(57)【要約】中枢神経系に沿ってアクセスおよび治療するためのシステム、カテーテル、および方法が開示されている。例示的な方法は、ポンプ／濾過システムのポンプの動作を制御して、患者から脳脊髄液を除去し、フィルターモジュールで脳脊髄液を濾過して廃棄物を除去し、濾過された脳脊髄液を患者に戻すことを可能にし得る。ポンプの動作は、濾過システムを介して脳脊髄液を運ぶルーメンと連絡しているセンサーによって検知された測定値に関連する値に基づいて調整され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳脊髄液の流れ制御システムであって、
流体回路に沿って脳脊髄液をポンプ輸送するように構成されたポンプと、
前記ポンプと連通する流体ラインであって、患者から脳脊髄液を受け取るように構成された入口と、状態調整された脳脊髄液を患者に供給するように構成された出口と、前記流体ラインの入口からポンプまでおよび前記ポンプから前記流体ラインの出口までの前記流体回路に沿った脳脊髄液の移動を可能にするように構成されたルーメンと、を有する前記流体ラインと、
前記流体ラインのルーメンと連通するセンサーであって、前記ポンプの下流の位置にある前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成される前記センサーと、
前記センサーおよび前記ポンプと通信するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づいて前記ポンプの動作を制御するように構成されている、流れ制御システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づくデルタ値に基づいて前記ポンプの動作を制御するように構成され、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記センサーによって検知された測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記センサーによって検知された測定値に基づく値との差分である、請求項１に記載の流れ制御システム。
【請求項３】
前記時間間隔Ｎは５分に等しい、請求項２に記載の流れ制御システム。
【請求項４】
前記コントローラは、
時刻Ｔにおいて前記センサーによって検知された前記測定値に基づく値が閾値に達していないときの第１の制御プロトコルと、
時刻Ｔにおいて前記センサーによって検知された前記測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えたときの第１の制御プロトコルとは異なる第２の制御プロトコルと、に従って前記ポンプの動作を制御するように構成されている、請求項２または３に記載の流れ制御システム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記デルタ値に基づいて前記閾値を決定するように構成されている、請求項４に記載の流れ制御システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記ポンプが動作している連続時間の長さに基づいて前記閾値を調整するように構成されている、請求項４または５に記載の流れ制御システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記閾値が第１の閾値であり、前記コントローラは、
前記センサーによって検知された測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較し、
前記センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ速度を第１の所定量で増加させ、
前記センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させるように構成されている、請求項４〜６のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項８】
前記第１の所定量および前記第２の所定量は、前記デルタ値に基づく、請求項７に記載の流れ制御システム。
【請求項９】
前記コントローラが前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御している時間量を計時するタイマーをさらに備え、
前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記コントローラは、前記タイマーを停止し、前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項７または８に記載の流れ制御システム。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロよりも大きい場合、前記コントローラは、
前記タイマーが動作しているかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記タイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項９に記載の流れ制御システム。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記タイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記タイマーが満了したかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記タイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、
前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは到達していないかまたはそれを超えたかまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させるように構成されている、請求項１０に記載の流れ制御システム。
【請求項１２】
前記タイマーは第１のタイマーであり、前記システムは第２のタイマーをさらに含み、
前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記第２のタイマーは、前記コントローラが前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するように構成されており、
前記コントローラは、第２のタイマーが動作しているかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記第２のタイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項１３】
前記コントローラが、前記第２のタイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、
前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記ポンプ輸送速度を第３の所定量で低下させるように構成されている、請求項１２に記載の流れ制御システム。
【請求項１４】
前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動するように構成されている、請求項１３に記載の流れ制御システム。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算するように構成される、請求項１４に記載の流れ制御システム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記デルタ値に基づいて前記第３の所定量を決定するように構成されている、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項１７】
前記第３の所定量は、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値である、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項１８】
タイマーをさらに備え、
前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記タイマーは、前記コントローラが前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するように構成されており、
前記コントローラは、前記タイマーが動作しているかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記タイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項４〜８のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項１９】
前記コントローラが、前記タイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記タイマーが満了したかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記タイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、
前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を所定量で低下させるように構成されている、請求項１８に記載の流れ制御システム。
【請求項２０】
前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを再起動するように構成されている、請求項１９に記載の流れ制御システム。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記タイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算するように構成される、請求項２０に記載の流れ制御システム。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記デルタ値に基づく動作ゾーンに従って前記ポンプを動作させるように構成されている、請求項２〜２１のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項２３】
前記コントローラは、前記動作ゾーンおよびルックアップテーブル内の複数の値に基づいて前記ポンプのポンプ輸送速度を制御するように構成されている、請求項２２に記載の流れ制御システム。
【請求項２４】
前記センサーの下流の位置で前記流体ラインのルーメンから脳脊髄液を受け取るように構成されたフィルターモジュールをさらに備える請求項１〜２３のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項２５】
前記フィルターモジュールは、１つまたは複数の接線流濾過を含む、請求項２４に記載の流れ制御システム。
【請求項２６】
前記フィルターモジュールは、
状態調整された脳脊髄液の第１の出力を出力し、第１の廃棄物流体を出力するように構成された第１のフィルターと、
前記第１のフィルターの下流にある第２のフィルターであって、第１の廃棄物流体を受け取り、状態調整された脳脊髄液の第２の出力を出力し、最終廃棄物流体を出力するように構成された前記第２のフィルターと、を含む、請求項２４または２５に記載の流れ制御システム。
【請求項２７】
前記流体ラインと連通し、前記第２のフィルターの下流に配置された廃棄ポンプをさらに備え、
前記廃棄ポンプは、前記最終廃棄物流体が前記第２のフィルターから出力される前記廃棄ポンプの輸送速度を少なくとも部分的に制御するように構成されている、請求項２６に記載の流れ制御システム。
【請求項２８】
前記流体ラインと連通し、前記フィルターモジュールの下流に配置された廃棄ポンプをさらに備え、
前記廃棄ポンプは、廃棄物流体が前記フィルターモジュールから出力される廃棄ポンプ輸送速度を少なくとも部分的に制御するように構成されている、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項２９】
前記流体ラインは、前記流体回路内の所望の圧力を維持することを可能にするように構成された複数の管状構成要素を含む、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の流れ制御システム。
【請求項３０】
脳脊髄液の状態調整システムであって、
ポンプ輸送速度を有し、流体回路に沿って脳脊髄液をポンプ輸送するように構成されたポンプと、
前記流体回路に沿ってポンプ輸送される脳脊髄液を受け取るように構成されたフィルターモジュールと、
前記ポンプと連通する流体ラインであって、患者から脳脊髄液を受け取るように構成された入口と、濾過された脳脊髄液を前記フィルターモジュールから患者に供給するように構成された出口と、前記流体ラインの入口から前記フィルターモジュールまでおよび前記フィルターモジュールから前記流体ラインの出口までの前記流体回路に沿った脳脊髄液の移動を可能にするように構成されたルーメンと、を有する前記流体ラインと、
前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメンと連通するフィルター圧力センサーであって、前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成されている前記フィルター圧力センサーと、
前記フィルター圧力センサーおよび前記ポンプと通信するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値および前記コントローラによって計算されたデルタ値のうちの１つまたは両方に基づいて前記ポンプの動作を制御するように構成され、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値との差分である、状態調整システム。
【請求項３１】
前記フィルターモジュールは、
濾過された脳脊髄液の第１の出力を出力し、第１の廃棄物流体を出力するように構成された第１のフィルターと、
前記第１のフィルターの下流にある第２のフィルターであって、第１の廃棄物流体を受け取り、濾過された脳脊髄液の第２の出力を出力し、最終廃棄物流体を出力するように構成された前記第２のフィルターと、を含む、請求項３０に記載の状態調整システム。
【請求項３２】
前記フィルターモジュールは、第１の接線流濾過および第２の接線流濾過を含み、前記第２の接線流濾過が、前記第１の接線流濾過の下流の位置で流体ラインに沿って配置される、請求項３０または請求項３１に記載の状態調整システム。
【請求項３３】
前記流体ラインと連通し、前記フィルターモジュールの下流に配置された廃棄ポンプをさらに備え、
前記廃棄ポンプは、廃棄物流体が前記流体ラインから出力される前記廃棄ポンプの輸送速度を少なくとも部分的に制御するように構成されている、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項３４】
前記ポンプは、前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインに沿って配置される、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項３５】
前記フィルター圧力センサーが前記流体ラインのルーメンと連通している前記フィルターモジュールの上流の位置は、前記ポンプの下流である、請求項３０〜３４のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項３６】
前記コントローラと通信し、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメンと連通する入口圧力センサーをさらに備え、
前記コントローラは、前記入口圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えたときに前記ポンプをシャットダウンするように構成されている、請求項３０〜３５のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項３７】
前記コントローラと通信し、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの下流の位置で前記流体ラインのルーメンと連通する出口圧力センサーをさらに備え、
前記コントローラは、前記出口圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えたときに前記ポンプをシャットダウンするように構成されている、請求項３０〜３６のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項３８】
前記コントローラは、
時刻Ｔにおいて前記フィルター圧力センサーによって検知された前記測定値に基づく値が閾値に達していないときの第１の制御プロトコルと、
時刻Ｔにおいて前記フィルター圧力センサーによって検知された前記測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えたときの第１の制御プロトコルとは異なる第２の制御プロトコルと、に従って前記ポンプの動作を制御するように構成されている、請求項３０〜３７のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項３９】
前記コントローラは、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記閾値が第１の閾値であり、前記コントローラは、
前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較し、
前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量で増加させ、
前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させるように構成されている、請求項３８に記載の状態調整システム。
【請求項４０】
前記コントローラが前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するタイマーをさらに備え、
前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記コントローラは、前記タイマーを停止し、前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項３９に記載の状態調整システム。
【請求項４１】
前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロよりも大きい場合、前記コントローラは、
前記タイマーが動作しているかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記タイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項４０に記載の状態調整システム。
【請求項４２】
前記コントローラが、前記タイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記タイマーが満了したかどうかを判定し、
前記コントローラが、前記タイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、
前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは到達していないかまたはそれを超えたかまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させるように構成されている、請求項４１に記載の状態調整システム。
【請求項４３】
前記タイマーは第１のタイマーであり、前記システムは第２のタイマーをさらに含み、
前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記第２のタイマーは、前記コントローラが前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するように構成されており、
前記コントローラは、前記第２のタイマーが動作しているかどうかを判定し、
前記コントローラが前記第２のタイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されている、請求項４０〜４２のいずれか一項に記載の状態調整システム。
【請求項４４】
前記コントローラが前記第２のタイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定し、
前記コントローラが前記第２のタイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、
前記コントローラが前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記ポンプ輸送速度を第３の所定量で低下させるように構成されている、請求項４３に記載の状態調整システム。
【請求項４５】
前記第３の所定量は、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値である、請求項４４に記載の状態調整システム。
【請求項４６】
前記コントローラが前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動するように構成されている、請求項４４または４５に記載の状態調整システム。
【請求項４７】
前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算するように構成される、請求項４６に記載の状態調整システム。
【請求項４８】
コンピューティングデバイスによって使用するためのプログラムコードを非一時的な状態で格納したコンピュータ可読媒体であって、前記プログラムコードは、前記コンピューティングデバイスに脳脊髄液フィルターモジュールを通る流体の流れを制御する方法を実行させ、前記方法は、
脳脊髄液をポンプ輸送して流体ラインを介してフィルターモジュールを通過させるために制御信号をポンプに出力すること、
前記フィルターモジュールの上流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値を決定すること、
前記制御信号を設定して前記ポンプのポンプ輸送速度を調整することであって、前記制御信号の設定は、前記フィルターモジュールの上流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値およびデルタ値の一方又は両方に基づいており、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記フィルターモジュールの上流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記フィルターモジュールの上流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値との差分である、前記ポンプのポンプ輸送速度を調整すること、を備える、コンピュータ可読媒体。
【請求項４９】
前記制御信号を設定することは、
時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が閾値に達していない場合、第１の制御プロトコルに従って前記制御信号を設定すること、
時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記第１の制御プロトコルと異なる第２の制御プロトコルに従って前記制御信号を設定すること、を含む、請求項４８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５０】
前記方法は、
前記デルタ値に基づいて前記閾値を自動的に決定すること、をさらに備える、請求項４９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５１】
前記方法は、
前記ポンプが動作していた連続時間の長さに基づいて前記閾値を自動的に調整すること、をさらに備える、請求項４９または５０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５２】
前記閾値が第１の閾値であり、
前記第１の制御プロトコルに従って前記制御信号を設定することは、
時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較すること、
時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量で増加させること、
時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させること、をさらに含む、請求項４９〜５１のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５３】
前記方法は、
前記第１の所定量および前記第２の所定量を前記デルタ値に基づいて自動的に決定すること、をさらに備える、請求項５２に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５４】
前記方法は、
前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量をタイマーを用いて自動的に計時すること、
前記ポンプのポンプ輸送速度を前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で増加させ、前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量の計時を停止し、前記デルタ値を再計算すること、をさらに備える、請求項５２または５３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５５】
前記制御信号が、前記ポンプのポンプ輸送速度を前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で増加させるように設定され、前記ポンプ輸送速度の増加がゼロより大きい場合、前記方法は、
前記タイマーが動作しているかどうかを判定すること、
前記タイマーが動作していないと判定された場合、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備える、請求項５４に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５６】
前記方法は、
前記タイマーが満了したかどうかを判定すること、
前記タイマーが満了したと判定された場合、前記デルタ値を再計算すること、
前記タイマーが満了した場合、前記時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは達していないかまたはそれを超えたまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させるように前記制御信号を設定すること、をさらに備える、請求項５５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５７】
前記タイマーは第１のタイマーであり、
前記方法は、
第２のタイマーが動作しているかどうかを判定することであって、前記第２のタイマーは、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量を計時するように構成されている、前記判定すること、
前記第２のタイマーが動作していないと判定した場合、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備える、請求項５４〜５６のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５８】
前記方法は、
前記第２のタイマーが動作していると判定された後に前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定すること、
前記第２のタイマーが満了していないと判定した場合、前記デルタ値を再計算すること、
前記第２のタイマーが満了したと決定された場合、前記ポンプ輸送速度を第３の所定量で低下させるように前記制御信号を設定すること、をさらに備える、請求項５７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５９】
前記方法は、
前記第２のタイマーが満了したと判定された場合、前記第２のタイマーを再起動すること、をさらに備える請求項５８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６０】
前記方法は、
前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算すること、をさらに備える、請求項５９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６１】
前記方法は、
前記デルタ値に基づいて前記第３の所定量を決定すること、をさらに備える、請求項５８〜６０のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６２】
前記方法は、
前記第３の所定量を、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値に基づいて決定すること、をさらに備える、請求項５８〜６１のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６３】
前記制御信号が、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するように設定された場合、前記方法は、
タイマーが現在、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量を計時しているかどうかを判定すること、
前記タイマーが動作していないと判定された場合、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備える、請求項４９〜５３のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６４】
前記方法は、
前記タイマーが動作していると判定された場合、前記タイマーが満了したかどうかを判定すること、
前記タイマーが満了していないと判定された場合、前記デルタ値を再計算すること、
前記タイマーが満了したと決定された場合、前記ポンプ輸送速度を所定の量で低下させるように前記制御信号を設定すること、をさらに備える、請求項６３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６５】
前記方法は、
前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの上流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が所定値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプをシャットダウンするように前記制御信号を設定すること、をさらに備える、請求項４８〜６４のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６６】
前記方法は、
前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの下流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプをシャットダウンするように前記制御信号を設定すること、をさらに備える、請求項４８〜６５のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６７】
前記ポンプの動作を自動的に制御することは、時間の経過とともに繰り返される制御ループを使用して前記ポンプの動作を制御することを含む、請求項４８〜６６のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１１９条の下で２０１８年７月２日に出願された米国仮特許出願第６２／６９３，２２５号に対する優先権の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、中枢神経系に沿って治療を行うためのシステム、カテーテル、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
種々様々な医療用デバイスが医療用に開発されてきた。これらのデバイスのうちのいくつかは、ガイドワイヤ、カテーテルなどを備えている。これらのデバイスは様々な異なる製造方法のうち任意の１つによって製造され、かつ様々な方法のうち任意の１つに従って使用されうる。既知の医療用デバイス及び方法のうち、各々がある一定の長所及び欠点を有している。代替的医療用デバイス並びに医療用デバイスを製造及び使用するための代替法を提供することが、現在もなお必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
この開示は、医療用デバイスの構成、材料、製造方法、およびの使用代替物を提供する。例１。脳脊髄液の流れ制御システムが開示される。該システムは、流体回路に沿って脳脊髄液をポンプ輸送するように構成されたポンプと、前記ポンプと連通する流体ラインであって、患者から脳脊髄液を受け取るように構成された入口と、状態調整された脳脊髄液を患者に供給するように構成された出口と、前記流体ラインの入口からポンプまでおよび前記ポンプから前記流体ラインの出口までの前記流体回路に沿った脳脊髄液の移動を可能にするように構成されたルーメンと、を有する前記流体ラインと、前記流体ラインのルーメンと連通するセンサーであって、前記ポンプの下流の位置にある前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成される前記センサーと、前記センサーおよび前記ポンプと通信するコントローラと、を含む。前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づいて前記ポンプの動作を制御するように構成されていることができる。
【０００５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づくデルタ値に基づいて前記ポンプの動作を制御するように構成され、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記センサーによって検知された測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記センサーによって検知された測定値に基づく値との差分であることができる。
【０００６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、時間間隔Ｎは５分に等しくてもよい。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、コントローラは、時刻Ｔにおいて前記センサーによって検知された前記測定値に基づく値が閾値に達していないときの第１の制御プロトコルと、時刻Ｔにおいて前記センサーによって検知された前記測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えたときの第１の制御プロトコルとは異なる第２の制御プロトコルと、に従って前記ポンプの動作を制御するように構成されていることができる。
【０００７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記デルタ値に基づいて前記閾値を決定するように構成されていることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記ポンプが動作している連続時間の長さに基づいて前記閾値を調整するように構成されていることができる。
【０００８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記閾値が第１の閾値であり、前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較するように構成されていることができる。前記センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量で増加させることができる。前記センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させることができる。
【０００９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記第１の所定量および前記第２の所定量は、前記デルタ値に基づくことができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記コントローラが前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するタイマーを含むことができ、前記コントローラが、前記ポンプの前記コントローラが前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御している時間量を計時するタイマーをさらに備え、第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記コントローラは、前記タイマーを停止し、前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００１０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロよりも大きい場合、前記コントローラは、前記タイマーが動作しているかどうかを判定し、前記コントローラが、前記タイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００１１】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記タイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記タイマーが満了したかどうかを判定し、前記コントローラが、前記タイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは到達していないかまたはそれを超えたかまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させるように構成されていることができる。
【００１２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記タイマーは第１のタイマーであり、前記システムは第２のタイマーをさらに含み、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記第２のタイマーは、前記コントローラが前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するように構成されており、前記コントローラは、前記第２のタイマーが動作しているかどうかを判定し、前記コントローラが、前記第２のタイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００１３】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記第２のタイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定し、前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記ポンプ輸送速度を第３の所定量で低下させるように構成されていることができる。
【００１４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動するように構成されていることができる。
【００１５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算するように構成されることができる。
【００１６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記デルタ値に基づいて前記第３の所定量を決定するように構成されていることができる。
【００１７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記第３の所定量は、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値であることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムはタイマーをさらに含み、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記タイマーは、前記コントローラが前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するように構成されており、前記コントローラは、前記タイマーが動作しているかどうかを判定し、前記コントローラが、前記タイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００１８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記タイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記タイマーが満了したかどうかを判定し、前記コントローラが、前記タイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を所定量で低下させるように構成されていることができる。
【００１９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを再起動するように構成されていることができる。
【００２０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記タイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算するように構成されることができる。
【００２１】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記デルタ値に基づく動作ゾーンに従って前記ポンプを動作させるように構成されていることができる。
【００２２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記動作ゾーンおよびルックアップテーブル内の複数の値に基づいて前記ポンプのポンプ輸送速度を制御するように構成されていることができる。
【００２３】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記センサーの下流の位置で前記流体ラインのルーメンから脳脊髄液を受け取るように構成されたフィルターモジュールをさらに備えることができる。
【００２４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記フィルターモジュールは、１つまたは複数の接線流濾過を含むことができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記フィルターモジュールは、状態調整された脳脊髄液の第１の出力を出力し、第１の廃棄物流体を出力するように構成された第１のフィルターと、前記第１のフィルターの下流にある第２のフィルターであって、第１の廃棄物流体を受け取り、状態調整された脳脊髄液の第２の出力を出力し、最終廃棄物流体を出力するように構成された前記第２のフィルターと、を含むことができる。
【００２５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記流体ラインと連通し、前記第２のフィルターの下流に配置された廃棄ポンプをさらに備え、前記廃棄ポンプは、前記最終廃棄物流体が前記第２のフィルターから出力される前記廃棄ポンプの輸送速度を少なくとも部分的に制御するように構成されていることができる。
【００２６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記流体ラインと連通し、前記フィルターモジュールの下流に配置された廃棄ポンプをさらに備え、前記廃棄ポンプは、前記廃棄物流体が前記フィルターモジュールから出力される廃棄ポンプ輸送速度を少なくとも部分的に制御するように構成されていることができる。
【００２７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記流体ラインは、前記流体回路内の所望の圧力を維持することを可能にするように構成された複数の管状構成要素を含むことができる。
【００２８】
脳脊髄液の状態調整システムが開示される。該システムは、ポンプ輸送速度を有し、流体回路に沿って脳脊髄液をポンプ輸送するように構成されたポンプと、前記流体回路に沿ってポンプ輸送される脳脊髄液を受け取るように構成されたフィルターモジュールと、前記ポンプと連通する流体ラインであって、患者から脳脊髄液を受け取るように構成された入口と、濾過された脳脊髄液を前記フィルターモジュールから患者に供給するように構成された出口と、前記流体ラインの入口から前記フィルターモジュールまでおよび前記フィルターモジュールから前記流体ラインの出口までの前記流体回路に沿った脳脊髄液の移動を可能にするように構成されたルーメンと、を有する前記流体ラインと、前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメンと連通するフィルター圧力センサーであって、前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成されている前記フィルター圧力センサーと、前記フィルター圧力センサーおよび前記ポンプと通信するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値および前記コントローラによって計算されたデルタ値のうちの１つまたは両方に基づいて前記ポンプの動作を制御するように構成され、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値との差分である。
【００２９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記フィルターモジュールは、濾過された脳脊髄液の第１の出力を出力し、第１の廃棄物流体を出力するように構成された第１のフィルターと、前記第１のフィルターの下流にある第２のフィルターであって、第１の廃棄物流体を受け取り、濾過された脳脊髄液の第２の出力を出力し、最終廃棄物流体を出力するように構成された前記第２のフィルターと、を含むことができる。
【００３０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記フィルターモジュールは、第１の接線流濾過および第２の接線流濾過を含み、前記第２の接線流濾過が、前記第１の接線流濾過の下流の位置で流体ラインに沿って配置されることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記流体ラインと連通し、前記流体ラインの下流に配置された廃棄ポンプをさらに備え、前記廃棄ポンプは、前記廃棄物流体が前記流体ラインから出力される廃棄ポンプ輸送速度を少なくとも部分的に制御するように構成されていることができる。
【００３１】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記ポンプは、前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインに沿って配置されることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記フィルター圧力センサーが前記流体ラインのルーメンと連通している前記フィルターモジュールの上流の位置は、前記ポンプの下流であることができる。
【００３２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記コントローラと通信し、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメンと連通する入口圧力センサーをさらに備え、前記コントローラは、前記入口圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えたときに前記ポンプをシャットダウンするように構成されていることができる。
【００３３】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記コントローラと通信し、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの下流の位置で前記流体ラインのルーメンと連通する出口圧力センサーをさらに備え、前記コントローラは、前記出口圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えたときに前記ポンプをシャットダウンするように構成されていることができる。
【００３４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、時刻Ｔにおいて前記フィルター圧力センサーによって検知された前記測定値に基づく値が閾値に達していないときの第１の制御プロトコルに従って、および時刻Ｔにおいて前記フィルター圧力センサーによって検知された前記測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えたときの第１の制御プロトコルとは異なる第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するように構成されていることができる。
【００３５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記閾値が第１の閾値であり、前記コントローラは、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較し、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量で増加させ、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記コントローラは、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させるように構成されていることができる。
【００３６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記システムは、前記コントローラが前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するタイマーをさらに備え、前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記コントローラは、前記タイマーを停止し、前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００３７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量および第２の所定量の一方で増加させ且つ前記ポンプ輸送速度の増加がゼロよりも大きい場合、前記コントローラは、前記タイマーが動作しているかどうかを判定し、前記コントローラが、前記タイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００３８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記タイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記タイマーが満了したかどうかを判定し、前記コントローラが、前記タイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、前記コントローラが、前記タイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記フィルター圧力センサーによって検知された測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは到達していないかまたはそれを超えたかまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させるように構成されていることができる。
【００３９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記タイマーは第１のタイマーであり、前記システムは第２のタイマーをさらに含み、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記第２のタイマーは、前記コントローラが前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御していた時間量を計時するように構成されており、前記コントローラは、前記第２のタイマーが動作しているかどうかを判定し、前記コントローラが、前記第２のタイマーが動作していないと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算するように構成されていることができる。
【００４０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記第２のタイマーが動作していると判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定し、前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了していないと判定すると、前記コントローラは、前記デルタ値を再計算するように構成されており、前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記ポンプ輸送速度を第３の所定量で低下させるように構成されていることができる。
【００４１】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記第３の所定量は、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値であることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラが、前記第２のタイマーが満了したと判定すると、前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動するように構成されていることができる。
【００４２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記コントローラは、前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算するように構成されることができる。
【００４３】
脳脊髄液フィルターモジュールを通る脳脊髄液の流れを制御する方法が開示される。該方法は、ポンプを用いてポンプ輸送速度で流体ラインを介して第１のフィルターモジュールを通して脳脊髄液をポンプ輸送することであって、前記流体ラインは、患者から脳脊髄液を受け取るように構成された入口と、濾過された脳脊髄液を前記フィルターモジュールから患者に供給するように構成された出口と、前記流体ラインの入口から前記フィルターモジュールまでおよび前記フィルターモジュールから前記流体ラインの出口までの脳脊髄液の移動を可能にするように構成されたルーメンと、を有する、前記脳脊髄液をポンプ輸送すること、前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知すること、前記フィルターモジュールの上流位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値およびデルタ値の一方又は両方に基づいて前記ポンプの動作を自動的に制御することであって、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記フィルターモジュールの上流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記フィルターモジュールの上流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値との差分である、前記ポンプの動作を自動的に制御すること、を備える。
【００４４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記ポンプの動作を自動的に制御することは、時刻Ｔにおいて前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が閾値に達しない場合、第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御すること、時刻Ｔにおいて前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記第１の制御プロトコルと異なる第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御すること、を含むことができる。
【００４５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記デルタ値に基づいて前記閾値を自動的に決定すること、をさらに備えることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記ポンプが動作していた連続時間の長さに基づいて前記閾値を自動的に調整すること、をさらに備えることができる。
【００４６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するとき、前記閾値が第１の閾値であり、前記方法は、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較すること、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量で増加させること、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させること、をさらに備えることができる。
【００４７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第１の所定量および前記第２の所定量を前記デルタ値に基づいて自動的に決定すること、をさらに備えることができる。
【００４８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量をタイマーを用いて自動的に計時すること、前記ポンプのポンプ輸送速度が前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で増加され、前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量の計時を停止し、前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００４９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記ポンプのポンプ輸送速度が前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で増加され、前記ポンプ輸送速度の増加がゼロより大きい場合、前記方法は、前記タイマーが動作しているかどうかを判定すること、前記タイマーが動作していないと判定された場合、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００５０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記タイマーが満了したかどうかを判定すること、前記タイマーが満了したと判定された場合、前記デルタ値を再計算すること、前記タイマーが満了したと判定された場合、前記時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは達していないかまたはそれを超えたかまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させること、をさらに備えることができる。
【００５１】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記タイマーは第１のタイマーであり、前記方法は、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御された時間量を前記第２のタイマーで計時すること、前記第２のタイマーが動作しているかどうかを判定することであって、前記第２のタイマーは、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量を計時するように構成されている、前記判定すること、前記第２のタイマーが動作していないと判定された場合、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００５２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第２のタイマーが動作していると判定された後に前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定すること、前記第２のタイマーが満了していないと判定した場合、前記デルタ値を再計算すること、前記第２のタイマーが満了したと判定した場合、前記ポンプ輸送速度を第３の所定量で低下させること、をさらに備えることができる。
【００５３】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第２のタイマーが満了したと判定された場合、前記第２のタイマーを再起動すること、をさらに備えることができる。
【００５４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００５５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記デルタ値に基づいて前記第３の所定量を決定すること、をさらに備えることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第３の所定量を、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値に基づいて決定すること、をさらに備えることができる。
【００５６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御する場合、前記方法は、タイマーが現在、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量を計時しているかどうかを判定すること、前記タイマーが動作していないと判定された場合、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００５７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記タイマーが動作していると判定された場合、前記タイマーが満了したかどうかを判定すること、前記タイマーが満了していないと判定された場合、前記デルタ値を再計算すること、前記タイマーが満了したと判定された場合、前記ポンプ輸送速度を所定量で低下させること、をさらに備えることができる。
【００５８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知すること、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの上流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が所定値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプをシャットダウンすること、をさらに備えることができる。
【００５９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの下流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知すること、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの下流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプをシャットダウンすること、をさらに備えることができる。
【００６０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記ポンプの動作を自動的に制御することは、時間の経過とともに繰り返される制御ループを使用して前記ポンプの動作を制御することを含むことができる。
【００６１】
コンピュータ可読媒体はコンピューティングデバイスによって使用するためのプログラムコードを非一時的な状態で格納し、前記プログラムコードは、前記コンピューティングデバイスに脳脊髄液フィルターモジュールを通る流体の流れを制御する方法を実行させる。前記方法は、脳脊髄液をポンプ輸送して流体ラインを介してフィルターモジュールを通過させるために制御信号をポンプに出力すること、前記フィルターモジュールの上流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値を決定すること、前記制御信号を設定して前記ポンプのポンプ輸送速度を調整することであって、前記制御信号の設定は、前記フィルターモジュールの上流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値およびデルタ値の一方又は両方に基づいており、前記デルタ値は、時刻Ｔにおいて前記フィルターモジュールの上流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値と、時刻Ｔから時間間隔Ｎを引いた前の時刻において前記フィルターモジュールの上流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値との差分である、前記ポンプのポンプ輸送速度を調整すること、を備える。
【００６２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記制御信号を設定することは、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が閾値に達していない場合、第１の制御プロトコルに従って前記制御信号を設定すること、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記第１の制御プロトコルと異なる第２の制御プロトコルに従って前記制御信号を設定すること、を含むことができる。
【００６３】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記デルタ値に基づいて前記閾値を自動的に決定すること、をさらに備えることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記ポンプが動作していた連続時間の長さに基づいて前記閾値を自動的に調整すること、をさらに備えることができる。
【００６４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記閾値が第１の閾値であり、前記第１の制御プロトコルに従って前記制御信号を設定することは、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値を、前記デルタ値に基づく第２の閾値と比較すること、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達していないかまたはそれを超えていない場合、前記ポンプのポンプ輸送速度を第１の所定量で増加させること、時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプのポンプ輸送速度を第２の所定量で増加させること、をさらに含むことができる。
【００６５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第１の所定量および前記第２の所定量を前記デルタ値に基づいて自動的に決定すること、をさらに備えることができる。
【００６６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量をタイマーを用いて自動的に計時すること、前記ポンプのポンプ輸送速度を前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で増加させ、前記ポンプ輸送速度の増加がゼロ以下である場合、前記第１の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量の計時を停止し、前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００６７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記制御信号が、前記ポンプのポンプ輸送速度が前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で増加させるように設定され、前記ポンプ輸送速度の増加がゼロより大きい場合、前記方法は、前記タイマーが動作しているかどうかを判定すること、前記タイマーが動作していないと判定された場合、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００６８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記タイマーが満了したかどうかを判定すること、前記タイマーが満了したと判定された場合、前記デルタ値を再計算すること、前記タイマーが満了した場合、前記時刻Ｔにおける前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が前記第２の閾値に達したかまたは達していないかまたはそれを超えたまたは超えていないかに基づいて、前記第１の所定量および前記第２の所定量の一方で前記ポンプ輸送速度を増加させるように前記制御信号を設定すること、をさらに備えることができる。
【００６９】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記タイマーは第１のタイマーであり、前記方法は、前記第２のタイマーが動作しているかどうかを判定することであって、前記第２のタイマーは、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量を計時するように構成されている、前記判定すること、前記第２のタイマーが動作していないと判定した場合、前記第２のタイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００７０】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第２のタイマーが動作していると判定された後に前記第２のタイマーが満了したかどうかを判定すること、前記第２のタイマーが満了していないと判定した場合、前記デルタ値を再計算すること、前記第２のタイマーが満了したと決定された場合、前記ポンプ輸送速度を第３の所定の量で低下させるように前記制御信号を設定すること、をさらに備えることができる。
【００７１】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第２のタイマーが満了したと判定された場合、前記第２のタイマーを再起動すること、をさらに備えることができる。
【００７２】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第２のタイマーを再起動した後に前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００７３】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記デルタ値に基づいて前記第３の所定量を決定すること、をさらに備えることができる。
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記第３の所定量を、前記ポンプのポンプ輸送速度のパーセンテージの値に基づいて決定すること、をさらに備えることができる。
【００７４】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記制御信号が、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプの動作を制御するように設定された場合、前記方法は、タイマーが現在、前記第２の制御プロトコルに従って前記ポンプが制御されていた時間量を計時しているかどうかを判定すること、前記タイマーが動作していないと判定された場合、前記タイマーを起動して前記デルタ値を再計算すること、をさらに備えることができる。
【００７５】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記タイマーが動作していると判定された場合、前記タイマーが満了したかどうかを判定すること、前記タイマーが満了していないと判定された場合、前記デルタ値を再計算すること、前記タイマーが満了したと判定された場合、前記ポンプ輸送速度を所定量で低下させるように前記制御信号を設定すること、をさらに備えることができる。
【００７６】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの上流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が所定値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプをシャットダウンするように前記制御信号を設定すること、をさらに備えることができる。
【００７７】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記方法は、前記ポンプおよび前記フィルターモジュールの下流の位置における前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づく値が所定の閾値に達したかまたはそれを超えた場合、前記ポンプをシャットダウンするように前記制御信号を設定すること、をさらに備えることができる。
【００７８】
上記の実施形態のうちいずれかの代替として、又は追加として、前記ポンプの動作を自動的に制御することは、時間の経過とともに繰り返される制御ループを使用して前記ポンプの動作を制御することを含むことができる。
【００７９】
脳脊髄液のポンプおよび濾過システムを通る脳脊髄液の流れを制御する方法が開示される。該方法は、ポンプを用いてポンプ輸送速度で流体ラインを通して脳脊髄液をポンプ輸送する前記流体ラインを加圧すること、前記ポンプの下流の位置で前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知すること、前記ポンプの下流の位置で検知された前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値に基づいて、前記流体ライン内の圧力減衰率を決定すること、決定された圧力減衰率を閾値圧力減衰と比較すること、前記決定された圧力減衰率が前記閾値圧力減衰に達したかまたはそれを超えた場合、前記流体ラインの漏洩を示すための制御信号を出力すること、を備えることができる。
【００８０】
脳脊髄液のポンプおよび濾過システムを通る脳脊髄液の流れを制御する方法が開示される。該方法は、第１のセンサーで、脳脊髄液のポンプおよび濾過システムの流体ラインのルーメン内の圧力に関連する第１の測定値を検知することであって、前記第１のセンサーは、前記流体ラインに沿った第１の位置に配置されている、前記第１の測定値を検知すること、第２のセンサーで、前記流体ラインのルーメン内の圧力に関連する第２の測定値を検知することであって、前記第２のセンサーは、前記流体ラインに沿った第２の位置に配置されている、前記第２の測定値を検知すること、前記第１の測定値と前記第２の測定値との差分を決定すること、前記第１の測定値と前記第２の測定値との差分と、閾値差分とを比較すること、前記第１の測定値と前記第２の測定値との差分が前記閾値差分に達したかまたはそれを超えた場合に、漏洩または障害物の位置を示す制御信号を出力すること、を備える。
【００８１】
脳脊髄液のポンプおよび濾過システムのフィルターモジュールを洗い流す方法が開示される。該方法は、前記脳脊髄液のポンプおよび濾過システムのポンプのポンプ速度で、前記脳脊髄液のポンプおよび濾過システムの流体ラインを通して流体をポンプ輸送すること、廃棄制御機構の廃棄ポンプ速度を前記ポンプのポンプ速度に等しくなるように設定すること、前記廃棄ポンプ機構の前記廃棄ポンプ速度を前記ポンプのポンプ速度に等しくなるように設定した後の所定の期間において、前記廃棄制御機構の前記廃棄ポンプ速度を前記ポンプのポンプ速度よりも遅い値に設定すること、を備える。
【００８２】
いくつかの実施形態の上記した要約は、本開示の開示された各実施形態またはすべての実装を説明することを意図していない。以下の図面および詳細な説明は、これらの実施形態をより具体的に例示する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
本開示は、添付の図面に関連して以下の詳細な説明を考慮すると、より完全に理解され得る。
【図１】図１は、例示的なポンプ／濾過システムの概略図である。
【図２】図２は、例示的なポンプ／濾過システムの概略図である。
【図３】図３は、ポンプ／濾過システムと共に使用するように構成された例示的なカテーテルの概略図である。
【図４】図４は、ポンプ／濾過システムの例示的な制御システムの概略ブロック図である。
【図５】図５は、例示的な流れ制御プロセスの概略フロー図である。
【図６】図６は、例示的な流れ制御テーブルの概略図である。
【図７】図７は、ポンプの動作を制御する際に使用する例示的な第１の流れ制御プロトコルの概略フロー図である。
【図８】図８は、ポンプの動作を制御する際に使用する例示的な第２の流れ制御プロトコルの概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
本開示は、様々な修正形態および代替形態が可能であるが、その詳細は、例として図面に示されており、詳細に説明される。しかしながら、その意図は、記載された特定の実施形態に本開示を限定することではないことを理解されたい。それどころか、その意図は、本開示の趣旨および範囲に含まれるすべての修正、均等物、および代替物を網羅することである。
【００８５】
脳脊髄液（Cerebrospinal fluid : CSF）は、脳内の脳室、具体的には脈絡叢で生産される、一般に透明で無色の流体である。脈絡叢は、１日に数回生じる毒素及び代謝産物を除去するためのＣＳＦの洗い流し（flushing）又は再利用（recycling）に対応するために、毎日およそ５００ミリリットルのＣＳＦを生産する。脈絡叢から、ＣＳＦは流路（管）を通って脳及び脊柱を取り囲む空間に入り、その後身体内へと、ゆっくり流れる。ＣＳＦは、脳軟膜とクモ膜との間の、クモ膜下腔として知られる空間に見出される。ＣＳＦはさらに、脊髄の中心管と連続している脳内の脳室系の中及び周囲においても見出される。脳卒中又はその他の脳損傷の場合には、ある１つの位置（例えば脊柱の頚部、又は脳室）からＣＳＦを取り出し、これを濾過し、かつそれを第２の位置（例えば脊柱の腰部）においてＣＳＦ腔に返戻することが望ましい可能性がある。しかしながら、ＣＳＦ腔に医療機器を正確に送り込むことは非常に難易度が高い可能性がある。
【００８６】
本開示は、脳脊髄液（ＣＳＦ）の取り出し、交換及び再循環に関する。本明細書中に開示されるデバイス、システム及び方法は、ＣＳＦが身体を流れる場である脳及び脊髄並びにその周囲の空間（ＣＳＦ腔としても知られる）を、安全かつ効率的に通行するために使用される。専用のデバイス及びシステムは、出入りが困難な場所であること、及びもし誤りがあれば生命を脅かす結果となる可能性から、ＣＳＦ腔を通行するために有用であり場合によっては必須である。安全性及び効能の向上は、手術室で費やされる時間及び合併症の可能性を縮小し、患者の手術からの回復を向上させる。
【００８７】
Ｎｅｕｒａｐｈｅｒｅｓｉｓ（商標）治療及び他の濾過治療は、ＣＳＦからの物質（例えば微生物、細胞、ウイルス、外来物質、薬物、これらの組み合わせなど）の除去をもたらし得る。これらの濾過治療及びその他の治療技法は、多くの神経系の疾患又は状態、例えばアルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン舞踏病、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、様々な原因による脳炎、様々な原因による髄膜炎、ギラン‐バレー症候群（ＧＢＳ）、多発性硬化症（ＭＳ）、ＨＩＶ関連神経認知障害、脊髄損傷、外傷性脳損傷、脳血管痙攣、卒中及びその他の疾患又は状態、を治療するために使用可能である。
【００８８】
精製、状態調整、及び化合物除去のうち少なくともいずれかのスキーマ又はシステム（例えば、濾過治療）は、広範囲にわたる生化学的なパラメータ及び流動に合わせて調整可能である。例えば、スキーマおよび／またはシステムは、具体的な疾患又は疾患群に合わせて適切に、大きさ、親和性、生化学的性質、温度、及びその他の特徴のようないくつかの特徴に基づいて、策定されることが可能である。精製スキーマは、拡散、サイズ排除、固定化された抗体又は抗体フラグメントを使用するｅｘ‐ｖｉｖｏの免疫療法、疎水性／親水性、陰イオン性／陽イオン性、高／低結合親和性、キレート化剤、抗菌性、抗ウイルス性、抗ＤＮＡ／ＲＮＡ／アミノ酸、酵素系、及び磁気系のシステム並びにナノ粒子を用いるシステムのうち少なくともいずれかに基づくことができる。
【００８９】
ＣＳＦ濾過療法（例えば、Ｎｅｕｒａｐｈｅｒｅｓｉｓ療法）で使用するシステムに関して、開示されるシステムは、ＣＳＦ流の妨げを最小限として安全かつ迅速にＣＳＦ腔にアクセスするために使用可能である。本明細書中に開示されるシステム及びデバイスは、安全かつ迅速な流動回路を提供し、かつ濾過を提供する。
【００９０】
本明細書中に開示されたシステム及びデバイスは、安全かつ効率的に、ある１つの位置（例えば脊柱の頚部、又は脳室）からＣＳＦを取り出すためにＣＳＦ腔にアクセスし、該ＣＳＦを濾過又はその他の方法で処理し、そしてそれをＣＳＦ腔に、例えば第２の位置（例えば脊柱の腰部）において返戻するために使用可能である。様々な態様において、本明細書中に開示されたシステム及びデバイスは、内因性の頭蓋内又は脊髄内圧力を生理的範囲内に、例えば、約５〜約２０ｍｍＨｇ、又は約０〜約１０ｍｍＨｇ、又は約−５〜約１０ｍｍＨｇ、又は約−５〜約２５ｍｍＨｇに、維持する。本システムはこのようにして、例えば水頭症（脳の脳室内におけるＣＳＦの異常滞留）による脊髄性頭痛を軽減する。本システムはさらに、圧力低下（例えばドレナージ過剰、ヘルニア形成などに起因するもの）によって引き起こされた脊髄性頭痛を軽減するために使用されてもよい。いくつかの態様では、システムは、システム内の障害物又は遮断物を検知するためにカテーテル内又は流動回路内にセンサーを備え、これにより閉ループの圧力制御を提供することができる。様々な態様において、本明細書中に開示されたシステム及びデバイスはさらに、再循環する流動ループの縮小又は削除によりシステムが効率的に働くのを支援する。システム及びデバイスは、入口と出口との間の間隔を、例えば約１０ｃｍ〜約４０ｃｍの範囲内に維持する。ある実装では、間隔は約１０ｃｍ〜約３０ｃｍの範囲内である。入口及び出口はＣＳＦ腔の中の適所に位置付けられて、ポンプの作動又はその他のシステム内における陽圧若しくは陰圧の生成が、カテーテル中に組織が引き込まれる原因となったり引き込まれるのを助長したりしないようになっている。いくつかの局面において、入口および出口は、組織がカテーテルに引き込まれるのを防ぐために、腰椎頸椎槽の近くに配置される。いくつかの態様では、組織がいくつかの穴を塞いでいる場合に備えて、冗長性のために入口および出口に沿って複数の穴があり得る。特定の実施形態では、カテーテルのねじれを低減するために、カテーテル内のコイル状ワイヤの特定のコイルピッチを選択することができる。特定の態様では、入口と出口の間隔は、患者の頸部のレベルより下にとどまりながら最大になるように選択することができる。特定の態様では、入口と出口の間隔は、椎骨の間隔に基づいて選択することができる。例えば、間隔は、入口と出口の間隔が約５つの椎骨から約１２の椎骨までの長さの範囲内にあるように選択され得る。ある実装では、椎骨およそ１０個の間隔が選択されうるが；しかしながら、その他の構成（本明細書中他所に記述されるものなど）が利用されてもよい。そのような間隔を設計する場合、椎骨はおよそ２〜３ｃｍの長さであると仮定されてよいが、また一方でその他の計測値及び設計が使用されてもよい。ある実装では、ルーメンの特定の大きさ、形状、及び他の構成のうち少なくともいずれかは、カテーテルの障害物除去及びカテーテルが閉塞状態に抵抗する能力のうち少なくともいずれか一方を促進するように、選択可能である。例えば、およそ１．５２ミリメートル（０．０６０インチ）〜およそ１．７８ミリメートル（０．０７０インチ）の範囲内の、基端側のルーメン外径、及びおよそ０．６３５ミリメートル（０．０２５インチ）〜およそ１．５２ミリメートル（０．０６０インチ）の範囲内の基端側の内径が、選択されてもよいが；また一方で、その他の構成（本明細書中他所に記述されるものなど）が利用されてもよい。
【００９１】
開示されたシステム及びデバイスは、ＣＳＦ腔にアクセスするために使用され、かつ脊柱の頚部（Ｃ１‐Ｃ７）、胸部（Ｔ１‐Ｔ１２）、又は腰部（Ｌ１‐Ｌ５）のうち任意のアクセスポイントで使用可能である。頚部のアクセス部位は、脳内の脳室系にアクセスするために使用可能である。１つの実施形態では、システム及びデバイスは腰部にアクセスするために使用される。いくつかの実施形態では、入口及び出口は、ドレナージのプロセスにより組織がカテーテル中に引き込まれることのないように、脊柱の適所に位置付けられる。例えば、患者が手術台に横たわっている場合、進入は、脊柱にアクセスするために例えば約９０度のような適切な角度で行われるとよい。従来のカテーテルは、Ｌ４‐Ｌ６領域における９０度の屈曲部を通して押し込まれるはずである。本明細書中に開示されたカテーテル及び関連する送達デバイスは、それらがこの角度をなした屈曲部についてより容易かつ効率的にアクセス及び通行することが可能であるように、湾曲していてもよい。
【００９２】
図に目を向けると、図１は、ポンプ／濾過システム１００を概略的に示している。ポンプ／濾過システム１００は、カテーテル（例えば、図３または他の適切なカテーテルに関して以下で説明されるカテーテル２００）に接続し得る入口流体経路１０２を有し得る。ポンプ／濾過システム１００は、直接的に（例えば、ポンプ／濾過システム上のコネクタおよび／またはカテーテル上のコネクタを介して）または中間管または機構を介してカテーテルに接続し得る。
【００９３】
ポンプ１０４は、流体（例えば、ＣＳＦまたは他の流体）を、ポンプ／濾過システム１００の流体回路に、それに沿って、および／またはそれを通してポンプ輸送することができる。例えば、ポンプ１０４は、流体を入口流体経路１０２におよび経路１０６に沿ってセンサー１０８にポンプ輸送し得る。ポンプ１０４は、追加のポンプ機構の有無にかかわらず、ポンプ／濾過システム１００を通してＣＳＦをポンプ輸送するように構成され得る。ポンプ／濾過システム１００を通って移動するＣＳＦは、その内部にルーメンを有する流体ライン（例えば、ルーメンを形成し、（存在する場合）複数の接続点での流体気密接続によって流体回路内に所望の圧力を維持することを可能にするように構成された管または他の適切な機構）を介して、本明細書に記載された様々な経路（例えば、経路１０２，１０６等）を通って流体回路に沿って移動し得る。ここでは、ルーメンは、流体ラインの入口からポンプ１０４へ、ポンプ１０４から流体ラインの出口へ、流体回路に沿ったＣＳＦの移動を可能にするように構成され得る。
【００９４】
ポンプ１０４は、ポンプ／濾過システム１００を通してＣＳＦをポンプ輸送する任意の適切なタイプのポンプであり得る。例えば、ポンプ１０４は、患者からポンプ／濾過システム１００を通してＣＳＦをポンプ輸送し、患者に戻すように流体ラインに圧力を加えるように構成された蠕動ポンプ（peristaltic pump）または他の適切なポンプであり得る。ポンプ１０４は、流体ライン内で所望の圧力および／または流量を達成するように構成された単一のポンプまたは複数のポンプであり得る。ポンプ１０４は、フィルターモジュール１１２の上流にあるものとして図１に示されているが、ポンプ１０４は、フィルターモジュール１１２に対して１つまたは複数の他の位置に全体的または少なくとも部分的に配置されてもよい。
【００９５】
ＣＳＦは、ポンプ１０４から経路１０６に沿って、ポンプ１０４の下流のセンサー１０８に流れることができる。センサー１０８は、経路１０６から延びる流体ラインのルーメン内の測定値を検知するように構成され得る。図１は、単一のセンサー（例えば、センサー１０８）を備えたポンプ／濾過システム１００を示しているが、ポンプ／濾過システム１００は、ポンプ／濾過システム１００の流体ラインに沿ったまたはそれを通って移動する複数の位置に、必要に応じて、２つのセンサー、３つのセンサー、または複数のセンサーを利用することができる。
【００９６】
センサー１０８は、経路１０６と経路１１０との間の流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成された任意の適切なセンサーであり得る。例えば、圧力に関連する測定値を検知するように構成されているものとして本明細書に記載されたセンサー１０８および／または他のセンサーは、圧力センサー、フローセンサー、または流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知する他の適切なセンサーであり得る。一例では、センサー１０８は、流体ラインのルーメンと連通し（例えば、流体ラインの壁を介するなどの直接的な連通および／または間接的な連通）、ポンプ１０４の下流の位置での流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成された圧力センサーであり得る。圧力センサーの複数の例は、任意の適切なタイプの圧力センサー要素を含む。一例では、複数の圧力センサー要素は、必要に応じて、絶対圧力検知素子、ゲージ圧力検知素子、または他の圧力検知素子などのＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）圧力センサー素子であり得る。
【００９７】
流体は、センサー１０８から経路１１０に沿ってフィルターモジュール１１２に流れることができる。フィルターモジュール１１２は、１つまたは複数のフィルターを有し得る。一例では、フィルターモジュール１１２は、第１のフィルター１１４および第２のフィルター１１６を有し得る。いくつかの事例では、第１のフィルター１１４および／または第２のフィルター１１６はそれぞれ、接線流濾過（tangential flow filter : TFF）または他の適切なタイプのフィルターであり得る。例えば、第１のフィルター１１４および／または第２のフィルター１１６は、５ｋＤａのＴＦＦ、１００ｋＤａのＴＦＦ、０．２μｍのＴＦＦ、０．４５μｍのＴＦＦなどを備えることができる。代替的または追加的には、第１のフィルター１１４および／または第２のフィルター１１６は、デッドエンド型フィルター（例えば、５ｋＤａのデッドエンド型フィルター）および／またはエレクトロフィルター（例えば電荷に基づいて物質を除外するフィルター）を備えてもよい。
【００９８】
少なくともいくつかの実例では、第１のフィルター１１４及び第２のフィルター１１６は、大きさ及び種類のうち少なくともいずれか一方が同じであり得る（例えば、第１のフィルター１１４及び第２のフィルター１１６はいずれも１００ｋＤａのＴＦＦであり得る）。他の実例では、第１のフィルター１１４及び第２のフィルター１１６は大きさ及び種類のうち少なくともいずれか一方が異なっていてもよい（例えば、第１のフィルター１１４は５ｋＤａのフィルターであり、第２のフィルター１１６は１００ｋＤａのＴＦＦフィルターであり得る）。
【００９９】
いくつかの実例では、フィルターモジュール１１２は、特定のフィルター（例えば第１のフィルター１１４）のみを含み得る。例えば、第１のフィルター１１４は５ｋＤａのフィルターであってよく、かつ第１のフィルター１１４が唯一のフィルターであってよい。代替的には、フィルターモジュール１１２は、３つ以上のフィルター（例えば、第１のフィルター１１４、第２のフィルター１１６、および１つまたは複数の追加のフィルター）を含み得る。
【０１００】
第１のフィルター１１４は、ＣＳＦが受け取られた流体である場合、ＣＳＦを第１の清浄なＣＳＦ１１８（例えば、状態調整されたＣＳＦ）および第１のＣＳＦの廃棄物１２０に分離するように構成され得る。図１に示すように、第１のフィルター１１４からの第１の清浄なＣＳＦ１１８は、経路１２２を通って清浄ＣＳＦ出口経路１２４に進み、第１のフィルター１１４からの第１のＣＳＦの廃棄物１２０は、第１の廃棄ＣＳＦ経路１２６を通って第２のフィルター１１６に進むことができる。清浄なＣＳＦの出口経路１２４は、カテーテルの入口またはポンプ／濾過システム１００に接続された別のカテーテルに接続し得る。清浄なＣＳＦの出口経路１２４間の接続は、直接的な接続（例えば、ポンプ／濾過システム１００上のコネクタおよび／またはカテーテル上のコネクタを介した）または中間管または機構を介したものであり得る。
【０１０１】
第２のフィルター１１６は、受け取った第１のＣＳＦの廃棄物１２０を清浄なＣＳＦ１２８（例えば、状態調整されたＣＳＦ）とＣＳＦの廃棄物１３０（例えば、最終廃棄物流体）に分離するように構成され得る。図１に示されるように、第２のフィルター１１６からの清浄なＣＳＦ１２８は、経路１３２を通って清浄ＣＳＦ出口経路１２４に進み、第２のフィルター１１６からのＣＳＦの廃棄物１３０は、経路１３４を通って（例えば、コントローラ、廃棄ポンプ、またはその他の適切な廃棄制御機構を用いた手動または自動化された）廃棄制御機構１３６に進むことができる。廃棄制御機構１３６（例えば、廃棄制御機構１３６が、弁、背圧弁、ピンチ弁（pinch valve）、流量計測機構、ポンプなどであるか、またはそれらを含み得る）は、ＣＳＦの廃棄物が廃棄出口経路１３８に沿って廃棄のために収集装置１４０に送られる速度（例えば、ＣＳＦの廃棄物がフィルターモジュール１１２から出力される速度）を制御することができる。廃棄制御機構は、手動および／または自動化された方法で制御され得る。
【０１０２】
図２は、ポンプ／濾過システム１００を介してＣＳＦを輸送するためのポンプ／濾過システム１００の構成要素間の複数の経路に沿った複数の流体ライン（例えば、経路１０２、１０６、１１０、１２２、１２４、１２６、１３２、１３４、１３６、１３８）を示すポンプ／濾過システム１００のさらなる概略図を示す。図２に示されるポンプ／濾過システム１００では、４つのセンサーが、ポンプ／濾過システム１００の制御を可能にするために利用される。図２に示される例では、センサー１４２（例えば、圧力に関連するパラメータを検知するように構成された圧力センサーまたは他のセンサー）は、ポンプ１０４の上流に配置されて、経路１０２の流体ラインにおけるポンプ／濾過システムの入口圧力に関連する測定値を検知し、センサー１０８は、ポンプ１０４の下流および第１のフィルター１１４の上流に配置されて、経路１０６，１１０に隣接する流体ラインにおける第１のフィルターの入口圧力に関連する測定値を検知し、センサー１４４（例えば、圧力に関連するパラメータを検知するように構成された圧力センサーまたは他のセンサー）は、第１のフィルター１１４の下流および第２のフィルター１１６の上流に配置されて、第１の廃棄ＣＳＦ経路１２６に隣接する流体ラインにおける第２のフィルターの入口圧力に関連する測定値を検知し、第４のセンサー１４６（例えば、圧力に関連するパラメータを検知するように構成された圧力センサーまたは他のセンサー）は、第２のフィルター１１６の下流に配置されて、清浄ＣＳＦ出口経路１２４に隣接するポンプ／濾過システムの出口圧力に関連する測定値を検知し得る。以下でより詳細に説明されるように、ポンプ／濾過システム１００の複数のセンサーおよび／または他の複数のセンサーからの１つまたは複数の測定値を利用して、ポンプ１０４の動作を制御し得る。
【０１０３】
図３は、ポンプ／濾過システム１００と共に利用可能なカテーテル２００の実施形態を示す。カテーテル２００は本明細書において説明されているが、ＣＳＦをポンプ輸送および／または濾過するためにポンプ／濾過システム１００と共に使用可能な例示的なカテーテルの追加の説明は、２０１８年６月１８日に出願され、「中枢神経系に沿って治療するためのシステム、カテーテル、および方法（SYSTEMS, CATHETERS, AND METHODS FOR TREATING ALONG THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM）」と題する米国特許出願第62 / 286,413号（弁護士整理番号1421.1010120）に記載されており、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０４】
図３は、Ｙコネクタ部分２０２、基端側サブアセンブリ２４０、及び先端側サブアセンブリ２６０を有するカテーテル２００を示す。Ｙコネクタ部分２０２は、コネクタ２０４、２０６、機構２０８、２１０、２１２、ポジションマーカー２１４、及び／またはその他の好適な構成要素を備えることができる。追加的または代替的に、必要に応じて、他のカテーテル構成は、ポンプ／濾過システム１００と共に使用することができる。
【０１０５】
コネクタ２０４、２０６は様々な形態をとることができる。例えば、図示されるように、コネクタ２０４、２０６はそれぞれメス型及びオス型のルアーロック式コネクタであるが、これに必須ではない。機構２０８、２１０、２１２は、張力緩和かつ耐キンク性（kink resistance）の機構であってよい。機構２０８は、Ｙコネクタ部分２０２の中央合流点付近の部分におけるカテーテル２００の撓み又は変形を可能にするように構成されうる。機構２１０、２１２は、コネクタ２０４、２０６の近くにおけるカテーテル２００の撓み又は変形を可能にするように構成されうる。ある実装では、機構２１０、２１２は、コネクタ２０４、２０６がマルチルーメンカテーテルのどのルーメンに対応しているかを表示するために色分けされてもよい。ある実施形態では、機構２０８、２１０、２１２は、およそ３．１８ｍｍ（１／８”）のポリオレフィン製熱収縮チューブの形態であってもよいが、これは必須ではない。
【０１０６】
カテーテル２００の長さＬ１はおよそ１，３００ｍｍ、併せて作業長さＬ２はおよそ１，１５０ｍｍであってよい。作業長さＬ２は様々な用途及び設計を考慮して規定されうる。図示されるように、作業長さＬ２は、先端側サブアセンブリ２６０の先端部から機構２０８の先端部までの距離である。機構２０８の先端部からコネクタ２０６の基端部までの距離Ｄ１は、およそ１５０ｍｍであってよい。機構２０８はおよそ３５ｍｍの長さＬ３を有してもよく、機構２１０、２１２はおよそ７ｍｍの長さＬ４を有してもよい。ある実装では、カテーテル２００はおよそ４００ｍｍ〜およそ１２００ｍｍの長さＬ１と、併せて様々な度合で適宜変更される作業長さＬ２及びその他の寸法を有することができる。
【０１０７】
使用時、カテーテル２００は、脳脊髄腔内に（例えば腰部の脳脊髄腔に沿って）配置可能である。ＣＳＦは、カテーテル２００、ポンプ／濾過システム１００、および／または流れ制御プロセス３００を使用して採取／吸引されうる。吸引された流体はポンプ／濾過システム１００および流れ制御プロセス３００を使用して濾過されることが可能であり、濾過／状態調整がなされたＣＳＦは、カテーテル２００、ポンプ／濾過システム１００および流れ制御プロセス３００を使用して、患者に返戻されることが可能である。いくつかの実例では、第２のカテーテル２００（形態及び機能についてカテーテル２００と類似していてよい）が、脳室内など頭蓋のＣＮＳの一部分に配置されてもよい。第２のカテーテル２００は、頭蓋領域（例えば脳室）から脳脊髄液を採取／吸引し、ポンプ／濾過システム１００を使用して脳脊髄液の状態調整／濾過を行い、状態調整／濾過がなされた脳脊髄液を頭蓋領域又は隣接している領域に返戻するために、使用可能である。これらのうちのいくつか及びその他の実例では、第２のカテーテル２００は、頭蓋領域へ薬物（例えばメトトレキセートのような化学療法薬）を注入するために使用可能である。カテーテル２００（例えば脳脊髄腔内のもの）及び第２のカテーテル２００（脳室内のもの）は一緒に使用されてもよいし、それらが交代で使用されてもよい。脳脊髄腔内及び脳室内の両方で、吸引及び注入の両方のためにカテーテル２００を使用することにより、ＣＮＳ全体にわたる脳脊髄液の循環を改善する可能性のある頭蓋‐腰部ループが形成されうる。
【０１０８】
図４は、ポンプ／濾過システム１００の概略的な制御システム１５０を示している。概略的な制御システム１５０は、コントローラ１５２、コントローラ１５２と通信するポンプ１０４、コントローラ１５２と通信する圧力検知モジュール１５４、コントローラ１５２と通信するユーザーインタフェース１５６、および／または１つまたは複数の他の構成要素またはシステムを含み得る。いくつ場合によっては、圧力検知モジュール１５４およびユーザーインタフェース１５６は、含まれる場合、互いに直接通信することができるが、このことは必須ではない。
【０１０９】
コントローラ１５２は、１つまたは複数の構成要素を含み得る。一例では、コントローラ１５２は、プロセッサ１５８、プロセッサ１５８と通信するメモリ１６０、プロセッサ１５８および／またはメモリ１６０と通信する入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１６２、および／または制御システム１５０の１つまたは複数の他のより適切な構成要素を含み得る。いくつかの事例では、メモリ１６０は、フィルター圧力を所望の範囲内に維持しながら、ポンプ／濾過システム１００を通る流量を最適化するために、および／または他の所望の目的のために、コントローラ１５２が、自動化された方法で動作して、圧力検知モジュール１５４および／またはユーザーインタフェース１５６からＩ／Ｏポート１６２において受信した入力に基づいてＩ／Ｏポート１６２を介してポンプ１０４および／または廃棄制御機構１３６に制御信号を出力することを可能にするプロセッサ１５８によって実行されるソフトウェアまたは他の複数の命令を含むかまたは含むようにプログラムされる非時的なコンピュータ可読媒体であるかまたはそれを含み得る。追加的または代替的に、コントローラ１５２は、ポンプ１０４および／または廃棄制御機構１３６から情報を受信し、および／または制御信号を圧力検知モジュール１５４および／またはユーザーインタフェース１５６に出力するように構成され得る。
【０１１０】
プロセッサ１５８は、単一のプロセッサまたは個別にまたは互いに動作する複数のプロセッサを含み得る。例示的な複数のプロセッサコンポーネントは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、マルチコアプロセッサ、グラフィカル処理ユニット、および／または他の適切なプロセッサを含み得るが、これらに限定されない。
【０１１１】
メモリ１６０は、単一のメモリコンポーネントまたは個別にまたは互いに動作する複数のメモリコンポーネントを含み得る。メモリの複数の例示的なタイプは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ、その他の揮発性または不揮発性メモリ、またはコントローラ１５２に適したその他のメモリを含み得る。メモリ１６０は、非一時的なコンピュータ可読媒体であり得るか、またはそれを含み得る。
【０１１２】
複数のＩ／Ｏポート１６２は、圧力検知モジュール１５４、ユーザーインタフェース１５６、ポンプ１０４、廃棄制御機構１３６、および／またはポンプ／濾過システム１００の１つ以上の他の構成要素と通信するように構成された任意のタイプの通信ポートとすることができる。例示的なＩ／Ｏポートタイプは、有線ポート、ワイヤレスポート、無線周波数（radio frequency : RF）ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈポート、近距離無線通信（Near-Field Communication : NFC）ポート、ＨＤＭＩポート、イーサネットポート、ＶＧＡポート、シリアルポート、パラレルポート、コンポーネントビデオポート、Ｓビデオポート、複合オーディオ／ビデオポート、ＤＶＩポート、ＵＳＢポート、光ポート、および／またはその他の適切なポートを含み得る。
【０１１３】
圧力検知モジュール１５４は、上記で説明されたセンサー１０８、１４２、１４４、１４６のうちの１つまたは複数、および／または流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知するように構成された他のセンサーを含み得る。一例では、圧力検知モジュール１５４は、センサー１０８，１４２，１４４，１４６のうちの１つまたは複数からの読み取り値をコントローラ１５２に送り、プロセッサ１５８は、受け取った読み取り値に基づいて制御信号をポンプ１０４及び／又は廃棄制御機構１３６に出力し得る。
【０１１４】
ユーザーインタフェース１５６は、ユーザーがポンプ／濾過システム１００と相互作用することを可能にするように構成された任意の適切なタイプのユーザーインタフェースであり得る。例えば、ユーザーインタフェース１５６は、ワークステーション、コンピュータ、コンピューティングデバイス、タブレットコンピュータ、電話、ディスプレイ、キーパッド、タッチスクリーン、マウス、および／またはユーザーがポンプ／濾過システム１００と対話することを可能にする１つまたは複数の他の適切な構成要素を含み得る。
【０１１５】
制御システム１５０は、廃棄制御機構１３６に制御信号を送り、廃棄制御機構１３６の動作を制御するように構成され得る。例えば、制御システム１５０は、流れ制御プロセスを利用して、廃棄制御機構１３６を通る流体の流量を最適化して、フィルターモジュール１１２からの廃棄物除去を最適化し得るいくつかの事例では、制御システム１５０は、圧力検知モジュールから受信した測定値に関連する値が閾値レベルに達するかまたはそれを超える場合に、廃棄制御機構１３６に制御信号を送信して廃棄制御機構をシャットダウンするように構成され得る。
【０１１６】
制御システム１５０は、ポンプ１０４に制御信号を送信して、ポンプ１０４の動作を制御するように構成され得る。いくつかの事例では、制御システム１５０は、流れ制御プロセスを利用して、ポンプ１０４のポンプ速度を最適化して、ポンプ／濾過システム１００を通る流体の流れを最大化しつつ、汚染物質の時間的に変化する性質（例えば、髄液の濃度または物質組成は経時的に変化し得る）に適応し、フィルター圧力（例えば、フィルターモジュール１１２の上流で測定されたフィルター圧力または他の適切なフィルター圧力）を所望の境界内に維持し得る。一例では、制御システムによって利用される制御フロー（control flow）は、ポンプ１０４のために指定された最適なポンプ速度設定ポイントを持たずに、および／または最適なフィルター圧力設定ポイントを持たずに作用し得る。フィルター圧力はフィルターモジュール１１２内のＣＳＦ中の汚染物質の濃度に比例し得るので、最適なフィルター圧力設定ポイントを利用しないことは、ＣＳＦ中の汚染物質濃度が時間とともに変化するため、制御フローを使用してＣＳＦをポンプ輸送および濾過することを可能にする。
【０１１７】
制御システム１５０は、メモリ１６０および／または他のメモリ内に保存され、圧力検知モジュール１５４および／またはユーザーインタフェース１５６からの入力に応答してプロセッサ１５８によって実行される一組の命令を含み得る１つ以上の流れ制御プロセスを利用し得る。いくつかの事例では、流れ制御システム１５０の流れ制御プロセスは、任意のまたは限られたユーザー対話無しで、制御システム１５０からの入力に基づいて、ポンプの動作をリアルタイムで（例えば、治療中に）調整するように構成された自動化された流れ制御プロセスであり得る。そのような場合、流れ制御は自動化された流れ制御プロセスであり得る。
【０１１８】
図５は、例示的な流れ制御プロセス３００の概略フロー図である。図５に示される流れ制御プロセス３００は、特に明記しない限り、図５に示されるものと同様または異なる順序で追加または代替のステップを含み得る。いくつかの事例では、流れ制御プロセス３００は、自動化された方法でコントローラ１５０によって実行され、流れ制御プロセス３００は、時間とともに繰り返される制御ループと見なされ得る。さらに、流れ制御プロセス３００は、複数の命令（例えば、制御アルゴリズムまたは他の複数の命令）を有するコンピュータ可読媒体（例えば、メモリ１６０、他のメモリ、または他のコンピュータ可読媒体）に実質的に完全に存在し、複数の命令は、プロセッサ（例えば、プロセッサ１５８または他のプロセッサ）によって実行可能であり、非一時的な状態でコンピュータ可読媒体に格納され得る。
【０１１９】
流れ制御プロセス３００は、流れ制御プロセス３００の開始３０２から始めることができる。本明細書では詳細には説明しないが、流れ制御プロセス３００は、ポンプ／濾過システム１００を起動し、次に流れ制御プロセス３００の開始３０２に移行するように構成された起動段階を含み得る。代替的または追加的には、ポンプ／濾過システム１００を起動するように構成された起動段階は、流れ制御プロセス３００から分離され得る。
【０１２０】
流れ制御プロセス３００が開始すると（３０２）、流れ制御プロセス３００は、ポンプ１０４の下流でフィルターモジュール１１２を通過する流体ライン内の圧力に関連する測定値に少なくとも部分的に基づいて、ポンプ／濾過システム１００の安定性を決定し得る。
【０１２１】
ポンプ１０４の下流でフィルターモジュール１１２を通過する流体ライン内の圧力に関連する測定値は、圧力（例えば、フィルター圧力）または圧力に関連する他の測定値であり得るが、この測定値をフィルター圧力と呼称する。フィルター圧力は、本明細書では、ポンプ１０４の下流でフィルターモジュール１１２の上流に配置されたセンサー１０８によって検知される測定値であるとして主に説明されているが、フィルター圧力は、ポンプ／濾過システムの１つまたは複数の代替センサーまたは追加センサーによって検知される測定値に基づいて決定される値であってもよい。
【０１２２】
いくつかの事例では、動作中（例えば、治療中）のポンプ／濾過システム１００の安定性は、フィルター圧力に基づいて決定され得る。他の複数の技術における、ポンプ／濾過システム１００の安定性を決定する一例の技術は、ポンプ／濾過システム１００のゾーン（zone）を決定し、フィルター圧力および／または他の測定値がそのゾーンに対して指定された範囲内にあるかどうかを決定することである。フィルター圧力がゾーンによって指定された最大フィルター圧力よりも低い場合、ポンプ／濾過システム１００は安定していると考えられ、フィルター圧力がゾーンによって指定された最大フィルター圧力よりも高い場合、ポンプ／濾過システム１００は安定していないと考えられる。
【０１２３】
ポンプ／濾過システム１００のゾーンは、フィルターモジュール１１２のフィルター圧力に基づいて決定され得る。フィルター圧力は、単一のセンサーによって検知される測定値に関連する圧力、複数のセンサーによって検知される測定値に関連する圧力の加重平均、１つまたは複数のセンサーによって検知される測定値に関連する圧力のローリング平均（rolling average）、および／または１つまたは複数のセンサーによって検知される測定値に関連する圧力に基づく他の値とすることができる。フィルター圧力は、適切な時間間隔でサンプリング、取得、またはその他の方法で決定され得る。いくつかの事例では、フィルター圧力は、約０．５Ｈｚ、約１．０Ｈｚ、約１．５Ｈｚ、約２Ｈｚのレート（rate）で、または１つまたは複数の他の適切なサンプリングレート（sampling rate）でサンプリングされ得る。一例では、フィルター圧力は、約１．０Ｈｚでサンプリングされ得る。さらに、フィルター圧力は、サンプリングされたフィルター圧力のローリング平均であってもよく、フィルター圧力は、フィルター圧力の最新の設定された数の平均、設定された期間にわたって決定された最新の複数のフィルター圧力、および／またはフィルター圧力の他の適切なローリング平均であってもよい。一例では、フィルター圧力は、ポンプ／濾過システム１００のセンサー１０８によって検知された複数の測定値に基づく圧力の１分間のローリング平均であり得る。１分間のローリング平均の圧力が参照されるが、フィルター圧力は、約１分未満または約１分を超える期間にわたる平均であってもよい。
【０１２４】
ポンプ／濾過システム１００のゾーンは、適切な方法で決定され得る。一例では、ポンプ／濾過システム１００のゾーンは、時刻Ｔで測定された圧力検知モジュール１５４からの複数の測定値に基づいて最新または現在のフィルター圧力値を取得し（３０４）、Ｎ時間単位前（例えば、ＴからＮを引いた時間）からフィルター圧力値を取得すること（３０６）によって決定され得る。Ｎは、ノイズおよび／またはポンプ／濾過システム１００におけるフィルター圧力への他の無意味な寄与に起因する可能性が低い圧力の有意な変化がその時間にわたって存在し得るような適切な数の時間単位であり得る。例えば、Ｎ時間単位は、約１分未満、約１分、約２分、約３分、約４分、約５分、約６分、約１０分、約１０分よりも大きい、または約１分〜約１０分の範囲の他の値に設定され得る。一例では、Ｎは、５分であり得る。
【０１２５】
Ｎ単位時間前からフィルター圧力を取得した（３０４）後、フィルター圧力の変化（例えば、デルタフィルター圧力）が決定または計算され得る（３０８）。例えば、フィルター圧力の変化は、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）からＮ単位時間前からのフィルター圧力を差し引くことによって決定および／または計算され得る（３０８）。フィルター圧力がＮ単位時間にわたって低下した場合、フィルター圧力の変化はゼロ（０）に設定され得るが、このことは必須ではない。
【０１２６】
圧力の変化が決定されると、ゾーンは、図６の流れ制御テーブル３５０または他のテーブルまたはデータベースなどの流れ制御テーブルを参照し、フィルター圧力の変化を流れ制御テーブル３５２の行３５０に見られる値と比較する（３１０）ことによって決定され得る。例えば、流れ制御テーブル３５０の行３５２は、ポンプ／濾過システム１００の様々なゾーンに関連するフィルター圧力変化の範囲をリスト化してもよく、ポンプ／濾過システム１００のゾーンは、決定された圧力変化が該当するフィルター圧力範囲に関連する変化を有するゾーンであると決定されてもよい。図６に示される例では、ゾーンゼロ（０）は（例えば、Ｎ単位時間当たり）０〜５ｍｍＨｇ／５ｍｉｎの範囲を有し、ゾーン１は５ｍｍＨｇ／５ｍｉｎよりも大きく１０ｍｍＨｇ／５ｍｉｎ以内の範囲を有し、ゾーン２は１０ｍｍＨｇ／５ｍｉｎよりも大きく２０ｍｍＨｇ／５ｍｉｎ以内の範囲を有し、ゾーン３は２０ｍｍＨｇ／５ｍｉｎよりも大きく２５ｍｍＨｇ／５ｍｉｎ以内の範囲を有し、ゾーン４は２５ｍｍＨｇ／５ｍｉｎよりも大きく３０ｍｍＨｇ／５ｍｉｎ以内の範囲を有し、ゾーン５は３０ｍｍＨｇ／５ｍｉｎよりも大きい全ての圧力変化の範囲を有し得る。図６には６つのゾーンが示されており、各ゾーンは、それに関連するフィルター圧力値の特定の範囲の変化を有するが、異なる数のゾーンおよび／またはゾーンに関連するフィルター圧力値の異なる範囲を、必要に応じて利用することができる。いくつかの事例では、ゾーン０は「安定ゾーン（stable zone）」と見なされ得るが、このことは必須ではない。
【０１２７】
流れ制御テーブル３５０は、コントローラ１５２のメモリ１６０または他のメモリに保存され、プロセッサ１５８によってアクセスされ得る。いくつかの事例では、流れ制御テーブル３５０はルックアップテーブルであり得るが、このことは必須ではない。いくつかの事例では、流れ制御テーブル３５０は、ポンプ／濾過システム１００の様々なゾーンを、ポンプ／濾過システム１００の動作に関連する様々なパラメータと関連付けることを可能にするテーブル以外のフォーマットであってもよい。流れ制御テーブル３５０は、複数の制御パラメータに関連する複数のゾーンを示しているが、流れ制御テーブル３５０は、複数のゾーンに関連する追加のおよび／または代替の複数のパラメータ、および／または経時的なフィルター圧力または他の圧力の変化を含む。
【０１２８】
流れ制御プロセス３００で使用される複数のポンプ速度調整は、決定されたゾーンについて決定され得る（３１２）。複数のポンプ速度調整は、流れ制御テーブル３５０の行３５８、３６０、３６２に見出されることができる。各ゾーンについて、流れ制御テーブルの行３５８は、「ポンプ速度のわずかな増加」の値を提供し、流れ制御テーブル３５０の行３６０は、「ポンプ速度の大幅な増加」の値を提供し、流れ制御テーブル３５０の行３６２は、「ポンプ速度の低下」の値を提供し得る。行３５８では、ポンプ速度のわずかな増加は、ゾーンゼロ（０）からゾーン４では０．０１ｍｌ／ｍｉｎであり、ゾーン５ではゼロ（０）ｍｌ／ｍｉｎであり得る。行３６０では、ポンプ速度の大幅な増加は、ゾーンゼロ（０）では０．０１ｍｌ／ｍｉｎであり、ゾーン１からゾーン５ではゼロ（０）ｍｌ／ｍｉｎであり得る。行３６２において、ポンプ速度の低下は、ゾーンゼロ（０）では０．０１ｍｌ／ｍｉｎであり、ゾーン１では現在のポンプ速度の５パーセントであり、ゾーン２では現在のポンプ速度の１０％であり、ゾーン３では現在のポンプ速度の２０％であり、ゾーン４では現在のポンプ速度の３０％であり、ゾーン５では現在のポンプ速度の５０％であり得る。例示的な流れ制御テーブル３５０には３つの異なるポンプ速度指定が提供されているが、３つより少ないまたは多いポンプ速度指定を利用することができる。追加的または代替的に、行３５８、３６０、３６２の値は、図６の流れ制御テーブル３５０に示されているものおよび／または本明細書に記載されているものとは異なっていてもよい。
【０１２９】
テーブル３５０は複数のポンプ速度調整を規定しているが、流れ制御プロセス３００または他のプロセスは、ポンプ１０４のポンプ速度を最小ポンプ速度値および最大ポンプ速度値内に維持するように構成されてもよい。最小ポンプ速度値は、約０．１ミリリットル／分（ｍｌ／ｍｉｎ）から約１．０ｍｌ／ｍｉｎの範囲内、または他の適切な値の範囲内であり、最大ポンプ速度値は、約３．５ｍｉｌ／ｍｉｎから約４．５ｍｉｌ／ｍｉｎの範囲内、または他の適切な値の範囲内であり得る。一例では、最小ポンプ速度値は約０．５ｍｌ／ｍｉｎであり、最大ポンプ速度値は約４．０ｍｌ／ｍｉｎであってもよいが、他の最小ポンプ速度値および最大ポンプ速度値が企図される。
【０１３０】
フィルター圧力変化および／またはゾーンが決定されると（３０８、３１０）、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）は、第１のフィルター圧力閾値（例えば、最大フィルター圧力ＦＰ（ｍａｘ）などの最大閾値）と比較され（３１４）、第１のフィルター圧力閾値は、決定（３０８、３１０）されたフィルター圧力変化および／またはゾーンに関連付けられ、流れ制御テーブル３５０の行３５６に見出される。行３５６において、フィルター圧力最大値ＦＰ（ｍａｘ）（例えば、最大閾値等の第１のフィルター圧力閾値）は、ゾーンゼロ（０）について２００ｍｍＨｇであり、ゾーン１について１９０ｍｍＨｇであり、ゾーン２について１８０ｍｍＨｇであり、ゾーン３について１７０ｍｍＨｇであり、ゾーン４について１６０ｍｍＨｇであり、ゾーン５について５０ｍｍＨｇであり得る。いくつかの事例では、流れ制御テーブル３５０内のフィルター圧力最大値ＦＰ（ｍａｘ）は、時間とともに調整され得る。一例では、流れ制御テーブル３５０内の各フィルター圧力最大値ＦＰ（ｍａｘ）は、治療中にポンプ／濾過システム１００が使用されている８時間ごとに５０ｍｍＨｇ増加され得る。追加的または代替的に、行３５６の値は、図６の流れ制御テーブル３５０に示されているものおよび／または本明細書に記載されているものとは異なっていてもよい。
【０１３１】
現在のフィルター圧力が、ポンプ／濾過システム１００の現在特定されたフィルター圧力の変化および／またはゾーンに関連する第１のフィルター圧力閾値よりも小さい場合、第１の流れ制御プロトコル４００を使用して、ポンプ１０４の流量を制御し得る。現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が、ポンプ／濾過システム１００の現在特定されたフィルター圧力の変化および／またはゾーンに関連するフィルター圧力閾値に到達するかまたは超えた場合、第２の流れ制御プロトコル５００を使用して、ポンプ１０４の流量を制御し得る。第１の流れ制御プロトコル４００および第２の流れ制御プロトコル５００のいずれかを実行した後、流れ制御プロセス３００は、流れ制御プロセス３００の開始３０２に戻り、制御ループを生成し得る。いくつかの事例では、第１の流れ制御プロトコル４００と第２の流れ制御プロトコル５００の範囲が重複することがあるが、このことは必須ではない。
【０１３２】
図７は、第１の流れ制御プロトコル４００の概略フロー図を示している。図７に示される第１の流れ制御プロトコル４００は、特に明記しない限り、図７に示されるものと同様または異なる順序で追加または代替のステップを含み得る。
【０１３３】
図７に示されるように、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が、決定された（３０８，３１０）ポンプ／濾過システム１００のフィルター圧力の変化および／またはゾーンについての第１のフィルター圧力閾値に到達しないかまたはそれを超えない場合、第１の流れ制御プロトコル４００を利用して、ポンプ／濾過システム１００のポンプ１０４を制御し得る。流れ制御プロセス３００が第１の流れ制御プロトコル４００に従うと、ポンプ１０４の可能なポンプ速度増加値は、ステップ３１２に関して上述した方法と同様の方法で、以前に決定された（３０８，３１０）フィルター圧力の変化および／またはゾーンに基づいて決定され得る（４０２）。一例では、ポンプ／濾過システム１００がゾーンゼロ（０）で動作していると決定された場合（３１０）、コントローラ１５２は、ポンプ１０４のポンプ速度を０．０１ｍｌ／ｍｉｎのポンプ速度の小さな増加（４１０）または０．０１ｍｌ／ｍｉｎのポンプ速度の大きな増加（４０８）のいずれかで調節することを決定する（４０２）ように構成され得る。（例えば、流れ制御プロセス３００のステップ３１２において）ポンプのポンプ速度増加値が既に決定されている場合、第１の流れ制御プロトコル４００の一部分としてポンプ速度増加を決定すること（４０２）は省略されてもよいが、このことは必須ではない。
【０１３４】
コントローラ１５２は、ダウンタイマー（down timer）を含んでもよく、第１の流れ制御プロトコル４００の一部分として、動作していた場合にはダウンタイマーが停止されてリセットされてもよい（４０４）。コントローラ１５２のダウンタイマーは、ポンプ／濾過システム１００のフィルター圧力が第１のフィルター圧力閾値（例えば、コントローラ１５２が、第１の流れ制御プロトコル４００に従ってポンプ／濾過システム１００の動作を制御することなく、第２の流れ制御プロトコル５００に従ってポンプ／濾過システム１００の動作を制御していた連続したまたは途切れない時間量）に到達したか又はそれを超えた時間を記録し得る。このように、コントローラ１５２は、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が第１のフィルター圧力閾値に達していないかまたはそれを超えていないという決定（３１４）に応答して第１の流れ制御プロトコル４００に進む場合、コントローラ１５２が第１の流れ制御プロトコル４００に従って開始すると、ダウンタイマーがリセットされて停止されてもよい。
【０１３５】
いくつかの事例では、ダウンタイマーは、カウントダウンタイマーであってもよく、所定の時間からカウントダウンするように構成されてもよい。例えば、ダウンタイマーは、３０秒、１分、２分、３分、５分、１０分又は他の適当な時間量からカウントダウンするように構成され得る。他の例では、ダウンタイマーは、カウントダウンタイマーではなく、ゼロ（０）単位時間の時刻から計時を開始し得る。このようなタイマーは、存在する場合、所定の設定された時間の後に満了する（expire）ことができる。一例では、ダウンタイマーを利用して、所望よりも速くポンプ輸送速度（pumping rate）を低下させないようにしてもよい。
【０１３６】
図６の流れ制御テーブル３５０を使用する場合、流れ制御テーブル３５０の行３６６は、各ゾーンについてダウンタイマーが満了するまでの時間の値を提供し得る。行３６６において、時間の値は、ゾーンゼロ（０）からゾーン４までの各ゾーンについて６０秒であり、ゾーン５について３０秒であり得る。上述したように、追加のまたは代替的な時間が企画される。
【０１３７】
第１の流れ制御プロトコル４００に従う場合、コントローラ１５２は、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が、決定された（３０８，３１０）圧力変化および／またはゾーンについて、第２のフィルター圧力閾値（例えば、フィルター圧力最小ＦＰ（ｍｉｎ）などの最小閾値）を超えたかどうかを判定する（４０６）ように構成され得る。現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が第２のフィルター圧力閾値を超えた場合、コントローラ１５２は、Ｉ／Ｏポート１６２を介してポンプ１０４に信号を出力し、以前に決定された（４０２）（および／または３１２）大きなポンプ速度の増加によってポンプ速度を増加する（４０８）。現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が第２のフィルター圧力閾値を超えていない場合、コントローラ１５２は、Ｉ／Ｏポート１６２を介してポンプ１０４に信号を出力し、以前に決定された（４０２）（および／または３１２）小さなポンプ速度の増加によってポンプ速度を増加する（４１０）。
【０１３８】
フィルター圧力の最小ＦＰ（ｍｉｎ）（例えば、最小閾値等の第２のフィルター圧力閾値）は、決定された（３０８，３１０）フィルター圧力の変化及び／又はゾーンに関連付けられ、流れ制御テーブル３５０の行３５４に見出され得る。行３５４において、フィルター圧力の最小値ＦＰ（ｍｉｎ）は、ゾーンゼロ（０）からゾーン５までについて５０ｍｍＨｇであり得る。追加的または代替的に、行３５４の値は、図６の流れ制御テーブル３５０に示されているものおよび／または本明細書に記載されているものとは異なっていてもよい。
【０１３９】
ポンプ１０４のポンプ速度が、小さいポンプ速度の増加および大きいポンプ速度の増加のいずれかに従って調節された後、コントローラ１５２は、ポンプ速度の増加がポンプ速度の増加閾値よりも大きいかどうかを判定し得る（４１２）。一例において、ポンプ速度の増加閾値は、ゼロ（０）、現在のポンプ速度の関数、または他の適切なポンプ速度の増加閾値であってもよい。ポンプ速度の増加がポンプ速度の増加閾値よりも大きかった場合、コントローラ１５２は、アップタイマー（up timer）が作動しているかどうかを判定する（４１４）ように構成され得る。アップタイマーが動作していない場合、コントローラ１５２は、アップタイマーを始動し（４１６）、次いで、流れ制御プロセス３００を再び始動する（３０２）ように構成され得る。
【０１４０】
コントローラ１５２のアップタイマーは、ポンプ／濾過システム１００のフィルター圧力が第１のフィルター圧力閾値（例えば、コントローラ１５２が、第２の流れ制御プロトコル５００に従ってポンプ／濾過システム１００の動作を制御することなく、第１の流れ制御プロトコル４００に従ってポンプ／濾過システム１００の動作を制御していた連続したまたは途切れない時間量）に到達していないか又はそれを超えていない時間を記録し得る。いくつかの事例では、アップタイマーは、カウントダウンタイマーであってもよく、所定の時間からカウントダウンするように構成されてもよい。例えば、アップタイマーは、３０秒、１分、２分、３分、５分、１０分又は他の適当な時間量からカウントダウンするように構成され得る。一例では、アップタイマーを利用して、所望よりも速くポンプ輸送速度を増加させないようにしてもよい。他の例では、アップタイマーは、カウントダウンタイマーではなく、ゼロ（０）単位時間の時刻から計時を開始し得る。このようなタイマーは、存在する場合、所定の設定された時間の後に満了することができる。
【０１４１】
図６の流れ制御テーブル３５０を使用する場合、流れ制御テーブル３５０の行３６４は、各ゾーンについてアップタイマーが満了し得る時間の値を提供し得る。行３６４において、時間の値は、ゾーンゼロ（０）からゾーン５までの各ゾーンについて６０秒であり得る。上述したように、追加のまたは代替的な時間が企画される。
【０１４２】
アップタイマーが作動している場合、コントローラ１５２は、アップタイマーが満了したかどうかを判定する（４１８）。アップタイマーが満了していない場合、コントローラ１５２は、流れ制御プロセス３００を再び開始する（３０２）ように構成され得る。
【０１４３】
アップタイマーが満了した場合、コントローラ１５２は、複数のＩ／Ｏポート１６２を介してポンプ１０４に制御信号を出力して、ポンプ１０４のポンプ速度を、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が、決定された（３０８，３１０）フィルター圧力の変化および／またはゾーンについて第２のフィルター圧力閾値を超えたかどうかの決定（４０６）に基づいて、小さなポンプ速度増加または大きなポンプ速度増加のいずれかで増加させる（４２０）ことができ、ポンプ速度は、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が第２のフィルター圧力閾値を超えた場合には大きなポンプ速度増加（例えば、第１の所定量）によって調節され、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が第２のフィルター圧力閾値を超えていない場合には小さなポンプ速度増加（例えば、第２の所定量）によって調節される（４１０）ことができる。アップタイマーが満了するまで待機することによって、所望の間隔でポンプ１０４のポンプ輸送速度を増加させることを可能にする。コントローラがポンプ１０４のポンプ速度を増加させた（４２０）後、コントローラ１５２は、アップタイマーをリセットして再起動し（４２２）、次いで、流れ制御プロセス３００を再び開始する（３０２）。
【０１４４】
ポンプ速度増加がポンプ速度増加閾値よりも大きいかどうかの判定（４１２）に戻り、ポンプ速度増加がポンプ速度増加閾値よりも大きくない場合、コントローラは、アップタイマーを停止する（４２４）ように構成され得る。アップタイマーを停止した（４２４）後、コントローラは、流れ制御プロセス３００を再び開始する（３０２）ことができる。
【０１４５】
図８は、第２の流れ制御プロトコル５００の概略フロー図を示している。図８に示される第２の流れ制御プロトコル５００は、特に明記しない限り、図８に示されるものと同様または異なる順序で追加または代替のステップを含み得る。
【０１４６】
図８に示されるように、現在のフィルター圧力ＦＰ（ｎ）が、決定された（３０８，３１０）ポンプ／濾過システム１００のフィルター圧力変化および／またはゾーンについての第１のフィルター圧力閾値に到達するかまたはそれを超える場合、第２の流れ制御プロトコル５００を利用して、ポンプ／濾過システム１００のポンプ１０４を制御し得る。流れ制御プロセス３００が第２の流れ制御プロトコル５００に従うと、ポンプ１０４の可能なポンプ速度低下値は、ステップ３１２に関して上述した方法と同様の方法で、以前に決定された（３０８，３１０）フィルター圧力変化および／またはゾーンに基づいて決定され得る（５０２）。一例では、ポンプ／濾過システム１００がゾーンゼロ（０）で動作していると決定された場合（３１０）、コントローラ１５２は、ポンプ１０４のポンプ速度を０．０１ｍｌ／ｍｉｎで低下させることを決定する（５０２）ように構成され得る。別の例では、ポンプ／濾過システム１００がゾーン２で動作していると決定された場合、コントローラ１５２は、ポンプ１０４のポンプ速度をポンプ１０４が現在ポンプ輸送しているポンプ速度の１０パーセントで低下させることを決定する（５０２）ように構成され得る。（例えば、流れ制御プロセス３００のステップ３１２において）ポンプのポンプ速度低下値が既に決定されている場合、第２の流れ制御プロトコル５００の一部分としてポンプ速度低下を決定すること（５０２）は省略されてもよいが、このことは必須ではない。
【０１４７】
第１の流れ制御フローに関して説明したように、コントローラ１５２は、アップタイマーを含み、第２の流れ制御プロトコル５００の一部分として、動作していた場合にはアップタイマーが停止されてもよい（５０４）。追加的または代替的に、コントローラ１５２は、ダウンタイマーが実行されているかどうかを判定する（５０６）ように構成され得る。ダウンタイマーが動作していない場合、コントローラ１５２は、ダウンタイマーを起動し（５０８）、次いで、流れ制御プロセス３００を再び開始する（３０２）ように構成され得る。
【０１４８】
ダウンタイマーが動作している場合、コントローラ１５２は、ダウンタイマーが満了したかどうかを判定する（５１０）。ダウンタイマーが満了していない場合、コントローラ１５２は、流れ制御プロセス３００を再び開始する（３０２）ように構成され得る。
【０１４９】
ダウンタイマーが満了した場合、コントローラ１５２は、複数のＩ／Ｏポート１６２を介してポンプ１０４に制御信号を出力して、ポンプ速度値の決定された（５０２）低下によってポンプ１０４のポンプ速度を低下させる（５１２）ことができる。ポンプ１０５のポンピング速度を低下させるためにダウンタイマーが満了するまで待機することは、所望の間隔でポンプ１０４のポンプ輸送速度を低下させてポンプ輸送速度が所望されるよりも早く低下しないことを確実にすることを可能にし得る。コントローラ１５２がポンプ１０４のポンプ速度を低下させた（５１２）後、コントローラ１５２は、ダウンタイマーをリセットして再開し（５１４）、次いで、流れ制御プロセス３００を再び開始する（３０２）。
【０１５０】
流れ制御プロセス３００、第１の流れ制御プロトコル４００、および第２の流れ制御プロトコル５００の説明で示唆されているように、（例えば、流れ制御プロセス３００、第１の流れ制御プロトコル４００、第２の流れ制御プロトコル５００、および／または他の流れ制御手順を含む）複数の流れ制御手順をリアルタイムで繰り返すことができる。動作中、流れ制御プロセス３００は、ポンプ／濾過システム１００の動作中に自動化された方法で絶えず実行されて、特にフィルターモジュール１１２に関して、流体ライン内の圧力変化に応答してポンプ１０４のポンプ速度を調整し得る。ＣＳＦ中の汚染物質の異なる濃度および／またはフィルターモジュール１１２の状態に経時的に応答するそのような構成は、フィルター圧力を許容範囲内に維持しながら、ＣＳＦのポンプ輸送速度を最適化することを可能にし得る。
【０１５１】
流れ制御プロセス３００の複数の機能に加えてまたはその代替として、コントローラ１５２は、１つまたは複数の他の制御動作を行うことができる。例えば、コントローラ１５２は、他の複数の動作の中でもとりわけ、１つまたは複数の安全ポンプシャットダウン動作（safety pump shut down action）を実行するように構成され得る。一例では、コントローラ１５２は、圧力検知モジュール１５４の１つ以上のセンサーから（例えば、ポンプ１０４およびフィルターモジュール１１２の上流の位置、ポンプ１０４およびフィルターモジュール１１２の下流の位置、および／または１つ以上の他の適切な位置における流体ラインのルーメン内の圧力に関連する測定値を検知する１つ以上のセンサーから）測定値を受信し、受信した１つまたは複数の測定値に基づく値が所定の値または閾値に到達および／またはそれを超える場合、コントローラは、ポンプ１０４の動作をシャットダウンし、廃棄制御機構１３６をシャットダウンし、および／または１つ以上の他の制御動作を行うように構成され得る。
【０１５２】
追加的または代替的に、さらなる例では、コントローラ１５２は、圧力検知モジュール１５４から受信した測定値を監視して、ポンプ／濾過システム１００を通る流体ラインに沿った開通性（patency）および／または漏洩を判定するように構成され得る。一例では、流体ラインがポンプ１０４および／または廃棄制御機構１３６によって加圧されると、コントローラ１５２は、存在する場合、流体ライン内の圧力減衰の速度（rate of pressure decay）を決定および監視して、ポンプ／濾過システム１００の開通性および／または漏洩を判定することができる。圧力減衰は、ポンプ１０４の下流にある１つまたは複数のセンサーの圧力検知モジュール１５４から経時的に受け取られる１つまたは複数の測定値に基づくことができる。いくつかの事例では、コントローラ１５２は、決定された圧力減衰の１つまたは複数の速度を閾値圧力減衰（threshold pressure decay）と比較することができ、監視された圧力減衰の速度が閾値圧力減衰に達するかまたはそれを超える場合、コントローラ１５２は、警報を開始すること、ポンプ１０４および廃棄制御機構１３６の一方または両方の動作を停止すること、および／または他の適切な制御動作を含み得るが、これらに限定されない１つ以上の制御動作を行うことができる。閾値圧力減衰は、ポンプ／濾過システム１００にプログラムされた所定の値、圧力検知モジュール１５４から受信した測定値の関数、および／または１つ以上の他の適切な方法で決定された値であり得る。
【０１５３】
追加的または代替的に、さらなる例では、コントローラ１５２は、圧力検知モジュール１５４からの受信した複数の測定値を監視して、ポンプ／濾過システム１００を通る流体ラインに沿った潜在的な漏洩および／または障害物の位置を決定するように構成され得る。一例では、（例えば、流量センサー、圧力センサー等の）２つ以上のセンサー、ポンプ１０４および少なくとも１つのセンサー、廃棄制御機構１３６および少なくとも１つのセンサー、および／または廃棄制御機構１３６およびポンプ１０４からの測定値が監視され、ポンプ／濾過システム１００の流体ラインにおける潜在的な漏洩または障害物の位置を決定するために利用され得る。例えば、２つのセンサー間で（例えば、流体ラインに沿った第１の位置にある第１のセンサーと流体ラインに沿った第２の位置にある第２のセンサーとの間等で）測定値が、期待される量（例えば閾値量）を上回るかおよび／または超える量で異なる場合、コントローラ１５２は、２つのセンサー間に漏洩または障害物が存在することを決定し得る。同様に、センサーからの測定値が、ポンプ１０４および／または廃棄制御機構１３６のポンプ速度についての期待値を上回るかおよび／または超える量で異なる場合、コントローラ１５２は、ポンプ１０４および／または廃棄制御機構１３６とセンサーとの間に漏洩または障害物が存在すると判定し得る。コントローラ１５２が漏洩または障害物の位置を特定するとき、コントローラ１５２は、警報を開始すること、ポンプ１０４および廃棄制御機構１３６の一方または両方の動作を停止すること、その位置をユーザーインタフェース１５６に提示すること、および／または他の適切な制御動作を含むが、これらに限定されない１つ以上の制御動作を行うことができる。
【０１５４】
追加的または代替的に、さらなる例において、コントローラ１５２は、フィルターモジュール１１２のフィルターを洗い流すように構成され得る。一例では、コントローラ１５２は、廃棄制御機構１３６を、流体ラインを通ってＣＳＦをポンプ輸送するポンプ１０４のポンプ速度に一致するポンプ速度で動作させるように構成されてもよく、その結果、フィルターモジュール１１２の複数のフィルターにわたる接線流（tangential flow）は、最小であるかまたは全くない。フィルターモジュール１１２の複数のフィルターにわたる接線流が最小であるかまたは全くない場合、ＣＳＦから濾過された比較的大きな粒子（例えば、濾過中にＣＳＦから除去され、フィルターの膜を通過できない粒子）は、ポンプ１０４から廃棄制御機構１３６に流れる流れを用いてフィルターモジュール１１２の複数のフィルターから取り除かれる（brushed away）ことができる。ポンプ１０４のポンプ速度が廃棄制御機構１３６の廃棄ポンプ速度に等しい所定の時間の後、コントローラは、廃棄ポンプ速度をポンプ１０４のポンプ速度未満の値に低下させることができる。このような洗い流し処理（flushing procedure）は、粒子がフィルターモジュール１１２内の複数のフィルターの膜を通過できないことによって生じるフィルターモジュールの複数のフィルターの背圧を低下させるように構成されることができる。
【０１５５】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用して、いくつかの状態を治療することができる。企図される複数の状態のうちのいくつかは、がんを含む。例えば、軟膜転移（ＬＭ）は、原発性の固形腫瘍又は血液系腫瘍由来の細胞が転移し、クモ膜下腔（ＳＡＳ）に侵入し、かつ脳脊髄液（ＣＳＦ）全体に広がって、結果として中枢神経系（ＣＮＳ）の表面に沿った軟膜への播種が生じる状態である。ＬＭは、がんの進行の後期イベントに相当し、最も多く現れる症状には、多発性の脳神経障害、運動障害、精神状態の変化、頭痛、及び神経根痛が含まれる。ＬＭの発生率はがん患者の３〜５％と概算され、がん患者の全生存期間がより長くなることで増加してきた。ＬＭは転移がん治療計画における困難な課題を提示し、有効な接近手段及び治療法が無いために悲惨な予後及び４か月の平均生存期間という結果をもたらす。メトトレキセート（ＭＴＸ）、シタラビン及びチオテパなどの抗がん剤を用いた全身療法は、血液脳関門（ＢＢＢ）の通過率が不十分なため効果的ではない。オマヤ貯留槽を含む髄腔内（ＩＴ）薬物送達システムは全生存期間をより長くしてきたが；しかしながら該システムは度重なる注射を必要とし、また受動拡散に依存している。ＣＮＳ全体を対象とし、かつＩＴ投与薬物の分布を増強する将来の治療法であれば、生存をさらに改善するということも考えられる。ＣＳＦはおよそ２０ｍｌ／ｈｒで生産され、全体積は〜１５０ｍｌであり、その結果として１日当たり平均で３回代謝回転する。ＣＳＦの生産速度は頭蓋内圧（ＩＣＰ）に依存しない。ＬＭはＣＳＦの流出路を閉鎖する可能性があるので、患者は水頭症及びＩＣＰ上昇の深刻なリスクに直面する。加えて、ＢＢＢ及び血液‐ＣＳＦ関門によりＣＳＦが比較的孤立していることが、腫瘍生存のための特有の環境を提供する。
【０１５６】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００は、ＣＳＦ中の多数の病原体及び細胞を迅速に取り除き、またＣＳＦ中薬物送達を増強する能力を有しうる。例えば、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００は、ＬＭの転帰を、１）ＳＡＳ全体にわたる特定の抗がん剤（オマヤ貯留槽により、カテーテル２００により、又は両方により送達されるＭＴＸ）の曝露及び循環の増強、（２）がんを広げている循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）を除去するためのＣＳＦの局所的濾過、（３）ＣＳＦドレナージによるＩＣＰの制御、（４）腫瘍細胞（例えば、クモ膜顆粒及びリンパ系を介したＣＳＦの自然な再吸収を妨げる場合のある生きた腫瘍細胞及び死んだ腫瘍細胞のうち少なくともいずれか）の濾別、によって改善するために、使用可能である。ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００はさらに、ＣＳＦ中の薬物（例えばメトトレキセートのような化学療法剤）の濃度を（例えば、過剰な薬物の除去、毒性の低減などを行うために）低減するために使用されてもよい。
【０１５７】
本明細書中で示唆されるように、患者に化学療法剤を注入することを含む治療方法が企図される。いくつかの実例では、化学療法剤はメトトレキセートである。その他の化学療法剤も企図される。化学療法剤は、これらの患者における標準治療と同じように、患者の脳室に移植されたオマヤ貯留槽（及び同様のデバイス（例えばリッカム（Rickham）デバイスなど）のうち少なくともいずれか一方）によってＣＮＳに注入されてもよい。追加として、又は別例として、化学療法剤はカテーテル２００を使用して患者に注入されてもよい。例えば、化学療法剤は、清浄ＣＳＦ出口経路１２４へ、カテーテル２００のポートのうちの１つへ、別個のデバイスに配置された作用薬を介してカテーテル２００へ、又は他の適切な方法で、添加されることが可能である。ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００によるＣＳＦの循環は、脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれかの全体に化学療法剤を循環させるのを支援することができる。
【０１５８】
治療にポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用することが可能な別の企図される状態は、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）である。例えば、ＡＬＳの病理は、グルタミン酸作動性の機能／経路の過剰刺激とこれに伴う興奮毒性、カルシウムレベルの上昇、及び活性酸素種の生成、のうち少なくともいずれかと相関している可能性がある。酸化ストレスは、細胞死に関連した酸化促進性化合物及び酸化還元活性鉄の放出、ミトコンドリアの機能不全、炎症、並びに興奮毒性を介して、ＡＬＳの病理学的メカニズムに関与している可能性がある。カテーテル２００、ポンプ／濾過システム１００、および／または流れ制御プロセス３００は、ＣＳＦについて、ＡＬＳの病理に関連するもののような酸化性物質及び炎症性物質のうち少なくともいずれか（例えば、フリーラジカル、サイトカイン、ケモカイン、白血球を含む）の低減／除去を行う助けとなるように、使用可能である。ＡＬＳの治療の一部として低減／除去されうる物質のいくつかの例には、不溶性のスーパーオキシドジスムターゼ‐１（ＳＯＤ１）、グルタメート、ニューロフィラメントタンパク質、及び抗ＧＭ１ガングリオシド抗体のうち１以上が含まれうる。
【０１５９】
いくつかの実例では、酸化性物質及び炎症性物質のうち少なくともいずれかは電荷を帯びている場合がある。そのような物質の除去は、エレクトロフィルトレーション（例えば電荷を有するフィルター）を利用して増強されうる。従って、少なくともいくつかの実例では、第１のフィルター１１４、第２のフィルター１１６、その両方、および／または１つまたは複数のフィルターが、帯電フィルター（エレクトロフィルター）を備えていてもよい。上記のうちのいくつか、及びその他の実例において、第１のフィルター１１４、第２のフィルター１１６、又は両方は、免疫親和性カラム、サイズ排除カラム、陰イオン交換カラム、陽イオン交換カラム、及びプロテインＡ又はプロテインＧのカラムを備えていてもよい。
【０１６０】
ＣＳＦ中にあるＡＬＳ関連の病理学的メディエータの除去に加えて、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００はさらに、ＣＳＦに１以上の薬物を送達するために使用されてもよい。そのような治療は、酸化性物質及び炎症性物質のうち少なくともいずれかをさらに低減する助けとなりうる。いくつかの実例では、薬物は、清浄ＣＳＦ出口経路１２４（例えば、返戻用出口）へ、カテーテル２００のポートのうちの１つへ、別個のデバイスに配置された作用薬を介してカテーテル２００へ、又は他の適切な方法で、添加されることが可能である。ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００によるＣＳＦの循環は、脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれかの全体に薬物を循環させるのを支援することができる。利用可能ないくつかの薬物の例には、リルゾール、エダラボンなどが挙げられる。
【０１６１】
治療にポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用することが可能な別の企図される状態は、単純ヘルペス脳炎（ＨＳＥ）である。ＨＳＥは、重症の神経炎症、脳浮腫及び出血性壊死を引き起こしてその結果頭蓋内圧（ＩＣＰ）の上昇を伴うことが知られている。医学的管理は標準化されているが、減圧開頭術及び側頭葉切除術のうち少なくともいずれか一方を含む積極的な内科的かつ外科的合同管理が、制御不良なＩＣＰ、神経炎症及び脳浮腫に起因して実施されることが多い。活性酸素種（ＲＯＳ）の生産は、ウイルス感染に対する自然防御の構成要素であるとも考えられている。しかしながら、ＣＮＳの脂質に富んだ環境は酸化損傷を受けやすいかもしれない。よって、酸化損傷はＨＳＥ感染と関連している可能性がある。
【０１６２】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００は、ＨＳＥの病理に関連するもののような酸化性物質及び炎症性物質のうち少なくともいずれか（例えば、フリーラジカル、サイトカイン、ケモカイン、白血球を含む）を除去するために使用可能である。いくつかの実例では、酸化性物質及び炎症性物質のうち少なくともいずれかは電荷を帯びている場合がある。そのような物質の除去は、エレクトロフィルトレーション（例えば電荷を有するフィルター）を利用して増強されうる。従って、少なくともいくつかの実例では、第１のフィルター１１４、第２のフィルター１１６、又は両方が、帯電フィルター（エレクトロフィルター）を備えていてもよい。
【０１６３】
治療にポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用することが可能な別の企図される状態は、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）及び後天性免疫不全システム（ＡＩＤＳ）である。ＣＮＳのＨＩＶ感染は、髄膜炎、急性炎症性多発根神経症（ＡＩＤＰ）、抗レトロウイルス療法の導入により引き起こされる免疫再構築症候群（ＩＲＩＳ）、慢性炎症性多発神経炎（ＣＩＤＰ）、糖尿病性多発神経障害（ＤＳＰ）、進行性多巣性白質脳症（ＰＭＬ）、及びＨＩＶ関連神経認知障害（ＨＡＮＤ）を含む多くの合併症をもたらす可能性がある。ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００は、ＣＮＳからいくつかの異なるＨＩＶ株を濾別／低減／除去するように設計されることが可能である。これにより、ＣＳＦ中のウイルス負荷の低減及びＣＮＳ中のＨＩＶ感染に関連した合併症の低減のうち少なくともいずれか一方を行うことが可能である。加えて、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００は、ＣＮＳからＨＩＶに関連した多くの様々な炎症性物質を濾別／低減／除去するために設計されてもよい。
【０１６４】
治療にポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用することが可能な別の企図される状態は、多発性硬化症（ＭＳ）である。２つのサブタイプすなわち臨床的に初発の段階（ＣＩＳ）及び再発寛解型多発性硬化症（ＲＲＭＳ）は進行を伴わない疾患を表す一方、一次性進行型（ＰＰＭＳ）及び二次性進行型（ＳＰＭＳ）はそれぞれ発症時から又はＲＲＭＳ後の、進行性疾患の患者を表している。多巣性病変の形成をもたらす神経炎症、脱髄、軸索損傷及び結果として生じる神経変性が、この疾患の特徴である。現行の治療は、（１）抗炎症性の天然に存在する分子（ＩＦＮ‐β）、（２）分子であって抗炎症性の細胞の増殖を刺激するもの（グラチラマー酢酸塩）又は自己反応性の細胞の増殖を阻害するもの（テリフルノミド）、（３）免疫抑制性のモノクローナル抗体（ナタリズマブ）、（４）転写因子に結合して抗炎症メカニズムを増強するか又は炎症促進メカニズムを抑制する分子（フマル酸ジメチル）、及び（５）リンパ系組織からＣＮＳへのリンパ球の移出を阻害する作用薬（フィンゴロモド（fingolomod））、などに分類されうる。いくつかの実例では、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００は、免疫細胞を含むＭＳに関連したいくつかの異なる炎症性作用因子（イムノグロビン（immunoglobin）、好中球、リンパ球、単球など）、ＭＳの病理に関連するもののような酸化性及び炎症性のうち少なくともいずれかの作用因子（例えば、フリーラジカル、サイトカイン、ケモカイン、白血球など）、並びに同様のものを、濾別／低減／除去するために設計されてもよい。これにより、ＭＳの治療及びＭＳの症状の改善のうち少なくともいずれかを支援することが可能である。
【０１６５】
治療にポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用することが可能な別の企図される状態は、ギラン‐バレー症候群（ＧＢＳ）である。ＧＢＳは世界中の急性麻痺性神経障害の最も一般的な原因である。急性運動性軸索型神経障害（ＡＭＡＮ）及び急性炎症性脱髄性多発性神経障害（ＡＩＤＰ）が主要な表現型である。ＧＢＳは、宿主の遺伝学的要因及び環境要因と、先行するカンピロバクター・ジェジュニ（Campylobacter jejuni）及びジカウイルスなどの病原体による感染との組み合わせにより、個体において発症する可能性がある。広く知られている作用機序は、外来抗原とガングリオシド残基との分子相同性がその結果として、ミエリン又は軸索の構成成分を認識してマクロファージ及びリンパ球のうち少なくともいずれかの浸潤、補体沈着、並びにサイトカイン生産を含む炎症性免疫応答を開始させる自己抗体を発生せしめている、と暗に示している。ＣＳＦの分析は、患者の９０％における、タンパク質の増加（＞４００ｍｇ／Ｌ）、及び髄液細胞増加（pleocytosis）の欠如を示す。その病理に関与する神経炎症性サイトカイン及びその他のタンパク質のレベル上昇については注目されてきたが、ＧＢＳのＣＳＦの具体的な免疫タンパク質のプロファイルは不均一である。上記のうちのいくつかにおいて、及びその他の実例において、第２のカテーテル（例えば、形態及び機能においてカテーテル２００、オマヤ貯留槽などに類似していてよい）が頭蓋領域に薬物を注入するために使用されてもよい。
【０１６６】
現行のＧＢＳ治療には、血漿交換療法（ＰＥ）又は免疫グロブリン静注療法（ＩＶＩｇ）に支持療法を伴うものが含まれうる。ＧＢＳ患者におけるＣＳＦのタンパク質異常、例えば高レベルの炎症性サイトカインＴＮＦ‐α及びＩＬ‐６７、抗ガングリオシド抗体、並びに補体成分の活性化に基づき、炎症性のものを低減／除去するためのＣＳＦの濾過は、ＧＢＳシステムの低減及びＧＢＳの治療のうち少なくともいずれか一方を行う助けとなりうる。いくつかの実例では、カテーテル２００、ポンプ／濾過システム１００、および／または流れ制御プロセス３００は、免疫細胞を含むＧＢＳに関連したいくつかの異なる炎症性作用因子（イムノグロビン（immunoglobin）、好中球、リンパ球、単球など）、ＧＢＳの病理に関連するもののような酸化性及び炎症性のうち少なくともいずれかの作用因子（例えば、フリーラジカル、サイトカイン、ケモカイン、白血球など）を濾別／低減／除去するために設計されてもよい。これにより、ＧＢＳの治療及びＧＢＳの症状の改善のうち少なくともいずれかを支援することが可能である。いくつかの実例では、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、ＧＢＳの治療に使用される時に５ｋＤａのフィルターを備えることができる。本明細書中に開示されたものを含めてその他のフィルターサイズも企図される。例えば、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、５ｋＤａの接線流濾過、１００ｋＤａの接線流濾過、エレクトロフィルター、又はこれらの組み合わせを備えることができる。
【０１６７】
治療にポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００、および流れ制御プロセス３００を使用することが可能な別の企図される状態は、髄膜炎（meningitis）である。細菌性髄膜炎は、病原細菌がクモ膜下腔に入って化膿性の炎症反応を引き起こしたときに生じる。グラム陰性細菌性髄膜炎（ＧＢＭ）は、グラム陰性細菌が中枢神経系（ＣＮＳ）に侵入した場合に生じる悲惨な状態である。毎年ＧＢＭについては３０，０００の米国の症例及び世界で１００万以上の症例がある。細菌感染がＧＢＭとして現われる場合、ＧＢＭは、多くの場合３０％を超える死亡率、及び病的状態という極めて重い負担を患者に与え、かつ標準的な抗生物質に弱い細菌によって引き起こされた場合ですら治療するのは臨床医にとって非常に困難である。ＧＢＭは、小児又は免疫不全の患者、例えばＨＩＶ患者、臓器移植処置後若しくは脳外科的処置後の患者などにおいて最も多く見られる。現行の治療ガイドラインには、少なくとも１０日間〜２週間のセファロスポリン又はカルバペネム又はポリマイシン（polymycin）の静脈内投与が含まれている。昔から外傷及び脳外科的処置を中心として生じている、グラム陰性の腸内細菌性髄膜炎が存在する状態では、耐性の高い細菌が疾患を引き起こす可能性がある。治療のためにはアミノグリコシド及びポリマイシン（polymycin）のような抗生物質が考えられるが、ＣＮＳ疾患では全身に使用されるこれらの作用薬については治療‐毒性の比率が不十分であり、最適な治療は存在しないかもしれない。
【０１６８】
重要な優先事項と考えられてきた３種の主要なグラム陰性の病原体には、シュードモナス属菌、アシネトバクター属菌及びおよびクレブシエラ属菌（ＰＡＫ）が含まれる。これらのグラム陰性細菌は、肺炎、血流感染及びとりわけ院内感染髄膜炎のような、重症かつ多くの場合致命的な感染症を引き起こす可能性がある。これらの細菌は、カルバペネム及び第３世代セファロスポリン（多剤耐性細菌性髄膜炎を治療するために利用可能な最高の抗生物質）を含む多くの抗生物質に対し耐性を獲得してきた。世界保健機関は、多面的な手法が必要であること、並びに、手を打たなければさらなる公衆衛生問題を引き起こして患者のケア及び生存に劇的な影響を与えるであろうことを、認めている。このことは、目下利用可能な抗生物質では治療できないＧＢＭ感染症の極めて現実的な見込みを提起している。この抗生物質発見以前の時代への逆戻りは、不幸にも世界の多くの地域において現実となっている。
【０１６９】
ＣＳＦの汚染生物体量の低減は、生存に影響を及ぼすただ一つの最も重要な要因であって、より良好な全体的臨床転帰に結びつく。最初の２４時間におけるＣＳＦの滅菌を用いる、ＣＳＦの汚染生物体量の迅速な低減は、重要である。抗生物質の効果の最適化は、存在する生物体負荷量に、及び感染初期に開始されようとしている抗生物質治療の直接的活性に、直に左右される。どの抗生物質製剤が最も有効であろうかを判定することは、ＰＡＫのような薬物耐性細菌に直面してますます困難となっている。細菌性髄膜炎のための新しい抗生物質についての臨床データは、耐性の出現に簡単に歩調を合わせてきたわけではなく、また新しい治療手法の開発は切に必要とされている。加えて、実験動物モデルは、細菌性髄膜炎の転帰がクモ膜下腔（ＳＡＳ）における炎症の重症度と関係しており、炎症性反応の調節によって改善される可能性が考えられることを示している。
【０１７０】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、ＣＳＦへの直接的な接近手段を提供し、かつ標的病原体の除去と併せた能動的な循環を作り出す、革新的な新しい治療オプションを提供することができる。これは、ＣＦＵ及びＣＳＦの汚染細菌量を迅速に低減し、かつ細菌性髄膜炎の罹患率及び死亡率の低減につなげる、新規な治療手法を提供することができる。
【０１７１】
従って、本方法は、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００を使用してＣＳＦ中の病原性細菌及び／又は該細菌の関連するエンドトキシン及び／又はサイトカインのうち１以上の存在を低減又は排除することにより、細菌性髄膜炎の症状の改善又は低減をもたらす。該方法は、患者からＣＳＦを取り出すステップ、病原性細菌、及び／又は該病原性細菌に関連したエンドトキシン、及び／又はサイトカイン、のうち少なくとも１つをＣＳＦから取り出すステップ、並びに、この内生のＣＳＦを患者に返戻するステップを含み、取り出すステップ及び返戻するステップは、治療の少なくとも一部分の間に同時に実施される。いくつかの実施形態では、サイトカインは、ＩＬ‐１ｒａ、ＩＬ‐６、ＴＮＦ、ＣＲＰ、及びＣＸＣＬ１０、又はこれらの組み合わせで構成されている群から選択される。
【０１７２】
上記のうちのいくつかにおいて、及びその他の実例において、該方法は、脊柱のアクセス部位を通じて患者の脊柱のＣＳＦ腔の中へとカテーテル２００を導入するステップ、脊柱のＣＳＦ腔を通して脳に向かってカテーテル２００を、カテーテル２００の複数の開口部がＣＳＦ腔の内部に、かつ予め選択された距離の間隔を置かれるか又は適切な距離に調整されて配置されるように、前進させるステップ、カテーテル２００の開口部のうち少なくともいくつかを通してＣＳＦを抜き出すステップ、抜き出したＣＳＦからポンプ及び濾過システム１００および流れ制御プロセス３００を用いて病原性細菌及び／又は該細菌の関連するエンドトキシン及び／又はサイトカインのうち少なくとも１つを取り出す（それによりＣＳＦの状態調整を行う）ステップ、並びに、状態調整がなされたＣＳＦをカテーテル２００の開口部のうち他のものを通して返戻するステップ、によって細菌性髄膜炎の症状の改善又は低減をもたらす。
【０１７３】
真菌性髄膜炎（ＦＭ）は、脳脊髄液（ＣＳＦ）を介したクモ膜下腔（ＳＡＳ）への任意の主要な真菌病原体の播種から生じる、中枢神経系の髄膜の感染症である。クリプトコックス性髄膜炎（ＣＭ）はクリプトコックス・ネオフォルマンス（Cryptococcus neoformans）によって引き起こされ、成人における真菌性髄膜炎の最も一般的な原因である。真菌性髄膜炎の原因となる他の病原体には、Ｃ．ガッティ（C. Gattii）、ブラストミセス属菌、ヒストプラスマ属菌、コクシジオイデス属菌が含まれる。ＣＭのための治療は、抗真菌剤を用いた導入、地固め、及び維持の手法に基礎を置いており、他所で明確に定められているが、罹患率及び死亡率は継続して高い。創薬の計画は、血液脳関門（ＢＢＢ）の通過に乏しいため限定されている。このため、本発明者らは、感染したＣＳＦの濾過のための、代替のカテーテルを用いる体外濾過システム（Ｎｅｕｒａｐｈｅｒｅｓｉｓ療法）を開発した。ここで本発明者らは、感染したＣＳＦからのＣ．ネオフォルマンス細胞、多糖類抗原、及び炎症伝達物質の濾別のための代替の機械的治療介入としての、Ｎｅｕｒａｐｈｅｒｅｓｉｓ療法のｉｎ ｖｉｔｒｏの特徴解析について説明する。
【０１７４】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、ＣＳＦへの直接的な接近手段を提供し、かつ標的病原体の除去と併せた能動的な循環を作り出す、革新的な新しい治療オプションを提供することができる。これは、ＣＦＵ及びＣＳＦの汚染真菌量を迅速に低減し、かつ真菌性髄膜炎の罹患率及び死亡率の低下につなげる、新規な治療手法を提供することができる。少なくともいくつかの実例では、ポンプ／濾過システム１００およびカテーテル２００は、Ｃ．ネオフォルマンスのような真菌が通過することを全く許さないように設計された１以上のフィルター（例えばフィルター１１４／１１６）を備えることができる。上記のうちのいくつかにおいて、及びその他の実例において、ポンプ／濾過システム１００およびカテーテル２００は、真菌（例えばＣ．ネオフォルマンス）、関連する抗原、及び炎症性物質のうち少なくともいずれかを取り除くように設計された１以上のフィルター（例えばフィルター１１４／１１６）を備えることができる。少なくともいくつかの実例では、５ｋＤａのＴＦＦ及び１００ｋＤａのＴＦＦのうち少なくともいずれか一方をＣＳＦが１回通過することが、ＣＳＦ中のＣ．ネオフォルマンスを取り除くか又はそうでなければ（other）Ｃ．ネオフォルマンスのＣＦＵを低減するのに十分である可能性がある。加えて、５ｋＤａのＴＦＦ及び１００ｋＤａのＴＦＦのうち少なくともいずれか一方は、ＣＳＦからＣ．ネオフォルマンス抗原を取り除くか又はそうでなければ低減するのに十分である可能性がある。更に、５ｋＤａ及び１００ｋＤａのうち少なくともいずれか一方のＴＦＦはさらに、ＣＳＦからいくつかの神経炎症性物質、例えばＩＬ‐１ｒａ、ＩＬ‐６、ＴＮＦ、ＣＲＰ、及びＣＸＣＬ１０／ＩＰ‐１０のうち少なくともいずれかを取り除くことも可能である。
【０１７５】
従って、本方法は、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００を使用して、ＣＳＦ中の病原性真菌及び／又は該真菌の関連抗原（クリプトコックス抗原）及び／又はサイトカインのうち１以上の存在を低減又は排除することにより、真菌性髄膜炎の症状の改善又は低減をもたらす。該方法は、本明細書中に記載されるように患者からＣＳＦを取り出すステップと；ＣＳＦから、病原体真菌、及び／又は該病原体真菌の関連抗原、及び／又はサイトカインのうち少なくとも１つを取り出すステップと、この内生のＣＳＦを患者に返戻するステップと、を含み、取り出すステップ及び返戻するステップは、治療の少なくとも一部分の間に同時に実施される。いくつかの実施形態では、サイトカインは、ＩＬ‐１ｒａ、ＩＬ‐６、ＴＮＦ、ＣＲＰ、及びＣＸＣＬ１０、又はこれらの組み合わせで構成されている群から選択される。真菌及び／又は抗原及び／又はサイトカインは、１以上の濾過システムを使用してＣＳＦから取り出すことが可能である。５ｋＤａ及び１００ｋＤａのうち少なくともいずれか一方のＴＦＦはさらに、いくつかの神経炎症性物質、例えばＩＬ‐１ｒａ、ＩＬ‐６、ＴＮＦ、ＣＲＰ、及びＣＸＣＬ１０／ＩＰ‐１０のうち少なくともいずれかを取り除くことも可能である。
【０１７６】
上記のうちのいくつかにおいて、及びその他の実例において、該方法は、脊柱のアクセス部位を通じて患者の脊柱のＣＳＦ腔の中へとカテーテル２００を導入するステップ、脊柱のＣＳＦ腔を通して脳に向かってカテーテル２００を、カテーテル２００の複数の開口部がＣＳＦ腔の内部に、かつ予め選択された距離の間隔を置かれるか又は適切な距離に調整されて配置されるように、前進させるステップ、カテーテル２００の開口部のうち少なくともいくつかを通してＣＳＦを抜き出すステップ、抜き出したＣＳＦからポンプ及び濾過システム１００および流れ制御プロセス３００を用いて病原性真菌及び／又は該真菌の関連する抗原及び／又はサイトカインのうち少なくとも１つを取り出す（それによりＣＳＦの状態調整を行う）ステップ、並びに、状態調整がなされたＣＳＦをカテーテル２００の開口部のうち他のものを通して返戻するステップ、によって真菌性髄膜炎の症状の改善又は低減をもたらす。
【０１７７】
少なくともいくつかの実例では、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００はＣＮＳの一部に薬物を送達するために使用されてもよい。例えば、ＣＭのためのいくつかの治療には、アムホテリシンＢ（ＡｍＢ）及びフルシトシンのような静脈内及び経口用の抗真菌剤の投与が含まれうる。一般に、髄腔内（ＩＴ）ＡｍＢボーラス投与は、注射部位付近における神経に有毒な薬物濃度を伴う可能性がある。ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００の使用は、ＡｍＢ及びその他の薬物のうち少なくともいずれかのＩＴ注入を可能にするかもしれない。予想外にも、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、ＡｍＢのようないくつかの薬物を低減し、濾別し（例えば第１のフィルター１１４、第２のフィルター１１６、若しくは両方を用いる）、又はその他の方法で除去するために使用されることも可能である。このために、ＡｍＢの用量を、所望の用量まで正確に漸増することが可能である。ＡｍＢのレベルが望ましからぬレベル（例えば望ましからぬ高レベル）に達した場合、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、ＣＳＦから不要な量のＡｍＢを迅速に除去するために使用することが可能である。
【０１７８】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、治療用量と毒性用量との差が比較的小さい薬物を含むいくつかの他の薬物を送達するために使用することも可能である。例えば、薬物はポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００を使用してＣＳＦに注入されることが可能である。毒性の徴候が観察された場合、又はＣＳＦ中の薬物濃度の計測値が所望されるよりも高い場合、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００を、ＣＳＦから薬物を迅速に除去するために使用することが可能である。このように、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００は、所望の通りに、患者のＣＳＦ中への制御された薬物送達及びＣＳＦからの薬物の迅速な除去のために使用することが可能である。
【０１７９】
ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００はさらに、いくつかの状態に伴うＩＣＰを低減する助けとなることも可能である。例えば、いくつかの状態（例えば、がん、ＨＳＥ、及びその他など）は、ＣＳＦの再吸収のための天然の経路を遮断するか、閉塞するか、又はその他のかたちで影響を与えている、細胞（例えば腫瘍細胞など）、炎症性物質、及び同様なものによる、ＩＣＰの上昇を伴う場合がある。ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００を使用することにより、天然の再吸収経路を遮断しているかもしれない物質を除去／低減せしめ、それによりＣＳＦの体積に望ましい影響を及ぼしてＩＣＰを低減することが可能である。
【０１８０】
脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれか一方に第１の位置でアクセスするための第１のポート、並びに脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれか一方に第２の位置でアクセスするための第２のポートを利用するシステムも、企図される。そのようなポートは、急性期に移植されてもよいし、長期間にわたって移植されてもよい。いくつかの実例では、ポートは、脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれか一方への物質の注入、脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれか一方からの物質の除去、又は両方を可能にすることができる。ポートのうち一方又は両方が、オマヤ貯留槽であるか又はそうでなければオマヤ貯留槽に類似したものであってよい。ポートは、チューブ／カテーテル、ポンプ／濾過システム１００、カテーテル２００及び流れ制御プロセス３００のうち少なくともいずれかと共に使用されるように設計可能である。例えば、第１のチューブ及び第１のカテーテル２００のうち少なくともいずれか一方はポートのうちの１つに接続されているか又はそうでなければ接続可能であってよく、かつ第２のチューブ及び第２のカテーテル２００のうち少なくともいずれか一方は他方のポートに接続されているか又はそうでなければ接続可能であってよい。ＣＳＦは、患者から（例えば、チューブ、第１若しくは第２のカテーテル２００のうちいずれか、又はその他同種のものを使用して）取り出されて、流れ制御プロセス３００を用いてポンプ／濾過システム１００によって濾過されることが可能である。いくつかの実例では、濾過されたＣＳＦは、同じチューブ／カテーテルを使用して患者に返戻されてもよい。他の実例では、濾過されたＣＳＦは、別のチューブ／カテーテルを使用して患者に返戻されてもよい。換言すれば、ＣＳＦは第１のポートでカテーテルを使用して患者から取り出され、かつ次に第２のポートでカテーテルを使用して患者に返戻されることが可能である。これにより、脳脊髄腔及びＣＮＳのうち少なくともいずれか一方を通してＣＳＦを循環させる助けとなるループ様の経路を形成することができる。ポートは、ＣＳＦの循環を促進する助けとなるかたちで患者に沿って位置決めされることが可能である。例えば、ポートのうちの一方は患者の頭蓋に位置付けられてもよく（例えば、脳の脳室へのアクセスを提供することを含みうる）、他方は脊柱の腰部領域に沿って位置付けられてもよい（例えば、腰部脳脊髄腔に隣接する位置での脳脊髄腔へのアクセスを提供してもよい）。その他の位置も企図される。
【０１８１】
方向についての言及（例えば、基端側、先端側、上側、下側、上方向、下方向、左、右、側方、前方、後方、上部、底部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、及び反時計回り）は全て、本開示についての読者の理解を助けるための識別を目的として使用されているにすぎず、特に本開示の配置状態、配向、又は使用に関して、限定を設けるものではない。接続についての言及（例えば、添着した、結合した、接続した、及び連結した）は広く解釈されるべきであり、かつ別途指示のないかぎり、一群の要素の間の媒介部材、及び要素間の相対的運動を含むことができる。そのため、接続についての言及は、２つの要素が直接接続されて互いに固定された関係にあることを必ずしも暗示するものではない。なお、送達用シース及び送達用カテーテルはこの説明の目的のためには互換的に使用可能である。例示の図面は単に例証を目的としており、本明細書に添付された図面において反映された寸法、配置状態、順序及び相対的大きさは、変更可能である。
【０１８２】
米国特許出願公開第２０１６／００５１８０１号明細書は参照により本願に組込まれる。米国特許第８，４３５，２０４号明細書は参照により本願に組込まれる。米国特許出願第６２／５６８，４１２号明細書（特許弁護士整理番号１４２１．１０１０１００）は参照により本願に組込まれる。米国特許出願第６２／５９８，８４６号明細書（特許弁護士整理番号１４２１．１０１１１００）は参照により本願に組込まれる。
【０１８３】
上記の明細書、実施例及びデータは、以降の特許請求の範囲に示されるような開示内容の典型的な実施形態の構造及び使用についての完全な説明を提供する。特許請求の範囲に示されるような開示内容の様々な実施形態について、ある程度具体的に、又は１以上の個々の実施形態に関して、上述してきたが、当業者が、本開示の思想又は範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多くの変更を加えるということも考えられる。したがって他の実施形態も企図される。意図されているのは、上記の説明に含まれかつ添付図面に示されている全ての事柄は単に特定の実施形態の例証にすぎず、かつ限定的なものではない、と解釈されるべきであるということである。細部又は構造の変更は、本開示の基本的な要素を逸脱しなければ為されることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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