(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの熱伝導性皮膚接触材料（２）と少なくとも１つのペルチェ素子（３）とを含む、身体領域、好ましくは頭部の領域を冷却および／または加温するための装置（１）に関し、ペルチェ素子（３）が皮膚接触材料（２）に接続され、熱伝導性接続素子、特に熱伝導性フィルム（５）、および熱放散素子（１２）が提供され、ペルチェ素子（３）の外側を介して放散された熱を、接続素子を介して熱放散素子（１２）に分配することができる。
2019531176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの熱伝導性の皮膚接触材料と少なくとも１つのペルチェ素子とを含む、身体領域、好ましくは頭部の領域を冷却および／または加温するための装置であって、前記ペルチェ素子が前記皮膚接触材料に接続され、熱伝導性の接続素子、特に熱伝導性フィルム、および熱放散素子が設けられ、前記ペルチェ素子の外側を介して放出された熱を、前記接続素子を介して前記熱放散素子に分配することができる装置。
【請求項２】
前記装置が液状熱伝達媒体を含まないように具現化される、請求項１に記載の装置[A1]。
【請求項３】
少なくとも１つの回路基板が設けられている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの冷却体が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
エネルギー源が前記ペルチェ素子を動作させるために設けられており、前記エネルギー源が特にケーブルを介して前記ペルチェ素子に接続されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
制御ユニットが設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つの温度センサが設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
医薬品の供給のためにラインが設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
音響出力装置および／または振動出力装置が設けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置を身体領域に固定するためマウントが設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置が少なくとも部分的に層状に構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの熱伝導性皮膚接触材料と少なくとも１つのペルチェ素子とを含む、身体領域、好ましくは頭部の領域を冷却および／または加温するための装置に関し、それにおいてペルチェ素子が皮膚接触材料に接続される。
【背景技術】
【０００２】
例えば鼻などで、毎年何千もの美容整形手術が行われている。鼻の手術の後、術後のケアのために鼻の上に３ｍｍ〜５ｍｍの薄い石膏模型を配置する。薬の治療に加えて、医者はまた痛みの急速な軽減と、傷や瘢痕の迅速な治癒とを達成するために、鼻の冷却と排液を勧める。腫れを冷却して取り除くために、アイスパックがよく使われている。
【０００３】
アイスパックを使用するときの不利な点は、アイスパックがギプスまたは包帯を通して染み込むことであり、それはギプスまたは包帯を頻繁に交換しなければならない理由である。さらに、冷却温度は、アイスパックで調節することができず、またほとんどの場合低すぎる。治癒を促進するために鼻などの腫れた身体領域を冷却するためには、温度があるレベルを下回らないようにしなければならないことが示されている。患者は痛み、しびれや他の感覚障害などの負の作用を経る可能性があるので、アイスパックの使用中に大きすぎて長期間持続する温度の低下は望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このことは本発明によって対処される。本発明の目的は、冒頭に挙げた形式の装置を特定することであり、それによって身体領域を少ない労力で個々にかつ効率的に冷却することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、冒頭に挙げた種類の装置によって、熱伝導性接続素子、特に熱伝導性フィルム、および熱放散素子が設けられ、ペルチェ素子の外面を介して放出される熱を、接続素子を介して熱放散素子に分配することができるという目的が達成される。
【０００６】
特に本発明によって達成される１つの利点は、ペルチェ素子の外側の熱を間接的にまたは直接的に、好ましくは直接的な接触によって、接続素子に伝達することができ、また熱を上記素子を介してその後熱放散素子に分配および伝達し、その後、熱放散素子を介して外側に放散させることができるということである。あるいは、皮膚接触材料はペルチェ素子によって加温することができる。したがって、皮膚接触材料と接触している特定の身体領域を加温することができる。これはまた、個々の皮膚接触材料ごとに異なった温度プロファイルを可能にする。この目的のために、皮膚接触材料は、例えば皮膚接触板として具現化することができる。本発明による装置は、例えば、このタイプの１つまたは複数の皮膚接触板を含むことができる。
【０００７】
熱伝導性接続素子は、可撓性であるように具現化されていることが好ましく、例えばグラファイトまたは銅などのヒートスプレッダ材料から形成される。接続素子は、例えば、グラファイトフィルムまたは銅シートなどの熱伝導性フィルムとして具現化することができる。しかし、ほとんどの場合、接続素子は可撓性の熱伝導性パッドとして具現化されている。グラファイトフィルムとして具現化された熱伝導性フィルムは、曲げることが可能であるか可撓性であり、極度に薄く具現化される。熱伝導性接続素子は、ペルチェ素子の外側で熱を放散するのに適しており、接続素子は、少なくとも１つのペルチェ素子と、例えばアルミニウムシートとして具現化された熱放散素子との間に配置されている。導電性熱伝導性フィルムまたは熱伝導性パッドまたは熱伝導性ペーストを用いて、熱を広い面積にわたって、特に熱を放散させるために設けられた熱放散素子に、さらに分配することができる。接続素子が回路基板の外側に直接接続されていると、特に好ましい。熱伝導性接続素子は、特に、平面であるように具現化され、そのため上記素子は装置の領域の大部分を含める。熱伝導性フィルムの断面積は、少なくとも１つのペルチェ素子の断面積と少なくとも同じ大きさであるが、好ましくはそれより数倍大きい。平面で薄い熱伝導性フィルムは、第１のペルチェ素子から次のまたは第２のペルチェ素子まで延びることが実現できる。あるいは、熱伝導性接続素子は、ペルチェ素子を熱放散素子に接続する熱伝導性ペーストまたは熱伝導性ペーストとして具現化することもできる。それによって、そのようなペーストの断面積は、本質的にペルチェ素子の面積に対応する。複数のペルチェ素子が設けられる場合、各ペルチェ素子と熱放散素子との間に熱伝導性ペーストが設けられる。熱放散素子は平面状に形成されていることが好ましく、特に装置の大部分にわたって延びている。熱放散素子が可撓性および／または曲げることができるように具現化されることが特に好ましい。この目的のために、例えば、熱放散素子がアルミニウムシートから作られることが実現され得る。必要ならば、２つまたはそれより多い熱放散素子を設けることもできる。熱放散素子が可撓性であるように具現化されるために、上記素子が可撓性の材料で作られることが実現できる。あるいは、熱放散素子は複数の部分で具現化することができ、部分は曲げることができる様式で接続される。
【０００８】
ペルチェ素子を用いると、熱伝導性皮膚接触材料を特定の温度にすることが可能であり、したがって、腫れた身体領域の理想的な治癒を確実にすることが可能である。例えば、手術された鼻は、特に鼻骨、外側の軟骨、扁桃軟骨、頬骨領域、および頬骨上で、個々に適合された方法で冷却できる。皮膚接触材料は特に金属、好ましくはアルミニウム、銅、チタンまたはこの種の金属との対応する合金でできている。皮膚接触材料が、曲げることができる金属フィルム、例えば銀メッキされた銅フィルムまたは陽極酸化または銀で被覆されたアルミニウム板から作られると、特に好ましい。皮膚接触素子はまた、第１段階で銀メッキされ、第２段階でロジウムメッキされた銅板、または金メッキされた板から作られることができる。皮膚接触材料はまた、パラジウムまたは他の金属で作ることもできる。あるいは、皮膚接触素子が複数の小さくて硬質の金属シートの素子でできている場合も、有益であり得る。結果として、皮膚接触材料は、冷却されるべき身体領域の形状に適合させることができ、それによって身体領域を均一に冷却することができる。
【０００９】
ペルチェ素子を介して、冷却すべき身体領域から熱を出すことができる。例えば両方の頬骨領域のような複数の身体領域が冷却されるべきである場合、冷却されるべき各身体領域に対して１つの皮膚接触材料および１つのペルチェ素子が設けられる。複数のペルチェ素子が設けられている場合、これらの素子を互いに独立して作動させることが可能であり、ペルチェ素子は互いに依存するように、または独立するようにして具現化することができる。
【００１０】
着用可能な装置は、有利にも、熱を外部に放出することができる熱伝導層構造を含み、この層構造は少なくとも部分的に可撓性であるように具現化されている。したがって、着用可能に具現化された装置は、冷却されるべき身体領域に可撓性に適合させることができ、層構造を介して熱を外側に放散させることができる。
【００１１】
装置が液状熱伝達媒体を含まないように具現化されるならば有利である。このようにすると、冷却されるべき領域、および例えばギプスまたは他の包帯材料、ならびに患者の皮膚および毛髪の湿潤化が回避される。さらに、装置がファン、換気装置などのターボ機械を備えていないと有益である。
【００１２】
回路基板が設けられていると有利である。回路基板は特に、少なくとも部分的に可撓性であるように具現化されている。あるいは、回路基板は、例えば、可撓性のケーブルなどで互いに接続された２つ、３つ、４つ、またはそれより多い硬質部分を含む。回路基板が複数の電子構成要素を含み、特に装置の全領域にわたって延びる場合に、ペルチェ素子がより小さくなるように具現化されることが、さらに有利である。放散されるべき熱はこのようにして広い領域にわたって分配されることができ、したがって効率的な冷却を迅速に実行されることができる。液状熱伝達媒体およびファンおよび／または換気装置は設けられておらず、また必要でもない。装置は、特に手術後に、身体領域、例えば頭部の領域または鼻の領域を冷却するために具現化されている。例えばＦＲ−４のような、特に断熱性の回路基板材料を介して熱の放散を可能にするために、回路基板が１つまたは複数のサーマルビアで具現化されると、特に有利である。さらに、熱伝導性材料、例えば、特に厚さ約０．２ｍｍの薄いアルミニウムシートでできたカバーを回路基板に配置することができ、この材料はビアから周囲空気へ熱を放散する。さらに、滑らかで安全な、また特に皮膚適合性の表面をこのカバーで設けることができる。
【００１３】
便宜的には、それによって回路基板は１つのペルチェ素子から次のペルチェ素子へと延びる。しかし、回路基板はワイヤ接続によって中断することもでき、あるいは回路基板の２つの部分をワイヤ接続によって接続することもできる。さらに、回路基板はペルチェ素子の高温側を横切って継続的に配置されることが実現され得る。回路基板の少なくとも部分的に可撓性の実施形態によれば、回路基板は、冷却されるべき身体領域の形状に適合させることができ、それにより、冷却されるべき身体領域を個々にかつ効率的に冷却することができる。少なくとも１つのペルチェ素子は、回路基板を介して作動および制御することができ、それによって個々の冷却が可能になる。本質的に装置の全領域を横切って延び、その中にペルチェ素子が埋め込まれている、可撓性の絶縁材料を提供することもできる。絶縁材料は、ペルチェ素子および装置の他の素子を損傷および摩耗から保護するように具現化されている。回路基板は有利にも絶縁材料の外側に配置される。皮膚接触材料は、ペルチェ素子よりも大きい面積を有し、結果的に身体領域を冷却するために、絶縁材料の底面を横切って延びることが好ましい。絶縁材料は、例えば、ラテックス、シリコーン、または他の軟質プラスチック、または異なるプラスチックの組み合わせから作製することができる。あるいは、絶縁材料はまた、硬質プラスチックでできているか、それを含んでいてもよい。特に、絶縁材料は熱可塑性ポリウレタンのような熱可塑性エラストマーでできている。断熱性を改善するために、熱のフィードバックを回避すべくプラスチックフィルムを挿入することもできる。さらに、皮膚接触材料は、皮膚接触材料が冷却されるべき身体領域と直接接触するように常に装置に配置される。ペルチェ素子を使用して温度プロファイルを正確に制御することができるので、この装置は、例えば温熱治療および冷熱治療におけるわずかな加温にも使用することができる。装置は、冷却プロファイルが可能であるように特に具現化されている。この目的のために、あらゆる所望の冷却曲線を所望の部位に適用することができるように、すべての冷却面を自由に調整および制御することができる。
【００１４】
熱伝導または自由対流によって皮膚から放散された熱を空気に放出するために、少なくとも１つの冷却体が設けられていると、さらに有利である。冷却体は、硬質、および／または硬い、またはわずかに可撓性であるように具現化することができる。冷却体は、良好な熱伝導性を示し、十分に硬質であるようには具現化されていない金属、特にアルミニウムまたは銅のシートで、有利にも作られる。
【００１５】
エネルギー源がペルチェ素子を動作させるために設けられていると便宜的であり、エネルギー源は特に、ケーブルを介してペルチェ素子に接続されている。代替的にまたは付加的に、エネルギー源は回路基板を介してペルチェ素子に接続することもできる。エネルギー源は蓄電池として具現化することができ、ケーブルを介して間接的にペルチェ素子に接続して、上記素子に電力を供給することができる。特に、外部エネルギー源が設けられる。しかし、１つまたは複数の電池または蓄電池などのエネルギー源が装置に埋め込まれていることも実現できる。ペルチェ素子のケーブルは、上記素子の近くで切り取られ、回路基板に電気的に接続されていることが好ましい。エネルギー源が、例えば皮膚適合性であることが好ましい熱可塑性エラストマーで作られたプラスチックハウジングまたは蓄電池ハウジングに収容されている場合に、特に設けることができる。
【００１６】
制御ユニットが設けられているとさらに有益である。制御ユニットは、ペルチェ素子を制御し調整することができるように、ペルチェ素子およびエネルギー源に接続されている。制御ユニットの代替として、またはそれに加えて、調整ユニットを設けることができる。制御ユニットおよび／または調整ユニットは、原則として、任意の所望の位置に配置することができる。しかし、ユニットがエネルギー源と装置との間に配置されていると便宜的である。制御ユニットは、身体領域が冷却されるべき温度を監視し調整する。したがって、冷却シーケンスは任意の所望の方法で設計することができる。例えば、インターバルのある冷却または一定温度の冷却を設定することが可能である。さらに、制御ユニットは、温度に対する特定の最大値および／または最小値の指定を可能にし、それによって個々の治療に対して所望の温度範囲を設定することができる。例えば、それにより、最低温度の望ましくないアンダーシュートを回避することができる。さらに、患者は任意の所望の治療温度を自分の状態に個々に合わせることができる。温度の値および／または温度プロファイルが可変的にプログラム可能または設定可能である場合が、特に好ましい。さらに、身体、環境および／または周囲環境からの外部信号をプログラムシーケンスに組み込むことができる。装置または制御ユニットはまた、適応性があるように具現化することができる。したがって、例えば血液中の酸素含有量および／または皮膚の抵抗などの身体機能、ならびに光強度、音響レベルおよび／または振動などの外部信号を、監視することができる。そのためさらに、天候の影響も監視することができる。例えば、頭痛または一般的な体の健康の可能性は、温度および／または大気圧の変化に基づいて変わる。特別な冷却プロファイルを調整するための制御ユニットの起動は、例えばブルートゥース（登録商標）の低エネルギーを介して制御ユニットに接続されている携帯電話などを介して便宜上行われる。制御ユニットおよび／または調整ユニットは、蓄電池と、温度を設定するための動作素子と、直流を発生するための整流器とを便宜上備える。複数のペルチェ素子が設けられている場合、異なる身体領域において異なった冷却曲線を可能にするためにそれらを個別にまたは別々に作動させることができれば便宜的である。特に、少なくとも１つのペルチェ素子は、約１Ｈｚ、特に約０．７Ｈｚ、特に好ましくは約０．５Ｈｚ以下の遅いパルスで作動される。しかし、ペルチェ素子はより速いパルス周波数でも作動され得る。さらに、装置または制御ユニットは、携帯電話、タブレットコンピュータなどを介したアプリによって制御され得ることが実現され得る。このタイプのアプリは、様々な病気のために様々な曲線またはデータを提供し、そこから患者または使用者が選択できる。
【００１７】
温度が正確に調整されるべきである場合、少なくとも１つの温度センサが設けられているとさらに有益である。特に、複数、例えば６つの温度センサが装置の異なる位置に配置されていると有益である。それによって、温度センサは好ましくは皮膚および冷却材料の近くに配置される。特に、少なくとも部分的に可撓性の回路基板は、１つまたは複数の温度センサを備える。さらに、周囲温度を測定するために少なくとも１つの温度センサを具現化することができる。回路基板は、追加の電子構成要素、例えば光の強度または身体機能を判定するためのセンサをさらに含むことができる。加えて、アクチュエータ装置、例えばこめかみをマッサージするための振動装置が設けられていると有益であり得る。
【００１８】
医薬品および／または消毒薬の送達も必要とする治療法では、医薬品の供給のためのラインが提供されれば便宜的である。ラインは、皮膚接触材料の外面に配置されるのが好ましい。したがって、身体領域の治療において、身体領域の冷却に加えて、治癒を促進する物質も同時に供給することができる。そのような物質または医薬品は、好ましくは指定されたタンクに配置され、標的を定めた制御により皮膚の表面に投与することができる。
【００１９】
音響出力装置および／または振動出力装置が設けられると有利である。これらの装置は、警告信号、および／または患者または担当医のための冷却の進行などの様々なパラメータを出力するように、具現化することができる。振動出力装置は、振動の信号または振動信号シーケンスを生成するための１つまたは複数の振動モータを好ましくは備える。定義された振動信号シーケンスまたは振動パターンは、例えば、特定のパラメータ用、機能用、または警告信号用に符号化することができる。したがって、振動出力装置は、例えば、過熱または弱い蓄電池のためのフィードバックシステムとして機能する。さらに、少なくとも１つの振動モータを、例えばスマートフォンのアプリケーションを介して外部から作動させることが実現できる。このようにすると、例えば、冷却段階中に振動を標的を定めた様式で設定することができ、その結果、振動は刺激効果または弛緩効果を有する。あるいは、ペルチェ素子および／または少なくとも１つの振動モータは、所定の温度プロファイルおよび／または所定の振動シーケンスを含む所定のプログラムによって、作動させることができる。
【００２０】
装置を身体領域に固定するためのマウントが設けられていると有利である。原則として、水平な身体の位置にある鼻または額のような身体領域を冷却することは便宜的である。しかし、直立する位置における身体領域の冷却も設けることができる。この目的のために、装置に接続するマウントは、例えば装置をヘッドに固定するために具現化される。このようにすると、同様に着座位置または直立位置での使用を可能にし、かつ／または携帯用の使用を可能にするために、追加の把持または特にしっかりとした固定が保証される。マウントは、装置の望ましくない移動または揺れが防止されるように特に具現化されている。装置は、原則として、身体領域での装置の独立した把持を可能にする形状で具現化することもでき、それにより装置自体がマウントとして機能する。
【００２１】
装置が少なくとも部分的に層状に構成されていると有利である。特に、装置は、外側に熱を放出し、また可撓性を有する熱伝導層構造として具現化されている。それによって、皮膚接触材料は、その内側でペルチェ素子に接続され、皮膚接触材料は、冷却されるべき身体領域と直接的または間接的に接触する。少なくとも１つのペルチェ素子は、熱伝導性接続素子または回路基板が接続する絶縁材料に埋め込まれている。回路基板は、接続素子の外側に配置されているか、その逆である。外側を閉じると、ペルチェ素子の上方に配置され、アルミニウムシートとして具現化され得る少なくとも１つの冷却体が設けられる。冷却体に導電的に接続されている追加の硬質冷却素子を設けることもできる。さらに、ワイヤメッシュおよび／または展伸金物を同じ平面に設けることができる。熱放散素子は装置の外側に配置され、この素子は特に、アルミニウム合金、好ましくは合金ＡｌＭｇＳｉ１で作られた板として具現化されている。この合金はばね鋼と同様の機械的性質を示し、また良好なまたは高い熱伝導率を有する。アルミニウム合金から作られた板は、さらに、外側を薄い塗料層で被覆することができる。この場合、塗料層が最大６０μｍ、特に最大５０μｍ、好ましくは４０μｍの厚さであると便宜的である。塗料層はプライマーと塗料を含むことができる。塗料層の代わりにまたはそれに加えて、板は陽極酸化層を含むことができる。加えて、熱放散素子が特にスロット、円などのような、ほぼ中央の凹部を含み、その結果熱放散素子がこの領域で特に曲げられるように具現化される。代替的に、熱放散素子は、所定のボウポイントを介して標的を定めた様式で素子を任意の所望の身体形状に適合させるために、領域が薄くなるように具現化することもできる。所定のボウポイントに対するこの種の材料の弱化はまた、ミリングされたポケットによっても起こり得る。装置が冷却されるべき身体領域に適合されることができるように、装置が大部分において曲げることができるように具現化されるならば、さらに有益である。装置の個々の層は、特に、熱伝導性接着剤、熱伝導性フィルムおよび／または熱伝導性ペーストを介して互いに接着、溶接、はんだ付けまたは接合されている。例えば、接続素子は、熱伝導性ペーストとして具現化することができる。あるいは、個々の層を１つの完全なピースからミリングすることもできる。
【００２２】
原則として、本発明による装置は可撓性であるように具現化される。この目的のために、所定のボウポイントまたは所定の屈曲点は、一般に、任意の所望の方法で具現化することができる。それにより、装置の個々の部分の連節での接続も可能であるが、それはより複雑な構造をもたらす。
【００２３】
さらなる特徴、利点、および効果は、以下に記載される例示的実施形態に沿ったものである。図面において参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による装置の断面図を示す。
【図２】本発明による装置を示す図を示す。
【図３】本発明による別の装置を示す図を示す。
【図４】本発明による別の装置を示す図を示す。
【図５】本発明による装置の概略図を示す。
【図６】本発明による装置の別の概略図を示す。
【図７】本発明による別の装置の概略図を示す。
【図８】本発明による他の装置の一部の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、身体領域を冷却するための、本発明による装置１の断面図を示しており、この装置は鼻の領域を冷却するために具現化されている。装置１は層状に具現化されている。装置１の底面には、冷却されるべき身体領域に配置することができる２つの皮膚接触材料２が設けられている。上記材料の上方には、それぞれの皮膚接触材料２に直接接続する１つのペルチェ素子３が、それぞれ設けられている。ペルチェ素子３は、ラテックス、シリコーン、または他の軟質プラスチック、特に熱可塑性エラストマー、例えば熱可塑性ポリウレタンで作ることができ、低温側および高温側を含む可撓性絶縁材料１１に配置されている。絶縁材料１１に接続されているのは、熱伝導性フィルム５として具現化されている接続素子であり、上記素子はグラファイトのフィルムとして、または本質的にヒートスプレッダ材と呼ばれるものとして具現化されている。しかし、原則として、接続素子は、ペルチェ素子３を熱放散素子１２に接続する熱伝導性ペーストからも作ることができる。熱伝導性フィルム５の外側には、少なくとも部分的に可撓性の回路基板４が設けられている。回路基板４は、有利にも、１つまたは複数の温度センサ１８、および／または図１に示されていない他の電子構成要素を含む。絶縁材料１１と、熱伝導性フィルム５および回路基板４との両方とも、少なくとも部分的に可撓性または曲げられるように具現化され、その結果それらは鼻の領域の形状に適合することができる。さらに、これらの素子は本質的に装置１の全領域にわたって延びる。さらに、２つの硬質の冷却体６が設けられ、上記本体の間にワイヤメッシュなどの熱放散素子１２が配置され、その素子は外側で装置１を閉じる。ワイヤメッシュの代わりに、展伸金物またはフルエリアのアルミニウムのストリップを、熱放散素子１２として設けることができる。熱放散素子１２は、身体領域に個別に適合させることができるように、様々な厚さで具現化される。また、このタイプの装置１の内部領域も硬質であるように具現化することができる。装置１の移動を防止するために、２つの滑り止め素子１３が設けられている。これらの素子は、皮膚の表面に置かれ、ラテックスで作ることができる。原則として、装置１は、任意の所望の数の滑り止め素子１３を備えることができる。装置１の個々の層は、好ましくは、例えば熱伝導性接着剤を用いて少なくとも部分的に材料に結合された様式で、互いに接続されている。さらに、２つの横方向の端部に、布地、シリコーン、または軟質プラスチックでできている接続素子１４を配置することができる。
【００２６】
ペルチェ素子３にエネルギーまたは電力を供給するために、ケーブル８を介して間接的に装置１に接続されている、蓄電池７として具現化されているのが好ましいエネルギー源７が設けられている。さらに、好ましくはエネルギー源７に局所的に配置されてそれに接続され、かつケーブル８を介して装置にも接続されている制御ユニット９が設けられている。しかし、エネルギー源７は装置１に直接一体化することもできる。
【００２７】
図２には、図１由来の、身体領域を冷却するための本発明による装置１が示されており、この装置は、患者の鼻の領域に配置されている。装置は、２つの皮膚接触材料２と２つのペルチェ素子３を備える。皮膚接触材料２は、ペルチェ素子３と鼻の領域の皮膚との間にそれぞれ配置されているので、図２では視認可能ではない。図示された装置１は、鼻の両側に配置された２つの堅く具現化された冷却体６をさらに含む。しかし、単一の冷却体６のみを設けることも可能である。さらに、絶縁材料１１が図２で視認可能である。さらに、外部エネルギー源７および外部制御ユニット９が示されており、それらはケーブル８を介して装置１に接続されている。エネルギー源７は、例えば、患者の首に配置可能にすることができ、この場合それは装置１に恒久的に接続されるか、それに接続可能である。さらに、コードなどを装置１の大きさの調整可能性のために設けることができ、このコードは患者の耳の後ろに配置することができ、そのため装置１を患者の頭部に固定することができる。装置１を患者の頭部に固定するために、図示されていないマウント１０を設けることもできる。鼻の領域を冷却するための装置１は、例えば、鼻の手術、目の下のたるみの除去、まぶたの手術の後、または顔面の腫れの場合に、使用することができる。さらに、装置１は、血液循環を促進し、目の周りのしわまたはくまを減らすのに適している。
【００２８】
図３および図４はそれぞれ、身体領域を冷却するための、本発明による別の装置１を示す。これらの装置は、それぞれ額とこめかみの領域を冷却するために具現化され、それぞれ複数の皮膚接触材料２およびペルチェ素子３を含む。冷却は三叉神経の前頭枝および根で有利にも行われ、そこでは４つの冷却点が設けられる。これらの部位は、この目的のために、対応して装置に配置されるペルチェ素子３を用いて冷却される。ペルチェ素子３へのエネルギーの供給は、エネルギー源７を介して行われる。エネルギー源７に加えて、制御ユニット９が設けられており、それを介して装置１を制御および調整することができる。エネルギー源７および制御ユニット９はケーブル８を介してペルチェ素子３に接続されており、この場合ケーブル８は装置１の中に配線されていて、そのため図３には示されていない。装置１はさらに、曲げることが可能であるように具現化することができる熱放散素子１２を含む。熱放散素子１２は、合金ＡｌＭｇＳｉ１から作製されるアルミニウムシートとして形成される場合が特に好ましい。この合金は、ばね鋼と類似した特性を示し、また熱をよく伝導する。したがって、装置１は、様々な頭部の形状および頭部の大きさに適合させることができる。さらに、装置１は、額とこめかみとの間に所定のボウポイント２１を有することができる。さらに、図３に示される装置１は、マウント１０を介して患者の頭部に固定することができる。マウント１０は、織物、シリコーン、または軟質プラスチックで作ることができ、装置が動かないように装置を頭部に固定する。対照的に、図４に示される装置１は、アルミニウムシートとして具現化された熱放散素子１２の締め付け効果の結果として、それがマウント１０なしで患者または使用者の頭部に独立して固定され得るように具現化される。この装置１はエネルギー源７を有するサイドピースを含み、この場合サイドピースは、装置１が患者の頭部に固定されるように患者の耳の後ろに配置することができる。したがって、装置１は、眼鏡と同様の形状を有し、可撓性であるように具現化され、その結果装置１を患者に装着することができる。さらに、額とこめかみとの間の所定のボウポイント２１に加えて、装置１はまた、耳の領域に所定のボウポイント２１を備えることができる。また、装置１が、一対の光学式眼鏡、サングラス、またはバーチャルリアリティ用眼鏡、および／またはヘルメットまたは他の着用可能物で一体化されることが実現できる。
【００２９】
図３および図４に示されている、額とこめかみの領域を冷却するための装置１は、種々の病気、片頭痛、頭痛、ストレス、発熱、集中困難、ほてり、循環器系の問題、疲労、エネルギーの損失、副鼻腔炎、および他の病気に対する肯定的な作用を有することができる。さらに、この種の装置１は、宇宙飛行士が頻繁に頭部の領域の痛み、および悪心と方向感覚の減弱に苛まれることから、宇宙飛行士が宇宙で使用することができる。他の用途は、戦闘機のパイロット、狙撃兵、航空管制官および他の同様の職業に生じる。また、ペルチェ素子３およびその熱的接合部を機械的な負荷から保護するために、装置１の個々の素子を、例えばプラスチック製のスリーブに入れることも実現できる。プラスチック製のスリーブは、有利にも対応する可撓性を有し、装置１が可撓性を有するように具現化されるようにする。特に、約５０ショア〜７０ショアの範囲のショア硬度を有するプラスチックがこの目的に適しているので、最適なレベルの適応性および性能特性が保証される。
【００３０】
図５には、本発明による装置１の概略図が示されており、それにおいて装置１の層状構造が視認可能である。効率の良い熱での接合を確実にするために、装置１の個々の層は、熱伝導性接着剤、自己接着性熱伝導性フィルム、熱伝導性パッド１６、および／または熱伝導性接着剤を用いて互いに接続され、特に互いに接着される。層状に構成された装置１は、冷却すべき身体の領域に置かれた側から始めて、陽極酸化または銀メッキされたアルミニウム板、最初に銀メッキして次にロジウムメッキした銅板、またはニッケルメッキおよび金メッキした銅板として具現化された皮膚接触材料２、絶縁材料１１に埋め込まれているペルチェ素子３、複数の電子構成要素１５を有する回路基板４、熱伝導性フィルム５として具現化された接続素子、および好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金でできている熱放散素子１２を含む。銅板は、例えば、深い絞りの部分として製造することができる。
【００３１】
図６はまた、本発明による装置１の概略図を示す。この装置は本質的に図５の図解に対応する。図５に示す装置１とは対照的に、この装置１では、回路基板４はペルチェ素子３の高温側と熱伝導性フィルム５または熱放散素子１２との間を貫通している。したがって、この場合、回路基板４を介して、熱伝導性フィルム５および熱放散素子１２への熱の放散が生じる。
【００３２】
本発明による他の装置１の概略図を図７に示す。この装置もやはり層状に構成されており、皮膚接触材料２、ペルチェ素子３、特に主に銅から作られる回路基板４、任意の熱伝導性フィルム５、および熱放散素子１２を含む。皮膚接触材料２は、熱伝導性パッド１６を介してペルチェ素子３に接続されており、この素子も熱伝導性パッド１６を介して熱放散素子１２に接続されている。さらに、絶縁材料１１が設けられる。装置１は、ペルチェ素子３の低温側と高温側とを互いに熱的に切り離すために、中空空間１７または空気で満たされた空間をさらに含む。
【００３３】
さらに、装置１全体において、硬質および可撓性の部分から構成された電気回路基板４が一体化されていることも実現できる。このようにすると、電子回路を、高度に統合された様式で装置１に組み込むことができる。この種の回路基板４は、所望の位置において可撓性を示し、それによって損傷なしで著しく曲げることが可能である。装置１の前面では、ペルチェ素子３の廃熱は、回路基板４の可撓性部分を介して放散され、この部分は２つの熱伝導性パッドの間に配置されている。電気回路基板２の可撓性部分が約１３０μｍと非常に薄くなるように具現化されている結果として、熱伝導性パッドを介した熱放散素子１２の表面への所望の熱の放散は、ほとんど損なわれない。回路基板４は、回路基板の可撓性および硬質の部分を貫通し、互いに電気的に接続されている銅トラックをさらに含む。その結果、温度センサ１８などの追加の電気部品を、回路基板４上にはんだ付けすることができる。また、回路基板４に存在する銅トラックは加温するので、それにはんだ付けされた温度センサ１８もまたこの温度をとる。したがって、回路基板４の可撓性部分にあるセンサが熱的および電気的な接続を含むので、所望の位置における温度は、容易に測定可能である。可撓性のために、可撓性の回路基板４の諸部分は、それらが所望の測定点で曲げられ、熱的な層構造に部分的に押し込まれることができるように設計することができる。さらに、電気回路基板４の可撓性部分が銅トラックの大部分で構成されていると、熱がまた電気回路基板４のこれらの銅トラックまたは銅線に沿って放散され得るので、全体的な熱の放散が改善される。したがって、回路基板４の可撓性部分は本質的に電子機器用に具現化されており、回路基板４はまた銅トラックに起因して適切に熱伝導性であり、そのため、温度の測定にも非常に適している。
【００３４】
図８には、装置１の他の実施形態の第１の半部が示されている。装置１または完全な装置１の第２の半部は、図８において破線で示されている軸での第１の半部のミラーリング、または装置１を上記線を横切らせて延ばすことによって生じる。装置１の第２の半部は、装置１の第１の半部と本質的に類似しているが、必ずしも図示の構成要素のすべてを備えるわけではない。この場合、マウント１０は、特にＡｌＭｇＳｉ１シート作製される金属シート構造を含む。マウント１０の個々の部分、例えば金属シートは、それによって異なる大きさおよび／または凹部を有することができ、周囲の空気と直接接触する表面を最大にするようにする。マウント１０の個々の金属シートは、好ましくは、接着、ねじ込み、はんだ付け、互いとの溶接、または他の方法での互いとの接続が可能である。あるいは、マウント１０は、例えばミリングおよび／または他の機械加工の方法によって、一体部品から製造することができる。このタイプの装置１の活性領域は、それぞれ１つのペルチェ素子３と少なくとも１つの温度センサ１８とを含むことができる。さらに、特に好ましくは金メッキされた皮膚接触板として具現化されている皮膚接触材料２を設けることができる。皮膚接触板は、適切な熱伝導性材料、特に銅を含むことができる。皮膚接触材料２の下に、例えば少なくとも１つの熱パッド１９を配置することができる。特に熱可塑性エラストマーで作られた絶縁材料１１または可撓性のプラスチックの部分を、装置１の上面、特に可撓性領域、例えば所定のボウポイント２１の領域に配置することができる。この可撓性のプラスチックの部分は、特に身体部分の柔らかい支持体として機能する。電気回路基板４は、好ましくはサーマルビアで具現化される。このようにして、熱が回路基板４を通って伝達されて身体の側に放出されることが可能であるからである。この場合、廃熱は湾曲した矢印で示されている。ここでは、身体の側に１つの一次廃熱領域が示され、周囲環境側に２つの一次廃熱領域が示されている。回路基板４自体は、好ましくは陽極酸化金属シートから形成することができる。好ましくは、この金属板は０．２ｍｍの厚さを有する。定位置に固定するために、回路基板４は、例えば、少なくとも１つのねじ２２によってマウント１０に接続することができる。さらに、エネルギー源７、特にリチウムポリマー蓄電池が設けられており、これは蓄電池ハウジング２０に収容されている。蓄電池ハウジング２０は、好ましくはプラスチックから、例えばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）などから形成することができ、あるいはこれらの材料の１つまたは複数を含むことができる。装置１では、例えば、ただ１つのエネルギー源７を想定することが実現され得る。したがって、図示されていない第２の半部は、エネルギー源なしで具現化することができる。より長期的なエネルギー供給を実現するために、両方の半部がエネルギー源７を備えることが実現され得る。
【００３５】
本発明による装置１は、前述の適用例に加えて、例えば、以下の他の身体の領域および／または病気のための冷却、加温、および／または治療にも使用することができる。
・虫刺され
・化学療法中の毛髪領域での脱毛防止のため
・傷や瘢痕の冷却
・首の領域の緊張型頭痛
・顎の痛みや歯痛
・胃の領域の病気
・骨折の際の腫れ
・精巣の質を改善する際の精巣領域
・精巣上体炎
・精巣の挫傷
・精巣の破裂
・関節に
・スポーツ傷害
・筋肉痛
・血栓症
・多発性硬化症
・疲労
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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