の平均的なシステム温度を測定するように位置付けられた少なくとも一つの第１の温度センサと、注入器部材によって灌流される局所領域の温度を測定するように位置付けられた少なくとも一つの第２の温度センサとに結合することができる。ユーザインターフェイスは、オペレーティングシーケンスの動作ステップを実施するためのユーザ命令を表示するように構成される。非限定的な例示的なコンソールは、動作の全段階において温度帯が装置において設定され、センサ温度が各段階中の目標範囲から外れるようにドリフトした場合に、より低い温度に調整するようにオペレータに警告することができるように、半自動的な制御手順を実施するように本明細書において定義されたユーザインターフェイス及びコンピューティングデバイスを含むことができる。非限定的な例示的なコンソールは、動作の全段階において温度帯が装置において設定され、センサ温度が各段階中の目標範囲から外れるようにドリフトした場合に、より低い温度に自動的に調整するようにシステムを構成することができるように、全自動的な制御手順を実施するように本明細書において定義されたユーザインターフェイス及びコンピューティングデバイスを含むことができる。
本明細書における例示的なシステム及び方法は、国際（ＰＣＴ）特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３３５２９号に記述されるものなどのように、局所性又は全身性の虚血性傷害又は循環損傷を患う患者に対する処置手順の少なくとも一部分を行うために、身体の少なくとも一部分の二つの異なる温度ゾーンを確立する及び制御するために使用することができる。例示的な方法は、全身灌流体外回路（ＳＰＥＣ）を、末梢に配置されたループを用いて身体に結合するステップと、管脈構造内を流れる血液に対する局所灌流体外回路（ＬＰＥＣ）を、身体の局所目標領域（脳などであるがこれに限定されない）に結合するステップとを含むことができる。ＳＰＥＣは、管脈構造内を流れる血液に接触するＳＰＥＣ入力流れポート及びＳＰＥＣ出力流れポートと、ＳＰＥＣポンプと、ＳＰＥＣ熱交換器とを含むことができる。ＬＰＥＣは、管脈構造内を流れる血液に接触するＬＰＥＣ入力流れポート及びＬＰＥＣ出力流れポートと、ＬＰＥＣポンプと、ＬＰＥＣ熱交換器とを含むことができる。ＬＰＥＣ入力流れポートは、身体の局所目標領域を灌流するために配設される。方法は、ＳＰＥＣによって灌流される身体の平均的な中核体温、及び／又は平均的なシステム温度を測定するための少なくとも一つのＳＰＥＣセンサを位置付けるステップと、ＬＰＥＣによって灌流される局所目標領域の温度を測定するための少なくとも一つのＬＰＥＣセンサを位置付けるステップと、少なくとも最小のオペレーティングシーケンスのうちの動作ステップを実行するステップと、少なくとも一つのＬＰＥＣセンサ及び少なくとも一つのＳＰＥＣセンサの測定値を記録するため、並びにＳＰＥＣ及びＬＰＥＣそれぞれの血液流量と熱交換器温度とを独立して制御するための制御手順を実施するステップとを含むことができる。ＬＰＥＣは、管脈構造内を流れる血液に接触するように配設された遠位先端を含む注入器部材を含むことができ、ＬＰＥＣの注入器部材は、身体の局所目標領域を灌流するために配設される。ＬＰＥＣは、本明細書において記述される原理よる付加最小コンダクタンス構成要素、又は制御流分割システム、又はそれらの両方を含むことができる。ＬＰＥＣが制御流分割システムを含む例では、ＬＰＥＣポンプが、制御流分割システムのための注入流量供給源としての役割を果たすことができる。
ＬＰＥＣ入力流れポートは、左総頸動脈、右頸動脈、又はこれらの位置のうちの一つの下流にある動脈のいずれかに接触して配設することができる。
例では、制御手順は、ＳＰＥＣ温度センサによって報告される温度測定値を目標中核体温範囲内にとどめるように調整するためにＳＰＥＣによって注入される血液の温度を制御することを、ＳＰＥＣに行わせることができ、一つ以上のＬＰＥＣ温度センサが目標領域温度値の特定のパターンにしたがって温度測定値を報告できるように目標領域に注入される血液の温度を制御することを、ＬＰＥＣに行わせることができる。ＳＰＥＣ温度センサは、膀胱温度センサ、又は直腸温度センサのうちの一つ以上とすることができる。
別の例では、制御手順は、一つ以上のＳＰＥＣ温度センサが約３２℃から約３７℃未満の範囲内の平均温度を示すように、身体の全身温度を調節することを、ＳＰＥＣに行わせることができ、一つ以上のＬＰＥＣ温度センサが約３０℃未満の温度を示すように、目標領域に向かう血液の温度を制御することを、ＬＰＥＣに行わせることができる。制御手順は、平均温度が約３２℃未満に下がらないように血液の温度を上げることを、ＳＰＥＣに行わせることができる。制御手順は、約１０℃〜約３０℃の範囲内の値に血液の温度を下げることを、ＬＰＥＣに行わせることができる。
本明細書における任意の例示的なシステムは、制御手順を実行するようにプログラムされた制御システムを含むことができる。例えば制御システムは、ＬＰＥＣポンプ及びＬＰＥＣ熱交換器における流量及び温度を、ＳＰＥＣポンプの流量とは無関係に設定するようにプログラムされてもよい。制御システムは、目標領域に向かう血液の温度を自動的に、又は手入力に基づいて制御することを、ＬＰＥＣに行わせるようにプログラムされてもよい。制御システムは、平均温度が約３２℃未満に下がらないように血液の温度を上げることを、ＳＰＥＣに行わせるようにプログラムされてもよい。制御システムは、約１０℃〜約３０℃の範囲内の値に血液の温度を下げることを、ＬＰＥＣに行わせるようにプログラムされてもよい。
結論
様々な本発明の実施形態が、本明細書において記述され示されたが、当業者であれば、本明細書において記述された機能を実施するための、並びに／又は、結果及び／若しく利点のうちの一つ以上を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に想像することができ、そのような変形形態及び／又は修正形態のそれぞれは、本明細書において記述される本発明の実施形態の範囲内にあるとみなされる。より全体的には、本明細書において記述されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示的であることが意図されること、及び実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、本発明の教示が用いられる特定の適用に応じて変わることを、当業者は容易に理解するであろう。当業者は、慣例の範囲内の実験を用いて、本明細書において記述される本発明の特定の実施形態の多くの等価物を認識し、又はそれらを確認することができる。したがって、前述の実施形態は例としてのみ提示されており、添付の請求項及びその等価物の範囲内で、本発明の実施形態は、具体的に記述され特許請求されたものとは異なる態様で実施されてもよいことを、理解すべきである。本開示における本発明の実施形態は、本明細書において記述されるそれぞれの個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。さらに、このような二つ以上の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組合せは、これらの特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾しない場合、本開示の発明の範囲に含まれる。
上述した本発明の実施形態は、様々なやり方のうちの任意のやり方で実施することができる。例えば、いくつかの実施形態は、ハードウエア、ソフトウエア、又はそれらの組合せを用いて実施されてもよい。実施形態の任意の態様が、少なくとも部分的にソフトウエアにおいて実施されるとき、ソフトウエアコードは、単一のコンピュータに提供されるか、又は多数のコンピュータ間で分散されるかに関わらず、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの集まりにおいて実行されてもよい。
この点に関して、本明細書の様々な態様は、一つ以上のコンピュータ又は他のプロセッサ上で実行されたときに、上述した技術の様々な実施形態を実施する方法を実行する一つ以上のプログラムで符号化されたコンピュータ読み取り可能な媒体（又は複数のコンピュータ読み取り可能な媒体）（例えば、コンピュータメモリ、一つ以上のフロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ若しくは他の半導体デバイス内の回路構成、又は他の有形コンピュータ記憶媒体若しくは非一時的な媒体）として少なくとも部分的に具体化されてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、そこに記憶されたプログラムを一つ以上の異なるコンピュータ又は他のプロセッサにロードして、前述した本技術の様々な態様を実施することができように、移動可能とすることができる。
「プログラム」又は「ソフトウエア」という用語は、本明細書において、前述した本技術の様々な態様を実施するようにコンピュータ又は他のプロセッサをプログラムするために使用され得る任意のタイプのコンピュータコード又はコンピュータ実行可能な命令を指すための一般的な意味で使用される。さらに、本実施形態の一態様によれば、実行されたときに本技術の方法を行う一つ以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータ又はプロセッサ上にある必要はなく、多数の異なるコンピュータ又はプロセッサ間でモジュラ様式で分散されて、本技術の様々な態様を実施してもよいことが、理解されるべきである。
コンピュータ実行可能な命令は、一つ以上のコンピュータ又は他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなどの多くの形態であってもよい。概してプログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、又は特定の抽象データタイプを実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。典型的には、プログラムモジュールの機能性は、様々な実施形態で望まれるように組み合わされてもよく、又は分配されてもよい。
また、本明細書において記述される技術は、方法として具体化されてもよく、その方法のうちの少なくとも一つの例が提供されている。方法の一部として実行される行為は、任意の適切なやり方で順序付けられてもよい。したがって実施形態は、示されるものとは異なる順序で行為が実行される実施形態が構築されてもよく、その実施形態は、例示的な実施形態では一連の行為として示されていても、いくつかの行為を同時に実行するステップを含んでもよい。
本明細書において定義され使用されるすべての定義は、辞書による定義、参照により組み込まれた文書における定義、及び／又は定義された用語の通常の意味に優先すると理解されるべきである。
明細書及び請求項において使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、明示的にそうでないことが示されない限り、「少なくとも一つ」を意味するものとして理解すべきである。
明細書及び請求項において使用される「及び／又は」という表現は、これによって接続される要素のうちの「いずれか又は両方」を意味する、すなわち接続的に存在することも離接的に存在することもある要素を意味すると理解すべきである。「及び／又は」で列挙された複数の要素は、同じ態様で、すなわちこれによって接続される要素のうちの「一つ以上」と解釈されるべきである。「及び／又は」節によって具体的に特定される要素以外に、これらの具体的に特定される要素に関係するか又は無関係かに関わらず、他の要素が任意選択で存在してもよい。したがって、非限定的な例として、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などのオープンエンドな言葉と併せて使用されるとき「Ａ及び／又はＢ」という参照は、例えば、一実施形態ではＡだけを指すことができ（任意選択でＢ以外の要素を含む）、別の実施形態ではＢだけを指すことができ（任意選択でＡ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態では、ＡとＢの両方を指すことができる（任意選択で他の要素を含む）。
明細書及び請求項において使用されるとき、「又は」は、上記で定義された「及び／又は」と同じ意味を有するものと理解すべきである。例えば、リスト内の項目を分けるとき、「又は」又は「及び／又は」は包括的なものとして解釈されるべきであり、すなわち多数の要素又は要素のリストのうちの少なくとも一つを含むが、同時にそれらのうちの二つ以上、及び任意選択で、リストにない追加的な項目も含むものとして解釈されるべきである。そうではないことを明示的に示す「〜のうちの一つのみ」、又は「〜のうちの正確に一つの」などの用語、又は請求項において使用される場合の「〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」のみが、多数の要素又は要素のリストのうちの正確に一つの要素が含まれることを指すことになる。「いずれか」、又は「〜のうちの一つ」、又は「〜のうちの一つのみ」、又は「〜のうちの正確に一つ」などの排他的な用語が先行する場合には、概して本明細書において使用される「又は」という用語は、唯一の選択肢（すなわち「一方又は他方だが両方ではない」）を示すものとしてのみ解釈されるものとする。「本質的に〜から成る」は、請求項において使用されるとき、特許法の分野において使用される通常の意味を有するものとする。
明細書及び請求項において使用されるとき、一つ以上の要素のリストを参照する「少なくとも一つ」という表現は、要素のリストのうちの任意の一つ以上の要素から選択された少なくとも一つの要素を意味すると理解すべきであるが、要素のリストに具体的に列挙された一つ一つの要素のうちの少なくとも一つを必ずしも含む必要はなく、要素のリスト内の要素の任意の組合せを排除するものでもない。この定義はさらに、「少なくとも一つ」という表現が参照する要素のリスト内で具体的に特定されている要素以外の要素が、それらの具体的に特定された要素に関係するか又は無関係かに関わらず、任意選択で存在し得ることを許容する。したがって非限定的な例として、例えば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも一つ」（又は同じことであるが「Ａ又はＢのうちの少なくとも一つ」、又は同じことであるが「Ａ及び／又はＢのうちの少なくとも一つ」）は、一実施形態では、任意選択でＢが存在しない状態で二つ以上のＡを含む少なくとも一つ（及び任意選択でＢ以外の要素を含む）を指すことができ、別の実施形態では、任意選択でＡが存在しない状態で二つ以上のＢを含む少なくとも一つ（及び任意選択でＡ以外の要素を含む）を指すことができ、さらに別の実施形態では、任意選択で二つ以上のＡを含む少なくとも一つ、及び任意選択で二つ以上のＢを含む少なくとも一つ（及び任意選択で他の要素を含む）を指すことができる。
請求項、並びに上記の明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「担持する（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「保持する（ｈｏｌｄｉｎｇ）」、「から構成される（ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ）」などのすべての移行句は、オープンエンドであるものとして、すなわち含むがそれに限定されないという意味であると理解されるべきである。米国特許庁の特許審査手続便覧第２１１１．０３節に記載されるように、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」及び「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という移行句のみが、それぞれクローズな移行句又はセミクローズな移行句とみなされる。

Claims (11)

  1. 遠位先端と、管腔と、前記管腔の最端部によって形成された前記遠位先端の出口開口部と、を有するシャフトを備えるカテーテル部材と、
    制御分割流システムであって、
    前記遠位先端における前記出口開口部に近接して配設された少なくとも第１の圧力センサ、
    前記遠位先端から近位に、前記シャフトの外側表面に配設された少なくとも第２の圧力センサ、及び
    前記カテーテル部材に結合された、前記管腔内で所定の流量パターンで注入流れを生じさせるための注入流量供給源、を備える制御流分割システムと、
    コンソールであって、
    ディスプレイユニット、及び
    少なくとも一つの処理ユニットであって、
    前記少なくとも第１の圧力センサ及び前記少なくとも第２の圧力センサを使用した圧力測定値に基づいてコンダクタンスの値を算出すること、及び
    前記コンダクタンスの値の指標を前記ディスプレイユニットに表示させるための信号を生成すること
    を行うようにプログラムされた少なくとも一つの処理ユニット、を備えるコンソールと、を備える、血管の部分における血液のコンダクタンスを定量化するためのシステム。
  2. 前記少なくとも一つの処理ユニットが、
    前記所定の流量パターンで前記遠位先端において注入される血液の流れがある状態で時間間隔Ｔにわたる前記圧力測定値を示すデータを受け取ること、及び
    前記圧力測定値を示すデータ及び前記所定の流量パターンを使用して、前記遠位先端における近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つとして、前記コンダクタンスを算出すること
    を行うようにプログラムされた、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記所定の流量パターンが、第１の時間間隔ｔ１＜Ｔにわたる第１の一定流量と、前記第１の時間間隔の後の第２の時間間隔ｔ２＜Ｔにわたる、前記第１の一定流量とは異なる第２の一定流量とを備える、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記少なくとも一つの処理ユニットが、
    前記遠位先端において注入される流体の流れを、前記第１の時間間隔ｔ１にわたって前記第１の一定流量に制御すること、及び
    前記遠位先端において注入される流体の流れを、前記第２の時間間隔ｔ２にわたって前記第２の一定流量に制御すること、を
    前記注入流量供給源に行わせるようにさらにプログラムされた、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記少なくとも一つの処理ユニットが、
    前記第１の圧力センサ及び前記第２の圧力センサを使用した前記第１の時間間隔ｔ１にわたる第１の圧力測定値を記録すること、及び
    前記第１の圧力センサ及び前記第２の圧力センサを使用した前記第２の時間間隔ｔ２にわたる第２の圧力測定値を記録すること
    を行うようにさらにプログラムされた、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記少なくとも一つの処理ユニットが、前記第１の時間間隔及び前記第２の時間間隔よりも遅い第３の時間間隔にわたる、近位外部コンダクタンス又は遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つの予測を算出するようにさらにプログラムされた、請求項３に記載のシステム。
  7. 前記遠位先端における前記近位外部コンダクタンス又は前記遠位外部コンダクタンスのうちの前記少なくとも一つが、前記第１の圧力測定値、前記第２の圧力測定値、前記第１の一定流量、及び前記第２の一定流量を示すデータを使用して算出される、請求項５に記載のシステム。
  8. 前記コンソールが、前記近位外部コンダクタンス又は前記遠位外部コンダクタンスのうちの少なくとも一つの指標を表示するためのディスプレイユニットをさらに備える、請求項２に記載のシステム。
  9. 前記注入流量供給源が、前記遠位先端において注入される流体が段階関数に応じて流れるように前記流れを制御するように構成された体積流れコントローラである、請求項１に記載のシステム。
  10. 前記少なくとも第２の圧力センサが、約１．０ｃｍより大きい距離だけ前記遠位先端から近位に配設されている、請求項１に記載のシステム。
  11. 前記少なくとも一つの処理ユニットが、前記遠位先端において流体に加えられる薬物又は薬剤のうちの少なくとも一つの混合遠位流れ内での濃度を、前記薬物又は薬剤のうちの少なくとも一つの量の値、及び前記コンダクタンスのうちの少なくとも一つに基づいて、算出するようにさらにプログラムされた、請求項１０に記載のシステム。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240065560A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 Honeywell International Inc. Lumen design within intravenous tube to transmit blood pressure wave for invasive blood pressure monitoring

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0248632B1 (en) * 1986-06-06 1992-04-15 Ivac Corporation Intravenous fluid flow monitor
US5014715A (en) * 1988-11-22 1991-05-14 Chapolini Robert J Device for measuring the impedance to flow of a natural or prosthetic vessel in a living body
US5423323A (en) * 1993-08-30 1995-06-13 Rocky Mountain Research, Inc. System for calculating compliance and cardiac hemodynamic parameters
US5803917A (en) * 1994-09-13 1998-09-08 Alaris Medical Systems, Inc. Fluid flow resistance monitoring system
JP2002143109A (ja) * 2000-11-13 2002-05-21 Natl Space Development Agency Of Japan 小動物埋設用心室容積および心室圧同時連続測定テレメトリー装置
WO2002066102A1 (fr) * 2001-02-22 2002-08-29 Terumo Kabushiki Kaisha Pompe a seringue et procede d'alimentation liquide
CA2512854C (en) * 2002-06-28 2010-02-09 Alza Corporation A reservoir for use in electrotransport drug delivery
US20040167385A1 (en) * 2002-12-18 2004-08-26 Rioux Robert F. Catheter based sensing for intraluminal procedures
US7204798B2 (en) * 2003-01-24 2007-04-17 Proteus Biomedical, Inc. Methods and systems for measuring cardiac parameters
WO2006132571A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Dilab I Lund Ab Pressure measurements in automatic taking of specimens
AU2011267975A1 (en) * 2010-06-13 2013-01-10 Angiometrix Corporation Methods and systems for determining vascular bodily lumen information and guiding medical devices
JP5922111B2 (ja) * 2010-06-23 2016-05-24 ピーツー−サイエンス・エペイエス 充血剤注入と同時に血圧測定を行う診断目的の動脈用複合カテーテル
JP2014522713A (ja) * 2011-08-10 2014-09-08 カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド 頚部インピーダンスを使用する生理学的パラメータの判定
US9320851B2 (en) * 2013-02-07 2016-04-26 Medizinische Universitaet Graz Infusion arrangement and method
US9913585B2 (en) * 2014-01-15 2018-03-13 Medtronic Vascular, Inc. Catheter for providing vascular pressure measurements

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