(57)【要約】  急性腎障害、特に、造影剤誘発性急性腎障害を治療するためのカテーテルデバイス／システム及びその方法が本書では記載されている。そこでは、デバイスが、造影色素が腎臓に入ることを妨げかつ／又はそのカテーテルシステムにより腎臓の血流を増大させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤誘発性急性腎障害の治療またはリスクを低減するためのデバイスであって、
カテーテル、当該カテーテル上の位置表示手段、当該カテーテルに格納可能な流れを乱す手段からなり、
当該流れを乱す手段は、腎臓上部大動脈に配置され、血流の乱れを与えて、腎動脈に取り込まれる前に造影剤が希釈され、流が乱された血流が腎臓下部大動脈に分散して行くデバイス。
【請求項２】
前記位置表示手段が放射線不透過マーカであることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記流れを乱す手段が、トンネル膜で一部が覆われた円錐形状のワイヤーデバイスであることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記円錐形状のワイヤーデバイスは、血液が流れ込む遠位開口部を有していることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記遠位開口部が約５ｃｍから約１．５ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記遠位開口部が約４．５ｃｍから約１．７ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項７】
前記遠位開口部が約４．０ｃｍから約１．８ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項８】
前記遠位開口部が約３．５ｃｍから約１．８ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項９】
前記遠位開口部が約３．０ｃｍから約２．０ｃｍの直径を有することを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記円錐形状のワイヤーデバイスは、血液を通過させる近位開口部を有していることを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記近位開口部が前記開口部の直径の４分の１からが約４分の３の直径を有することを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記近位開口部が前記開口部の直径の約３分の１の直径を有することを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記ワイヤーデバイスは、円錐形状の構造を維持するために少なくとも３本のワイヤーからなることを特徴とする請求項３から請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記ワイヤーデバイスは、円錐形状の構造を維持するために４本から２４本のワイヤー、５本から２２本のワイヤー、６本から２０本のワイヤー、８本から１８本のワイヤーからなることを特徴とする請求項３から請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ワイヤーデバイスは、１０本のワイヤーからなることを特徴とする請求項３から請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記ワイヤーは超弾性材料より作られていることを特徴とする請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記超弾性材料は、ニッケルまたはチタンより作られていることを特徴とする請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記超弾性材料は、ニチノールより作られていることを特徴とする請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記乱す手段が、第１バルーンに取り付けられたトンネル膜により大動脈の内部にフィットするように取り付けられた第１バルーンであることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記トンネル膜には血流を減少させる傘形状の部品がさらにつけられていることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
【請求項２１】
前記トンネル膜には第１バルーンと比較してより小さい第２バルーンが取り付けられていることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
【請求項２２】
前記トンネル膜はポリテトラフルオロエテン、発泡ポリテトラフルオロエテン、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルブロックアミドの可撓性フィルムである請求項１から請求項２１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２３】
前記トンネル膜が発泡ポリテトラフルオロエテンの可撓性を有するフィルムであることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２４】
前記デバイスが生理食塩又は薬剤を注する注入チューブを有することを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２５】
前記薬剤が血管拡張薬であることを特徴とする請求項２４記載のデバイス。
【請求項２６】
前記血管拡張薬がフェノルドパムであることを特徴とする請求項２５記載のデバイス。
【請求項２７】
急性腎障害の治療またはリスクを低減するためのデバイスであって、少なくとも１つのバルーンを有するバルーンカテーテル、当該バルーンと関連付けられた少なくとも１つのセンサー、当該バルーンと関連付けられた流れを乱す手段からなり、
当該バルーンは当該流れを乱す手段と共に、腎臓虚血を回避し腎臓内に流入する造影剤を希釈するために腎臓血流を増大させるデバイス。
【請求項２８】
前記急性腎障害が造影剤誘発性急性腎障害であることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
【請求項２９】
前記デバイスがさらに制御ユニットを含んでいることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
【請求項３０】
前記デバイスが生理食塩水または薬剤を注入する側面開口をさらに含んでいることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
【請求項３１】
前記薬剤が血管拡張薬であることを特徴とする請求項３０記載のデバイス。
【請求項３２】
前記血管拡張薬がフェノルドパムであることを特徴とする請求項３１記載のデバイス。
【請求項３３】
前記センサーが圧力センサーであることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
【請求項３４】
前記圧力センサーが血流圧力を測定することを特徴とする請求項３３記載のデバイス。
【請求項３５】
前記圧力センサーが寸法測定センサーであることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
【請求項３６】
前記寸法測定センサーがバルーンの寸法を測定することを特徴とする請求項３５記載のデバイス。
【請求項３７】
前記デバイスがガイドワイヤーと流量増大手段からなる他のカテーテルをさらに含んでいることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
【請求項３８】
前記流量増大手段が腎臓に向かって方向性のある血流を増大させるバルーンカテーテルと独立あるいは依存して動作することを特徴とする請求項３７記載のデバイス。
【請求項３９】
前記流量増大手段が回転するプロペラ、微小電気機械（ＭＥＭ）マイクロポンプ、音響波ポンプであることを特徴とする請求項３８記載のデバイス。
【請求項４０】
前記流量増大手段が回転するプロペラであることを特徴とする請求項３８記載のデバイス。
【請求項４１】
前記回転するプロペラが中央ガイドワイヤーの回りに回転し、腎臓に向かって方向性のある腎動脈血流を増大させることを特徴とする請求項４０記載のデバイス。
【請求項４２】
前記回転するプロペラが翼の形状またヒレの形状をしていることを特徴とする請求項３８記載のデバイス。
【請求項４３】
請求項１記載のデバイスにより造影剤誘発性急性腎障害の治療またはリスクを低減するための方法であって、
腹部大動脈にカテーテルを挿入し、
腎臓上部大動脈にカテーテルを配置し、
流れを乱す手段が血流の乱れを与えて、腎動脈に取り込まれる前に造影剤が希釈される位置に展開する手順からなる方法。
【請求項４４】
前記方法が生理食塩水及び／又は適切な薬剤を１以上の注入孔を通して腎臓上部大動脈に注入することを含んでいることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記腹部大動脈にカテーテルを挿入することには、大腿動脈からのアプローチまたは上腕動脈からのアプローチによって、または橈骨動脈からのアプローチのいずれかが適用されることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
前記カテーテルがガイドワイヤーと流量増大手段を含んでいることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４７】
前記方法がガイドワイヤーを腎動脈に挿入することを含むことを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４８】
前記流量増大手段が回転するプロペラであること特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項４９】
前記方法がガイドワイヤーを通して回転するプロペラを腎動脈に挿入することを含んでいることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項５０】
前記方法が中央ガイドワイヤーの周りを回転するプロペラを回転させ、腎臓に向かって方向性のある腎動脈血流を増大させることを含むことを特徴とする請求項４９記載の方法。
【請求項５１】
造影誘発急性腎障害を治療するための方法であって、
腹部大動脈へ請求項１９に記載のデバイスを挿入し、
両側腎動脈の出口の近くの腎臓上部大動脈に第１バルーンが位置するように前記バルーンカテーテルを配置し、
第１のバルーンを、造影剤の注入中に腎動脈の両側の出口を閉塞するように膨張させ、
造影剤が完全に利用した後に第１のバルーンを収縮させ、
腎動脈の口の近くで腎臓下部大動脈の位置における大動脈の血流を完全には閉塞しない程度に第２バルーンを膨張させ、
第２バルーンを収縮させ、
腎臓上部大動脈へ、側面開口を介して生理食塩水及び／又は適切な薬剤を注入する手順からなる方法。
【請求項５２】
請求項２３記載のデバイスと制御ユニットからなる急性腎障害の治療またはリスクを低減するためのシステム。
【請求項５３】
前記急性腎障害が造影誘発急性腎障害であることを特徴とする請求項５２記載のシステム。
【請求項５４】
請求項１のデバイスからなる造影誘発急性腎障害の治療または減少のためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
急性腎不全（ＡＲＦ）とも呼ばれる急性腎障害（ＡＫＩ）は腎臓機能の急速な喪失である。その原因には多くのものがあり、有害物質の腎臓への曝露や尿路の閉塞等どのようなことも原因となって引き起こされる低血液量も含んでいる。ＡＫＩは、例えば、血中クレアチニンの上昇あるいは尿を十分に産生することができない腎臓を特性検査の所見に基づいて診断される。
【０００２】
急性腎障害は、病歴および検査データに基づいて診断される。血清クレアチニンの測定あるいは尿排出量の急速な減少に基づく腎機能の急速な低下があるときに一般に乏尿と診断される。
【０００３】
例えば、血管内ヨード造影剤の使用は、急性腎障害を引き起こす可能性がある。血管造影のために血管内ヨウ素含有造影剤を受けた患者では、造影剤誘発性ＡＫＩ（ＣＩ−ＡＫＩ）が共通の問題であり、その患者の過度の入院費、罹患率、及び死亡率に関係する。血管内用のヨウ素含有造影剤を血管内に注入することを含む臨床手順には、例えば、経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）、末梢血管造影法とインターベンション、神経血管造影法とインターベンションが含まれる。実際の臨床診療では、２５％以上の血清クレアチニンの増加あるいは基準レベルから０．５ｍｇ／ｄＬ以上の増加があるときは、造影剤の暴露が４８時間から７２時間以内ならば、ＡＫＩに対して他の病因がない場合には、ＣＩ−ＡＫＩと通常は診断される。
【０００４】
ＡＫＩの管理は根本的な原因の特定および治療にかかっている。根本的な障害の治療に加えて、ＡＫＩの管理は、通常ルーチンとしては、腎毒素と呼ばれる腎臓に毒性のある物質を回避することを含む。これらの物質には、例えば、非ステロイド性抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）であるイブプロフェン、ＣＴスキャンに使用されるヨウ素化造影剤、ゲンタマイシン等の多くの抗生物質、およびこれらの範囲内の他の物質が含まれる。
【０００５】
腎機能のモニタリングは、日常的には、血清クレアチニンの連続的な測定と尿量のモニタリングにより行われている。病院では、尿道カテーテルの挿入は、尿量を監視するのに役立ち、前立腺肥大で調べたように、膀胱出口閉塞の可能性を軽減する。腎前性ＡＫＩでは、体液過剰とすることなしに、静脈内輸液の投与は、一般的に腎機能を改善するための最初のステップである。ボリュームステータスは、中心静脈カテーテルを使用して流体のオーバー交換またはアンダー交換を回避しながら監視することができる。低血圧は、流体充満患者における持続的な問題を証明するなら、ノルエピネフリンおよびドブタミンなどの循環作動薬は、心拍出量を改善し、腎臓の灌流を強化するために与えても良い。しかも、ドーパミンは有用な昇圧薬であるが、特定の利益をもたらすと示唆する証拠はなく、有害である可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＫＩ症状に固有の無数の原因には、特定の治療法を必要とする。たとえば、ウェゲナー肉芽腫症による固有のＡＫＩは、ステロイド薬に応答する。毒素誘導腎前性ＡＫＩは、しばしば、アミノグリコシド、ペニシリンのＮＳＡＩＤ、またはパラセタモールなどの原因薬物の中止に応答する。
【０００７】
もし原因が尿路の閉塞である場合は、（腎瘻カテーテルまたは尿道カテーテルを用いた）閉塞の開放が必要となり得る。
【０００８】
例えば血液透析を用いる腎代替療法は、ＡＫＩのいくつかの症例の治療法として制定することができる。 ２００８年の文献の系統的に調べた結果、間欠的血液透析や持続的静脈 −静脈血液濾過（ＣＶＶＨ）の使用との間に差のある結果は示されていない。危篤状態の患者においては、ＣＶＶＨとの集中的な腎代替療法は、間欠的血液透析をあまり集中的行わなかった患者と比べて改善結果は現れなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの態様では、急性腎臓損傷の治療またはリスクを減らす含むためのデバイスには、少なくとも１つのバルーンを有するバルーンカテーテル、当該バルーンと関連付けられた少なくとも１つのセンサー、当該バルーンと関連付けられた流れを乱す手段からなり、当該バルーンは当該流れを乱す手段と共に、腎臓虚血を回避し腎臓内に流入する造影剤を希釈するために腎臓血流を増大させるデバイスがある。
【００１０】
別の態様では、急性腎障害の治療またはリスクを低減するためのデバイスには、少なくとも１つのバルーンを有するバルーンカテーテルバルーン、当該バルーンと関連付けられた少なくとも１つのセンサー、位置表示手段からなり、当該バルーンは腹部大動脈内部にそのデバイスを適用している間に血流が膨張したバルーンを通過しながら膨張後に腎動脈の両側の出口を塞いでいるデバイスがある。
【００１１】
本発明の別の態様では、急性腎障害の治療またはリスクを低減するためのデバイスには、カテーテル、当該カテーテル上の位置表示手段、当該カテーテルに格納可能な流れを乱す手段からなり、当該流れを乱す手段は、腎臓上部大動脈に配置され、血流の乱れを与えて、腎動脈に取り込まれる前に造影剤が希釈され、流が乱された血流が腎臓下部大動脈に分散して行くデバイスがある。
【００１２】
さらに別の態様においては、造影剤誘発性急性腎障害のリスクを治療または低減する方法には、
腹部大動脈への請求項１に記載のカテーテルを挿入し、
腎臓上部大動脈にカテーテルを配置し、
流れを乱す手段が血流の乱れを与えて腎動脈に取り込まれる前に造影剤が希釈される位置に展開する手順、
からなる。
【００１３】
本発明の特定の態様では、急性腎障害は、造影剤誘発性急性腎障害である。特定の実施形態では、本デバイスは、第１バルーン、第２のバルーンおよび第２バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサーを有するバルーンカテーテルを備えている。特定の実施形態では、本デバイスは、生理食塩水や薬剤を注入するための側面開口を含んでいる。特定の実施形態では、薬剤は血管拡張剤である。また特定の実施形態では、血管拡張剤は、フェノルドパムである。
【００１４】
あるいくつかの実施形態では、センサーは圧力センサーである。特定の実施形態では、圧力センサーは血流圧力を計測する。あるいくつかの実施形態では、センサーは、寸法測定センサーである。特定の実施形態では、寸法測定センサーは、バルーンの大きさを測定する。特定の実施形態において、デバイスは、２つのセンサーを含む。特定の実施形態では、デバイスは、第２のバルーンの上部側の第１のセンサー及び第２のバルーンの下部側の第２のセンサーを含む。特定の実施形態では、センサーは、第１および／または第２のバルーンの大きさを制御するための制御ユニットに対してデータを提供する。
【００１５】
あるいくつかの実施形態では、バルーンカテーテルは、さらに、ガイドワイヤー、回転するプロペラを含んでいる。特定の実施形態では、回転するプロペラは、腎臓に向かって方向性のある血流を増大させるために、中央のガイドワイヤーの周りに回転する。特定の実施形態では、回転するプロペラは翼の形状やヒレの形状である。特定の実施形態では、デバイスはさらに、他の腎臓に向かって方向性のある血流を増大させるガイドワイヤーと回転するプロペラを備えた別のカテーテルを含む。特定の実施形態では、回転するプロペラを有する付加的なカテーテルは、腎臓に向かって方向性のある血流を増大させるバルーンカテーテルに独立して又は同時に機能する。
【００１６】
別の態様では、造影剤誘発性急性腎障害を治療する方法が、開示されている。
その方法は、第１バルーンを有するバルーンカテーテルを含むデバイス、第２のバルーン、腹部大動脈に対して少なくとも１つのセンサーからなるデバイスを挿入し、両側腎動脈の出口の近くの腎蔵上部大動脈位置に第１バルーンを位置するようにバルーンカテーテルを配置し、第１のバルーンを、造影剤の注入中に腎動脈の両側の出口を閉塞するように膨張させ、造影剤が完全に利用した後に第１のバルーンを収縮させ、腎動脈の出口の近くで腎臓下部大動脈の位置における大動脈の血流を完全には閉塞しない程度に第２バルーンを膨張させ、第２バルーンを収縮させ、腎臓上部大動脈へ、側面開口を介して生理食塩水および／または適切な薬剤を注入する手順からなる方法である。
【００１７】
あるいくつかの実施形態では、腹部大動脈へのデバイスの挿入は大腿動脈からのアプローチ上腕動脈からのアプローチ、または橈骨動脈からのアプローチのいずれかが適用される。特定の実施形態では、バルーンカテーテルは更にまたガイドワイヤーと回転するプロペラを含む。特定の実施形態においては、本方法はさらに、ガイドワイヤーを介して回転するプロペラを腎動脈内に挿入することを含む。特定の実施形態において、本方法はさらに、中央ガイドワイヤーの周りに回転するプロペラを回転させ、腎臓に向かって方向性のある血流を増大させることを含む。
【００１８】
あるいくつかの実施形態では、急性腎障害を治療するために、ここで記述された発明にかかるデバイスを含むシステムを提供している。特定の実施形態では、その急性腎障害は、造影剤誘発性急性腎障害である。あるいくつかの実施形態では、デバイスは、第１バルーン、第２のバルーンおよび第２バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサーを有するバルーンカテーテルからなる。特定の実施形態においては、デバイスは、ここで記載する２つのセンサーから成る。特定の実施形態では、バルーンカテーテルは、さらに、生理食塩水や薬剤を注入するための側面開口からなる。
［本明細書の一部を構成するものとしての援用］
【００１９】
本明細書で言及するすべての刊行物、特許および特許出願は、ここでは、特定的にかつ個別的に本明細書の一部を構成するものとして援用するものとして示されたと同程度に一部を構成するものとして援用されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の特徴および利点のより良い理解は、以下の図的な詳細な説明を参照することによって得られる。そのために、本発明の原理が使われ及び以下の添付の図面が使われている。
【００２１】
【図１】図１は、特徴的な本発明のデバイスである急性腎障害を治療するために両側腎動脈の口の近くで腎臓上部大動脈の位置に第１バルーンを有するバルーンカテーテルを備えたものを図示している。
【００２２】
【図２】図２は、急性腎障害を治療するための典型的な本発明のデバイスの略図を示している。そこでは、第１のバルーンが膨張し腎動脈の両側の出口を閉塞している。
【００２３】
【図３Ａ−Ｄ】図３Ａから図３Ｄは、本発明のデバイスの第１のバルーンの斜視図である。図３Ａは、円筒状の膨張したバルーンを表している。図３Ｃは、「蝶々様」に特徴的に膨張した第１のバルーンの形態を示している。図３Ｂは、図３Ａに示す円筒状に膨張したバルーンの断面図を示している。図３Ｄは、図３Ｃに示す「蝶々様」に膨張したバルーンの断面図を示している。
【００２４】
【図４】図４は、収縮した第１バルーン４０２を示しており、第２のバルーン４０３は、腎動脈の開口部近くの腎臓下部大動脈の位置で膨張している。
【００２５】
【図５】図５は、第２のバルーンの膨張に起因する渦血流を示す図である。
【００２６】
【図６】図６は、第２のバルーンが膨張したままで、通常の生理食塩水がコントロールボックスからカテーテルの細孔６０６を介して腎臓上部大動脈に注入することができることを示している。
【００２７】
【図７】図７は、第１のバルーンが第１のバルーンの周期的な膨張および収縮により、腎動脈の血流を増加させる本発明の別の態様を示している。
【００２８】
【図８】図８は、ＰＣＩの終了時に第１および第２のバルーンは収縮し、処理後の水分補給としての通常の生理食塩水を連続注入している様子を図示している。
【００２９】
【図９】図９は本発明の別の態様を示している。そこでは、デバイスを腎動脈へ挿入のためにガイドするためのガイドワイヤーが使用されている。
【００３０】
【図１０】図１０は、回転するプロペラが腎動脈に挿入され、その後、中央のガイドワイヤーの周りを腎臓に向かって腎動脈の血流を増大させるために回転する状況を示している。
【００３１】
【図１１Ａ−Ｂ】図１１Ａと図１１Ｂは回転するプロペラについての実施の変形例を示している。
【００３２】
【図１２】図１２は、動作中の典型的なバルーン型音響波ポンプを図的に表している。
【００３３】
【図１３Ａ−Ｂ】図１３は、典型的な音響波ポンプがバルーンの膨張および収縮を経てどのように動作するかを示している。
【００３４】
【図１４Ａ−Ｂ】図１４Ａと図１４Ｂは、更に、音響波を発生する２つのバルーンを含む他の実施例を示している。そこでは、第１バルーンが予め決定された寸法に膨張することにより第１バルーンの周りで第２バルーンが音響波を発生させている。
【００３５】
【図１５Ａ−Ｂ】図１５Ａと図１５Ｂは、コンピュータにより作成した血流のシミュレーション図であって、トンネル膜を取り付けた第１バルーンがない場合（図１５Ａ）とある場合（図１５Ｂ）を示している。
【００３６】
【図１６Ａ−Ｄ】図１６Ａから図１６Ｄは、本発明の別の側面を示している。そこでは、流れを乱す手段たとえばトンネル膜１６０３Ａ（第１バルーンの内周からの拡張部）が腎臓下部大動脈に向かって費やされ／拡張され、腎動脈を封じ込んで腎臓下部大動脈からの血流を取り込む。図１６Ｂは図１６Ａを上から見たときの断面を示している。図１６Ｃと１６Ｄは傘様デバイスあるいはトンネル膜の展開を容易にするアンカーとして働くより小さい第２バルーンを示している。
【００３７】
【図１７Ａ−Ｃ】図１７Ａから図１７Ｃは、本発明の流を乱す手段の別の実施形態を示している。そこでは、円錐型ワイヤーデバイス１７０２がカテーテル１７０１から展開されているトンネル膜１７０３で部分的に覆われている。図１７Ａは典型的なワイヤーデバイス１７０２の側面の断面を示している。図１７Ｂは大動脈内における典型的なワイヤーデバイス１７０２の特定の状態を示している。図１７Ｃは、生理食塩水または他の適切な薬剤が、遠位開口部１７０４又は近位開口部１７０５、あるいはこれらの組み合わせの部分で輸液チューブ１７０７を経て（単数又は複数の）注入孔１７０８を経て適用できることを示している。
【００３８】
【図１８Ａ−Ｄ】図１８Ａから図１８Ｄは、円錐円筒形のワイヤーデバイス１８０２がトンネル膜１８０３で部分的に覆われている状態が示されている図１７Ａから図１７Ｃの実施形態の変形例を示している。図１８Ａは、ワイヤーデバイス１８０２の側面断面を示している。図１８Ｂは、ワイヤーデバイス１８０２の上面を示している。図１８Ｃは、ワイヤーデバイス１８０２の底面を示している。 図１８Ｄは、ワイヤーデバイス１８０２等尺図である。
【００３９】
急性腎障害（ＡＫＩ）のための現行の治療／管理法、特に造影剤誘発性急性腎障害は主に対象療法である。これらは、例えば、（１）経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）を行う前に、メヘラーンリスク点数により患者を評価し階層化すること、（２）低浸透圧造影剤又は等浸透圧造影剤を使用することにより、高浸透圧性造影剤の回避、（３）ＰＣＩ中の造影剤の総量の減少、及び（４）ＰＣＩ前後に等張塩化ナトリウム溶液または重炭酸ナトリウム溶液の静脈への投与、（５）腎毒性薬（例えば、非ステロイド系抗炎症薬、アミノグリコシド抗生物質等）の使用の回避、を含んでいる。スティーブンス（１９９９年）、シュヴァイガー（２００７年）、ソロモン（２０１０年）を参照にできる。しかし、それらのどれもＣＩ−ＡＫＩの予防における一貫した効果が証明されていなかった。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明では、腎臓の外髄質虚血および／または腎臓内部での造影剤の長期輸送を原因とするＣＩ−ＡＫＩの２つの主な病態生理学的原因の解決に特に焦点を当てたデバイスおよびシステムを与えている。
【００４１】
あるいくつかの実施形態では、少なくとも１つのバルーン、バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサー、そして位置指示手段から成る急性腎障害（例えば、ＣＩ−ＡＫＩ）の治療用デバイスがある。そこでは腹部大動脈内部デバイスの適用時に膨張したバルーンを血流が通過しながら、バルーンは膨張後に腎動脈の両側の出口を塞いでいる。あるいくつかの実施形態では、位置指示手段は、放射線不透過性マーカ及びそれに相当するもの等が用いられている。
【００４２】
放射線不透過性マーカは、血管内用の医療機器の増加する中にあって命に関わる必須のものである。放射線不透過マーカの価値は、明らかに、デバイスの展開時に視認性の向上が見られる点においてである。マーカは、蛍光透視法やＸ線透視を使用する過程で移植可能なデバイスの追跡や位置決めを可能にしてくれる。
【００４３】
あるいくつかの実施形態では、ＣＩ−ＡＫＩを治療するためのデバイスは、第１バルーン、第２のバルーン、第１バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサー、そして位置指示手段を有するバルーンカテーテルから成る。そこでは、第１のバルーンが膨張したバルーンを血流が通過しながら膨張後に腎動脈の両側の出口を塞いでいる。
【００４４】
あるいくつかの実施形態では、急性腎障害を治療するためのデバイスは、少なくとも１つのバルーンを有するバルーンカテーテル、バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサー、位置指示手段からなる。そこでは、腹部大動脈内部にそのデバイスを適用している間に血流が膨張したバルーンを通過しながらバルーンは膨張後に腎動脈の両側の出口を塞いでいる。
【００４５】
図１を参照すると、バルーンカテーテル１０１、第１のバルーン１０２、第２のバルーン１０３と当該カテーテル１０１の先端部に放射線不透過性マーカから成る典型的な発明にかかるデバイス１００が、示されている。図１には、デバイスは、大腿動脈を経て挿入され、デバイスの位置は、放射線不透過性マーカ又はそれに類似するものを介して監視されることを示している。このデバイスのカテーテルは、大腿動脈経由アプローチ、上腕動脈経由アプローチ、または橈骨動脈経由アプローチのいずれかによって、腹部大動脈中に挿入することができる。放射線不透過性マーカを有する先端は、第１バルーンが両側腎動脈の出口の近くの超腎大動脈の位置に来るように配置される。
【００４６】
図２を参照すると、本図は、デバイス２００が両側腎動脈の出口の近くで腎臓上部大動脈に位置する第１のバルーン２０２を有するカテーテル２０１から成ることを示している。そして、第１のバルーン２０２は膨張していることを示しており、そこでは膨張した第１バルーンは腎動脈の両側の出口を閉塞させる。そのため、腎臓上部大動脈から流れ込む造影剤（あるいは、本発明のデバイスを適用するのに用いる他の毒性の高い造影剤）の緊急静脈注射は、腎動脈に入ることが防止され、そして毒性効果を引き起こすことが防止される。第２のバルーン２０３は、膨張されないままの状態である。
【００４７】
特定の実施形態においては、デバイスは、第１バルーン、第２バルーンと第２バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサーを有するバルーンカテーテルから成っている。あるいくつかの実施形態では、デバイスは、第１バルーン、第２のバルーンおよび第２バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサーを有するバルーンカテーテルから成っている。
【００４８】
図３Ａから図３Ｄは、第１のバルーンの様々な実施形態を示している。図３Ａは、カテーテル３０１に沿ってかつその周りに回る膨張した第１のバルーン３０２を示している。図３Ａは、膨張させることが可能な第１バルーンの断面がバルーン内部でかつカテーテル３０１の外部（ドーナツ型のバルーン）に中空があり、カテーテルに沿って血液が流れることを示している（図３Ｂ）。第１バルーン３０２は、カテーテル３０１から少なくとも１つの接続チューブ３０４を通じて膨張する。図３Ｃは、膨張可能な第１バルーンの形状の他の変形例を示している。カテーテル３０１の両方向それぞれに接続チューブ３０４を通じて接続された２方向に膨張したバルーン（３０３ａと３０３ｂ）は腎動脈の両側の出口を塞ぎ、カテーテルに沿って血流を通す。図３Ｄは図３Ｃ（蝶々様形状バルーン）に示す膨張した第１バルーンの断面を示している。蝶々様形状の第１バルーンは１又はそれ以上の接続チューブ３０４を通じて（カテーテル３０１のそれぞれの側に一つずつ）カテーテルに接続している。特定の実施形態では、第１のバルーンがカテーテルに接続するため、第１バルーンは１つ、２つ、３つ、４つまたは５つの接続チューブ３０４を有している。
【００４９】
あるいくつかの実施形態では、第１のバルーンは膨張の後はドーナツのような形状をしている。特定の実施形態では、第１バルーンは膨張の後は蝶のような形状をしている。
【００５０】
図４は、典型的なデバイス４００は血液を含有した造影剤が通過した後に収縮した第１バルーン４０２を含み、第２のバルーン４０３は、腎動脈の出口の近くの腎臓下部大動脈の位置で膨張している状態を示している。
【００５１】
第２のバルーン５０３は拡張しているが完全には大動脈の血流を閉塞していない。図５に示すようには、大動脈内に、膨張した第２のバルーンの膨張によって生じる渦血流が腎動脈の血流を増大させる。あるいくつかの実施形態では、第１又は第２のバルーンいずれかの膨張／収縮を制御するための第１バルーン又は第２バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサーがある。あるいくつかの実施形態では、センサーは圧力センサーである。あるいくつかの実施形態では、センサーは第１バルーンや第２バルーンのいずれかのサイズに関連する寸法測定センサーである。図５に示すように、限定にない例として、第１のバルーンの下側（又は、第２のバルーンの上方側）の１つの圧力センサー５０４と、第２のバルーンの下側の別の圧力センサー５０５がある。
【００５２】
圧力センサーからのデータの分析は、腎動脈に十分な圧力勾配、ひいては十分な渦流を提供するために、第２のバルーンの膨張度の瞬間滴定として使用することができる。また、代りの大動脈の血流が膨張した第２のバルーンの直径とその局所的な近傍で腎動脈の血流を増加させる。あるいくつかの実施形態では、膨張した第２のバルーンの直径は調節可能で大動脈の血流を妨害するほど大きくなく、そして、代わりの大動脈の血流が遠位大動脈または大動脈の分岐での、すなわち左右の総腸骨動脈での血流の不足を生じさせない。また、大動脈壁は、バルーンの膨張によって傷つけられることは生じない。
【００５３】
また、図５に示すように、バルーンカテーテルに関連して、患者の体外にはバルーンカテーテルに接続された制御ボックス５０９がある。制御ボックスは、いくつかの機能を果たす：第１及び第２のバルーンの膨張と収縮、圧力感知および／または上下の圧力センサーの測定、滴定注入速度で働く輸液ポンプを通じての生理食塩水の滴定の測定である。
【００５４】
あるいくつかの実施形態では、２組の圧力センサー、その１つはバルーンの腎臓上部大動脈側にあり、他方はバルーンの腎臓下部大動脈側にある。２つのセンサーは、連続して圧力を測定することができ、測定されたデータは、患者の身体の外側に制御ボックスに表示すことができる。２つのセンサー間の圧力差は、制御ボックス上に表す。医師は、圧力差を読み取り、制御ボックスを介してバルーンの大きさを調整することができる。または、制御ボックスは自動的にバルーンの大きさの調整を行うことができる。
【００５５】
あるいくつかの実施形態では、急性腎障害を治療するためのデバイスは、バルーンカテーテル上の側面開口を備える。それを通じて、制御ボックスからカテーテルを経て腎臓上部大動脈へ生理食塩水または他の薬剤が注入される。あるいくつかの実施形態では、生理食塩水（または他の薬剤）は、第１および第２のバルーンとの間の側面開口を介して供給される。あるいくつかの実施形態では、生理食塩水（または他の薬剤）は、カテーテルの先端を経て供給される。
【００５６】
図６に示すように、ＡＫＩを治療するための典型的なデバイスは、第１のバルーン６０２、（ここでは膨張している）第２のバルーン６０３、第１のセンサー６０４、第２のセンサー６０５および側面開口６０６を含む。そこでは、側面開口６０６を通じて腎臓上部大動脈内に生理食塩水を注入することができる。腎臓上部大動脈内に生理食塩水を注入することにより、腎動脈への血流はさらに増大させることができる。さらに、特に患者がすでに鬱血性心不全を持っている場合には、それは心臓に対して直接体液過剰負担を与えることを回避することができる。ＣＩ−ＡＫＩの治療のために、腎臓上部大動脈に生理食塩水を注入することはまた腎臓上部大動脈における造影剤の濃度を減少させ、よって造影剤が腎臓内に流入した後に腎臓への造影剤により生じる過粘稠の副作用を低減させる。あるいくつかの実施形態では、側面開口を経て大動脈内に生理食塩水の注入する注入速度は、制御ボックスによって制御することができる。あるいくつかの実施形態では、側方開口を経て生理食塩水を導入するためのポンプが制御ボックス内にある。あるいくつかの実施形態では、制御ポンプは別のユニット内にある。あるいくつかの実施形態では、血管拡張剤が薬剤投与される。特定の実施形態では、血管拡張剤は、フェノルドパム、または同類薬である。特定の実施形態では、例えば、フェノルドパムまたは同類薬は、ＣＩ−ＡＫＩの予防および／または治療のために側方開口を介して注入される。
【００５７】
図７は、第１のバルーン７０２、第２のバルーン７０３（膨張している状態を示している）、少なくとも１つのセンサー（２つのセンサー７０４及び７０５が示されている）と、側方開口を含む本発明のデバイスの別の変形例であるバルーンカテーテルを示している。そこでは、第１のバルーン７０２が周期的な膨張と収縮によって腎動脈の血流を増加させることができる。図７に示すように、第１のバルーンが膨張したときに、図２に示すように完全に腎動脈の出口を閉塞するほどは膨張しない。このような周期的なバルーン膨張／収縮は、腎動脈への血流が生じさせる。
【００５８】
図８では、経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）の終わりに、第１および第２の両方のバルーン８０２，８０３が収縮され、どちらか一方が除去されまたは大動脈中に残され側面開口８０６を経て生理食塩水が処理後の水和として連続して注入される。
【００５９】
図９に示すように、カテーテル９０１、第１のバルーン９０２、第２のバルーン９０３、第１のセンサー９０４、第２のセンサー９０５、開口部９０６から成るＡＫＩを治療するための典型的なデバイスは、ガイドワイヤー９１０をさらに含んでいる。そのガイドワイヤーは、カテーテルを経て腎動脈内に挿入される。ガイドワイヤーが腎動脈の内側にあるとき、外側シースカテーテルも腎動脈内に挿入される。
【００６０】
図１０は、回転するプロペラ１０１１がガイドワイヤー１０１０を通して外側シースカテーテルから腎臓に挿入されている状況を示している。回転するプロペラのような典型的な一方向流ポンプは中央のガイドワイヤーの周りに回転し、腎臓に向かって腎動脈の血流の方向性を増大させ、そのため腎動脈の流れを増強させる目標を達成している。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは回転するプロペラの変形例を示している。あるいくつかの実施形態では、回転するプロペラは、翼形状、ヒレ形状、あるいは同類の形状である。
【００６２】
あるいくつかの実施形態では、バルーンカテーテルは、さらにガイドワイヤー及び回転するプロペラを含んでいる。特定の実施形態では、回転するプロペラは、中央のガイドワイヤーの周りに回転し、腎臓に向かって方向性のある血流を増大させる。特定の実施形態では、回転するプロペラは翼形状、ヒレ形状である。特定の実施形態では、デバイスはさらに、ガイドワイヤー及び、腎臓に向かって腎動脈の血流の方向性を増強する回転するプロペラを備えた別のカテーテルを含む。特定の実施形態では、付加的なカテーテルがバルーンカテーテルと共に独立してかつ同時に機能して、腎臓のそれぞれの側に指向性を増強した血流を発生させている。
［ＭＥＭＳポンプ］
【００６３】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）（また、ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ、ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ、または、ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓとｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ、およびｒｅｌａｔｅｄ  ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ、と書かれることもある）は非常に小さいデバイスである。ＭＥＭＳは大きさが１から１００マイクロメータ（すなわち、０．００１から０．１ｍｍ）のコンポーネントであり、ＭＥＭＳデバイスは一般的には大きさが２０マイクロメータ（１メータの百万分の２０の大きさ）から１ミリメータ（すなわち、０．０２から１．０ｍｍ）である。ＭＥＭＳデバイスは通常、データを処理する中央ユニットとマイクロセンサー等の周辺部と相互作用するいくつかのコンポーネントを備えている。ＭＥＭＳの製造は半導体デバイスの製造技術から発達したものである。すなわち、その基本技術は材料層を堆積する成膜技術、要求される形状を作り出すためのフォトリソグラフィーとエッチング写真食刻によるパターニング技術である。ＭＥＭＳにおけるパターニングは、パターニングを材料に転写することである。典型的には、最も共通のＭＥＭＳポンプは、流入口と流出口につながる振動室をパターニングしている。この振動室は、例えばＢａｒｒｅｌｓ（http://www.micro-components.com）の製品に見られるように、通常は圧電効果により駆動される。振動はまた空気力学により駆動される（例えば、Ｃｈｕｎ−Ｗｅｉ  Ｈｕａｎｇ，Ｓｏｎｇ−Ｂｉｎ  Ｈｕａｎｇ  ａｎｄ  Ｇｗｏ−Ｂｉｎ  Ｌｅｅ，「直列に接続された作動室と空気圧マイクロポンプ」、  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  １６（１１）、２２６５、２００６を参照）、静電気（例えば、Ｔａｒｉｋ  Ｂｏｕｒｏｕｉｍｎａ，  Ａｌａｉｎ  Ｂｏｓｓｅｂｕｆ，ａｎｄＪｅａｎ−Ｐａｕｌ  Ｇｒａｎｓｃｈａｍｐ，「薬剤送達用途のための静電マイクロポンプの設計とシミュレーション」，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，７（３），１８６，１９９７）、または電熱機構（Ｒｕｍｉ  Ｚｈａｎｇ，Ｇｒａｈａｍ  Ａ．  Ｊｕｌｌｉｅｎ，  ａｎｄ  Ｃｏｌｉｎ  Ｄａｌｔｏｎ，「マイクロニードルベースの流体送達システムのための交流の電熱マイクロポンプの研究」、応用物理学誌、１１４、０２４７０１、２０１３）。
［音響波ポンプ］
【００６４】
音響流は、低レイノルズ流において支配的な力であり通常マイクロ流体システムを妨げる粘性力から生じるので、マイクロ流体システムに最適である。また、ストリーミング力の大きさは好ましくは音響波が伝播する流体を搬送するチャンネルのサイズであって、流体を搬送するに従い減少する。そのため粘性損失を介した音響減衰のため、レイノルズストレスの勾配は、音響流だけでなく流れのラグランジェアン成分からのストリーミングと同じく、音響流を駆動体の力として強調される。音響流の基本的理論に関する情報については、応用音響/アコースティックストリーミングを参照することができる。マイクロチャンネルに適用される場合、典型的な音響流の原理は、境界層の内のストリーミングと同様に、バルク粘性効果を含んでいる（境界層から遠くにあっても、バルク粘性効果が支配的で、境界層のストリーミングによって駆動される）。マイクロマシンにより作られたチャネルでは、チャネルの寸法は、境界層の厚さのオーダーであるので、両方の内側と外側の境界層ストリーミングは  音響流マイクロポンプの流量が正確に予測できると評価される必要がある。以下の理論の導出は、入射音波が平面波で粘性流体が充填されたチャネルと境界を接していると仮定すると、一定断面の円形チャネルに対するものとして行うことができる。そこでは、音響波は、既知の振幅を有し、断面全体に存在し、反射は存在しない。チャネルの壁はまた、剛性であると仮定する。これは重要である、なぜなら剛性のある境界との相互作用は、配管内の粘性流に関連した境界層のオーダーまたはそれよりも小さなオーダーの流れのプロファイルを支配する境界層ストリーミングとなるからである。このような理論は、ニュートン流体とナビア・ストークスに対する圧縮連続法的式から始めて、単位体積当たりの全体の表現を得る動的方程式を得たＮｙｂｏｒｇが発展させたストリーミング方程式から導出される。エッカートは、１次および２次の項の和として表わされた圧力、速度、および密度の逐次近似法を用いている。１次の項は変数の振動部分を占めるので、その時間平均はゼロである。 ２次の項は、速度、密度、および圧力に対して時間的に独立したストリーミングから生る。流体中での音響放射の粘性減衰に起因するこれらの非線形効果は、一定のストリーミング速度に応答するものである。
【００６５】
表面音響弾性波（ＳＡＷ）デバイス等の音響波デバイスは既に６０年以上にわたって主に通信の用途として商業的に使われている（例えば、携帯電話又はテレビジョンでのフィルタや発振器）。各種のマイクロ流体の音響波ポンプは、（例えば、振動膜のような）機械的な可動部品に基づくデバイスを含む、マイクロリットルからピコリットルの容量で微量の液体を制御、操作、混合するために開発された。さらに、電界や磁界を印加して液体での相変化を誘導する。いくつかの例では、弾性表面波は、圧電材料の上に位置する互いに噛み合う変換器（ＩＤＴ）のセットにＲＦ信号を印加することによ
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渉が発生し、強い音響波は圧電基板を通って生成される。音響波のモードは、圧電材料の結晶方位と、薄膜圧電材を用いるデバイスでは圧電材の厚さにより決定される。マイクロ流体の用途のためには、伝播方向において音響波の成分が必要であり、いわゆるレイリーモードが一般的に用いられる。そこでは、個々の原子が表面に垂直で伝播方向に平行な面内で楕円運動をする。しかし、液体によるレイリーモードの過度の減衰は、このモードは、センシングの用途には不向きであると考えられることを意味する。ポンプまたは混合のために必要とされるＳＡＷデバイスの表面上の液体に音響波をカップリングさせることは、レイリー角と呼ばれる角度で液体に伝播する励起された縦波を通じて発生し、以下の回折に関するスネルの法則で与えられる。そこで
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速度である。しかし、液体に放射される縦波のエネルギーと運動量が液体を圧送し、混合するのに全く有用である（Ｘ．Ｄｕ等、「ＺｎＯ薄膜系表面弾性波マイクロポンプ」、物理学誌、カンファレンスシリーズ、７６（１）、０１２０４７，２００７）。この分野の当業者は、上記の理論に基づいて音響波ポンプを準備して採用することができる。
【００６６】
図１２に示すように、典型的な音響波ポンプは、腎動脈の近くに採用されている。典型的な音響波ポンプは、収縮段階では血流が自由に流れることができる膨張可能な第１バルーンを含んでいる。第１のバルーンは、調整可能な周波数で膨張したり収縮したりして、血流を腎動脈に入るよう強制する音響波を作る（図１３Ａ，図１３Ｂ参照）。あるいくつかの実施形態では、バルーンが完全に膨張した場合、その外周面が大動脈壁に接触し、その時を１００％の膨張として定義する。あるいくつかの実施形態では、バルーンは、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％に膨張する。あるいくつかの実施形態では、バルーンは９９．９％から１０％、８０％から２０％、７０％から３０％の範囲で膨張する。あるいくつかの実施形態では、バルーンの形状は球体、円筒、ドーナツ状からソーセージ状の形状となる。膨張―収縮の期間（P）は調整可能である。図１４Ａと図１４Ｂは、２つのバルーンが音響波を発生させるために備えられているさらに別の実施形態を示している。図１４Ａは、予め決定されたサイズに膨張した第１のバルーンの周りに第２のバルーンが膨張及び収縮する状況を示している。膨張した第１バルーンは、大動脈内で一貫した圧力上昇を誘導し、腎動脈に血液が流入しやすいようにする。音響周波数は調整することができ、ドーナツ状の第２のバルーンが腎動脈に向かって所望の血液の流れを作ることができる。第１及び第２のバルーンは完全にそれぞれ独自の膨張状態において膨張する。完全な膨張は、大動脈の血流に起因する予期せぬバルーンの変形を防止するためのものである。特定の実施形態では、第１のバルーンおよび流れを乱す手段は、造影剤の濃度を希釈し、さらに腎臓への造影剤による被害を減らすことができるように、血液からの造影剤を除去するための造影剤吸収体で被覆されている。
【００６７】
あるいくつかの実施形態では、バルーンカテーテルは、さらにガイドワイヤーと、腎臓に向かって指向性を増強した腎動脈の血流を生成する流量増大手段を備える。例えば、流量増大手段は、回転するプロペラ、微小電気機械（ＭＥＭ）マイクロポンプ、音響波ポンプ、あるいは同類品を含む。あるいくつかの実施形態では、流量増大手段は、スピナープロペラである。あるいくつかの実施形態では、流量増大手段は、微小電気機械（ＭＥＭ）マイクロポンプである。あるいくつかの実施形態では、流量増大手段は、音響波ポンプである。
【００６８】
図１５Ａと１５Ｂに示すように、トンネル膜を付けた第１のバルーンがない場合（図１５Ａ）とある場合（図１５Ｂ）（例えば、膨張後のドーナツ状バルーン）の血流のコンピュータシミュレーション図である。曲線は、流線を表している。膨張時には、第１のバルーンは、中空円筒を形成するように膨張する。膨張したバルーンの外壁は、大動脈壁に接触している。膨張したバルーンは、以下の機構によりその機能を発揮する。血流量がゼロであるよどみ領域は、膨張したバルーンの上壁に隣接して形成されており、そこでは血流が層流領域である。血液がバルーンの穴を通って流れるに従い、バルーンの穴の側壁に沿って新たな境界層が生成され、血流が大動脈の真に中央部に集められる。結果として動脈の周囲部分の血流が大動脈のより中央部に迂回して流れ、腎臓上部大動脈から流れる造影剤の投薬が腎動脈出口で停滞するだけとなる。したがって、腎臓への造影剤により起こる毒性効果を低減することができる。本発明を適用しない場合とした場合の流れ場は、それぞれ、図１５Ａおよび図１５Ｂで比較することができる。
【００６９】
図１５Ａおよび図１５Ｂで表れている流線は、腎臓上部大動脈からの血液量の流れの経路を示している。図１５Ａと比べると、図１５Ｂのシミュレーション図は、流線が、血流が第１バルーンを通過する前において右腎臓の中央部に向かって湾曲していることを示しており、そのことは第１バルーンが実際に大動脈の本当に中心部への血流を引き起こすことを証明している。図１５Ａに示すように、第１のバルーンがなければ、流線は造影剤の濃度が高い腎臓上部大動脈から腎動脈に直接流れ、腎動脈は腎臓上部大動脈から血流を直接取り込むことを示している。第１のバルーンがある場合（図１５Ｂ参照）では、腎動脈に入る前に腎臓上部大動脈から腎臓下部大動脈へ向かう流線は、腎臓下部大動脈から血流を取り込むことを示している。
【００７０】
これらの結果（第１バルーンの有無にかかわらず、大動脈内の流れ場）は、流れを乱す手段がバルーンに関連している。さらに別の実施形態を設計するための指針を提供する。あるいくつかの実施形態では、流れを乱す手段が、大動脈壁の内側にフィットするように適合する第１バルーンに取り付けられたトンネル膜である。あるいくつかの実施形態では、流れを乱す手段が、カテーテルまたは腎動脈（腎臓上部大動脈または腎臓下部大動脈の領域）の上または下に位置する第１バルーンのどちらかに  に取り付けられた傘状の血流を減少させるコンポーネントである。あるいくつかの実施形態では、流れを乱す手段が、腎臓上部大動脈に位置するカテーテルに取り付けられた傘状の血流を減少させるコンポーネントである。この分野の当業者は、他の同様の形状、構造、または機能を傘状の血流を減少させるコンポーネントであると認識することができると考えられる。流れを乱す手段がなければ、図１５Ａに示すように腎臓大動脈が、高濃度の造影剤が含有されている腎臓上部大動脈から直接血液を取り込む。流れを乱す手段が適用されたとき（第１バルーンが有るときも無いときも）腎動脈は腎臓上部大動脈から直接血液を取り込む（図１５Ｂに示されるように）。そこでは、造影剤の濃度は減少している。図１５Ａおよび１５Ｂに示す管内の曲線は、血流の流線を表している。図１５Ｂは、造影剤が、乱れた血流と共に腎臓下部大動脈へ流れ、したがって腎動脈内に取り込まれる前に希釈される。
【００７１】
流れを乱す手段は、血流を乱すものであればどのようなデバイスであっても良く、それにより、腎臓下部大動脈からの腎動脈の血液の取り込みがより少なくなる結果を生じることなる。本発明の実体から、この分野の当業者は直ちに図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｄ、１７Ａ、１７Ｃまたは同類を適用することができる。
【００７２】
図１６Ａには、流れを乱す手段（例えば、トンネル膜１６０３Ａ）を持つ第１バルーン１６０２が示されている。図１６Ｂは、図１６Ａの上部から見た断面図であるそこでは、カテーテル１６０１に接続された少なくとも１以上の接続チューブ１６０４が示されている。第１カテーテルの断面図ではバルーン内に光背部があり、光背部は腎臓上部大動脈から腎臓下部大動脈への動脈血流を通過させる通路を提供することができる。流れを乱す手段を有する第１バルーンの形状の１つのバリエーションはトンネル膜に第２バルーンを取りつけるものがある（例えば、図１６Ｄ）。腎臓上部大動脈に位置する第１バルーンは、より大きな直径を持ち動脈壁に接触する。そこでは、他のバルーンはより小さく薬剤がトンネル膜に広がることができる。あるいくつかの実施形態では、第１のバルーンは大動脈壁に取り付けられる必要はない。血液が浸入するように第１のバルーンの周りには小さなスペースを残してある。図１６Ｃは、また、流れを乱す手段の別の実施形態を図示している。そこでは、傘状の血流低減部品１６０３Ｂが示されている。一方、血管にデバイスを挿入するモードでは、血流が自由に流れるように傘状の血流低減部品１６０３Ｂは折りたたまれる。デバイスの位置が、流れを乱す手段が腎動脈近くでかつその下にあるような場合には、傘状の血流低減部品１６０３Ｂは下部へ向かう血流により開かれる。そのような部品としては、トンネル膜に取り付けられた第２バルーン（図１６Ｄ参照）の場合もある。流れを乱す手段（例えば、トンネル膜、傘状の血流低減部品又は同等品）は、可撓性のある材料で作られている。あるいくつかの実施形態では、流れを乱す手段は、軟質のプラスチックで作られている。あるいくつかの実施形態では、それらは、半軟質のプラスチックで作られている。あるいくつかの実施形態では、流れを乱す手段は金属ワイヤーのように可撓性のある金属から作られている。トンネル幕は、あるいくつかの実施例では、例えばポリテトラフルオロエテン、発泡ポリテトラフルオロエテン、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）などの可撓性フィルムである。
【００７３】
あるいくつかの実施形態では、バルーンの腎臓下部側面または流れを乱す手段（例えば腎臓下部トンネル膜など）は、生理食塩水を、注入孔を通じて大動脈に注入し、造影剤が腎動脈に流れ込む前に造影剤を希釈することができる。注入孔はあるいくつかの実施形態では、第１のバルーンに配置されている。注入孔はあるいくつかの実施形態では、第１のバルーンの近くにカテーテルに配置されている。注入孔は第１バルーン又はカテーテルの一部である。注入孔は、あるいくつかの実施形態では、輸液チューブに配置されている。このような輸液チューブの材料としては、あるいくつかの実施形態では、テフロン（登録商標）、ポリオキシメチレン共重合体、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリラクチド酸、ポリスチレン、ポリウレタン、ＰＶＣ、熱可塑性エラストマーからなる群及びこれらの組み合わせなど、又は同類品から選ぶことができる。
【００７４】
図１７Ａでは流れを乱す手段の他の実施例を図示している。この他の実施例は部分的にカテーテル１７０１から展開されるトンネル膜１７０３で覆われた円錐形のワイヤーデバイス１７０２である。図１７Ｂは、図１７Ａに示す円錐形のワイヤーデバイス１７０２の典型的な仕様を提供している。遠位開口部１７０４の直径は３〜３．２ｃｍあるいは約３．０ｃｍである。従って、ワイヤーデバイス１７０２の外周縁は大動脈の内部にしっかりとフィットするか、血液が漏れる程度の僅かな隙間を持って緩く装着されているかのどちらかである。遠位開口部１７０４の直径は、デバイスが配備されている患者の大動脈の様々な直径（典型的には約５ｃｍから約２ｃｈｍ）に基づいている。あるいくつかの実施形態では、遠位開口部は、約５ｃｍから約１．５ｃｍの直径を有する。あるいくつかの実施形態では、遠位開口部は、約４．５ｃｍから約１．７ｃｍの直径を有する。あるいくつかの実施形態では、遠位開口部は、約４ｃｍから約１．８ｃｍ、約３．５ｃｍから約１．８ｃｍ、または約３ｃｍから約２．０ｃｍ、である。トンネル膜１７０３は、ワイヤーデバイスの近位開口部１７０５に遠位開口部１７０４の縁から覆われている。トンネル膜の高さ（図１７Ｂの１７０６と表示する部分で、血液の通過距離である）は、あるいくつかの実施形態では、約１．５ｃｍから約４ｃｍ、約２ｃｍから約３．５ｃｍ、約２．５ｃｍから約３．０ｃｍ（図１７Ｂは約３ｃｍの場合を示している）。あるいくつかの実施例では、トンネル膜の高さ１７０６は約２ｃｍ、約３ｃｍあるいは約４ｃｍである。近位開口部１７０５は血流をある制限速度で流れるようにし、血流の乱れにより、腎動脈が腎臓下部大動脈から血流を取り込み、そこにおいては、造影剤は血流により希釈されてしまう。血流を乱だす手段（例えば、デバイス１７０２）により効果的に血流の乱れを作るために、あるいくつかの実施形態では、近位開口部の直径を遠位開口部の直径の約４分の１から４分の３としている。あるいくつかの実施形態では、近位開口部の直径を遠位開口部の直径の約３分の１としている。例えば、図１７Ｂに示すように、底部開口部１７０５の直径は約１．０ｃｍである。近位開口部から血流が通過するのに相対的に、血液発出高さ１７０９は近位開口部の直径の約半分から３倍となるように設計されている。血液発出高さ１７０９と近位開口部１７０５の比率の関係は、（１）ワイヤーデバイスがいかに乱れを生じる血流を制限するか、（２）ワイヤーデバイスの構造上の強さ、遠位開口部と近位開口部の間の関係に基づく。
【００７５】
このような円錐形の構造をサポートするために、ワイヤーデバイスは、少なくとも３本のワイヤーを使った配線１７１０を備えている。あるいくつかの実施形態では、４本から２４本のワイヤー、５本から２２本のワイヤー、６本から２０本のワイヤー、８本から１８本のワイヤー、または１０本から１６本のワイヤーの配線がある。あるいくつかの実施形態では、トンネル膜に部分的に覆われて３、４、５、６，７、８、９、１０、１１、１２、１３，１４、１５，１６、１７、１８、１９、２０本のワイヤーがワイヤーデバイスに使われている。もし必要なら、この分野の当業者であれば、本発明の実体に従って、血流を乱だす手段を提供するのに適切なワイヤーの本数のワイヤーデバイスを提供することができる。ワイヤーはニチオールなどの超弾性材料であってもよい。
【００７６】
擬弾性は、時として超弾性と呼ばれ、結晶のオーステナイトとマルテンサイト相の間の相変化によって引き起こされる、負荷応力に応ずる弾性（可逆）応答である。この性質は、形状記憶合金で発揮される。擬弾性は、結合伸張または結晶格子への欠陥の導入（従って、それは真の超弾性ではなく擬弾性である）ではなく、相変化の間の可逆相変化時の領域境界の動きである。ドメイン境界がピン止めされても、それらは加熱によって逆転される。このように、超弾性材料は比較的高い負荷応力であってもそれを除去した後にその前の形状（したがって、形状記憶）に戻ることができる。
【００７７】
形状記憶効果は、１９５１年に最初にＡｕＣｄで観察されたし、それ以来、多数の他の合金系で観察されている。しかし、唯一のＮｉＴｉ合金およびいくつかの銅ベースの合金は、これまで商業的に使用されてきた。
【００７８】
例えば、銅 - 亜鉛 - アルミニウム（ＣｕＺｎＡｌ）は、商業的に利用された最初の銅系超弾性材料があったとの合金は、一般的に１５から３０重量％のＺｎおよび３から７重量％のＡｌを含んでいる。銅、アルミニウム、二元合金は、非常に高い転移温度を有し、第３の素子ニッケルは、通常、銅アルミニウムニッケル（ＣｕＡｌＮｉ）を生成するために添加されている。ニッケル - チタン合金は、ニチノールなどの超弾性材料として市販されている。あるいくつかの実施形態では、超弾性材料は、銅、アルミニウム、ニッケル又はチタンを含む。特定の実施形態では、超弾性材料は、ニッケル、チタン、またはこれらの組み合わせを含む。特定の実施形態では、超弾性材料がニチノールである。
【００７９】
具体的な構造は、ワイヤーの設定（１本又は数本のワイヤーを曲げたり、最終形状に織ったりする）または超弾性管切断（不要な部分をレーザーで切り出し、最終的な配線を残したままにする）、または超弾性の物を切断することによって形成することができる（レーザーで不要な部分を切り取り）その物を円錐状に焼鈍する。
【００８０】
同様に、あるいくつかの実施形態では、流れを乱す手段（例えば、ワイヤーデバイス１７０２）は１つまたは複数の注入孔１７０８から輸液チューブ１７０７を介して、遠位開口部１７０４または近位開口部１７０５の位置、またはそれらの組み合わせで大動脈に生理食塩水を注入し、造影剤が大動脈に流入する前に、さらに造影剤を希釈することができる。図１７Ｃを参照すれば、あるいくつかの実施形態では、（単数または複数の）注入孔はカテーテル、例えば、流れの乱れを生じるカテーテルの先端近くに形成し、そこで流れを乱す手段が配備されている。
【００８１】
あるいくつかの実施形態では、円錐形のワイヤーデバイスは、図１８Ａに示すように、上部円筒部１８１１を備えている。上側円筒部１８１１は大動脈壁にデバイスにしっかりと接触するようにして使用される。このしっかりとした接触は、高い血流量により生じる高圧に対してデバイスを支持する。このしっかりとした接触は（血液が漏れることなく）造影剤が接触境界面を通して漏れるのを防ぐ。約０．５ｃｍ離れた上部筒部の傍で腎臓上部大動脈から分岐する動脈の閉塞を回避するために、上部円筒部の高さは、動脈枝の妨げにならないために、０．５ｃｍ以上とすべきではない。近位開口部から遠位開口部までの高さ１８０６は、約１．５ｃｍから約４ｃｍ、約２ｃｍから３．５ｃｍまたは約２．５ｃｍから３．０ｃｍとするべきである。
【００８２】
図１８Ａ（側面図）に示すように、そして図１８Ａはまたさらに図１７Ａ−Ｃに示すバリエーションの実施形態でも提供しているように、遠位開口部１８０４の外縁から近位開口部１８０５の縁にわたって部分的にトンネル膜１８０３で覆われた円錐‐筒状のワイヤーデバイス１８０２がカテーテル１８０１から展開されている。図１８Ｂは、ワイヤーデバイス１８０２の上面図を示している。図１８Ｃは、ワイヤーデバイス１８０２の底面図を示している。図１８Ｄは、ワイヤーデバイス１８０２の等尺図を提供している。
【００８３】
別の見方においては、造影剤誘発性急性腎障害を治療するための方法が開示されている。この方法は、腹部大動脈へ請求項１に記載のカテーテルを挿入し、腎臓上部大動脈にカテーテルを配置し、そして流れを乱す手段が血流を乱し、造影剤が腎動脈に取り込まれる前に造影剤が希釈されることを可能にする位置に置く手順からなる。特定の実施形態では、腹部大動脈へのデバイスの挿入には、大腿動脈からのアプローチまたは上腕動脈からのアプローチによって、または橈骨動脈からのアプローチのいずれかが適用される。あるいくつかの実施形態では、バルーンカテーテルは、さらに、ガイドワイヤーおよび流量増大手段を含んでいる。あるいくつかの実施形態においては、方法はさらに、上記腎臓大動脈内へ１つ以上の注入孔（注入チューブを介して、またはカテーテルにより）から生理食塩水および／または適切な薬剤を注入することを含む。
【００８４】
別の見方においても、造影剤誘発性急性腎障害を治療するための方法が開示されている。その方法は、第１バルーン、第２バルーン、腹部大動脈に対して少なくとも１つのセンサーを備えたバルーンカテーテルを含む本発明のデバイスであって、両側腎動脈の出口の近くに腎臓上部大動脈位置に第１バルーンを可能にする位置にバルーンカテーテルを配置し、造影剤の適用時に腎動脈の両側の出口を閉塞する第１のバルーンを膨張させ、造影剤を完全に利用した後、第１のバルーンを収縮し、腎動脈の口の近くで腎動脈の位置における大動脈の血流を完全には閉塞しない程度に第２バルーンを膨張させ、第２バルーンを収縮させ、腎臓上部大動脈への側面開口を介して、通常の生理食塩水および／または適切な薬を注入する手順からなる。
【００８５】
あるいくつかの実施形態では、腹部大動脈へのデバイスの挿入は、大腿動脈からのアプローチ、または上腕動脈からのアプローチによって、または橈骨動脈からのアプローチのいずれかが適用される。特定の実施形態においては、さらに、バルーンカテーテルは、ガイドワイヤーと回転するプロペラを含む。特定の実施形態においては、方法にはさらに、腎動脈内にガイドワイヤーを挿入する方法を含む。特定の実施形態においては、方法はさらに、ガイドワイヤーを介して腎動脈へ回転するプロペラを挿入する方法を含む。特定の実施形態においては、方法はさらに、中央ガイドワイヤーの周りに回転するプロペラを回転させ、腎臓に向かって方向性のある血流を増大させることを含む。
【００８６】
あるいくつかの実施形態において、ここに記載した急性腎障害を治療するための本発明のデバイスを備えるシステムを提供している。特定の実施形態では、急性腎障害は、造影剤によって誘発される急性腎障害である。あるいくつかの実施形態では、デバイスは、カテーテル、カテーテル上の位置表示手段、カテーテル内に格納できる流を乱す手段からなり、そこでは、流れを乱す手段は、血流の乱れを提供するために、腎臓上部大動脈に配置され、乱された血流が腎臓下大動脈に戻ることにより腎動脈に取り込まれる前に造影剤が希釈されることを可能にする位置におかれる。あるいくつかの実施形態では、デバイスは、第１バルーン、第２のバルーンおよび第２バルーンに関連付けられた少なくとも１つのセンサーを有するバルーンカテーテルを備える。特定の実施形態においては、デバイスは、ここで記載される２つのセンサーを含む。特定の実施形態では、バルーンカテーテルは、さらに、生理食塩水や薬剤を注入するための側面開口を含む。
【００８７】
本発明の好適な実施形態を図示し説明してきたが、そのような実施形態は例としてのみ提供されることは、当業者には明らかである。多くの変形、変更、及び置換が本発明から逸脱することなく当業者には想起される。なお、ここに記載された実施形態に対する様々な代替が本発明を実施する際に使用できることを理解できる。以下の請求項は本発明の範囲を定義することを意図しており、これらの特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内の方法及び構造はそれによりカバーされることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−Ｄ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ−Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ−Ｂ】
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【図１４Ａ−Ｂ】
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【図１５Ａ−Ｂ】
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【図１６Ａ−Ｄ】
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【図１７Ａ−Ｃ】
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【図１８Ａ−Ｄ】
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【国際調査報告】
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