(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの肝臓の生存を維持するために前記少なくとも一つの肝臓に複数の脈管を通して流体を供給する潅流装置内の少なくとも１つのポンプを制御する方法であって、
一つの肝臓の第１の脈管及び一つの肝臓の第２の脈管に流体を供給するステップと、
前記第１の脈管内を流れる流体の第１の圧力及び前記第２の脈管内を流れる流体の第２の圧力を測定するステップと、
前記第１の圧力及び前記第２の圧力の測定値をコントローラに送信するステップと、
前記コントローラによって、前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力に影響を与えて臓器潅流に対する治療濃度域内に存在させるために前記第２の脈管内を流れる流体の前記第２の圧力の直接制御を行うステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力が前記第１の圧力に関する所定の範囲から外れることを検出するステップを更に具え、
前記第２の脈管内を流れる流体の前記第２の圧力の前記直接制御は前記第１の圧力を前記所定の範囲内に戻すように協調して行われる、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力が前記第１の圧力に関する前記所定の範囲内にあるとき、前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力の直接制御を独立に行うステップを更に具える、
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記所定の範囲内の前記第１及び第２の圧力に対する動作目標を設定するステップを更に具える、
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力が前記所定の範囲内に戻されたとき、前記動作目標がリセットされる、
ことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記所定の範囲は、ユーザから受信されたもの、記憶ユニットから取り出されたもの、又は装置にプリセットされたもののうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記第１の脈管内の流体の流れが停止したことを検出するステップを更に具え、
前記第２の脈管を流れる流体の前記第２の圧力の直接制御の実行は、前記第１の脈管内の流体の流れを再開可能にするために前記第２の脈管内の流体の流れを停止させるステップを具える、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１の脈管内の流体の流れを再開させる直接制御を実行するステップと、
前記第１の脈管内の流体の流れを検出するステップとを更に具え、
前記第２の脈管内を流れる流体の前記第２の圧力の前記直接制御の実行は、前記第２の脈管内の流体の流れを再開させるステップを具える、
ことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第２の脈管内の流体の流れは前記第１の脈管内の流体の流れが検出された後にのみ再開されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の圧力の直接制御の実行は、前記第２の脈管内を流れる流体の圧力を調整するステップを具えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の脈管内を流れる流体の圧力を減少させることによって前記第１の脈管内を流れる流体の流量を増大させることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の脈管は肝臓の門脈であり、前記第２の脈管は肝臓の肝動脈であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の圧力及び前記第２の圧力の少なくとも一つは、前記肝臓内のそれぞれの脈管への流体の入口の直前の上流位置で決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
臓器潅流及び保存装置、臓器運搬装置、又は臓器潅流及び保存装置と臓器運搬装置との間で運搬可能な臓器カセットのうちの少なくとも一つに接続された流体供給ポンプを制御するために使用される請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記ポンプは蠕動ポンプ又はローラポンプのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
コンピュータに請求項１記載の方法を実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１７】
少なくとも一つの肝臓の生存を維持するために前記少なくとも一つの肝臓に複数の脈管を通して流体を供給する潅流装置内の少なくとも１つのポンプを制御する制御システムであって、
一つの肝臓の第１の脈管及び一つの肝臓の第２の脈管に流体を供給するポンプと、
前記第１の脈管内を流れる流体の第１の圧力及び前記第２の脈管内を流れる流体の第２の圧力を測定するセンサの出力を受信するセンサインターフェースと、
前記第１の圧力及び前記第２の圧力の測定値を受信し、前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力に影響を与えて臓器潅流に対する治療濃度域内に存在させるために前記第２の脈管内を流れる流体の前記第２の圧力を直接制御するように構成されたコントローラと、
を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記測定された第１の圧力を前記測定された第１の圧力に関する所定の範囲と比較し、前記測定された第１の圧力が前記所定の範囲から外れるかどうかを決定する決定ユニットを更に具え、前記決定ユニットは、前記第１の圧力を前記所定の範囲内に戻すために、前記コントローラに、前記第２の脈管内を流れる流体の前記第２の圧力を協調して制御させることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力が前記第１の圧力に関する前記所定の範囲内にあるとき、前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力を直接制御することを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記所定の範囲内の前記第１及び第２の圧力に対する動作目標を設定することを特徴とする請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記第１の脈管内を流れる流体の前記第１の圧力が前記所定の範囲内に戻されたとき、前記動作目標をリセットすることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記所定の範囲を格納する記憶ユニットを更に具え、
前記所定の範囲はユーザからユーザインターフェースを介して受信されたもの、データインターフェースを介して受信されたもの、又はシステムにプリセットされたもののうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２３】
前記決定ユニットは、前記第１の脈管内の流体の流れが停止したことを検出し、前記第１の脈管内の流体の流れを再開可能にするために、前記コントローラに、前記第２の脈管内の流体の流れを停止させることを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２４】
前記コントローラは、前記第１の脈管内の流体の流れを再開させるために前記第１の脈管内の流体を直接制御し、
前記決定ユニットは、前記第１の脈管内の流体の流れを検出し、
前記コントローラは、前記第２の脈管内の流体の流れを再開させる、
ことを特徴とする請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記第２の脈管内の流体の流れは第１の脈管内の流体の流れが検出された後にのみ再開されることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記動作目標はユーザに表示され、前記動作目標に対する変化はユーザインターフェースを介して可聴的に又は視覚的に知らされることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ以上の臓器、組織など（以後「臓器」という）の生存を支え、保ち、高めるために臓器を規定され制御された態様で潅流する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移植可能な臓器のための潅流装置は科学文献及び特許文献に記載されている。例えば、特許文献１はこのような装置を開示しており、参照することによりその全体がここに組み込まれるとする。しかし、特許文献１は人間の肝臓のような多重流入臓器を貫流する特定の事態に対処していない。
【０００３】
臓器は温虚血時間を制限する方法で取り出すのが理想的である。あいにく、特に心拍停止ドナーからの多くの臓器は、例えば４５分以上の長い温虚血期間後に取り出される。これらの臓器は低温でのマシン潅流が望ましい（Transpl Int 1966 Daemen）。更に、低圧での臓器の低温マシン潅流もまた望ましい（Transpl Int 1966 Yland）。潅流液を制御された圧力で供給するためにローラポンプ又はダイヤフラムポンプがしばしば使用される。望ましい潅流状態を達成するために多くの制御回路及びポンプ構成が使用されている。例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５参照。
【０００４】
しかし、臓器のマシン潅流のために上記のポンプを使用すると、臓器の不足加圧又は過大加圧の惧れが導入される。例えば約６０ｍｍＨｇ以上の高圧潅流は臓器の血管内膜をえぐりとり、臓器の組織を損傷し得る。特に、低体温では臓器は高圧下で血管を拡張することによって自らを守るための神経学的又は内部分泌的制御を持たない。低圧潅流は十分な潅流液を臓器に供給せず、臓器不全を生じる。
【０００５】
精密制御に対するこの懸念は特に多重流入臓器において深刻である。生体肝臓においては、血液は門脈及び肝動脈を経て臓器に流入する。血液は肝臓の類洞内で混ざり、肝静脈を経て流出する。生体内では、肝動脈が比較的高い圧力（約１００ｍｍＨｇ）の動脈血を受けるが、門脈は比較的低い圧力（約１８ｍｍＨｇ）の静脈血を受ける。初期圧力が同等でないにもかかわらず各流入口から類洞への流れを適正に管理するために、血管張力及び括約筋の系が門脈及び肝動脈を経て流れる血液の相対抵抗を調節する。
【０００６】
臓器潅流保存中の目標は、（１）老廃物の適切な希釈及び適切な栄養供給を可能にするために十分な体積、即ち流量で、及び（２）損傷を避けるために最大流量及び圧力を制限しながら血管開通を維持するのに十分な圧力で、流体を生体肝臓外の血管を介して潅流させることにある。例えば腎臓のような単一流入臓器においては、この目標は単一流入動脈への圧力及び流量を明確に定められる治療濃度域の最小及び最大圧力及び流量内に調節することによって簡単に達成される。
【０００７】
従来、肝臓への流量調節は腎臓の場合と同様に処理されている。門脈圧力及び肝動脈圧力及びそれぞれの流量は、別々に独立に、明確に定められる治療濃度域の最大及び最小レベル内に維持され、一定レベルの圧力又は流量又はその両方に調節される。門脈及び肝動脈の圧力及び流量を別々に独立に調節する方法は公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，９９７，１４０号明細書（譲渡人：Organ Recovery Systems Inc.）
【特許文献２】米国特許第５，３３８，６６２号明細書（発明者：Sadri）
【特許文献３】米国特許第５，４９４，８２２号明細書（発明者：Sadri）
【特許文献４】米国特許第４，７４５，７５９号明細書（発明者：Bauer外）
【特許文献５】米国特許第５，２１７，８６０号明細書（発明者：Fahy 外）
【特許文献６】米国特許第５，４７２，８７６号明細書（発明者：Fahy 外）
【特許文献７】米国特許第５，０５１，３５２号明細書（発明者：Martindale 外）
【特許文献８】米国特許第３，９９５，４４４号明細書（発明者：Clark 外）
【特許文献９】米国特許第４，６２９，６８６号明細書（発明者：Gruenberg 外）
【特許文献１０】米国特許第３，７３８，９１４号明細書（発明者：Hhorne 外）
【特許文献１１】米国特許第３，８９２，６２８号明細書（発明者：Hhorne 外）
【特許文献１２】米国特許第５，２８５，６５７号明細書（発明者：Bacchi 外）
【特許文献１３】米国特許第５，４７６，６７３号明細書（発明者：Bacchi 外）
【特許文献１４】米国特許第５，１５７，９３０号明細書（発明者：McGhee 外）
【特許文献１５】米国特許第５，１４１，８４７号明細書（発明者：Sugimachi 外）
【特許文献１６】米国特許出願第０９／１６２，１２８号明細書（現在放棄されている）
【特許文献１７】米国特許第６，９７７，１４０号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，６７３，５９４号明細書
【特許文献１９】米国特許出願第２００４−０２４８２８１号明細書
【特許文献２０】米国特許出願第２００４−０２２１７１９号明細書
【特許文献２１】米国特許出願第２００４−１１１１０４号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，４９２，１０３号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，０４６，０４６号明細書
【特許文献２４】米国特許第６，０１４，８６４号明細書
【特許文献２５】米国特許出願第２００４−０２２１７１９号明細書
【特許文献２６】米国特許第６，２０９，３４３号明細書
【特許文献２７】米国特許第５，５８６，４３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
臓器の損傷を避けるとともに臓器の生存能力を維持するために、臓器抵抗（即ち圧力／流量）を考慮に入れることができる、規定された及び／又は制御された圧力で臓器を潅流する方法及びシステムが必要とされている。
【００１０】
本発明は、臓器の異なる流入血管、例えば肝臓の門脈及び肝動脈の圧力及び流量を協調して調節する方法及びシステムに関する。研究の結果、摘出された肝臓の潅流において、一定の潅流圧力、即ち調節された圧力状態の下で、肝動脈を流れる流量が増大すると門脈を流れる流量が減少する現象が識別された。これらの研究によって、門脈流量は肝動脈流量が増大するにつれて最小治療濃度域より低いレベルに減少することが判明した。
【００１１】
開示する方法及びシステムは、特に、臓器の潅流保存中における不足治療門脈流量の問題を、複数の入力、例えば門脈及び肝動脈のポンプシステムの協調調節を臓器潅流保存装置で実行することによって解決しようとしている。これらの方法及びシステムは、門脈内の状態が測定パラメータとして最小流量及び最大圧力に達することが検出されるとき、これに応答する制御アルゴリズムを含むことができる。このような状態では、圧力を増大させることによって流量を増大させることはできないとともに、流量を減少させることによって圧力を減少させることはできない。これらの状態は、門脈内の問題状態のセンサ入力を受信し、肝動脈流の状態を協調して制御する協調制御アルゴリズムを実行することによって解決することができる。例えば、この制御アルゴリズムは、肝動脈流量を肝動脈治療濃度域内に維持したまま肝動脈流量を減少させて、門脈流量を治療濃度域内に戻すことができる。
【００１２】
臓器潅流装置において、総潅流圧力はコンピュータにより制御される空気加圧医療流体貯蔵器により供給することができる。コンピュータは、例えば潅流される臓器の脈管内に配置された管の端部内のようなフローパス内に配置されたセンサ又は類似のデバイスからの入力に応答するようにプログラムすることができる。コンピュータは、（１）潅流圧力の微調整を可能にするために、（２）過大加圧を防ぐために、及び／又は（３）容器内における流量の非常遮断を与えるために、ステップモータ／カム弁又はピンチ弁と組み合わせて使用することができる。また、特にシステムの故障による臓器の過大加圧を防止するために、適切なポンプ制御及び／又は十分なフェイルセーフコントローラを具えたローラポンプ又は蠕動ポンプのようなコンピュータプログラムポンプによって、臓器を直接潅流することもできる。過大加圧の可能性の十分な除去は血管内膜及び臓器組織に対して一般に起こり得る損傷を軽減するとともに、低圧脈管における流量競合及び流量消滅の影響を緩和することができる。
【００１３】
制御アルゴリズムの他の実施例は、異常状態に対するエラー認識及びアラーム応答を含むことができる。このような状態は、門脈流量及び肝臓圧力の両方がそれぞれの治療濃度域以下に低下したとき又は門脈又は肝静脈が閉塞されたときとすることができる。
【００１４】
他の実施例は、血管括約筋がオン／オフ動作し、それらのオン／オフ（開／閉）圧力のしきい値にヒステリシスを示し得ることを認めるものである。その結果として、門脈流と肝動脈流の設定順序が重要になる。例えば、最初に高い圧力の肝動脈潅流が設定される場合には、類洞への門脈流を制御する括約筋は閉になり、門脈圧力より高い開圧力を必要とする。これが起こると、当該括約筋の下流の門脈流は止まり、当該脈管により供給される組織は適切に潅流される。
【００１５】
他の実施例は、括約筋の動作を認識し、門脈流を肝動脈流より先の順序で設定する制御アルゴリズムを実行する。この順序は、臓器潅流装置が気泡パージ、障害回復、薬剤投与、臓器調整及びその他の影響を受け入れるために多数の始動／停止を受けることを認めるものである。これらの事象のいくつかは上に列挙した特許文献に開示されている。
【００１６】
臓器生存指数のような診断データを生成する臓器診断装置を提供することもできる。臓器診断装置は、センサ及び温度コントローラのような臓器潅流装置の特徴並びにカセットインターフェースの特徴を含むことができる。臓器診断装置は、潅流装置の入力及び出力流体の解析を提供することができる。典型的には、臓器診断装置はシングルパスインライン潅流における診断データを提供する簡易潅流装置である。
【００１７】
開示の実施例は、臓器の潅流、保存、解析及び／又は運搬を行う装置間で臓器を容易に安全に移動させることができる臓器カセットを提供することもできる。臓器カセットは、運搬装置、潅流装置及び／又は臓器診断装置及び／又は他の装置間の移行も含む運搬中、回復中、解析中及び保存中に連続的な無菌状態及び効率的な熱伝達を提供するように構成することができる。
【００１８】
開示の実施例は、臓器の特に長距離運搬を可能にする臓器運搬装置を提供することもできる。臓器運搬装置はセンサ及び温度コントローラのような臓器潅流装置の特徴並びにカセットインターフェースの特徴を含むことができる。
【００１９】
潅流装置、運搬装置、カセット及び臓器診断装置の開示の実施例は、保存又は運搬されている臓器の位置及び治療及び診断パラメータの遠隔管理、追跡及び監視を可能とするためにネットワーク化することができる。臓器運搬及び保存の履歴データをコンパイルし、病院及び全米臓器配分ネットワーク（ＵＮＯＳ）との相互参照を提供するために情報システムを使用することができる。情報システムは、潅流パラメータ及び移植アウトカムの即時リサーチを可能とするためにアウトァムデータも提供することができる。
【００２０】
制御アルゴリズムを実行する潅流装置に対する開示の方法及びシステムの種々の模範的実施例を、図面を参照して、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明による臓器潅流装置を示す。
【図２】図２は図１の装置の概略図である。
【図３】図３は図２の装置、図４Ｄの臓器カセット及び／又は図９の臓器運搬装置と一体化できるマイクロプロセッサコントローラのブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは本発明による臓器カセットの種々の実施例の一つの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは本発明による臓器カセットの種々の実施例の一つの斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは本発明による臓器カセットの種々の実施例の一つの斜視図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは本発明による臓器カセットの種々の実施例の一つの斜視図である。
【図５】図５は複数の臓器を同時に潅流するように構成された臓器潅流装置の概略図である。
【図６】図６Ａ及び６Ｂは本発明による臓器カセットの代替例を示す。
【図７】図７は本発明による臓器運搬装置の外部斜視図を示す。
【図８】図８は図７の臓器運搬装置の断面図である。
【図９】図７の臓器運搬装置の代替例の断面図である。
【図１０】図１０は肝臓の肝動脈及び門脈における流体の圧力と流量の関係を示す模式図である。
【図１１】図１１は開示の制御アルゴリズムを実行するように構成された潅流装置を示す。
【図１２】図１２は開示の制御アルゴリズムを実行する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の特徴の全体的な理解のためには図面を参照されたい。図面では、全図を通して同等の素子を示すために同等の参照番号を用いている。
【００２３】
開示のシステム及び方法は臓器の運搬、保存、潅流及び診断に使用される。しかし、開示のシステム及び方法は他の用途を含むことができるので、特定の用途に限定されるものと解釈すべきでない。種々の開示の特徴は、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１に開示されている装置及び方法の特徴と照らして、併せて、及び／又は関連して使用するのに特に好適とすることができ、これらの特許文献の内容は参照することによりここに援用される。
【００２４】
図１は臓器潅流装置１を示す。図２は図１の装置の概略図である。装置１は、少なくとも部分的にマイクロプロセッサで制御され且つ空気圧で駆動される。図１のセンサ、弁、熱電気ユニット及びポンプに接続されたマイクロプロセッサ１５０は図３に図式的に示されている。マイクロプロセッサ１５０及び装置１は、例えばＬＡＮ又はインターネットを介してデータを共有できるようにコンピュータネットワークにさらに接続可能に構成することができる。
【００２５】
装置１は、正常温度でも低温温度でも１つ以上の臓器を同時に潅流することができる。全ての医療流体接触表面は、使用される医療流体と適合する材料、好ましくは非血液凝固性材料で形成又は被覆することができる。図１に示すように、装置１は半透明とし得るフロントカバー４と貯蔵所アクセスドア３を有するハウジング２を備える。装置１は潅流を監視し制御する１つ以上の制御及び表示部５ａ，５ｂ，５，５ｄを含むことができる。
【００２６】
図２に図式的に示されるように、ハウジング２内に貯蔵所１０が封入され、貯蔵所１０は図示の３つの貯蔵タンク１５ａ，１５ｂ，１７のような複数の貯蔵タンクを含むことができる。１５ａ，１５ｂとして示される貯蔵タンクは、それぞれ加圧カフ１６ａ，１６ｂを有する、標準の１リットル輸液バッグとすることができる。加圧カフ１６ａ，１６ｂを加圧するために圧力源２０を設けることができる。圧力源２０は空気圧とすることができ、図２に示すように、ガス管２６，２６ａ，２６ｂを経て外部カフ駆動を供給するオンボード圧縮器ユニット２１を含むことができる。しかし、任意の適切な圧力源を使用することができるので、開示の実施例はオンボード圧縮器ユニット２１に限定されない。他の適切な圧力源は、圧縮ガス（例えば空気、ＣＯ２、酸素、窒素など）タンク（図示せず）を含むことができる。また、内部加圧貯蔵タンク(図示せず)を用いることもできる。貯蔵タンク１５ａ，１５ｂ，１７は、還流液を重力又は加圧ガスで供給することができるビン又は他の適切な剛体容器とすることもできる。
【００２７】
オンボード圧縮器ユニット２１により供給される圧力の制御を可能にするためにガス弁２２及び２３をガス管２６に設けることができる。逆流防止弁２４ａ，２４ｂをそれぞれガス管２６ａ，２６ｂに設けることができる。圧力センサＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５及びＰ６を設け、検出した圧力状態を図３に示すマイクロプロセッサ１５０に送ることができる。対応する流量センサ(図示せず)を設けることもできる。潅流、診断及び／又は運搬装置には、該当装置の障害、例えば臓器の保全に適切なレベルを超える圧力上昇を検出するために、該当装置の潅流流体圧力及び流量を監視するセンサを設けることができる。カフ１６ａ，１６ｂからの圧力を開放するために、ガス弁ＧＶ１及びＧＶ２を設けることができる。ガス弁ＧＶ１及びＧＶ２の一方又は両方は大気に開放することができる。貯蔵タンク１５ａ，１５ｂからの空気を管１８を経て排気するために、管１８ａ，１８ｂを経て貯蔵タンク１５ａ，１５ｂと連通するガス弁ＧＶ４を設けることができる。管１８，１８ａ，１８ｂ，２６，２６ａ及び／又は２６ｂには、生物物質が管に流入するのを防止するため又は生物物質が流体パスに沿って進むのを防止するために、フィルタ及び／又はチェック弁を設けることができる。チェック弁及び／又はフィルタは、複数臓器潅流構成において生物物質が一つの臓器の潅流管セットから出て次の臓器の潅流管セットへ移送されるのを防止するために使用することができる。また、チェック弁及び／又はフィルタは、バクテリアやウイルスのような生物物質が潅流装置の次の使用において臓器から臓器へ移送され、このような生物物質が使用後も潅流装置にとどまるのを防止するためにも使用することができる。チェック弁及び／又はフィルタは、ガス及び／又は排気ラインにおける逆流と関連する汚染問題を防止するために設けることもできる。例えば、これらの弁は逆流を防止する逆流防止弁として構成することができる。第３の貯蔵タンク１７はガス弁ＧＶ２を経て加圧カフの一つから開放される圧力により加圧される。
【００２８】
医療流体は血液のような自然の流体又は他の合成流体とすることができ、合成流体は、例えば単純な昌質液とすることができ、また適切な酸素キャリアが添加されたものとすることができる。酸素キャリアは、例えば洗浄され安定化された赤血球、交差結合されたヘモグロビン、ペグ化されたヘモグロビン又は過フッ化炭化水素ベースの懸濁液とすることができる。医療流体は、生理環境内における過酸化傷害又は活性酸素傷害を軽減することが知られている抗酸化物質及び臓器保護に役立つことが知られている特定の薬剤を含むこともできる。酸化された、例えば交差結合ヘモグロビンベースの重炭酸塩溶液は正常温度モードに好適であるが、酸化されてない、例えば単純な昌質液で好ましくは抗酸化物質が添加されたものは低温モードに好適である。正常温度及び低温モードの双方で使用される特定の医療流体は臓器の脈管内膜の侵食又は損傷を軽減もしくは阻止するように設計又は選択することができる。フラッシュ及び／又はスタティック保存に好適であるのみならず低温潅流モードにも好適な潅流液が特許文献２２に開示されており、参照することによりその全内容がここに援用される。潅流液に使用できる添加物の例は特許文献２３にも開示され、参照することによりその全内容がここに援用される。他の適切な潅流液及び物質を使用することができる。
【００２９】
貯蔵所１０内の医療流体は、貯蔵所１０と熱伝導する第１の熱電気ユニット３０ａによって所定の温度にすることができる。温度センサＴ３は貯蔵所１０内の温度をマイクロプロセッサ１５０に中継し、マイクロプロセッサ１５０は貯蔵所１０内の所望の温度を維持するために熱電気ユニット３０ａを調整する、及び／又は、手動調整のために５ａのような制御及び表示部に温度を表示する。代わりに、あるいは加えて、特に臓器潅流装置が運搬されるようとしている場合には、貯蔵所１０内の医療流体は、例えば特許文献２４に開示されているような極低温熱交換装置を用いて冷却することができる（この特許文献は参照することによりその全内容がここに援用される）。
【００３０】
図２に示すように、カセット６５を支持する臓器室４０を設けることができる。カセット６５は潅流すべき臓器を保持するように構成することができる。他の方法では、臓器室４０は、図５に示すように、複数のカセット６５を支持することができ、これらのカセットは互いに隣接配置することができる。カセット６５の種々の例が図４Ａ−４Ｄに示されている。カセット６５は、高い携帯性とするために、軽いが耐久性のある材料からなるものとすることができる。この材料は臓器の視覚検査ができるように透明にすることもできる。
【００３１】
図４Ａは、潅流すべき臓器を保持するカセット６５を示す。カセット６５は、側壁６７ａ、底壁６７ｂ及び臓器支持表面６６を含むものとし得る。臓器支持表面６６は、流体を通すように多孔性材料、有孔材料又はメッシュ材料からなるものとし得る。カセット６５は上壁６７ｄも含み、配管のための１つ以上の開口６３を設けることができる（例えば図４Ｄ参照）。開口６３は、臓器６０の汚染を防止し無菌環境を維持するために、シール６３ａ、例えば隔膜シール又はＯリングシールを有することができ、オプションとして、栓(図示せず)を設けることができる。また、カセット６５には閉止可能な通気口６１を設けることもできる(図４Ｄ参照)。更に、カセット６５には、臓器６０に接続するための配管及び／又は臓器浴から医療流体を除去するための配管を設けるとともに、これらの配管を例えば臓器保存、運搬、潅流及び／又は診断装置の配管５０ｃ、８１，８２，９１及び／又は１３２（例えば図４Ｄ参照）に接続するための１つ以上の接続器具６４を設けることができる。
【００３２】
通気口６１にはフィルタ装置を設け、カセット６５の中身を汚染することなくカセット６５内の圧力の制御及び／又は等化を提供することができる。例えば、臓器はしばしば飛行機で運搬され、一般に圧力が変化する。地上の運搬でも、運搬車がトンネルを通過するとき、山を越えるときなどに圧力変化が生じ得る。更に、カセット６５の１つ以上の蓋４１０及び４２０はカセット６５と気密シールを形成することができる。この気密シールはカセット６５の内部と外部との間に圧力差を生成し得る。このような状況下においてはカセット６５の圧力等化を与えることが望ましい。しかし、圧力等化を達成するための空気の自由な流れはカセット６５内へ汚染物質を導入する可能性がある。従って、カセット６５内への汚染物質の導入を許すことなく空気の流れを可能にするために通気口６１にフィルタを設けることがえできる。
【００３３】
フィルタは、ごみ、ほこり、液体、その他の汚染物質の通過を制限しながら清浄空気を両方向に通すことができる。フィルタの細孔サイズはバクテリアの通過を阻止するように選択することができる。
【００３４】
オプションとして、圧力制御弁(図示せず)を通気口６１と関連させることもできる。このような弁は、外部圧力の変化がカセット６５の内部に伝達される割合を制限するように、もしくは圧力を希望通りに増大及び／又は減少するように、構成又は制御することができる。
【００３５】
カセット６５、及び／又は臓器支持表面６６、開口６３、配管及び／又は接続器具６４は、潅流すべき臓器の種類及び／又はサイズに厳密に合わせることができる。側壁６７ａのフランジ６７ｃは臓器保存装置、運搬装置、潅流及装置及び／又は診断装置内に配置されるカセット６５を支持するために使用できる。カセット６５は、更に、例えば図４Ｃ及び４Ｄに示すように、カセット６５の取り扱いを容易にするハンドル６８を有することができる。各カセット６５には、以下に詳細に検討されるように、臓器６０内に潅流される医療流体の圧力を調整するための独自のメカニズム、例えばステップモータ／カム弁７５（例えば図４Ｃに示されるハンドル部分６８参照）を設けることができる。代わりに、あるいは加えて、多くの実施例では、圧力は図３に示すマイクロプロセッサによって制御することができ、マイクロプロセッサは圧力センサＰ１から圧力センサデータを受信することができる。同様に流量センサを制御することもできる。
【００３６】
図６Ａ−６Ｂはカセット６５の代替実施例を示す。図６Ａにおいて、カセット６５は管セット４００を備えている。管セット４００は、図１に詳細に示される潅流装置１、又は臓器運搬装置又は臓器診断装置に接続することができる。このように、カセット６５はカセット６５の内部の無菌状態を危うくすることなく種々の装置間で動かすことができる。カセット６５は十分に耐久性のある材料からなり、貫通や激しい衝撃に耐えることができる。カセット６５には、図６Ａに内蓋４１０及び外蓋４２０として示すように、１つ以上の蓋を設けることができる。図６Ａに示すように、管セットは気泡トラップ装置ＢＴに接続することができる。このような気泡トラップ装置は特許文献２５に詳細に記載され、その全内容が参照することによりここに援用される。
【００３７】
カセット６５は携帯可能な装置である。その１つ以上の蓋４１０，４２０はカセット６５とほぼ気密のシールを形成することができる。この気密シールはカセット６５の内部と外部との間に圧力差を生じ得る。臓器の潅流を制御する圧力センサは気圧を基準とすることができる。このような実施例では、カセット６５内の臓器の周囲の空間は大気圧に維持するのが望ましい。従って、カセット６５は１つ以上の圧力制御装置を含むこともできる。圧力制御装置は弁又は膜のような能動装置又は受動装置とすることができる。例えば膜４１５，４２５を内蓋４１０および外蓋４２０にそれぞれ設けることができる。任意の数の膜をカセット蓋４１０，４２０を有するカセット６５に設けることができる点に留意されたい。膜４１５，４２５はカセット６５の内部と外部を等しい圧力に維持するのに役立つ疎水性の膜とするのが好ましい。膜４１５，２１５は、十分に柔軟性であれば、破れるまで完全に又はほぼ不浸透性であり得る。代案として、膜は清浄空気を両方向に通すフィルタを含むものとすることができる。このような場合には、膜４１５，４２５はごみ、ほこり、液体、その他の汚染物質を通さない。膜４１５，４２５のフィルタの細孔サイズはバクテリアを通さないように選択することができる。膜４１５，４２５及び対応するフィルタの存在はシステムの無菌状態を維持するのに役立つ。
【００３８】
蓋４１０，４２０は取り外し可能にすることができ、またカセット６５の本体にヒンジ又は他の手段で結合することができる。蓋４１０，４２０をカセット６５の上端に固定する機構は例えば留め具４０５により提供することができる。更なる安全性及び安定性を提供するために留め具４０５に更に鍵を設けることができる。生体検査用及び／又は通気用ポート４３０を内蓋４１０に又は内蓋４１０及び外蓋４２０の両方に設けることができる。ポート４３０は臓器６０へのアクセスを提供し、臓器６０の追加の診断を臓器６０の最小の妨害で行うことが可能になる。カセット６５はオーバフロー通路４４０（図６Ｂにカセット６５の上部に存在する通路として示されている）を有することもできる。蓋４１０，４２０がカセット６５に固定されているとき、オーバフロー通路４４０は、内部シールが漏れているかどうかを検査する部分を提供する。潅流液はカセット６５内へ注入し、カセット６５からストップコック又は取り外し可能なプラグを経て排出させることができる。
【００３９】
カセット６５及び／又は蓋４１０，４２０は、カセット６５の内部が見え、臓器６０を監視することができるとともに、臓器６のビデオ画像又は写真を撮ることができるように、光学的に透明な材料で構成することができる。潅流装置又はカセット６５は、臓器６０の経過又は状態を記録するためにビデオカメラ又は写真カメラ、ディジタル又はその他の機器とワイヤ接続することができ、またそれらを内蔵することができる。撮影した画像はＬＡＮ又はインターネットのようなコンピュータネットワークで利用可能にして、追加のデータ解析及び遠隔監視を提供することができる。また、カセット６５にタグを設け、該タグによって、装置１内に存在するカセット６５の位置及び／又は臓器６０の身元をバーコード、磁気コード、無線周波数又は他の手段により潅流、保存、診断及び／又は運搬装置に信号伝達することもできる。カセット６５は減菌パッケージされたものとして、及び／又はピールオープン袋のような使い捨てカセットしてパッケージし、販売することができる。カセット６５を含有する使い捨てパッケージは以下で更に検討されるように管セット４００及び／又は管フレーム２００を含むこともできる。
【００４０】
カセット６５は、臓器潅流装置から取り出し、ここに記載する携帯運搬装置又は例えば通常のクーラー又は特許文献２６及び特許文献２７（その全内容は参照することによりここに援用される）に開示されているような携帯容器内の別の臓器潅流及び／又は診断装置に運搬することができるように構成することができる。
【００４１】
種々の代表的な実施例では、例えば図４Ａに示すように、運搬時に、臓器６０を臓器支持表面６６の上に置き、カセット６５を減菌袋６９内に封入することができる。臓器が医療流体で潅流されるとき、排出医療流体が袋６９内に集まって臓器浴を形成する。また、カセット６５に下位流体密封部を形成し、この下位流体密封部に排出医療流体が集まって臓器浴を形成する又は排出医療流体が臓器保存、運搬、潅流及び／又は診断装置の別の隔室に集まって臓器浴を形成するように構成することもできる。袋６９は、カセット６５を臓器保存、運搬、潅流及び／又は診断装置内に挿入する前に除去するのが好ましい。更に、複数の臓器６０を潅流する必要がある場合には、複数の臓器隔室を設けることができる。
【００４２】
図７は運搬装置１９００の一実施例の外観図である。図７の運搬装置１９００は直立位置の維持を容易にする安定ベース部と運搬装置１９００の持ち運びのためのハンドル１９１０を有する。運搬装置１９００には、運搬装置１９００の持ち運びを助ける肩紐及び／又は車輪を取り付けることができる。制御パネル１９２０は、注入圧力、管フレームの取り付け、パワーオン／オフ、エラー又は障害状態、流量、粘性、注入温度、浴温度、ポンピング時間、電池充電量、温度プロフィール（最高及び最低）、カバー開又は閉、履歴ログ又はグラフ及び追加のステータス詳細及びメッセージのような特性を表示できるが、これらに限定されず、これらの特性の一部分又はすべてをデータ保存及び／又は解析のために遠隔位置に伝送することができる。臓器のポンプ圧力及び脈管抵抗を含む種々の臓器特性を監視するために運搬装置１９００内に流量センサ及び圧力センサを設けることができ、これらの特性はコンピュータメモリに格納して、例えば圧力上昇のような装置の不良を検出するのみならず、脈管抵抗履歴の解析を可能にすることができる。
【００４３】
運搬装置１９００は、装置を開くためにはユーザの積極的な操作を必要とするラッチ１９３０を含むことができ、これにより運搬装置１９００が運搬中に不注意に開く可能性を回避することができる。ラッチ１９３０は図７では運搬機１９００の上部１９４０に位置させることができる。上部１９４０又はその一部分はカセット及び臓器の潅流状態が見えるように光学的に透明な材料で構成することができる。運搬装置１９００は、カバーが開いているか閉じているかを監視し表示するカバー開検出器を備えることができる。運搬装置１９００は、ユーザが変化する運搬範囲及び距離に対して適切な運搬装置１９００を構成又は選択することができるように、種々の厚さの絶縁外装を備えるものとすることができる。多くの実施例では、図表のような患者及び臓器データ、試験用電源、補助電池、携帯計算装置及び／又はＵＮＯＳラベル及び／又は識別及び返品発送情報を表示する手段を保持するために隔室１９５０を設けることができる。
【００４４】
図８は、運搬装置１９００の断面図である。運搬装置１９００は適合形状のカセット６５を取り付けることができ、ポンプ２０１０を含む。カセット６５は、カセット６５から管セット４００を切り離すことなく運搬装置１９００内に設置又はから取り出すことができるのが好ましい。多くの実施例では、運搬装置１９００内のセンサによって運搬装置１９００内にカセット６５が存在することを検出するとともに、カセット６５に取り付けられた又はカセット６５と一体とし得るバーコード又は無線周波数又は他の「スマート」タグから臓器の識別情報を読み取ることができる。これはカセット６５内の臓器の自動識別及び追跡を可能にし、流通過程の管理を監視し制御するのに役立つ。全地球測位システムを運搬装置１９００に付加して臓器の追跡を容易にすることができる。運搬装置１９００は、ＬＡＮへのハードウェア接続によりコンピュータネットワークにインターフェースさせることができ、また例えば運搬中は無線通信によりコンピュータネットワークにインターフェースさせることができる。このインターフェースは、潅流パラメータ、脈管抵抗及び臓器識別情報、運搬装置１９００及びカセット６５の位置情報などのデータを追跡し、リアルタイムに表示すること又は将来の解析のために取得することを可能にする。
【００４５】
運搬装置１９００は、装置又は臓器の目詰まりを防止するために潅流液から沈殿物及び他の粒子を除去するフィルタ２０２０を含むことができる。運搬装置１９００は、電池２０３０も含むことができ、これらの電池は運搬装置１９００の底部又はポンプ２０１０の下部又は電池交換のために容易にアクセスできる他の任意の位置に位置させることができる。運搬装置１９００は、電源コード、電池及び他の付属品のための追加の収納スペースも例えば運搬装置１９００の底部に設けることができる。運搬装置１９００は、例えば自動車のような車両又は飛行機へのＤＣ接続及び／又はＡＣ接続のための電力供給口も含むことができる。
【００４６】
図８に示すように、カセット６５のカセット壁ＣＷは、以下に詳細に検討するように、接触面積を最大にして熱伝導を高めるために、運搬装置１９００の運搬装置の内壁ＴＷの対応する形状と適合する形状にするのが好ましい。
【００４７】
図９は運搬装置１９００の代替例の断面図である。図９において、運搬装置１９００は、例えば貫入及び衝撃に耐える十分に強い金属、プラスチック又は合成樹脂からなる外囲器２３１０を有することができる。運搬装置１９００は、例えばガラスウール又は膨張ポリスチレンからなる断熱材のような絶縁材２３２０を含むことができる。絶縁材２３２０は種々の厚さにすることができる。運搬装置１９００は、例えば氷水浴又は極低温材とし得る冷却剤２１１０により冷却することができる。極低温材を用いる実施例では、臓器の凍結を防止するように設計すべきである。運搬装置１９００はさまざまな量の冷却剤を保持するように構成することができる。氷水は安価であるとともに一般に臓器を凍結するほど十分に冷却することはできないために、氷水浴が好適である。冷却剤２１１０のレベルは、例えば運搬装置１９００の透明部分を通して見ることができるようにするか、センサで自動的に検出され監視されるようにすることができる。図８に示す運搬装置の内壁ＴＷは図９の装置の冷却材２１１０とカセット壁ＣＷとの間に介在させることができる。隔室２１１５は、運搬装置１９００が倒されたりひっくり返されりした場合でも冷却剤２１１０を失わないようにするのが好ましい。熱はカセット６５の壁から冷却剤２１１０に伝導され、所望の温度範囲内に制御することができる。冷却材２１１０はフェイルセーフ冷却メカニズムを提供し、電力損失又は電気的故障又はコンピュータ故障の場合に運搬装置１９００が自動的に冷蔵状態に戻る。運搬装置１９００は潅流液の温度を上げるヒーターを設けることもできる。
【００４８】
電子回路モジュール２３３５を運搬装置１９００に設けることもできる。電子回路モジュール２３３５は空気対流２３７０により冷却することができ、更にファンにより冷却することができる。潅流液が電子回路モジュール２３３５をぬらすのを防止するとともに電子回路モジュール２３３５から潅流液への付加的な外部加熱を防止するために、電子回路モジュール２３３５は潅流液配管から離して配置する。運搬装置１９００は、潅流液２３４０を臓器６０に供給するために圧力を（例えば管セット４００の）潅流管２３６０に供給するポンプ２０１０を含むことができる。潅流液配管２３６０内の状態をマイクロプロセッサ１５０に伝えるために圧力センサＰ１を還流液配管２３６０に設けることができる。運搬装置１９０００は、腎臓、心臓、肝臓、小腸及び肺などの種々の臓器を潅流するために使用することができる。運搬装置１９００及びカセット６５はさまざまな量の潅流液２３４０を収容することができる。
【００４９】
カセット６５及び運搬装置１９００は、効率的な熱伝導が可能になるように互いに適合するように又は嵌り合うように構成することができる。運搬装置１９００は、カセット６５から隔室２１１５内に含まれる冷却剤２１１０へ熱を移動させる熱伝導に頼るものとすることができる。この熱移動は運搬装置１９００を潅流溶液の所望の温度に維持することができる。カセット６５及び運搬装置１９００の幾何学的要素は、カセット６５が運搬装置１９００内に置かれたときに、カセット６５と運搬装置１９００との間の接触面積ができるだけ大きくなるように且つ運搬のために互いに固定されるように構成することができる。
【００５０】
ポンプ２０１０は、蠕動ポンプ又は任意のタイプの制御可能なポンプとすることができ、例えば図２の臓器潅流装置、図６ａの臓器カセット６５及び／又は図８の臓器運搬装置１９００の輸液回路を通して臓器６０内に流体を移動させるために使用することができる。
【００５１】
臓器６０は任意の種類の臓器、例えば腎臓、肝臓又は膵臓とすることができ、また臓器は任意の種、例えば人間又は動物からのものとすることができる。
【００５２】
潅流液の流路（輸液回路）内には、臓器６０の直前又は内部に、流体が臓器６０に入る前又は臓器６０内で分散される前の位置における流体流の圧力を検出することができる圧力センサＰ１を置くことができる。流体が輸液回路を経て移動する際に、臓器６０は抵抗をもたらす。圧力センサＰ１は、流体が臓器を経て移動する際の抵抗により臓器６０が生成する圧力を検出する。一般に流体は臓器６０から臓器浴内に自由に流出するので、臓器の後の位置には小さな圧力が存在する。
【００５３】
肝臓は、流れが門脈及び肝動脈に別々に流入し、肝静脈により結合されて流出する３端子装置である。図１０は、肝臓の潅流装置の典型的な例における肝動脈及び門脈内の流体の圧力と流量の関係を図式的に示すものである。図１０において、Ｆvは肝静脈内の肝臓から出る流体の流量である。Ｆpvは門脈内の流体の流量である。Ｆhaは肝動脈内の流体の流量である。典型的な例では、これらの値はＦv＝Ｆpv＋Ｆhaの関係を満足する。Ｐpvは門脈内の流体の圧力である。Ｐhaは肝動脈内の流体の圧力である。
【００５４】
肝臓潅流装置においては、一つのマシン（ポンプ、弁、センサ、配管などを含む）が流体を門脈に供給することができ、別の又は関連する又は併合されたマシンが流体を肝動脈に供給することができる（何ら限定するものではないが、簡単のために、このマシン又はこれらのマシンは別々の「マシン」であるものとして参照する）。
【００５５】
Ｐhaが増大するにつれて、Ｆpvが低下し始めるしきい値に到達する（f(Ppv,Pha)）。この点以後も、Ｐhaが増大し続けると、Ｆpvがこれに応答して低下する。この現象は「流量競合(flow competition)」と称されている。Ｆpvが流量競合中に零まで低下すると、門脈内に流量消滅の状態を生じる。Ｐhaの低下はこれと逆の効果を示すが、かなりの量のヒステリシスが存在する。
【００５６】
図１１は、ここに記載された臓器潅流装置のような臓器潅流装置を動作させるために用いる模範的な制御アルゴリズムユニット３００の概略図を示し、特に肝臓のような多重流入脈管臓器の複数の流入脈管への流体の流れの協調制御を与えるように構成されている。制御アルゴリズムユニット３００は、センサインターフェース３１００、圧力／決定ユニット３２００、コントローラ３３００、一つ以上の記憶ユニット３４００、データインターフェース３５００及びユーザインターフェース３６００を含むことができ、これらはすべてデータ／制御バス３７００により接続されている。制御アルゴリズムユニット３０００は、ここに記載された潅流方法の制御のために、必要に応じて他のユニットを含むこともできることが理解されよう。更に、制御アルゴリズムユニット３０００は、本明細書の
開示により想定される任意の装置（臓器カセット、臓器潅流装置又は臓器保存装置及び／又は臓器運搬装置を含むが、これらに限定されない）のいずれにも適応し、動作させることができる。
【００５７】
センサインターフェース３１００は、臓器６０の脈管内の流体流のパラメータを検出するセンサ(図示せず)が検出パラメータに関する測定データを制御アルゴリズムユニット３０００へ送信するパスを提供することができる。これらのパラメータは、例えば臓器を潅流する１以上の脈管内を流れる流体の圧力及び流量を含むことができる。更に、センサインターフェース３１００は、例えば制御アルゴリズムユニット３０００がインストールされた装置又はこれにより動作する装置のセンサと決定ユニット３２００とをインターフェースするマイクロプロセッサの形態のデバイスとすることができ、また１つ以上のパラメータを検出する一体形のセンサをそれ自体に含むこともできる。
【００５８】
模範的な実施例においては、センサインターフェース３１００は、直接的に、又は間接的に、肝臓の肝動脈及び門脈を流れる流体の圧力及び流量を検出することができる。センサインターフェース３１００は肝静脈を経て肝臓から出る流体の圧力及び流量も検出することができる。これらのデータは、例えば決定ユニット３２００により、治療濃度域により規定されるデータと比較するために使用でき、またバイタルの他のパラメータに関連させることができる。治療濃度域又は検出パラメータに関する比較パラメータデータは、１つ以上の記憶ユニット３４００に格納することができ、この格納データは、例えば外部データソースに接続するためのデータインターフェース３５００を介して又はユーザインターフェース３６００に設けられたユーザ入力を介してアクセス可能である。ユーザインターフェース３６００は、例えばグラフィックユーザインターフェースとして構成することができる。
【００５９】
制御アルゴリズムユニット３０００は決定ユニット３２００を備えることができる。決定ユニット３２００は、センサインターフェース３１００でアクセスし得るセンサにより検出されたパラメータのメトリクスを上述のいくつかのデータソースから入手可能な治療濃度域のプリセット境界と比較することができる。決定ユニット３２００は、検出値を治療濃度域と比較して、検出パラメータが治療濃度域内にあるかどうかを決定することができる。決定ユニット３２００は、例えばマイクロプロセッサとすることができる。
【００６０】
模範的な実施例においては、決定ユニット３２００は、肝臓の肝動脈を流れる流体及び門脈を流れる流体の圧力及び流量を比較することができる。決定ユニットは検出値とプリセット値の比較を行うことができるが、例えば臓器の複雑度又は比較するパラメータの数に応じてもっと高次の評価を可能にすることもできることが理解されよう。
【００６１】
決定ユニット３２００は、比較に基づいて、ユニット３０００が関連する潅流装置が臓器内の複数の脈管を流れる流体の流量の制御に関して、個別制御能力で動作すべきか、協調制御能力で動作すべきかを決定することができる。例えば、決定ユニット３２００は、門脈を流れる流体の流量が治療濃度域から外れることを決定することができる。このような場合には、決定ユニット３２００はコントローラ３３００に、潅流装置は協調モードで動作すべきことを指示し、肝動脈及び門脈の双方を流れる流体の圧力及び流量を管理し、門脈を流れる流体の流量が治療濃度域内に戻るように肝動脈のパラメータを制御することができる。
【００６２】
制御アルゴリズムユニット３０００は、ユニット３０００の制御機能を実行する別個の又は一体のコントローラ３３００を備えることができる。コントローラ３３００は、決定ユニット３２００により行われた決定に基づいてアルゴリズムを実行する。コントローラ３３００は、ユニット３０００が関連する潅流装置を制御することができ、あるいは当該装置内の個々のユニット又はデバイスを制御することができる。コントローラ３３００は装置の機能を操作して脈管を流れる流体のパラメータを変更する制御を実行することができる。例えば、肝臓においては、コントローラ３３００は、肝臓潅流装置により肝動脈を経て潅流される流体の圧力を低下させて門脈を流れる流体の流量を協調制御することができる。この模範的な方法では、コントローラ３３００は、肝臓のような臓器を複数の脈管を経て潅流する単一のユニット又は複数のユニットを、潅流装置により供給される脈管を流れる流体のパラメータの制御の開始、停止、増大又は減少の何れか一つ又はそれらの組合せにより管理することができる。
【００６３】
ユニット３０００は一つ以上の記憶ユニット３４００を備えることができる。一つ以上の記憶ユニット３４００は、ユニット３０００の内部又は外部においていくつかの容量で動作し、例えばコンパチブル読み取り装置を具えたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体のような補助記憶媒体の形態とすることができる。図１１に示すように、模範的な実施例では、一つ以上の記憶ユニット３４００は、センサインターフェース３１００により検出された値を、決定ユニット３２００又はコントローラ３３００へ後で供給するために格納することができる。記憶ユニットは、決定ユニット３２００で行われたが直ちに供給しないで一時的に格納しその後コントローラ３３００に送るべき決定に関しては、決定ユニット３２００からの入力を受信することもできる。
【００６４】
肝臓潅流装置のような単一潅流装置内の２つのマシンの制御を協調させる制御アルゴリズムについて説明する。
【００６５】
脈管内の流量及び圧力の組合せは一般に臓器潅流に対する治療濃度域を表わす。流量又は圧力が高すぎる場合、臓器は損傷され得る。流量又は圧力が低すぎる場合には、潅流の治療上のメリットが全くあるいは要望どおりには達成されない。治療濃度域は経験的であり、ユーザ又は製造者が臓器潅流装置に設定することができる。例えば、ユーザは目標値を設定することができ、各マシンはパラメータをプリセット治療値に従って維持しながらこの目標値を維持しようと試みることができる。例えば、各マシンは、流量を治療最小値より高く維持しながら目標圧力を維持するように試みることができる。臓器潅流装置は圧力及び流量を治療濃度域内に維持しようとする。
【００６６】
比較参照のために、例えば腎臓のような臓器は一般に２端子装置とみなせる。腎臓においては、流れは腎臓動脈から入り、腎臓静脈から出る。腎臓を通る流れは、腎臓動脈に入る流体圧力を増大又は減少させることにより増大又は減少させることができる。潅流中、腎臓動脈の入口における高い流体圧力は高い流量を腎臓動脈に供給する。潅流中の圧力と流量の関係は脈管が緊張しているときと緩んでいるときとで変化するため、腎臓潅流装置内の自動コントローラは連続的に圧力と流量を測定し、治療濃度域内にとどまるように上げたり下げたり調整する。このコントローラの動作モードはリニアモードとみなすことができる。
【００６７】
例えば脈管が肝臓内で収縮されている潅流の開始時において遭遇し得る比較的低い流量状態中は、肝臓の門脈及び肝動脈への流れは（腎臓について上述した）リニアモードを用いて独立に制御することができる。各脈管の圧力及び流量を適切な治療濃度域内での動作を維持するために独立に上げ下げすることができる。
【００６８】
肝動脈への流量が増大するにつれて、（肝臓ごとに異なる）しきい値に到達し、これを超える肝動脈流量の増大は門脈流量の低減をもたらす。これは流量競合である。流量競合は、門脈圧力が治療最大値に到達したにもかかわらず門脈を流れる流体に対するパラメータを治療最小値以下に駆動する程度まで増大し得る。この時点において、門脈マシンのみを調整することによって、その後の門脈の制御を治療濃度域内に維持することはできない。本明細書によるシステム及び方法を含む潅流装置は、このような状態を検出し、コントローラが潅流装置に協調動作モードを指示して、肝動脈及び門脈双方の圧力及び流量を治療濃度域内に強調的に維持する目的を達成することができる。
【００６９】
協調モード動作中は、コントローラ３３００は肝動脈流量を制御し、最初にこの流量を、門脈流量が増大して治療濃度域内に戻ることが検出されるまで減少させることができる。圧力及び流量状態の両セットが治療濃度域内に再設定されたら、コントローラ３３００によって、各パラメータに対して装置及び臓器内に安定な潅流を維持するのに十分な治療濃度域内の値である修正パラメータを設定することができる。設定された新しいパラメータ値を用いて、コントローラ３３００は動作をリニアモードに戻すことができ、新しいパラメータの設定値は例えば一以上の記憶ユニット３４００に格納することができる。更に、協調モード動作の設定をユーザに知らせることができ、新しい設定値を表示することができる。
【００７０】
流量競合が検出された状態においては、競合は例えば門脈内の流れを妨げ零にするほど激しくなり得る。このような場合には、コントローラ３３００は門脈流を再設定できるように肝動脈内の流れを一時的に完全に遮断し、門脈流が検出されたら、リニアモードを再始動させるか、協調モード動作を続けることができ、いずれの場合にも、ほとんどの状況（例えば気泡パージ後又は障害回復後又はユーザ指示フロー始動後）において門脈流が優先的に開始した後に肝動脈流が再始動される。
【００７１】
流体回路の漏れ、閉塞した脈管、不適切に挿入された脈管、装置への衝撃力は流量及び圧力を治療濃度域外に位置させる程度まで変化させ得ることが認識されよう。これらの障害状態は一般に治療濃度域外への極端なトランジェントを生じるため、これらの障害状態は流量競合と区別することができる。コントローラ３３００は協調モード（門脈流消滅からの回復又はエラー処理を含む）を実行するかどうかを決定するためにこの区別化を行い、適切に補正を行うことができる。
【００７２】
次に、図１２を参照して制御アルゴリズムの例を説明する。
【００７３】
ステップ４１００において、治療濃度域の圧力及び流量が、ユーザ設定により、格納パラメータとして及び／又はその組合せとして設定され、装置にプリセットされる。ユーザ又はコンピュータは、前述した圧力センサＰ１における臓器に入る前の流体供給圧力及び流量である所望の収縮期圧及び／又は流量を設定する。例えば蠕動ポンプ又は他の任意のタイプの可制御ポンプがステップ４１００で動作を開始することができる。
【００７４】
ステップ４２００において、潅流装置が始動され、動作が開始される。潅流プロセスは、例えばユーザがINFUSEボタンを押すことにより開始される。ステップ４３００において、門脈及び肝動脈の輸液が潅流装置により初期モード（たぶんリニアモード）で行われる。模範的な実施例では、始動時の流量競合による流量消滅の危険を低減するために、門脈供給マシン又はポンプの始動を肝動脈供給マシン又はポンプより前に行うように順序付けるのが望ましい。
【００７５】
ステップ４４００、４４２５、４４５０及び４４７５において、圧力センサＰ１及び対応する流量センサが、肝動脈を流れる流体の圧力及び流量及び門脈を流れる流体の圧力及び流量がそれぞれの治療濃度域内にあるかどうかを決定する問い合わせを行う。門脈又は肝動脈の圧力及び流量をそれぞれの治療濃度域内に維持できない場合には、原因状態の重症度を識別し、潅流装置は例えば協調モード（ステップ４６００）、エラー処理モード（ステップ４７００）又は流量消滅回復モード（ステップ４８００）のどのモードへ進むべきかを決定するために、圧力及び流量状態がステップ４５００で解析される。
【００７６】
ステップ４６００において、潅流装置は協調モードに進む。協調モードでは、コントローラは、門脈流量が治療濃度域内に戻るまで、肝動脈流量を減少させることができる。次に、ステップ４６５０において、コントローラは全てのパラメータに対して十分に治療濃度域内に入る新しい肝動脈目標圧力を設定する。潅流装置が治療濃度域内のパラメータで安定した後、コントローラは潅流ステップ４３００において装置をリニアモード動作に戻す。
【００７７】
ステップ４７００においては、コントローラは潅流装置をエラー処理モードに駆動することができる。エラー処理モードでは、コントローラは、状態が例えば閉塞、漏れ、過大圧力又は不足圧力のような障害状態である場合を決定し、その場合には格納された又は他の指定されたエラー処理及び／又は回復アルゴリズムを実行すると同時にアラームを駆動する。検出されたエラーに基づいて、コントローラはステップ４７５０においてユーザ自身が又は自動的に潅流装置を適切にリセットし、制御方法をステップ４２００に戻し再始動するように指示する。
【００７８】
ステップ４８００において、コントローラは、実際の又は差し迫った門脈内の零流量の状態を検出し、潅流装置を流量消滅モードに従って駆動することができる。典型的な流量消滅モードでは、コントローラはステップ４８５０において肝動脈供給マシン又は両マシンを停止させる。次に、コントローラは、ステップ４２００において門脈流を治療濃度域内の設定レベルで開始するように動作する。門脈流の開始後に、コントローラは肝動脈流を開始する。次に、コントローラは、潅流装置をリニアモードに戻し（ステップ４２００）、最終的には治療濃度域に対して圧力及び流量の状態に依存して強調モード動作する。
【００７９】
本発明明細書に援用した全ての特許明細書、特許出願明細書、科学論文及び他の情報源及び参考資料は参照することによりここに組み込まれ、それらの教えの全てがあたかも本明細書に説明されているものとする。
【００８０】
以上の開示は本発明の特定の実施例を強調しているが、これらの実施例に対応する種々の変更例及び代替例も本発明の精神及び範囲に含まれるものと理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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