(57)【要約】      （修正有）【課題】心不全又は心臓発作等の生命を脅かす健康事象の後、対流冷却及び再循環空気を用いて、衣服を着用している又は着用していない患者の頭部及び身体を、効率的に、安全に、効果的に冷却する使い捨ての携帯型治療用冷却システムを提供する。【解決手段】制御ユニット３０２を提供されており、この制御ユニット３０２は、熱交換器３０４と、フード３０６及びスーツ３０８等の出力デバイスの間の温度センサ３０３から温度入力を受け取る。制御ユニット３０２は、送風機３１０に速度制御信号を提供し、順に、冷却源３１４と接続する熱交換器３０４上に空気を送り込む。圧力センサ３１６を送風機３１０と熱交換器３０４の間に設けて、制御ユニット３０２に連結して、制御ユニット３０２が送風機３１０の適切な速度を決定するのを助ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型治療用冷却システムにおいて、当該システムが：
熱制御ユニットと；
前記熱制御ユニットに連結した出力デバイスと；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスと通信する温度センサと；
前記出力デバイス及び前記熱制御ユニットに連結した熱交換器と；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに連結した冷却源と；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに電気的に接続した送風機と；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに連結した圧力センサと；
を具え、
前記温度センサ及び前記圧力センサからの入力に基づいて、前記熱制御ユニットが作動すると、前記熱制御ユニットが、前記送風機を通って熱交換器上に空気を吹き付けて、前記熱交換器が、冷却源と接続して前記出力デバイスに冷却した空気を提供することを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記出力デバイスが、患者を入れるように構成した膨張式単体のヘッド及びボディスーツを具えることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項３】
請求項１に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記出力デバイスが、患者の頭部の周囲に配置されるように構成した膨張式フードを具えることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項４】
請求項１に記載の携帯型治療用冷却システムが、前記送風機と、前記熱交換器及び冷却源との間に配置された切り換えバルブを更に具えることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項５】
請求項４に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記冷却源が、高温側と低温側を有するペルチェ素子であることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項６】
請求項５に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記切り換えバルブが、前記熱制御ユニットから受けられる入力に依存して、前記ペルチェ素子の高温側又は低温側に送風機からの空気流を向けて、前記患者を温める又は冷却することを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項７】
請求項１に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記出力デバイスが使い捨てであることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項８】
携帯型治療用冷却システムにおいて、当該システムが：
熱制御ユニットと；
前記熱制御ユニットに連結した出力デバイスと；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスと通信する温度センサと；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに連結した冷却源と；
前記熱制御及び前記出力デバイスに電気的に接続した送風機と；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに連結した圧力センサと；
を具え、
前記熱制御ユニットが前記出力デバイスの前記温度を制御するように構成され、
前記冷却源が圧縮気体であることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項９】
請求項８に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記圧縮気体が前記コンテナに貯蔵され、比例バルブに連結されており、当該バルブが、前記熱制御ユニットに連結されており、前記熱制御ユニットからの入力に基づいて、前記コンテナから前記出力デバイスに放出された圧縮気体の量に比例するように構成されていることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項１０】
携帯型治療用冷却システムにおいて、当該システムが：
熱制御ユニットと；
出力デバイスと；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに連結され、前記出力デバイスに気体を移動するように構成したガスムーバと；
コンテナ中に圧縮気体を具える冷却源であって、前記コンテナが、バルブに連結され、前記バルブが、前記熱制御ユニット及び前記出力デバイス前の前記ガスムーバの上流側領域に連結される冷却源と；
操作中に前記熱制御ユニットにフィードバックを提供するように構成した前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスと通信する温度センサと；
を具え、
前記バルブが、前記出力デバイスに提供される気体の量を増加する又は減少するように構成されており；
前記出力デバイスからの気体が、前記ガスムーバに再循環されるように構成されていることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記出力デバイスが使い捨てであることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記出力デバイスが、患者を入れるように構成した単体のヘッド及びボディスーツ、患者の頭部を入れるように構成したフード、又は患者の身体を入れるように構成したボディスーツから成る群より選択されることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載の携帯型治療用冷却システムにおいて、前記出力デバイスが使い捨てであることを特徴とする携帯型治療用冷却システム。
【請求項１４】
携帯型治療用冷却システムにおいて、当該システムが：
熱制御ユニットと；
出力デバイスと；
前記熱制御ユニット及び前記出力デバイスに連結され、前記出力デバイスに気体を移動するように構成された速度可変ガスムーバと；
アイスを具える冷却源と；
前記アイスと接続する熱交換器と；
前記熱制御ユニット及び操作中に前記熱制御ユニットにフィードバックを提供するように構成した前記出力デバイスと通信する温度センサと；
前記出力デバイス及び前記速度可変ガスムーバに連結した再循環ラインと；
を具え、
前記速度可変ガスムーバを、前記冷却源と接続する前記熱交換器上に気体を移動するように構成して、前記冷却した気体を前記出力デバイスに移動することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、２００４年７月２日に出願された米国暫定特許出願第６０／５８５，１６６号の利益を主張する。上記の出願の全内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明の背景
本発明の分野
本発明は、一般的に冷却システムに関し、より具体的には、限定はされないが、外傷事象の後、即時に、又は可能な限りすぐに用いられるように構成された穏やかな体温低下作用を提供する気体を用いた携帯型治療用冷却システムに関する。
【０００３】
関連技術の説明
臨床治療の一部として患者を積極的に冷却することが要求される状況がある。発作又は心不全、又はその他の重大な又は生死に関わる健康事象を受けた患者は、緩やかな体温低下、例えば、心不全後、約１時間以上の間、３２乃至３４℃の範囲の体温にすることによる利点がある。重大な又は生死に関わる健康事象から患者の身体が処置されるまでの時間が、病院への搬送等の外部の環境に起因して重要であるので、この治療を可能な限り早く始めることが提案されている。
【０００４】
体温は、虚血性発作によってもたらされる神経損傷の量を決定する点で重要な変数である（Ｄｉｅｔｒｉｃｈ他、１９９０）。臨床的に、現在体温は、発作の重大な独立危険因子であると考えられており（Ｒｅｉｔｈ他、１９９６）、同様に、高血圧、喫煙、心房性細動、糖尿病、及び一過性脳虚血発作等といった発作のその他の危険因子に寄与する危険因子であると考えられている。治療上、発作及び頭部外傷患者に対する緩やかな体温低下（３４乃至３６℃）は、臨床研究（Ｋａｍｍｅｒｓｇａａｒｄ他、２０００；Ｓｃｈｗａｂ他、１９９７）、及び長期の神経的及び行動的利益を示す動物実験（Ｃｏｒｂｅｔｔ  ＆  Ｔｈｏｒｎｈｉｌｌ、２０００；Ｃｏｌｂｏｕｒｎｅ  ＆  Ｃｏｒｂｅｔｔ、１９９４）に基づいて有益であるとして提唱されている。
【０００５】
臨床的に、発作状態の患者の身体の冷却は、Ｂａｉｒ  Ｈｕｇｇｅｒ（登録商標）ラップ及び麻酔を用いた強制的な空気冷却（Ｋａｍｍｅｒｓｇａａｒｄ他、２０００）で、又は扇風機及びアルコール洗浄を用いた冷却（Ｓｃｈｗａｂ他、１９９７）で試験されてきた。ペチジン麻酔薬は、振戦を防ぐために投与される。頭部外傷及び発作患者のより局所的な頭部冷却を試みてきた。冷却ヘルメット（従来は、ヘルメットを通して水又は空気を循環させて冷却していた）は、頭蓋骨を通る導電率変化を介して脳の温度を低くしようと試みている（Ｋｌａｔｚ  ＆  Ｇｏｌｄｍａｎ、１９９５、米国特許第５，９１３，８８５号；Ｇｕｎｎ  ＆  Ｇｕｎｎ、１９９８、国際公開公報第ＷＯ９８／５６３１０号）。また、頭部及び頚部のための冷却枕は、患者の体温を低くするために考案された（Ｔｓｕｔｏｍｕ  ＆  Ｋｏｊｉ、１９９８、日本国特許公開公報特開平０９−０７２１５２号；Ｋａｔｓｕｍｉｔｓｕ  ＆  Ｓｈｉｎｉｃｈｉ、２０００、日本国特許公開公報特開平１０−２５０４５５号）。これらのデバイスは、多くの場合、嵩張り、デバイスを効果的に操作するためには、デバイスの専門知識を必要とする。
【０００６】
典型的な従来のデバイスを再検討すると、冷却効果を調整するために温度監視システムと連携して全身を冷却するデバイス又はシステムが求められていることが分かる。重大な又は生死に関わる健康事象のすぐ後に、患者に素早く適用することができるデバイスが求められている。このようなデバイスは、緊急車両での搬送中といった病院到着前に特に必要である。
【０００７】
更に、従来のデバイスは、比較的嵩張り、快適ではない。病院到着前、例えば、対象者が負傷後に病院に搬送されている場合、快適で、対象者の物理的状態を尊重するデバイスが求められている。発作によって誘発される脳障害の場合、又は心不全の場合では、対象者を遠方の病院に搬送するかもしれない。このような対象者の多くは年老いており、公知のように、このようなデバイスに入ることは不快で、心的外傷になり、又はみっともないとさえ感じるであろう。特に、流体又は大きな冷却剤を循環させる扱いにくいヘルメット状のデバイスは、この理由のために不適切である。更に、公知のデバイスの全体の大きさは、緊急車両に、又は限られた大きさの格納スペースしか持たない他の病院救護に常備する標準的な装備とすることを妨げている。更に、従来のデバイスは、冷たい生理食塩水の注入に依存しており、これは、注入中に温度制御することができない。
【０００８】
身体を冷却して身体の重要な部分へのダメージを防ぎ、病院に到着する前のこのような外傷性健康事象のあらゆる後遺症を最小にすることができる緊急医療技術者、公共医療サービス従事者によって、又は患者の隣接区域（例、家）で用いられる簡単な身体を入れるデバイスを有することが求められている。
【０００９】
本発明の簡単な説明
本発明は、心不全又は発作等の重大な又は生死に関わる健康事象の直後に、衣服を着用している又は着用していない、患者の頭部と身体を、効率よく、安全で、効果的に冷却する対流冷却及び再循環空気を用いる携帯型治療用冷却システムの開発を通してこれらの及びその他の要求を満たそうとするものである。
【００１０】
本発明の詳細な説明
本発明は、健康事象後に患者に可能な限り早く適用するように構成した携帯型治療用冷却システムの開発を通して先行技術の欠点を克服する。この携帯型治療用冷却システムは、救急車でといった一時的な環境で、又は患者の自宅等の患者の隣接区域で用いられるように構成されており、見物人、救命救急士、又はその他の傍にいる人によって操作されるように構成されており、服を着用している患者に効果的に用いることができる。
【００１１】
先ず、図１を参照すると、本発明の一実施例に係る治療用冷却システムの上部切り取り図が示されている。冷却システム１００は、冷却ユニット１０４に連結した膨張式単体のヘッド及びボディスーツ１０２を具える。膨張式スーツ１０２は、好ましくは、膨張式スーツ１０２を通って空気を循環することができる使い捨ての材料からできているが、使い捨てではない実施例も、本発明の範囲内であることを意図している。膨張式スーツ１０２は、ジッパ、ボタン、又はその他の均等の締結手段によって、シーム１０６に沿って患者の周囲を密封するように構成されているが、膨張式スーツ１０２から患者への対流性熱移動は、患者を冷却するための患者の周囲をシールする膨張式スーツ１０２を必要としない。
【００１２】
スーツ１０２は、小、中、大、及び特大の形状で設計され、さもなければ、ユーザの要求によって小児患者の大きさとする。好適には、スーツ１０２は、周囲に空気が漏れないようにしながら、スーツ１０２全体を空気が循環するように構成され、空気入口１０８及び空気出口１１０を有する。好ましくは、空気入口１０８は、ホース又はその他を介して冷却ユニット１０４に連結され、このホースその他が、源からスーツ１０２に冷却空気を送出する。空気出口１１０は、空気を送出してホース又はその他を介してスーツ１０２を通って冷却ユニット１０４に循環させるように構成されており、空気は、空気入口１０８を介してスーツ１０２内に再循環する。
【００１３】
スーツ１０２は、対流性熱移動を介して患者に冷気を送出するように構成されている。更に、スーツ１０２は、頸部、頭皮、及び鼠径部等の重要部位に冷気を提供するように構成されている。
【００１４】
人が外傷性健康事象を受けると、見物人、救命救急士、又はその他の傍にいる人は、服を着用した人をスーツ１０２内に簡単に滑り入れて、シーム１０６を介してスーツ１０２を閉じる。密封時に、冷却ユニットが既にスーツに連結されている場合には、冷却ユニット１０４を作動させるか、空気入口１０８及び空気出口１１０に連結させて作動させる。次いで、冷気をスーツを通って流して、患者の身体全体の大部分を入れることによって、対流によって患者の身体を冷却する。スーツ１０２の再循環特性は、システムを効率的に作動させ、所定の冷却温度に空気を維持することができる。
【００１５】
この図１には特に示されていないが、救急車内で入手可能な１２ＶのＤＣ装置等の電源、又はＡ．Ｃ．電流送出デバイスを含むその他の電源が、冷却ユニット１０４に電力を供給するのに好適に用いられる。代替として、冷却ユニット１０４内にバッテリを具えていてもよい。
【００１６】
図２を参照すると、本発明の別の実施例による携帯型治療用冷却システム２００の平面図が示されている。携帯型治療用冷却システム２００は、患者の頭部及び頸部の周囲にのみ配置され、頸動脈を含む頭部及び頸部を冷却するように構成されている。当業者は、携帯型治療用冷却システム２００の配置によって、患者の身体の標準的な血液循環を介して身体のその他の部分を冷却できることを十分理解するであろう。そのようなものとして、フード２０２が、冷却ユニット２０４に連結して提供される。フード２０２は、閉ループ内の患者の頭皮の周囲のフード２０２を通して対流的な気流を提供し、更に、どうにかして空気伝送路を提供して、開ループの導出静脈といった患者の脳を冷却する手段を具える。フード２０２は、更に、布でできたストレッチャ２０６を具えており、頭皮の周囲を空気が循環できる空間を提供する。
【００１７】
空気入口２０８はフード２０２上に提供されており、送出チューブ２１０を冷却ユニット２０４に連結している。冷却ユニット２０４が作動すると、冷気が送出チューブ２１０を通ってフード２０４内に送出され、冷気が患者の頭部及び頸部領域の周囲を循環し、対流冷却が提供される。
【００１８】
図３を参照すると、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システム３００の回路図が示されている。制御ユニット３０２を提供されており、この制御ユニット３０２は、熱交換器３０４と、フード３０６及びスーツ３０８等の出力デバイスの間の温度センサ３０３から温度入力を受け取る。制御ユニット３０２は、送風機３１０に速度制御信号を提供し、順に、冷却源３１４と接続する熱交換器３０４上に空気を送り込む。圧力センサ３１６を送風機３１０と熱交換器３０４の間に設けて、制御ユニット３０２に連結して、制御ユニット３０２が送風機３１０の適切な速度を決定するのを助ける。
【００１９】
従って、制御ユニット３０２が作動すると、先ず、この制御ユニットは、温度センサ３０３から温度を決定し、圧力センサ３１６から圧力を決定する。次いで、制御ユニット３０２は、送風機３１０に信号を提供し、この送風機が作動して熱交換器３０４上に空気を送り込む。次いで、得られた空気は、どのデバイスがシステム３００に連結されているかによって、フード３０６かスーツ３０８に送られる。
【００２０】
図４を参照すると、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システム４００の別の回路図が示されている。冷却システム４００には、この冷却システムを通る空気の温度を制御するために熱交換器と組み合わせたペルチェ素子４０２が設けられている。制御ユニット４０４は、送風機４０６と、誘導バルブ４０８と、温度センサ４１０とに連結されている。誘導バルブ４０８は、送風機４０６とペルチェ素子４０２との間に予め配置されており、制御ユニット４０４及び加熱する又は冷却する必要性に基づいて、ペルチェ素子４０２の高温側又は低温側上に空気が流れるようにする。温度センサ４１０は、システム４００の構成によって、ペルチェ素子４０２から下流及び、フード４１２又はスーツ４１４の上流に配置されている。このように、冷却システム４００は、フード４１２又はスーツ４１４を用いる場合に、患者に十分な熱制御を提供する。フード４１２又はスーツ４１４は膨張可能であり、フード４１２又はスーツ４１４は単体のであることが理解される。
【００２１】
図５を参照すると、図６の携帯型治療システムと用いられる代替の冷却供給５００の別の回路図が示されている。代替の冷却供給５００は、圧縮気体であり、この圧縮気体は多くの場合、コンテナ５０２等の容器に貯蔵されている。コンテナ５０２は、比例バルブ５０４に連結され、順に、制御ユニット（図示せず）に連結され、熱交換器（図示せず）に連結されていてもよい。代替として、熱交換器に連結する代わりに、バルブ５０４は、希釈バルブ（図示せず）に連結して、圧縮気体を空気で希釈するようにしてもよい。液体空気を、圧縮気体として用いてもよい。
【００２２】
図６は、本発明の一実施例によって携帯型治療用冷却システム６００の別の回路図である。このシステム６００は、制御ユニット６０２と、制御ユニット６０２と、所望であればフード６０６又はスーツ６０８に連結したエアムーバ６０４とを具える。圧縮気体コンテナ６１０は、更にバルブ６１２に連結されている。バルブ６１２は、制御ユニット６０２に連結されて、フード６０６又はスーツ６０８の前のエアムーバ６０４の上流側領域に連結される。温度センサ６１４が、同じ領域に設けられており、操作中に制御ユニット６０２に温度データを提供するために制御ユニット６０２に連結される。
【００２３】
スーツ６０８を用いると、スーツ６０８からエアムーバ６０４に空気が再循環されて、システムの効率を上げる。液体空気等の圧縮空気は、フード６０６又はスーツ６１２に空気の冷却ストリームを提供し、これによって、熱交換器の必要性をなくす。コンテナ６１０からの流れは、バルブ６１２によって制御されて、順に、制御ユニット６０２によってこのバルブを通る空気量が増加する又は減少するようにする。専門用語等で用いられているが、空気は、出力デバイスに冷却を提供することができる流体を含むあらゆる気体であってもよいことが理解される。フード６０６又はスーツ６０８は膨張可能であり、フード６０６又はスーツ６０８は単体のであることが理解される。
【００２４】
図７を参照すると、代替の携帯型治療用冷却システム７００の別の回路図が示されている。フード７０６及びスーツ７０８等の熱交換器７０４と出力デバイスとの間の温度センサ７０３からの温度入力を受ける制御ユニット７０２が設けられている。制御ユニット７０２は、送風機７１０に速度制御信号を提供し、この送風機は順に、アイス７１２と接続する熱交換器７０４上に空気を送る。再循環ラインは、スーツ７０８と送風機７１０との間に設けてもよい、この再循環ラインはポンプ等であり、システム７００の冷却効率を上げる。アイス７１２は、緊急時にシステム７００のユーザに一般的に簡単に入手可能な冷却源を提供する。
【００２５】
図面に示されている各実施例は携帯可能であり、この特徴に限定はされないが、使い捨てに構成されている。そのようなものとして、本明細書に示されている実施例は、患者が重大な又は生死に関わる健康事象を経験した後に助けることができる見物人、救急救命士、又は、あらゆる人が指示書をほとんど必要とすることなく、簡単に用いることができる有効で携帯可能な治療用冷却システムを提供する。ここに記載されている冷却は典型的な対流式冷却システムであるが、携帯可能に構成された導電型、放射型、又は代替の伝熱機構が本発明の範囲内にあると考えられることは自明である。実施例に示すフード及びスーツの双方は、使い捨てに構成されており、通常これらのデバイスを再利用するときに生じている必要な汚染除去手順を回避する。更に、用語空気を用いる場合、この空気は、それぞれの出力デバイス（例えば、フード、スーツ、単体ヘッド及びボディスーツ）を冷却することができる液体を含めて、あらゆる気体を包含していることが理解される。
【００２６】
上記の記載は、本発明を実施するための好適な実施例であり、本発明の範囲は、必ずしも本記載によって限定されるべきではない。代わりに、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明の方法及び装置は、次の本発明の詳細な説明を添付図面と共に参照することによってより完全に理解することができる。図中、同じ符号は同じ要素を示す。
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施例によって示される携帯型治療用冷却システムの上部切り取り図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施例による携帯型治療用冷却システムの平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システムの回路図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システムの別の回路図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システムで用いられる代替冷却システムの別の回路図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システムの別の回路図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例による携帯型治療用冷却システムの別の回路図である。
【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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