(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脊椎動物の頸椎を構成する棘突起どうしの間に貫通して配置される、一方の開口端部と他方の開口端部の間を直線的に連通する空隙をその内部に有する管状部材を備え、
前記管状部材は、一方の開口端部から経皮的に患部に穿刺挿入されることで、前記棘突起どうしの間に貫通して配置され、
前記管状部材の前記空隙内を、一方の開口端部から他方の開口端部へ、及び／又は他方の開口端部から一方の開口端部へと冷却用媒体を流通及び流出させて頸部脊髄を冷却するために用いられる局所冷却用医療具。
【請求項２】
前記管状部材の一方の開口端部が鋭利に加工されている請求項１に記載の局所冷却用医療具。
【請求項３】
前記管状部材の管内に、前記管状部材の一方の開口端部から滑動して突出可能に挿入される内針部材をさらに備える請求項１又は２に記載の局所冷却用医療具。
【請求項４】
前記管状部材の内径に対する、前記内針部材の外径の比率が、４０％以上である請求項３に記載の局所冷却用医療具。
【請求項５】
前記管状部材が、少なくとも一部にＸ線不透過部を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の局所冷却用医療具。
【請求項６】
前記管状部材の構成材料が金属又は樹脂である請求項１〜５のいずれか一項に記載の局所冷却用医療具。
【請求項７】
前記管状部材の構成材料の熱伝導率が、５Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上である請求項６に記載の局所冷却用医療具。
【請求項８】
前記管状部材の構成材料が金属であり、
前記管状部材の開口端部に接続される樹脂製チューブ部材をさらに備える請求項６又は７に記載の局所冷却用医療具。
【請求項９】
前記管状部材の全長が１３〜２０ｃｍであり、内径が１〜１５ｍｍであり、外径が３〜２０ｍｍであり、壁厚が５００μｍ以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載の局所冷却用医療具。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の局所冷却用医療具を構成する管状部材と、前記管状部材の開口端部に接続される樹脂製チューブ部材と、を備え、
前記管状部材と前記樹脂製チューブ部材の管内を冷却用媒体が流通する回路が形成される局所冷却用システム。
【請求項１１】
２以上の前記管状部材が並列又は直列に接続されて前記回路が形成される請求項１０に記載の局所冷却用システム。
【請求項１２】
前記回路内に流通させる前記冷却用媒体の状態を制御する制御装置をさらに備える請求項１０又は１１に記載の局所冷却用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脊椎動物の頸部脊髄を持続的に冷却するために用いる局所冷却用医療具、及びそれを用いた局所冷却用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国内における脊髄損傷患者数は約１０万人と推定されており、毎年５千人以上の患者が新たに発生している。脊髄の損傷は、四肢の麻痺や感覚障害、自律神経の失調症状をもたらす。このため、受傷直後の急性期は、外傷性ショックや脊髄ショックによる生命の危機を回避するとともに、脊髄損傷部位の拡大及びその後の障害発生を最低限に抑制するための処置が重要となる。
【０００３】
局所冷却は、外傷等により障害を受けた神経細胞、特に不可逆的な損傷を受けた神経細胞の周囲に存在する、回復の可能性を残した境界領域（可逆的な傷害をうけた神経細胞）を冷却して保護することで、患者の予後及びＱＯＬを改善するといった目的を有する処置である。
【０００４】
事故等により脳や脊髄が損傷した場合、冷却ブランケットや人工心肺による血液冷却により全身を冷却して脊髄等を保護する方法が有用であることが知られている（非特許文献１及び２）。しかし、これらの方法は全身を冷却するため、免疫低下、不整脈、及び凝固異常や、長時間の体外循環のため呼吸器障害等が惹起されやすいなどの課題がある。このため、これらの方法を採用する場合には、集中治療室において全身管理することが必要となる。そして、高度な医療知識と監視体制の整った医療施設内で実施する必要があるため、人的コストや経済的コストの面で課題がある。
【０００５】
一方、脊髄を局所的に冷却する方法としては、例えば、脊髄硬膜外腔にカテーテルを経皮的に挿入して冷却用媒体を還流させる方法がある（特許文献１）。また、熱交換デバイスを組織に接触させて冷却する方法（特許文献２）や、インプラントを送達して冷却媒を循環させるシステム（特許文献３）が知られている。さらに、冷却部材を頸部に固定し、頚椎を冷却するために用いられるカラーが提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００３／１０５７３６号
【特許文献２】特表２００５−５２７３２４号公報
【特許文献３】特表２０１３−５２６３５０号公報
【特許文献４】特表２０１３−５４０５６６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】林成之著、「脳低温療法−重症脳障害患者の新しい集中治療法」、総合医学社、１９９５年、ｐ．１−１０５
【非特許文献２】Kouchoukos NT, et al., Elective hypothermic cardiopulmonary bypass and circulatory arrest for spinal protection during operations on the thoracoabdominal aorta. J Thorac Cardiovasc Surg 1990, 99: p659-64
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＮＰＯ法人日本せきずい基金は、脊椎損傷患者のうちの７５％は頚椎損傷が占めると報告しており、頚椎損傷患者の治療は重要であるといえる。そして、冷却は外傷等により障害を受けた神経細胞の回復の可能性を高めるために有効な方法であるが、技術的困難さから実用化が不十分であるのが現状である。
【０００９】
例えば、特許文献１で提案された方法では、注入された冷却用媒体のドレナージ悪化や漏洩によって、髄腔内圧の上昇や虚血傷害等が生ずる可能性が高まる場合がある。また、特許文献２で提案された方法では、熱交換デバイスを冷却が必要な組織（部位）と直接的に接触するように挿入する必要があるため、高度な手技が要求される。さらに、特許文献３で提案されたシステムにおいては、インプラントを椎骨にネジ等で直接固定するため、侵襲性が高い。また、特許文献４で提案されたカラーは、体外から頸椎を冷却する医療具であることから非侵襲的である一方、冷却効率が低いといった課題がある。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、全身を低体温にすることなく、頸部脊髄又はその近傍のみを簡易かつ持続的に冷却することが可能な局所冷却用医療具を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、この局所冷却用医療具を用いた局所冷却用システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、脊椎動物の頸椎を構成する棘突起どうしの間に貫通して穿刺される管状部材を備えた構成を採用することによって、上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、以下に示す局所冷却用医療具が提供される。
［１］脊椎動物の頸椎を構成する棘突起どうしの間に貫通して配置される、一方の開口端部と他方の開口端部の間を直線的に連通する空隙をその内部に有する管状部材を備え、前記管状部材は、一方の開口端部から経皮的に患部に穿刺挿入されることで、前記棘突起どうしの間に貫通して配置され、前記管状部材の前記空隙内を、一方の開口端部から他方の開口端部へ、及び／又は他方の開口端部から一方の開口端部へと冷却用媒体を流通及び流出させて頸部脊髄を冷却するために用いられる局所冷却用医療具。
［２］前記管状部材の一方の開口端部が鋭利に加工されている前記［１］に記載の局所冷却用医療具。
［３］前記管状部材の管内に、前記管状部材の一方の開口端部から滑動して突出可能に挿入される内針部材をさらに備える前記［１］又は［２］に記載の局所冷却用医療具。
［４］前記管状部材の内径に対する、前記内針部材の外径の比率が、４０％以上である前記［３］に記載の局所冷却用医療具。
［５］前記管状部材が、少なくとも一部にＸ線不透過部を有する前記［１］〜［４］のいずれかに記載の局所冷却用医療具。
［６］前記管状部材の構成材料が金属又は樹脂である前記［１］〜［５］のいずれかに記載の局所冷却用医療具。
［７］前記管状部材の構成材料の熱伝導率が、５Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上である前記［６］に記載の局所冷却用医療具。
［８］前記管状部材の構成材料が金属であり、前記管状部材の開口端部に接続される樹脂製チューブ部材をさらに備える前記［６］又は［７］に記載の局所冷却用医療具。
［９］前記管状部材の全長が１３〜２０ｃｍであり、内径が１〜１５ｍｍであり、外径が３〜２０ｍｍであり、壁厚が５００μｍ以下である前記［１］〜［８］のいずれかに記載の局所冷却用医療具。
【００１３】
また、本発明によれば、以下に示す局所冷却用システムが提供される。
［１０］前記［１］〜［９］のいずれかに記載の局所冷却用医療具を構成する管状部材と、前記管状部材の開口端部に接続される樹脂製チューブ部材と、を備え、前記管状部材と前記樹脂製チューブ部材の管内を冷却用媒体が流通する回路が形成される局所冷却用システム。
［１１］２以上の前記管状部材が並列又は直列に接続されて前記回路が形成される前記［１０］に記載の局所冷却用システム。
［１２］前記回路内に流通させる前記冷却用媒体の状態を制御する制御装置をさらに備える前記［１０］又は［１１］に記載の局所冷却用システム。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の局所冷却用医療具及び局所冷却用システムを用いれば、全身を低体温にすることなく、頸部脊髄又はその近傍のみを簡易かつ持続的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の局所冷却用医療具の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の局所冷却用医療具の他の実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の局所冷却用医療具のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図４】局所冷却用医療具の管状部材を所定の箇所に配置した状態の一例を示す模式図である。
【図５】局所冷却用医療具の管状部材を所定の箇所に配置した状態の他の例を示す模式図である。
【図６】本発明の局所冷却用システムの一実施形態を模式的に示すフロー図である。
【図７】頚椎近傍温度及び直腸温度の経時変化を示すグラフである。
【図８】本発明の局所冷却用システムの他の実施形態を模式的に示すフロー図である。
【図９】頚椎近傍温度、第１腰椎近傍温度、及び直腸温度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（局所冷却用医療具）
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。図１は、本発明の局所冷却用医療具の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の局所冷却用医療具１０は管状部材５を備える。この管状部材５は、図４に示すように、脊椎動物の頸椎４０を構成する棘突起２，４どうしの間に貫通して配置される。管状部材５は、冷却用媒体の流路となる空隙７をその長手方向に有する。そして、本実施形態の局所冷却用医療具１０は、管状部材５の空隙７（管内）に冷却用媒体を流通させることで、頸部脊髄を冷却するために用いられる。
【００１７】
管状部材の構成材料としては、金属や樹脂などを挙げることができる。金属としては、例えば、ステンレス、チタン、アルミニウム、金、銀、及び銅などを挙げることができる。また、樹脂は熱伝導性の高い樹脂であることが好ましく、具体的にはシリコーン樹脂などを挙げることができる。管状部材の構成材料の熱伝導率は、冷却効率を考慮すると５Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1以上であることが好ましい。なお、管状部材には、溝切りやブラスト加工などの、表面積を拡大させる表面加工処理が施されていることが好ましい。管状部材の表面にこのような表面加工処理が施されていると熱伝導性が向上するので、より効率的に患部を冷却することができる。
【００１８】
管状部材は頸椎を構成する棘突起どうしの間に貫通して配置されるため、管状部材の全長は、通常、首の直径より長くする。例えば、ヒトの平均首囲は３０〜４０ｃｍであり、首の直径は９〜１３ｃｍである。このため、首の直径に加え、作業性及び開口端部への樹脂製チューブ部材の接続の可能性等を考慮し、管状部材の全長は１３〜２０ｃｍであることが好ましい。但し、個体差により適宜調整できるよう、それ以上の長さであってもよい。また、管状部材の内径は１〜１５ｍｍであることが好ましく、外径は３〜２０ｍｍであることが好ましい。管状部材の内径及び外径が小さすぎる（細すぎる）と、管内に冷却用媒体を流通させる際に内部圧力が高まりやすくなる。一方、管状部材の内径及び外径が大きすぎる（太すぎる）と、処置時の患者に対する負担が大きくなる場合がある。また、管状部材の壁厚は、５００μｍ以下であることが好ましい。管状部材の壁厚が厚すぎると冷却効率が低下する場合がある。
【００１９】
図２は、本発明の局所冷却用医療具の他の実施形態を示す模式図である。図２に示すように、局所冷却用医療具２０を構成する管状部材１５の一方の開口端部１２は、例えば刃面が形成されること等によって鋭利に加工されていることが好ましい。管状部材の一方の開口端部が鋭利に形成されていることで、所望とする箇所（処置部）に容易に挿入することができる。また、局所冷却用医療具２０は、管状部材１５の他方の開口端部１４に接続される樹脂製チューブ部材１８をさらに備えることが好ましい。樹脂製チューブ部材１８をさらに備えることで、管状部材１５と樹脂製チューブ部材１８を含む回路内に冷却用媒体を流通させる制御装置等に直ちに接続することができる。
【００２０】
図３は、本発明の局所冷却用医療具のさらに他の実施形態を示す模式図である。図３に示すように、局所冷却用医療具３０は、管状部材２５の管内（空隙１７）に、管状部材２５の一方の開口端部２２から滑動して突出可能に挿入される内針部材２６をさらに備えることが好ましい。本実施形態の局所冷却用医療具３０を使用する場合には、まず、一方の開口端部２２から突出させた内針部材２６の先端を目的とする箇所に穿刺する。次いで、内針部材２６をガイドとし、管状部材２５を一方の開口端部２２の方向へと滑動（スライド）させる。これにより、管状部材２５の一方の開口端部２２を目的とする箇所に正確に穿刺することができるとともに、管状部材２５をより簡便かつ正確に棘突起どうしの間に貫通させて配置することができる。
【００２１】
管状部材の内径によっては、棘突起どうしの間に貫通して配置する際に、その管内に組織が侵入して閉塞しやすくなる場合も想定される。その場合、管状部材の内径（Ｄ1）に対する、内針部材の外径（Ｄ2）の比率（（Ｄ2／Ｄ1）×１００（％））を４０％以上とすることが好ましい。管状部材の内径に対する、内針部材の外径の比率を上記の範囲とすることで、内針部材と管状部材の間への組織の侵入を抑制することができる。
【００２２】
本発明の局所冷却用医療具を使用するには、まず、局所冷却用医療具を構成する管状部材の一方の開口端部を生体の目的とする箇所に当接させる。次いで、図４に示すように、管状部材５の一方の開口端部３２を処置部に挿入し、頸椎４０を構成する棘突起２，４どうしの間に貫通して配置する。処置のしやすさ、視認性、及び低侵襲性の観点から、図４に示すように、頚椎４０と交差するように管状部材５を配置することが好ましい。頚椎は脊椎のなかでも外部よりアクセスしやすい部分である。このため、頚椎４０と交差するように棘突起２，４どうしの間に管状部材５を貫通させて配置することは容易である。
【００２３】
目視又は触手によって管状部材を所望とする処置部に配置することも当然に可能である。但し、所望とする処置部により正確に管状部材を配置するには、Ｘ線透視下で管状部材を配置又は配置後に確認することが好ましい。また、管状部材の構成材料が樹脂等のＸ線透過材料である場合には、管状部材の少なくとも一部にＸ線不透過部を有することが好ましい。
【００２４】
目的とする処置部に配置する管状部材の数は少なくとも１本である。なお、図５に示すように、配置する管状部材３５，４５の数が多いほど（図５では２本）、冷却能力が向上するために好ましい。但し、配置する管状部材の本数が多すぎると患者への負担が増加する傾向にある。このため、配置する管状部材の数は２又は３本とすることが好ましい。
【００２５】
本発明の局所冷却用医療具は、処置部へのアクセス及びその後の管理が容易である。また、事故等の緊急時においても、頸椎を構成する棘突起を挿入位置の目安とし、目視や触手等の簡易な確認手段によって適切な位置に容易に配置することが可能である。さらに、冷却用媒体の循環回路に接続するだけで、患部の近傍のみを持続的に冷却することができる。また、本発明の局所冷却用医療具の体内へのアクセス箇所は、管状部材を挿入する箇所（処置部）のみである。このため、本発明の局所冷却用医療具を用いて頸部脊髄を局所的に冷却する方法は、全身冷却方法などの他の冷却方法と異なり、侵襲性の低い方法であるといえる。
【００２６】
（局所冷却用システム）
次に、本発明の局所冷却用システムについて説明する。本発明の局所冷却用システムは、前述の局所冷却用医療具を構成する管状部材と、この管状部材の開口端部に接続される樹脂製チューブ部材とを備え、管状部材と樹脂製チューブ部材の管内を冷却用媒体が流通する回路が形成されるものである。冷却用媒体としては、冷却効率が高いものを用いることが好ましい。冷却用媒体の具体例としては、蒸留水、エタノール、エチレングリコールなどの液体；二酸化炭素などの液体を挙げることができる。
【００２７】
図６は、本発明の局所冷却用システムの一実施形態を模式的に示すフロー図である。図６に示す実施形態の局所冷却用システム１００の回路は、２つの管状部材５５，５６が直列に接続されて形成されている。また、図８は、本発明の局所冷却用システムの他の実施形態を模式的に示すフロー図である。図８に示す実施形態の局所冷却用システム２００の回路は、２つの管状部材５７，５８が並列に接続されて形成されている。冷却効率を向上させる観点からは、図６及び８に示すように、２以上の管状部材が並列又は直列に接続されて回路が形成されることが好ましい。なお、図６及び８中、符号６０は冷却用媒体を回路に流通させるためのポンプ、符号７０は冷却媒体を貯蔵する容器、及び符号８０は、冷却用媒体を冷却するための熱交換器をそれぞれ示す。
【００２８】
本発明の局所冷却用システムは、通常、回路内に流通させる冷却用媒体の状態を制御する制御装置をさらに備える。このような制御装置としては、例えば、冷却用媒体を貯蔵する容器；ポンプ等の冷却用媒体輸送装置；流量制御装置；流量測定装置；熱交換器等の温度制御装置；温度測定装置；各装置等を接続するチューブ等の配管部材等を挙げることができる。回路内を流通する冷却用媒体の温度は、通常、体温より低くかつ冷却用媒体が凍結しない温度以上の温度で保持される。このため、上記の各制御装置は、断熱材により適宜被覆されていることが好ましい。
【００２９】
従来の全身冷却方法は、全身を低体温にすることによって生ずる不具合を回避すべく、集中治療室等の特殊な施設内において全身管理を実施するといった、高度な医療知識及び監視体制の整った医療施設での実施が要求される。このため、人的コストや経済的コストが高くなるといった課題があった。これに対して、本発明の局所冷却用システムは、損傷箇所のみを局所的に冷却しうるシステムであるとともに、温度調整及び温度管理が容易であることから、患部を安定して長期間冷却することが可能である。このため、本発明の局所冷却用システムによれば、事故等による頚椎損傷、或いは頚椎の圧迫や狭窄による障害等を比較的簡易な手法及び管理体制の下で軽減させうるといった効果が期待される。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
実験動物として、体重約１０ｋｇのイヌ（雌ビーグル犬）を用意した。前足に静脈ラインを確保した後、ミダゾラム０．０３ｍｇ／ｋｇを投与した。気管チューブを挿入後、レスピレーターにて調節呼吸とし、イヌの態様を観察しながら麻酔深度を適宜調整して麻酔を維持した。イヌを伏臥位にして背部を剃毛した後、図１に示すような形状の２本の管状部材（ステンレス製、外径約４ｍｍ、内径約３ｍｍ、壁厚約５００μｍ）を、第４頚椎及び第５頚椎の棘突起間の椎弓上を通るようにそれぞれ経皮的に穿刺挿入して留置した。２本の管状部材（局所冷却用医療具）を内径４ｍｍのシリコンチューブによって図６に示すように直列に接続して冷却回路を形成した。第６胸椎及び第７胸椎の高さで背部正中切開し、硬膜外腔を通して２本の管の中央に位置するように熱電対を挿入して留置し、頚椎近傍の温度を測定した。なお、Ｘ線観察により熱電対の挿入位置を調整した。また、肛門にも熱電対を挿入し、直腸の温度を測定した。冷却回路に０℃の水（冷却水）を５０ｍＬ／分の速度で供給して冷却操作を行った。６０分冷却操作した後、冷却水の供給を停止した。頚椎近傍温度及び直腸温度の経時変化を図７に示す。
【００３２】
図７に示すように、冷却水の供給を開始してから約１０分経過後には頚椎近傍温度が約５℃低下し、６０分経過後には約７℃低下した。これに対して、直腸温度の低下は６０分経過後でも１℃以下であった。また、冷却水の供給を停止した後、頚椎近傍温度は速やかに上昇し、約３０分後にはほぼ初期温度にまで回復した。以上の結果から、本実施形態の局所冷却用医療具及び局所冷却用システムによって、頚椎を選択的に冷却できたことが分かる。
【００３３】
（実施例２）
２本の管状部材を図８に示すように並列に接続して冷却回路を形成したこと、及び熱電対を挿入して第１腰椎近傍の温度も測定したこと以外は、前述の実施例１と同様にして冷却操作を行った。頚椎近傍温度、第１腰椎近傍温度、及び直腸温度の経時変化を図９に示す。
【００３４】
図９に示すように、冷却水の供給を開始してから約２０分経過後には頚椎近傍温度が約５℃低下し、６０分経過後には約７℃低下した。これに対して、第１腰椎近傍温度及び直腸温度の低下は６０分経過後でも０．５℃以下であった。また、冷却水の供給を停止した後、頚椎近傍温度は速やかに上昇し、約３２分後にはほぼ初期温度にまで回復した。以上の結果から、本実施形態の局所冷却用医療具及び局所冷却用システムによって、第１腰椎や直腸を冷却することなく、頚椎を選択的に冷却できたことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の局所冷却用医療具及び局所冷却システムによれば、受傷直後の外傷性ショックや脊髄ショックによる生命危機の回避；頚椎損傷部位の拡大及びその後の障害発生の抑制；患者の生命予後の改善；並びに意識障害、麻痺、失語症等の障害の軽減が期待される。
【符号の説明】
【００３６】
２，４：棘突起
５，１５，２５，３５，４５，５５，５６，５７，５８：管状部材
７，１７：空隙
１０，２０，３０：局所冷却用医療具
１２，２２，３２：一方の開口端部
１４：他方の開口端部
１８：樹脂製チューブ部材
２６：内針部材
４０：頸椎
６０：ポンプ
７０：容器
８０：熱交換器
１００，２００：局所冷却用システム
【図１】
0006529024.tif 000002
【図２】
0006529024.tif 000003
【図３】
0006529024.tif 000004
【図４】
0006529024.tif 000005
【図５】
0006529024.tif 000006
【図６】
0006529024.tif 000007
【図７】
0006529024.tif 000008
【図８】
0006529024.tif 000009
【図９】
0006529024.tif 000010