JP7496813B2 - 動脈閉塞の遠位側の組織に灌流するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Description
1.粘度、
2.[O2]、[CO2]
3.温度、
4.カテーテルのコンプライアンス、抵抗、および
5.注入体積対圧力曲線。
1)灌流される組織量。
2)自動調節曲線の形状。
3)完全な組織量対機能不全の自動調節。
4)組織の血管コンプライアンス。
5)臨界閾値の推定値。
1.組織への灌流パラメータを制御し、
2.安全な臨界閾値内であり、
3.重要な変化がないか監視し、それに応じて調整し得る。
CBF=4.79×10-5 P3-1.74×10-2 P2+2.51P-38.8-1.74×10-2 P2+2.51P-38.8
である。
以下について計算する:
・脳灌流のcc、CBFを判定
・生理食塩水、温度37.8℃、[O2]と不変で灌流するときに、
・Q/P曲線の初期部分からのデータの場合
・Q/P曲線を考慮
以下のことを考慮する:
a)開示されたデバイスによって測定される際、Qbulk=P*Lπ(r)4/8η灌流液
b)実験文献から既知であるように、
c)L、π(r)4/8は、両方の式において同じである。
i)L、rは、自動P/V曲線の両端で同じであり、血管の半径および長さが最大に拡張する。
ii)Qcbf/P曲線の形状は、正常条件下で既知である[η=3.6、[O2]>4cc/100ccの脳、温度=37.8、完全な自動調節などを有する血液に対して]
(1)自動調節を有する組織の場合、初期(P=1~75mmHg)および最終P>175mmHgの傾斜が最大拡張と一致。
(2)自動調節を有する組織の場合、曲線の中間部分(175>P>75mmHg)の傾斜がゼロである
(3)自動調節なし、またはO2なしの組織の場合、傾斜は最大拡張でP範囲全体の傾斜と同様である。
d)約=
55cc/分/75mmHg/脳の100ccの初期および最終のQcbf/P傾斜。
e)脳の1単位の圧力および体積当たりの血流/分の化合物傾斜=
0.0074cc/分/1mmHg/1cc脳
これは、システムの最大傾斜を表すことに留意されたい。
f)η灌流液は既知であり、生理食塩水は0.9cp、または血液の1/4である。
流れる生理食塩水を1/4の粘度で補正すると、同じ圧力での流量または脳の灌流量が4×増加する。
しかし、血管が最大に拡張されているため、脳の灌流量は同じ圧力で増加するか、または圧力は同じ灌流で減少しなければならない。
4*0.0074cc/分/1mmHg/1cc脳≠0.0296cc/分/1mmHg/1cc脳であるため、
g)4*0.0074cc/分/1mmHg/1cc脳は、
(1)(0.0074cc/分/0.25mmHg/1cc脳)=
(2)0.0074cc/分/1mmHg/4cc脳でなくてはならない。
h)これを使用して、所与の圧力勾配で血液の1/4の粘度を有する注入剤で灌流される脳の体積を判定することができる。
(Qbulk/P)/(0.0074cc/分/0.25mmHg/1cc脳)=灌流される脳のcc
i)例:血管が37.8℃の生理食塩水で注入され、次のもの
Qbulk/P=(20cc/分)/(10mmHg)を与える場合、
脳の体積
=(20cc/分)/(10mmHg)/((0.0074cc/分)/(0.25mmHg/1cc脳))
=67.6cc脳であり、
cc/分/100cc脳におけるCBFは、
=(20cc/分)/(67.6cc/100cc脳)
=29.6cc/分/100cc脳/
脳は、37.8℃で利用可能な4cc O2/100cc脳/分を必要とすることを考慮する。これは、すべての溶解したO2が利用可能であることを前提としており、これは、生理食塩水の簡略化であるが、概算近似である血液については利用可能ではないことに留意されたい。O2含有量は、溶解時間分圧によって計算することができる。したがって、虚血閾値は0.04cc O2/1cc脳/分であり、67.6cc脳は(67.6cc脳)×(0.04cc O2/1cc脳/分)を必要とするか、またはこの流量でのこの組織の虚血閾値は、注入生理食塩水が[O2]=2.7ccを有することを必要とする。約0.034cc [O2]/100ccの生理食塩水であることを考慮すると、注入生理食塩水中に0.0034cc [O2]/1cc生理食塩水×67.6cc脳=0.23ccである。したがって、2.7ccの虚血閾値は、注入されている0.23cc O2/分/1cc脳によって満たされない。虚血閾値が満たされない場合、Q/V曲線の傾斜は変わらない。
Claims (8)
- 流量を自動調節する脳組織における閉塞の遠位側の血管を灌流するためのシステムであって、
挿入デバイスおよび流体リザーバに結合されたポンプであって、前記ポンプが、それらとともに前記流体リザーバ内に格納された注入剤を血管内の閉塞の遠位側にある前記挿入デバイスに供給するように動作可能である、ポンプと、
前記ポンプに動作可能に結合されたコントローラと、
前記コントローラに動作可能に結合され、前記遠位側の前記血管内の流量と圧力とを測定可能な圧力および流量測定デバイスを少なくとも有するセンサを含み、前記コントローラが、それに関連付けられたメモリを有し、前記メモリが、命令セットを記憶し、前記命令セットが、実行されるときに、前記コントローラに所定のアルゴリズムを使用させて、
所定の注入パラメータを有する前記注入剤を所定の初期圧力範囲で注入させ、前記センサからのフィードバックに基づいて、前記血管内における前記注入剤の単位時間あたりの流量注入体積対圧力を判定し、前記灌流される脳組織の体積を計算することと、
前記灌流される脳組織の体積と、前記初期圧力範囲での前記注入剤の流量のデータとに基づき、前記遠位側の初期スロープ、平坦域、および最終傾斜によって特徴付けられる前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりの流量の圧力に対する変化を示す自動調節曲線、及び虚血閾値を計算することと、
前記センサからのリアルタイムのフィードバックに基づいて、前記遠位側の前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりの流量を前記自動調節曲線の傾斜、平坦域で前記ポンプを制御し、前記虚血閾値を満たすように制御することと、を行わせ、
前記注入パラメータは、注入粘度、前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりのO 2 、CO 2 含有量、および温度のうちの、少なくとも前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりのO 2 含有量を含み、
前記虚血閾値は、前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりの十分に酸素化された所定量の血液が有するO 2 含有量を理想化閾値として、
前記虚血閾値は、前記理想化閾値と、前記脳組織の体積と前記脳組織の単位体積との比と、を乗算した値であり、前記虚血閾値を超えるように、前記注入パラメータを有する前記注入剤の流量が制御される、システム。 - 前記挿入デバイスが、カテーテルである、請求項1に記載のシステム。
- 前記センサは、前記カテーテルの遠位端で前記注入剤の温度を測定するための少なくとも1つの温度センサを含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記センサは、前記カテーテルの遠位端で注入剤流量を測定するための少なくとも1つのセンサを含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記システムの動作パラメータに関してユーザ入力を受信するための入力デバイスを含む、請求項1に記載のシステム。
- 出力デバイスを含み、前記コントローラが、前記脳組織の体積、及び前記注入パラメータに基づき計算した組織パラメータを含むグラフィックユーザインターフェースを前記出力デバイスに表示するようにさらに動作可能である、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラが、前記挿入デバイス、前記ポンプ、または前記流体リザーバの遠位端で測定される、注入温度、注入圧力、注入流量、および注入[O2]のうちの少なくとも1つを前記出力デバイスで表示するようにさらに動作可能である、請求項6に記載のシステム。
- 流量を自動調節する脳組織における閉塞の遠位側の血管を灌流するためのシステムであって、
カテーテルおよび流体リザーバに結合されたポンプであって、前記ポンプが、それらとともに前記流体リザーバに格納された注入剤を、血管内の閉塞の遠位側の前記カテーテルに供給するように動作可能である、ポンプと、
前記ポンプに動作可能に結合されたコントローラと、
前記コントローラに動作可能に結合され、前記遠位側の前記血管内の流量と圧力とを測定可能な圧力および流量測定デバイスを少なくとも有するセンサを含み、前記コントローラが、それに関連付けられたメモリを有し、前記メモリが、命令セットを記憶し、前記命令セットが、実行されるときに、前記コントローラに所定のアルゴリズムを使用させて、
所定の注入パラメータを有する前記注入剤を所定の初期圧力範囲で増加させ、前記センサからのフィードバックに基づいて、前記血管内における前記注入剤の単位時間あたりの流量注入体積対圧力を判定し、前記灌流される脳組織の体積を計算することと、
前記灌流される脳組織の体積と、前記初期圧力範囲での前記注入剤の流量のデータに基づき、前記遠位側の初期スロープ、平坦域、および最終傾斜によって特徴付けられる前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりの流量の圧力に対する変化を示す自動調節曲線、及び虚血閾値を計算することと、
前記センサからのリアルタイムのフィードバックに基づいて、前記遠位側の前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりの流量を前記自動調節曲線の傾斜、平坦域で前記ポンプを制御し、前記虚血閾値を満たすように制御することと、を行わせ、
前記注入パラメータは、注入粘度、前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりのO 2 、CO 2 含有量、および温度のうちの、少なくとも前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりのO 2 含有量を含み、
前記虚血閾値は、前記脳組織の単位体積及び単位時間あたりの十分に酸素化された所定量の血液が有するO 2 含有量を理想化閾値として、
前記虚血閾値は、前記理想化閾値と、前記脳組織の体積と前記脳組織の単位体積との比と、を乗算した値であり、前記虚血閾値を超えるように、前記注入パラメータを有する前記注入剤の流量が制御される、システム。
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