WO2013133425A1 - 心臓矯正ネット - Google Patents

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WO2013133425A1
WO2013133425A1 PCT/JP2013/056512 JP2013056512W WO2013133425A1 WO 2013133425 A1 WO2013133425 A1 WO 2013133425A1 JP 2013056512 W JP2013056512 W JP 2013056512W WO 2013133425 A1 WO2013133425 A1 WO 2013133425A1
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WO
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heart
range
correction net
net
knitting
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PCT/JP2013/056512
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利明 秋田
昌 山部
雅宏 瀬戸
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学校法人金沢医科大学
学校法人金沢工業大学
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    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2509/00Medical; Hygiene
    • D10B2509/08Hernia repair mesh

Definitions

  • the present invention relates to a heart correction net attached to the outside of the heart for the treatment of heart diseases.
  • This heart correction net is a net formed by forming a mesh-structured cloth into a cup shape.
  • Such a heart correction net is attached to the outside of an enlarged heart of a heart failure patient in order to further suppress heart expansion (heart remodeling) and prevent deterioration of heart failure.
  • the heart correction net described in Patent Document 1 is designed based on a relatively large heart so that it can be worn regardless of the size of the heart. For this reason, during the operation, it is necessary to excise and suture the surplus portion according to the size of the patient's heart.
  • the heart correction net can be a larger net for the heart. In this case, the effect of suppressing the heart expansion may be insufficient.
  • the amount of resection is greater than necessary, the heart correction net can be a smaller net relative to the heart. In this case, it may lead to diastole of the heart. Therefore, the amount of excision must be set appropriately.
  • time is required for excision work and suturing work, there is a problem in that the burden on the patient increases accordingly.
  • the present inventors have measured the three-dimensional shape of the heart, which has individual differences in size and shape for each patient, and developed a technique for organizing a heart correction net having a form that fits perfectly with each patient. It has been proposed (see Patent Document 2).
  • a plurality of tomographic images are actually measured using a tomography apparatus such as CT (Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging), and a cardiac ultrasound diagnostic apparatus.
  • CT Computer Tomography
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • a cardiac ultrasound diagnostic apparatus a tomography apparatus
  • the outline (two-dimensional data) of the heart is extracted from the tomographic image.
  • three-dimensional data is constructed based on the contours of a plurality of tomographic images.
  • pattern data created based on such three-dimensional data is input to a computer knitting machine capable of three-dimensional knitting, so that a heart correction net that fits the patient's heart is knitted.
  • a heart correction net manufactured by such a method it is only necessary to cover the heart with the heart correction net when it is attached to the heart. Therefore, unlike a large-sized general-purpose heart correction net, it is not necessary to excise unnecessary portions according to the size of the patient's heart during the operation. Therefore, the operation can be performed as quickly as unnecessary parts need not be excised, and the operation time can be greatly shortened, so that the burden on the patient can be reduced.
  • the above-described heart correction net still has room for improvement in the following points. That is, the above-described heart correction net restrains the left ventricle from expanding excessively by constraining the ventricle from the surroundings. Thereby, the heart correction net arranges the shape of the heart and improves the contractility of the heart (left ventricle).
  • the ventricle is restrained from the surroundings, if the restraining force is too strong, not only the expansion of the left ventricle is suppressed, but also the expansion of the right ventricle with a thin ventricular wall is highly inhibited. Therefore, in the right ventricle, there is a risk of causing a decrease in capacity and an increase in pressure in the diastole.
  • Such a phenomenon in the right ventricle can also contribute to a decrease in the function of the right heart system and thus the function of the entire heart, typified by cardiac output.
  • a heart correction net capable of appropriately suppressing the expansion of the left ventricle and preventing the right ventricle from being excessively constrained.
  • the heart correction net of the present invention is a heart correction net that is attached to the outside of the heart, and is a first range that is part of the right ventricular side of the entire range that surrounds the outside of the ventricle.
  • the structure is lower than the second range.
  • the second range extends to the range surrounding the first range in the right ventricular range in addition to the left ventricular range in the entire range surrounding the outside of the ventricle. Therefore, even if a force from the heart side acts on the part outside the left ventricle in the second range, the part outside the left ventricle is the part surrounding the first range. In order to suppress escape to the expansion direction, expansion of the left ventricle can be appropriately suppressed.
  • any structure can be adopted for the first range without considering the constraint on the left ventricular side. Can do.
  • a structure is adopted in which the contact pressure on the heart during diastole is lower than the second range. In this way, in the first range, the expansion of the right ventricle is not suppressed as much as the contact pressure on the heart is weakened, so that it is possible to prevent a decrease in the right ventricular volume and an increase in pressure.
  • the left ventricular side has a low stretch structure
  • the right ventricular side has a high stretch structure
  • the above effects are expected. Can not do it.
  • the contact pressure also decreases in the left ventricle side portion. It is.
  • the range surrounding the first range in the range on the right ventricle side is the second range. The contact pressure on the left ventricle side can be appropriately secured.
  • the specific structure can be considered variously. If the typical example of the structure of a 1st range is given, it is preferable that the said 1st range is provided with the through-hole penetrated between the inner side and the outer side of a heart correction net
  • the first range is preferably a range in which a through hole penetrating between the inside and the outside of the heart correction net is formed.
  • the first range is knitted with an absorbent yarn that decomposes and disappears in the body, and the second range remains without being decomposed in the body. Even if the first range is knitted with non-absorbable yarn, the contact pressure to the heart in the diastole is lower than the second range as the absorbent yarn is disassembled. Good.
  • the first range may be knitted with a hybrid type yarn knitted with an absorbing yarn and a non-absorbing yarn.
  • the non-absorbing yarn remains after the absorbent yarn is decomposed in the body, the gentle restraint by the non-absorbing yarn can be maintained for a long period of time.
  • the present invention can be adopted in both general-purpose heart correction nets created without considering individual differences among patients and tailor-made type heart correction nets created in consideration of individual differences between patients. In view of the burden and effect of the latter, the latter is more preferable.
  • the heart correction network of the present invention takes a plurality of tomographic images by a tomography apparatus with the heart as an imaging target, extracts tomographic images corresponding to the end diastole of the heart from each tomographic image, and extracts the extracted tomographic images.
  • An outline of the heart in the image is extracted, three-dimensional data representing the three-dimensional shape of the heart is created based on the extracted outline, and the organization data created based on the three-dimensional data is
  • the knitted fabric having a shape matching the heart is knitted by giving knitting yarn to a knitting machine capable of knitting into a three-dimensional shape based on the knitting data.
  • the knitted fabric is in a form that matches the three-dimensional shape of the application target part, so even if there are individual differences in the size and shape of the application target part for each patient,
  • the heart correction net has a shape that fits perfectly. Therefore, it is only necessary to cover the heart with a heart correction net when wearing it. Unlike general-purpose heart correction nets that are made larger, it is necessary to excise unnecessary parts according to the size of the patient's heart during surgery. There is no. Therefore, the operation can be performed as quickly as that, and the operation time can be greatly shortened, so that the burden on the patient can be reduced.
  • the heart correction net 1 exemplified as the first embodiment is a medical device that suppresses excessive expansion of the heart 3 by being attached to the outside of the heart 3 as shown in FIG.
  • the heart correction net 1 includes a first range 1A and a second range 1B. Among the entire range surrounding the outside of the ventricle, the partial range included in the range on the right ventricle 3A side is the first range 1A, and the range surrounding the first range 1A in the range on the right ventricular 3A side and the left The range on the chamber 3B side is the second range 1B.
  • the heart correction net 1 has a structure in which the contact pressure on the heart in the diastole is lower in the first range 1A than in the second range 1B.
  • a through-hole 1C penetrating between the inside and the outside of the heart correction net 1 is formed in the first range 1A. Therefore, in a state where the heart correction net 1 is attached to the heart 3, in the first range 1A, the outer surface of the heart 3 (a range corresponding to the outside of the right ventricle 3A) is exposed through the through hole 1C. .
  • the contact pressure between the heart correction net 1 and the heart 3 in the diastole can be made lower in the first range 1A than in the second range 1B.
  • the shape and size of the through hole 1C need not be adjusted excessively strictly if the contact pressure applied to the right ventricle 3A side can be reduced. However, if the through hole 1C is excessively small, the contact pressure applied to the right ventricle 3A is reduced. Since it cannot be reduced sufficiently, it is desirable that the size is appropriate. On the other hand, if the through-hole 1C is excessively large, the attachment position of the heart correction net 1 is likely to shift to the left ventricle 3B side, so that the contact pressure on the left ventricle 3B side may decrease.
  • a range in which the outside of the right ventricle 3A can be sufficiently exposed within a range in which the mounting position of the heart correction net 1 is not excessively shifted to the left ventricle 3B side is defined as the first range 1A.
  • the hole 1C may be formed.
  • the shape and size may be set so that the portion around the through hole 1C just contacts the right ventricle 3A.
  • the second range 1B extends to the range surrounding the first range 1A in the range on the right ventricle 3A side in addition to the range on the left ventricle 3B side in the entire range surrounding the outside of the ventricle.
  • the attachment position of the heart correction net 1 can be suppressed from shifting to the left ventricle 3B side, and expansion of the left ventricle 3B can be appropriately suppressed.
  • the contact pressure to the heart in the diastole is lower than that in the second range 1B by providing the through hole 1C. Therefore, on the right ventricle 3A side, the expansion is not suppressed as the left ventricle 3B side, and the capacity drop and pressure increase of the right ventricle 3A can be suppressed.
  • FIG. 1 a knitted fabric having a square stitch is drawn as the knitted fabric of the heart correction net 1, but this is merely a convenient measure for simplifying the illustration, and an actual stitch is used. The specific shape is not illustrated.
  • the heart correction net 1 is a shape that exactly matches the measured shape obtained by photographing a three-dimensional shape of the heart 3 having individual differences for each patient with a tomography apparatus (for example, MRI). Is manufactured by knitting with a computer-controlled knitting machine.
  • a tomography apparatus for example, MRI
  • the manufacturing equipment for the heart correction net 1 includes a nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus 11 (hereinafter also referred to as MRI 11) (or a multi-row detector type CT diagnostic apparatus 11 ′ (hereinafter referred to as MDCT 11).
  • Image processing workstation 12 hereinafter also referred to as workstation 12
  • cardiac ultrasound examination apparatus 14 hereinafter also referred to as examination apparatus 14
  • CAD workstation 20 hereinafter also referred to as workstation 20
  • a CAD workstation 21 for knitting machines hereinafter also referred to as workstation 21
  • a computer controlled flat knitting machine 22 hereinafter also referred to as knitting machine 22
  • the MRI 11 (or MDCT 11 ′), the workstation 12, and the inspection device 14 are facilities installed in a basic hospital that is an orderer of the heart correction net 1.
  • the workstation 20, the workstation 21, and the knitting machine 22 are facilities installed in a manufacturer (manufacturing factory) that manufactures the heart correction net 1.
  • the MRI 11 is a device for taking a tomographic image of a human body using nuclear magnetic resonance.
  • the MDCT 11 ' is an apparatus for taking a tomographic image of a human body using X-rays. Either of these MRI 11 and MDCT 11 'may be used.
  • the workstation 12 is a device for performing data processing on tomographic image data (MRI imaging data or CT contrast data) captured by the MRI 11 (or MDCT 11 ').
  • cardiac tomographic image data (cardiac MRI image data or cardiac CT image) is extracted at the workstation 12.
  • an image of 30 frames / second is captured, the end diastole is specified from the electrocardiogram data, and only the image data of the end diastole part is extracted.
  • the inspection device 14 is a device that inspects the form of the heart based on the reflection of ultrasonic waves.
  • the inspection apparatus 14 is used for more accurately grasping the heart shape by using it together with the MRI 11 (or MDCT 11 ').
  • the suitability of treatment by the heart correction net 1 and mitral valve sewing by the heart correction net 1 are determined. It is possible to set the amount of contraction and the amount of shortened heart diameter at the papillary muscle level.
  • the workstation 20 is a device for performing data processing based on data sent from the workstation 12 and the inspection device 14.
  • the workstation 20 includes 3D image construction software, general-purpose CAD software, paper pattern generation software, and the like as data processing software.
  • the workstation 20 can also set a correction value such as adjusting the amount of heart contraction based on cardiac ultrasound data acquired from the inspection apparatus 14.
  • the data necessary for setting the correction values include left ventricular end diastolic diameter (LVDd), left ventricular end systolic diameter (LVDs), left ventricular long axis diameter, mitral valve annulus diameter (short diameter, long diameter), and papillary muscle attachment position.
  • the amount of displacement of the systolic mitral valve joint position (called tethering or tenting, the vertical distance between the line connecting the annulus before and after the mitral valve and the mitral valve leaflet junction), mitral valve reverse flow ( And a backflow site (evaluated with a short axis).
  • the shape of the outer periphery of the heart since it is more accurate to calculate the shape of the outer periphery of the heart from the MD-CT image, it is measured based on the MD-CT image without correction by the cardiac ultrasound examination data. That is, optimal data is constructed by taking advantage of the MRI 11 (or MDCT 11 ′) and the inspection apparatus 14. Whether or not the correction based on the cardiac ultrasonography data is to be performed, and to what extent the correction is optimal, are examined by, for example, the joint work of the cardiac surgeon and the image processing person on the manufacturer side. In addition, if necessary, it will be discussed with the ordering party (cardiac surgeon at the main hospital), and finally, the data considered to be optimal for each individual case will be completed.
  • the workstation 20 generates pattern data (knitting data) in which the three-dimensional heart shape (three-dimensional data) corrected after the extraction is expanded into two dimensions for knitting the heart correction network.
  • the workstation 21 is a device for controlling the knitting machine 22 based on the two-dimensional pattern data (bitmap format file) transmitted from the workstation 20.
  • the knitting machine 22 is a device that knits the knitting yarn into a knitted fabric having a three-dimensional shape based on a command from the workstation 21.
  • a computer knitting machine product name: SWG041, manufactured by Shima Seiki Seisakusho Co., Ltd.
  • WHOLEGARMENT registered trademark
  • a knitting yarn made of a biocompatible material is used as the knitting yarn.
  • the specific material and thickness of the knitting yarn are not particularly limited as long as they have performance (mechanical strength, chemical strength, stretchability, etc.) suitable for the intended use of the heart correction net 1, but an example
  • non-absorbable single fibers such as polyester, polytetrafluoroethylene, expanded polytetrafluoroethylene (expanded PTFE, ePTFE), polypropylene, polydifluoride ethylene (hexafluoropropylene-vinylidene fluoride) And polyglactin, polyglycolic acid, polyethylene glycol, polylactic acid, polylactide, polyglycolide, polycaprolactone, polyanhydrides, polyamide, polyurethane, polyesteramide, polyorthoester, polydioxanone, polyacetal, polyketal, polycarbonate, polyol Ester, polyphosphazene, polyhydroxybutyrate, polyhydroxyvalerate,
  • the MRI 11 (or MDCT 11 '), the workstation 12, and the inspection apparatus 14 are operated by a cardiac surgeon, cardiologist, or radiologist on the basic hospital side.
  • DICOM data two-dimensional tomographic data
  • cardiac ultrasonography data of the heart are prepared on the basic hospital side.
  • these two-dimensional tomographic data and cardiac ultrasound examination data are transmitted to a manufacturer (manufacturing factory) via a communication line.
  • the manufacturer (manufacturing factory) side receives various data transmitted from the basic hospital side and performs the data processing at the workstation 20 as described above.
  • the knitting data based on the three-dimensional data is completed on the workstation 20, the knitting data is transmitted to the workstation 21.
  • the workstation 21 and the knitting machine 22 are operated by a person in charge on the manufacturer side, and the knitting yarn is knitted based on the knitting data, whereby the heart correction net 1 having the form represented by the knitting data is manufactured.
  • the manufactured heart correction net 1 is immediately delivered to a basic hospital as an ordering source and used.
  • the heart correction net 31 exemplified as the second embodiment is a medical device attached to the outside of the heart 3 as in the first embodiment, as shown in FIG.
  • a part of the entire range surrounding the outside of the ventricle is included in the range on the right ventricle 3A side, which is the first range 31A.
  • the range surrounding the range 31A and the range on the left chamber 3B side are the second range 31B.
  • the heart correction net 31 also has a structure in which the contact pressure on the heart in the diastole is lower in the first range 31A than in the second range 31B.
  • the first range 31A is provided with a net knitted with absorbent yarn, and this is different from the first embodiment in which the through hole 1C is formed.
  • the second range 31B is provided with a net knitted with non-absorbing yarn, and this point is equivalent to the first embodiment.
  • a net knitted with absorbent yarn is also present in the first range 31A.
  • a predetermined period of time which varies depending on the thickness and material of the absorbent yarn, for example, about two weeks
  • the absorbent yarn in the first range 1A is disassembled, and the heart correction net 1 shown in the first embodiment.
  • a through hole is opened in the first range 1A. Therefore, in the first range 1A, the contact pressure with respect to the right ventricle decreases, and the same action and effect as the heart correction net 1 of the first embodiment are exhibited.
  • the second range 31B extends to the range surrounding the first range 31A in the range on the right ventricle 3A side in addition to the range on the left ventricle 3B side in the entire range surrounding the outside of the ventricle. Therefore, even when the left ventricle 3B is expanded, the attachment position of the heart correction net 31 can be prevented from shifting to the left ventricle 3B side, and expansion of the left ventricle 3B can be appropriately suppressed.
  • the portion formed by the absorbent yarn is decomposed to form a through hole, so that the contact pressure to the heart in the diastole is lower than in the second range 31B.
  • expansion is not suppressed as far as the left ventricle 3B side, so it is possible to suppress a decrease in capacity and an increase in pressure in the right ventricle 3A.
  • the first range 31A immediately after the heart correction net 31 is mounted, the first range 31A also has a net in the first range 31A. Compared to one embodiment, it is easier to stabilize the shape of the first range 31A. Therefore, it becomes easy to perform the operation of positioning the first range 31A with respect to the heart 3, and the positional deviation suppression effect after the positioning is also enhanced.
  • the material of the non-absorbing yarn portion in the second range 31B is the same as that of the first embodiment.
  • Polyester polytetrafluoroethylene, expanded polytetrafluoroethylene (expanded PTFE, ePTFE), polypropylene, polydifluorinated ethylene (hexafluoro).
  • Propylene-vinylidene fluoride Propylene-vinylidene fluoride.
  • the material of the absorbent yarn portion in the first range 31A can be either a natural material or a synthetic material, but a typical example includes polyglycolic acid.
  • the first range 31A is provided with a net knitted with absorbent yarn.
  • the first range 31A is not used. It may be formed with absorbent yarn. That is, in the present invention, whether or not the through holes are formed in the first ranges 1A and 31A is arbitrary, and the contact pressure on the right ventricle 3A side may be reduced with a structure other than the through holes. .
  • such a structure include, for example, a knitting method having higher stretchability or higher stretchability than the second range only in the first range. Further, in the first range, the net may be knitted so as to have a shape that bulges outward in a design, so that a gap is formed between the outer surface and the heart.

Abstract

 本発明の心臓矯正ネットは、心臓の外側に装着される。この心臓矯正ネットは、心室の外側を包囲する範囲全体のうちの、右室側の範囲に含まれる一部の範囲である第一範囲と、前記右室側の範囲で前記第一範囲の周囲を取り囲む範囲及び左室側の範囲である第二範囲とを含んでいる。この心臓矯正ネットにおける前記第一範囲は、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、前記第二範囲よりも低くなる構造とされている。

Description

心臓矯正ネット 関連出願の相互参照
 本国際出願は、2012年3月9日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2012-53365号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2012-53365号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
 本発明は、心臓疾患治療のために心臓の外側に装着される心臓矯正ネットに関する。
 従来、心臓疾患治療用の医療器具の一つとして、心臓の外側に装着される心臓矯正ネットが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この心臓矯正ネットは、メッシュ構造の布をカップ状に形成して構成されたネットである。このような心臓矯正ネットは、更なる心拡大(心臓リモデリング)の抑制を図り、心不全の悪化を予防するために、心不全患者の拡大した心臓の外側に装着される。
 特許文献1に記載の心臓矯正ネットの場合、心臓の大きさによらず装着し得るように、比較的大きめの心臓を基準に設計されている。そのため、手術中には、患者の心臓の大きさに合わせて余剰部分が切除されて縫合される必要がある。
 しかし、余剰部分の切除量が不足した場合、心臓矯正ネットは心臓に対して大きめのネットとなり得る。この場合、心拡大を抑制する効果は不十分となる可能性がある。一方、切除量が必要以上に大きいと、心臓矯正ネットは心臓に対して小さめのネットとなり得る。この場合、心臓の拡張障害をもたらす可能性がある。したがって、切除量を適切に設定しなければならない。一方、切除縫合量に関しては明確な基準がなく、外科医の主観に任されていた。このため、治療成績にばらつきが生じていた。また、切除作業及び縫合作業に時間を要するため、その分だけ患者にかかる負担も増大する、という点で問題があった。
 こうした問題に対し、本件発明者らは、患者ごとに大きさや形状に個人差がある心臓の三次元形状を実測して、各患者にぴったりと適合する形態を持つ心臓矯正ネットを編成する技術を提案している(特許文献2参照)。この技術では、CT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)、心臓超音波診断装置などの、断層撮影装置を利用して、複数の断層画像が実測される。そして、断層画像から心臓の輪郭(二次元データ)が抽出される。さらに、複数の断層画像の輪郭に基づいて三次元データが構築される。そして、そのような三次元データに基づいて作成される型紙データが、立体的な編成が可能なコンピュータ編み機に入力されることで、患者の心臓にぴったりとフィットする心臓矯正ネットが編成される。
 このような手法で製造された心臓矯正ネットであれば、心臓への装着に当たっては、心臓矯正ネットを心臓に被せるだけでよい。よって、大きめに作られた汎用の心臓矯正ネットとは異なり、手術中に患者の心臓の大きさに合わせて不要部分を切除する必要がない。したがって、不要部分を切除しなくてよい分だけ迅速に手術を実施でき、手術時間を大幅に短縮できるので、患者にかかる負担を軽減することができる。
特表2003-532489号公報 特許4582549号公報
 しかしながら、上述した心臓矯正ネットには、以下のような点で未だ改良の余地が残されていた。
 すなわち、上述のような心臓矯正ネットは、心室を周囲から拘束することにより、左室が過剰に拡張するのを抑制する。これにより、心臓矯正ネットは、心臓の形状を整え、心臓(左室)の収縮能を改善する。しかし、心室を周囲から拘束する場合、その拘束力が強すぎると、左室の拡張が抑制されるだけでなく、心室壁が薄い右室の拡張がより高度に阻害されることになる。そのため、右室においては拡張期の容量低下及び圧上昇を招くおそれがある。右室におけるこのような現象は、右心系の機能不全ひいては心拍出量に代表される心臓全体の機能を低下させる一因にもなり得る。
 一方、例えば、より大きめの心臓矯正ネットを装着するなどして心臓矯正ネットの拘束力を弱めれば、右室の容量低下及び圧上昇を抑制することはできる。しかし、単にそのような対応をするだけでは、左室の拡張を抑制する作用まで弱まるため、心臓矯正ネット本来の効果が弱まってしまうことにもなる。
 つまり、この種の心臓矯正ネットでは、左室の拡張を適切に抑制することと、右室を過度に拘束しないようにすることという、これらのバランスをとることが極めて重要である。しかし、従来の心臓矯正ネットでは、そのようなバランスをとることが必ずしも容易ではなく、医療現場では更なる改善が求められていた。
 本発明では、左室の拡張を適切に抑制しつつ、右室を過剰に拘束しないようにすることが可能な心臓矯正ネットを提供することが望ましい。
 本発明の心臓矯正ネットは、心臓の外側に装着される心臓矯正ネットであって、心室の外側を包囲する範囲全体のうちの、右室側の範囲に含まれる一部の範囲である第一範囲と、前記右室側の範囲で前記第一範囲の周囲を取り囲む範囲及び左室側の範囲である第二範囲とを含み、前記第一範囲は、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、前記第二範囲よりも低くなる構造とされていることを特徴とする。
 この心臓矯正ネットにおいて、第二範囲は、心室の外側を包囲する範囲全体のうち、左室側の範囲に加え、右室側の範囲で第一範囲の周囲を取り囲む範囲にまで及んでいる。そのため、第二範囲のうち、左室の外側にある部分に心臓側からの力が作用しても、第一範囲の周囲を取り囲む範囲にある部分は、左室の外側にある部分が心臓の拡張方向へ逃げるのを抑制するため、左室の拡張を適切に抑制することができる。
 一方、上述のように、第二範囲の構造だけで左室の拡張を適切に抑制できるので、第一範囲については、左室側の拘束を考慮することなく、どのような構造でも採用することができる。本発明では、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、第二範囲よりも低くなる構造を採用している。このようにすれば、第一範囲では心臓に対する接触圧が弱まる分だけ、右室の拡張が抑制されなくなるので、右室の容量低下や圧上昇を招かないようにすることができる。
 ちなみに、心臓矯正ネットを単に左室側と右室側に分けて、左室側を伸縮性の低い構造とし、右室側を伸縮性の高い構造にしたとしても、上述のような効果は期待することができない。これは、心臓の拡張に伴って右室側部分が伸長した際、その伸長分だけ左室側部分が心臓の拡張方向へ逃げてしまえば、左室側部分でも接触圧は低下してしまうからである。これに対し、本発明の場合は、左室側の範囲に加え、右室側の範囲で第一範囲の周囲を取り囲む範囲を第二範囲としてあるので、単に右室側全体が伸長するものとは異なり、左室側における接触圧を適切に確保することができる。
 ところで、本発明の心臓矯正ネットにおいて、第一範囲の構造については、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が第二範囲よりも低くなる構造とされていれば、その具体的構造は種々考え得る。第一範囲の構造の代表的な例を挙げれば、例えば、前記第一範囲には、心臓矯正ネットの内側と外側との間を貫通する貫通孔が設けられていることが好ましい。言い換えれば、前記第一範囲は、心臓矯正ネットの内側と外側との間を貫通する貫通孔が形成された範囲であると好ましい。
 このような心臓矯正ネットであれば、第一範囲では、ネットによる拘束がなされない状態になるので、第一範囲の周囲ではいくらかネットによる拘束がなされるとしても、右室の外側にかかる圧力は相応に低下する。したがって、その分だけ、右室の拡張が抑制されなくなるので、右室の容量低下や圧上昇を招かないようにすることができる。
 また、上記のような貫通孔以外には、例えば、前記第一範囲は、体内で分解されて消滅する吸収糸で編成されており、前記第二範囲は、体内で分解されることなく残留する非吸収糸で編成されており、前記第一範囲は、前記吸収糸の分解に伴って、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、前記第二範囲よりも低くなる、という構成を採用してもよい。
 このような心臓矯正ネットであれば、心臓への装着後に、吸収糸で編成された第一範囲では、ネットが分解されて消滅し、その結果、ネットによる拘束がなされない状態になる。一方、非吸収糸で編成された第二範囲では、ネットが分解されることなく所期の拘束力を発揮する。したがって、左室の拡張を適切に抑制しつつ、右室を過剰に拘束しないようにすることが可能となる。
 あるいは、前記第一範囲は、吸収糸と非吸収糸とで編成されたハイブリッドタイプの糸で編成されていてもよい。この場合、吸収糸が体内で分解された後は非吸収糸が残るので、非吸収糸による緩やかな拘束を長期間にわたって維持することができる。
 さらに、本発明は、患者の個人差を考慮することなく作成される汎用の心臓矯正ネット、患者の個人差を考慮して作成されるテーラーメイドタイプの心臓矯正ネット、いずれにおいても採用できるが、患者の負担や効果を考慮すれば後者の方がより好ましい。
 すなわち、本発明の心臓矯正ネットは、心臓を撮影対象として、断層撮影装置によって複数の断層画像を撮影し、各断層画像から、心臓の拡張末期に対応する断層画像を抽出するとともに、抽出した断層画像内にある心臓の輪郭を抽出し、抽出された前記輪郭に基づいて、心臓の立体的な形状を表す三次元データを作成し、該三次元データに基づいて作成された編成データを、該編成データに基づいて編み糸を立体的な形状に編成可能な編み機に対して与えることにより、前記心臓に合致する形状を持つ編み地を編成して形成されるものであると好ましい。
 このような心臓矯正ネットであれば、編み地が適用対象部位の立体的な形状に合致する形態となるので、患者ごとに適用対象部位の大きさや形状に個人差があっても、各患者にぴったりと適合する形態を持つ心臓矯正ネットとなる。したがって、その装着に当たっては、心臓矯正ネットを心臓に被せるだけでよく、大きめに作られた汎用の心臓矯正ネットとは異なり、手術中に患者の心臓の大きさに合わせて不要部分を切除する必要がない。そのため、その分だけ迅速に手術を実施でき、手術時間を大幅に短縮できるので、患者にかかる負担を軽減することができる。
 以下、本発明の実施形態の一例について、図面を用いて説明する。
第一実施形態として例示する心臓矯正ネットが心臓に装着された状態を示す斜視図である。 心臓矯正ネットの製造設備を示す説明図である。 第二実施形態として例示する心臓矯正ネットが心臓に装着された状態を示す斜視図である。
 1,31・・・心臓矯正ネット、1A,31A・・・第一範囲、1B,31B・・・第二範囲、1C・・・貫通孔、3・・・心臓、3A・・・右室、3B・・・左室、11・・・核磁気共鳴診断装置、11’・・・多列検出器型CT診断装置、12・・・画像処理ワークステーション、14・・・心臓超音波検査装置、20・・・CADワークステーション、21・・・編み機用CADワークステーション、22・・・コンピュータ制御横編み機。
 [第一実施形態]
 第一実施形態として例示する心臓矯正ネット1は、図1に示すように、心臓3の外側に装着されることにより、心臓3が過剰に拡張するのを抑制する医療装具である。
 この心臓矯正ネット1は、第一範囲1A及び第二範囲1Bを含んでいる。心室の外側を包囲する範囲全体のうち、右室3A側の範囲に含まれる一部の範囲が第一範囲1Aであり、右室3A側の範囲で第一範囲1Aの周囲を取り囲む範囲及び左室3B側の範囲が第二範囲1Bである。心臓矯正ネット1では、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、第一範囲1Aにおいて第二範囲1Bよりも低くなる構造とされている。
 より具体的には、第一実施形態の場合、第一範囲1Aには、心臓矯正ネット1の内側と外側との間を貫通する貫通孔1Cが形成されている。そのため、心臓矯正ネット1を心臓3に装着した状態において、第一範囲1Aでは、貫通孔1Cを介して心臓3の外面(右室3Aの外側に該当する範囲)が露出する状態になっている。このような貫通孔1Cを設けることにより、心臓拡張期における心臓矯正ネット1と心臓3との接触圧を、第一範囲1Aにおいて第二範囲1Bよりも低くすることができる。
 貫通孔1Cの形状や大きさは、右室3A側にかかる接触圧を低減できれば、過度に厳密に調節する必要はないが、貫通孔1Cが過剰に小さいと、右室3Aにかかる接触圧を十分に低減できなくなるので、相応の大きさとすることが望ましい。一方、貫通孔1Cが過剰に大きいと、心臓矯正ネット1の装着位置が左室3B側へずれやすくなるので、左室3B側における接触圧が低下してしまうおそれがある。
 したがって、心臓矯正ネット1の装着位置が左室3B側へ過度にずれない範囲内で、右室3Aの外側を十分に露出させることができるような範囲を第一範囲1Aとして、その範囲に貫通孔1Cを形成するとよい。目安としては、貫通孔1Cの周囲にある部分が、ちょうど右室3A周辺に接触する程度に、形状及び大きさが設定されているとよい。
 このように第二範囲1Bが、心室の外側を包囲する範囲全体のうち、左室3B側の範囲に加え、右室3A側の範囲で第一範囲1Aの周囲を取り囲む範囲にまで及んでいれば、左室3Bの拡張時にも心臓矯正ネット1の装着位置が左室3B側へずれてしまうのを抑制でき、左室3Bの拡張を適切に抑制することができる。
 一方、第一範囲1Aでは、貫通孔1Cを設けたことで、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、第二範囲1Bよりも低くなっている。そのため、右室3A側においては左室3B側ほど拡張が抑制されなくなり、右室3Aの容量低下や圧上昇を抑制することができる。
 なお、図1において、心臓矯正ネット1の編み地としては、四角形の編み目をなす編み地が描かれているが、これは図示を簡略にするための便宜的措置に過ぎず、実際の編み目の具体的形状を図示したものではない。
 さて、本実施形態において、心臓矯正ネット1は、患者ごとに個体差がある心臓3の立体的な形状を断層撮影装置(例えばMRI等)で撮影し、その実測した形状にぴったりと適合する形状となるものを、コンピュータ制御の編み機で編成することによって製造されている。
 より詳しくは、心臓矯正ネット1の製造設備は、図2に示すように、核磁気共鳴診断装置11(以下、MRI11とも称する)(又は、多列検出器型CT診断装置11’(以下、MDCT11’とも称する))、画像処理ワークステーション12(以下、ワークステーション12とも称する)、心臓超音波検査装置14(以下、検査装置14とも称する)、CADワークステーション20(以下、ワークステーション20とも称する)、編み機用CADワークステーション21(以下、ワークステーション21とも称する)、及びコンピュータ制御横編み機22(以下、編み機22とも称する)などによって構成される。
 これらの設備のうち、MRI11(又は、MDCT11’)、ワークステーション12、及び検査装置14は、心臓矯正ネット1の発注元となる基幹病院に設置されている設備である。また、ワークステーション20、ワークステーション21、及び編み機22は、心臓矯正ネット1を製造するメーカー(製造工場)に設置されている設備である。
 MRI11は、周知のように、核磁気共鳴を利用して人体の断層画像を撮影するための装置である。また、MDCT11’は、周知のように、X線を利用して人体の断層画像を撮影するための装置である。これらMRI11とMDCT11’は、どちらを利用してもよい。
 ワークステーション12は、MRI11(又は、MDCT11’)において撮影された断層画像データ(MRI撮影データあるいはCT造影データ)に対するデータ処理を行うための装置である。本実施形態においては、このワークステーション12において、心臓断層画像データ(心臓MRI画像データ又は心臓CT画像)が抽出される。なお、本実施形態においては、撮像時には30コマ/秒の画像が撮像されるとともに、心電図データから拡張末期を特定し、その拡張末期部分の画像データのみを抽出している。
 検査装置14は、超音波の反射に基づいて心臓の形態を検査する装置である。検査装置14は、MRI11(又は、MDCT11’)と併用することによって、より正確に心臓の形態を把握するために用いられている。また、検査装置14を利用して、僧帽弁閉鎖不全症患者の個々の病態を正確に診断することにより、心臓矯正ネット1による治療の適応の適否と、心臓矯正ネット1による僧帽弁縫縮量の設定、乳頭筋レベルでの心臓短径縫縮量の設定が可能となる。
 ワークステーション20は、ワークステーション12及び検査装置14から送られてるデータに基づくデータ処理を行うための装置である。ワークステーション20は、データ処理用のソフトウェアとして、三次元画像構築ソフト、汎用CADソフト、型紙生成ソフトなどを備えている。
 また、ワークステーション20では、更に検査装置14から取得した心臓超音波のデータに基づいて、心臓の縫縮量を調整する等、補正値の設定も行うことができる。補正値の設定に必要なデータとしては、左室拡張末期径(LVDd)、左室収縮末期径(LVDs)、左室長軸径、僧帽弁輪径(短径、長径)、乳頭筋付着位置、収縮期僧帽弁接合位置の偏位量(tethering or tentingと言い、僧帽弁前後の弁輪を結んだ線と僧帽弁弁尖接合部との垂直距離)、僧帽弁逆流量(長軸像で評価)、逆流部位(短軸で評価)などが挙げられる。これら諸データに基づく補正を行うことで、個々の症例ごとに最適と考えられるデータに補正される。
 なお、心臓外周の形状はMD-CT像から計算した方が正確なので、心臓超音波検査データによる補正を行わず、MD-CT像に基づいて測定する。すなわち、MRI11(又は、MDCT11’)、及び検査装置14それぞれの長所を活かして最適なデータを構築する。心臓超音波検査データによる補正を行うか否か、行うとすればどの程度の補正が最適かといった事項は、例えば、メーカー側にいる心臓外科医及び画像処理担当者の共同作業によって検討される。また、必要があれば発注者(基幹病院側の心臓外科医)とも討議するなどして、最終的には、個々の症例ごとに最適と考えられるデータが完成することになる。
 ワークステーション20では、抽出後に補正された三次元心臓形状(三次元データ)を、心臓矯正ネットの編成のために二次元へ展開した型紙データ(編成データ)を生成する。ワークステーション21は、ワークステーション20から伝送されてくる二次元型紙データ(ビットマップ形式ファイル)に基づいて、編み機22を制御するための装置である。
 編み機22は、ワークステーション21からの指令に基づいて、編み糸を立体的な形状を持つ編み地に編成する装置である。本実施形態においては、編み機22としてホールガーメント(登録商標)対応コンピュータ横編み機(製品名:SWG041、株式会社島精機製作所製)を利用している。
 編み糸としては、生物学的適合性材料からなる編み糸が使用される。編み糸の具体的な材質や太さについては、心臓矯正ネット1の使用目的に適合する性能(機械的強度、化学的強度、伸縮特性等)を持つものであれば、特に限定されないが、一例としては、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、発泡ポリテトラフルオロエチレン(発泡PTFE、ePTFE)、ポリプロピレン、ポリ2フッ化エチレン(ヘキサフルオロプロピレン-フッ化ビニリデン)などの非吸収性の単繊維を撚り合わせたものや、ポリグラクチン、ポリグリコール酸、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸、ポリラクチド、ポリグリコライド、ポリカプロラクトン、多無水物、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステルアミド、ポリオルトエステル、ポリジオキサノン、ポリアセタール、ポリケタール、ポリカーボネート、ポリオルトエステル、ポリホスファゼン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリアルキレンオキサレート、ポリアルキレンサクシネート、ポリ(メチルビニルエーテル)、ポリ(無水マレイン酸)、ポリ(アミノ酸)、およびこれらのコポリマー、化合物あるいは混合物等からなる吸収性の単繊維を撚り合わせたものや、これらを組み合わせたハイブリッドタイプの糸などを挙げることができる。これらの材料からなる編み糸は、いずれか1種だけを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。
 以上のような設備のうち、MRI11(又は、MDCT11’)、ワークステーション12、及び検査装置14は、基幹病院側の心臓外科医、循環器内科医、あるいは放射線科医によって操作される。これにより、心臓の2次元断層データ(DICOMデータ)及び心臓超音波検査データが、基幹病院側で用意されることになる。そして、これら2次元断層データ及び心臓超音波検査データが、通信回線を介してメーカー(製造工場)へと伝送される。
 メーカー(製造工場)側では、基幹病院側から伝送されてくる諸データを受け取って、上述したようなワークステーション20でのデータ処理が行われる。そして、ワークステーション20上で三次元データに基づく編成データが完成したら、その編成データがワークステーション21へと伝送される。
 ワークステーション21、及び編み機22は、メーカー側の担当者によって操作され、上記編成データに基づいて編み糸を編成することにより、編成データによって表された形態を持つ心臓矯正ネット1が製造される。なお、製造された心臓矯正ネット1は、直ちに発注元となる基幹病院へと納品されて使用されることになる。
 [第二実施形態]
 第二実施形態として例示する心臓矯正ネット31は、図3に示すように、第一実施形態同様、心臓3の外側に装着される医療装具である。この心臓矯正ネット31も、心室の外側を包囲する範囲全体のうち、右室3A側の範囲に含まれる一部の範囲が第一範囲31Aとなっており、右室3A側の範囲で第一範囲31Aの周囲を取り囲む範囲及び左室3B側の範囲が第二範囲31Bとなっている。また、心臓矯正ネット31においても、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、第一範囲31Aにおいて第二範囲31Bよりも低くなる構造とされている。これらの点は、第一実施形態と同様である。
 ただし、第二実施形態の場合、第一範囲31Aには、吸収糸で編成されたネットが設けられており、この点で、貫通孔1Cが形成されていた第一実施形態とは相違する。一方、第二範囲31Bは、非吸収糸で編成されたネットが設けられており、この点は、第一実施形態と同等となっている。
 このような構造の心臓矯正ネット31を心臓3に装着すると、装着直後は、第一範囲31Aにも吸収糸で編成されたネットが存在する状態となる。装着後に所定期間(吸収糸の太さや材質に応じて変わるが、一例としては2週間程度)が経過すると、第一範囲1Aの吸収糸は分解し、第一実施形態で示した心臓矯正ネット1と同様に、第一範囲1Aには貫通孔が開く。したがって、第一範囲1Aにおいては右室に対する接触圧が低下し、第一実施形態の心臓矯正ネット1と同様な作用、効果を奏するものとなる。
 すなわち、第二範囲31Bは、心室の外側を包囲する範囲全体のうち、左室3B側の範囲に加え、右室3A側の範囲で第一範囲31Aの周囲を取り囲む範囲にまで及んでいる。そのため、左室3Bの拡張時にも心臓矯正ネット31の装着位置が左室3B側へずれてしまうのを抑制でき、左室3Bの拡張を適切に抑制することができる。
 一方、第一範囲31Aでは、吸収糸で形成された部分が分解して貫通孔が形成されるので、心臓拡張期における心臓に対する接触圧は、第二範囲31Bよりも低くなる。その結果、右室3A側においては左室3B側ほど拡張が抑制されなくなるので、右室3Aの容量低下や圧上昇を抑制することができる。
 また、第二実施形態の場合、心臓矯正ネット31を装着した直後は、第一範囲31Aにもネットが存在するので、第一範囲1Aが心臓への装着前から貫通孔1Cとなっていた第一実施形態に比べ、第一範囲31Aの形状を安定させやすい。したがって、第一範囲31Aを心臓3に対して位置決めする作業を実施しやすくなり、また、位置決め後の位置ずれ抑制効果も高くなる。
 なお、第二範囲31Bの非吸収糸部分の材質は、第一実施形態同様、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、発泡ポリテトラフルオロエチレン(発泡PTFE、ePTFE)、ポリプロピレン、ポリ2フッ化エチレン(ヘキサフルオロプロピレン-フッ化ビニリデン)などであればよい。また、第一範囲31Aの吸収糸部分の材質は、天然素材系のもの、合成素材系のものどちらも利用できるが、代表的な例としては、例えば、ポリグリコール酸などを挙げることができる。
 [その他の実施形態]
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
 例えば、上記第二実施形態において、第一範囲31Aには、吸収糸で編成されたネットが設けられていたが、右室3A側における接触圧を低減できるのであれば、第一範囲31Aを非吸収糸で形成してもかまわない。すなわち、本発明において、第一範囲1A,31Aに貫通孔が形成されるか否かは任意であり、貫通孔以外の構造で、右室3A側における接触圧を低減してあってもかまわない。
 このような構造の具体例としては、例えば、第一範囲のみ、第二範囲よりも伸縮性の高い編み方あるいは伸縮性の高い糸で編成してあるものが挙げられる。また、第一範囲においては、設計上、ネットが外側へドーム状に膨出する形状となるように編成し、心臓外面との間に空隙が形成されるようにしてあってもよい。

Claims (4)

  1.  心臓の外側に装着される心臓矯正ネットであって、
     心室の外側を包囲する範囲全体のうちの、右室側の範囲に含まれる一部の範囲である第一範囲と、前記右室側の範囲で前記第一範囲の周囲を取り囲む範囲及び左室側の範囲である第二範囲とを含み、前記第一範囲は、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、前記第二範囲よりも低くなる構造とされている心臓矯正ネット。
  2.  前記第一範囲には、心臓矯正ネットの内側と外側との間を貫通する貫通孔が設けられている請求項1に記載の心臓矯正ネット。
  3.  前記第一範囲は、体内で分解されて消滅する吸収糸で編成されており、
     前記第二範囲は、体内で分解されることなく残留する非吸収糸で編成されており、
     前記第一範囲は、前記吸収糸の分解に伴って、心臓拡張期における心臓に対する接触圧が、前記第二範囲よりも低くなる請求項1に記載の心臓矯正ネット。
  4.  心臓を撮影対象として、断層撮影装置によって複数の断層画像を撮影し、各断層画像から、心臓の拡張末期に対応する断層画像を抽出するとともに、抽出した断層画像内にある心臓の輪郭を抽出し、抽出された前記輪郭に基づいて、心臓の立体的な形状を表す三次元データを作成し、該三次元データに基づいて作成された編成データを、該編成データに基づいて編み糸を立体的な形状に編成可能な編み機に対して与えることにより、前記心臓に合致する形状を持つ編み地を編成して形成される請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の心臓矯正ネット。
PCT/JP2013/056512 2012-03-09 2013-03-08 心臓矯正ネット WO2013133425A1 (ja)

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