(57)【要約】複数の心周期に及ぶ時間区間にわたって上大静脈を介した血流を少なくとも部分閉塞することによって、心不全及び／又は肺高血圧症のような状態を治療するシステム及び方法及び器具が提供される。閉塞器具を伴うカテーテルが、患者の上大静脈の少なくとも部分的な閉塞を提供する駆動機構を作動させるコントローラとともに提供され、これにより、心臓への血液充満圧を低減し、健康な心臓機能性及び改善された心臓性能に向かう患者のＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線の好ましい変化を誘発する。閉塞器具は、圧力の過剰な蓄積を解放するために、閉塞器具を介した流体流動を可能にし得るリリーフ弁によって遮断されるルーメンを含むことができる。
2021500166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心不全の患者の心臓性能の改善を提供するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期に及ぶ区間にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記区間中に心臓前負荷を十分に低減し、心臓への血液充満圧の低減、左心室弛緩の増加、左心室キャパシタンスの増加、左心室１回拍出量の増加、心筋弛緩の増加、左心室硬直の低減、または心臓緊張の低減のうちの少なくとも１つによって測定されるような心臓性能を改善するように構成される、システム。
【請求項２】
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される第１の圧力センサであって、前記第１の圧力センサは、第１の圧力信号を出力する、第１の圧力センサと、
前記カテーテル上に、かつ前記流動制限部材の遠位に配置される第２の圧力センサであって、前記第２の圧力センサは、第２の圧力信号を出力する、第２の圧力センサと
を更に備え、
前記コントローラは、前記第１の圧力信号と前記第２の圧力信号との間の差異に対応する第１の信号を生成するように構成され、前記第１の信号は、前記流動制限部材の閉塞の度合いを示す、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される奇静脈閉塞バルーンを更に備え、前記流動制限部材は、ＳＶＣ閉塞バルーンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記奇静脈閉塞バルーンは、選択的に作動され、前記患者の奇静脈を少なくとも部分的に閉塞するように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記奇静脈閉塞バルーン及び前記ＳＶＣ閉塞バルーンは、独立して作動される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の圧力センサは、前記奇静脈閉塞バルーンと前記ＳＶＣ閉塞バルーンとの間に配置され、前記システムは更に、前記奇静脈閉塞バルーンの遠位の前記カテーテル上に配置される第３の圧力センサを備え、前記第３の圧力センサは、第３の圧力信号を出力するように構成され、前記コントローラは、前記第２の圧力信号と前記第３の圧力信号との間の差異に対応する第２の信号を生成するように構成され、前記第２の信号は、前記奇静脈の閉塞の度合いを示す、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、埋め込みのために構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたり、第１の所定の時間区間にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞し、第２の所定の時間区間にわたって収縮するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の所定の時間区間は、前記第２の所定の時間区間を少なくとも５倍上回る、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の所定の時間区間は、４〜６分であり、前記第２の所定の時間区間は、１〜３０秒である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記第１の信号を使用し、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するとき、及び前記流動制限部材の作動を中止するときを決定するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項１２】
前記流動制限部材は、膨張可能円筒形バルーンを備え、前記膨張可能円筒形バルーンは、前記膨張可能円筒形バルーンに連結されるリリーフ弁を有し、前記リリーフ弁は、開放位置及び閉鎖位置を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記リリーフ弁は、３０〜６０ｍｍＨｇの圧力において開放し、流体が前記ＳＶＣを介して前記患者の右心房まで流れることを可能にするように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記リリーフ弁は、ある閾値を超える圧力の印加に応じて、開放位置に急速に変形するように構成されるバイナリ弁である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記リリーフ弁は、前記リリーフ弁に印加される圧力が増加するにつれて、開放位置に徐々に変形するように構成される漸進的弁である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記コントローラは更に、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、前記患者の右心房内に負圧シンクを生成し、腎静脈からの血流を加速させることにより、腎鬱血除去を強化し、前記患者の腎臓を横断する血流を助長するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
患者の心不全を治療するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期に及ぶ区間中に前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、コントローラと、
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される第１の圧力センサであって、前記第１の圧力センサは、信号を出力する、第１の圧力センサと
を備え、
前記コントローラは、前記信号を受信し、頸静脈圧（ＪＶＰ）を示す出力信号を生成するように構成される、システム。
【請求項１８】
前記信号は、前記流動制限部材の作動に応答して変動する圧力波形に対応し、前記第１の信号は、前記ＳＶＣが閉塞されているかどうかを決定するために使用される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記カテーテル上に配置され、前記流動制限部材の近位に配置される奇静脈閉塞バルーンを更に備え、前記流動制限部材は、ＳＶＣ閉塞バルーンである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記奇静脈閉塞バルーンは、選択的に作動され、前記患者の奇静脈を少なくとも部分的に閉塞するように構成され、前記奇静脈閉塞バルーン及び前記ＳＶＣ閉塞バルーンは、独立して作動される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１の信号は、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するとき、及び前記流動制限部材の作動を中止するときを決定するために使用される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記流動制限部材は、膨張可能円筒形バルーンを備える、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記膨張可能円筒形バルーンは、開放位置及び閉鎖位置を有する前記膨張可能円筒形バルーンに連結されるリリーフ弁を有する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記リリーフ弁は、３０〜６０ｍｍＨｇの所定の圧力において開放し、流体が前記ＳＶＣを介して前記患者の右心房まで流れることを可能にするように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記リリーフ弁は、ある閾値を超える圧力の印加に応じて、開放位置に急速に変形するように構成されるバイナリ弁である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記リリーフ弁は、前記リリーフ弁に印加される圧力が増加するにつれて、開放位置に徐々に変形するように構成される漸進的弁である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
患者の心臓収縮性を健康な範囲のＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線に向けて移動させることによって心臓機能を改善するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞し、前記患者の拡張期容積を低減し、心臓への血液充満圧の低減、左心室弛緩の増加、左心室キャパシタンスの増加、左心室１回拍出量の増加、心筋弛緩の増加、左心室硬直の低減、または心臓緊張の低減のうちの少なくとも１つによって測定されるような心臓性能を改善するように構成される、コントローラと
を備える、システム。
【請求項２８】
患者の心腎機能の改善を提供するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期に及ぶ区間にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、前記患者の右心房内に負圧シンクを生成し、腎静脈からの流動を加速させることにより、腎鬱血除去を強化し、前記患者の腎臓を横断する血流を助長するように構成される、システム。
【請求項２９】
高血圧症を治療するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞することにより、腎静脈圧を増加させることなく心臓前負荷及び肺動脈圧を低減するように構成される、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記流動制限部材に操作可能に連結され、低減された経皮感染のリスクを伴って前記システムの持続的使用を可能にする、システム。
【請求項３０】
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される第１の圧力センサであって、前記第１の圧力センサは、第１の圧力信号を出力する、第１の圧力センサと、
前記カテーテル上に、かつ前記流動制限部材の遠位に配置される第２の圧力センサであって、前記第２の圧力センサは、第２の圧力信号を出力する、第２の圧力センサと
を更に備え、
前記コントローラは、前記第１の圧力信号と前記第２の圧力信号との間の差異に対応する第１の信号を生成するように構成され、前記第１の信号は、前記流動制限部材の閉塞の度合いを示す、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される奇静脈閉塞バルーンを更に備え、前記流動制限部材は、ＳＶＣ閉塞バルーンである、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
前記奇静脈閉塞バルーンは、選択的に作動され、前記患者の奇静脈を少なくとも部分的に閉塞するように構成される、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記奇静脈閉塞バルーン及び前記ＳＶＣ閉塞バルーンは、独立して作動される、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第２の圧力センサは、前記奇静脈閉塞バルーンと前記流動制限部材との間に配置され、前記システムは更に、前記奇静脈閉塞バルーンの遠位の前記カテーテル上に配置される第３の圧力センサを備え、前記第３の圧力センサは、第３の圧力信号を出力するように構成され、前記コントローラは、前記第２の圧力信号と前記第３の圧力信号との間の差異に対応する第２の信号を生成するように構成され、前記第２の信号は、前記奇静脈の閉塞の度合いを示す、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３５】
前記コントローラは、埋め込みのために構成される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３６】
前記コントローラは、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたり、第１の所定の時間区間にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞し、第２の所定の時間区間にわたって収縮するように構成される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３７】
前記第１の所定の時間区間は、前記第２の所定の時間区間を少なくとも１０倍上回る、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記第１の所定の時間区間は、４〜６分であり、前記第２の所定の時間区間は、１〜１０秒である、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記コントローラは、前記第１の信号を使用し、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するとき、及び前記流動制限部材の作動を中止するときを決定するように構成される、請求項３０に記載のシステム。
【請求項４０】
前記流動制限部材は、膨張可能円筒形バルーンに連結されるリリーフ弁を有する前記膨張可能円筒形バルーンを備え、前記リリーフ弁は、開放位置及び閉鎖位置を有する、請求項２９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記リリーフ弁は、３０〜６０ｍｍＨｇの圧力において開放し、流体が前記ＳＶＣを介して前記患者の右心房まで流れることを可能にするように構成される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記リリーフ弁は、ある閾値を超える圧力の印加に応じて、開放位置に急速に変形するように構成されるバイナリ弁である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記リリーフ弁は、前記リリーフ弁に印加される圧力が増加するにつれて、開放位置に徐々に変形するように構成される漸進的弁である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４４】
高血圧症を治療するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞することにより、腎静脈圧を増加させることなく前負荷及び肺動脈圧を低減するように構成される、コントローラと、
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される第１の圧力センサであって、前記第１の圧力センサは、信号を出力する、第１の圧力センサと
を備え、
前記コントローラは、前記信号を受信し、頸静脈圧（ＪＶＰ）を示す出力信号を生成するように構成される、システム。
【請求項４５】
前記信号は、前記流動制限部材の作動に応答して変動する圧力波形に対応し、前記第１の信号は、前記ＳＶＣが閉塞されているかどうかを決定するために使用される、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記カテーテル上に配置され、前記流動制限部材の近位に配置される奇静脈閉塞バルーンを更に備え、前記流動制限部材は、ＳＶＣ閉塞バルーンである、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４７】
前記奇静脈閉塞バルーンは、選択的に作動され、前記患者の奇静脈を少なくとも部分的に閉塞するように構成され、前記奇静脈閉塞バルーン及び前記ＳＶＣ閉塞バルーンは、独立して作動される、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４８】
前記第１の信号は、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するとき、及び前記流動制限部材の作動を中止するときを決定するために使用される、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４９】
前記流動制限部材は、膨張可能円筒形バルーンを備える、請求項４４に記載のシステム。
【請求項５０】
前記膨張可能円筒形バルーンは、開放位置及び閉鎖位置を有する前記膨張可能円筒形バルーンに連結されるリリーフ弁を有する、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記リリーフ弁は、３０〜６０ｍｍＨｇの所定の圧力において開放し、流体が前記ＳＶＣを介して前記患者の右心房まで流れることを可能にするように構成される、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記リリーフ弁は、ある閾値を超える圧力の印加に応じて、開放位置に急速に変形するように構成されるバイナリ弁である、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５３】
前記リリーフ弁は、前記リリーフ弁に印加される圧力が増加するにつれて、開放位置に徐々に変形するように構成される漸進的弁である、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５４】
補助人工心臓（ＶＡＤ）の効率及び機能性を改善するためにＶＡＤと併用するシステムであって、前記システムは、
近位端と、遠位領域とを有するカテーテルであって、前記カテーテルは、前記遠位領域が前記患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置されるような血管内留置のために構成される、カテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域上に配置される流動制限部材であって、前記流動制限部材は、選択的に作動され、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するように構成される、流動制限部材と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記カテーテルに操作可能に連結され、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期に及ぶ区間にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞することにより、心臓前負荷及び肺動脈圧を低減し、心臓性能を改善するように構成される、コントローラと
を備える、システム。
【請求項５５】
前記流動制限部材は、ＳＶＣ閉塞バルーンである、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記流動制限部材は、膨張可能円筒形バルーンであり、前記膨張可能円筒形バルーンは、開放位置及び閉鎖位置を有する前記膨張可能円筒形バルーンに連結されるリリーフ弁を備える、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５７】
前記リリーフ弁は、３０〜６０ｍｍＨｇの所定の圧力において開放し、流体が前記ＳＶＣを介して前記患者の右心房まで流れることを可能にするように構成される、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
前記コントローラは、前記区間中に心臓前負荷を十分に低減し、心臓への血液充満圧の低減、左心室弛緩の増加、左心室キャパシタンスの増加、左心室１回拍出量の増加、心筋弛緩の増加、左心室硬直の低減、または心臓緊張の低減のうちの少なくとも１つによって測定されるような心臓性能を改善するように構成される、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５９】
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される第１の圧力センサであって、前記第１の圧力センサは、第１の圧力信号を出力する、第１の圧力センサと、
前記カテーテル上に、かつ前記流動制限部材の遠位に配置される第２の圧力センサであって、前記第２の圧力センサは、第２の圧力信号を出力する、第２の圧力センサと
を更に備え、
前記コントローラは、前記第１の圧力信号と前記第２の圧力信号との間の差異に対応する第１の信号を生成するように構成され、前記第１の信号は、前記流動制限部材の閉塞の度合いを示す、請求項５４に記載のシステム。
【請求項６０】
前記コントローラは、第１の信号を使用し、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞するとき、及び前記流動制限部材の作動を中止するときを決定するように構成される、請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
前記コントローラは、埋め込みのために構成される、請求項５４に記載のシステム。
【請求項６２】
前記コントローラは、前記流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたり、第１の所定の時間区間にわたって前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞し、第２の所定の時間区間にわたって収縮するように構成される、請求項５４に記載のシステム。
【請求項６３】
前記第１の所定の時間区間は、前記第２の所定の時間区間を少なくとも１０倍上回る、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
前記第１の所定の時間区間は、４〜６分であり、前記第２の所定の時間区間は、１〜１０秒である、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
前記流動制限部材の近位の前記カテーテル上に配置される、奇静脈閉塞バルーンを更に備え、前記流動制限部材は、ＳＶＣ閉塞バルーンである、請求項５４に記載のシステム。
【請求項６６】
前記奇静脈閉塞バルーンは、選択的に作動され、前記患者の奇静脈を少なくとも部分的に閉塞するように構成される、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記奇静脈閉塞バルーン及び前記ＳＶＣ閉塞バルーンは、独立して作動される、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
前記コントローラは、前記ＶＡＤによる送り出しを制御するように構成される、請求項５４に記載のシステム。
【請求項６９】
前記システムは、より緩慢な速度における前記ＶＡＤの動作が、より高い速度におけるＶＡＤのみの血行動態応答と同等以上の血行動態応答を達成することを可能にする、請求項５４に記載のシステム。
【請求項７０】
前記ＶＡＤは、左心室補助人工心臓（ＬＶＡＤ）であり、前記システムは更に、前記ＬＶＡＤを備える、請求項５４に記載のシステム。
【請求項７１】
前記ＬＶＡＤは、血液を前記左心室から前記ＬＶＡＤの流入端を介して送り出し、血液を前記ＬＶＡＤの流出端を介して大動脈の中に排出するように構成されるポンプを備える、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記ポンプは、インペラポンプである、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７３】
ＬＶＡＤコントローラを更に備え、前記ＬＶＡＤコントローラは、前記ＬＶＡＤに操作可能に連結され、前記ポンプを作動させ、血液を前記左心室から前記大動脈に送り出すことにより、前記左心室の負荷を取り除き、冠動脈及び全身灌流を増加させるように構成される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７４】
前記システムのカテーテルに操作可能に連結される前記コントローラは、前記ＬＶＡＤコントローラが前記ポンプを作動させ、血液を前記左心室から前記大動脈に送り出すと同時に、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞する、請求項７３に記載のシステム。
【請求項７５】
前記ＶＡＤは、右心室補助人工心臓（ＲＶＡＤ）であり、前記システムは更に、前記ＲＶＡＤを備える、請求項５４に記載のシステム。
【請求項７６】
前記ＲＶＡＤは、血液を前記ＳＶＣから前記ＲＶＡＤの流入端を介して送り出し、血液を前記ＲＶＡＤの流出端を介して肺動脈の中に排出するように構成されるポンプを備える、請求項７５に記載のシステム。
【請求項７７】
前記ポンプは、インペラポンプである、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７８】
前記コントローラは更に、前記ＲＶＡＤに操作可能に連結され、前記ポンプを作動させ、血液を前記ＳＶＣから前記肺動脈に送り出すことにより、前記右心室の負荷を取り除くように構成される、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７９】
前記コントローラは、前記コントローラが前記ポンプを作動させ、血液を前記ＳＶＣから前記肺動脈に送り出すと同時に、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞する、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記ＲＶＡＤは、血液を下大静脈（ＩＶＣ）から前記ＲＶＡＤの流入端を介して送り出し、血液を前記ＲＶＡＤの流出端を介して肺動脈の中に排出するように構成されるポンプを備える、請求項７５に記載のシステム。
【請求項８１】
前記ポンプは、インペラポンプである、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】
ＲＶＡＤコントローラを更に備え、前記ＲＶＡＤコントローラは、前記ＲＶＡＤに操作可能に連結され、前記ポンプを作動させ、血液を前記ＩＶＣから前記肺動脈に送り出すことにより、前記右心室の負荷を取り除くように構成される、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８３】
前記システムのカテーテルに操作可能に連結される前記コントローラは、前記ＲＶＡＤコントローラが前記ポンプを作動させ、血液を前記ＩＶＣから前記肺動脈に送り出すと同時に、前記流動制限部材を作動させ、前記ＳＶＣを少なくとも部分的に閉塞する、請求項８２に記載のシステム。
【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、そのそれぞれの全内容が、参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１７年１０月２４日に出願された、米国仮出願第６２／５７６，５２９号及び２０１８年３月１３日に出願された、米国仮出願第６２／６４２，５６９号の優先権を主張する。本願はまた、そのそれぞれの全内容が、参照することによって本明細書に組み込まれる、現在は米国特許第９，３９３，３８４号である、２０１５年８月１７日に出願された、米国特許出願第１４／８２８，４２９号の継続である、２０１６年７月６日に出願された、米国特許出願第１５／２０３，４３７号の一部継続である、２０１６年８月１５日に出願された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０４７０５５号の国内段階出願である、２０１８年２月１７日に出願された、米国特許出願第１５／７５３，３００号に関する。
【０００２】
本開示は、駆出率の低減を伴う患者を含む、心不全に罹患している患者の心機能を改善し、肺高血圧症及び／又は心腎症候群を治療する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
心不全は、全世界の死亡原因の主要な部分を占めている。心不全は、長期入院を、特に疾患の後期段階に繰り返すことを余儀なくされることが多い。心臓移植を行なわない場合、このような患者の長期予後は悪く、薬学的アプローチは一時しのぎに過ぎない。したがって、この疾患の進行を遅らせるか、または逆転させる有効な治療法はほとんどない。
【０００４】
心不全は、複数の開始イベントのいずれかに起因して起こり得る。心不全は、虚血性心疾患、高血圧症、弁膜症、感染症、遺伝性心筋症、肺高血圧症、または妊娠を含む代謝ストレスの状態の結果として起こり得る。心不全は、明確な原因がなく発症することもあり−特発性心筋症としても知られている。心不全という用語は、左心室不全、右心室不全、または両心室不全を含む。
【０００５】
心臓は、高血圧または収縮組織の損傷に起因する作業負荷の増加に最初は首尾よく応答することができることが多いが、経時的なこのストレスは、代償性心筋細胞肥大及び心室壁のリモデリングを誘発する。詳細には、最初の心臓傷害後の次の数ヶ月にわたって、心臓の損傷部分は通常、心臓が血液を、筋肉量の減少または収縮性の低下を伴いながら送り出し続けようと奮闘すると、リモデリングを開始することになる。これにより今度は、心筋の過剰運動を招き、その結果、心筋が損傷領域において徐々に薄くなり、拡大し、更に過負荷になる。同時に、損傷心室の駆出率が低下して心拍出量が低下し、平均心室圧及び平均心室容積が心周期全体にわたってより大きくなり、心不全の兆候が認められる。驚くべきことではないが、一旦、患者の心臓がこの進行性の際限のない下方スパイラルに陥ると、患者の生活の質は深刻な影響を受け、罹患リスクが急上昇する。患者のこれまでの身体的状態、年齢、性別、及び生活様式を含む多くの因子によって異なるが、患者が心停止で死亡するか、または脳卒中、腎不全、肝不全、または肺高血圧症を含む多くの併存疾患のいずれかで死亡するまで、患者は、患者及び社会的医療システムにかなりの費用をかけて、１回または数回の入院を経験する可能性がある。
【０００６】
現在、心不全の進行を抑えるために前負荷を軽減することを特に目的として器具を利用する解決策は存在しない。薬学的アプローチは、心不全の症状を軽減するための一時しのぎとして利用可能であるが、心不全の進行を阻止するか、または逆転させる薬学的手順は存在しない。更に、既存の薬学的アプローチは、本質的に全身性であり、リモデリングが心臓構造に及ぼす局所的な影響を解消しない。したがって、この疾患に伴う影響が次々に出る心臓リモデリングの進行を阻止することができ、より好ましくは、逆転させることができる心不全治療システム及び方法を提供することが望まれる。
【０００７】
本出願人は、先行技術において、心不全を解消しようとする幾つかの試みがなされていることに注目している。本明細書において記載される本出願人による発明に先立って、この疾患を治療するために利用可能かつ効果的な市販の器具は存在しない。以下に、心不全の様々な症状を治療する公知のシステム及び方法の幾つかの公知の例について説明するが、どれも、重度の副作用を引き起こすことなく、左心室拡張末期容積（「ＬＶＥＤＶ」）、左心室拡張末期圧（「ＬＶＥＤＰ」）、右心室拡張末期容積（「ＲＶＥＤＶ」）、または右心室拡張末期圧（「ＲＶＥＤＰ」）を低減させようとしているようには見えないし、または低減させることができるようにも見えない。
【０００８】
例えば、Ｓｏｌａｒによる米国特許第４，５４６，７５９号明細書には、留置されるように設計されて、遠位バルーンが、上大静脈を間欠的に閉塞し、近位バルーンが、下大静脈を間欠的に閉塞し、中間バルーンが右心室の収縮期の発生に同期して拡張することにより、右心室からの血液の駆出量を増加させるトリプルバルーンカテーテルが記載されている。この特許には、システムが正常な心調律と同期して膨張収縮し、右心室に加わる負荷を軽減して右心室の損傷または欠陥の治癒を可能にするように設計されていることが記載されている。この特許には、右心室に流出入する血流について提案される調節が、ＬＶＥＤＶまたはＬＶＥＤＰのいずれかに影響を及ぼすことが記載されていない、または示唆されていないし、当該調節を利用して、急性心不全／慢性心不全の進行を阻止するか、または逆転させることができることが記載されてもいない、または示唆されてもいない。
【０００９】
Ｇｅｌｆａｎｄによる米国特許出願公開第２００６／００６４０５９号明細書には、急性心筋梗塞後の心筋梗塞サイズ及び／又は心筋リモデリングを、心臓壁のストレスを低減させることにより減少させようとするシステム及び方法が記載されている。この特許に記載されているシステムは、下大静脈内に留置されるように構成される閉塞バルーンを有する近位部分と、三尖弁及び肺動脈弁を通って肺動脈内に留置されるように構成される遠位部分と、を有するカテーテルを含む。当該特許出願には、下大静脈を部分閉塞することにより、システムが心室に流入する血液の量を調節し、その結果、心室への負荷を低減し、より早期の治癒を可能にして、心筋梗塞の拡大を抑制することが記載されている。Ｇｅｌｆａｎｄによる米国特許出願に記載されているシステムは、カテーテルに取り付けられるセンサ群を含み、これらのセンサが、コントローラにより読み取られて、心臓に流入する血流の調節量、及び他の測定パラメータを所定の限界値内に調整する。この特許出願には、一旦、心臓が、患者の再入院中に通常観察される広範なリモデリングを既に示している場合に、システムを使用して鬱血性心不全を治療する、鬱血性心不全の進行を阻止するか、または逆転させることにより、鬱血性心不全の症状を解消することができることについて記載または示唆されていない。
【００１０】
Ｃｅｄｅｎｏによる米国特許出願公開第２０１０／０３３１８７６号明細書には、Ｇｅｌｆａｎｄによる米国特許出願に記載されている構造と同様に、鬱血性心不全を、下大静脈内を流れる静脈血の還流を調節することにより治療しようとするシステム及び方法が記載されている。Ｃｅｄｅｎｏによる米国特許出願に記載されているシステムについては、下大静脈内に留置される一定容積のバルーンがＩＶＣ（下大静脈）に流入する血流を制限すると記載されている。閉塞の度合いが、血管が吸気中及び呼気中に膨張及び収縮するにつれて変化して、静脈血の還流を正常に行なう。この特許出願には更に、心不全の症状が、特許請求するシステムの使用の３か月以内に改善することが記載されている。Ｃｅｄｅｎｏによる米国特許出願に記載されているシステム及び方法は有望であるように見えるが、このようなシステムの潜在的な欠点を本出願人が自らの研究中に多数見つけ出している。本出願人は、自らの研究中に、下大静脈を完全閉塞することが、左心室容積を低減させるだけでなく、左心室収縮期圧も大幅に低下させてしまって、全身血圧及び心拍出量を低下させるという知見を得ている。更に、下大静脈の完全閉塞は、腎臓、肝臓、及び腸間膜静脈内の静脈鬱血を助長する可能性があり、静脈鬱血は、鬱血性心不全患者の腎不全の主要な原因となっている。
【００１１】
下大静脈の部分閉塞または完全閉塞を行なって、心臓への血液充満圧を変化させ、心機能を改善するアプローチには幾つかの大きな制約がある。第１に、ＩＶＣには、大腿静脈または内頸静脈を介して到達する必要がある。大腿静脈を介して接近する場合、患者は仰臥位を保つ必要があり、歩行不能になる。頸静脈または鎖骨下静脈を介して接近する場合、装置は上大静脈及び右心房を横切る必要があるので心臓を貫通する必要があり、これにより、潜在的なリスクが発生し易くなり、右心房損傷を伴ない、不整脈を誘発して、心臓ブロックに起因する上室性頻拍または徐脈になる。第２に、Ｃｅｄｅｎｏらにより記述されたＩＶＣアプローチは、幾つかの大きく変動する指標（特に、鬱血性心不全の治療施設における）に依存する：１）心不全患者において拡張することが多いＩＶＣ径；ｂ）ＩＶＣ間欠的閉塞（完全閉塞または部分閉塞）は、腎静脈圧を高めることにより傷害を引き起こし、これにより糸球体濾過率が低下して、腎機能障害を悪化させる；ｃ）ＨＦ（心不全）で重大な障害を受けることが多い患者の呼吸能力に対する依存度。ＨＦによるこれまでの呼吸パターンは、断続的な無呼吸期間により定義されるＣｈｅｙｎｅｓ  Ｓｔｏｋｅｓ呼吸として知られており、ＩＶＣが潰れる可能性があり、バルーンが完全閉塞を引き起こして、全身血圧が低下し、腎静脈圧が高くなる；ｄ）心構造または心機能の臨床的改善または有益な変化を確認するために心臓への負荷を持続的に取り除く必要がある場合、ＩＶＣ閉塞は、持続的なＩＶＣ閉塞が血圧及び腎機能を低下させるので有効ではない。第３に、Ｃｅｄｅｎｏにより定義されるアプローチでは、バルーンのカスタマイズを、大きく変化する可能性があるＩＶＣのサイズに応じて行なう必要がある。第４に、多くの心不全患者は、深部静脈血栓症の傾向が大きくなるのでＩＶＣフィルタを所持しており、これが、ＩＶＣ療法の広範な適用を妨げることになる。
【００１２】
肺高血圧症（ＰＨ）もまた、全世界の罹患及び死亡原因の主要な部分を占めている。上述したように、心不全は、肺高血圧症の一般的原因であるが、肺高血圧症はまた、原発性肺疾患によって引き起こされる可能性がある。今日では、薬理的治療が、肺動脈収縮期圧（ＰＡＳＰ）を低減し、症状を改善し、最終的に、肺高血圧症患者の生存率を改善することができる。しかしながら、コスト及び副作用のような薬理的治療の欠点がある。
【００１３】
静脈還流を調節して心不全を解消する公知のシステム及び方法の前述の欠点に鑑みて、疾患に伴う併存疾患を悪化させるリスクを低減させる急性心不全及び慢性心不全を治療するシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００１４】
更に、急性心不全及び慢性心不全を治療して、心臓リモデリングの進行を阻止するか、または逆転させ、かつ慢性的使用及び／又は歩行時使用に際して実用的であるシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００１５】
更には、心不全を治療し、かつこの疾患に罹患している患者が生活の質を改善して、入院の必要性、病院の滞在の長さ、及び社会的医療ネットワークに付随する負担を低減することができるシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００１６】
また、肺高血圧症及び心腎症候群の治療を可能にするシステム及び方法を提供することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４，５４６，７５９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００６４０５９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
心不全を治療する公知のシステム及び方法の欠点に鑑みて、急性心不全及び／又は慢性心不全を治療するシステム及び方法であって、この疾患に伴う影響が次々に生じることになる心臓リモデリングの進行を阻止することができ、より好ましくは逆転させることができるシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００１９】
更に、心不全に罹患している患者の心臓リモデリングの進行を阻止するか、または逆転させるシステム及び方法であって、歩行時使用及び／又は慢性的使用に際して実用的であるシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００２０】
更には、心不全を治療するシステム及び方法であって、腎臓及び肝臓の合併症をもたらす静脈鬱血のような疾患に伴う併存疾患を悪化させるリスクを低減するシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００２１】
また、心不全を治療するシステム及び方法であって、この疾患に罹患している患者が生活の質を向上させることにより、再入院、及びそれに伴う社会的医療ネットワークに掛かる負担の必要性を低減することができるシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００２２】
更に、肺高血圧症を治療し、この疾患に罹患している患者が生活の質を改善することができるシステム及び方法を提供することが望まれる。また、心臓発作、急性心不全、慢性心不全、駆出率が維持された心不全、右心不全、拘束性及び収縮性心筋症、及び心腎症候群（タイプ１−５）を治療するシステム及び方法を提供することが望まれる。
【００２３】
これら及び他の利点は、本開示によって提供され、これにより、幾つかの心周期を含む時間区間にわたって、上大静脈（「ＳＶＣ」）を介して心臓への静脈血還流を調節し、心室過負荷を低減し、腎静脈圧を増加させることなく心臓前負荷及び肺動脈圧を低減するシステム及び方法を提供する。本開示の原理によれば、ＳＶＣを介する静脈調節が使用され、ＬＶＥＤＰ、ＬＶＥＤＶ、ＲＶＥＤＰ、及び／又はＲＶＥＤＶを低減し、心室心筋リモデリングを阻止するか、または逆転させることができる。直観に反した方法で、本出願人は、予備動物実験において、ＳＶＣの間欠的部分閉塞が、脳血流の停滞または観察可能な有害な副作用につながらないという知見を得ている。より重要なこととして、本出願人による予備動物実験は、ＳＶＣの閉塞がＲＶＥＤＰ及びＬＶＥＤＰの両方の大きな低減をもたらす一方、総心拍出量を改善し、左心室収縮期圧（「ＬＶＳＰ」）の大きな低減を伴わないことを明らかにしている。したがって、前述の公開済のＣｅｄｅｎｏ特許出願に説明されるアプローチと異なり、本開示は、ＬＶＳＰへの影響を無視できるが、改善された１回拍出量（心拍出量）、及び併存疾患の増加をもたらす静脈鬱血のリスクの低減を伴う、ＬＶＥＤＰ、ＬＶＥＤＶ、ＲＶＥＤＰ、及び／又はＲＶＥＤＶの有益な低減を提供する。本明細書に記載されるシステム及び方法は、心臓への血液充満圧及び心機能の急激な改善を提供し、急性非代償性心不全のリスクにある患者に利益をもたらす。
【００２４】
ＳＶＣ血流（ＩＶＣ血流ではなく）をターゲットとすることには、幾つかの大きな利点がある。第１に、器具をＳＶＣ内に留置することにより、大腿静脈の使用を回避することができ、心臓を貫通することを回避することができる。これにより、急性疾患または慢性疾患を治療する、完全埋め込み型の、しかも携帯型のシステムを開発することができる。第２に、ＳＶＣ閉塞は、必要とされる除負荷の大きさによって異なるが、間欠的閉塞または持続的閉塞とすることができる。ＩＶＣ閉塞とは異なり、ＳＶＣを持続的に閉塞すると、全身血圧を維持し、心拍出量を改善することができる。これにより、右心室及び左心室の両心室への負荷を取り除いた状態を維持することができ、これにより、血行動態が急激に改善するとともに、長期的な有益な影響を心構造または心機能に与えることができる。第３に、ＩＶＣ閉塞とは異なり、ＳＶＣ閉塞は患者の呼吸によって異なることがない。第４に、平均右心房圧または閉塞バルーンにわたる圧力差で駆動されるＳＶＣ閉塞の内部レギュレータを展開することにより、ＳＶＣ器具を各患者の症状に応じてプログラムし、患者個人に合わせることができる。第５に、器具をＳＶＣ内に留置することにより、当該器具を、既存のＩＶＣフィルタを装着した患者の体内で使用することができる。
【００２５】
本開示の別の態様によれば、複数の心周期にわたるＳＶＣの部分的または全体的な間欠的閉塞は、心筋を治癒させて、心筋の壁応力が減少することにより、心不全の進行の兆候であるリモデリングの進行を阻止するか、または逆転させると予測される。理論に拘束されることを望むものではないが、本出願人は、ＳＶＣの間欠的閉塞により心臓が、数時間、数日、数週間、または数ヶ月の期間にわたって当該閉塞が実現される場合に、駆出率が低下した状態の心不全を示すＳｔａｒｌｉｎｇ曲線から、心機能が正常であることを一層顕著に示すＬＶＥＤＰ及びＬＶＥＤＰを有するスターリング曲線に移行することができると考える。したがって、本出願人の予備動物実験は、本発明のシステムを数時間、数日、数週間、または数ヶ月、例えば３〜６ヶ月の期間にわたって使用すると、疾患に典型的な下方スパイラルの進行を阻止するだけでなく、心臓の機能が十分回復して、患者が本開示のシステム、薬学的処置、またはこれらの両方のいずれの使用も終わらせることができることを示唆している。
【００２６】
本開示の別の態様によれば、ＳＶＣ内またはＳＶＣ上に留置されるように構成される流動制限部材を有するカテーテルと、流動制限部材の作動を制御するコントローラと、を備えるシステムが提供される。コントローラをプログラムして、患者の血行動態の変動を表わす入力を受信し、流動制限部材の作動／作動解除を当該入力に応じて調節することが好ましい。患者の血行動態の変動は、患者の歩行運動により生じ得る。コントローラをカテーテルの埋め込み時にプログラムして、ＳＶＣの完全閉塞または部分閉塞を、所定数の心周期または所定の時間区間にわたって、患者の静止時の心拍数に基づいて保持することができ、この事前設定心周期数または時間区間は、コントローラにより患者の心拍数入力に応じて継続的に調整することができる。コントローラは更に、血行動態、例えば血流速度、血液量、心臓への血液充満圧を含む圧力などを表わす検出パラメータを示す信号を、センサ及び／又は電極から受信することができ、コントローラは、事前設定心周期数または時間区間を、検出パラメータ（群）に応じて継続的に調整することができる。
【００２７】
１つの好適な実施形態では、カテーテルは、（例えば、患者の左鎖骨下静脈内を介して）血管内に植え込まれて、流動制限部材が、右心房のすぐ近位側のＳＶＣ内に留置されるように構成される。カテーテルの近位端に抗菌剤をコーティングするか、または含浸させて、カテーテルを経皮的に通過させる部位における低減された感染のリスクを伴うカテーテルの持続的使用を可能にすることができる。コントローラは、バッテリ給電されることが好ましく、コントローラの作動機構を流動制限部材に操作可能に連結することができる迅速接続継手を含むことが好ましい。好適な実施形態では、コントローラは、十分小さくして、コントローラを患者が肩の周りの装具に装着することができるようにする。患者をベッドまたは緊急治療施設に拘束する公知のシステムとは異なり、本開示のシステムは、患者が歩行して、ほとんどの日常運動を行うことができるので、本発明のシステムを使用して患者の生活の質を向上させ、患者による治療方法の遵守を高めることができる。１つの実施形態では、コントローラは、患者の体内の適切な部位に、例えば鎖骨下の皮下に埋め込まれるように構成される。このような実施形態では、埋め込み可能なコントローラは、外部コントローラ、例えばモバイルデバイスまたはシステム固有のデバイスと双方向に通信を行なうように構成される。外部コントローラは埋め込み可能なコントローラのバッテリを、例えば各コントローラ内のそれぞれの誘導コイルを介して充電するように構成することができ、検出パラメータを表わすデータを受信することができ、検出パラメータとして、心拍数、血流速度、血液量、心臓への血液充満圧を含む圧力を挙げることができる。１つ以上の外部電源は、埋め込み可能なコントローラと電気的に通信することができ、更に、電力をコントローラに供給して、埋め込み可能なコントローラのバッテリを充電するように構成することができる。１つ以上の外部電源は、１つ以上の外部電源の電力量が閾値電力量を下回るとアラートを発することができる。
【００２８】
好適な実施形態では、流動制限部材は、カテーテルの遠位領域に取り付けられる、非弾性的または半弾性的バルーンもしくは複数のバルーンを備えて、コントローラが、バルーンを定期的に膨張及び萎ませることによってバルーンを作動させ、ＳＶＣ及び／又は奇静脈を選択的に完全に、もしくは部分閉塞する。例えば、コントローラをプログラムして、流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたり、第１の所定の時間区間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞し、第２の所定の時間区間にわたって収縮することができる。第１の所定の時間区間は、第２の所定の時間区間を少なくとも５倍上回ることができる。例えば、第１の所定の時間区間は、４〜６分とすることができる一方、第２の所定の時間区間は、１〜３０秒である。別の実施形態では、流動制限部材は、例えばコントローラに接続される駆動系によって、展開位置と収縮位置との間で迅速に移行することができる膜で被覆された傘、バスケット、または他の機械的配列を備えることができる。なおも更なる実施形態では、流動制限部材は、流動制限部材が収縮または開放位置にあるとき、ＳＶＣ内に停滞流動区域を生成しないという条件で、バタフライ弁またはボール弁の形態をとることができる。また更なる実施形態では、流動制限部材は、ＳＶＣの外部に適用されるように構成されるカフを備え、膨張されるときにＳＶＣを狭化または閉塞することによって動作する。
【００２９】
本発明のシステムは、静脈または動脈の血管系内に留置されるカテーテルに配置されて、患者の心拍数または血圧を測定するセンサを含むことができる。センサは好ましくは、コントローラの入力として使用される出力信号を生成して、流動制限部材により生じる閉塞の度合い、またはタイミングを調整する。別の実施形態では、コントローラは、スポーツ愛好家、例えばＦｉｔｂｉｔなどの通常使用されるセンサのようなサードパーティ心拍数または血圧センサに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース（登録商標））のような利用可能な無線規格を利用して、患者のスマートフォンを介して接続されるように構成することができる。この実施形態では、コントローラのコスト、サイズ、及び複雑さは、当該コントローラを市販のサードパーティコンポーネントと一体化することにより低減させることができる。
【００３０】
本開示の別の態様によれば、患者の血流を制御する方法では、患者の大静脈に、静脈閉塞器具を挿入して誘導し、閉塞器具を、患者が外から装着する、または患者の体内に植え込まれるコントローラに連結し、静脈閉塞器具を、複数の心周期を含む時間区間にわたって間欠的に作動させることにより、数分、数時間、数日、数週間、または数ヶ月の期間にわたって、心筋のリモデリングの進行を阻止するか、または逆転させる。
【００３１】
本開示の別の態様によれば、ＶＡＤの効率及び機能性を改善し、ＶＡＤの有害な副作用のリスクを低減するために補助人工心臓（ＶＡＤ）と併用するシステムが提供される。本システムは、近位端と、遠位領域と、を有するカテーテルを含み、カテーテルは、留置（例えば患者の鎖骨下または頸静脈を介したような血管内留置）されるようにサイズ設定され、かつ形状設定されて、遠位領域が、患者の上大静脈（ＳＶＣ）内に配置される。本システムはまた、流動制限部材、例えばカテーテルの遠位領域上に配置されるＳＶＣ閉塞バルーンであって、選択的に作動され、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞する、流動制限部材と、カテーテルに操作可能に連結され、流動制限部材を間欠的に作動させ、単一または複数の心周期を含む時間区間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞することにより、心臓前負荷及び肺動脈圧を低減し、心臓性能を改善する、コントローラと、を含む。例えば、コントローラは、時間区間中に心臓前負荷を十分に低減し、心臓への血液充満圧の低減、左心室弛緩の増加、左心室キャパシタンスの増加、左心室１回拍出量の増加、心筋弛緩の増加、左心室硬直の低減、または心臓緊張の低減のうちの少なくとも１つによって測定されるような心臓性能を改善することができる。
【００３２】
本システムは更に、流動制限部材の近位のカテーテル上に配置される、第１の圧力センサであって、第１の圧力信号を出力する、第１の圧力センサと、カテーテル上に、かつ流動制限部材の遠位に配置される、第２の圧力センサであって、第２の圧力信号を出力する、第２の圧力センサと、を含むことができ、コントローラは、第１の圧力信号と第２の圧力信号との間の差異に対応する第１の信号を生成し、第１の信号は、流動制限部材の閉塞の度合いを示す。コントローラは、第１の信号を使用し、流動制限部材を作動させ、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞するとき、及び流動制限部材の作動を中止するときを決定することができる。コントローラをまたプログラムして、第１の信号に基づいて、オペレータのための安全信号としてアラームをアクティブ化することができる。１つの実施形態では、コントローラは、患者内の適切な部位に、例えば鎖骨下の皮下に埋め込まれるように構成される。
【００３３】
また、コントローラをプログラムして、流動制限部材を間欠的に作動させ、複数の心周期にわたり、第１の所定の時間区間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞し、第２の所定の時間区間にわたって収縮することができる。第１の所定の時間区間は、第２の所定の時間区間を少なくとも１０倍上回ることができる。例えば、第１の所定の時間区間は、４〜６分とすることができる一方、第２の所定の時間区間は、１〜１０秒である。
【００３４】
１つの好適な実施形態では、流動制限部材は、膨張可能円筒形バルーンであり、膨張可能円筒形バルーンは、開放位置及び閉鎖位置を有する、膨張可能円筒形バルーンに連結されるリリーフ弁を有する。リリーフ弁は、３０〜６０ｍｍＨｇの所定の圧力において開放され、流体がＳＶＣを介して患者の右心房まで流れることを可能にすることができる。本システムは更に、流動制限部材の近位のカテーテル上に配置される、奇静脈閉塞バルーンを含むことができる。奇静脈閉塞バルーンは、選択的に作動され、患者の奇静脈を少なくとも部分閉塞することができ、奇静脈閉塞バルーン及びＳＶＣ閉塞バルーンは、独立して作動されることができる。また、本システムは、より緩慢な速度におけるＶＡＤの動作が、より高い速度におけるＶＡＤのみの血行動態応答と同等以上の血行動態応答を達成することを可能にする。
【００３５】
また、本システムは、左心室補助人工心臓（ＬＶＡＤ）を含むことができ、ＬＶＡＤは、近位端と、遠位領域と、を有するカテーテルを含み、遠位領域は、流入端と、流出端と、を有し、カテーテルは、患者の大腿動脈を介して留置されるようにサイズ設定され、かつ形状設定されて、流入端が、患者の左心室内に配置され、流出端が、患者の大動脈内に配置される。ＬＶＡＤはまた、カテーテルの遠位領域上に配置される、ポンプ、例えばインペラポンプを含み、ポンプは、選択的に作動され、血液を左心室から流入端を介して送り出し、血液を流出端を介して大動脈の中に排出することができ、ＬＶＡＤコントローラが、ＬＶＡＤに操作可能に連結され、ポンプを作動させ、血液を左心室から大動脈に送り出すことにより、左心室の負荷を取り除き、冠動脈及び全身灌流を増加させる。本システムのカテーテルに操作可能に連結されるＬＶＡＤコントローラは、ＬＶＡＤコントローラがポンプを作動させ、血液を左心室から大動脈に送り出すと同時に、流動制限部材のアクティブ化及び非アクティブ化を調節し、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞することができる。
【００３６】
別の構成として、または更に、本システムは更に、右心室補助人工心臓（ＲＶＡＤ）を含むことができ、ＲＶＡＤは、選択的に作動され、血液をＳＶＣからＲＶＡＤの流入端を介して送り出し、血液をＲＶＡＤの流出端を介して肺動脈の中に排出し得る、ポンプ、例えばインペラポンプを含む。コントローラはまた、ＲＶＡＤに操作可能に連結され、ポンプを作動させ、血液をＳＶＣから肺動脈に送り出すことにより、右心室の負荷を取り除くことができる。例えば、コントローラは、コントローラがポンプを作動させ、血液をＳＶＣから肺動脈に送り出すと同時に、流動制限部材を作動させ、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞することができる。
【００３７】
別の好適な実施形態では、ＲＶＡＤは、近位端と、遠位領域と、を有するカテーテルを有し、遠位領域は、流入端と、流出端と、を有し、カテーテルは、患者の大腿動脈を介して留置されるようにサイズ設定され、かつ形状設定されて、流出端が、患者の肺動脈内に配置され、流入端が、患者のＩＶＣ内に配置される。ＲＶＡＤはまた、カテーテルの遠位領域上に配置される、ポンプ、例えばインペラポンプを含み、ポンプは、選択的に作動され、血液をＩＶＣから流入端を介して送り出し、血液を流出端を介して肺動脈の中に排出することができ、ＲＶＡＤコントローラが、ＲＶＡＤに操作可能に連結され、ポンプを作動させ、血液をＩＶＣから肺動脈に送り出すことにより、右心室の負荷を取り除く。本システムのカテーテルに操作可能に連結されるＲＶＡＤコントローラは、ＲＶＡＤコントローラがポンプを作動させ、血液をＩＶＣから肺動脈に送り出すと同時に、流動制限部材のアクティブ化及び非アクティブ化を調節し、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本開示の特徴及び利点は、以下に提示される本開示の実施形態についての詳細な説明から添付の図面を参照することにより明らかになるであろう。
【００３９】
【図１Ａ】図１Ａは、心臓の主幹動脈及び主静脈の正面部分破断図である。
【００４０】
【図１Ｂ】図１Ｂは、大静脈に繋がる主静脈を含む大静脈を示している。
【００４１】
【図２Ａ】図２Ａおよび２Ｂは、正常な心臓状態、及び疾患心臓の状態に対応するＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線を示すグラフである。
【図２Ｂ】図２Ａおよび２Ｂは、正常な心臓状態、及び疾患心臓の状態に対応するＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線を示すグラフである。
【００４２】
【図３】図３は、正常な心機能を有する患者、及び鬱血性心不全に罹患している患者の心周期全体の左心室圧と左心室容積の関係を示す例示的な圧力−容積ループ曲線のグラフである。
【００４３】
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の原理に従って構成されるシステムの概略図である。
【００４４】
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の原理に従って構成される埋め込み型システムの概略図である。
【００４５】
【図４Ｃ】図４Ｃは、電源及び充電台の図面である。
【００４６】
【図５Ａ】図５Ａは、図４Ａ及び図４Ｂのカテーテルの概略図であり、流動制限部材は、アンカー部材が変化した状態の円筒形バルーンを含み、流動制限部材の拡開状態及び収縮状態をそれぞれ示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂのカテーテルの概略図であり、流動制限部材は、アンカー部材が変化した状態の円筒形バルーンを含み、流動制限部材の拡開状態及び収縮状態をそれぞれ示している。
【００４７】
【図６】図６は、図４Ａ及び図４Ｂのカテーテルの概略図であり、流動制限部材は、機械的に作動し、かつ膜で覆われるバスケットを含む。
【００４８】
【図７】図７は、図４Ａ及び図４Ｂのカテーテルの断面図である。
【００４９】
【図８Ａ】図８Ａは、拡開状態及び収縮状態としてそれぞれ図示される球状バルーンを含む流動制限部材の概略図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、拡開状態及び収縮状態としてそれぞれ図示される球状バルーンを含む流動制限部材の概略図である。
【００５０】
【図９Ａ】図９Ａは、拡開状態及び収縮状態としてそれぞれ図示されるばね式プラグを含む流動制限部材の概略図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、拡開状態及び収縮状態としてそれぞれ図示されるばね式プラグを含む流動制限部材の概略図である。
【００５１】
【図１０Ａ】図１０Ａは、拡開状態及び収縮状態としてそれぞれ図示されるばね式プラグの別の実施形態を含む流動制限部材の概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、拡開状態及び収縮状態としてそれぞれ図示されるばね式プラグの別の実施形態を含む流動制限部材の概略図である。
【００５２】
【図１１】図１１は、下大静脈（ＩＶＣ）の完全閉塞後のブタモデルの幾つかの連続する心拍数にわたる左心室（ＬＶ）圧及びＬＶ容積を示すグラフ及び表を示している。
【００５３】
【図１２】図１２は、上大静脈（ＳＶＣ）の部分閉塞後のブタモデルの幾つかの連続する心拍数にわたるＬＶ圧及びＬＶ容積を示すグラフ及び表を示している。
【００５４】
【図１３】図１３は、本開示の原理による心不全に罹患しているブタにおいて、上大静脈（ＳＶＣ）の閉塞時及び解放時の左心室容積とともに圧力が変化する様子を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本開示の原理による心不全に罹患しているブタにおいて、上大静脈（ＳＶＣ）の閉塞時及び解放時の右心室容積とともに圧力が変化する様子を示すグラフである。
【００５５】
【図１５】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図１６】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図１７】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図１８】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図１９】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図２０】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図２１】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【図２２】図１５〜２２は、心不全に罹患している被験ブタについての試験結果を示している。
【００５６】
【図２３】図２３Ａは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１分間エピソードの萎み時間中の左心室拡張末期圧の臨床圧力変化を示している。図２３Ｂは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１分間エピソードの萎み時間中の左心室収縮末期圧の臨床圧力変化を示している。図２３Ｃは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１分間エピソードの萎み時間中の左心室容積の臨床圧力変化を示している。図２３Ｄは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１分間エピソードの萎み時間中の心室１回心仕事の臨床圧力変化を示している。
【００５７】
【図２４】図２４Ａは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソードの萎み時間中の左心室拡張末期圧の臨床圧力変化を示している。図２４Ｂは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソードの萎み時間中の左心室収縮末期圧の臨床圧力変化を示している。図２４Ｃは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソードの萎み時間中の左心室容積の臨床圧力変化を示している。図２４Ｄは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソードの萎み時間中の心室１回心仕事の臨床圧力変化を示している。
【００５８】
【図２５】図２５Ａは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間エピソードの萎み時間中の左心室拡張末期圧の臨床圧力変化を示している。図２５Ｂは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間エピソードの萎み時間中の左心室収縮末期圧の臨床圧力変化を示している。図２５Ｃは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間エピソードの萎み時間中の左心室容積の臨床圧力変化を示している。図２５Ｄは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間エピソードの萎み時間中の心室１回心仕事の臨床圧力変化を示している。
【００５９】
【図２６】図２６Ａ〜２６Ｃは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソード中に観察された肺毛細血管楔入圧の臨床圧力変化を示している。図２６Ｂは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソード中に観察された肺動脈圧の臨床圧力変化を示している。図２６Ｃは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソード中に観察された右心房圧の臨床圧力変化を示している。
【００６０】
【図２７−１】図２７Ａは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間中の収縮期圧の臨床圧力変化を示している。図２７Ｂは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間中の拡張期圧の臨床圧力変化を示している。図２７Ｃは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間中の平均動脈圧の臨床圧力変化を示している。
【図２７−２】図２７Ｄは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間中の平均肺動脈圧の臨床圧力変化を示している。図２７Ｅは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の５分間中の平均肺毛細血管楔入圧の臨床圧力変化を示している。
【００６１】
【図２８】図２８Ａは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間中の平均肺動脈圧の臨床圧力変化を示している。図２８Ｂは、本開示の原理による、継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間中の平均動脈圧の臨床圧力変化を示している。
【００６２】
【図２９】図２９は、本開示の原理によるＳＶＣの閉塞前及び閉塞中の心拍出量を示している。
【００６３】
【図３０】図３０は、本開示の原理によるＳＶＣの閉塞の有無別の肺動脈収縮期圧を示している。
【００６４】
【図３１】図３１は、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞が一連の疾患を変化させることが予測される様子の予測的例である。
【００６５】
【図３２】図３２は、円筒形流動制限部材の斜視図である。
【００６６】
【図３３】図３３は、リリーフ弁を示す円筒形流動制限部材の断面図である。
【００６７】
【図３４】図３４Ａ〜Ｂは、バイナリ及び漸進的リリーフ弁を有する円筒形流動制限部材の断面図である。
【００６８】
【図３５】図３５は、閉鎖位置におけるリリーフ弁を有する円筒形流動制限部材の上面図である。
【００６９】
【図３６】図３６Ａ〜Ｂは、開放位置におけるバイナリリリーフ弁及び漸進的リリーフ弁を有する円筒形流動制限部材の上面図である。
【００７０】
【図３７】図３７Ａ〜Ｂは、ステントと係合される円筒形流動制限部材の斜視及び切欠図である。
【００７１】
【図３８】図３８Ａ〜Ｂは、膨張及び萎み位置におけるバルーンオクルーダを有する円筒形流動制限部材の上面図である。
【００７２】
【図３９】図３９Ａ〜Ｂは、膨張及び萎み位置における円筒形バルーンオクルーダを有する円筒形流動制限部材の上面図である。
【００７３】
【図４０】図４０Ａ〜Ｂは、リリーフ弁に連結されるステントの斜視及び切欠図である。
【００７４】
【図４１】図４１は、フィルタに連結される円筒形流動制限部材の切欠図である。
【００７５】
【図４２Ａ】図４２Ａは、センサを伴うカテーテルに連結される円筒形流動制限部材の切欠斜視図であり、図４２Ｂは、例示的な位相曲線である。
【図４２Ｂ】図４２Ａは、センサを伴うカテーテルに連結される円筒形流動制限部材の切欠斜視図であり、図４２Ｂは、例示的な位相曲線である。
【００７６】
【図４３】図４３は、ＳＶＣに進入する導入器シース、ＳＶＣ内の流動制限部材、及び心臓内に配置されるカテーテルの図である。
【００７７】
【図４４】図４４は、ＳＶＣに配置される導入器シース、導入器シース内に組み込まれる流動制限部材、及び心臓内に配置されるカテーテルの図である。
【００７８】
【図４５】図４５は、ＳＶＣ内に配置される奇静脈閉塞バルーン及び第２の閉塞バルーンを有する閉塞システムの図である。
【００７９】
【図４６】図４６は、ＳＶＣの周囲に巻着される閉塞カフの図である。
【００８０】
【図４７】図４７Ａ〜Ｂは、閉塞カフの外側及び内側の図であり、図４７Ｃ〜Ｄは、閉塞カフの斜視図である。
【００８１】
【図４８】図４８は、本開示の原理に従って構成される別の例示的システムである。
【００８２】
【図４９】図４９は、経弁ＬＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムを示している。
【００８３】
【図５０】図５０は、経弁ＬＶＡＤと組み合わせて使用されるときのＳＶＣ閉塞の除負荷容量の強化を示すグラフである。
【００８４】
【図５１】図５１は、経弁ＲＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムを示している。
【００８５】
【図５２】図５２は、別の経弁ＲＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムを示している。
【００８６】
【図５３】図５３は、ＬＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムを示している。
【００８７】
【図５４】図５４は、大動脈内バルーンポンプ（ＩＡＢＰ）と組み合わせたＳＶＣ閉塞システムを示している。
【発明を実施するための形態】
【００８８】
図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら、本開示が留置及び操作を行なうために考案されたヒトの解剖学的構造が、本開示のシステム及び方法に関連して記述される。
【００８９】
詳細には、図１Ａを参照するに、脱酸素血液は、心臓１０に向けて大静脈１１を介して還流し、大静脈１１は、心臓の右心房１４に連結される上大静脈１２及び下大静脈１３を含む。血液は、右心房１４から三尖弁１５を介して右心室１６に移動し、血液は肺動脈１７を介して肺に送り込まれる。酸素化された血液が肺から肺静脈を介して左心房１８に還流する。次に、酸素化された血液は左心室１９に流入し、左心室１９から血液を、大動脈２０を介して体の残りの部位に送り込む。
【００９０】
図１Ｂに示されるように、上大静脈１２は、大静脈１１の上部に配置される一方、下大静脈１３は、大静脈の底部に位置する。図１Ｂはまた、奇静脈１６及び大静脈に接続する主要静脈のうちの幾つかを示している。本明細書に記述されるように、下大静脈１３の閉塞は、静脈鬱血のリスク、詳細には、患者の心血管状態及び全体的健康を改善せず、悪化させ得る、肝静脈及び／又は副腎静脈の潜在的遮断もしくは拡大のリスクをもたらし得る。
【００９１】
本開示の１つの態様によれば、本出願人は、上大静脈（「ＳＶＣ」）の選択的な間欠的閉塞が、下大静脈（「ＩＶＣ」）の閉塞よりも少ない潜在的な有害リスクをもたらすと決定した。更に、本出願人による動物及びヒト試験は、ＳＶＣを部分または完全閉塞することによって右心室への静脈血の還流を制御することが、有益なこととして、左心室収縮期圧（ＬＶＳＰ）を有害に低減することなくＲＶＥＤＰ、ＲＶＥＤＶ、ＬＶＥＤＰ、及びＬＶＥＤＶを低下させることを明らかにしている。
【００９２】
本出願人は、ＳＶＣの選択的な間欠的閉塞が、ＩＶＣ閉塞と比較して、「心腎」症候群の主な原因である腎臓の鬱血の悪化のリスクを低減するであろうと理解している。心腎症候群は、心不全患者の容積の過負荷及び神経ホルモン活性化により障害を受けた腎機能である。容積過負荷は、衰弱した心臓が同等の血液を送り出すことができない部位で起こり得、腎臓を介したより少ない血流につながる。腎臓を介する血流が少ないと、血液が、腎臓によってあまり濾過されず、水分が、排尿を介してあまり放出されず、過剰な体積を体内に保持させる。過剰な体積を伴うと、心臓は、ますますより非効率的に送り出し、患者は、最終的に、身体が徐々により鬱血した状態になるにつれて死亡へと向かう。
【００９３】
本出願人は、ＩＶＣ閉塞が、概して、閉塞されたＩＶＣが腎静脈内の圧力を高めるため、腎臓を介した血流を低減することにより、流体を濾過して取り除く腎臓の能力を低減させると理解している。ＩＶＣ閉塞は更に、血液を停滞させ、そうでなければ、脱酸素化された血液が心臓に還流しないように防止する。その結果、腎機能は、過剰に低減され、鬱血を悪化させ得る。しかしながら、ＳＶＣ閉塞は、最終的に、腎臓への血流を増加させることにより、腎機能を改善する。詳細には、ＳＶＣ閉塞を介して右心房の中への血流を低減することによって、左心室内の容積は、最終的に低減され、筋線維が正常な範囲内で延伸することを可能にし、収縮性を自然に高め、心臓がより多くの流体を腎臓に送り込むことを可能にする。次に、腎臓は、水分を抽出することができ、水分は、排尿を介して身体から除去されることができる。更に、ＳＶＣ閉塞中、右心房圧及び容積の急激な低減によって引き起こされる、負圧シンクが右心房内に生成されることを理解されたい。その結果、腎静脈からの血流が、加速されることにより、腎鬱血除去を強化し、腎臓を横断する血流を助長し、尿量を増加させることができる。したがって、ＳＶＣ閉塞は、心臓及び肺圧力を低減し、鬱血除去を助長することによって、心不全及び／又は心腎症候群患者に利益をもたらすことができる。
【００９４】
また、ＳＶＣへの埋め込みは、上横隔動脈へのデバイス移植を可能にするが、上横隔動脈デバイスへのデバイス移植は、心臓を貫通して右心房を横切ることなく、ＩＶＣに使用することはできない。更に、ＳＶＣへのオクルーダの埋め込みは、ＩＶＣへの埋め込みに必要とされる鼠径部アクセスの必要性を回避し、ＩＶＣへの埋め込みは、移動性を制限して、携帯型器具を短期間または長期間の使用に関して非実用的にしている。また、ＩＶＣ閉塞（時間または度合い）の微小な変化は、前負荷の軽減のより劇的な変化、したがって総心拍出量／全身血圧のより劇的な変化を引き起こす可能性があるのに対し、本開示のシステム及び方法は、予測の通り、静脈還流の減少（前負荷の軽減）を細かく調整することができる。
【００９５】
本出願人は、ある期間（例えば数分、数時間、数日、数週間、または数カ月）にわたるＳＶＣの間欠的閉塞（すなわち心肺除負荷）が、有益なこととして、患者の心臓が心筋のリモデリングを中断またはそれから回復することを可能にするであろうと理解している。本出願人による動物及びヒト試験は、本システムが、心筋が心不全を示す圧力−１回拍出量曲線から、健康な心臓のものにより密接に類似する圧力−１回拍出量曲線に向かって移行することを可能にすることを示している。
【００９６】
一般に、本開示のシステム及び方法は、任意の疾患を治療し、心筋リモデリング、特に、患者が心不全に罹患しているそれらの病状を阻止するか、または逆転させることによって心機能を改善するために使用されることができる。このような病状は、限定ではないが、例えば収縮期心不全、拡張期（非収縮期）心不全、（ＡＤＨＦ）における非代償性心不全患者、慢性心不全、急性心不全及び肺高血圧症、心臓発作、駆出率が維持された心不全、右心不全、拘束性及び収縮性心筋症、及び心腎症候群（タイプ１−５）を含む。本開示のシステム及び方法はまた、急性右または左心室心筋梗塞、肺高血圧症、ＲＶ不全、開心術後ショック、または同所性心臓移植（ＯＨＴｘ）後拒絶反応の余波を軽減するための予防法として使用されることができるか、または別様に、心腎用途のために、及び／又は腎機能障害、肝機能障害、またはリンパ性鬱血を治療するために使用されることができる。また、本開示のシステム及び方法は、少なくとも急性増悪を含む、本明細書に記載される種々の病気によって引き起こされる入院を低減することができる。
【００９７】
左心室圧または左心室容積と１回拍出量との間の関係は、Ｆｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ関係または「Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線」と称されることが多く、図２Ａ〜２Ｂに示されている。その関係は、心臓１回拍出量が前負荷、収縮性、及び後負荷に依存することを示している。前負荷は、心臓に還流する血液の体積を指し、収縮性は、心筋が収縮する固有の能力として定義され、後負荷は、血管抵抗及びインピーダンスによって決定される。拡張または収縮機能障害による心不全では、１回拍出量の低減は、左心室内の容積の増加及び圧力の増加につながり、肺水腫をもたらし得る。心室容積及び圧力の増加はまた、作業負荷の増加及び心筋酸素消費量の増加をもたらす。心臓のこのような過剰運動は、心臓が供給及び需要のミスマッチによりますます酸素を奪われる状態になるにつれて、心機能の悪化をもたらす。更に、容積及び圧力が心臓内に蓄積されるにつれて、収縮機能が、心筋の延伸によって悪化する。本病状は、「鬱血性心不全」と呼ばれる。
【００９８】
図２を参照するに、一連のＳｔａｒｌｉｎｇ曲線が示され、最も上の曲線（曲線１）が正常な心臓の機能を示している。曲線から分かるように、１回拍出量はＬＶＥＤＰまたはＬＶＥＤＶの増加とともに増加し、平坦になり始める、すなわち曲線の傾きは、非常に高い圧力または非常に大きな容積になって初めて減少する。中央の曲線（曲線２）が示す急性心筋梗塞（「ＡＭＩ」）を発症したばかりの患者は、１回拍出量がＬＶＥＤＶまたはＬＶＥＤＰの各値で小さくなっている。しかしながら、心臓は梗塞の局所的な影響によって引き起こされる過負荷を丁度受け始めたところであるので、心室全体の心筋収縮性は依然として比較的良好であり、１回拍出量は、ＬＶＥＤＰが低い場合において、またはＬＶＥＤＶが小さい場合において依然として比較的大きい。これとは異なり、過去に心臓の損傷を起こしている患者は、図２Ａの最も下の曲線（曲線３）に示すように、心筋リモデリングが経時的に進行すると、心機能が徐々に低下して作業負荷の増加、及び酸素摂取量の低下を補うようになる。上述したように、これにより、容積及び圧力が心周期の各段階において概してより大きくなることにより心室が拡張するにつれて、１回拍出量が徐々に減少してしまう。曲線１と曲線３を比較して分かるように、１回拍出量は、最終的に心臓が動かなくなるか、または患者が循環器系疾患で死亡するまで、ＬＶＥＤＰまたはＬＶＥＤＶが上昇するとともに減少し続ける。
【００９９】
図２Ｂは、Ｆｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線、すなわち、曲線６の別の定式化を提供し、健康な心臓及び心不全のものの機能の間の差異を示している。ライン７は、ポイント８まで、正常な健康な心臓についてのＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線を示している。図２Ａに関して説明するように、正常な心臓について、拡張末期容積が増加するにつれて、１回拍出量は、増加する。しかしながら、健康な心臓について、ポイント８を超えて、拡張末期容積の増加は、もはや１回拍出量の増加をもたらさず、拡張末期容積の継続的増加は、１回拍出量の更なる増加をもたらさない。本現象は、平坦な実線がポイント８を超えて実質的に水平に延びることで示される。図２Ｂのポイント８を超えて延びる減少する破線９は、心不全の患者についてのＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線を表している。破線９は、心不全患者について、拡張末期容積の更なる増加が略平坦な１回拍出量をもたらさず、代わりに、１回拍出量が減少することを示している。したがって、ＨＦ患者のＥＤＶの増加は、ＳＶの更なる低減をもたらし、心臓機能の下方スパイラルにつながり、最終的に、死亡につながる。図２Ｂは、部分的に心腔の構造配列によって生じる、「拡張期心室相互作用」と称される現象を反映している。説明するように、例えば、Ｊ．  Ａｔｈｅｒｔｏｎ  ｅｔ  ａｌ．による「Ｄｉａｓｔｏｌｉｃ  ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｃｈｒｏｎｉｃ  ｈｅａｒｔ  ｆａｉｌｕｒｅ」（Ｌａｎｃｅｔ  １９９７；  ３４９：１７２０−２４）と題された記事では、心膜は、機能不全の心臓の心室が拡張し得る範囲を制約する。したがって、右心室拡張末期容積が増加するにつれて、これは、必然的に、左心室の拡張末期容積の低減を引き起こす。その記事で報告されるように、外部の下半身吸引によって引き起こされる右心室拡張期充満の低減は、左心室拡張期充満の増加を可能にする。
【０１００】
本出願人は、前述の現象が、好都合なことに、心臓性能を改善するために本開示の文脈で利用され得ると理解している。詳細には、心不全及び肺高血圧症の存在下では、容積過負荷の増加による右心室鬱血は、心室中隔を左心室空洞に向かって押動することにより、ＬＶ１回拍出量及び心拍出量を低減し得る。ＳＶＣを経由する血流を閉塞することによって、右心室圧及び容積は、低減される。これにより今度は、ＬＶ空洞から離れるように心室中隔を変化させ、左心室１回拍出量の増加及び心拍出量の強化を可能にするであろう。これらの理由から、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞は好ましくは、拡張期心室相互作用を改変し、心拍出量を強化することができる。詳細には、拡張期心不全に関して、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞は、心臓への血液充満圧の低減、ＬＶ弛緩（タウ）の増加、ＬＶキャパシタンスの増加、心筋弛緩の増加、ＬＶ硬直の低減、及び心臓緊張の低減を提供することができる。本開示のＳＶＣ閉塞の効果は、したがって、より低いＥＤＶに向かう心不全の患者についての図２ＢのＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線６の破線９の変化として可視化されることができ、これにより、実際には、健康な患者について、心臓性能を上向きに、かつポイント８を超えて延びる曲線の平坦部分に向かってより近接するように移動させる。ＨＦの患者に本発明の少なくとも部分的な間欠的ＳＶＣ閉塞を誘発するシステム及び方法は、したがって、患者の心臓収縮性を健康な範囲の患者のＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線に向かって移動させることによって心臓機能を改善する。
【０１０１】
図３は、図２Ｂの曲線１に対応する、正常な心臓に関する圧力−容積ループを「正常（ｎｏｒｍａｌ）」の記号を付けて例示的に示しており、鬱血性心不全に罹患している心臓に関する圧力−容積ループを「ＣＨＦ」の記号を付けて例示的に示している（図２Ｂの曲線３）。各ループについて、拡張末期の心室容積及び心室内圧力が、ループの最も右下隅（ポイントＡ）に対応しているのに対し、各ループの最も左上隅は、収縮期の始まりに対応している（ポイントＢ）。各圧力−容積ループの１回拍出量は、ループ内に囲まれた面積に対応している。したがって、最も有益な静脈調節療法は、ポイントＡにおける容積及び圧力を減少させつつ、ポイントＢにおける無視できる減少も引き起こさないことにより、１回拍出量を最大化するような静脈調節療法である。
【０１０２】
本開示の１つの態様によれば、本開示のシステム及び方法は、数時間、数日、数週間、または数ヶ月の治療経過にわたって患者の心臓のＳｔａｒｌｉｎｇ曲線を図２Ｂの線図上で左側に向かって変化させる、または移行させる（または、図３の圧力−容積ループを左側に、かつ下方に向かって移動させる）ために考案されている。これは、ＳＶＣ（上大静脈）を間欠的に完全閉塞または部分閉塞して、右心室に流入する血液の量、したがって圧力を減少させることにより行なわれ、次に血液を左心室から送り出す必要がある。本出願人による予備動物実験は、幾つかの心周期にわたって維持されるこのような間欠的閉塞が、心周期全体の心筋の作業負荷及び壁応力を減少させ、心筋酸素消費量を減少させ、収縮機能を改善することを示している。
【０１０３】
次に、図４Ａを参照しながら、本開示の好ましいシステム３０について説明する。システム３０は、流動制限部材３２を間欠的に作動させるようにプログラムされるコントローラ３３に接続される流動制限部材３２を有するカテーテル３１を含む。以下に説明するように、システム３０は任意であるが、情報を、スマートフォン、ラップトップ、スマートウォッチ、またはタブレット、例えばカリフォルニア州クパティーノにあるＡｐｐｌｅ社から販売されているＡｐｐｌｅのｉＰｈｏｎｅ（登録商標）５もしくはｉＰａｄ（登録商標）のような従来のコンピューティングデバイス４５と互いに双方向に転送するように構成することができ、コンピューティングデバイス４５に、コントローラ３３と通信する、及び／又はコントローラ３３を制御するための特殊用途アプリケーションがインストールされている。
【０１０４】
好ましくは、カテーテル３１は、ＳＶＣ（上大静脈）内に留置されるように構成される遠位部分３４を有する可撓性チューブを含む。遠位部分３４は、使用時に、患者の上大静脈１２（図１Ｂ参照）内に留置されて右心房１４に流入する血流を選択的に阻害する流動制限部材３２を含む。この実施形態では、流動制限部材３２は、例えば血管内留置を可能にする収縮状態と拡開展開状態との間で移行することができるバルーンを備える。流動制限部材３２は好ましくは、流動制限部材３２が、ＳＶＣ内の流れを拡開状態で部分閉塞する、または完全閉塞するようにサイズ設定され、かつ形状設定される。カテーテル３１は、駆動機構３６（例えば、モータ、ポンプ）を収容するコントローラ３３に近位端３５で連結されて、流動制限部材３２、機構３６を駆動する信号を制御するようにプログラムされるプロセッサ３７、心拍数または血圧のような患者の生理的パラメータを監視する任意のセンサ４２を作動させる。
【０１０５】
コントローラ３３は、膨張媒体４８（例えば、ガスまたは流体）の供給源を含むことができ、駆動機構３６は、プロセッサ３７からのコマンドに応答して、膨張媒体を供給源と流動制限部材３２との間で移送することができる。流動制限部材３２が膨張媒体で膨張すると、流動制限部材３２は、ＳＶＣ内を流れる静脈血流を部分閉塞する、または完全閉塞し；膨張媒体が引き抜かれると、流動制限部材３２が収縮して閉塞を解除することにより、血流がＳＶＣ内を再び流れることができる。流動制限部材３２はバルーンとすることができ、当該バルーンは好ましくは、弾性的材料または半弾性的材料、例えばバルーンの膨張の度合いを調整してＳＶＣの部分閉塞または完全閉塞を所望の度合いで行なうことができるナイロンを含む。また、カテーテル３１は、カテーテル３１の近位端がコントローラ３３に連結されると流動制限部材３２のみを膨張させて閉塞を行なうことができるという点で、部分的に外部に位置しているときにフェイルセーフ設計となっている。近位端３５におけるこのような迅速締結解除継手４０は、カテーテルをコントローラ３３から迅速に締結解除することにより洗浄及び／又は緊急処置を可能にする。
【０１０６】
コントローラ３３は、電源３９（例えば、バッテリ）を更に含むことが好ましく、電源３９は、プロセッサ３７、駆動機構３６、及びデータ転送回路センサ３８を動作させるために必要な電力を供給する。コントローラ３３は、コントローラ３３を患者の着衣の下の装具に装着できるようなサイズ及び重量に設定されて、システムを患者が歩行しながら使用することができるか、またはコントローラ３３を患者の体内に植え込むことができるようになっている。以下に本明細書において説明するように、プロセッサ３７は、コントローラ３３を動作させるコンピュータソフトウェアを格納するメモリ４１を含む。コントローラ３３は、患者の体内の適切な部位に、例えば鎖骨下の皮下に埋め込まれるように構成することができる。このような実施形態では、埋め込み可能なコントローラは、外部コントローラ、例えばコンピューティングデバイス４５またはシステム特有のデバイスと双方向通信するように構成される。外部コントローラを使用して、埋め込み可能なコントローラのバッテリを、例えば各コントローラ内の、または各コントローラに連結されるそれぞれの誘導コイルを介して充電することができ、患者の歩行運動から得られる検出パラメータを表わすデータを受信することができ、検出パラメータとして、心拍数、血流速度、血液量、心臓への血液充満圧を含む圧力を挙げることができる。
【０１０７】
１つの実施形態では、データ転送回路３８は、例えばカテーテル３１に配置される外部センサからの入力を監視し、当該信号をプロセッサ３７に供給する。プロセッサ３７をプログラムして、入力をデータ転送回路３８から受信し、流動制限部材３２が拡開状態に維持されている時間区間を調整する、または流動制限部材３２によって引き起こされる閉塞の度合いを調整する。したがって、例えばカテーテル３１は、カテーテルの遠位領域３４内に配置される任意のセンサ４２を有することによりパラメータ、例えば心拍数、血流速度、血液量、心臓への血液充満圧及び中心静脈圧を含む圧力を測定することができる。センサ４２の出力はコントローラ３３のデータ転送回路３８に中継され、データ転送回路３８が、出力がプロセッサ３７に供給される前に、入力信号を前処理する、例えばセンサ４２の出力を間引いてデジタル化する。プロセッサ３７に供給される信号は、流動制限部材の有効性の評価を、例えば閉塞時及び開存時の静脈圧の低下を表示することにより可能にし、当該信号を使用して、患者または臨床医が、どの度合いの閉塞が静脈血還流を患者の鬱血の重篤度に基づいて調節するために必要であるかを判断することができる。また、センサ４３を流動制限部材３２の近位側のカテーテル３１に取り込んでパラメータ、例えば心拍数、血流速度、血液量、心臓への血液充満圧及び中心静脈圧を含む圧力を測定することができる。センサ４３を使用して、部材３２によって引き起こされる閉塞の度合いを、例えば流動制限部材の両端の圧力低下を監視することにより決定することができる。
【０１０８】
別の例として、カテーテル３１は、患者の心拍数を検出する電極４４を含むことができる。ＳＶＣの閉塞が患者の歩行運動に応じて維持されている時間区間を調整することが望ましいと予測され、この調整後の時間区間が通常、検出生理学的パラメータ（群）、例えば心拍数、血流速度、血液量、心臓への血液充満圧及び／又は中心静脈圧を含む圧力により患者の血行動態に反映されることになる。したがって、電極４４は、信号をデータ転送回路３８に供給し、データ転送回路３８が今度は、プロセッサ３７が実行するプログラムルーチンにより使用される当該信号を処理する。例えば、閉塞が、初期のシステムセットアップ中にプログラムされた時間にわたって維持されて、患者が静止していることを反映する場合、例えば流動制限部材が５秒間にわたって展開され、次に、再び拡開する前に２秒間にわたって解放される場合、閉塞時間区間を４秒間以上の時間に短くすることが望ましく、この閉塞時間区間は、心拍数、血流速度、血液量、所定の閾値を上回るか、または下回る心臓への血液充満圧及び／又は中心静脈圧を含む圧力の変化により検出される患者の肉体運動の度合いによって異なる。別の構成として、プロセッサ３７をプログラムして、ＳＶＣの部分閉塞または完全閉塞をカテーテルの初期埋め込み時に決定された事前設定数の心周期にわたって維持するようにしてもよい。また、血行動態のようなデータ転送回路３８に供給されるセンサ入力を使用して流動制限部材のデューティサイクルを、患者について検出される運動の度合いに応じて調整することができる。また、所定の閉塞時間区間に対する調整を行なった後に、プロセッサ３７をプログラムして、ＳＶＣの部分閉塞または完全閉塞を、事前設定数の心周期にわたって維持することができる。
【０１０９】
データ転送回路３８は、データの双方向転送を、例えば無線回路を取り入れてデータをコントローラ３３から外部ユニットに転送することにより行なって表示する、見直す、または調整するように構成することもできる。例えば、データ転送回路はブルートゥース（登録商標）回路を含むことができ、ブルートゥース（登録商標）回路によりコントローラ３３は、患者のコンピューティングデバイス４５と通信することができる。このようにして、コントローラは、システムの機能に関する情報をコンピューティングデバイス４５に直接送信することにより、不可欠な生理学的パラメータまたはシステムパラメータを適切に構成されるモバイルアプリケーションを使用して表示することができる。また、患者は、コンピューティングデバイス４５の画面に表示されるデータを見直して、彼または彼女が、医療支援を受けて機能不全を解消する、またはシステムパラメータを調整する必要があるかどうかを判断することができる。更に、コンピューティングデバイス４５に常駐するモバイルアプリケーションは、アラートを臨床医監視サービスに対して携帯電話ネットワークを介して自動的に開始するように構成することができる。
【０１１０】
任意であるが、データ転送回路３８は、データをコンピューティングデバイス４５上の他のモバイルアプリケーションから受信することと、それに従って、本発明のシステムのコスト及び複雑さを低減させることとを同期するように構成することができる。例えば、生理学的パラメータをリアルタイムで測定する市場モニターであるカリフォルニア州サンフランシスコにあるＦｉｔｂｉｔ社、肉体運動及び心拍数を測定するＣｈａｒｇｅ  ＨＲリストバンドモニターのような多くのサードパーティベンダーが存在する。本開示の１つの態様によれば、データ転送回路３８をプログラムして入力をこのようなサードパーティモニターから、コンピューティングデバイス４５に繋がる無線通信を介して受信することができ、当該プロセッサ３７をプログラムして、駆動機構３６の作動を当該入力に応じて制御することができる。この実施形態では、カテーテルは、任意のセンサ４２、センサ４３、または電極４４を含む必要がないので、カテーテル３１及び継手４０の構成を大幅に簡単にすることができる。
【０１１１】
カテーテル３１は、流動制限部材３２をＳＶＣ内に固定するように構成されるアンカー部材４６を含むことができる。アンカー部材４６は、収縮可能であることにより収縮状態で送り込むことができ、送達器具、例えばシースから解放されると拡開可能である。アンカー部材４６は、カテーテルに流動制限部材３２の近位側または遠位側で連結することができる、及び／又は流動制限部材３２に連結することができる。図４Ａに示されるシステムは、効果的なこととして、患者の心臓伸縮性を図２Ａに示される健康な範囲のＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線に変化させることができる。
【０１１２】
次に、図４Ｂを参照するに、コントローラ３３は、患者の体内の適切な部位に植え込まれるものとして図示されている。図４Ｂに示すように、外部電源４７は、埋め込み可能なコントローラの電源３９（例えば、バッテリ）を充電するように構成することができる。例えば、外部電源４７は、電源３９をそれぞれの誘導コイルを介して経皮充電することができる。外部電源４７は、患者が着用する着衣または装具と一体に設けるようにしてもよい。詳細には、外部電源４７は、外部電源４７を受け入れるように構成されるポケット内に、または保持具内に収納するようにしてもよい。衣類または装具を患者が着用すると、ポケットまたは保持具は、外部電源４７をバッテリ３９に極めて近接して収納して効率的に経皮充電することができるように設計される。１つよりも多くの外部電源４７を衣類と一体に設けて余分な電力を供給することができる。１つ以上の外部電源は、衣類または装具と恒久的に一体に設けることができる、もしくは衣服または装具と着脱可能に係合させて、各外部電源を個々に取り外して、個々に取り付けることができるようにする。例えば、図４Ｂに示すように、２つの外部電源４７は、ベスト６４の特殊デザインポケットと一体に設けることができる。ベスト６４は、ベスト６４に装着されるワイヤ６６を含むことにより、２つの外部電源の間の電気通信を可能にする。
【０１１３】
電源４７はアラートを、利用可能な電源電圧が特定の電力量閾値に達するか、または特定の電力量閾値を下回るときに発することができる。例えば、電源４７は、視覚インジケータ及び／又は聴覚インジケータを有することにより、警告を患者または介護者に向けて発することができる。視覚インジケータは、電源４７の表面に埋め込まれるＬＥＤ点灯システムまたはたディスプレイとすることができ、ＬＥＤ点灯システムまたはたディスプレイは、利用可能な電源電圧に関する情報を視覚的に表示する。聴覚インジケータは、電源４７に埋め込まれるスピーカとすることができ、スピーカは、利用可能な電源電圧が所定の閾値に達するとアラートを鳴動させる。電源４７の利用可能な電源電圧が所定の閾値に達したことを示す信号を更に、または別の構成として、外部デバイス、例えばコンピューティングデバイス４５に、及び／又はコントローラ３３に直接送信することができ、次にコントローラ３３から外部デバイス、例えばコンピューティングデバイス４５に送信することができ、コンピューティングデバイス４５をプログラムして、視覚アラートまたは聴覚アラートを開始することができる。更に別の電源４７は、電力を電源３９に、１次電源が電力を使い切ったときに供給して、確実に電力を電源３９に継続的に供給することができるようにする。電源４７は、データをプロセッサ３７から経皮的に送信して、経皮的に受信するメモリを備えるプロセッサを含むことができる。電源４７のプロセッサを使用して、プロセッサ３７を再プログラムすることができる、及び／又は動作パラメータに関する情報を格納することにより、外部デバイス、例えばコンピューティングデバイス４５が後でダウンロードすることができる。
【０１１４】
各外部電源４７は、図４Ｃに示す壁電源コンセントまたは充電台６５に電気接続される状態で収納されて、外部電源を充電することができる。充電台６５は、壁電源コンセントに電気接続されるようにすることができ、１つ以上の外部電源４７を同時に充電するように構成することができる。電源３９を所定の電源に継続的に接続することができるためには、外部電源４７をベストから定期的に取り外して充電して、少なくとも１つの外部電源４７が電源３９に、他の外部電源４７が充電台６５で充電されている間に電気接続されるようにする。また、本システムが市販の心拍数モニター及びスマートフォン及び／又はタブレットとインターフェースをとることを可能にすることによって、本システムは、コストの低減及び複雑さの低減の両方を提供する。
【０１１５】
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、カテーテル３１’の好ましい実施形態について説明するが、カテーテル３１’は、アンカー部材が変更されていることを除き、図４Ａ及び図４Ｂのカテーテル３１と同様に構成される。流動制限部材３２  ’が拡開完全閉塞状態である図５Ａに示すように、かつ流動制限部材３２  ’が収縮状態である図５Ｂに示すように、カテーテル３１’は、半径方向に拡開するアンカーアーム４９を含むことができる。アンカーアーム４９は、例えば送達シースから剥き出しになると、半径方向に拡開して、上大静脈１２の内壁に接触して流動制限部材３２  ’を上大静脈１２内に固定するように構成される。
【０１１６】
次に、図６を参照しながら、閉塞部がワイヤバスケットを含むことができる別の実施形態が説明される。流動制限部材５０は、ニッケル−チタンまたはステンレススチールのような生体適合性材料により形成することができ、軸線方向または螺旋状に延びる複数のワイヤ５１を含み、これらのワイヤ５１は、圧縮されると、付勢されて半径方向外側に拡開する。流動制限部材５０は好ましくは、生体適合性被膜を含むことにより、生体適合性被膜が、ＳＶＣに流入する流れを拡開状態で部分閉塞するか、または完全閉塞するようになる。ワイヤ５１は、遠位端５２で操作用ワイヤ５４の遠位端５３に連結することができ、リング５５に近位端５６で取り付けることができる。リング５５は、操作用ワイヤ５４上を摺動するように配置されて、操作用ワイヤ５４がシース５７に対して近位方向に引っ張られると（図５Ａ及び図５Ｂ参照）、ワイヤ５１が半径方向外側に拡開する。図５Ｂに示すように、所定の力が操作用ワイヤ５４の近位端に駆動機構３６から加わると、操作用ワイヤ５４はカテーテルのシース５７に対して近位方向に後退し；流動制限部材５０を当該流動制限部材の拡開展開状態に移行させる。これとは異なり、駆動機構３６が非作動状態になると、ワイヤ５１から加わるバネ力により、操作用ワイヤ５４を近位方向に引っ張るので、ワイヤ５１を当該ワイヤの非圧縮変形状態に戻すことができ、操作用ワイヤ５４に対してほぼ平坦に横たわるようになる。上述したように、流動制限部材５０は、「フェイルセーフ」設計を取り入れているので、流動制限部材は、カテーテル３１が駆動機構３６から連結解除されると、図５Ａに示す倒壊収縮状態に再びなる。この実施形態では、駆動機構３６はモータとすることができ、当該モータは、リニアモータ、ロータリーモータ、ソレノイドピストン、またはワイヤモータとすることができる。
【０１１７】
流動制限部材５０は、カテーテル３１がコントローラ３３から接続解除されると流動制限部材を収縮位置に付勢し、カテーテルがコントローラ３３に連結されて、プロセッサが駆動機構３６に流動制限部材を拡開する信号を出力したときにのみ、流動制限部材５０を拡開展開状態に移行させることができるように構成することができる。
【０１１８】
次に、図７を参照するに、カテーテル３１は好ましくは、少なくとも３つのルーメン６０，６１，６２を含む。ルーメン６０は、膨張ルーメンとして使用することができる、及び／又は流動制限部材３２／５０とコントローラ３３の駆動機構３６との間に延びる操作用ワイヤ５４を送り込むために使用することができる。ルーメン６１により、任意のセンサ４２，４３または電極が、データ転送回路３８及び任意のルーメン６２と連通することができることにより、薬物（例えば、薬剤）を心臓に送り込むことができる。
【０１１９】
動作状態では、流動制限部材３２／５０を備えるカテーテル３１が患者の鎖骨下静脈内に挿入され、患者のＳＶＣに、例えば右心房の入口の近位側の位置に誘導される（図１Ａ参照）。この技術分野で公知の手術法を用いて、流動制限部材３２／５０を患者の所望の静脈部位に挿入して固定することができる。器具の適切な位置決めは、例えば血管超音波を用いて確認することができる。別の構成として、流動制限部材３２／５０を、蛍光透視または超音波誘導のもとで頸静脈にまたはさらには末梢静脈にも挿入して、ＳＶＣに誘導することができる。
【０１２０】
一旦、カテーテル３１及び流動制限部材３２／５０が所望の部位に位置決めされると、コントローラ３３は所定のプロセスを開始し、このプロセスでは、閉塞部材が拡開及び収縮して、ＳＶＣ内に流れ込む血流が、間欠的に閉塞され、再び流れるようになる。流動制限部材が血流を阻害する度合いは、流動制限部材が半径方向に、かつ更に閉塞の時間区間にわたって、例えば心臓が拍動する回数にわたって拡開する度合いを調整することにより調節することができる。例えば、幾つかの実施形態では、流動制限部材は、ＳＶＣ内に流れ込む血流をいずれの部位でも、最小５０％〜最大１００％の範囲で阻害することができる。血流インピーダンスは、この技術分野において公知の方法を用いて、例えば圧力の低下、圧力の変動の低下、を測定することにより確認するか、または超音波を用いて視覚的に確認することができる。
【０１２１】
本開示の１つの態様によれば、コントローラ３３は、メモリ４１に格納されるソフトウェアを含み、ソフトウェアは、流動制限部材３２／５０の連続的な拡開及び収縮のタイミング及び持続時間を制御する。上述のように、プロセッサ３７により実行されるプログラムルーチンは入力として、患者の心周期を使用することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ソフトウェアは、流動制限部材３２／５０を作動させて、ＳＶＣの部分閉塞または完全閉塞を複数の心周期、例えば被験者の４回以上の連続する心拍数にわたって維持するように構成することができる。コントローラ３３は、入力として、患者の心電図（ＥＣＧ）を表わす電極４４の出力を、データ転送回路３８を介して受け入れることができる、または別の構成として、コントローラ３３は、このような入力を、患者のスマートフォン上で実行されるサードパーティ心拍数アプリケーションから無線で受信することができるので、プロセッサ３７上で実行されるソフトウェアは、システム３０から供給される閉塞の時間区間及び／又は度合いを患者の心拍数に応じて調整することができる。したがって、例えば患者が肉体運動している場合、流動制限部材により引き起こされる閉塞の期間または度合いを減少させて、酸素を摂取した血液を患者の上肢に、より迅速に補充することができる。それとは異なり、心拍数が、患者が運動していないことを表わしている場合、ＳＶＣの閉塞の度合いを高めて、心臓に加わる静止時の作業負荷を低減させることができる。別の構成として、または更に、システム３０は、入力を、任意のセンサ４２及び４３、または患者の血圧を表わす血圧計カフのようなサードパーティアプリケーション及びデバイスにより測定される値を、データ転送回路３８を介して受け入れて、コントローラ３３が、ＳＶＣ内を流れる流れを患者の血圧に応じて調節することができる。
【０１２２】
コントローラ３３をプログラムして、流動制限部材に指示して、検出パラメータが所定範囲から外れると、及び／又は所定閾値を上回るか、または下回ると拡開させることができる。例えば、コントローラ３３は、流動制限部材に指示して、右心房（「ＲＡ」）圧が任意のセンサ４２及び／又は４３により所定範囲に、例えば１５〜３０ｍｍＨｇ、１８〜３０ｍｍＨｇ、２０〜３０ｍｍＨｇ、２０〜２５ｍｍＨｇに収まることが検出されると、または所定閾値、例えば１５ｍｍＨｇ、１８ｍｍＨｇ、２０ｍｍＨｇ、２２ｍｍＨｇ、２５ｍｍＨｇ、３０ｍｍＨｇを上回ることが検出されると、拡開させることができる。別の例として、コントローラ３３は、流動制限部材に指示して、平均肺動脈（「ＰＡ」）圧が任意のセンサ４２及び／又は４３により所定範囲に、例えば１５〜３０ｍｍＨｇ、１８〜３０ｍｍＨｇ、２０〜３０ｍｍＨｇ、２０〜２５ｍｍＨｇに収まることが検出されると、または所定閾値、例えば１５ｍｍＨｇ、１８ｍｍＨｇ、２０ｍｍＨｇ、２２ｍｍＨｇ、２５ｍｍＨｇ、３０ｍｍＨｇを上回ることが検出されると、拡開させることができる。所定範囲及び／又は所定閾値は、患者固有とすることができ、コントローラ３３は、個々の患者についてプログラムすることができ、再プログラムすることができる。
【０１２３】
次に、図８〜図１０を参照しながら、ＳＶＣを閉塞するために使用されるのに適する静脈内の流動制限部材の別の形態について説明する。この技術分野の当業者には明らかなことであるが、図４〜図６は、円筒形の流動制限部材を示しているが、他の形状を用いてもよい。また、図８〜図１０のアンカー部材を用いた場合について例示されていないが、アンカー部材を取り入れてもよい。図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、及び図１０Ａ、図１０Ｂの各対の図面には、対で提示される図面は、各流動制限部材が、流動制限部材が血流を大きく阻害することがない倒壊収縮状態（図８Ａ、図９Ａ、及び図１０Ａ）と、流動制限部材が、ＳＶＣ内を流れる血流を部分閉塞する、または完全閉塞する拡開展開状態（図８Ｂ、図９Ｂ、及び図１０Ｂ）と、を有することを示している。
【０１２４】
具体的には、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、カテーテル７０は、遠位端７２に取り付けられるバルーン７１を含む。バルーン７１は、円形ボール形状を有するものとして示されている。
【０１２５】
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照するに、カテーテル８０は、生体適合性材料（例えば、ベリリウム）により形成され、かつ先細り円錐形状を有するばね式プラグ８２を含む流動制限部材８１を含む。ばね式プラグ８２は、当該ばね式プラグの倒壊収縮状態で、カテーテル８０の遠位端８４に配置されるシース８３内に捕捉される。更に詳細には、円錐形プラグ８２の頂点は、シース８３の近位端８５に隣接して位置決めされる。カテーテル８０を送り込んでいる間、ばね式プラグ８２は、シース８３内に当該ばね式プラグの低姿勢状態で捕捉されて、血流がＳＶＣ内に流入することができる。ばね式プラグ８２を拡開するために、力を、操作用ワイヤ８６を介して加えて、プラグ８２をシース８３から引き出す。前の実施形態の場合、近位方向の力を操作用ワイヤ８６の近位端から取り除くと、プラグ８１がシース８３内に戻る方向に付勢されて、流動制限部材８２が当該流動制限部材の倒壊収縮状態に、コントローラ３３から接続解除される場合に保持される。
【０１２６】
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、カテーテル９０は、ばね式プラグ９２の形態を採る閉塞器具９１の更に別の実施形態を示している。ばね式プラグ９２は、図９Ａ及び図９Ｂのプラグ８２と同様であり、先細り円錐形状を有し、カテーテル９０の遠位端９４に配置されるシース９３内に装着される。遠位方向の力が、駆動機構３６からカテーテル９０の近位端に加わると、ばね式プラグ９２がシース９４の遠位端から押し出され、拡開してＳＶＣを閉塞する。遠位方向の力が取り除かれると、ばね式プラグ９２は後退して当該ばね式プラグの倒壊収縮状態になってシース９４内に収納されるようになるので、血液がＳＶＣ内を殆ど阻害されることなく流れることができる。
【０１２７】
本出願人は、動物実験が、本ＳＶＣ閉塞システムの方法に従って構成及び動作されるシステムが、心不全を治療する既知のＩＶＣシステムに優る大きな利益を提供するという知見を得ている。心筋梗塞の１週間後のブタモデルに対して実行された予備動物実験が、以下に記載されている。
【０１２８】
図１１を参照するに、前述の公開済のＣｅｄｅｎｏ特許出願に示唆されるように、下大静脈（ＩＶＣ）の完全閉塞後のブタモデルの幾つかの連続する心拍数にわたるＬＶ圧及びＬＶ容積の変化が示されている。詳細には、ＩＶＣは、約３０秒にわたって完全閉塞され、その間、左心室拡張末期圧（ヒステリシスループの右下隅に対応する）及び左心室収縮期圧（ヒステリシスループの左上隅に対応する）が、各連続する心拍数中に減少した。ＬＶ圧は、一旦、ＩＶＣ閉塞が解除されると、閉塞前のレベルまで急速に増加した（すなわち圧力及び容積トレースの最初の半分と類似する）。Ｃｅｄｅｎｏによって提案されるＩＶＣ閉塞療法は、収縮期圧を低減するため、療法は、収縮期中の駆出率の低減につながり、患者にとって潜在的に危険な結果を伴い得る。また、ＩＶＣの閉塞は、腎静脈及び肝静脈の鬱血をもたらし得、これにより、鬱血性心不全に伴うことが多い合併症をもたらし、改善させるのではなく、悪化させ得る。
【０１２９】
図１２を参照するに、本開示の原理に従って記載されるように、上大静脈（ＳＶＣ）の部分閉塞後のブタモデルの幾つかの連続する心拍数にわたるＬＶ圧及びＬＶ容積の変化が示されている。詳細には、ＳＶＣは、約３０秒にわたって部分閉塞され、その間、左心室拡張末期圧（ヒステリシスループの右下隅に対応する）は、減少した一方、左心室収縮期圧（ヒステリシスループの左上隅に対応する）は、各連続する心拍数中に実質的に変化しないままであった。ＬＶ圧は、一旦、ＳＶＣ閉塞が解除されると、閉塞前のレベルまで急速に増加した（すなわち圧力及び容積トレースの最初の半分と類似する）。好都合なことに、ＳＶＣを部分閉塞する本開示の方法は、収縮期中の駆出率に殆どまたは全く影響を及ぼさないように見えるが、拡張期中に心室内の壁応力を低減する。更に、以下により詳細に説明するように、ＳＶＣの閉塞は、患者によって十分に許容され、腎静脈または肝静脈の鬱血に寄与せず、肝不全及び腎不全を含む鬱血性心不全に伴うことが多い合併症を悪化させないであろう。
【０１３０】
図１３〜図１４は、本開示の原理に従って、圧力が、心不全を治療中のブタの上大静脈（ＳＶＣ）の閉塞時及び上大静脈の解放時の左心室容積及び右心室容積のそれぞれの心室容積とともに変化する様子を示すグラフである。これらのグラフに示されるように、ＳＶＣ閉塞により、左心室（ＬＶ）容積が大幅に減少し（２４０ｍＬから２２０ｍＬに）、ＬＶ拡張期圧が低下した（２５ｍｍＨｇから１０ｍｍＨｇに）。ＳＶＣ閉塞は更に、ＬＶ収縮期圧の低下を伴なった（９４ｍｍＨｇから９０ｍｍＨｇに）。ＳＶＣ閉塞は更に、右心室（ＲＶ）容量の減少（２３０ｍＬから２１０ｍＬに）、拡張期圧の低下（１２ｍｍＨｇから４ｍｍＨｇに）、及びＲＶ収縮期圧の低下（２７ｍｍＨｇから１６ｍｍＨｇに）を伴なった。好都合なことに、本明細書に記載されるシステム及び方法によるＳＶＣ閉塞により、全身血圧（ＬＶ収縮期圧）に悪影響を与えることなく、両心室の容積が減少して、拡張期（血液充満）圧が低下する。これらの知見は、ＳＶＣ閉塞は、両心室の相互作用に大きな有益な影響を及ぼす可能性があるので、両方の心室への拡張期の血液充満圧を低下させることにより、心室コンプライアンスを改善することができ、したがって、心室への血液充満圧を改善することができ、その結果、１回拍出量及び心拍出量が増加し、これが、心不全の患者を治療する際の主たる目的である。
【０１３１】
図１５は、被験ブタに対する本開示の原理による上大静脈（ＳＶＣ）閉塞により心機能が改善することを示すグラフを含んでいる。これらのグラフはそれぞれ、下大静脈（ＩＶＣ）部分閉塞（各グラフの左側）とＳＶＣ完全閉塞（各グラフの右側）を比較した結果を示している。これらのグラフは、測定後の左心室（ＬＶ）１回拍出量、心拍出量、ＬＶ収縮性、ＬＶ拡張期圧、ＬＶ収縮期圧、及び収縮末期容積を示している。
【０１３２】
図１６は、３匹の被験ブタに対する本開示の原理によるＳＶＣ閉塞が、収縮期血圧に悪影響を及ぼすことがないことを示すグラフである。これらのグラフは、ＩＶＣ完全閉塞（各検討結果の左側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ収縮末期圧（ｍｍＨｇ）とＳＶＣ完全閉塞（各検討結果の右柱状グラフ）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ収縮末期圧（ｍｍＨｇ）を比較した結果を示している。ＩＶＣ閉塞と比較して、ＳＶＣ閉塞の場合のＬＶ収縮末期圧の低下が小さい。
【０１３３】
図１７は、３匹の被験ブタに対する本開示の原理によるＳＶＣ閉塞が、ＬＶ拡張期充満圧に悪影響を及ぼすことがないことを示すグラフである。グラフは、ＩＶＣ完全閉塞（各検討結果の左側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ拡張末期圧（ｍｍＨｇ）とＳＶＣ完全閉塞（各検討結果の右側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ拡張末期圧（ｍｍＨｇ）を比較した結果を示している。ＩＶＣ閉塞と比較して、ＳＶＣ閉塞の場合のＬＶ拡張末期圧の低下が小さい。
【０１３４】
図１８は、３匹の被験ブタに対する本開示の原理によるＳＶＣ閉塞により、ＬＶ１回拍出量が改善することを示すグラフである。グラフは、ＩＶＣ完全閉塞（各検討結果の左側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ１回拍出量（ｍＬ／拍数）とＳＶＣ完全閉塞（各検討結果の右側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ１回拍出量（ｍＬ／拍数）を比較した結果を示している。ＩＶＣ閉塞時のＬＶ１回拍出量が減少しているのと比較して、ＳＶＣ閉塞の場合のＬＶ１回拍出量が増加している。
【０１３５】
図１９は、３匹の被験ブタに対する本開示の原理によるＳＶＣ閉塞により、ＬＶ収縮性が改善する様子を示すグラフである。グラフは、ＩＶＣ完全閉塞（各検討結果の左側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ収縮性（ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）とＳＶＣ完全閉塞（各検討結果の右側）の場合の大静脈完全閉塞（１分間）ＬＶ収縮性（ｍｍＨｇ／ｓｅｃ）を比較した結果を示している。ＩＶＣ閉塞時のＬＶ収縮性が低下しているのと比較して、ＳＶＣ閉塞の場合のＬＶ収縮性が高くなっている。
【０１３６】
図２０は、ＩＶＣ閉塞（左上）の場合のＬＶ総容積及びＬＶ圧、ＩＶＣ閉塞（右上）の場合のＲＶ総容積及びＲＶ（右心室）圧、ＳＶＣ閉塞（左下）の場合のＬＶ総容積及びＬＶ圧、及びＳＶＣ閉塞（右下）の場合のＲＶ総容積及びＲＶ圧を示す４つのグラフである。図２０は、ＩＶＣ閉塞と比較して、ＳＶＣ閉塞により、ＬＶ拡張期圧及びＲＶ拡張期圧を、ＬＶ収縮期圧を大きく低下させることなく大幅に低下させることができることを示している。
【０１３７】
図２１は、ＩＶＣ閉塞（左側のグラフ）の場合の被験ブタについて測定された肺動脈圧及び腎静脈圧、及びＳＶＣ閉塞（右側のグラフ）の場合の被験ブタについて測定された肺動脈圧及び腎静脈圧を示す２つのグラフである。ライン１００が、ＩＶＣ閉塞の場合の測定後の肺動脈圧を示しているのに対し、ライン１０２は、ＩＶＣ閉塞の場合の測定後の腎静脈圧を示している。ライン１０４が、ＳＶＣ閉塞の場合の測定後の肺動脈圧を示しているのに対し、ライン１０６は、ＳＶＣ閉塞の場合の測定後の腎静脈圧を示している。最大腎静脈圧が、ＩＶＣ閉塞の場合に２２ｍｍＨｇとして測定されるのに対し、最大腎静脈圧は、ＳＶＣ閉塞の場合に７ｍｍＨｇとして測定される。図２１は、ＩＶＣ閉塞と比較して、ＳＶＣ閉塞により、腎静脈圧を高くすることなく肺動脈圧を低下させることができることを示している。
【０１３８】
図２２は、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞を受けさせるブタについて測定される左鎖骨下静脈圧及び腎静脈圧を示すグラフである。ライン１０８が、ＳＶＣ閉塞の場合の測定後の左鎖骨下静脈圧を示しているのに対し、ライン１１０は、ＳＶＣ閉塞の場合の測定後の腎静脈圧を示している。左鎖骨下静脈圧について測定される変化は、ＳＶＣ閉塞時に５ｍｍＨｇ〜１２ｍｍＨｇである。図２２は、近位左鎖骨下静脈圧が、ＳＶＣ閉塞時にノミナルに高くなることを示している。
【０１３９】
種々の閉塞期間にわたってブタモデルに対して実行された更に別の動物実験の結果が、図２３Ａ〜２６Ｃに示されている。次に、図２３Ａ〜２３Ｄを参照しながら、ブタモデルでの継続的ＳＶＣ閉塞の１分間エピソードの萎み時間中のそれぞれ左心室拡張末期圧、左心室収縮末期圧、左心室容積、及び心室１回心仕事の臨床圧力変化が示されている。詳細には、コントローラは、流動制限部材に１分間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞させ、次いで、１秒間にわたって収縮させる、例えば萎ませるようにプログラムされた。図２３Ａ〜２３Ｄに示されるように、１分間ＳＶＣ閉塞は、萎み時間後に心室容積の定常状態低減をもたらすために十分ではない場合がある。
【０１４０】
次に、図２４Ａ〜２４Ｄを参照しながら、ブタモデルでの継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソードの萎み時間中のそれぞれ左心室拡張末期圧、左心室収縮末期圧、左心室容積、及び心室１回心仕事の臨床圧力変化が示されている。詳細には、コントローラは、流動制限部材に５分間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞させ、次いで、１秒間にわたって収縮させる、例えば萎ませるようにプログラムされた。図２４Ａ〜２４Ｄに示されるように、心室容積は、５分間ＳＶＣ閉塞の結果として、萎み時間後に明確な定常状態低減に到達した。
【０１４１】
次に、図２５Ａ〜２５Ｄを参照しながら、ブタモデルでの継続的ＳＶＣ閉塞の１０分間エピソードの萎み時間中のそれぞれ左心室拡張末期圧、左心室収縮末期圧、左心室容積、及び心室１回心仕事の臨床圧力変化が示されている。詳細には、コントローラは、流動制限部材に１０分間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞させ、次いで、１秒間にわたって収縮させる、例えば萎ませるようにプログラムされた。図２５Ａ〜２５Ｄの図２４Ａ〜２４Ｄとの比較によって、５分間ＳＶＣ閉塞に優る１０分間ＳＶＣ閉塞の利点は、本モデルでは大きくない。したがって、患者安全性を考慮して、５分間ＳＶＣ閉塞が、図２６Ａ〜２６Ｃを参照して以下に記載されるＴｕｆｔｓ  ＩＲＢ承認プロトコルのような初期臨床研究中に使用されたが、被験ヒトにおける１０分間閉塞が、図２８Ａ〜Ｂに関して以下により詳細に記載されている。
【０１４２】
動物実験に促されて、本出願人は、予備ヒト試験を実行し、本ＳＶＣ閉塞システムの方法に従って構成及び動作されるシステムが大きな利益を提供することを観察した。図２６Ａ〜２６Ｃは、Ｔｕｆｔｓ  ＩＲＢ承認プロトコルに登録された３人のヒト患者の継続的ＳＶＣ閉塞の５分間エピソード中に観察された臨床圧力変化を示している。詳細には、３人の患者は、急性神経及び心臓監視及び３０日神経評価を伴う５分間の継続的ＳＶＣ閉塞を受けた（表１）。
【表１】
2021500166.tif 000003
【０１４３】
図２６Ａ〜２６Ｃから、及び表１において観察され得るように、肺毛細血管楔入圧（ＰＣＷＰ）、肺動脈圧、及び右心房圧は、ＳＶＣ閉塞の５分間エピソード中に大きく変化し、バルーンの解放後に残留効果を及ぼした。研究の結果として、全ての患者は、全ての血液充満圧、例えば毛細血管楔入圧（ＣＷＰ）及び平均肺動脈（ＰＡ）圧の低下があったため、血行動態的に利益を享受した。より鬱血した患者は、平均動脈圧（ＭＡＰ）の増加を経験したことが観察された。これらの血行動態変化の正味の効果は、心肺圧の低減及び腎臓を含む重要な器官を灌流する全身圧の増加である。
【０１４４】
前述の予備ブタ及びヒト結果に促されて、本出願人は、２人の新しい患者に加えて、図２６Ａ〜２６Ｃに関して上述される試験の対象であった３人の患者に対して更に別の試験を実施した。それぞれ心不全を伴う５人のヒト患者は、上述されるＳＶＣ閉塞システムを受けさせられた。詳細には、５人の患者は、５分間の継続的ＳＶＣ閉塞を受けた。５人の患者のベースラインパラメータが、以下の表２に示されている。第３の患者の２のニューヨーク心臓病学会（ＮＹＨＡ）機能分類が最低であった。第３の患者の結果は、ＳＶＣ閉塞システムの適用が好ましくは、レベル３及びそれを上回る心不全のＮＹＨＡ機能分類を伴う患者に使用され得ることを示唆している。
【表２】
2021500166.tif 000004
【０１４５】
図２７Ａ〜２７Ｅは、閉塞中及びその後の５人の患者のそれぞれのベースライン測定値からの収縮期圧（ＳＰ）、拡張期圧（ＤＰ）、平均動脈圧（ＭＡＰ）、平均肺動脈（ＭＰＡ）圧、及び肺毛細血管楔入圧（ＰＣＷＰ）の変化を示している。図２７Ａ〜２７Ｄでは、収縮期圧（ＳＰ）、拡張期圧（ＤＰ）、平均動脈圧（ＭＡＰ）、及び平均肺動脈（ＭＰＡ）圧の変化は、５分間の閉塞中に１分毎に示されている。図２７Ｅでは、肺毛細血管楔入圧（ＰＣＷＰ）の変化は、５分間の閉塞時及び閉塞後に示されている。
【０１４６】
収縮期圧の変化は、図２７Ａに示されている。図２７Ａに示されるように、第１、第２、及び第５の患者は、概して、閉塞中にＳＰの増加を経験した一方、第３及び第４の患者は、概して、収縮期圧の減少を経験した。拡張期圧の変化は、図２７Ｂに示されている。図２７Ｂに示されるように、ＳＶＣ閉塞中の拡張期圧は、概して、患者１、２、及び５に関して増加し、概して、患者３及び４に関して減少した。
【０１４７】
平均心房圧の変化は、図２７Ｃに示されている。図２７Ｃに示されるように、平均動脈圧は、概して、患者１、２、及び５に関してＳＶＣ閉塞中に増加し、概して、患者３及び４に関して減少した。平均肺動脈圧の変化は、図２７Ｄに示されている。図２７Ｄに示されるように、平均肺動脈圧は、患者毎にＳＶＣ閉塞中に減少したが、４分目における第４の患者のデータポイントがないことに留意されたい。肺毛細血管楔入圧（ＰＣＷＰ）の変化は、図２７Ｅにおいて、５分において、及び解放後に示されている。図２７Ｅに示されるように、肺毛細血管楔入圧は、５分のＳＶＣ閉塞において全ての患者に関して減少し、閉塞中の患者毎の血液充満圧の低下を示している。
【０１４８】
図２６Ａ〜２６Ｃに関して説明する研究において観察されたように、図２７Ａ〜２７Ｅに示された研究は、血液充満圧、例えば毛細血管楔入圧（ＣＷＰ）及び平均肺動脈（ＰＡ）圧の低下が存在し、更に、図２６Ａ〜２６Ｃに関して上述される研究のように、より鬱血した患者は、概して、平均動脈圧（ＭＡＰ）の増加を経験したため、全ての５人の患者が血行動態的に利益を享受したことを示した。また、多くの場合、患者のうちの少なくとも一部は、オクルーダの解放後に残留効果を有していた。
【０１４９】
次に、図２８Ａ〜２８Ｂを参照しながら、図２５Ａ〜２５Ｄに関して上述される研究と同様に、本出願人はまた、被験ヒトに対する延長されたＳＶＣ閉塞の効果を研究した。詳細には、コントローラは、ＳＶＣ流動制限部材に１０分間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞させるようにプログラムされた。１０分間の閉塞に先立って、ＳＶＣは、５分の期間にわたって閉塞され、次いで、５分の期間にわたって静止することを可能にされた。閉塞前（すなわち５分間の静止後）のベースライン測定値からの平均肺動脈圧の変化及び平均心房動脈圧の変化が、閉塞から１〜１０分の各分において、及び解放後に測定された。図２８Ａ〜Ｂに示されるように、５分間の閉塞中に観察された効果は、「心肺除負荷」の効果のいかなる減少も伴わずに１０分間の閉塞期間全体を通して持続した。
【０１５０】
図２８Ａは、平均肺動脈圧の変化を示している。図２８Ａに示されるように、平均肺動脈圧は、閉塞全体を通して減少し、閉塞の最後の２分の間にその最低レベルにまで到達した。図２８Ｂは、閉塞中の平均動脈圧変化の変化を示している。図２８Ｂに示されるように、平均動脈圧は、概して、閉塞中に減少したが、これは、変動し、１分目においてベースライン測定値を上回って上昇し、次いで、４分目及び５分目において再び上回って上昇した。
【０１５１】
次に、図２９を参照しながら、本出願人はまた、更なる心筋リモデリング及び変性の阻止または逆転をもたらす連続する閉塞期間にわたって本開示のシステム及び方法の使用を伴うより広範な試験を実施した。詳細には、成体の雄ブタが、１２０分にわたって左前下行枝（ＬＡＤ）を閉塞することによって心臓発作を受けさせられ、閉塞された動脈の再開放が続いた。次いで、ＳＶＣ閉塞の繰り返しサイクルが、実施され、５分間にわたってＳＶＣを閉塞し、３０分にわたって閉塞器具を萎ませた。繰り返しサイクルは、１８時間にわたって繰り返され、実施された。ＳＶＣ閉塞の各サイクル後、心拍出量が測定された。図２９は、ＳＶＣ閉塞の繰り返しサイクルの結果を示している。
【０１５２】
図２９に示されるように、心拍出量は、ＬＡＤ梗塞後であるが、ＳＶＣ閉塞治療前にその最低点にあった。１時間の治療後、心拍出量は、ベースラインレベルまで戻った。心拍出量は、１時間の治療から１８時間の治療まで徐々に増加し続け、１８時間において最大心拍出量に到達した。これらの知見は、急性心臓損傷後、ＳＶＣを間欠的に閉塞し、その後、閉塞を中止すること（すなわち回復）によって機械的に低減されている心臓圧力及び容積（すなわち除負荷）が心筋を調節し、運動及び静止の期間を可能にし得ることを初めて示唆している。このように、繰り返しサイクルは、静止が続くインターバルトレーニング高強度ワークアウト（例えばスプリント）に似ている。繰り返しサイクルは、心臓を強化し、心拍出量及び機能を改善する。閉塞対静止の比率が１０：１（５分オン、３０秒オフ）であるが、他の比率も、有益な結果をもたらすであろうことを理解されたい。例えば、５〜２０分の閉塞対１０〜１００秒の静止の比率範囲が、有益であり得る。更に、最大で１時間の９５％までＳＶＣを閉塞することが有益であり得ることを理解されたい。したがって、本明細書に記載されるＳＶＣ閉塞システムは、別の構成として、または更に、梗塞からの心臓への損傷を梗塞後に治療し、心筋除負荷を介して回復を強化するために使用されることができる。
【０１５３】
上述のように、本明細書に記載されるＳＶＣ閉塞システムは、別の構成として、または更に、ＳＶＣの閉塞が肺動脈の圧力の低減をもたらし得るため、肺高血圧症を治療するために使用されることができる。心不全は、肺高血圧症の一般的原因であるが、肺高血圧症は、原発性肺疾患によって引き起こされる可能性がある。ＳＶＣ閉塞システムは、肺高血圧症の原因が心不全であるかどうかにかかわらず、肺高血圧症を治療するために使用され得ることを理解されたい。
【０１５４】
次に、図３０を参照しながら、本出願人は、心不全による肺高血圧症を伴う５人の患者におけるＳＶＣ閉塞システムの埋め込みが、肺動脈収縮期圧（ＰＡＳＰ）の大きな低減をもたらすことを観察した。患者は、５分間のＳＶＣ閉塞を受けさせられ、心臓圧力及び容積を機械的に低減（すなわち負荷を除去）された。図３０に示されるように、ＳＶＣ閉塞は、５０ｍｍＨｇを上回る高いＰＡＳＰとして定義される、中程度の肺高血圧症のレベルを下回ってＰＡＳＰを大きく低減した。したがって、本明細書に記載されるＳＶＣ閉塞システムは、肺高血圧症を治療するために埋め込まれることができる。図２６Ｂならびに図２７Ｄに関して上述したように、本出願人はまた、ＳＶＣ閉塞システムの埋め込みが各患者の平均肺動脈圧の減少をもたらすことを観察した。
【０１５５】
前述の動物及びヒト試験で観察された利益は、連続するＳＶＣ閉塞が、限定ではないが、心臓発作、心筋炎、弁膜不全、容積過負荷、または鬱血性心不全による急性心不全、及び多くの他の急性または慢性心臓損傷を含む、任意の心臓損傷を治療するために使用され得ることを示唆している。１つの例では、本明細書に記載されるＳＶＣ閉塞システムは、心不全のシステムを急性的に、例えば急性処置設定で阻止するか、または逆転させることにより、図２Ａに示されるＦｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌｉｎｇ曲線を健康な患者を表すライン７に向けて変化させるために使用されることができる。このように、患者は、増加した心臓性能の即時の改善を確認し、一連の治療全体を通して心筋機能の更なる継続的改善を確認するであろう。本システムの効果を延長させるために、ＳＶＣ閉塞システムは、長期使用のために患者内に埋め込まれることができる。本明細書に記載されるＳＶＣ閉塞システムは、患者によって継続的に、かつベッドに限定されるのではなく、歩行設定において埋め込まれる、または装着されることができるため、患者は、急性処置と比較して、はるかに長い期間にわたって本システムの利益を受けることができる。
【０１５６】
図３１は、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞が一連の疾患にわたって変化することが予測される様子の予測的例である。例えば、主要な利益は、より良好な患者血行動態、より早い回復、及び患者の入院日数（ＬＯＳ）の減少を含む。経時的に、ＳＶＣ閉塞は、疾患の進行を大きく遅らせることができる。
【０１５７】
次に、図３２を参照しながら、別の流動制限部材が示されている。ＳＶＣの閉塞の１つの所望されない効果は、閉塞器具の上流の静脈血圧の増加である。高い頭部静脈圧は、種々の不要な効果につながり得ることが周知である。流動制限部材の上流の過剰な圧力蓄積のこのリスクを低減するために、リリーフ弁が、図３３に示されるように、流動制限部材に一体に設けられ、ＳＶＣから右心房への流体流動を可能にすることができる。リリーフ弁は、一方向性であり、右心房の方向における血流のみを可能にすることができる。リリーフ弁は好ましくは、３０〜６０ｍｍＨｇのＳＶＣ内の圧力において開放するように構成される。しかしながら、リリーフ弁は、ＳＶＣ内の他の圧力において開放するように設計及び構成され得ることを理解されたい。
【０１５８】
図３２に示される流動制限部材は、図４Ａ−４Ｂに示されるシステムと類似するシステムと併用されることができる。図３２に示されるように、流動制限部材は、円筒形流動制限部材１１２とすることができる。円筒形流動制限部材１１２は、流体をカテーテルから円筒形バルーン１１３に送り込むことによって膨張及び萎まされ得る円筒形バルーン１１３を含むことができる。流動制限部材１１２は、ＳＶＣ内にフィットするようにサイズ設定及び構成することができ、ＳＶＣの内壁の輪郭に共形化することができる。流動制限部材１１２は、カテーテル上でＳＶＣに送り込まれることができる。円筒形バルーン１１３は、萎み構成においてＳＶＣに導入されることができる。ＳＶＣに到着することに応じて、円筒形バルーン１１３は、ＳＶＣ内の血流を遮断または制限するように膨張されることができる。
【０１５９】
円筒形バルーン１１３は、円筒形バルーン１１３が膨張されるときに内部ルーメン１１４を画定することができる。リリーフ弁１１５が開放し、円筒形バルーン１１３が膨張されているとき、血液は、円筒形バルーン１１３を通過することができる。内部ルーメン１１４は、円筒形バルーン１１３の一方の端部から他方まで延びることができる。内部ルーメン１１４は、全体を通して一貫した円筒形形状を有し得るが、円筒形バルーン１１３及び内部ルーメン１１４の両方のサイズ及び形状は、変動し得ることを理解されたい。また、内部ルーメン１１４は、バルーンの中心と整合される必要はなく、非円形形状を採用することさえできる。
【０１６０】
次に、図３３を参照しながら、円筒形流動制限部材１１２の切欠図が示されている。図３３に示されるように、リリーフ弁１１５が、中心ルーメン１１４内の円筒形バルーン１１３の内壁に連結されることができる。リリーフ弁１１５は、中心ルーメン１１４を介した血流を遮断するように協働する単一の流動遮断部材または複数の流動遮断部材（例えば複数の可撓性弁尖）を含むことができる。リリーフ弁１１５は、円筒形流動制限部材１１２の中心に連結されることができる、または別の構成として、円筒形流動制限部材１１２の上流もしくは下流端部に近接して、またはそれに配置されることができる。例えば、リリーフ弁１１５は、患者の右心房から最も遠い円筒形流動制限部材１１２の上流端部に配置されることができる。この構成は、リリーフ弁１１５が中心ルーメン１１４の中心または下流領域内に配置される場合に起こり得る、中心ルーメン１１４内の血液の貯留または血液の淀んだ柱を回避することができる。
【０１６１】
閉鎖位置において図３３に示されるリリーフ弁１１５は、ある圧力において開放するように設計されることができる。例えば、リリーフ弁１１５は、３０〜４０ｍｍＨｇの圧力において開放するように設計されることができる。しかしながら、他の圧力もまた望ましくあり得ることを理解されたい。リリーフ弁１１５が開放するように設計される圧力を下回ると、リリーフ弁１１５は、中心ルーメン１１４を介する流体流動を遮断することができる。リリーフ弁１１５が開放するように設計される圧力を上回ると、リリーフ弁１１５は、内部ルーメン１１４を介した血液の通過を可能にすることにより、頭部静脈圧を低減することができる。
【０１６２】
リリーフ弁１１５は、限定ではないが、エラストマ、剛性または可撓性ポリマー、金属、及びそれらの任意の組み合わせを含む、任意の適切な生体適合性材料から構成することができる。リリーフ弁１１５の機能性は、弁の材料及び設計（すなわち弾性、剛性、厚さ）のみに依存し得る、及び／又は機械的、電気的、及び／又は磁気的特徴によって示されることができる。弁が流体が流れることを可能にする閾値は、弁設計によって事前決定されてもよい、及び／又は機械的に調整可能であり得る。
【０１６３】
次に、図３４Ａ及び３４Ｂを参照しながら、２つの異なるリリーフ弁設計が、円筒形流動制限部材１１２の内部ルーメン１１４内に示されている。図３４Ａに示されるバイナリリリーフ弁１１６は、所与の力が印加されるときに略開放位置まで迅速に移行するまで略閉鎖位置を維持する。リリーフ弁１１６が閉鎖位置から開放位置に移行する力は好ましくは、３０〜６０ｍｍＨｇであるが、この圧力は、任意の圧力であり得ることを理解されたい。バイナリ（すなわちオン／オフ）機能性を達成するために、バイナリリリーフ弁は、所与の力に応答して移行するように設計される切り欠き区分を含むことができる。開放し、流体が通過することを可能にすることにより、圧力を解放することに応じて、材料の弾性または他の機械的特徴は、バイナリリリーフ弁１１６を閉鎖位置に反跳させることができる。このバイナリ機能性は、種々の他の設計を使用して、及び／又は他の材料を組み込むことによって達成され得ることを理解されたい。例えば、図３８Ａ〜Ｂのリリーフ弁１３２もまた、バイナリ機能性を達成することができる。
【０１６４】
図３４Ｂに示されるような漸進的リリーフ弁１１７は、圧力の増加とともに徐々に開放するように設計される。この機能性は、例えば、弁尖が円筒形バルーン１１３の内壁から内部ルーメン１１４の中心に向かって移動するにつれて一定の厚さまたは漸進的により薄い断面を有する弁尖によって達成されることができる。しかしながら、圧力の増加に応答して流体流動の増加を漸進的に可能にする任意の弁設計が、漸進的リリーフ弁として使用され得ることを理解されたい。
【０１６５】
次に、図３５を参照しながら、円筒形流動制限部材１１２の上面図が示されている。閉鎖位置においてここで示されるリリーフ弁１１５は、圧力がある閾値を下回ったままである限り、円筒形バルーン１１３の内部ルーメンを介した血流を防止する。４つの可撓性弁尖またはフラップを有するリリーフ弁設計が示されるが、より少ない／より多い弁尖を伴う弁を含む、円筒形バルーン１１３の内部ルーメン１１４内に連結され得る任意のリリーフ弁設計が使用されることができる。
【０１６６】
次に、図３６Ａ及び３６Ｂを参照しながら、円筒形流動制限部材１１２の上面図が示されている。図３６Ａは、図３４Ａにも示される、その開放位置におけるバイナリリリーフ弁１１６を示している。図３６Ｂは、図３４Ｂにも示される、部分的開放位置における漸進的リリーフ弁１１７を示している。上述したように、バイナリリリーフ弁１１６は、その設定圧力に到達することに応じて、略開放位置に開放するように設計される。一方、漸進的リリーフ弁１１７は、圧力がある閾値を上回って増加するにつれて徐々に開放するように設計される。
【０１６７】
次に、図３７Ａ及び３７Ｂを参照しながら、円筒形バルーン１１３の周囲にステント１１８を設置することが望ましくあり得る。ステント１１８は、例えば、電気信号の受信機及び送信機の両方としての役割を果たすことができる。このような使用は、限定ではないが、ＥＣＧリード線としての役割を果たすこと、自律アクティビティに関する信号を放出すること、及び神経調節信号を受信することを含む。ステント１１８は、自己拡張することができ、導電性材料から作製されることができる。ステント１１８は、円筒形流動制限部材１１２に一体に設けられることができる、及び／又は円筒形流動制限部材１１２に可撤式に連結されることができる。
【０１６８】
次に、図３８Ａ及び３８Ｂを参照しながら、円筒形流動制限部材１３０が示されている。これらの図に示されるように、円筒形流動制限部材１３０は、バルーンオクルーダ１３１及びリリーフ弁１３２を含み、両方が、ステント１１８に一体に設けられる。リリーフ弁１３２及びバルーンオクルーダ１３１は、ステント１１８内で相互に隣接して位置する。図３８Ａは、ＳＶＣ内の血流を閉塞する、その膨張位置における円筒形流動制限部材１３０を示している。図３８Ｂは、ＳＶＣを介する血流を可能にする、その萎み位置における閉塞器具を示している。図３８Ｂに示されるように、バルーンオクルーダ１３１は、リリーフ弁１３２に連結されることができ、萎むと、リリーフ弁１３２に向かって収縮することができる。リリーフ弁１３２は、ステント１１８にヒンジ接続されることができ、ある圧力がＳＶＣ内で達成されると、血流を可能にするように開放することができる。リリーフ弁１３２は、リリーフ弁に関して上述される技法、設計、及び材料のうちのいずれかを使用して構成することができる。
【０１６９】
次に、図３９Ａ及び３９Ｂを参照しながら、円筒形流動制限部材１３３が示されている。これらの図に示されるように、円筒形流動制限部材１３３は、円筒形バルーンオクルーダ１３４及びリリーフ弁１３５を含み、両方が、ステント１１８に一体に設けられる。円筒形バルーンオクルーダ１３４は、ステント１１８の形状に共形化するように膨張されることができる。図３９Ｂに示されるように、円筒形バルーンオクルーダ１３４は、外面の一部に沿ってステント１１８に連結される外面を有することができる。リリーフ弁１３５は、円筒形バルーンオクルーダ１３４に連結されることができる。円筒形バルーンオクルーダ１３４は、膨張されると、内部ルーメン１３６を画定することができ、それを通して、血液が、リリーフ弁１３５が開放している場合に通過することができる。
【０１７０】
図３９Ａは、膨張構成における円筒形バルーンオクルーダ１３４を伴う円筒形流動制限部材１３３を示している。膨張されると、円筒形バルーンオクルーダ１３４は、ＳＶＣ内の血流を制限する。円筒形バルーンオクルーダ１３４が膨張されると、リリーフ弁１３５は、ＳＶＣ内のいかなる過剰圧力も緩和するように要求に応じて開放することができる。図３９Ｂは、萎み構成における円筒形流動制限部材１３３を示している。萎むと、円筒形流動制限部材１３３は、ＳＶＣを介した血流を可能にする。萎み構成では、円筒形バルーンオクルーダ１３４は、サイズが低減し、円筒形バルーンオクルーダ１３４が連結されるステント壁の部分に向かって移動する。同様に、リリーフ弁１３５は、円筒形流動制限部材１３３が萎み構成にあるとき、ステント１１８に向かって移動する。萎んだときに低減されたサイズを有する円筒形バルーンオクルーダ１３４は、膨張されたバルーンオクルーダ１３４の周囲で、ステント１１８を介して血液が流れることを可能にする。
【０１７１】
次に、図４０Ａ及び４０Ｂを参照しながら、円筒形流動制限部材１３７が示されている。円筒形流動制限部材１３７は、ステント１１８と、リリーフ弁１３８と、を含む。図３２〜３９に示される閉塞器具と異なり、円筒形流動制限部材１３７は、バルーンを含んでいない。代わりに、リリーフ弁１３８は、図４０Ｂに示されるように、ステント１１８に直接連結されることができる。ステント１１８は、拡張可能ステントとすることができ、ＳＶＣの内壁に係留されることができる。リリーフ弁１３８は、図３２〜３９に関して上述されるリリーフ弁のうちのいずれかと類似する形態をとり、それと類似する特徴を有することができる。円筒形流動制限部材１３７は、ある閾値圧力がＳＶＣ内で達成されるまでＳＶＣ内の血流を全体的に排除することができ、その点で、リリーフ弁１３８は、ＳＶＣから右心房への血流を可能にするように開放することができる。
【０１７２】
次に、図４１を参照しながら、図３２の円筒形流動制限部材１１２が、フィルタ１２６に連結されて示されている。フィルタ１２６は、円筒形流動制限部材１１２の下流に設置されることができる。リリーフ弁１１５が閉鎖されると、血液は、円筒形バルーン１１３の中心ルーメン１１４内に貯留し、停滞した血液柱をもたらし、血栓症につながる可能性がある。リリーフ弁１１５が開放されると、血栓は、右心房に解放される可能性があり、これにより、深刻な問題を引き起こし、さらには死亡を引き起こす可能性がある。フィルタ１２６は、カテーテルによって直接か、または該当する場合、円筒形バルーン１１３、リリーフ弁１１５、またはステント１１８のような円筒形流動制限部材１１２の構造特徴によってのいずれかで支持されることができ、血栓を捕捉する役割を果たすことができる。例えば、フィルタ１２６は、図４１に示されるように、円筒形流動制限部材１１２の下流端部において円筒形バルーン１１３に連結されることができる。フィルタ１２６は、本明細書に記載される流動制限部材のうちのいずれかに一体に設けられ得ることを理解されたい。
【０１７３】
ＳＶＣが完全閉塞されているかどうか、またはＳＶＣが閉塞されている度合いを決定するために、患者の中に造影剤を注入するステップと、蛍光透視下で造影剤の移動を観察するステップと、を伴う伝統的方法が採用されることができる。別の構成として、圧力センサが、本明細書に説明するような閉塞バルーンに対して配置されることができ、圧力波形が、ＳＶＣが閉塞されているかどうかを決定するために分析されることができる。例えば、ＣａｒｄｉｏＭＥＭＳＴＭ  ＨＦ  Ｓｙｓｔｅｍ圧力センサが、Ａｂｂｏｔｔ（Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能である。圧力センサは、例えば、埋め込みコントローラと無線で通信することができる。圧力波形はまた、患者の血液充満圧、拡張期状態、及び／又は他の心臓状態もしくは兆候を決定するために分析されることができる。例えば、波形は、容積過負荷による三尖弁逆流を示す顕著な「Ｃ−Ｖ」波を検出するために分析されることができる。別の例では、波形は、完全心ブロック、心室頻脈（ＶＴ）、または肺高血圧症を示唆する「Ａ」波を検出することができる。本明細書に記載されるシステムは、波形を分析することによって診断監視ツールとして使用されることができ、本明細書に記載されるＳＶＣ閉塞技法を使用して、それに応じて応答することができる。
【０１７４】
図４２Ａは、圧力波形を生成し得る圧力センサ１４０を示している。圧力センサ１４０は、カテーテル３１に組み込まれることができ、閉塞バルーンの近位の部位に配置され、頸静脈圧（ＪＶＰ）を示す圧力測定値を提供することができる。圧力センサ１５６は任意であるが、閉塞バルーンの遠位のカテーテル３１に組み込まれることができる。図４２Ａに示されるシステムのユーザは、圧力センサ１４０からの波形読取値を監視し、波形が位相性から非位相性に変化するときを決定することができる。閉塞バルーンが萎まされると、圧力波形は、図４２Ｂの曲線１４１に示されるように、心拍数と同位相で変動するであろう。閉塞バルーンが膨張されると、圧力波形は、平坦になる。このように、ＳＶＣが閉塞されているかどうかが、造影剤を注入する必要性なく、かつ患者がカテーテル処置室に入る、またはＸ線を浴びることなく決定されることができる。また、圧力波形は、流動制限部材を作動させるとき、及び流動制限部材の作動を中止するときを決定するために使用されることができる。
【０１７５】
ＳＶＣの閉塞を決定するためにＸ線／蛍光透視を使用することに対する別の構成は、閉塞デバイスの対向する側上に２つの圧力センサを採用する。例えば、上述される図４Ａは、流動制限部材３２を含むカテーテル３１と、センサ４２と、センサ４３と、を有するシステムを示している。図４Ａに示されるように、センサ４２は、流動制限部材３２の遠位に配置され、センサ４３は、流動制限部材３２の近位に配置される。センサ４２及び４３は、圧力センサとすることができ、上述したように、例えば、流動制限部材３２を横断する圧力差を監視することによって、流動制限部材３２によって引き起こされる閉塞の程度を決定するために使用されることができる。圧力差値は、閉塞の量または度合いを示すことができる。また、圧力差は、流動制限部材を作動させるとき、及び流動制限部材の作動を中止するときを決定するために使用されることができる。
【０１７６】
図４Ａは、センサの１つの配列を示すが、センサの他の配列も、関連する情報を取得するために使用され得ることを理解されたい。図４３に示されるように、別のセンサ配列は、導入器シース１４４のような送達デバイスを介して患者の血管系の中に導入され得る、カテーテル３１を含む。カテーテル３１は好ましくは、ＳＶＣの中に延び、右心房を介して心臓に進入し、右心室の中に延び、肺動脈弁を介して肺動脈に進入する。センサ１４５、１４６、及び１４７は、カテーテル３１に沿って配置されることができて、センサ１４５は、流動制限部材３２内に配置され、流動制限部材３２内の圧力（すなわちバルーン圧力）を測定し、センサ１４６は、流動制限部材３２の遠位の、かつＳＶＣ内のカテーテル３１に沿って配置され、ＳＶＣまたは右心房圧を測定し、センサ１４７は、センサ１４６の遠位のカテーテル３１に沿って配置されて、センサ１４７は、肺動脈内に配置され、肺動脈圧を測定する。流動制限部材３２の上方または近位の圧力を測定するために、センサ１４８は、導入器シース１４４がＳＶＣに進入する、シース１４４の遠位端上に直接設置される、または別様にそれに組み込まれることができる。センサ１４８によって測定される圧力は、ＪＶＰを示す。カテーテル３１は、膨張ルーメン、作動ルーメンとして、及び／又はコントローラと流動制限部材３２及び／又はセンサ１４５、１４６、及び１４７との間の電気通信のために使用される、複数のルーメンを含むことができる。導入器シース１４４はまた、センサ１４８とコントローラとの間の電気通信のためのルーメンを含むことができる。
【０１７７】
次に、図４４を参照しながら、導入器シース１４４を含むさらに別の実施形態が記載されている。図４４に示される実施形態は、流動制限部材３２及びセンサ１４５及び１４６もまた導入器シース１４４に組み込まれることを除き、図４３のものと類似する。図４３に示される器具と同様に、センサ１４８は、流動制限部材３２の上方または近位に配置されることができ、ＪＶＰを示す流動制限部材３２の上方または近位の圧力を測定することができる。センサ１４５は、流動制限部材３２内に配置され、流動制限部材３２内の圧力（すなわちバルーン圧力）を測定する。センサ１４６は、流動制限部材３２の遠位にあり、ＳＶＣ内に配置される、導入器シース１４４の遠位端の近傍に配置され、ＳＶＣまたは右心房圧を測定する。また、図４３に示される器具と同様に、カテーテル３１は、導入器シース１４４を介して導入され、右心房を介して、かつ肺動脈の中に延びることができる。センサ１４７は好ましくは、カテーテル３１の遠位端に配置されて、これは、肺動脈内に配置され、肺動脈圧を測定する。導入器シース１４４は、膨張ルーメン、作動ルーメンとして、及び／又はコントローラと流動制限部材３２及び／又はセンサ１４５、１４６、及び１４８との間の電気通信のために使用される、複数のルーメンを含むことができる。カテーテル３１はまた、センサ１４７とコントローラとの間の電気通信のためのルーメンを含むことができる。
【０１７８】
図４４の実施形態では、流動制限部材３２は、カテーテル３１の存在と無関係に選択的に膨張及び萎まされることができる。流動制限部材３２及びセンサ１４５、１４６、及び１４８が導入器シース１４４上に配置される際、ＳＶＣを選択的に閉塞するための流動制限部材３２の膨張及び萎みを伴う療法用治療が、カテーテル３１の導入を伴わずに達成されることができる。更に、流動制限部材３２を横断する圧力差が、カテーテル３１が展開されているかどうかにかかわらず、センサ１４８及び１４６を使用して決定されることができる。
【０１７９】
次に、図４５を参照しながら、本開示の原理に従って構成されるＳＶＣ閉塞システムのさらに別の実施形態が記載されている。カテーテル３１は好ましくは、２つの閉塞バルーン、すなわち、奇静脈閉塞バルーン１４２と、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３と、を含む。センサ１２９、１３９、及び１４９はまた、カテーテル３１上に配置されることができて、センサ１２９は、奇静脈閉塞バルーン１４２の近位に配置され、奇静脈閉塞バルーン１４２の遠位の圧力を測定し、センサ１３９は、奇静脈閉塞バルーン１４２とＳＶＣ閉塞バルーン１４３との間に配置され、奇静脈閉塞バルーン１４２とＳＶＣ閉塞バルーン１４３との間の圧力を測定し、センサ１４９は、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３の遠位に配置され、ＳＶＣ閉塞バルーンの遠位の圧力を測定する。また、センサ１４５は、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３内に配置され、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３内の圧力（すなわちＳＶＣ閉塞バルーン圧力）を測定し、センサ１５５は、奇静脈閉塞バルーン１４２内に配置され、奇静脈閉塞バルーン１４２内の圧力（すなわち奇静脈閉塞バルーン圧力）を測定する。更に、奇静脈閉塞バルーン１４２及びＳＶＣ閉塞バルーン１４３を横断する圧力差が、それぞれ、センサ１２９及び１３９と１３９及び１４９とを使用して決定されることができる。圧力差値は、閉塞の量または度合いを示すことができる。
【０１８０】
奇静脈１６は、胸部の後部をＳＶＣの中に排出する。ＳＶＣが遮断されているとき、奇静脈は、右心房への別の経路を提供することにより、閉塞されたＳＶＣ血流を右心房に戻るように自然に短絡することができる。詳細には、ＳＶＣが奇静脈の起点の下方で閉塞されている場合、ＳＶＣの閉塞部分の上方に蓄積された圧力は、あるパーセンテージの静脈血を奇静脈を介して胸部の中に逆行させることができる。奇静脈閉塞バルーン１４２は、奇静脈に隣接してＳＶＣ内に配置されることができて、奇静脈閉塞バルーン１４２の膨張は、血流がＳＶＣから奇静脈に流入しないように制限または防止する。ＳＶＣ閉塞バルーン１４３は、奇静脈閉塞バルーン１４２の遠位の奇静脈の下方に配置されることができて、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３の膨張は、ＳＶＣを閉塞するが、奇静脈の中への血流を可能にする。カテーテル３１は、コントローラと奇静脈閉塞バルーン１４２及びＳＶＣ閉塞バルーン１４３との間の膨張ルーメン及び／又は作動ルーメンとして使用される、複数のルーメンを含むことができる。
【０１８１】
奇静脈閉塞バルーン１４２及びＳＶＣ閉塞バルーン１４３は、選択的かつ独立して膨張され、萎まされることができる。例えば、奇静脈閉塞バルーン１４２が萎まされることができる一方、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３が膨張されることができる、奇静脈閉塞バルーン１４２が膨張されることができる一方、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３が萎まされる、または両方のバルーンが同時に膨張される、もしくは萎まされることができる。奇静脈閉塞バルーン１４２及びＳＶＣ閉塞バルーン１４３はまた、望ましい右心房への逆流の量に応じて、完全または部分的に膨張されることができる。
【０１８２】
ＳＶＣ閉塞バルーン１４３が膨張され、奇静脈閉塞バルーン１４２が萎まされているとき、ＳＶＣは、ＳＶＣ閉塞バルーン１４３の上方で開放し、血液は、奇静脈を介して右心房に進行することを可能にされる。右心房への逆流を更に低減する（前負荷を更に低減する）ことが望ましい場合、奇静脈閉塞バルーン１４２は、膨張されることにより、奇静脈を閉塞し、これが自然な短絡として作用しないように防止することができる。
【０１８３】
本開示のシステム及び方法は、上記の例に記載されるように単独で、または心機能を補助するように構成される他の器具と組み合わせて使用されることができる。例えば、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞は、完全心臓支援または一時的補助のために使用されるかにかかわらず、大動脈内バルーンポンプ（「ＩＡＢＰ」）または経皮的もしくは外科手術左心室補助人工心臓（「ＬＶＡＤ」）、右心室補助人工心臓（「ＲＶＡＤ」）、または任意の他の心血管（すなわち心臓、静脈、動脈）ポンプのようなポンプと組み合わせて使用されることにより、それぞれ、心臓前負荷及び後負荷の同期または非同期（静脈及び動脈）除負荷を可能にすることができる。例えば、本開示の原理によるＳＶＣ閉塞は、図４９を参照して以下に更に詳細に説明するように、Ａｂｉｏｍｅｄ（登録商標）（Ｄａｎｖｅｒｓ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なＩｍｐｅｌｌａ（登録商標）心臓ポンプと組み合わせて使用されることができる。図４９及び５１〜５４は、例示的ＲＶＡＤ、ＬＶＡＤ、及びＩＡＢＰシステムと組み合わせられたＳＶＣ閉塞システムを示している。
【０１８４】
本開示のシステムはまた、両心室ペースメーカー及び神経調節器具のような他の器具に連結され得る。例えば、両心室ペースメーカーは、心機能を再同期するように設計され、ＳＶＣ閉塞が好ましくは、ＲＶ及びＬＶ相互作用を改変する場合、これにより、両心室ペーシングをより効率的にすることができる。同様に、ＳＶＣ閉塞療法は、神経調節器具と併せて使用されることができて、本システムは、遠心性迷走神経を刺激する際に大きな組み合わせられた作用を有することにより、神経調節器具の有効性を強化する。更なる潜在的用途が、患者がＬＶＡＤを装備された後に右心室不全を明らかにすることにあり得る。右心室への静脈還流の量を調整することによって、過負荷を低減することにより、右心室心筋を「調整」し、ＬＶＡＤによって駆出されている強化された静脈還流に耐えることが可能であり得る。
【０１８５】
流動制限部材３２が、ＳＶＣ内に配置され、ＳＶＣ内で膨張され、萎まされるものとして上述されるが、本明細書に記載されるようなＳＶＣの療法用閉塞は、別の構成として、ＳＶＣを選択的に拘束するためにＳＶＣの外部の周囲に巻着されるカフを使用して達成されることができる。次に、図４６を参照しながら、カフ１５０が、ＳＶＣの周囲に巻着されて示されている。図４７Ａ〜Ｄに更に示されるように、カフ１５０は、ストラップ１５１と、閉塞部材１５２と、係止部材１５３と、を含むことができる。閉塞部材１５２は、ストラップ１５１に組み込まれることができて、閉塞部材１５２は、図４７Ａに示されるストラップ１５１の外面及び図４７Ｂに示されるストラップ１５１の内面の両方から外向きに延びる。ストラップ１５１の内側または内面は、ＳＶＣに面する側であり、ストラップ１５１の外側または外面は、ＳＶＣから離れるように面する側である。
【０１８６】
ストラップ１５１は、形状が略長方形であり得る。係止部材１５３は、ストラップ１５１の１つの側をストラップ１５１の別の側に可撤式に取り付ける任意の周知のシステムとすることができる。例えば、ストラップ１５１は、カフ１５０をＳＶＣに堅く固着させる磁気係止部材を有することができる。空気ライン１５４が、一方の端部上で閉塞部材１５２に接続し、他方の端部上でコントローラに接続することができる。閉塞部材は好ましくは、弾性性質を有して、これは、空気ライン１５４が空気または他の流体を閉塞部材１５２に送り込むと膨張する。閉塞部材１５２は、膨張されると、ストラップ１５１の内側から外向きに拡開することができる。
【０１８７】
再び図４６を参照するに、カフ１５０のストラップ１５１は、ＳＶＣの周囲に巻着され、係止部材１５３を使用してＳＶＣ上に堅く係止されることができる。カフ１５０をＳＶＣ上で定位置に係止することに応じて、閉塞部材１５２は、空気ライン１５４を介して流体を送り込むことによって選択的に膨張され、したがって、ＳＶＣに向かって拡張されることができる。ストラップ１５１は、実質的に非弾性であるため、閉塞部材１５２の膨張は、閉塞部材１５２の拡張及びＳＶＣの圧縮をもたらすことにより、ＳＶＣを介した血流を制限するであろう。したがって、ＳＶＣの閉塞は、閉塞部材１５２が拡張し、ＳＶＣの中に侵入し、ＳＶＣを内向きに圧潰させるときに達成されることができる。したがって、閉塞部材１５２を選択的に萎ませ、膨張させることによって、本明細書に記載されるＳＶＣの治療用閉塞が達成されることができる。
【０１８８】
コントローラ３３が、流動制限部材３２に第１の所定の時間区間にわたってＳＶＣを少なくとも部分閉塞させ、次いで、第２の所定の時間区間、例えば少なくとも１秒、１分未満、または１〜３０秒にわたって収縮させる、例えば萎ませるようにプログラムされる。好ましくは、第１の所定の時間区間は、１分を上回る、２〜８分、または４〜６分である。例えば、第１の所定の時間区間は、５分±１分とすることができる。また、第１の所定の時間区間は好ましくは、第２の所定の時間区間を大きく上回って長い。例えば、第１の所定の時間区間は、第２の所定の時間区間よりも少なくとも５倍長い、少なくとも１０倍長い、少なくとも２０倍長い、または少なくとも３０倍長くあり得る。本明細書に記載される幾つかのデータでは、例えば、閉塞時間区間は、５分である一方、収縮時間区間は、１０秒である。幾つかの実施形態では、コントローラ３３は、流動制限部材３２に第１の所定の時間区間中にＳＶＣを完全閉塞させるようにプログラムされる。コントローラ３３は、一連の治療全体を通して多くのサイクルにわたって、流動制限部材３２を第１の所定の時間区間にわたる閉塞状態から、第２の所定の時間区間にわたる収縮状態に移行させるようにプログラムされることができる。本明細書に更に記載されるように、コントローラ３３は、自動的に（例えばセンサ（群）によって検出されるパラメータに応答して）及び／又はユーザ入力に応答して、流動制限部材３２に第１の所定の時間区間のタイミングを（例えば第３の所定の時間区間に）調整させる、及び／又は第２の所定の時間区間のタイミングを（例えば第４の所定の時間区間に）調整させるようにプログラムされることができる。当業者によって理解されるであろうように、時間区間の更なる調整が、一連の治療全体を通して行われることができる。
【０１８９】
次に、図４８を参照しながら、本開示の別の例示的システム３０’が記載されている。システム３０’は、システム３０と類似し、遠位部分３４上に配置される流動制限部材３２を有するカテーテル３１を含む。システム３０’は、カテーテル３１が近位端３５において外部コントローラシステム２００に可撤式に連結される点においてシステム３０と異なる。例えば、カテーテル３１は、病院訪問中にコントローラ３３から連結解除され、外部コントローラシステム２００に連結されることができ、臨床医は、流動制限部材３２の動作を直接監視及び調整することができる。カテーテル３１は、流動制限部材３２の遠位に、遠位部分３４上に配置される任意の遠位浮遊バルーン２０１を含むことがきる。図４８に示されるように、遠位浮遊バルーン２０１は、患者の肺動脈内に配置されることができる。
【０１９０】
外部コントローラシステム２００は、膨張源２０３及び外部コントローラ２０４に電気的に連結される、ディスプレイ２０２、例えばグラフィカルユーザインターフェースを含む。ディスプレイ２０２は、膨張源２０３及び外部コントローラ２０４と通信し、臨床医による見直しまたは調整のためのシステム３０’の機能に関する情報、例えば重要な生理学的もしくはシステムパラメータ、または外部コントローラ２０４によって生成されるアラートを表示する。臨床医は、ディスプレイ２０２上に表示されるデータを見直し、グラフィカルユーザインターフェースを介して機能不全を解消する、またはシステムパラメータを調整することができる。
【０１９１】
膨張源２０３は、流動制限部材３２を作動させる駆動機構、例えばモータ、ポンプを含む。膨張源２０３は更に、膨張媒体、例えばガスまたは流体の供給源を含み、駆動機構は、外部コントローラ２０４からのコマンドに応答して、流動制限部材コネクタ２０９を介して、膨張源２０３と流動制限部材３２との間で膨張媒体を移送することができる。また、カテーテル３１は、部分的に外部にあるとき、流動制限部材３２が、カテーテル３１の近位端が外部コントローラ２０４に連結されるときのみ閉塞を提供するように膨張されることができる点において、フェイルセーフ設計を提供する。近位端３５におけるこのような迅速締結解除連結は、洗浄及び／又は緊急事態のためにカテーテルが外部コントローラ２０４から迅速に締結解除されることを可能にする。
【０１９２】
外部コントローラ２０４は、膨張源２０３の駆動機構への信号を制御するようにプログラムされるプロセッサと、その上に命令を格納するメモリと、を含む。外部コントローラ２０４はまた、電源、例えばプロセッサ、膨張源２０３、及びディスプレイ２０２を動作させるために必要とされる電力を提供するバッテリを含む。別の構成として、外部コントローラ２０４は、電気エネルギーの供給源、例えば電気コンセントにプラグ接続される電気コードを介して電力を受電することができる。
【０１９３】
カテーテル３１は、膨張媒体、例えばガスまたは流体の供給源との流体連通のために近位端３５において遠位浮遊バルーンコネクタ２０５に連結されることができ、膨張媒体は、外部コントローラ２０４からのコマンドに応答して、膨張媒体の供給源と遠位浮遊バルーン２０１との間で移送されることにより、患者の肺動脈内に遠位浮遊バルーン２０１を係留することができる。カテーテル３１はまた、近位端３５において、温度を測定及び監視するために心拍出量（ＣＯ）モニターと通信するためのサーミスタコネクタ２０６に連結され、肺動脈圧を測定及び監視するためにＣＯモニターと通信するための肺動脈圧コネクタ２０７に連結されることができる。
【０１９４】
外部コントローラ２０４は、右心房圧を測定及び監視するために、右心房圧コネクタ２０８を介して近位端３５においてカテーテル３１に連結されることができる。外部コントローラ２０４はまた、膨張源２０３と流動制限部材３２との間で移送される膨張媒体の量、例えば流動制限部材３２内の圧力を測定及び監視するために、流動制限部材コネクタ２０９を介して近位端３５においてカテーテル３１に連結されることができる。外部コントローラ２０４はまた、シースサイドポートから来る頸静脈圧を測定及び監視するために頸静脈圧コネクタ２１０に連結されることができる。
【０１９５】
外部コントローラ２０４のプロセッサは、例えばカテーテル３１上に配置される外部センサからの入力を監視し、その信号をプロセッサに提供する、上述されるようなデータ転送回路を含むことができる。プロセッサは、データ転送回路から入力を受信し、流動制限部材３２が拡開状態で維持される時間区間を調整する、または流動制限部材３２によって引き起こされる閉塞の度合いを調整するようにプログラムされる。したがって、例えば、カテーテル３１は、カテーテルの遠位部分３４内に配置される１つ以上の任意のセンサを有し、パラメータ、例えば心拍数、血流速度、血液量、心臓への血液充満圧及び中心静脈圧を含む圧力を測定することができる。センサの出力は、外部コントローラ２０４のデータ転送回路に中継され、これは、プロセッサに供給される前に、入力信号を前処理し、例えばセンサの出力を間引いてデジタル化することができる。プロセッサに提供された信号は、例えば閉塞及び開存中の低減された静脈圧を示すことによって、流動制限部材３２の有効性の評価を可能にし、患者の鬱血の重症度に基づいて、静脈血還流を調節するために要求される閉塞の量を決定するために臨床医によって使用されることができる。当業者によって理解されるであろうように、システム３０’は、上述されるような流動制限部材及びセンサの任意の組み合わせを採用することができる。
【０１９６】
次に、図４９を参照しながら、経弁ＬＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムが記載されている。例えば、カテーテル３１の遠位部分３４に流動制限部材３２を有するＳＶＣ閉塞システム３０は、上述したように、ＳＶＣ内に配置され、ＳＶＣを少なくとも部分的に間欠的に閉塞することができ、ＬＶＡＤシステム２１１は、心臓の左側に配置され、完全な血行動態支援を提供することができる。１つの例では、ＬＶＡＤシステム２１１は、Ａｂｉｏｍｅｄ（登録商標）（Ｄａｎｖｅｒｓ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なＩｍｐｅｌｌａ  ＣＰ（登録商標）心臓ポンプである。ＬＶＡＤシステム２１１は、例えばカテーテル２１６の遠位部分上に配置される、流入端２１２、流出端２１３、インペラポンプ２１４、及びアンカー２１５を含む。例えば、アンカー２１５は、ピッグテールアンカーとすることができる。動作中、流入端２１２は、左心室内に配置され、流出端２１３は、上行大動脈内に配置される。インペラポンプ２１４が作動される際、左心室内の血液は、流入端２１２を介して送り出され、流出端２１３を介して大動脈の中に排出されることにより、血流の自然な経路を模倣し、左心室の負荷を除去し、冠動脈及び全身灌流を増加させる。例えば、インペラポンプ２１４は、最大５．０Ｌ／分の順方向血流を左心室から大動脈に送り込むことができる。当業者によって理解されるであろうように、任意の適切なポンプが使用されることができる。
【０１９７】
また、ＬＶＡＤシステム２１１は、カテーテル２１６に操作可能に連結され、ポンプ２１４を作動させ、血液を左心室から大動脈に送り出すことにより、左心室の負荷を除去し、冠動脈及び全身灌流を増加させるように構成される、コントローラ２１７を含む。コントローラ２１７及びコントローラ３３は、同一である、及び／又は同一の筐体ユニットに組み込まれることができ、単一のコントローラが、流動制限部材３２及びポンプ２１４に操作可能に連結される。コントローラ３３は、コントローラ２１７がポンプ２１４を作動させ、血液を左心室から大動脈に送り出すと同時に、流動制限部材３２を作動させ、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞することができる。
【０１９８】
図５０は、左心室（「ＬＶ」）総容積、すなわち、（１）ベースラインモデル、（２）ＬＶＡＤモデル、及び（３）ＬＶＡＤ＋ＳＶＣ閉塞システムモデルのＬＶ圧を実証する、動物モデルで取得された結果を提示している。モデル（３）をモデル（１）及び（２）と比較することから明白であるように、心臓前負荷（「ＣＰ」）及び左心室壁張力（「ＬＶＷＴ」）の低減が、経弁ＬＶＡＤ（Ａｂｉｏｍｅｄ（登録商標）（Ｄａｎｖｅｒｓ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なＩｍｐｅｌｌａ  ＣＰ（登録商標）心臓ポンプ）と組み合わせて本明細書に記載されるようなＳＶＣ閉塞システムの使用からもたらされ、ＬＶＡＤによって引き起こされる前負荷低減における改善された機能性及び効率を示す。また、経弁ＬＶＡＤは、十分な全身性心血管支援を達成しながらより低い送り出し速度において動作され、したがって、ＬＶＡＤに関する有害事象の潜在性を低減することができる。
【０１９９】
次に、図５１を参照しながら、経弁ＲＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムが記載されている。例えば、カテーテル３１の遠位部分３４に流動制限部材３２を有するＳＶＣ閉塞システム３０は、上述したように、ＳＶＣ内に配置され、ＳＶＣを少なくとも部分的に間欠的に閉塞することができ、ＲＶＡＤシステム２１８は、カテーテル３１上の流動制限部材３２の遠位に配置され、完全な血行動態支援を提供することができる。１つの例では、ＲＶＡＤシステム２１８は、Ａｂｉｏｍｅｄ（登録商標）（Ｄａｎｖｅｒｓ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なＩｍｐｅｌｌａ  ＲＰ（登録商標）心臓ポンプである。ＲＶＡＤシステム２１８は、例えばカテーテル２２３の遠位部分上に配置される、流入端２１９、流出端２２０、インペラポンプ２２１、及びアンカー２２２を含む。例えば、アンカー２２２は、ピッグテールアンカーであり得る。動作中、流出端２２０は、肺動脈内に配置され、流入端２１９は、流動制限部材３２の遠位のＳＶＣ内に配置される。インペラポンプ２２１が作動される際、ＳＶＣ内の血液は、流入端２１９を介して送り出され、流出端２２０を介して肺動脈の中に排出されることにより、血流の自然な経路を模倣し、右心室の負荷を除去する。例えば、インペラポンプ２２１は、最大５．０Ｌ／分の順方向血流をＳＶＣから肺動脈に送り込むことができる。当業者によって理解されるであろうように、任意の適切なポンプが使用されることができる。
【０２００】
また、コントローラ３３は、ＲＶＡＤシステム２１８に操作可能に連結され、ポンプ２２１を作動させ、血液をＳＶＣから肺動脈に送り出すことにより、右心室の負荷を除去するように構成ることができる。したがって、コントローラ３３は、同時に、流動制限部材３２を作動させ、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞し、ポンプ２２１を作動させ、血液をＳＶＣから肺動脈に送り出すことができる。
【０２０１】
次に、図５２を参照しながら、別の経弁ＲＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムが記載されている。例えば、カテーテル３１の遠位部分３４に流動制限部材３２を有するＳＶＣ閉塞システム３０は、上述したように、ＳＶＣ内に配置され、ＳＶＣを少なくとも部分的に間欠的に閉塞することができ、ＲＶＡＤシステム２１８は、心臓の右側に配置され、完全な血行動態支援を提供することができる。１つの例では、ＲＶＡＤシステム２１８は、Ａｂｉｏｍｅｄ（登録商標）（Ｄａｎｖｅｒｓ，  Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能なＩｍｐｅｌｌａ  ＣＰ（登録商標）心臓ポンプである。ＲＶＡＤシステム２１８は、例えばカテーテル２２３の遠位部分上に配置される、流入端２１９、流出端２２０、インペラポンプ２２１、及びアンカー２２２を含む。例えば、アンカー２２２は、ピッグテールアンカーとすることができる。動作中、流入端２１９は、下大静脈（ＩＶＣ）内に配置され、流出端２２０は、肺動脈内に配置される。インペラポンプ２２１が作動される際、ＩＶＣ内の血液は、流入端２１９を介して送り出され、流出端２２０を介して肺動脈の中に排出されることにより、血流の自然な経路を模倣し、右心室の負荷を除去する。例えば、インペラポンプ２２１は、最大５．０Ｌ／分の順方向血流をＩＶＣから肺動脈に送り込むことができる。当業者によって理解されるであろうように、任意の適切なポンプが使用されることができる。
【０２０２】
また、ＲＶＡＤシステム２１８は、カテーテル２２３に操作可能に連結され、ポンプ２２１を作動させ、血液をＩＶＣから肺動脈に送り出すことにより、右心室の負荷を除去するように構成される、コントローラ２２４を含む。コントローラ２２４及びコントローラ３３は、同一である、及び／又は同一の筐体ユニットに組み込まれることができ、単一のコントローラが、流動制限部材３２及びポンプ２２１に操作可能に連結される。コントローラ３３は、コントローラ２２４がポンプ２２１を作動させ、血液をＩＶＣから肺動脈に送り出すと同時に、流動制限部材３２を作動させ、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞することができる。
【０２０３】
次に、図５３を参照しながら、経心尖ＬＶＡＤと組み合わせたＳＶＣ閉塞システムが記載されている。例えば、カテーテル３１の遠位部分３４に流動制限部材３２を有するＳＶＣ閉塞システム３０は、上述したように、ＳＶＣ内に配置され、ＳＶＣを少なくとも部分的に間欠的に閉塞することができ、ＬＶＡＤシステム２２５は、心臓の左側に経心尖的に配置され、完全な血行動態支援を提供することができる。１つの例では、ＬＶＡＤシステム２２５は、ＨｅａｒｔＷａｒｅ，  Ｉｎｃ．（Ｍｉａｍｉ  Ｌａｋｅｓ，  Ｆｌｏｒｉｄａ）から入手可能なＨｅａｒｔＷａｒｅＴＭ  ＨＶＡＤＴＭ  Ｓｙｓｔｅｍである。ＬＶＡＤシステム２２５は、例えば左心室の頂点の近傍に埋め込まれる、流入端２２６、流出端２２７、及びポンプ２２８を含む。動作中、流入端２２６は、左心室内に配置され、流出端２２７は、上行大動脈内に配置される。ポンプ２２８が作動される際、左心室内の血液は、流入端２２６を介して送り出され、流出端２２７を介して大動脈の中に排出されることにより、血流の自然な経路を模倣し、左心室の負荷を除去し、冠動脈及び全身灌流を増加させる。当業者によって理解されるであろうように、任意の適切なポンプが使用されることができる。
【０２０４】
また、ＬＶＡＤシステム２２５は、ポンプ２２８に操作可能に連結され、ポンプ２２８を作動させ、血液を左心室から大動脈に送り出すように構成される、コントローラ２２９を含む。コントローラ２２９及びコントローラ３３は、同一である、及び／又は同一の筐体ユニットに組み込まれることができ、単一のコントローラが、流動制限部材３２及びポンプ２２８に操作可能に連結される。コントローラ３３は、コントローラ２２９がポンプ２２８を作動させ、血液を左心室から大動脈に送り出すと同時に、流動制限部材３２を作動させ、ＳＶＣを少なくとも部分閉塞することができる。
【０２０５】
次に、図５４を参照しながら、大動脈内バルーンポンプ（ＩＡＢＰ）と組み合わせたＳＶＣ閉塞システムが記載されている。例えば、カテーテル３１の遠位部分３４に流動制限部材３２を有するＳＶＣ閉塞システム３０は、上述したように、ＳＶＣ内に配置され、ＳＶＣを少なくとも部分的に間欠的に閉塞することができ、ＩＡＢＰ２３０は、下行大動脈に配置されることができる。ＩＡＢＰは、流動制限部材２３１と、流動制限部材２３１に連結されるカテーテル２３２と、を含むことができる。流動制限部材２３１は、例えば静脈内留置を可能にする収縮状態と拡張展開状態との間で移行することができるバルーンを備える。流動制限部材２３１は好ましくは、これが拡開状態において大動脈内の血流を部分または完全閉塞するようにサイズ設定され、かつ形状設定される。カテーテル２３２は、近位端においてコントローラ３３に連結されることができる。コントローラ３３は、流動制限部材３２及び流動制限部材２３１を独立して作動させる駆動機構３６を収容する。図５４に示されるように、流動制限部材２３１及び流動制限部材３２は、同一のコントローラに連結されることができ、単一のコントローラが、流動制限部材３２、流動制限部材２３１、及びポンプ２２１に操作可能に連結される。しかしながら、流動制限部材３２及び流動制限部材２３１は、異なるコントローラ及び／又は異なるポンプに連結され得ることを理解されたい。動作中、流動制限部材２３１は、下行大動脈内に配置され、間欠的に膨張し、萎むであろう。膨張は、拡張期と一致するようにタイミングをとられ、萎みは、収縮期と一致するようにタイミングをとられることができる。流動制限部材２３１が萎むにつれて、吸引効果が大動脈内に生成され、収縮期中に左心室から大動脈への血液の移送を促進する。
【０２０６】
ＳＶＣ閉塞システムのＶＡＤ、ＲＶＡＤ、またはＬＶＡＤとの組み合わせは、ＶＡＤの要求される流速を低減し、患者において同一の血行動態応答を達成することができる。これにより、ポンプの要求される速度を低下させることにより、より高い流速を生成するために要求されるポンプのより高い速度に伴う潜在的な合併症を低減するであろう。更に、ポンプの埋め込みに続くＳＶＣの間欠的閉塞は、ＬＶＡＤが動作速度まで引き上げられている間に右心室の負荷を除去することに役立つことができる。
【０２０７】
これまでの説明は、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を例示するものであり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図１Ａ】
2021500166.tif 000005
【図１Ｂ】
2021500166.tif 000006
【図２Ａ】
2021500166.tif 000007
【図２Ｂ】
2021500166.tif 000008
【図３】
2021500166.tif 000009
【図４Ａ】
2021500166.tif 000010
【図４Ｂ】
2021500166.tif 000011
【図４Ｃ】
2021500166.tif 000012
【図５Ａ】
2021500166.tif 000013
【図５Ｂ】
2021500166.tif 000014
【図６】
2021500166.tif 000015
【図７】
2021500166.tif 000016
【図８Ａ−８Ｂ】
2021500166.tif 000017
【図９Ａ−９Ｂ】
2021500166.tif 000018
【図１０Ａ−１０Ｂ】
2021500166.tif 000019
【図１１】
2021500166.tif 000020
【図１２】
2021500166.tif 000021
【図１３】
2021500166.tif 000022
【図１４】
2021500166.tif 000023
【図１５】
2021500166.tif 000024
【図１６】
2021500166.tif 000025
【図１７】
2021500166.tif 000026
【図１８】
2021500166.tif 000027
【図１９】
2021500166.tif 000028
【図２０】
2021500166.tif 000029
【図２１】
2021500166.tif 000030
【図２２】
2021500166.tif 000031
【図２３】
2021500166.tif 000032
【図２４】
2021500166.tif 000033
【図２５】
2021500166.tif 000034
【図２６】
2021500166.tif 000035
【図２７−１】
2021500166.tif 000036
【図２７−２】
2021500166.tif 000037
【図２８】
2021500166.tif 000038
【図２９】
2021500166.tif 000039
【図３０】
2021500166.tif 000040
【図３１】
2021500166.tif 000041
【図３２】
2021500166.tif 000042
【図３３】
2021500166.tif 000043
【図３４Ａ】
2021500166.tif 000044
【図３４Ｂ】
2021500166.tif 000045
【図３５】
2021500166.tif 000046
【図３６Ａ】
2021500166.tif 000047
【図３６Ｂ】
2021500166.tif 000048
【図３７Ａ】
2021500166.tif 000049
【図３７Ｂ】
2021500166.tif 000050
【図３８Ａ】
2021500166.tif 000051
【図３８Ｂ】
2021500166.tif 000052
【図３９Ａ】
2021500166.tif 000053
【図３９Ｂ】
2021500166.tif 000054
【図４０Ａ】
2021500166.tif 000055
【図４０Ｂ】
2021500166.tif 000056
【図４１】
2021500166.tif 000057
【図４２Ａ】
2021500166.tif 000058
【図４２Ｂ】
2021500166.tif 000059
【図４３】
2021500166.tif 000060
【図４４】
2021500166.tif 000061
【図４５】
2021500166.tif 000062
【図４６】
2021500166.tif 000063
【図４７Ａ】
2021500166.tif 000064
【図４７Ｂ】
2021500166.tif 000065
【図４７Ｃ】
2021500166.tif 000066
【図４７Ｄ】
2021500166.tif 000067
【図４８】
2021500166.tif 000068
【図４９】
2021500166.tif 000069
【図５０】
2021500166.tif 000070
【図５１】
2021500166.tif 000071
【図５２】
2021500166.tif 000072
【図５３】
2021500166.tif 000073
【図５４】
2021500166.tif 000074
【国際調査報告】
2021500166.tif 000075
2021500166.tif 000076
2021500166.tif 000077