JP2009189815A - シャントシステムに一体化された圧力・流量複合センサー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本シャントは、ICPを測定するための圧力トランスデューサ、シャント内を流れるCSFの流量を測定するための流量トランスデューサ、およびテレメトリ回路を含む。アンテナを備えた遠隔読み取り装置が、埋め込まれたシャントに選択的に問い合わせし、かつ誘導電力を供給するために、提供される。問い合わせがあると、圧力測定値および流量測定値は、較正され、多重化され、かつ搬送信号によって遠隔読み取り装置/アンテナに戻り送信される。読み取り装置/アンテナは、搬送波から圧力および流量データを抽出し、さらに、信号を逆多重化することによってデータを分離する。読み取り装置は、さらに、局所的な気圧を提供するための気圧計を含み、この情報を、埋め込まれたトランスデューサからのデータと共に使用する。
【選択図】図1
Description
〔発明の分野〕
本発明は、概して、水頭症の治療に使用される装置に関し、より詳細には、治療療法中に過剰な流体を迂回させかつ監視するのを支援するために使用されるセンサーおよびシャントの改良に関する。
背景:
人の脳は4つの脳室を含む。各々の脳室は、骨質で非弾性の領域内で脳および脊髄を洗い緩衝する脳脊髄液(CSF)を産生する脈絡叢を含む。
CSFの圧力測定を支援するために、シャントシステムに直接一体化することができる、限られた数の圧力センサーが開発されているが、そのような圧力センサーの商業的流通はその後中止されている。これらのセンサーは、Radionics, Incによって販売されたコズマンセンサー(Cosman sensor)、および日本で販売されたミヤケセンサー(Miyake sensor)と呼ばれる日本のセンサーを含む。
よって、本発明は、患者の側脳室から過剰な流体を迂回部位に迂回させるために患者に埋め込まれるためのシャントシステムを提供する。本シャントは、ICPを測定するための圧力トランスデューサ、シャント内を流れるCSFの流量を測定するための流量トランスデューサ、およびテレメトリ回路を含む。アンテナを備えた遠隔読み取り装置が、埋め込まれたシャントに問い合わせと誘導電力供給とを同時に行うために、提供される。問い合わせがあると、圧力測定値および流量測定値は、オンボードの較正パラメータによって補償され、多重化され、かつ搬送信号によって遠隔読み取り装置/アンテナに戻り送信される。読み取り装置/アンテナは、搬送波から圧力および流量データを抽出し、さらに、信号を逆多重化する(demultiplexing)ことによってデータを分離する。読み取り装置は、さらに、局所的な気圧を提供するための気圧計を含み、この情報を、埋め込まれたトランスデューサからのデータと共に使用して、リアルタイムの調整されたICP、シャント内CSF流量、および脳コンプライアンスを計算し、表示する。
概観および導入として、本発明は、患者の側脳室から過剰な流体を患者の身体のどこか別の場所の迂回部位に迂回させる水頭症治療療法の一部として使用されるシャントの改良に関する。この特許出願の背景の項で述べたように、そのような流体迂回システム内のCSFの圧力および流量の両方を要求があり次第測定できることは望ましいであろう。上に示したように、「脳コンプライアンス(brain compliance)」と呼ばれるパラメータは、患者の水頭症状態を治療するために使用される療法の全体的な成功を決定する上で有益な値であることもでき、またこのパラメータは、CSF圧力と、瞬間流量および定常流量が共に分っていれば、計算されることもできる。この目的のために、この発明の改良されたシャントは、これら3つのすべてのパラメータの非侵襲的なリアルタイム測定を可能にする。さらにこの発明によれば、読み取り装置と共に使用されたときに、CSF圧力値および流量値は外部制御ユニットにリレーされることもできる。この制御ユニットは、次に、局所的な気圧測定値を考慮に入れた後で脳コンプライアンスのリアルタイム値を計算し、表示し、さらに、CSF圧力値および流量値を表示するために使用されることもできる。医師は、必要ならばシャントシステムが望ましい読み取り値を生じるまで、調整するためにこの情報を使用することもできる。本発明による、そのようなこれらパラメータのシャントからの即座のフィードバックは、より迅速でより成功率の高い治療療法を確実にし、かつ患者にとってより不快感の少ない、より危険性の低い結果となるであろう。
図4を参照すると、本発明による、処理回路60、接続されたトランスデューサ52、54、およびループアンテナ62の機能的動作および電気的相互作用を図示するブロック図が示されている。
図5を参照すると、本発明による、外部読み取りユニット14を構成する構成部品の機能的動作および電気的相互作用を図示するブロック図が示されている。
1)調整された頭蓋内圧力(ICP)値
調整されたICPは、埋め込まれた圧力トランスデューサ52により測定された絶対圧力から気圧計ブロック110により測定された気圧を減算した結果である。
2)CSFの流量(シャント内の)
これはかなり簡単明瞭な計算である。データ処理は単に、シャントから受信した浄化されたデータ信号を表示しなければならないだけだからである。表示されたCSFの値は、流量トランスデューサ54によるリアルタイム測定値である。しかしながら、この値は患者が動き、横になり、またはまっすぐに坐るにつれて相当に変動すると思われる。
3)頭蓋内冠のコンプライアンス
このパラメータは、上でも説明した次式に基づいて計算される。
(1) 患者内の第1の位置から第2の位置へ流体を移送し、かつ前記流体移送を遠隔位置から監視するためのシャント組立体、および読み取り装置組立体を含むシャントシステムにおいて、
前記シャント組立体であって、
流体が流れることができる内腔を有し、前記第1の位置と前記第2の位置との間で前記患者内に埋め込み可能な導管、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記流体からの第1のパラメータを測定し、かつ前記測定に応答して第1の信号を生成する第1の電子トランスデューサ、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記流体からの第2のパラメータを測定し、かつ前記測定に応答して第2の信号を生成する第2の電子トランスデューサ、ならびに、
前記第1および第2の信号を送信するためのテレメトリ回路、
を有する、シャント組立体と、
前記読み取り装置組立体であって、
送信された前記第1および第2の信号を受信するために前記患者の外側に配置された遠隔読み取り装置、ならびに、
前記第1および第2の信号に基づいて前記第1および第2のパラメータを視覚的に伝達するためのディスプレイ、
を有する、読み取り装置組立体と、
を備える、シャントシステム。
前記第1のトランスデューサは、前記内腔内に位置される前記流体の圧力を測定するための圧力トランスデューサである、シャント組立体。
前記第2のトランスデューサは、前記内腔内を流れる前記流体の流量を測定するための流量トランスデューサである、シャント組立体。
前記第1のトランスデューサは、前記内腔内を流れる前記流体の流量を測定するための流量トランスデューサである、シャント組立体。
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント組立体。
前記第1および第2の電子トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント組立体。
前記遠隔読み取り装置は、局所的な気圧測定値を提供する気圧計をさらに備える、シャント組立体。
前記遠隔読み取り装置は、前記第1および第2の信号、ならびに前記気圧測定値を使用して、ICP、CSF流量、および脳コンプライアンスのリアルタイム値を計算する、シャント組立体。
前記第1および第2のトランスデューサは、互いに隣接して物理的に位置される、シャント組立体。
前記第1および第2のトランスデューサは、共通の半導体基板に設けられる、シャント組立体。
前記第1および第2のトランスデューサは、前記テレメトリ回路に電気的に接続される、シャント組立体。
前記シャント組立体であって、
CSFが流れることができる内腔を有し、前記脳室と前記迂回部位との間で前記患者内に埋め込み可能な導管、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を測定し、かつ前記圧力測定に応答して第1の信号を生成する電子圧力トランスデューサ、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔中を移動する前記CSFの流量を測定し、かつ前記流量測定に応答して第2の信号を生成する電子流量トランスデューサ、ならびに、
前記第1および第2の信号を送信するためのテレメトリ回路、
を有する、シャント組立体と、
前記読み取り装置組立体であって、
送信された前記第1および第2の信号を受信するために前記患者の外側に配置された遠隔読み取り装置、ならびに、
前記第1および第2の信号に基づいて前記第1および第2のパラメータを視覚的に伝達するためのディスプレイ、
を有する、読み取り装置組立体と、
を備える、シャントシステム。
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント組立体。
前記電子圧力トランスデューサおよび前記電子流量トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント組立体。
前記遠隔読み取り装置は、局所的な気圧測定値を提供する気圧計をさらに備える、シャント組立体。
前記遠隔読み取り装置は、前記第1および第2の信号、ならびに前記気圧測定値を使用して、ICP、CSF流量、および脳コンプライアンスのリアルタイム値を計算する、シャント組立体。
CSFが流れることができる内腔を有し、前記脳室と前記迂回部位との間で前記患者内に埋め込み可能な導管と、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を測定し、かつ前記圧力測定に応答して第1の信号を生成する電子圧力トランスデューサと、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔中を移動する前記CSFの流量を測定し、かつ前記流量測定に応答して第2の信号を生成する電子流量トランスデューサと、
を備える、シャント。
前記第1および第2の信号を送信するために前記導管の上または内に位置付けられたテレメトリ回路、
をさらに備える、シャント。
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント。
前記第1および第2の電子トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント。
CSFが流れることができる内腔を有し、前記脳室と前記迂回部位との間で前記患者内に埋め込み可能な導管と、
前記導管内に位置付けられて、前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を測定し、かつ前記圧力測定に応答して第1の信号を生成する電子圧力トランスデューサと、
前記導管内に位置付けられて、前記内腔中を移動する前記CSFの流量を測定し、かつ前記流量測定に応答して第2の信号を生成する電子流量トランスデューサと、
問い合わせ信号の受信に応答して前記第1および第2の信号を送信するためのテレメトリ回路と、
を備える、シャントシステム。
前記問い合わせ信号は、高周波信号であり、前記テレメトリ回路に誘導的に電力を供給するのに使用される、シャント組立体。
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント。
前記電子圧力トランスデューサおよび前記電子流量トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント。
患者の脳室の1つと迂回部位との間で前記患者内に前記シャントを埋め込むステップと、
前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を、前記電子圧力トランスデューサで測定するステップと、
前記圧力測定に応答して第1の信号を生成するステップと、
前記内腔中を移動する前記CSFの流量を、前記電子流量トランスデューサで測定するステップと、
前記流量測定に応答して第2の信号を生成するステップと、
を備える、方法。
問い合わせ信号を受信するステップと、
問い合わせ信号の受信に応答して前記第1および第2の信号をテレメトリによって送信するステップと、
をさらに備える、方法。
前記第1および第2の信号は、同じデータメッセージで送信される、方法。
前記第1および第2の信号は、前記第1および第2の信号自身のそれぞれのデータメッセージで順次送信される、方法。
前記第1および第2の信号は、前記第1および第2の信号自身のそれぞれのデータメッセージで独立して、けれども同時に送信される、方法。
Claims (25)
- 患者内の第1の位置から第2の位置へ流体を移送し、かつ前記流体移送を遠隔位置から監視するためのシャント組立体、および読み取り装置組立体を含むシャントシステムにおいて、
前記シャント組立体であって、
流体が流れることができる内腔を有し、前記第1の位置と前記第2の位置との間で前記患者内に埋め込み可能な導管、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記流体からの第1のパラメータを測定し、かつ前記測定に応答して第1の信号を生成する第1の電子トランスデューサ、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記流体からの第2のパラメータを測定し、かつ前記測定に応答して第2の信号を生成する第2の電子トランスデューサ、ならびに、
前記第1および第2の信号を送信するためのテレメトリ回路、
を有する、シャント組立体と、
前記読み取り装置組立体であって、
送信された前記第1および第2の信号を受信するために前記患者の外側に配置された遠隔読み取り装置、ならびに、
前記第1および第2の信号に基づいて前記第1および第2のパラメータを視覚的に伝達するためのディスプレイ、
を有する、読み取り装置組立体と、
を備える、シャントシステム。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記第1のトランスデューサは、前記内腔内に位置される前記流体の圧力を測定するための圧力トランスデューサである、シャント組立体。 - 請求項2に記載のシャント組立体において、
前記第2のトランスデューサは、前記内腔内を流れる前記流体の流量を測定するための流量トランスデューサである、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記第1のトランスデューサは、前記内腔内を流れる前記流体の流量を測定するための流量トランスデューサである、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記第1および第2の電子トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記遠隔読み取り装置は、局所的な気圧測定値を提供する気圧計をさらに備える、シャント組立体。 - 請求項7に記載のシャント組立体において、
前記遠隔読み取り装置は、前記第1および第2の信号、ならびに前記気圧測定値を使用して、ICP、CSF流量、および脳コンプライアンスのリアルタイム値を計算する、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記第1および第2のトランスデューサは、互いに隣接して物理的に位置される、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記第1および第2のトランスデューサは、共通の半導体基板に設けられる、シャント組立体。 - 請求項1に記載のシャント組立体において、
前記第1および第2のトランスデューサは、前記テレメトリ回路に電気的に接続される、シャント組立体。 - 水頭症治療中に患者の脳室から迂回部位に流体を移送し、かつ前記流体移送を遠隔位置から監視するためのシャント組立体、および読み取り装置組立体を含むシャントシステムにおいて、
前記シャント組立体であって、
CSFが流れることができる内腔を有し、前記脳室と前記迂回部位との間で前記患者内に埋め込み可能な導管、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を測定し、かつ前記圧力測定に応答して第1の信号を生成する電子圧力トランスデューサ、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔中を移動する前記CSFの流量を測定し、かつ前記流量測定に応答して第2の信号を生成する電子流量トランスデューサ、ならびに、
前記第1および第2の信号を送信するためのテレメトリ回路、
を有する、シャント組立体と、
前記読み取り装置組立体であって、
送信された前記第1および第2の信号を受信するために前記患者の外側に配置された遠隔読み取り装置、ならびに、
前記第1および第2の信号に基づいて前記第1および第2のパラメータを視覚的に伝達するためのディスプレイ、
を有する、読み取り装置組立体と、
を備える、シャントシステム。 - 請求項12に記載のシャント組立体において、
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント組立体。 - 請求項12に記載のシャント組立体において、
前記電子圧力トランスデューサおよび前記電子流量トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント組立体。 - 請求項12に記載のシャント組立体において、
前記遠隔読み取り装置は、局所的な気圧測定値を提供する気圧計をさらに備える、シャント組立体。 - 請求項15に記載のシャント組立体において、
前記遠隔読み取り装置は、前記第1および第2の信号、ならびに前記気圧測定値を使用して、ICP、CSF流量、および脳コンプライアンスのリアルタイム値を計算する、シャント組立体。 - 水頭症治療中に患者の脳室から迂回部位に流体を移送するためのシャントにおいて、
CSFが流れることができる内腔を有し、前記脳室と前記迂回部位との間で前記患者内に埋め込み可能な導管と、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を測定し、かつ前記圧力測定に応答して第1の信号を生成する電子圧力トランスデューサと、
前記導管の上または内に位置付けられて、前記内腔中を移動する前記CSFの流量を測定し、かつ前記流量測定に応答して第2の信号を生成する電子流量トランスデューサと、
を備える、シャント。 - 請求項17に記載のシャントにおいて、
前記第1および第2の信号を送信するために前記導管の上または内に位置付けられたテレメトリ回路、
をさらに備える、シャント。 - 請求項17に記載のシャントにおいて、
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント。 - 請求項17に記載のシャントにおいて、
前記第1および第2の電子トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント。 - 水頭症治療中に患者の脳室から迂回部位に流体を移送し、かつ前記流体移送を遠隔位置から監視するためのシャントシステムにおいて、
CSFが流れることができる内腔を有し、前記脳室と前記迂回部位との間で前記患者内に埋め込み可能な導管と、
前記導管内に位置付けられて、前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を測定し、かつ前記圧力測定に応答して第1の信号を生成する電子圧力トランスデューサと、
前記導管内に位置付けられて、前記内腔中を移動する前記CSFの流量を測定し、かつ前記流量測定に応答して第2の信号を生成する電子流量トランスデューサと、
問い合わせ信号の受信に応答して前記第1および第2の信号を送信するためのテレメトリ回路と、
を備える、シャントシステム。 - 請求項21に記載のシャント組立体において、
前記問い合わせ信号は、高周波信号であり、前記テレメトリ回路に誘導的に電力を供給するのに使用される、シャント組立体。 - 請求項21に記載のシャントにおいて、
前記内腔は、流体が1つの方向にのみ流れることができるように一方向弁をさらに備える、シャント。 - 請求項21に記載のシャントにおいて、
前記電子圧力トランスデューサおよび前記電子流量トランスデューサは、前記内腔に隣接して前記導管に取り付けられるカプセル内に位置される、シャント。 - シャント内のCSF流量および頭蓋内圧力を監視する方法であって、前記シャントは、CSFが流れることができる内腔を有する導管、前記導管の上または内に位置付けられた電子圧力トランスデューサ、および前記導管の上または内に位置付けられた電子流量トランスデューサを有する、方法において、
患者の脳室の1つと迂回部位との間で前記患者内に前記シャントを埋め込むステップと、
前記内腔内に位置される前記CSFの圧力を、前記電子圧力トランスデューサで測定するステップと、
前記圧力測定に応答して第1の信号を生成するステップと、
前記内腔中を移動する前記CSFの流量を、前記電子流量トランスデューサで測定するステップと、
前記流量測定に応答して第2の信号を生成するステップと、
を備える、方法。
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