(57)【要約】哺乳類の体温調節状態を調節する操作するための方法および装置が提供されている。本発明の方法では、熱エネルギーは、周囲と哺乳類の胸部／腹部中心および頭部の間を移動される。一般に、胸部／腹部中心と周囲の間の熱エネルギーの移動は陰圧条件下において生じる。本発明の方法および装置は、哺乳類の胸部／腹部中心体温を上昇させるために使用することができ、この場合には、熱エネルギーは哺乳類の胸部／腹部中心に導入され、哺乳類の頭部から除去されるまたは低温が単に適用される。本発明の方法および装置はまた、哺乳類の胸部／腹部中心体温を低下するために使用することができ、この場合熱エネルギーは哺乳類の胸部／腹部中心から除去され、哺乳類の頭部に導入されるかまたは熱が単に適用される。
2005521517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の段階を含む、哺乳類の胸部／腹部中心体温を上昇させるための方法：
哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーを導入するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の一部の表面に暖かい温度の媒体を接触させる段階；および
哺乳類の頭部から熱エネルギーを除去する段階。
【請求項２】
以下の段階を含む、哺乳類の胸部／腹部中心体温を低下させるための方法：
哺乳類の胸部／腹部中心から熱エネルギーを除去するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の一部の表面に低温の媒体を接触させる段階；および
哺乳類の頭部に熱エネルギーを導入する段階。
【請求項３】
時間が、約5〜600分の範囲である、請求項1または請求項2記載の方法。
【請求項４】
以下の段階を含む方法であって、哺乳類の体温調節状態を操作するための方法：
哺乳類の頭部に熱エネルギーの移動を生じる段階；および
哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーの移動を生じる段階。
【請求項５】
区分化された体温調節状態が作成される、請求項1、2または4のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
以下の段階を含む、哺乳類の体温調節状態を操作するための方法であって、
頭部への熱エネルギーの任意の移動が胸部／腹部中心へのものと反対であり、
頭部への熱エネルギーの適用が、胸部／腹部中心への熱エネルギーの移動を助ける方向の体温調節系の応答を生じるように哺乳類の体温調節状態が操作される方法：
哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーの移動を生じる段階；および
顕著でない量の熱エネルギーの移動を生じるように哺乳類の頭部に熱エネルギーを適用する段階。
【請求項７】
以下の段階を含む、哺乳類の体温調節状態を操作するための方法：
哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーの移動を生じる段階；および
哺乳類の頭部に、胸部／腹部中心へ移動と反対の熱エネルギーの移動を生じる段階。
【請求項８】
熱エネルギーの移動が、区分化された体温調節状態を生じる、請求項7記載の方法。
【請求項９】
体温調節状態において、全体的な変化を生じるように、頭部へのエネルギーの移動が顕著でない量である、請求項7記載の方法。
【請求項１０】
熱エネルギーが、胸部／腹部中心に導入される、請求項6〜9のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
熱エネルギーが、胸部／腹部中心から除去される、請求項6〜9のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
以下の段階を含む、哺乳類の中心体温を上昇させるための方法であって、哺乳類の少なくとも胸部／腹部中心体温が上昇される方法：
哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーを導入するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の一部の表面に暖かい温度の媒体を接触させる段階；および
哺乳類の頭部に低温の媒体を適用する段階。
【請求項１３】
胸部／腹部中心体温だけが、実質的に上昇する、請求項11記載の方法。
【請求項１４】
胸部／腹部中心と頭部の中心体温が、実質的に上昇する、請求項11記載の方法。
【請求項１５】
以下の段階を含む、哺乳類の中心体温を上昇させるための方法であって、哺乳類の少なくとも胸部／腹部中心体温が低下される方法：
哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーを導入するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の一部の表面に低温の媒体を接触させる段階；および
哺乳類の頭部に暖かい温度の媒体を適用する段階。
【請求項１６】
胸部／腹部中心体温だけが、実質的に低下する、請求項15記載の方法。
【請求項１７】
胸部／腹部および頭部中心体温が、実質的に低下する、請求項15記載の方法。
【請求項１８】
暖かい温度の媒体が、空気である、請求項15記載の方法。
【請求項１９】
低温の媒体が、約5〜25℃の範囲の温度を有する、請求項12または15記載の方法。
【請求項２０】
暖かい温度の媒体が、約40〜48℃の範囲の温度を有する、請求項12または15記載の方法。
【請求項２１】
哺乳類がヒトである、請求項1、2、4、6、7、12または15のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
囲い内で胸部／腹部中心に熱エネルギーを移動させる段階をさらに含み、囲いが陰圧条件下である、請求項1、2、4、6、7、12または15のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
陰圧が、約-20〜-80 mmHgの範囲である、請求項22記載の方法。
【請求項２４】
胸部／腹部中心への熱エネルギーの移動が、肢またはその一部に実施される、請求項22記載の方法。
【請求項２５】
肢またはその一部が、腕、手、脚および足からなる群から選択される、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
以下を含む、哺乳類の体温調節状態を操作するためのシステム：
哺乳類の一部を囲むとき陰圧状態を形成する囲い；ならびに
哺乳類の一部にエネルギーを移動させるように適合化されているエネルギー適用媒体、および哺乳類の頭部にエネルギーを適用するように適合化されているエネルギー適用媒体。
【請求項２７】
哺乳類の一部が、肢またはその一部である、請求項26記載のシステム。
【請求項２８】
肢が、腕および脚からなる群から選択される、請求項27記載のシステム。
【請求項２９】
哺乳類の一部にエネルギーを移動させるように適合化されているエネルギー適用媒体が、哺乳類の胸部／腹部中心へ熱エネルギーを移動させるように適合化されている、請求項26記載のシステム。
【請求項３０】
哺乳類の一部にエネルギーを移動させるように適合化されているエネルギー適用媒体が、哺乳類の胸部／腹部中心からエネルギーを移動させるように適合化されている、請求項26記載のシステム。
【請求項３１】
哺乳類の一部にエネルギーを移動させるためのエネルギー適用媒体が、哺乳類の一部へのエネルギー移動手段である、請求項29または30記載のシステム。
【請求項３２】
頭部にエネルギーを適用するためのエネルギー適用媒体が、頭部に熱エネルギーを移動させるように適合化されている、請求項26記載のシステム。
【請求項３３】
頭部にエネルギーを適用するためのエネルギー適用媒体が、頭部から熱エネルギーを移動させるように適合化されている、請求項26記載のシステム。
【請求項３４】
頭部にエネルギーを適用するためのエネルギー適用媒体が、頭部へのエネルギー移動手段である、請求項32または33記載のシステム。
【請求項３５】
哺乳類の頭部にエネルギーを適用するためのエネルギー適用媒体が、空気である、請求項26記載のシステム。
【請求項３６】
空気が、哺乳類の一部内にエネルギーを移動させるように適合化されているエネルギー適用媒体より温度が低い、請求項35記載のシステム。
【請求項３７】
空気が、哺乳類の一部にエネルギーを移動させるように適合されているエネルギー適用媒体より温度が高い、請求項35記載のシステム。
【請求項３８】
約-20〜-80 mmHgの範囲の陰圧を発生することができる陰圧発生装置をさらに含む、請求項26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、米国特許法§119(e)に準拠して、2000年6月9日提出の米国暫定特許出願S/N60/210,659号の提出日の利益を主張する米国特許出願S/N09/878,129号の同時係属出願であるものとし、各々の開示内容は全体の内容が参照として本明細書に組み入れられている。
【０００２】
序文
発明の分野
本発明の分野は哺乳類の体温調節状態である。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
ヒトの体温は、通常、体温調節系と本明細書において言われる自律神経による調節系によって厳密に制御されている。この調節系の最も重要なまたは少なくとも主要な影響因子は、中心深部の熱を周囲に分散することができる特定の皮膚領域への血流である。通常、体温および／または周囲温度が高い場合には、血管が拡張し、これらの表面への血流を増加させ、周囲温度および／または体温が低下すると、血管が収縮してこれらの表面への血流を低下させ、周囲への熱の損失を最小にする。
【０００４】
しかし、皮膚表面の熱の移動を操作して哺乳類の生体に温度が異なる領域を提供する、すなわち少なくとも2つの異なる温度区分からなる温度勾配を生体に提供することが望ましいと思われる状況が存在する。このような体温の区分化は、以下にさらに詳細に記載されているように、治療的治療法を含む、数多くの用途において有用であると思われる。しかし、このような区分化を形成する試みは体温調節系の代償作用によって妨害されるので、哺乳類の生体の体温区分化は形成が困難である。
【０００５】
また、皮膚表面の熱の移動を操作して哺乳類の生体の中心体温を極限まですなわち、正常体温範囲を超えて上昇または低下させることができることが望ましいと思われる状況が存在する。このような方法も、以下にさらに詳細に記載するように、治療的治療法に有用であるとことがある。しかし、このような温度変化を誘導することは困難であることがある。体温調節系の代償作用を回避しないで系から熱を抽出しようとしてもまたは系に熱を誘導しようとしてもわずかな結果しか得られない(または系を克服するのに多大な努力を必要とする)。
【０００６】
従って、同時に生じる体温調節系による反対の反応を誘発することなくおよび／または望ましい成果に役立たせるために体温調節系を使用しないで、胸部／腹部中心にまたは胸部／腹部中心から熱を移動することができるように方法の開発に大きな関心が持たれている。
【０００７】
関連文献
米国特許第5,683,438号。また国際公開公報第98/40039号も参照されたい。また、Soreideら、「低温ストレス状態の患者において正常体温を効果的に回復させるための非侵襲的手段：予備実験報告(A non-invasive means to effectively restore normothermia in cold stressed individuals: a preliminary report)」、J Emerg. Med. (1999 7月−8月) 17(4): 725-30およびGrahnら、「軽度低体温症からの回復は、手の血管を機械的に拡張することによって促進することができる(Recovery from mild hypothermia can be accelerated by mechanically distending blood vessels in the hand)」、J. Appl Physiol. (1998) 85(5): 1643-8も興味深い。
【発明の開示】
【０００８】
発明の概要
哺乳類の体温調節状態を操作するための方法および装置が提供されている。本発明の方法のあるものにおいて、熱エネルギーは、周囲と哺乳類の胸部／腹部および頭部領域すなわち中心コンパートメントとの間を移動される。一般に、胸部／腹部領域の中心と周囲の間の熱エネルギーの移動は陰圧条件下において生じる。本発明の方法および装置は、哺乳類の胸部／腹部体温を上昇させるために使用することができ、この場合熱エネルギーは哺乳類のこの領域すなわち中心コンパートメントに導入され、哺乳類の頭部から除去される。本発明の方法および装置はまた、哺乳類の胸部／腹部体温を低下するためにも使用することができ、この場合には、熱エネルギーは哺乳類の中心のこの領域から除去され、哺乳類の頭部に導入される。本発明のこれらの形態では、本発明は以下の要素を少なくとも備える：(a)陰圧条件下において哺乳類の胸部／腹部領域の中心に熱エネルギーの移動を生じさせる手段と、(b)哺乳類の頭部中心領域に熱エネルギーの移動を生じさせる手段。このような方法および装置は種々の用途における使用が見出されており、哺乳類において体温勾配、例えば、胸部／腹部中心が頭部より温度が高いまたは低い体温勾配を形成する際に使用するのに特に好適である。
【０００９】
本発明に含まれる他の方法はまた、周囲と胸部／腹部の間で移動される熱エネルギーに関係する場合もあるが、少なくとも頭部領域に適用される高い温度または低い温度は、熱を頭部領域へ移動または頭部領域から移動する目的のために提供されるわけではなく、少なくとも頭部領域を含む全身の皮膚領域に適用される熱負荷は、体温調節系に対して影響を与えるためだけに使用することができる。本発明の一局面として、少なくとも頭部領域に適用される熱は中心体温の低下を促進し、逆に少なくとも頭部領域に適用される低温は中心体温の上昇を促進することが考慮されている。
【００１０】
その作用はサーモスタットの状態を上昇または低下することと類似している。「フィードフォワード」機構によって、体温調節系は中心体温の設定体温を変更する。少なくとも頭部／顔面／頚部領域の皮膚に低温が適用されると、設定体温を上方に調節させるその刺激に反応して設定体温が上方に調節され、熱産生が増加されおよび／または熱損失を制御する機構が効果的に制御される。相対的に暖かい温度が感受性のある皮膚領域に適用されると逆が生じる。設定体温が低下される。これにより、熱産生が低下されおよび／または皮膚を介する熱損失が促進され、発汗も冷却に活発に影響を与える。このような現象は、開示されているある種の治療方法にだけ利用することができる。それはまた、哺乳類の胸部／腹部領域の中心の熱エネルギーの移動を生じさせる手段に関連して維持および／または影響することもできる。誘導される高温または低温の体温上昇または体温低下状態の維持またはさらに望ましい方向へのこのような状態の誘導は、好ましくは、陰圧条件下において生体中心の胸部／腹部領域へまたはそこからエネルギーを移動させることができる装置を使用することによって実施される。
【００１１】
具体的な態様の説明
哺乳類の体温調節状態を操作するための方法および装置が提供されている。本発明の方法のいくつかにおいて、熱エネルギーは、周囲と哺乳類の胸部／腹部中心および頭部領域の間に移動される。これらの方法において、胸部／腹部中心と周囲の間の熱エネルギーの移動は、典型的には、陰圧条件下において生じる。本発明の方法および装置は哺乳類の胸部／腹部体温を上昇させるために使用することができ、この場合熱エネルギーは哺乳類の胸部／腹部領域の中心に導入され、哺乳類の頭部から除去される。本発明の方法および装置はまた哺乳類の胸部／腹部領域の体温を低下するために使用することができ、この場合熱エネルギーは哺乳類の胸部／腹部領域から除去され、哺乳類の頭部に導入される。これらの方法を実施するために、本発明の装置またはシステムは少なくとも以下の要素を備える：(a)陰圧条件下において哺乳類の胸部／腹部領域に熱エネルギーの移動を生じさせる手段と、(b)哺乳類の頭部領域に熱エネルギーの移動を生じさせる手段。本発明の方法および装置は種々の用途における使用が見出されており、典型的には本発明の実施が存在しない場合に達成可能な方法で、哺乳類の胸部／腹部領域の中心体温を哺乳類の頭部領域の中心体温に対して変化させることができるように哺乳類の体温調節状態を変更、変化または調節する際に使用するのに特に好適である。
【００１２】
または、哺乳類の胸部／腹部領域に熱エネルギーを導入するまたは哺乳類の胸部／腹部領域から熱エネルギーを抽出すると同時に、熱を加えるまたは抽出するためではなく、体温調節系を操作するためだけに、哺乳類の頭部領域(およびおそらく他の領域も同様に)に高温または低温を適用するために同様の装置を使用することができる。胸部／腹部領域の装置を用いて実施される操作により、中心に多くのエネルギーを送るまたは中心からエネルギーを抜き取る助けとすることができる。または、胸部／腹部領域の装置による熱移動は、少なくとも頭部領域への高温または低温の適用による体温調節系の操作によって生じる状態を維持する際の助けとなりうる。
【００１３】
本発明をさらに記載する際に、本発明の方法および装置がさらに詳細に考察され、次に本発明の方法および装置が用途を見出している代表的な用途が概説されている。しかし、本発明を詳細に記載する前に、特定の態様は変更することができ、添付の特許請求の範囲内に含まれるので、本発明は以下に記載する本発明の特定の態様に限定されないことが理解されるべきである。また、使用されている用語は特定の態様を記載する目的のためであり、限定する意図のものではないことも理解されるべきである。本発明は添付の特許請求の範囲によって確立される。
【００１４】
本明細書および添付の特許請求の範囲において、単数形「ある1つのもの」および「その1つのもの」は、内容が明らかにそうでないことを記載していない限り、複数の言及を含む。明記していない限り、本発明が属する分野の当業者に普通に理解されるものと同じ意味を持つ。
【００１５】
方法
上記に要約するように、本発明の方法は、典型的には哺乳類の体温調節系との相互作用により1つの方法または別の方法で体温調節状態または状況を操作する方法に関する。体温調節状態または状況は、哺乳類の種々の生体部分および領域の体温の分布を意味する。本発明のいくつかの形態において、区分化された体温の分布が形成される。本発明の他の形態において、中心の体温分布は実質的に一体として上方または下方に調節される。
【００１６】
体温調節系は、哺乳類の体温維持または制御、特に中心体温の維持および制御を担当する自律神経による調節系およびその要素を意味する。従って、本発明の方法に関与する体温調節系は、例えば、哺乳類の中心の外へ、および周囲への熱の移動を増加することによって温暖から暑い周囲条件下において中心体温の上昇を防止するために、種々の周囲条件下において哺乳類の中心体温の制御を担当するものである。関与する体温調節系はまた、哺乳類の中心から周囲への熱の移動を低下することによって低温の周囲条件下において中心体温の低下を防止する系である。さらに、体温調節系の作用は、系の「設定体温」に関し、以下のある種の本発明の方法に関連して上記に記載されている。
【００１７】
操作は変化または調節を意味し、変化または調節の性質は、一般に、体温調節制御、従って正常ではないまたは制御状況において観察される方法で哺乳類の状態または状況を変更することである。言い換えると、操作は、哺乳類の体温調節状態または状況を、例えば、室温条件によって示される通常の条件から逸脱させることを意味する。
【００１８】
体温調節系は、中心の特定部位の体温が正常範囲を超えるまたは正常範囲より低い場合および／または中心の異なる部位間の体温勾配が正常範囲を超える場合には、正常体温(または体温正常状態)からの逸脱であると考えられる。中心深部の正常体温範囲は、一般に、約35〜39℃であり、通常36〜38℃であり、中心の体温は37℃であることが多い。中心の任意の2箇所の部位間、例えば脳と心臓、脳と腹部間等の正常な体温勾配は、一般に大きさが約2℃以下であり、通常大きさが約1℃以下であり、しばしば大きさが0℃以下である。
【００１９】
所定の条件下での35〜39℃にも及ぶ体温の「正常な」範囲の幅にもかかわらず、37℃から約1.0度を超える中心体温は、高体温、低体温または高体温もしくは低体温に至る傾向があると考えられる場合がある。例えば、麻酔後の患者を加温する試みにおいて、人体が「加温」バッグにおいて温かい空気(約33〜35℃)に暴露されている限り、中心体温が35℃程度に低くても震えを生じないが、中心体温が実質的に変化しない場合にこのような刺激を終了すると、低体温に関連する激しい震えが観察されることが観察されている。従って、ある種の外部刺激の存在下において生体にとって正常と認めることができるものが、別の外部刺激下では望ましくない状況になることがある。にもかかわらず、本発明のある種の局面の目的のために、「低い」中心体温は約36℃より低い体温、さらに好ましくは約35.5℃より低い体温、最も好ましくは約35℃より低い体温を意味する。逆に、「高い」中心体温は約38℃より高い体温、さらに好ましくは38.5℃より高い体温、最も好ましくは39℃より高い体温を意味する。
【００２０】
本発明の方法の1つを実施する際に、熱エネルギーは、(a)哺乳類の胸部／腹部領域の中心と哺乳類の外部および(b)哺乳類の頭部領域の中心と哺乳類の外部の間に非侵襲的に移動される。本発明の方法の別の1つにおいて、哺乳類の胸部／腹部領域の中心と哺乳類の外側の間に大きな熱エネルギーが非侵襲的に移動され、少なくとも頭部領域の中心の全面的な皮膚領域に、好ましくはこの領域への熱エネルギーの移動が大きくないような方法で比較的高い温度または低い温度が適用される。
【００２１】
熱エネルギーのこのような移動または適用は、好ましくは、同時を含む実質的に同時期に実施される。従って、移動が同時ではなく、実質的に同時期に実施されるある種の態様では、熱エネルギーの移動／適用は上記の別個の領域の中心間に交互に実施することができ、任意の所定の熱エネルギー間をある期間にわたって交互に実施する場合には、事象は好ましくは短期間であり、短期間は約15分未満の期間、通常約5分未満の期間、さらに通常約1分未満の期間を意味する。さらに他の態様において、上記の熱エネルギーの移動または適用事象は、熱エネルギーが胸部／腹部中心と哺乳類の外部周囲の間に移動され、同時期でないにしても実質的に同時期に、熱エネルギーが哺乳類の頭部と外部周囲に適用または移動されるように同時を含む実質的に同時期に実施される。
【００２２】
生体中心は、哺乳類の表面と異なり、哺乳類の体内領域または部分を意味する。関心対象の具体的な中心領域は頭部の中心領域、例えば、頭部の深部領域および哺乳類の胴体の中心領域、例えば、哺乳類の胸部／腹部領域である。
【００２３】
本発明において、頭部におけるエネルギー移動事象は、一般に、胸部／腹部領域に実施されるものと反対である。従って、ある種の態様において、熱エネルギーは胸部／腹部領域に導入され、頭部から除去される。他の態様において、熱エネルギーは胸部／腹部領域から除去され、頭部に導入される。これらの異なる態様は以下にさらに詳細に記載されている。熱エネルギーが頭部と外部周囲の間に移動される場合には、熱エネルギーは、二次的に動脈血、従って頭部の中心領域と熱交換する頭部の静脈血に移動されるまたは静脈血から移動されることが多い。動脈血は、哺乳類の心臓から頭部に血液を搬送する主要な動脈に存在する血液を意味する。
【００２４】
本発明の別の方法において、熱エネルギーが胸部／腹部領域に導入され、中心体温の上昇を促進するために低温が少なくとも頭部領域に適用される。本発明の別の形態において、熱エネルギーが胸部／腹部領域から除去され、中心体温の低下を促進するために高温／熱が頭部に適用される。どちらの場合も、頭部または頭部領域に適用される熱エネルギーは、好ましくは、十分な区分化作用を生じるために頭部領域にエネルギーを導入するまたは頭部領域からエネルギーを除去するほど十分ではない(すなわち、その作用は大きくない)。本発明のこれらの異なる態様も以下にさらに詳細に記載されている。
【００２５】
上記の熱エネルギー移動事象は自動データ収集および／または処理手段の助けを用いて実施してもよい。従って、ある種の態様において、哺乳類の中心および頭部領域の体温を検出するために1つ以上のセンサーが使用される。任意の便利な温度感知手段を使用することができ、好適な手段には、熱電対、サーモシスター(thermosistors)、マクロ波温度センサー等が挙げられる。温度感知手段の位置および性質は、それが哺乳類の中心または頭部体温を検出する予定であるかどうかに必ず依存する。胸部／腹部中心体温を検出するためには、関心対象のセンサーの位置には、食道、直腸が挙げられ、マイクロ波検出の場合には、内部体温を測定する生体表面の任意の場所が挙げられる。頭部体温では、関心対象のセンサーの位置には、耳道、口腔が挙げられ、マイクロ波検出の場合には、内部体温を測定する頭部表面の任意の場所が挙げられる。これらのセンサーから収集されるデータは処理手段によって処理されて、ユーザーに優しい／読み取り可能なフォーマットでオペレーターにデータを表示することができる。データはまた、検出されたデータまたは変動に応答して熱エネルギー移動事象を生じるまたは阻止する処理手段によっても処理することができる。
【００２６】
本発明の方法は種々の哺乳類に使用するのに好適である。関心対象の哺乳類には、レース用動物、例えば、ウマ、イヌ等、使役動物、例えば、ウマ、雄ウシ等およびヒトが挙げられるが、これらに限定されない。ほとんどの態様において、本発明の方法を実施する哺乳類はヒトである。
【００２７】
本発明の具体的な態様は：(a)被験者の胸部／腹部中心体温を上昇させる方法、(b)被験者の胸部／腹部中心体温を低下させる方法、(c)被験者の胸部／腹部中心および頭部中心体温(すなわち、全身の中心体温)を上昇させる方法および(d)被験者の全身の中心体温を低下させる方法を含む。これらの態様(およびそれらの変形)の各々はここで別個にさらに詳細に考察される。しかし、以下に記載されている具体的な態様は単に本発明の異なる態様を代表するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２８】
哺乳類の胸部／腹部中心体温を上昇させる方法
本発明のこの態様では、本発明の方法は哺乳類の胸部／腹部中心体温を上昇させる方法である。上昇させるは、哺乳類の胸部／腹部中心体温を少なくともある量だけ上昇させることを意味し、上昇量は、一般に、少なくとも約0.5℃であり、通常少なくとも約2.0℃であり、さらに通常少なくとも4.0℃である。従って、本発明は、哺乳類の中心体温を約37〜44℃の範囲、通常約38〜40℃の範囲の温度に上昇させるために使用することができる。
【００２９】
哺乳類の胸部／腹部中心体温を上昇させる本発明の方法を実施する際には、熱エネルギーが哺乳類の中心に投入され、同時期でないにしても実質的に同時期に熱エネルギーが哺乳類の頭部、例えば、静脈血から除去される。哺乳類の胸部／腹部中心に熱エネルギーまたは熱を投入または導入する際には、望ましい量の熱の導入を達成するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の表面に暖かい温度の媒体を接触させる。暖かい温度の媒体を接触させる表面は、一般に、哺乳類の胸部／腹部中心と周囲との間の熱交換手段として作用する熱交換表面である。本発明の方法による関心対象の熱交換表面には、哺乳類の種々の領域に見られる表面、特に肢、例えば、腕、脚、手掌、足底等が挙げられる。
【００３０】
陰圧条件は、本発明の方法が実施される特定の条件下における周囲圧、例えば、海水位において1 ATMより低い圧力を意味する。陰圧条件下における周囲圧力からの圧力の低下の大きさは、一般に少なくとも約20 mmHgであり、通常少なくとも約30 mmHgであり、さらに通常少なくとも約35 mmHgであり、低下の大きさは85 mmHgほどであってもよいが、典型的には約60 mmHgを超えず、通常約50 mmHgを超えない。本発明が海水位または海水位付近で実施される場合には、陰圧条件下における圧力は、一般に、約740〜675 mmHgの範囲であり、通常約730〜700 mmHgの範囲であり、さらに通常約725〜710 mmHgの範囲である。
【００３１】
上記のように、哺乳類の表面に陰圧条件下において暖かい温度の媒体を接触させる。暖かい温度の媒体は、必要なまたは望ましい胸部／腹部中心熱エネルギー投入または導入を提供するのに十分な温度、すなわち、望ましい量の胸部／腹部中心体温上昇を提供するのに十分な温度を有する媒体を意味する。媒体の性質は変わってもよく、本発明の方法を実施するために使用される特定の装置に依存して媒体は温度制御式固形材料、例えば保温毛布、液体または気体である。暖かい温度の媒体の温度も変わってもよい。暖かい温度の媒体は、一般に、約42〜52℃の範囲、通常約44〜50℃の範囲、さらに通常約46〜48℃の範囲の温度を有する。正確な体温が何度であっても、それは、熱導入を妨害する任意の血管収縮性遮断を打破するのに十分となるはずである。
【００３２】
胸部／腹部中心への望ましい量の熱エネルギーの投入または導入を生じさせるのに十分な時間にわたって接触を維持する。従って、接触は、一般に少なくとも約1分、通常少なくとも約2分、さらに通常少なくとも約3分維持され、接触は最長10時間以上維持されることもあるが、一般に1日を越えず、通常1時間を越えて維持されない。
【００３３】
本発明の方法を実施する際には、接触中の陰圧条件は固定／一定または可変であってもよい。従って、ある態様において、表面に低温の媒体を接触させる間陰圧を一定の値に維持する。さらに他の態様において、接触の間陰圧値は変更され、例えば、振動される。陰圧を変更または振動する場合には、所定の期間中の圧力変化の大きさは変化してもよく、約-85〜40 mmHg、通常約-40〜0 mmHgの範囲であってもよく、振動の周期は約0.25秒〜10分、通常約1秒〜10秒の範囲である。
【００３４】
本発明を実施する際には、陰圧条件は任意の便利なプロトコールを使用して提供することができる。多数の態様において、陰圧条件は、低温の媒体を接触させる予定の標的表面を含む哺乳類の一部を密封された囲いで囲むことによって提供され、次いで密封された囲いの中の圧力が低下され、それによって必要な陰圧条件を提供する。密封された囲いで囲まれる部分は、標的熱交換表面を含む哺乳類の部分であり、従って本発明の多数の態様において付属肢である。従って、本発明の多数の態様において、密封される部分は腕もしくは脚または少なくともその一部、例えば手もしくは足である。囲いの性質は囲われる対象の付属肢の性質に応じて変わり、代表的な囲いには、手袋、シューズ／ブーツまたはスリーブが挙げられ、後者は、本発明を実施するために使用することができる代表的な装置の説明に関連して上記にさらに詳細に記載されている。
【００３５】
本発明の方法を実施する際に達成される胸部／腹部中心熱エネルギー導入の大きさは変わってもよく、上記のように哺乳類の胸部／腹部中心体温を上昇させるのに十分である。多数の態様において、熱導入の大きさは、一般に、少なくとも約0.5 Kcal/minであり、通常少なくとも約1.0 Kcal/minであり、さらに通常少なくとも約10 Kcal/minであり、大きさは1.5 Kcal/min以上ほどに大きくてもよいが、一般に約50 Kcal/minを超えず、通常約30 Kcal/minを超えない。頭部導入の大きさは、本発明の方法の開始時であるかまたは本発明の方法の中盤であるかどうかによって変わってもよく、しばしば変わり、例えば、本発明の方法の開始時では大きさは、一般に本発明の方法の最中より大きく、状態の維持だけが必要とされる。熱を胸部／腹部中心に導入する期間は変わってもよいが、典型的には約1分〜24時間の範囲であり、通常約2分〜1時間の範囲であり、さらに通常約2分〜50分の範囲である。
【００３６】
本発明のこれらの態様において、熱エネルギーはまた、頭部から除去される。多数の態様において、熱エネルギーは頭部動脈血供給、例えば頚動脈血から除去される。熱エネルギーは、任意の便利なプロトコールを使用して動脈血から除去することができ、非侵襲的プロトコールが好ましい。非侵襲的プロトコールを使用して熱エネルギーを除去するような態様では、典型的には哺乳類の頭部に関係するまたは頭部の1箇所以上の表面に冷却媒体を接触させる。冷却媒体を接触させることができる関心対象の位置には、少なくとも頭部、頚部、胸部面、耳等の全面の皮膚表面が挙げられる。代表的な冷却媒体には、冷却用固体、例えば毛布、冷却液、冷却ガス等が挙げられる。冷却用媒体の温度は、熱エネルギーを抽出するが、接触領域の実質的な血管収縮を生じるほどの大きさではないほどの温度である。温度は、典型的には、約0〜35℃の範囲であり、通常約10〜30℃の範囲であり、さらに通常約15〜25℃の範囲である。接触期間は、頭部中心領域から望ましい量の熱エネルギーを抽出するのに十分に長く、典型的には約1分〜10時間の範囲であり、通常2分〜5時間の範囲であり、さらに通常約5分〜5時間の範囲である。これらの態様において、頭部の体温は低下してもまたは低下しなくてもよい。本明細書において、「頭部」という用語は頭部そのものだけでなく、頚部もいう。
【００３７】
本発明のこの態様の方法は、哺乳類の中心体温を実質的に上昇するが、頭部に実質的に体温変化を生じないために使用することができる。本発明の方法を使用して中心において達成することができる体温上昇の大きさは、典型的には38〜45℃の範囲、通常約39℃〜43℃の範囲の上昇後の体温を提供するためには約1〜10℃の範囲であり、通常約2〜7℃の範囲である。頭部の体温の変化は実質的にないので、頭部の任意の体温変化の大きさは、あったとしても約2℃を超えず、通常約1.5℃を超えず、さらに通常約1℃を超えない。
【００３８】
哺乳類の胸部／腹部中心体温を低下させる方法
本発明のこの態様において、本発明は、哺乳類の胸部／腹部中心の体温を低下させる方法を提供する。上記のように、胸部／腹部中心は、哺乳類の表面または哺乳類の頭部中心部分とは異なり、哺乳類の胴体の生体内領域または部分を意味する。哺乳類の胸部／腹部中心から熱エネルギーまたは熱を抽出する際には、望ましい量の熱の抽出を達成するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の表面に低温の媒体を接触させると同時に、哺乳類の頭部に熱を導入する。低温の媒体を接触させる表面は、一般に、哺乳類の胸部／腹部中心と周囲との間の熱交換手段として作用する熱交換表面である。本発明の方法による関心対象の熱交換表面には、哺乳類の種々の領域に見られる表面、特に付属肢(肢)領域、例えば、腕、脚、手掌、足底等が挙げられる。
【００３９】
上記のように、陰圧条件は、本発明の方法が実施される特定の条件下における周囲圧、例えば、海水位において1 ATMより低い圧力を意味する。陰圧条件下における周囲圧力からの圧力の低下の大きさは、一般に少なくとも約20 mmHgであり、通常少なくとも約30 mmHgであり、さらに通常少なくとも約35 mmHgであり、低下の大きさは85 mmHgほどであってもよいが、典型的には約60 mmHgを超えず、通常約50 mmHgを超えない。本発明が海水位または海水位付近で実施される場合には、陰圧条件下における圧力は、一般に、約740〜675 mmHgの範囲であり、通常約730〜700 mmHgの範囲であり、さらに通常約725〜710 mmHgの範囲である。
【００４０】
上記のように、哺乳類の表面に陰圧条件下において低温の媒体を接触させる。低温の媒体は、必要なまたは望ましい中心熱エネルギー抽出または除去を提供するのに十分な温度を有する媒体を意味する。媒体の性質は変わってもよく、本発明の方法を実施するために使用される特定の装置に依存して媒体は温度制御式固形材料、例えば冷却毛布、液体または気体である。低温の媒体の温度も変わってもよいが、一般に、哺乳類の表面、例えば熱交換表面に局所的な血管収縮を生じるほど低くない。低温の媒体は、一般に、約0〜35℃の範囲、通常約10〜30℃の範囲、さらに通常15〜25℃の範囲の温度を有する。
【００４１】
胸部／腹部中心への望ましい量の熱エネルギーの抽出または除去を生じさせるのに十分な時間にわたって接触を維持する。従って、接触は、一般に少なくとも約1分、通常少なくとも約2分、さらに通常少なくとも約3分維持され、接触は最長10時間以上維持されることもあるが、一般に1日を越えず、通常1時間を越えて維持されない。
【００４２】
本発明の方法を実施する際には、接触中の陰圧条件は固定／一定または可変であってもよい。従って、ある態様において、表面に低温の媒体を接触させる間陰圧を一定の値に維持する。さらに他の態様において、接触の間陰圧値は変更され、例えば、振動される。陰圧を変更または振動する場合には、所定の期間中の圧力変化の大きさは変化してもよく、約-85〜40 mmHg、通常約-40〜0 mmHgの範囲であってもよく、振動の周期は約0.25秒〜10分、通常約1秒〜10秒の範囲である。
【００４３】
本発明を実施する際には、陰圧条件は任意の便利なプロトコールを使用して提供することができる。多数の態様において、陰圧条件は、低温の媒体を接触させる予定の標的表面を含む哺乳類の一部を密封された囲いで囲むことによって提供され、次いで密封された囲いの中の圧力が低下され、それによって必要な陰圧条件を提供する。密封された囲いで囲まれる部分は、標的熱交換表面を含む哺乳類の部分であり、従って本発明の多数の態様において付属肢である。従って、本発明の多数の態様において、密封される部分は腕もしくは脚または少なくともその一部、例えば手もしくは足である。囲いの性質は囲われる対象の付属肢の性質に応じて変わり、代表的な囲いには、手袋、シューズ／ブーツまたはスリーブが挙げられ、後者は、本発明を実施するために使用することができる代表的な装置の説明に関連して上記にさらに詳細に記載されている。
【００４４】
本発明の方法を実施する際に達成される胸部／腹部中心熱エネルギー抽出の大きさは変わってもよく、望ましい成果、例えば中心体温を低下させるのに十分である。多数の態様において、熱抽出の大きさは、一般に、少なくとも約0.5 Kcal/minであり、通常少なくとも約1.0 Kcal/minであり、さらに通常少なくとも約1.5 Kcal/minであり、大きさは50 Kcal/min以上ほどに大きくてもよいが、一般に約30 Kcal/minを超えず、通常約20 Kcal/minを超えない。上記のように、エネルギー抽出の実際の大きさは、本発明の方法の開始時であるかまたは本発明の方法の中盤であるかどうかによって上記の範囲内で変わる。熱が中心から抽出される期間は変わってもよいが、典型的には約1分〜24時間の範囲であり、通常約2分〜1時間の範囲であり、さらに通常約2分〜50分の範囲である。
【００４５】
本発明のこれらの態様では、熱エネルギーは、例えば、頭部動脈血供給または全身の皮膚表面を介して頭部に導入される。熱エネルギーは、任意の便利なプロトコールを使用して頭部に導入することができ、非侵襲的プロトコールが好ましい。非侵襲的プロトコールを使用して熱エネルギーを導入するような態様では、典型的には動脈血供給により熱交換を提供することができる位置、従って頭部の中心領域の哺乳類の表面に暖かい温度の媒体を接触させる。関心対象の位置には、頚部、顔面、耳等が挙げられる。代表的な暖かい温度の媒体には、暖かい固体、暖かい液体および暖かい気体等が挙げられる。暖かい温度の媒体の温度は、望ましい量の熱エネルギー移動を提供するのに十分な温度である。温度は、典型的には、約35〜52℃の範囲であり、通常約37〜50℃の範囲であり、さらに通常約40〜48℃の範囲である。接触期間は、望ましい量の熱エネルギー移動を提供するのに十分長く、典型的には約1分〜24時間の範囲であり、通常2分〜10時間の範囲であり、さらに通常約5分〜2時間の範囲である。
【００４６】
本発明の方法を実施する際に達成される胸部／腹部中心体温低下の大きさは変わってもよく、望ましい成果を提供するのに十分である。多数の態様において、低下の大きさは、一般に、少なくとも約0.5℃であり、通常少なくとも約1.0℃であり、さらに通常少なくとも約1.5℃であり、大きさは4℃以上ほど大きい場合もあるが、一般に約4℃を超えず、通常約2.0℃を超えない。中心体温が低下される期間は変わってもよく、典型的には約1分〜24時間の範囲であり、通常約2分〜10時間の範囲であり、さらに通常約5分〜2時間の範囲である。胸部／腹部中心体温が低下されても、頭部の体温の変化はあったとしてもわずかである。頭部の体温が変化する場合には、変化の大きさは約2℃未満であり、通常約1℃未満である。
【００４７】
全身の中心体温を上昇させる方法
本発明のこの態様では、哺乳類の胸部／腹部および頭部中心の体温を上昇させる方法が提供される。この方法を実施する際に達成されるこのような全身の中心体温上昇の大きさは、望ましい成果を提供するのに十分であるように変わってもよい。上昇させるは、哺乳類のこの領域の中心体温を少なくともある量だけ上昇させることを意味し、上昇量は、一般に、少なくとも約0.5℃であり、通常少なくとも約1.0℃であり、さらに通常少なくとも1.5℃であり、大きさは4℃以上ほど大きい場合もあるが、一般に約4℃を超えず、通常2.0℃を超えない。従って、本発明は、哺乳類の中心体温を約37〜44℃の範囲、通常約38〜40℃の範囲の温度に上昇させるために使用することができる。中心体温を上昇させる期間は変わってもよいが、典型的には約1分〜24時間の範囲であり、通常約2分〜10時間であり、さらに通常約約5分〜2時間の範囲である。
【００４８】
哺乳類の中心に熱エネルギーまたは熱を導入する際には、好ましくは、望ましい量の熱を導入するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の表面に暖かい温度の媒体を接触させると同時に哺乳類の頭部(または他の領域)に低温を適用する。上記の胸部／腹部中心体温を上昇させるための方法と同様に、熱いまたは暖かい温度の媒体を接触させる表面は、一般に、哺乳類の胸部／腹部中心と周囲との間の熱交換手段として作用する熱交換表面である。好ましい陰圧条件と同様に、関心対象の同じ熱交換表面を適用する。
【００４９】
また、上記の熱エネルギー抽出媒体に関しては、高温の媒体は、必要なまたは望ましい中心の熱エネルギー添加または導入を提供するのに十分な温度を有する媒体を意味する。暖かい温度の媒体の他の上記の特徴も適用される。また、時間の長さ、陰圧条件の性質および適用されるプロトコールを含む暖かい温度の媒体の接触パラメーターは上記のようであってもよい。さらに、本発明の方法を実施する際に達成される胸部／腹部中心熱エネルギー抽出の速度または量は変わってもよいが、血管収縮性の遮断を打破することによって促進されるので、全体のK cal/minに関して上記のもののような値を示してもよい。
【００５０】
本発明のこれらの態様において、熱エネルギー(または欠損している)媒体も、少なくとも頭部を含む全身の表面領域に適用される。好ましくは、顕著なまたは大きな熱エネルギーの移動は生じない。熱エネルギーは任意の便利なプロトコールを使用して頭部に適用することができる。好ましくは、頭部全体、顔面または少なくとも顔面の一部を低温または温度の低い空気に暴露する。代表的な冷却媒体には、冷却用固体、例えば、毛布、冷却用液体、冷却用気体等が挙げられる。皮膚の冷却は、周囲の周囲条件によって、または強制空気または固体もしくは液体媒体との接触などの手段によって簡単に提供することができる。頭部の選択的な冷却は、頭部領域以外の領域に断熱材料(例えば、衣類)を装着または適用することによって達成することができる。これは、腹部／胸部装置によって導入される熱の損失を減少する助けとなりうる。
【００５１】
一般に、冷たいまたは低温の媒体の温度は、望ましい体温調節系の反応を提供する(すなわち、系の設定温度を上昇させる)のに十分な温度である。温度は大きく変わってもよい。一般に、5〜25℃の範囲の低い温度は望ましい結果を生じる。しかし、使用することができる体温調節反応を生じさせる際に特に重要なことは、適用される温度が、以前の温度暴露から比較的迅速で、大きな下方変化を示すべきであるということである。数分にもわたる変化が有効である場合もある。適用された以前の条件から5℃程度の変化が十分な場合もある。しかし、約5〜20℃の温度変化が好ましいことがある。
【００５２】
頭部への低温の媒体の接触または適用の期間は目的の治療法に依存する。1分未満の暴露が本発明の方法を開始するのに十分である場合もあるが、中心の加熱が望ましい限り、接触(または少なくとも周期的な接触)を持続するべきである。そうでないと、入力刺激の変化(欠損または欠如)によって、体温調節系は目的の方向の反対の状況(例えば、系の設定温度を低下する)を誘導することがある。
【００５３】
高体温(hypethermia)または高体温に近い状態を誘導することを含む、本発明による目的とする中心への熱の伝達は、少なくとも頭部領域に適用される冷たい刺激に応答して生体が中心の体温を自然に上昇させることに関係する。熱交換表面領域を介して暖かい熱媒体によって導入される熱エネルギーは、熱い／暖かい媒体に反応して生じると思われる温度より高い温度に中心の体温を上昇させ、自然に上昇した中心の体温状態を維持するために使用され、またはこのような影響の組み合わせを生じる。
【００５４】
暖かい／熱い媒体および低温の媒体のこのような適用は、哺乳類の胸部／腹部および頭部領域の中心温度を上昇させることができるが、両者には体温の幾分かの変化が観察されることがある。しかし、上記の方法の場合と同様に、頭部の中心温度と生体の中心温度に差がある場合には、任意の体温差の大きさは、存在しても、約1℃を超えるべきではなく、典型的には約0.5℃を超えない。頭部領域へのエネルギー移動が大きな体温の差を生じない場合には、このようなエネルギーの移動は、本明細書において、大きくない量または実質的でない量と考えられる。
【００５５】
全体の中心体温を低下させる方法
本発明のこの態様では、哺乳類の胸部／腹部および頭部中心の体温を低下させるための方法が提供される。この方法を実施する際に達成されるこのような全身の中心体温低下の大きさは、望ましい成果を提供するのに十分であるように変わってもよい。多数の態様において、低下の大きさは、一般に、少なくとも約0.5℃であり、通常少なくとも約1.0℃であり、さらに通常少なくとも1.5℃であり、大きさは4℃以上ほど大きい場合もあるが、一般に約4℃を超えず、通常2.0℃を超えない。中心体温を低下させる期間は変わってもよいが、典型的には約1分〜24時間の範囲であり、通常約2分〜10時間であり、さらに通常約約5分〜2時間の範囲である。
【００５６】
哺乳類の中心から熱エネルギーまたは熱を抽出する際には、好ましくは、望ましい量の熱を抽出するのに十分な時間にわたって陰圧条件下において哺乳類の表面に低温の媒体を接触させると同時に哺乳類の頭部(または他の領域)を含む全身の皮膚表面に熱を適用する。上記の胸部／腹部中心体温を低下させるための方法と同様に、低温の媒体を接触させる表面は、一般に、哺乳類の胸部／腹部中心と周囲との間の熱交換手段として作用する熱交換表面である。好ましい陰圧条件と同様に、関心対象の同じ熱交換表面を適用する。
【００５７】
また、熱エネルギー抽出媒体に関しては、低温の媒体は、必要なまたは望ましい中心の熱エネルギー抽出または除去を提供するのに十分な温度を有する媒体を意味する。低温の媒体の他の上記の特徴も適用される。また、時間の長さ、陰圧条件の性質および適用されるプロトコールを含む冷たい温度の媒体の接触パラメーターは上記のようであってもよい。さらに、本発明の方法を実施する際に達成される胸部／腹部中心熱エネルギー抽出の速度または量は変わってもよいが、全体のK cal/minに関して上記のもののような値を示してもよい。
【００５８】
本発明のこれらの態様において、熱エネルギーは、少なくとも頭部を含む全身の表面領域に適用される。好ましくは、顕著なまたは大きな熱エネルギーの移動は生じない。熱エネルギーは任意の便利なプロトコールを使用して頭部に適用することができる。好ましくは、頭部全体、顔面または少なくとも顔面の一部を暖かい空気に暴露する。他の暖かい温度の媒体には、暖かい温度の固体、暖かい温度の液体および他の暖かい温度の気体等が挙げられる。暖かい温度の媒体の温度は、望ましい体温調節系の反応を提供するのに十分な温度である。皮膚の加温は、周囲の周囲条件によって、または強制空気または固体もしくは液体媒体との接触などの手段によって簡単に提供することができる。上記のように、頭部領域への刺激の選択的な適用は、例えば、断熱材料を使用することによって可能である。
【００５９】
適用される暖かい／熱い媒体の温度は大きく変わってもよい。一般に、25〜50℃の範囲の高い温度が望ましい結果を生じる。しかし、使用することができる体温調節反応を生じさせる際に特に重要なことは、適用される温度が、以前の温度暴露から比較的迅速で、大きな上方変化を示すべきであるということである。迅速な変化が好ましい。数分にもわたる変化が有効である場合もある。適用された以前の熱条件から5℃程度の変化が十分な場合もある。しかし、約15〜20℃の温度変化が好ましいことがある。
【００６０】
頭部への暖かい温度の媒体の接触または適用の期間は目的の治療法に依存する。1分未満の暴露が本発明の方法を開始するのに十分である場合もあるが、中心の加熱が望ましい限り、接触(または少なくとも周期的な接触)を持続するべきである。そうでないと、入力刺激の変化(欠損または欠如)によって、体温調節系は目的の方向の反対の状況を誘導することがある。
【００６１】
低体温または低体温に近い状態を誘導することを含む、本発明による目的とする中心の冷却は、少なくとも頭部領域に適用される暖かいまたは熱い刺激に応答して生体が中心の体温を自然に低下または抑制させることに関係する。冷たい温度の媒体によって導入される熱エネルギーは、暖かい媒体に反応して生じると思われる温度より低い温度に中心の体温を上昇させ、自然に低下した中心の体温状態を維持するために使用され、またはこのような影響の組み合わせを生じる。
【００６２】
暖かい／熱い媒体および低温の媒体のこのような適用は、哺乳類の胸部／腹部および頭部領域の中心温度を低下させることができるが、両者には体温の幾分かの変化が観察されることがある。しかし、上記の方法の場合と同様に、頭部の中心温度と生体の中心温度に差がある場合には、任意の体温差の大きさは、存在しても、約1℃を超えるべきではなく、典型的には約0.5℃を超えない。頭部領域へのエネルギー移動が大きな体温の差を生じない場合には、このようなエネルギーの移動は、本明細書において、大きくない量または実質的でない量と考えられる。
【００６３】
装置／システム
上記の方法は任意の便利な装置を使用して実施することができる。一般に、上記のように、頭部および胸部／腹部中心に望ましい熱エネルギーの移動を提供することができる任意の装置を使用することができる。従って、本発明によるある種のシステムは、哺乳類の胸部／腹部中心と周囲の間に熱エネルギーを移動するための少なくとも1つの熱エネルギー移動要素と、哺乳類の頭部と周囲の間にエネルギーを移動するための熱エネルギー移動要素を含む。
【００６４】
胸部／腹部中心に熱エネルギーの移動を生じるための熱エネルギー移動要素は、典型的には、上記のように加温または冷却要素と、胸部／腹部中心標的熱交換表面に陰圧環境を提供するための陰圧要素を含む。多数の態様において、陰圧環境を提供するための本発明の陰圧要素は、陰圧条件を形成することができる囲まれた環境に哺乳類の付属肢を密封するための密封要素を含む。代表的な囲む要素には、密封された囲いの中に、上記のように陰圧環境を形成することができる陰圧誘導要素、例えば真空と機能的に関係しているスリーブ、ブーツ／シューズ、グローブ等が挙げられる。陰圧誘導要素は、モーター駆動式吸引、密封された環境に陰圧を形成するのに十分な方法で哺乳類を移動させることにより移動される弁およびポンプシステムを含む数多くの異なる方法で作動することができる。
【００６５】
上記のように、本発明の装置はまた、熱交換表面に暖かい温度／低温の媒体を接触させるための要素を含む。表面に加温または冷却媒体を接触させるための代表的な接触要素には、加温または冷却毛布、温水または冷水浸漬要素、加温または冷却ガス要素等が挙げられる。多数の態様において、本発明の装置は、暖かい温度または低温媒体を形成するための要素をさらに含み、この要素は暖かい温度または低温の媒体の性質によって変わってもよい。例えば、暖かい温度の媒体が、その温度が毛布の抵抗加熱要素の作動によって調節される加温毛布である場合には、暖かい温度の媒体を形成するためのこの要素は、加温毛布に電流を提供するための電流形成要素である。または、本発明の装置は、加温媒体として作用する暖かい温度の流体を形成する流体加温要素に機能的に接続されている流体を含んでもよい。さらに別の態様において、低温の媒体を使用する場合には、本発明の装置は、低温の流体を形成する流体冷却要素に機能的に接続されている流体を含んでもよい。または、化学的ヒーターおよび冷却装置を使用してもよい。
【００６６】
また、本発明の装置は、哺乳類の頭部と周囲との間にエネルギーを移動させるための熱エネルギー移動要素を含む。多数の態様において、この要素は、哺乳類の頭部動脈血供給と周囲との間のエネルギーの移動のために特に設計されている。この目的を達成する任意の便利な要素を使用することができ、上記のように、要素は冷却または加熱要素であってもよい。要素は、例えば、カラー、フードまたは頭部の少なくとも一部もしくは頭部領域の熱エネルギー移動を達成するために特に設計されている他の装置のような任意の便利な様式であってもよい。
【００６７】
ある態様において、本発明の装置は、開示内容が参照として本明細書に組み入れられている米国特許第5,683,438号および同時係属出願の米国特許出願第09/839,590号に記載されているような装置の改良品である。しかし、これらの装置は、本発明に関連して使用することができるハードウェアーの例を提供するにすぎない。他の選択肢も利用可能である。
【００６８】
図1〜6は、本発明を実施するために使用することができる別の態様の装置の種々の図を提供している。AVACore Technologies, Inc.(Palo Alto, California)に属する、図1〜6に図示されているシステムの特徴は、本明細書に記載されている方法を実施するのに好ましい。記載されているシステムは、ヒト被験者に熱エネルギーを適用するまたはヒト被験者から熱エネルギーを除去する陰圧チャンバーを含む。チャンバーとその外部環境の境界の改良が提供されている。
【００６９】
Aquarius, Inc.(Scottsdale, AZ)は、記述されている方法に使用することができるまたは使用するために種々に改良することができるシステムを製造している。しかし、そのシステムはユーザーとの「硬い」密封境界を使用している。本明細書に記載されているシステムは「軟らかい」密封を使用することができる。「硬い」密封は、密封が提供する境界から空気の漏れを完全に回避するように設計されているものと特徴づけられる。理論的には、「硬い」密封は本発明の方法に使用するための陰圧チャンバーの排気は1回でいい。しかし、実際には、「硬い」密封は止血作用を生じることがある。また、完全な密封を維持できないことが完全な密封を必要とするシステムでは問題である。
【００７０】
本明細書に記載されている「軟らかい」密封は、ユーザー／密封境界に適当なまたは不完全な密封を提供すると特徴づけられている。このような密封は、ユーザーとの境界において弾性が大きい。実際、ユーザーの動きに応答して、このような密封はユーザー／密封境界において幾分かの空気を漏洩または通過させることがある。軟らかい密封を使用するために設計されている陰圧システムでは、調節装置または別のフィードバック機構／ルーティーンが、真空ポンプ、発生装置、ファンまたは真空を生じることができる任意のこのような他の機構に、適宜このような空気に応答して排気させて、チャンバー内の圧力を安定させ、望ましいレベルに戻す。「軟らかい」密封と連動しているリアル-タイムまたは所定の間隔の真空圧の能動的な制御は、真空を維持する目的で単に真空を吸引することを使用する「硬い」密封システムを上回る大きな利点を提供する。
【００７１】
Aquariusシステムのさらに別の欠点は、バリア機能より多くのことを密封構成にしなければならない。Aquarius密封の出入りは困難である。機能が「硬い」または「軟らかい」であっても、本発明のシステムは両面密封構成を提供している。この意味は、以下の図および説明を考慮するとさらに明らかになる。
【００７２】
図1および2は、陰圧熱交換モジュール(100)の前面および後部斜視図を提供している。図3はこの分解図を提供している。図に示していないシステムの成分は熱制御または還流装置を含む。このような装置は、高温の水、低温の水または両方などの熱交換媒体の流動を提供するように改良することができる。さらに、モジュール(100)に任意に使用される真空源および調節装置は示していない。当業者に明らかなように、任意の種類の真空源または調節装置／制御機構をモジュール(100)に使用することができる。これらの装置は、一体として、使用時のモジュール(100)内の圧力を約20〜25 インチのH2O(37〜47 mmHg)に、中心冷却のための温度を約19〜22℃、場合によってはそれ以下に、または中心加熱温度を約40〜45℃、場合によってはそれ以上に維持するように作動する。
【００７３】
示すように、モジュール(100)は、陰圧チャンバー(104)を規定するハウジング(102)、熱交換要素(106)および密封フレーム要素(110)によって支持される軟らかい両面密封(108)を含む。
【００７４】
ハウジング(102)はカバー(112)および基底面(114)から製造することができる。陰圧チャンバー(104)は、好ましくは、熱交換要素(106)とカバー(112)の間に提供される。示す態様は、ヒトユーザーの手に適合するように改良されている。チャンバー(104)は、好ましくは、任意のサイズのヒトの手に適合するように構成されている。しかし、空間効率をさらに良好にした囲みを提供するために、さらに好ましくは、ヒトの手のサイズの95%に適合するようにサイズ決定することができる。または、小児などのさらに特定化された群のためにサイズ決定することができる。また、足の裏面も熱交換表面として効果的に使用することができるので、ハウジングはヒトの足に適合するように構成することができることも考慮されている。
【００７５】
ハウジング(102)は、示すようにエンドキャップ(116)を含む多数の要素から構成されてもまたは一体構造として提供されてもよい。キャップ(116)は、ポート(118)を含むことが示されている。第1のポートは真空源に接続するために使用することができるが、第2のポートは真空ゲージに使用することができる。当然のことながら、別のポート配置も可能である。
【００７６】
好ましくは、ハウジング(102)はプラスチック製である。最も好ましくは、モジュール(100)の少なくとも一部の材料および設計は、ハウジジング(102)が真空形成または成形技法によって製造されうるようである。
【００７７】
別個のカバー(112)および基底面(114)部分を使用する場合には、それらはボルト穴(120)を介して互いに機械的に固定することができる。このような例では、ガスケットまたはコーキングを使用してハウジング(102)の周辺を密封することができる。
【００７８】
分離式カバー(112)および基底面(114)または熱交換要素(106)を提供することにより、有利なことに使用後に清潔なモジュール(100)に接近できる。しかし、例えば、超音波溶接、化学的接着等によってモジュールの上面部分と底面部分を一体として融合することができることが考慮されている。また、上記のように、ハウジング(102)は単一の要素の形態で提供されうることが考慮されている。
【００７９】
ハウジング(102)の構成、サイズ決めおよび全体的な外観にもかかわらず、それはチャンバー(104)の一部を規定する。ユーザーに熱負荷を送達するまたはユーザーから熱負荷を受容する熱交換表面(122)もチャンバー(104)の一部を規定する。ユーザーは、熱交換面(122)に直接接触してもよい。または、ユーザーは、グローブもしくはソックスを装着しても、または他の予防手段をとってもよい。熱交換面(122)は、箔、金属化マイラーまたは別の材料の中間層などによって、熱交換部材(106)から分離された部材によって提供されてもよい。
【００８０】
熱交換要素(106)は、好ましくは、アルミニウムまたは別の熱伝導性の高い材料製である。それは、温度変化を提供するペルチェ素子、乾燥冷却装置または吸熱もしくは発熱化学反応と連絡していてもよい。しかし、さらに好ましくは、熱交換部材(106)は、熱交換面(122)の背後の還流流体の流動を収容する流入口および流出口(124)と連絡している。冷却された水または加熱された水を使用して、要素の接触面を望ましい温度に維持することができる。還流流体は、要素(106)と基底面(114)の間の空洞(126)の一連のジグザグ通路を流動することができる。
【００８１】
ハウジング(102)の後方部分および熱交換部材(106)はプレート(128)によって提供することができる。図示するように、この部分は、熱交換空洞(126)への流入口および流出口(124)並びにチャンバー(104)への開口部（130）の提供部を含んでもよい。構成中の密封(108)の好ましい様式はプレート(128)に接続して開示されている。
【００８２】
密封(108)の好ましい幾何学的局面を詳細に示す図は図4、5および6に示されている。図4は密封(108)の末端図を示す。好ましくは、密封(108)の少なくとも一部は形状が卵形である。楕円形も好ましい場合がある。円形も使用することがある。さらに、少なくとも密封(108)のウエスト開口部(136)のためには、長軸(132)および短軸(134)を有する形状も好ましい。卵形は、ユーザーの手首または前腕の形状にほぼ対応する。長軸(132)および短軸(134)を有する形状はまた、チャンバー開口部(130)および密封開口部(138)においても好ましい。これにより、手を入れるおよび出すためのモジュール(100)の隙間を提供する助けとなる。これはまた、密封ウェビング(140)の構成を簡単にする。
【００８３】
卵形の特徴を密封(108)に使用するかどうかにかかわらず、それは砂時計のようにおおよそで形作られる。開口部(130)、(136)および(138)が円形である場合には、密封(108)は砂時計に最も類似している。卵形を適用する場合には、図5では線A-Aの断面および図6では線B-Bの断面で見られるような、密封(108)の異なる投影図が砂時計の形状を示す。
【００８４】
当然のことながら、図示されている形状は、「砂時計」形状ではないように特徴づけることができる。例えば、密封(108)の側面図は双曲線または放物線のように見てもよい。さらに、密封(108)を形成する際に単純に丸みをつけたまたは半円形の断面を使用することができる。特に、開口部(130)および(138)とウエスト(136)の間にさらにまっすぐの断面を使用することができる。
【００８５】
いずれにしても、外側の開口部が内側の開口部よりサイズが大きい両面密封をモジュール(100)に使用することができる。この幾何学的構成は、付属肢の出し入れのための傾斜または移行部分を提供する。このような特徴は、手または足をモジュール(100)に挿入およびモジュール(100)から出すために通過するのに十分に広く密封境界またはウエスト(136)を伸ばす助けとなる。
【００８６】
材料の選択は、このような密封を提供する上で重要である。材料は伸張可能でなければならない。さらに、それは、空気の流動に実質的なバリヤーを提供するべきである。これらの基準の各々を満たすために、Malden Mills(Malden, MA)製のウレタン-塗布ライクラは有効であることが証明されている。さらに、他の材料を使用できることが考慮されている。ウェビング(140)のために選択される材料(または複数の材料)は、好ましくは、モジュール(100)への出し入れを困難にするようにユーザーに捕まれない仕上げを有する。言及した材料のウレタン外皮はサテン仕上げを有する。これはユーザーの皮膚および体毛との摩擦を低下する。
【００８７】
十分な伸張性を提供する以外に、密封ウェビング材料はまた、真空の適用時に空洞(104)の奥すぎる位置に引き込まれない程度の強度も有するべきである。使用時には、密封(108)の開いた構成により、チャンバー(104)内の部分的な真空に暴露された空洞側のウェビング材料は周囲圧によって内側に押しやられる。密封のチャンバー側に観察されるこの自己膨張現象は、ユーザーに密封の通過性を提供する際の助けとなりうる。しかし、内側に曲がる材料が多すぎると、装置内でのユーザーの手または足の移動が心地よくないかまたは不快となる。従って、材料の選択が適切であると、チャンバー(104) の反対の密封(108) 側は出し入れの移動部分を提供するだけでなく、密封位置を安定させる特徴も提供する。
【００８８】
密封(108)は、好ましくは、2つのウェビング材料(140)を一体として縫い合わせることによって製造されるスリーブによって形成され、それらは図3の分解図では別個に示されている。2つ以上の要素からスリーブを構成することによって、複雑な形状を簡単に製造することができる。スリーブウェビング(140)を場所に固定して密封(108)を形成するために、種々に図示されている各末端のリング(142)にそれを折りたたむ。次いで、空洞側のリングおよびウェビングをプレート(128)の開口部(130)に取り付ける。密封ウェビング(140)の反対側を、外側のリング(142)と保持部材(144)の間に取り付ける。スタンドオフ(146)または等価な構造物をプレート(128)およびリング保持部(144)に間隔を置いて配置して密封(108)の全長を規定する。当然のことながら、スタンドオフまたは密封の長さ並びに適合に影響を与える密封(108)の他のパラメーターは変わってもよい。
【００８９】
これに関しては、全長が長い密封を提供することが望ましい場合があることに注目される。全長の長さを増すと、密封の形状にデザインの柔軟性をさらに提供する。これは、ウエスト(134)の長さを増加してユーザーと接触する密封面を大きくすることを利用している。これは、有利なことに、任意の望ましくない狭窄作用を低下することができる。さらに、密封ウェビング(140)に使用される材料の性質は、有利なことに、変わってもよいことが考慮されるべきである。記載されているライクラ系材料は性質が等方性であるが、非等方性材料または作用がウェビングに好ましい場合がある。すなわち、スリーブの半径方向の大きな膨張は望ましい場合があるが、長手方向の弾性は望ましくない場合がある。スリーブの半径方向の成分に対して軸方向の弾性を低下することによって、真空適用時にスリーブがチャンバー(104)内に引き込まれる程度が低くなる傾向がある。伸張性が非常に高い材料では、これにより、記載されている両側密封が提供する十分な利点を喪失しないで、同一集団を適合させる密封開口部を小さくすることができる(それらはウェビング(140)を半径方向に伸張し、望ましい密封を形成する程度に十分に戻すからである)。
【００９０】
このような非等方性作用は数多くの方法で達成することができる。それは、ウェビングに結合して長手方向の強化部材を提供することによって達成することができる。それらは、編む技法によって、補強剤をスリーブ面に接着／貼ることによってまたは当業者に明らかであると思われる他の手段によって組み入れることができる。
【００９１】
密封構成の各々にかかわらず、および「硬い」または「軟らかい」ユーザー境界を提供するために使用されるかどうかにかかわらず、開示されている両面密封は、上記の方法を実施する優れた方法を提供する。図に示されている「軟らかい」両面密封は方法の正確さおよび証明されている有効性のために好ましいが、「硬い」またはさらに複雑な「軟らかい」密封方法が望ましい場合もある。
【００９２】
「硬い」方法において両面密封を使用するためには、補足的な強化手段を提供して密封ウエスト(134)に圧力を適用することができる。ストラップ、ベルトまたはシンチの少なくとも1つなどの機械的な手段を使用することができる。または、密封の周辺部に膨張性のカフまたは袋部分を使用することができる。補助的な圧力を提供し、自動的または手動的な手段によってそれを制御するための提供部によりシステムの複雑さが増加するが、ある種の利点が生じる可能性がある。それにより、一定または周期的な真空補充を使用するのではなく、チャンバー(104)の1回の排気手法が可能になる。それは、密封(108)にデザインの大きな柔軟性を提供することもできる。特に、デザインの決定に使用する別の変数を提供することによって、補助的な強制能力を使用して、使用中に密封を望ましいように形作ることができるので、ウェビング材料の選択または開口部のサイズ決定にあまり重要性をおかなくてもよい。さらに、それは、密封フレーム(110)を製造するものなどの硬い要素の所定の構成に対して広い範囲の集団に適合する密封(108)を可能にすることができる。
【００９３】
補助的な強制または密封成形手段はまた、上記のものよりさらに複雑な「軟らかい」密封を製造するために使用することができる。「硬い」密封方法の場合と同様に、これによりデザインおよび適合の可能性が開かれる。強制または密封成形パラメーターは、手動または自動的に制御することができる。ただし、複雑な「軟らかい」密封では、ウエスト(134)に適用される圧力の制御を測定して、弾性的な感覚または適合を提供する。ユーザーとの密封界面への圧力の適用は、両面構成を使用する複雑な「軟らかい」密封方法と「硬い」密封方法の唯一の差であるので、例えば、種々の圧力制御を提供することによって、同じ装置を構成してどちらかの方法で機能させることができる。
【００９４】
ある種の態様において、装置の種々の要素の1つ以上は、典型的には、作動可能であり、すなわち、検出された哺乳類の頭部および／または胸部／腹部中心体温およびある種の態様では、区分化された生体の体温の変化に応答して種々の要素の作動を制御する制御手段によってオンおよびオフされる。制御手段は、一般に、頭部および胸部／腹部中心体温感知手段から出力データを取り、データを処理して陰圧手段／加温または冷却手段を作動すべきかどうかを判定し、それに応じて装置のこれらの要素を作動することができる処理手段である。
【００９５】
利用性
本発明の方法は、哺乳類の体温調節状況の操作が望ましい任意の用途における使用を見出している。本発明の方法は、上記のように、種々の中心区分の体温、例えば、哺乳類の胸部／腹部中心領域および／または1つ以上の体温勾配を正常から逸脱させるのに特に好適である。本発明の方法が使用を見出している2つの代表的な態様は、被験者の胸部／腹部中心体温を上昇させる方法および被験者の胸部／腹部中心体温を低下させる方法においてである。疾患状態、例えば、癌等を含む細胞増殖性疾患の治療を含む選択的な高体温の誘導が望ましい多数の状況が存在し、本発明の方法は、1つ以上の追加の治療方法、例えば、化学療法、放射線等と併用して使用することができる。選択的な高体温は胸部／腹部中心の高体温を意味し、例えば、胸部／腹部中心体温が頭部より、例えば、少なくとも約2℃、通常約5℃有意に高い状況である。哺乳類の中心体温を上昇させる本発明の方法は、細胞増殖性疾患、例えば癌の治療に使用を見出している。
【００９６】
また、中心体温を選択的冷却することが望ましい他の状況が存在する。従って、本発明の方法は、中心の熱抽出が望ましい種々の異なる用途に使用するのに好適である。胸部／腹部中心体温を低下する本発明の方法が使用を見出している代表的な用途には、慢性疾患状態、例えば嚢胞性線維症症状の治療、多発性硬化症症状の治療等が挙げられる。治療は、治療される状態に関連する症状の1つ以上の少なくとも軽減、例えば、不快感の低減、症状の寛解または消失等を意味する。
【００９７】
さらに、頭部および胸部／腹部中心を含む中心全体を加熱することが望ましい状況が存在する。これらの方法では、ウィルス性疾患(例えば、熱が形質転換細胞を死滅させてウィルス負荷を低下するHIVおよび肝炎)、癌を含む細胞増殖性疾患などの疾患状態の治療は、上記の胸部／腹部中心を加熱する方法におけるように治療することができる。形成される高体温は、上記のように化学療法、放射線等などの追加の治療の助けとなりうる。しかし、全身の体温上昇が可能であるので、脳または他の頭部／頚部領域の治療がさらに促進される。このような治療は、腹部／胸部の熱を除去しないで、少なくとも頭部領域に適用される低温刺激で達成することができることが注目される。低線量放射線などのいくつかの用途では、本発明のこの局面を単独で使用する際に可能な生体／設定体温の上昇は大きな利点を提供することができる。
【００９８】
また、頭部および胸部／腹部中心を含む中心の全体を冷却することが望ましい状況が存在する。これらの方法では、嚢胞性線維症および多発性硬化症症状などの疾患状態の治療が可能になる。上記の中心冷却方法と比較すると、これらの方法では頭部も冷却され、頭部領域によって吸収されるエネルギーは実質的にないかまたは非常に小さいので、卒中およびMI治療も可能である。上記の方法におけるように、本明細書に記載する治療方法は、胸部／腹部熱移動相地または補助装置を用いて実施することができる。少なくとも頭部領域に熱／熱い温度を適用することによって体温調節システムの設定体温を変更することが治療に適当となりうる。例えば、それは、卒中または高体温賞の発症に簡単で迅速な応答を提供することができる。反直感的な様式では、熱(好ましくは、熱い空気)を熱疲労被験者に適用して体温の低下を促進することができる。
【００９９】
従来の知識は、過熱した被験者を冷たい環境に暴露することを支持している可能性があるが、生体への冷たい刺激は、目的の冷却と反対の不用意な体温調節反応を生じることがある。公開されている例が例示しているように、この反応により、実際に死に至ることがあると考えられる。
【０１００】
しかし、中心体温を上昇させることが望ましい他の状況では(例えば、低体温に対する迅速な応答として)、冷たい温度を、少なくとも頭部領域を含む全身の皮膚領域に適用して、有用な体温調節系の応答を促進して体温を上昇させることがある。逆に、中心体温を低下することが望ましい場合には(例えば、高体温に対する迅速な応答として)、熱い温度／暖かい温度を、少なくとも頭部領域を含む全身の皮膚表面に適用して、有用な体温調節系の応答を促進して中心体温を低下することができる。
【０１０１】
本発明が、哺乳類の体温調節系を操作する便利な手段を提供することは上記の結果および考察から明らかである。具体的には、本発明は、哺乳類の頭部中心および／または胸部／腹部中心の低-または高体温を誘導する非侵襲的で、便利な方法を提供する。本発明の方法および装置は、中心に対して差のある頭部の体温調節を提供するので、宿主の体温調節系を少なくとも部分的な程度無視または利用すると、中心体温のさらに効果的な変更は、より容易な方法で達成することができる。上記の利点および本発明を使用することができる大多数の異なる種類の用途を考慮すると、本発明は、当技術分野に大きな貢献となる。
【０１０２】
本明細書に引用されている全ての文献および特許出願は、個々の文献または特許出願各々が参照として組み入れられていることが具体的且つ個別に示されているように、参照として本明細書に組み入れられている。任意の文献の引用は、提出日以前の開示についであり、本発明は、以前の発明に関してこのような文献に先行する資格がないと認めると考慮すべきではない。
【０１０３】
上記の発明は、理解を明確にする目的のために例示および実施例によっていくぶんか詳細に記載されているが、添付の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなくある種の変更および改良を加えることができることは、本発明の教示内容を考慮すると当業者に容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
（図１〜図６）  本発明の方法を実施するために使用することができる装置の種々の図を提供する。
【図１】
2005521517.tif 000003
【図２】
2005521517.tif 000004
【図３】
2005521517.tif 000005
【図４】
2005521517.tif 000006
【図５】
2005521517.tif 000007
【図６】
2005521517.tif 000008
【国際調査報告】
2005521517.tif 000009