(57)【要約】  相変化冷却剤を介して皮下多脂質細胞から非侵襲的に熱を除去するための家庭用アプリケータ及びそれと関連した装置、システム及び方法を提供する。装置は、ヒトの皮膚と熱的に連通するように解放可能に位置決め可能なアプリケータと、冷却剤を有する冷却剤容器を含む。装置は、アプリケータに作動的に結合された熱移送導管をさらに含み、熱移送導管は、冷却剤と流体的に接触しないように隔離された熱移送流体を収容する。熱移送流体と冷却剤の間で熱を移送する熱交換器が、冷却剤容器と熱移送導管の間に、作動的に結合される。アプリケータと熱交換器の間に熱移送流体を差し向ける流体駆動装置が、熱移送導管に作動的に結合される。
2013517897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトの皮下多脂質細胞を冷却する冷却装置であって、
ヒトの皮膚と熱的に連通するように、解放可能に位置決め可能なアプリケータと、
約３７℃よりも低く且つ約−２０℃よりも高い第１の液相／固相転移温度を有する冷却剤を有する冷却剤容器と、
前記アプリケータに作動的に結合され、前記第１の液相／固相転移温度よりも低い第２の液相／固相転移温度を有し且つ前記冷却剤と流体的に接触しないように隔離された熱移送流体を収容する熱移送導管と、
前記冷却剤容器内に位置決めされ、熱を前記熱移送流体と前記冷却剤の間で移送するように前記熱移送導管に作動的に結合され、且つ、前記熱移送導管及び前記アプリケータと一緒に前記熱移送流体のためのシールされた閉ループ経路を形成する熱交換器導管を含む熱交換器と、
前記熱移送流体を前記アプリケータと前記熱交換器の間に差し向けるように前記熱移送導管に作動的に結合された流体駆動装置と、を有する冷却装置。
【請求項２】
前記流体駆動装置はポンプを含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記ポンプの少なくとも一部分は、前記シールされた閉ループ経路を遮断することなしに前記熱移送導管から取外し可能である、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
更に、前記熱移送流体を加熱するために前記熱移送流体と熱的に連通するように位置決めされたヒータを有する、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記熱移送導管は、前記熱移送流体を前記アプリケータに配送するように位置決めされた供給部分と、前記熱移送流体を前記アプリケータから受入れるように位置決めされた戻り部分を含み、
更に、前記熱移送導管と熱的に連通するように位置決めされたヒータと、
前記熱移送導管の前記供給部分と前記戻り部分の間に且つ前記熱交換器と並列に結合された分流チャネルと、
前記分流チャネル内の流れを調整するように位置決めされた少なくとも１つの弁と、
少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサ、前記ヒータ、前記流体駆動装置、前記少なくとも１つの弁、及び前記流体駆動装置に作動的に結合されたコントローラと、を有し、
前記コントーラは、指示を含み且つコンピュータで読込み可能な媒体を有し、前記指示は、実行時、熱移送流体を前記熱交換器の周囲に迂回させるために、前記少なくとも１つの弁に、前記分流チャネルを開放するように命令し、前記熱移送流体を前記アプリケータにポンプ送りするために、前記流体駆動装置を作動させ、前記ヒータを作動させ、前記熱移送流体の能動的加熱に対応する入力を前記少なくとも１つのセンサから受取り、前記入力に応答して、前記ヒータを不作動にし、前記分流チャネルを閉鎖するように前記少なくとも１つの弁に命令する、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記センサはタイマを含む、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記センサは温度センサを含む、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項８】
更に、前記熱移送導管の前記供給部分と前記戻り部分の間に且つ前記熱交換器と並列に結合された分流チャネルと、
前記分流チャネル内の流れを調整するように位置決めされた少なくとも１つの弁と、を有する請求項１に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記第１の液相／固相転移温度は、約２５℃よりも低く且つ約−２０℃よりも高い、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記第１の液相／固相転移温度は、約０℃よりも低く且つ約−１２℃よりも高い、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記第１の液相／固相転移温度は、約−３℃よりも低く且つ約−６℃よりも高い、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１２】
更に、前記冷却剤容器に作動的に結合された撹拌器を有し、前記撹拌器は、前記冷却剤容器内の液体冷却剤を撹拌するように作動可能である、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記冷却剤は、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、エタノール、イソプロピルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、及び塩のうちの少なくとも１つを含むように選択される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記熱移送流体は、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、エタノール、イソプロピルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、及び塩のうちの少なくとも１つを含むように選択される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１５】
ヒトの皮下多脂質細胞を冷却する冷却装置であって、
ヒトの皮膚と熱的に連通するように、解放可能に位置決め可能なアプリケータと、
冷却剤を有する冷却剤容器と、
前記アプリケータに作動的に結合され、前記冷却剤と流体的に接触しないように隔離された熱移送流体を収容する熱移送導管と、
前記熱移送流体と前記冷却剤の間で熱を移送するように前記冷却剤容器と前記熱移送導管の間に作動的に結合された熱交換器と、
前記熱移送流体を前記アプリケータと前記熱交換器の間に差し向けるように前記熱移送導管に作動的に結合された流体駆動装置と、を有する冷却装置。
【請求項１６】
前記冷却剤容器は、自立型シールユニットとして前記熱交換器との熱的な連通から取り外し可能である、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項１７】
前記熱交換器は、熱交換器導管を含み、
前記冷却剤容器は、前記熱交換器導管を解放可能に受入れるように位置決めされた凹部を有する外面を含む、請求項１６に記載の冷却装置。
【請求項１８】
前記冷却剤容器は、その容積内部に延びる少なくとも１つのブラインドチャネルを含み、
前記熱交換器は、供給部分及び戻り部分を有する熱交換器導管を含み、前記供給部分及び前記戻り部分は両方とも、前記少なくとも１つのブラインドチャネル内に取外し可能に受入れられるように位置決めされる、請求項１６に記載の冷却装置。
【請求項１９】
前記供給部分及び戻り部分は、互いに対して環状に位置決めされる、請求項１８に記載の冷却装置。
【請求項２０】
更に、前記熱移送導管と前記熱交換器の間の少なくとも１つの解放可能な結合部を有し、
前記冷却剤容器及び前記熱交換器は、ユニットとして前記熱移送導管から前記少なくとも１つの解放可能な結合部のところで分離可能である、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項２１】
前記アプリケータ、前記熱移送導管、前記熱交換器、及び前記冷却剤容器、単一ユニットとして互いに連結される、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項２２】
更に、前記冷却装置に関連した変化を検出するように位置決めされセンサと、
前記センサからの信号を受入れるように前記センサに作動的に結合されたコントローラと、を有し、
前記コントローラは、指示がプログラムされ且つコンピュータで読込み可能である媒体を有し、前記指示は、実行時、前記センサから受取った前記信号に少なくとも部分的に基づく応答を命令する、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項２３】
前記センサは、タイマを含み、前記応答は、前記冷却装置によって行われる冷却工程が完了させる指示を含む、請求項２２に記載の冷却装置。
【請求項２４】
前記センサは、前記アプリケータによって支持された温度センサを含む、請求項２２に記載の冷却装置。
【請求項２５】
前記センサは、前記冷却剤と熱的に連通するように位置決めされた温度センサを含む、請求項２２に記載の冷却装置。
【請求項２６】
更に、前記冷却剤容器に作動的に結合された撹拌器を有し、前記撹拌器は、前記冷却剤容器内の液体冷却剤を撹拌するように作動可能である、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項２７】
前記冷却剤容器は、容器壁を含み、前記容器壁は、第１の熱伝導率を有する第１の部分と、前記第１の熱伝導率よりも大きい第２の熱伝導率を有する第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記冷却剤容器の内面から外面に延び、
前記熱交換器は、前記容器壁の前記第２の部分と熱的に接触し且つ前記第２の部分に固定連結された熱交換器導管を含む、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項２８】
前記冷却剤は、第１の組成を有し、前記熱移送流体は、前記第１の組成と異なる第２の組成を有する、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項２９】
前記冷却剤及び熱移送流体は、少なくとも１つの同一の成分を含み、前記成分は、前記冷却剤内で第１の濃度を有し、前記熱移送流体内で前記第１の濃度と異なる第２の濃度を有する、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項３０】
前記冷却剤は、約３７℃よりも低く且つ約−２０℃よりも高い第１の液相／固相転移温度を有し、前記熱移送流体は、前記第１の液相／固相転移温度よりも低い第２の液相／固相転移温度を有する、請求項１５に記載の冷却装置。
【請求項３１】
前記第１の液相／固相転移温度は、約２５℃よりも低く且つ約−２０℃よりも高い、請求項３０に記載の冷却装置。
【請求項３２】
前記第１の液相／固相転移温度は、約０℃よりも低く且つ約−１２℃よりも高い、請求項３０に記載の冷却装置。
【請求項３３】
前記第１の液相／固相転移温度は、約−３℃よりも低く且つ約−６℃よりも高い、請求項３０に記載の冷却装置。
【請求項３４】
前記冷却剤は、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、エタノール、イソプロピルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、及び塩のうちの少なくとも１つを含むように選択される、請求項３０に記載の冷却装置。
【請求項３５】
前記熱移送流体は、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、エタノール、イソプロピルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、及び塩のうちの少なくとも１つを含むように選択される、請求項３０に記載の冷却装置。
【請求項３６】
ヒトの組織を冷却する方法であって、
アプリケータをヒトに解放可能に取付ける工程と、
冷却した熱移送流体を前記アプリケータに差し向けることによって、及び、熱を前記熱移送流体から冷却剤に移送して前記冷却剤を加熱することによって、ヒトの皮下多脂質組織の多脂質細胞を選択的に減少させるのに十分な量の熱を、ヒトの皮下多脂質組織から前記アプリケータを介して除去する工程と、
前記冷却剤を再冷却する工程と、を有する方法。
【請求項３７】
前記熱を除去する工程は、前記多脂質細胞を崩壊させること、損傷すること、収縮させること、無力化すること、破壊すること、除去すること、及び殺傷することのうちの少なくとも１つにとって十分な量の熱を除去する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記冷却剤を再冷却する工程は、前記冷却剤の液体部分を凍結させる工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記冷却剤を再冷却する工程は、前記冷却剤の固体部分を冷却する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記熱移送流体から前記冷却剤に熱を移送する工程は、前記冷却剤が固相のままである間に熱を移送する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記熱移送流体から前記冷却剤に熱を移送する工程は、前記冷却剤が液相のままである間に熱を移送する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記熱移送流体から前記冷却剤に熱を移送する工程が、前記冷却剤を固相から液相に転移させる工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記冷却剤は、冷却剤容器に収容され、前記熱移送流体は、熱移送導管内に配置され、前記熱移送流体から前記冷却剤に熱を移送する工程は、熱交換器において行われ、さらに、前記冷却剤を再冷却する工程は、前記アプリケータ、前記熱移送導管、前記熱交換器、及び前記冷却剤容器をユニットとして冷凍庫に入れる工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４４】
前記冷却剤は、冷却剤容器に収容され、前記熱移送流体は、熱移送導管内に配置され、前記熱移送流体から前記冷却剤に熱を移送する工程は、熱交換器において行われ、さらに、前記冷却剤を再冷却する工程は、前記冷却剤容器を前記熱交換器との熱的な連通から取外して前記冷却剤容器を冷凍庫に入れる工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４５】
前記冷却剤は、冷却剤容器に収容され、前記熱移送流体は、熱移送導管内に配置され、前記熱移送流体から前記冷却剤に熱を移送する工程は、熱交換器において行われ、さらに、前記冷却剤を再冷却する工程は、前記熱交換器を前記熱移送導管から切断して前記熱交換器及び前記冷却剤容器をユニットとして冷凍庫に入れる工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４６】
前記冷却剤が凍結している間であって前記アプリケータをヒトに解放可能に取付ける前に、前記熱移送流体を加熱する工程を更に有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４７】
前記熱移送流体を加熱する工程は、前記熱移送流体を前記冷却剤と熱的に連通しないように分流しながら前記熱移送流体を加熱する工程を有する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記熱移送流体を加熱する工程は、前記アプリケータの温度が所定のレベルに上昇するまで前記熱移送流体を加熱する工程を有する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記熱移送流体を加熱する工程は、前記熱移送流体を所定の時間にわたって加熱する工程を有する、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
更に、冷却剤に熱を移送する工程を有し、この工程は、約３７℃よりも低く約−２０℃よりも高い相転移温度を有する冷却剤に熱を移送する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項５１】
更に、冷却剤に熱を移送する工程を有し、この工程は、約２５℃よりも低く約−２０℃よりも高い相転移温度を有する冷却剤に熱を移送する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項５２】
更に、冷却剤に熱を移送する工程を有し、この工程は、約０℃よりも低く約−１２℃よりも高い相転移温度を有する冷却剤に熱を移送する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項５３】
更に、冷却剤に熱を移送する工程を有し、この工程は、約−３℃よりも低く約−６℃よりも高い相転移温度を有する冷却剤に熱を移送する工程を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項５４】
ヒトの皮下多脂質細胞を冷却する冷却装置であって、
ヒトの皮膚と熱的に連通するように解放可能に位置決め可能なアプリケータを有し、前記アプリケータは、第１の部分と第２の部分を有し、
前記第１の部分は、第１の弾性を有し、皮膚に接して配置されるように構成され、
前記第２の部分は、前記第１の弾性よりも小さい第２の弾性を有し、前記第１の部分にシール可能に連結され、前記第１の部分から離れる方に面し、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方は、これらの間に冷却された熱移送流体を受入れるように他方に対して移動可能である、冷却装置。
【請求項５５】
更に、前記第１の部分に接するように配置されたエラストマーメッシュを有する、請求項５４に記載の冷却装置。
【請求項５６】
更に、前記第２の部分を支持する可撓性の凹形支持構造体を有し、前記凹形支持構造体は、前記第１の部分に凹形形状を付与する、請求項５４に記載の冷却装置。
【請求項５７】
更に、冷却剤を有する冷却剤容器と、
前記アプリケータに作動的に結合され、前記冷却剤との流体接触から隔離された熱移送流体を収容する熱移送導管と、
熱を前記熱移送流体と前記冷却剤の間で熱を移送するように、前記冷却剤容器と前記熱移送導管の間に作動的に結合された熱交換器と、
前記熱移送流体を前記アプリケータと前記熱交換器の間に差し向けるように、前記熱移送導管に作動的に結合された流体駆動装置と、を有する請求項５４に記載の冷却装置。
【請求項５８】
更に、前記第１の部分と前記第２の部分の間に位置決めされた多孔の内部支持構造体を有する、請求項５４に記載の冷却装置。
【請求項５９】
前記第１の部分が、可撓性の弾性材料を含み、前記第２の部分は、可撓性の非弾性材料を含む、請求項５４に記載の冷却装置。
【請求項６０】
ヒト組織を冷却する方法であって、
前記アプリケータをヒトに解放可能に取付ける工程を有し、この工程は、アプリケータの第１の部分をヒトの皮膚と熱的に連通するように位置決めし、前記アプリケータの第２の部分を前記第１の部分から外に向くように位置決めすることによって行われ、前記第１の部分は、第１の弾性を有し、前記第２の部分は、前記第１の弾性よりも小さい第２の弾性を有し、
ヒトの皮下多脂質組織の多脂質細胞を選択的に減少させるのに十分な量の熱を、冷却した熱移送流体を前記第１の部分と前記第２の部分の間に向けることによって、ヒトの皮下多脂質組織から前記アプリケータを介して除去する工程と、を有する方法。
【請求項６１】
更に、熱を前記熱移送流体から、前記熱移送流体と流体的に接触していない冷却剤に移送する工程と、
前記冷却剤を再冷却する工程と、を有する請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
更に、前記アプリケータの第１の部分にしわを形成することなしに、前記アプリケータの第１の部分を皮膚の凸部に一致させる工程を有する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
更に、前記アプリケータの第１の部分を引伸ばして、皮膚の凹部に一致させる工程を有する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
ヒトの皮下多脂質細胞を冷却する冷却装置であって、
ヒトの皮膚に接触するように、また、解放できるように位置決め可能なアプリケータを有し、
前記アプリケータは、入口ポート及び出口ポートを含む可撓性で流体密な包囲体と、前記包囲体内に且つ前記入口ポートと前記出口ポートの間に位置決めされた多孔の内部構造とを有し、
前記内部構造は、
（ａ）前記出口ポートが前記包囲体の外部圧力よりも低い圧力に晒されたときに前記包囲体がそれ自体の上に崩れること防止するのに十分な座屈強度を有し、又は、
（ｂ）加圧流体が前記入口ポートに供給されたときに前記包囲体が膨張することを少なくとも阻止するように前記包囲体の内面に取付けられ、又は、
（ｃ）前記（ａ）と前記（ｂ）の両方である、冷却装置。
【請求項６５】
前記内部構造は、前記出口ポートが前記包囲体の外部圧力よりも最大約２ｐｓｉ（０．０１４ＭＰａ）低い圧力に晒されたときに前記包囲体がそれ自体の上に崩れることを防止するのに十分な座屈強度を有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
前記内部構造は、前記出口ポートが前記包囲体の外部圧力よりも最大約５ｐｓｉ（０．０３４ＭＰａ）低い圧力に晒されたときに前記包囲体がそれ自体の上に崩れることを防止するのに十分な座屈強度を有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項６７】
前記内部構造は、前記出口ポートが前記包囲体の外部圧力よりも最大約１０ｐｓｉ（０．０６９ＭＰａ）低い圧力に晒されたときに前記包囲体がそれ自体の上に崩れることを防止するのに十分な座屈強度を有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項６８】
前記内部構造は繊維性材料を含む、請求項６４に記載の装置。
【請求項６９】
前記内部構造は、互いに摺動し且つ互いに面するように配置された複数の繊維性材料層を有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項７０】
前記包囲体は、互いに対向する第１の内面及び第２の内面を有し、
前記アプリケータは、更に、前記第１の内面から前記第２の内面に延びる取付け要素を有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項７１】
更に、前記アプリケータの入口ポートと出口ポートの間に結合された熱交換器と、
ポンプと、を有し、前記ポンプは、前記アプリケータから流体を引くために前記アプリケータの出口ポートに結合された入口と、前記熱交換器の上流の出口とを有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項７２】
更に、前記アプリケータの入口ポートと出口ポートの間に結合された熱交換器と、
ポンプと、を有し、前記ポンプは、前記アプリケータに流体をポンプ送りするために前記アプリケータの出口ポートに結合された出口と、前記熱交換器の下流の入口とを有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項７３】
前記包囲体は、更に、第１の部分と第２の部分を有し、
前記第１の部分は、可撓性の第１の材料を含み、前記第１の材料は、皮膚に接するように配置され且つ位置決めされ、第１の弾性を有し、
前記第２の部分は、前記第１の部分にシール可能に連結され、可撓性の第２の材料を含み、前記第２の材料は、前記第１の部分から離れた方に面し、前記第１の弾性よりも小さい第２の弾性を有し、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方は、それらの間に前記加圧流体を収容するように他方に対して移動可能である、請求項６４に記載の装置。
【請求項７４】
ヒトの皮膚に接するように位置決め可能な前記包囲体の部分は、予備形成された凹形状を有する、請求項６４に記載の装置。
【請求項７５】
ヒトの組織を冷却する方法であって、
ヒトの皮膚と熱的に連通する可撓性の包囲体を位置決めすることによって、アプリケータをヒトに解放可能に取付ける工程と、
冷却した熱移送流体を前記可撓性の包囲体の中に差し向け、前記包囲体内の多孔の内部支持構造体に通す一方で、多孔の前記内部支持構造体が、
（ａ）前記包囲体内の流体圧力によって前記包囲体が外向きに膨らむのを少なくとも制限し、又は、
（ｂ）前記内部支持構造体が外圧によって崩壊するのを制限し、又は、
前記（ａ）と前記（ｂ）の両方を行うことにより、ヒトの皮下多脂質組織から、その多脂質細胞を減少させるのに十分な量の熱を前記アプリケータを介して除去する工程と、
を有する方法。
【請求項７６】
前記熱を除去する工程が、前記多脂質細胞を収縮させること、無力化すること、損傷すること、破壊すること、除去すること、及び殺傷することのうちの少なくとも１つによって十分な量の熱を除去する工程を有する、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
更に、前記熱移送流体と流体的に接触してない冷却剤に前記熱移送流体から熱を移送する工程と、
前記冷却剤を再冷却する工程と、を有する請求項７５に記載の方法。
【請求項７８】
更に、前記包囲体内の熱移送流体を、前記包囲体を前記内部支持構造体から離れて外向きに膨らませることなしに、前記包囲体外部の大気圧よりも高く加圧する工程を有する、請求項７５に記載の方法。
【請求項７９】
更に、前記包囲体から、前記内部支持構造体をそれ自体の上に崩れることなしに、前記包囲体の外側の大気圧よりも低い圧力で前記熱移送流体を回収する工程を有する、請求項７５に記載の方法。
【請求項８０】
前記熱移送流体を回収する工程は、前記大気圧よりも最大２ｐｓｉ（０．０１４ＭＰａ）低い圧力で前記熱移送流体を回収する工程を有する、請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記熱移送流体を回収する工程は、前記大気圧よりも最大５ｐｓｉ（０．０３４ＭＰａ）低い圧力で前記熱移送流体を回収する工程を有する、請求項７９に記載の方法。
【請求項８２】
前記熱移送流体を回収する工程は、前記大気圧よりも最大１０ｐｓｉ（０．０６９ＭＰａ）低い圧力で前記熱移送流体を回収する工程を有する、請求項７９に記載の方法。
【請求項８３】
更に、前記包囲体のしわになった部分を前記内部支持構造体の孔の中に受入れる工程を有する、請求項７５に記載の方法。
【請求項８４】
ヒトに前記アプリケータを解放可能に取付ける工程は、前記凹部の形状を全体的に維持しながら前記アプリケータの凹部をヒトに接触させる工程を有する、請求項７５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１月２５日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６１／２９８，１７５号及び２０１０年６月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／３５４，６１５号に基づく優先権を主張し、これらの特許出願の各々を本明細書に援用する。上記援用及び／又は引用により本明細書に組み入れられる他の任意の文献内の資料が本開示と矛盾する限りにおいては、本開示が優先する。
【０００２】
本出願は、一般に、熱を皮下多脂質細胞から相変化冷却剤を介して非侵襲的に除去するための家庭用アプリケータ、並びにそれと関連した装置、システム及び方法に関する。詳細には、いくつかの実施形態は、従来の商用、臨床用、施設用、又は家庭用冷凍庫を使用して、使用者が容易に再充填又は再生できる装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
過剰な体脂肪又は脂肪組織は、例えば、大腿部、臀部、腹部、膝、背中、顔、腕、顎、及びその他の領域を含む身体の様々な場所に存在し得る。さらに、過剰な脂肪組織は、真皮内に皮下脂肪が突出し、下層にある構造的線維性糸状体に皮膚が付着して窪みを形成した時に生じる醜いセルライトを増幅すると考えられている。多くの場合、セルライト及び過剰な量の脂肪組織は魅力的でないと思われる。さらに、より大量の過剰な体脂肪には、重大な健康上のリスクがつきまとう可能性がある。
【０００４】
体脂肪が過剰な人々を治療するために様々な方法が使用されており、また多くの場合、過剰な皮下脂肪組織の非侵襲的除去により、脂肪吸引術などの侵襲的処置に伴う不必要な回復時間及び不快感を排除することができる。一般に、過剰な体脂肪を除去するための従来の非侵襲的処置としては、局所薬、減量薬、規則的運動、ダイエット、又はこれらの処置の組み合わせが挙げられる。これらの処置の１つの欠点は、特定の状況下では効果的でなく、又は可能でもない場合がある点である。例えば、ある人物が肉体的に怪我を負っている場合又は病気の場合には、規則的運動は選択肢になり得ない。同様に、減量薬又は局所薬によってアレルギー反応又はその他の否定的反応が生じる場合には、これらも選択肢にならない。さらに、多くの場合、全体的又は全身的な減量法を使用して、身体の選択領域の脂肪を減らすことはできない。
【０００５】
皮下脂肪組織を減少させるように設計された他の方法には、レーザーによる脂肪吸引術及びメソセラピがある。最近の非侵襲的方法としては、米国特許公開第２００６／００３６３００号（特許文献１）、及び米国特許第５，１４３，０６３号（特許文献２）に記載されているように、無線周波数及び／又は光エネルギーなどを介して、或いは米国特許第７，２５８，６７４号（特許文献３）、及び同第７，３４７，８５５号（特許文献４）に記載されているように、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）照射を介して皮下多脂質細胞に放射エネルギーを印加することが挙げられる。一方、アンダーソンらに付与された「制御冷却による脂肪組織の選択的破壊のための方法及び装置」という名称の米国特許第７，３６７，３４１号（特許文献５）、及びアンダーソンらに付与された「脂肪組織の検出及び制御冷却によるその選択的破壊の制御のための方法及び装置」という名称の米国特許出願公開第２００５／０２５１１２０号（特許文献６）には、皮下脂肪組織を冷却によって非侵襲的に減少させるための方法及び装置が開示されており、これらの特許文献はその開示全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００３６３００号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１４３，０６３号明細書
【特許文献３】米国特許第７，２５８，６７４号明細書
【特許文献４】米国特許第７，３４７，８５５号明細書
【特許文献５】米国特許第７，３６７，３４１号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０２５１１２０号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００８／０２８７８３９号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｎａｇｌｅ，Ｗ．Ａ．、Ｓｏｌｏｆｆ，Ｂ．Ｌ．、Ｍｏｓｓ、Ａ．Ｊ．Ｊｒ．、Ｈｅｎｌｅ，Ｋ．Ｊ．著、「培養チャイニーズハムスター細胞は、低温ではあるが凍結しない温度への曝露後にアポトーシスを経験する（Ｃｕｌｔｕｒｅｄ  Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ｈａｍｓｔｅｒ  Ｃｅｌｌｓ  Ｕｎｄｅｒｇｏ  Ａｐｏｐｔｏｓｉｓ  Ａｆｔｅｒ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｄ  ｂｕｔ  Ｎｏｎｆｒｅｅｚｉｎｇ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ）」、Ｃｒｙｏｂｉｏｌｏｇｙ、第２７巻、４３９〜４５１頁（１９９０年）
【非特許文献２】Ｍａｚｕｒ，Ｐ．著、「低温生物学：生体系の凍結（Ｃｒｙｏｂｉｏｌｏｇｙ：ｔｈｅ  Ｆｒｅｅｚｉｎｇ  ｏｆ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）」  Ｓｃｉｅｎｃｅ、第６８巻、９３９〜９４９頁（１９７０年）
【非特許文献３】Ｑｕｉｎｎ，Ｐ．Ｊ．著、「生体膜に対する低温損傷の脂質相分離モデル（Ａ  Ｌｉｐｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄａｍａｇｅ  ｔｏ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）」、Ｃｒｙｏｂｉｏｌｏｇｙ、第２２巻、１２８〜１４７頁（１９８５年）
【非特許文献４】Ｒｕｂｉｎｓｋｙ，Ｂ．著、「低温保存の原理（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）」、Ｈｅａｒｔ  Ｆａｉｌｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ、第８巻、２７７〜２８４頁（２００３年）
【非特許文献５】Ｖａｌｌｅｒａｎｄ，Ａ．Ｌ．、Ｚａｍｅｃｎｉｋ．Ｊ．、Ｊｏｎｅｓ，Ｐ．Ｊ．Ｈ．、Ｊａｃｏｂｓ，Ｉ．著、「寒冷ストレスが、ヒトの脂肪分解、ＦＦＡ  Ｒａ  及びＴＧ／ＦＦＡ循環を高める（Ｃｏｌｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｓ  Ｌｉｐｏｌｙｓｉｓ，  ＦＦＡ  Ｒａ  ａｎｄ  ＴＧ／ＦＦＡ  Ｃｙｃｌｉｎｇ  ｉｎ  Ｈｕｍａｎｓ）」  Ａｖｉａｔｉｏｎ，Ｓｐａｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、第７０巻、４２〜５０頁（１９９９年）
【０００８】
有意な技術的特徴を不明瞭にしないように、以下の図では、本発明の技術の多くの特徴を、簡略化した、概略的な、及び／又は部分的に概略的な形式で示している。これらの特徴をより明確に示すために、多くの特徴は縮尺通りに描いていない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態により構成される、冷却剤容器及び熱交換器を有する冷却装置の部分的に概略化した部分切り欠き図である。
【図２】図１に示す装置の特定の実施形態の部分的に概略化した部分切り欠き図である。
【図３】本開示のさらに別の実施形態により構成される、図１に示す全体的構成とほぼ同様の全体的構成を有する装置の部分概略図である。
【図４】本開示の別の実施形態により構成される、熱交換器及び取外し可能な冷却剤容器を有する装置の部分概略図である。
【図５Ａ】図４に示す冷却剤容器及び熱交換器の実施形態の部分概略拡大図である。
【図５Ｂ】実質的に図５Ａの線５Ｂ−５Ｂに沿って切り取った熱交換器及び冷却剤容器の部分概略断面図である。
【図６Ａ】本開示の別の実施形態により構成される、冷却剤容器及び熱交換器の部分的に概略化した部分切り欠き図である。
【図６Ｂ】実質的に図６Ａの線６Ｂ−６Ｂに沿って切り取った熱交換器及び冷却剤容器の実施形態の部分概略断面図である。
【図７】本開示のさらに別の実施形態による、アプリケータと分離可能な冷却剤容器及び熱交換器を有する装置の部分概略図である。
【図８】実質的に図７の線８−８に沿って切り取った冷却剤容器及び熱交換器の一部の部分概略図である。
【図９】本開示の実施形態により配置された、非弾性材料及び弾性材料を有するアプリケータの部分概略断面図である。
【図１０】本開示の実施形態による、内部支持構造体を有するアプリケータの部分概略断面図である。
【図１１】図１０に示すアプリケータの一部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔１．概説〕
以下、本開示技術による、皮下脂肪組織を冷却するための装置、システム及び方法のいくつかの例を説明する。以下の説明では、当業者が以下の例を十分に実施し、作成し、使用できるように、これらの多くの具体的な詳細を示すが、以下で説明する詳細及び利点の中には、本発明の技術のいくつかの例及び方法を実施するのに必要でない可能性があるものもある。また、本発明の技術は、特許請求の範囲には含まれるがここでは詳細に説明しないその他の例及び方法を含むことができる。
【００１１】
本明細書を通じて、「１つの実施例」、「ある実施例」、「１つの実施形態」、又は「ある実施形態」についての言及は、その例に関連して説明する特定の特徴、構造、又は特性が本発明の技術の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。従って、本明細書を通じて様々な箇所に出現する「１つの実施例では」、「ある実施例では」、「１つの実施形態」、又は「ある実施形態」という表現は、必ずしも全てが同じ実施例について言及しているとは限らない。さらに、本発明の技術の１つ又は２つ以上の実施例においては、特定の特徴、構造、ルーチン、工程又は特性を任意適当な方法で組み合わせることができる。本明細書に示す表題は便宜的なものにすぎず、特許請求する技術の範囲又は意味を限定又は解釈することを意図するものではない。
【００１２】
以下で説明する技術のいくつかの実施形態は、プログラマブルコンピュータ又はコントローラにより実行されるルーチンを含む、コンピュータ実行可能命令の形を取ることができる。当業者であれば、以下で図示及び説明する以外のコンピュータ又はコントローラシステム上でも本発明の技術を実施できると理解するであろう。本発明の技術は、以下で説明するコンピュータ実行可能命令の１つ又は２つ以上を実行するように特別にプログラム、構成、又は構築された専用のコンピュータ、コントローラ、又はデータプロセッサにおいて具体化することができる。従って、本明細書で一般的に使用する「コンピュータ」及び「コントローラ」という用語はあらゆるデータプロセッサを意味し、インターネット家電、ハンドヘルド装置、マルチプロセッサシステム、プログラム可能な消費者向け電子機器、ネットワークコンピュータ、及びミニコンピュータなどを含むことができる。本発明の技術は、通信ネットワークを通じてリンクされた遠隔処理装置によってタスク又はモジュールが実行される分散環境で実施することもできる。以下で説明する技術の態様は、磁気ディスク、又は光学的に読み取り可能なディスク、或いはリムーバブルコンピュータディスク、及びネットワークを介して電子的に分散された媒体を含むコンピュータ可読媒体上に記憶又は分散させることができる。特定の実施形態では、本発明の技術の態様に特有のデータ構造及びデータ伝送も、本発明の技術の範囲に含まれる。本発明の技術は、特定の工程を実行するようにコンピュータ可読媒体をプログラムする方法、及びこれらの工程を実行する方法をいずれも含む。
【００１３】
ヒトの皮下多脂質細胞を冷却する冷却装置の１つの実施形態は、ヒトの皮膚と熱的に連通するように解放可能に位置決め可能なアプリケータを含む。この装置は、冷却剤を有する冷却剤容器と、冷却剤と流体的に接触しないように隔離された熱移送流体を有する熱移送導管とをさらに含む。この冷却剤容器と熱移送導管の間には、熱移送流体と冷却剤の間で熱を移送するように熱交換器が作動的に結合され、熱移送導管には、熱移送流体をアプリケータと熱交換器の間に差し向ける流体駆動装置が作動的に結合される。
【００１４】
さらなる特定の実施形態では、冷却剤の液相／固相転移温度が、熱移送流体の液相／固相転移温度よりも高い。熱交換器は冷却剤容器内に位置決めされ、熱移送流体のためのシールされた閉ループ経路を熱移送導管及びアプリケータとともに形成する熱交換器導管を含む。従って、この装置全体を冷凍庫（例えば、家庭用冷凍庫）に入れて、ヒトの多脂質細胞の処置に備えて冷却剤を凍らせることができる。他の実施形態では、冷却剤を凍らせるため又は別様に冷却するために、装置の選択された構成要素のみが取外し可能である。
【００１５】
本開示の特定の実施形態によるヒト組織を冷却する方法は、ヒトにアプリケータを解放可能に取付ける工程と、このアプリケータを介してヒトの皮下多脂質組織から熱を除去して、（例えば、冷却に対する身体の反応を通じて）この組織の多脂質細胞を選択的に減少させる工程とを含む。熱は、冷却した熱移送流体をアプリケータへ差し向けて、吸収した熱を熱移送流体から冷却剤に移送することによって除去される。特定の実施形態では、熱移送流体から熱を受入れる時に、冷却剤が固体のままであっても、液体のままであっても、又は固体から液体へ相を変化させてもよい。この方法は、冷却剤を再冷却する工程をさらに含む。本開示の別の実施形態による選択的方法は、冷却した熱移送流体を可撓性包囲体内に差し向けて、包囲体内の多孔の内部支持構造体に通す一方で、多孔の内部支持構造体が、包囲体内の流体圧力によって（ａ）包囲体が外向きに膨らむこと、又は（ｂ）内部支持構造体が崩壊すること、或いは（ｃ）（ａ）と（ｂ）の両方を少なくとも制限することによって熱を除去する工程を含む。さらに別の方法は、冷却した熱移送流体を、アプリケータ内の各々が異なる弾性を有する２つの可撓性部分間に向ける工程を含む。
【００１６】
理論に縛られるわけではないが、多脂質細胞上を冷却する選択的効果により、例えば、膜破壊、細胞収縮、無力化、損傷、破壊、除去、殺傷、又はその他の多脂質細胞の変質方法がもたらされると思われる。このような変質は、単独又は組み合わせで作用する１つ又は２つ以上の機構から生じると思われる。このような（単複の）機構は、非侵襲的冷却による多脂質細胞死の優性型であると思われるアポトーシスカスケードをトリガすると考えられる。これらの実施形態のいずれにおいても、組織冷却の効果は、多脂質細胞を選択的に減少させる点である。
【００１７】
「プログラムされた細胞死」とも呼ばれるアポトーシスは、周囲組織への損傷を招くことなく細胞が自己破壊される、遺伝子誘発型の死機構である。秩序的な一連の生化学的事象が、細胞を形態的に変化させる。これらの変化は、細胞のブレブ形成、細胞膜の非対称性及び付着の喪失、細胞収縮、クロマチン凝縮、及び染色体ＤＮＡ断片化を含む。寒冷暴露などの外的刺激を通じた損傷は、細胞内に細胞アポトーシスを誘発できる１つの機構である（非特許文献１）。
【００１８】
細胞壊死（局所炎症を引き起こす外傷性形態の細胞死）とは対照的に、アポトーシスの１つの側面は、アポトーシス細胞が細胞膜の表面上に食作用マーカを発現させて表示し、従ってマクロファージによる食作用のためのマークを細胞に付けることである。その結果、食細胞は、（多脂質細胞などの）瀕死の細胞を、免疫反応を起こすことなく飲み込んで除去することができる。多脂質細胞においてこれらのアポトーシス事象を引き起こす温度は、皮下脂肪組織の長期的及び／又は恒久的な減少及び再形成に寄与することができる。
【００１９】
冷却によるアポトーシス多脂質細胞死の１つの機構は、非多脂質細胞では結晶化を誘発しない温度における含脂肪細胞内の脂質の局所的結晶化を伴うと考えられている。結晶化脂質は、これらの細胞を選択的に傷つけてアポトーシスを引き起こすことができる（また結晶化脂質が含脂肪細胞の二重脂質膜を損傷又は破壊した場合、壊死性死を引き起こすこともできる）。別の傷害機構は、細胞の二重脂質膜内の脂質の脂質相転移を伴い、これが膜破壊又は膜機能障害を招き、これによりアポトーシスが起きる。この機構は、多くの細胞型に関して十分に裏付けされており、含脂肪細胞又は多脂質細胞が冷却されると活性化することができる（非特許文献２、３、４）。別の傷害機構は、カリウム（Ｋ＋）又はナトリウム（Ｎａ＋）などの所望のイオン濃度を維持するための、細胞膜を横切るイオン移動ポンプの機能障害を伴うことがある。細胞膜全体におけるイオン不均衡は、細胞の二重脂質膜内における脂質の脂質相転移又は別の機構に起因し、これによりアポトーシスが生じる場合がある。非多脂質細胞と比較した多脂質細胞の冷却に対する相対的感受性に基づく未だ理解されていない他のアポトーシス機構も存在し得る。
【００２０】
多脂質細胞死に関与するアポトーシス機構に加え、局所寒冷暴露も多脂質細胞の脂肪分解（すなわち脂肪代謝）を引き起こすと考えられ、既存の脂肪分解を増進して皮下多脂質細胞の減少をさらに高める働きをすることが示されている（非特許文献５）。
【００２１】
上述した技術の１つの期待される利点は、一般に同じ部位にある非多脂質細胞に付随的な損傷を与えずに皮下多脂質細胞を減少させることができる点である。一般に、多脂質細胞には、非多脂質細胞に影響が及ばない低温で影響を与えることができる。その結果、たとえ表面の非多脂質細胞が、多脂質細胞が晒される温度よりもさらに低い温度に晒されたとしても、セルライトに関連するような多脂質細胞は影響を受けることがあるが、一般に同じ部位にある他の細胞は損傷を受けない。
【００２２】
〔２．単一ユニットとして構成されたアプリケータ、冷却剤容器及び熱交換器を含む代表的装置及び方法〕
図１は、装置１００を部分的に破断した部分的な概略図であり、装置１００は、ヒト組織１１０を冷却するために、冷却剤容器１４０に作動的に結合されたアプリケータ１２０を有している。特に、装置１００は、皮下の多脂質組織１１２を、概ね上述した方法で且つ上にある真皮１１１に損傷を与えることなしに冷却するように構成されている。アプリケータ１２０は、熱移送流体１５５を運ぶ熱移送導管１５０によって、冷却剤容器１４０に結合されている。従って、熱移送導管１５０は、熱移送流体１５５をアプリケータ１２０に差し向ける供給部分１５１ａと、アプリケータ１２０から出る熱移送流体１５５を受入れる戻り部分１５１ｂを含んでいる。熱移送流体１５５は、ポンプ又はその他の適当な装置などの流体駆動装置１７０によって、熱移送導管１５０内を推進させられる。熱移送導管１５０は、典型的には、周囲環境が熱移送流体１５５を加熱することをを防ぐために断熱されている。この装置の他の要素（組織１１０に接するアプリケータ１２０の冷却表面以外）も、熱損失及び着霜を防ぐために周囲環境から断熱されている。
【００２３】
熱移送導管１５０は、熱交換器導管（例えば、チューブ）１６１を有する熱交換器１６０に接続され、熱交換器導管１６１は、冷却剤容器１４０の中に、又は、少なくとも部分的に冷却剤容器１４０の中に配置されている。冷却剤容器１４０は、冷却剤１４１を含み、冷却剤１４１は、熱交換器１６０と密接に熱的に接触しているが、熱交換器チューブ１６１内に収容されている熱移送流体１５５と流体的に直接接触しないように隔絶されている。従って、熱交換器１６０は、熱移送流体１５５と冷却剤１４１の間の熱移送を促進しながら、これらの流体が混合することを防ぐ。その結果、熱移送流体１５５の組成と異なる組成を有する冷却剤１４１を選択することができる。特定の実施形態では、通常の体温（約３７℃）及び特定の実施形態では、約３７℃〜約−２０℃、又は約２５℃〜約−２０℃、又は約０℃〜約−１２℃、或いは約−３℃〜約−６℃の範囲よりも低い（液体／ゲルから固体への）相転移温度を有する冷却剤１４１が選択され、冷却材１４１が固体から液体／ゲルに転移するとき、熱移送流体１５５に一定の温度環境を与える。この実施形態における熱移送流体１５５は、冷却剤１４１の相転移温度よりも低い相転移温度を有している。従って、冷却剤１４１又はその一部文が固体状態であるときでも、熱移送流体１５５は、流体状態のままである。その結果、冷却剤１４１が凍結していたり少なくとも部分的に凍結していたりするときにも、熱移送流体１５５は、熱移送導管１５０内を流れて、熱をヒト組織１１０から運び去る。
【００２４】
作動の際、主要構成要素（アプリケータ１２０、熱移送導管１５０、熱交換器１６０、及び冷却剤容器１４０など）をユニットとして適当な冷環境に置くことによって、装置１００の使用準備を整えるのがよい。特定の実施形態では、冷環境は、冷凍庫（例えば、家庭用冷凍庫）を含み、冷凍庫内の温度は、典型的には、冷却剤１４１を凍結させるのに十分な約−１０℃〜約−２０℃の温度範囲にある。冷却剤１４１を凍結させた後、装置１００をユニットとして冷凍庫又はその他の冷環境から取出し、カフ又はその他の適当な取付け装置（例えば、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）クロージャ、バックル、又はその他の解放可能な要素）を使用して、アプリケータ１２０をヒト組織１１０に取付ける。選択的には、使用者は、アプリケータ１２０と皮膚の間にローションを塗布して、熱移送を促進させ且つ／又は保湿効果又はその他の美容効果を与えてもよい。使用者がローション又は別の中間物質を塗布するかどうかにかかわらず、アプリケータ１２０を、使用者の皮膚と熱的に連通させるように配置して、熱を多脂質組織１１２から効果的に除去する。次に、流体駆動装置１７０を作動させて、熱移送流体１５５を熱移送導管１５０内で駆動し、かくして、熱を皮下多脂質組織１１２から熱交換器１６０を介して凍結した冷却剤１４１に移送させる。冷却剤１４１が融解するとき、冷却剤容器１４０内の温度は、ほぼ一定のままであり、それにより、一定の又はほぼ一定の熱移送流体温度をヒト組織１１０に与える。ヒト組織１１０を、冷却剤１４１の一部又は全部を融解させる適当な時間にわたって冷却した後、矢印Ａで示すように、装置１００をユニットとしてヒト組織１１０から取外し、装置１００を冷凍庫に入れることによって、冷却剤１４１を再凍結させる。従って、次の処置工程を行う前、冷却剤容器１４０の冷却能力を容易に回復又は再生することができる。適当な組織冷却期間は、冷却剤１４１の冷却能力を正しく選択することによって制御されてもよいし、図２を参照して後で詳細に説明するように、コントローラ及び／又はセンサを介して制御されてもよい。
【００２５】
図１を参照して上述した特定の実施形態、及び、図２〜図８を参照して後で説明する特定の実施形態では、冷却剤１４１を熱移送流体１５５によって加熱すると、冷却剤１４１は、相を変化させ、その後、冷却剤１４１を冷却すると、冷却剤１４１は再び元に変化する。他の実施形態では、冷却剤１４１を、相変化を生じさせないように加熱及び冷却するのがよい。例えば、冷却剤１４１は、加熱工程及び冷却工程の両方にわたって、固相のままであってもよいし、液相のままであってもよい。このような場合、冷却工程は、それを冷凍庫で行っても又はその他の環境内で行っても、冷却剤を凍結させない。冷却剤１４１が固体のままである場合、その相転移温度は、熱移送流体の相転移温度よりも高い。冷却剤１４１が液体のままである場合、その相転移温度は、熱移送流体の相転移温度よりも高くてもよいし、それと等しくてもよいし、それよりも低くてもよい。このような場合、熱移送流体１５５及び冷却剤１４１は、互いに流体的に直接接触しないように隔絶されたままであり、異なる成分を有していてもよいし、同じ成分を有していてもよい。
【００２６】
図２は、図１を参照して上述した一般的原理に従って作動する装置１００の実施形態の部分的に破断した部分的な概略図である。従って、図２に示す装置１００は、アプリケータ１２０と、熱交換器１６０及び熱移送導管１５０を介してアプリケータ１２０に熱的に接続された冷却剤容器１４０を含んでいる。
【００２７】
図１及び図２の両方に示す装置１００の１つの特性は、アプリケータ１２０をヒト組織１１０に接触するように最初に置いたとき、熱移送導管１５０及びアプリケータ１２０内の熱移送流体１５５が、装置１００が置かれていた冷環境の温度又はそれとほぼ同じ温度であることである。少なくともいくつかの場合、この温度は、不快に感じるほど低いことがある。従って、装置１００及びそれと関連する方法は、装置１００を最初に使用するときに、使用者が潜在的に有害な効果又は不快に感じる冷たい感覚を受ける可能性を減少させる特徴を含むのがよい。特定の実施形態では、装置１００は、供給部分１５１ａを介してアプリケータ１２０に入る熱移送流体１５５を加熱するように配置されたヒータ１５２を含むのがよい。この構成により、熱移送流体１５５の温度を、少なくとも使用者の不快感を抑え及び／又は安全かつ効果的な処置を行うのに十分な量だけ上昇させるのがよい。この実施形態のさらなる特定の側面では、装置１００は、熱移送流体の温度が最初に上昇している間、熱移送流体１５５を熱交換器１６０から離して分流させるように構成されるのがよい。この構成により、処置が始まる前、冷却剤１４１を不必要に融解させることを回避する。従って、装置１００は、供給部分１５１ａと戻り部分１５１ｂの間に熱交換器１６０と並列に接続され且つ熱交換器１６０を迂回する分流チャネル１５３を含む。分流チャネル１５３内の流れを調整する１つ又は２つ以上の分流弁１５４（２つを図２に示す）が配置され、例えば、最初の起動中、分流チャネル１５３を開放し又は部分的に開放し、次いで、アプリケータ１２０の温度が十分な量だけ上昇した後、分流チャネル１５３を閉鎖し又は部分的に閉鎖する。
【００２８】
装置１００は、コントローラ１８０を含み、コントローラ１８０は、ヒータ１５２、分流弁１５４及び／又は装置１００のその他の要素を制御する。例えば、特定の実施形態では、コントローラ１８０は、タイマ要素１８４を有するマイクロプロセッサ１８３を含んでいる。例えば、流体駆動装置１７０を作動させることによって、装置１００に動力を最初に供給するとき、マイクロプロセッサ１８３は、分流弁１５４を介して分流チャネル１５３を自動的に開き、ヒータ１５２を作動させる。ヒータ１５２及び分流チャネル１５３は、所定の期間、この形態のままであるのがよく、その後、マイクロプロセッサ１５３は、ヒータ１５２を不作動にする制御信号及び分流チャネル１５３を閉じる制御信号を自動的に送信する。従って、タイマ要素１８４は、ヒータ１５２が熱移送流体１５５を積極的に加熱している間の時間の経過を感知することによって、センサとして作動する。後で説明する他の実施形態では、１つ又は２つ以上のセンサが、装置１００に関連するその他の特性を検出するのがよい。
【００２９】
特定の実施形態では、マイクロプロセッサ１８３は、１つ又は２つ以上の温度センサ１８６から受取った入力１８１に基づいて、制御信号１８２を送信するのがよい。例えば、装置１００は、アプリケータ１２０のところに配置された第１の温度センサ１８６ａを含むのがよい。マイクロプロセッサ１８３は、第１の温度センサ１８６ａが、アプリケータ１２０をヒト組織１１０に接触させて配置するのに適した温度を示すまで、ヒータ１８２及び分流チャネル１８３を自動的に作動させるのがよい。装置１００は、冷却剤容器１４０（例えば、冷却剤１４１の中心）のところに配置された第２の温度センサ１８６ｂを含むのがよい。従って、マイクロプロセッサ１８３は、第２の温度センサ１８６ｂが一定の及び／又は適当に低い温度を示している間、流体駆動装置１７０を作動させる制御信号１８２を送信するのがよい。冷却剤１４１が完全に融解したことを示す温度上昇を第２の温度センサ１８６ｂが識別したら、マイクロプロセッサ１８３は、流体駆動装置１７０を自動的に不作動にする。加熱及び冷却中に相を変化させる冷却剤１４１が選択されない場合、マイクロプロセッサ１８３は、冷却剤１４１の温度が閾値温度を超えた時に流体駆動装置１７０を不作動にするのがよい。コントローラ１８０は、装置１００の作動モード又は作動状態を示す出力装置１８５を含むのがよい。例えば、出力装置１８５は、視覚信号（例えば、様々な色のＬＥＤによるもの）及び／又は聴覚信号（例えば、音声スピーカによるもの）を表示して、アプリケータ１２０をヒト組織１１０に当てる準備が整ったとき、処置プログラムが終了した時、及び／又は、装置の任意の構成要素の温度又はその他の特性が予め選択された範囲外にあるときを知らせるのがよい。
【００３０】
さらに別の実施形態では、コントローラ１８０は、熱移送流体１５５の初期温度を操作するための単純な工程を指示するのがよい。特に、コントローラ１８０は、第１の温度センサ１８６ａが供給する温度信号を、流体駆動装置１７０を作動させることなしに且つヒータ１５２又は分流チャネル１５３を必要とすることなしに、監視するのがよい。その代わりに、コントローラ１８０は、第１の温度センサ１８６ａが検出するように、周囲条件により熱移送流体１５５を許容温度まで上昇させるとき、（出力装置１８５によって示される）出力を発生させてもよい。選択的には、使用者は、熱を外部熱源によりアプリケータ１２０及び／又は熱移送導管１５０に付与することによって、上記工程を加速させてもよい。この方法の利点は、上述した一体型ヒータ１５２よりも単純であることである。それとは逆に、コントローラ１８０の指示の下において、ヒータ１５２は、信頼性が高まり、より迅速であり、少なくとも部分的な理由は、ヒータ１５２が、熱移送導管１５０及びその他の装置構成要素の周囲に設けられた断熱部の中に配置されるからである。
【００３１】
装置１００は、一様な熱分配及び熱移送を促進させるように構成された様々な特徴を含むのがよい。例えば、熱交換器１６０は、フィン１６５を熱交換器チューブ１６１の上に含み、それにより、熱を熱移送流体１５５と冷却剤１４１の間で移送するのに利用できる表面積を増やす。また、冷却剤容器１４０は、第１の撹拌器１０１ａを含み、第１の撹拌器１０１ａは、融解冷却剤１４１を冷却剤容器１４０内で分散させ、容器１４０内において一層均一な温度及び熱移送速度を行うのがよい。１つの実施形態では、第１の撹拌器１０１ａは、磁気駆動式装置を含み、冷却剤容器１４０の外側に位置する第１のアクチュエータモータ１０２ａに磁気的に結合されるのがよい。従って、第１の撹拌器１０１ａは、冷却剤容器１４０内に刺し込まれるシール式駆動軸を必要とすることなしに作動する。同様の構成をアプリケータ１２０に使用してもよい。特に、アプリケータ１２０は、第２の撹拌器１０１ｂを含み、第２の撹拌器１０１ｂは、熱移送流体１５５をアプリケータ１２０内で均一に分散させるように第２のアクチュエータモータ１０２ｂによって駆動されるのがよい。第２の撹拌器１０１ｂに加えて又はその代わりに、適当に配置した内部流路を使用して、熱移送流体１５５をアプリケータ１２０内で一様に分散させてもよい。かかる特徴を含む代表的な装置は、Ｂｒｅｇ  Ｐｏｌａｒ  Ｃａｒｅ社（ｂｒｅｇｐｏｌａｒｃａｒｅ．ｃｏｍ）から入手可能な型番１０２４０のパッドである。アクチュエータモータ１０２ａ、１０２ｂは、電源コード１７３に作動的に結合され、電源コード１７３は、電力を流体駆動装置１７０及びヒータ１５２に供給する。他の実施形態では、装置１００は、アプリケータ１２０及び／又は冷却剤容器１４０内の流体を撹拌及び／又は分散させるその他の要素を含むのがよい。かかる要素は、液体ジェット、シャフト駆動式攪拌器、ピストン、冷却剤容器１４０内の冷却剤１４１の固体及び／又は液体部分を移動させるその他の装置、及び／又は、冷却剤容器１４０自体又は冷却剤容器内の熱交換器１６０を振動させ、揺らし、傾け、又はその他の仕方で動かすアクチュエータを含む。
【００３２】
上で注目したように、処置の前および後、アプリケータ１２０、熱移送導管１５０、熱交換器１６０、及び冷却剤容器１４０をユニットとして標的組織１１０と冷凍庫又はその他の冷環境の間で移動させることができる。特定の実施形態では、図２に示す装置１００の残りの構成要素又は要素を冷凍庫内に配置してもよい。例えば、流体駆動装置１７０が、ポンプモータ１７２によって駆動されるポンプ１７１を含むとき、これらの構成要素もコントローラ１８０と一緒に冷凍庫内に配置してもよい。他の実施形態では、装置１００の残りを冷凍庫内に配置する前、１つ又は２つ以上の構成要素を取外すのがよい。例えば、矢印Ｂで示すように、電源コード１７３をモータ１７２及びその他のシステム構成要素から接合部Ｂ１のところで取外すのがよい。別の実施形態では、矢印Ｃで示すように、ポンプモータ１７２を装置１００から接合部Ｃ１のところで取外すのがよい。例えば、ポンプモータ１７２をポンプ１７１に、概略的には上述した攪拌器の仕方で磁気的に結合させ、モータ１７２の接続及び分離を容易にするのがよい。この実施形態のさらに別の側面では、コントローラ１８０及び／又はその構成要素は、モータ１７２によって支持され、従って、モータ１７２と一緒に装置１００から取外される。
【００３３】
プロセッサに基づく自動制御システムと関連して上述したいくつかの特徴は、他の実施形態では、プロセッサを使用することなしに手動で作動されてもよい。例えば、分流弁１５４は、自動調温式ラジエータ弁、又は、プロセッサを必要とせずに弁を自律的に駆動する一体統合温度センサ（例えば、機械式サーモスタット）を有する同様の弁を含む。他の実施形態では、冷却剤１４１が相変化したとき、冷却剤１４１が色を変化させ、それにより第２の温度センサ１８６ｂの必要性をなくすのがよい。この実施形態の１つの側面では、冷却剤１４１は透明であり、それにより、使用者が、冷却剤１４１を凍結させたときと冷却剤１４１が融解したときの両方を容易に見ることを可能にする。装置１００が冷却剤１４１を時間の経過とともに失う場合、冷却剤容器１４０は、充填／ドレインポート１４２を含むのがよい。この実施形態の特定の側面では、冷却剤容器１４０が透明であることに加えて又はその代わりに、充填／ドレインポート１４２が、取外し可能な透明のプラグ１４８を有するのがよい。同様に、熱移送流体１５５は、それが組織１１０を正しく冷やすのにもはや適していない温度に達したときに色を変化させる成分を含んでいてもよい。アプリケータ１２０及び／又は熱移送導管１５０（又はその一部）を透明にして、使用者が、温度閾値を超えたときを容易に決定することを可能にするのがよい。
【００３４】
冷却剤１４１及び熱移送流体１５５は両方とも、高い熱伝導率を有するように選択される。冷却剤１４１に適した成分は、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、エタノール、イソプロピルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、塩、及び／又はその他の成分と混合した水を含む。少なくともいくつかの実施形態では、同じ成分を有する熱移送流体１５５を使用してもよいが、成分の比率（従って、熱移送流体の全体組成）は、より低い液相／固相転移温度を生じさせるように選択される。熱移送流体１５５及び冷却剤１４１は両方とも、高い熱伝導率を有し且つ漏れた場合に毒性を低くするように選択されるのがよい。これらはいずれも、藻類の形成及び／又は他の望ましくない生物形態の繁殖を制限し又は防止するために、抗菌剤を含むのがよい。冷却剤１４１は、熱移送流体１５５からより良く熱を吸収するために、高い熱容量を有するように選択されるのがよい。熱移送流体１５５は、ヒータ１５２を作動させたときにすぐに温まるように、比較的低い熱容量を有するのがよい。熱移送流体１５５はまた、熱移送導管１５０、熱交換器１６０、及びアプリケータ１２０の中を流れ易くするために、作動温度において低い粘性を有するように選択されるのがよい。任意のこれらの実施形態では、冷却剤１４１を入れた冷却剤容器１４０は、可撓性であり且つ弾性であり、及び／又は、冷却剤１４１の相が変化したとき際の体積変化に順応するための通気孔又はその他の特徴部を含むのがよい。
【００３５】
図３は、図２を参照して上述した装置１００の実施形態の部分的に概略的な斜視図である。図３に示すように、アプリケータ１２０は、全体的に可撓性の構成を有し、それにより、アプリケータ１２０を、それが付けられる組織の形状に一致させることを可能にする。取付け装置１２３は、アプリケータ１２０を組織に解放可能に取付け、従って、ストラップ（例えば、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標））、カフ（例えば、血圧カフとほぼ同様のもの）、又は別の適当な装置を含む。冷却剤容器１４０は、冷却剤容器ハウジング１４３に収容され、冷却剤容器ハウジング１４３は、支持構造体１２１に取付けられ、そうでなければ支持構造体１２１を含む。支持構造体１２１は、少なくとも部分的に可撓性であるので、支持構造体１２１がアプリケータ１２０に取付けられたとき、支持構造体１２１は、ヒト組織に一致させるアプリケータ１２０の能力を過度に抑制しない。１つの実施形態では、支持構造体１２１及び冷却剤容器ハウジング１４３は、アプリケータ１２０に対して離れて支持されるのがよい。別の実施形態では、選択的な発泡層又はその他の可撓性の層１２２（例えば、膨張可能な空気ブラダ）が、支持構造体１２１とアプリケータ１２０の間に位置決めされ、冷却剤容器ハウジング１４３に対して曲がるアプリケータ１２０の性能をさらに促進させるのがよい。
【００３６】
図３に示す実施形態の１つの側面では、電源コード１７３がポンプモータ１７２に解放可能に直接取付けられ、かくして、装置１００を冷凍庫内に配置する前に電源コード１７３を取外すことを可能にする。電源コード１７３は、ＡＣ出力に直接接続され、ポンプモータ１７２がＤＣモータであれば、ＤＣコンバータを含むのがよい。ポンプモータ１７２がハウジング１４３内に配置された充電式バッテリに結合されている場合、電源コード１７３を使用して、バッテリを再充電するのがよい。
【００３７】
この実施形態の別の側面では、ポンプモータ１７２自体を電源コード１７３と一緒に冷却剤容器ハウジング１４３から、概ね図２を参照して上述した仕方で取出すのがよい。この実施形態のさらに特定の側面では、コントローラ１８０（図３では見えない）及びそれと関連した出力装置１８５は、ポンプモータ１７２によって支持され、従って、ポンプモータ１７２と一緒に冷却剤容器ハウジング１４３から容易に取出される。
【００３８】
図１〜図３を参照して上述した装置１００の特定の実施形態の１つの特徴は、アプリケータ１２０、冷却剤容器１４０、熱交換器１６０、及び熱移送導管１５０を分離不能なユニットとして（少なくとも通常使用時には）構成されることである（メンテナンス又は修理工程中に必要であれば、公認のサービス担当者によって構成要素を分離できる）。従って、これらの構成要素は、熱移送流体１５５のためのシールされた閉ループ経路を形成する。この特徴の利点は、使用が容易な点である。具体的には、使用者は、装置１００全体（又は少なくとも上記の構成要素）を、冷却剤１４１が凍結するまで冷凍庫又はその他の冷環境内に配置し、その後、装置１００全体をユニットとして冷凍庫又はその他の冷環境から取出し、その後、標的組織を冷却するのがよい。この構成は容易に使用できるので、家庭での使用に特に適している。この構成は、（いくつかの実施形態では）取外し可能な構成要素又は分離可能な流体接続を含まないので、かかる構成要素又は流体接続を含むシステムよりも堅固であると予想される。冷却剤１４１は、一定の液相／固相転移温度を有するので、装置１００は、熱移送流体１５５の温度を低い能動的制御レベルで容易に制御し、また相転移温度よりも低い温度の任意の環境において装置１００を熱的に再充填するのがよい。
【００３９】
上述した装置１００の特定の実施形態の別の特徴は、熱移送導管１５０及び熱交換器管１６１に短い長さ及び／又は小さな直径を使用し且つアプリケータ１２０に低い（例えば薄い）輪郭を使用することにより、システム内に含まれる熱移送流体１５５の容量を比較的小さくすることができる点である。従って、冷却剤１４１は、熱移送流体１５５及びアプリケータ１２０の有効熱移送面全体をより素早く冷却することができる。熱移送流体１５５の熱質量を低くすることにより、装置１００を冷凍庫から取出した後にアプリケータ１２０の温度を快適レベルに上昇させるのに必要な時間及び／又はエネルギーの量も減少する。
【００４０】
上述した装置１００の特定の実施形態のさらに別の特徴は、装置のユニット構成によってコンパクトなサイズ、従って、ちいさい嵩になると期待されることである。これらの特徴により、装置を冷凍庫（例えば、家庭用冷凍庫）ないに位置決めすることを容易にし、また、使用中、装置の着用をより快適に且つ便利にすることができる。
【００４１】
上述した実施形態の少なくともいくつかのさらに別の特徴は、装置が簡単であることにより、製造コスト、従って、使用者にかかるコストを削減できる点である。少なくともいくつかの実施例では、装置は、それを修理するよりも交換した方が安価であるので、上述した実用的な構成要素の特徴を含む必要はない。装置は、閾値有効性又は有用寿命の予測期間を越える使用を防ぐために、予め決められた使用回数の後で作動する自動ロックアウト又はシャットダウン機能を含むのがよい。
【００４２】
〔３．分離可能な冷却剤容器を含む代表的な装置及び方法〕
図４は、図１〜図３を参照して上述した構成と異なり、使用者が取外し可能な又は分離可能な冷却剤容器４４０を有する装置４００の実施形態の部分的に概略的であり且つ部分的に破断した図である。特に、装置４００は、冷却剤容器４４０の外部に配置された熱交換器導管（例えば、チューブ）４６１を有する熱交換器４６０を含み、熱的な再充填又は再生のために、冷却剤容器４４０を（矢印Ｄで示すように）装置４００から取外すことを可能にする。従って、冷却剤１４１を再冷却（例えば、再凍結）するために、冷却剤容器４４０を冷環境（例えば、冷凍庫）内に配置し、装置４００全体を冷環境内に配置しない。この構成は、冷凍庫空間が限られるために冷却剤容器４４０だけを冷凍庫に配置することが有利な適用例に適している。その結果、装置４００のいくつかの側面は、図１〜図３を参照して上述した装置１００よりも簡単である。例えば、熱移送導管１５０は、冷却剤容器４４０と一緒に冷却されず、従って、図２を参照して上述したヒータ１５２及び／又は分流チャネル１５３及分流弁１５４の必要がなくなる。逆に、図１〜図３を参照して上述した構成の利点は、冷却剤容器１４０を冷却するとき、熱交換器チューブ１６１と冷却剤容器１４０の間の境界面を乱す必要がない点である。図５Ａ〜図６Ｂを参照して後でさらに説明するように、装置４００のいくつかの側面は、熱交換器４６０と冷却剤容器４４０を分離して再び取付けることによる潜在的影響を緩和するように設計される。
【００４３】
図５Ａは、冷却剤容器４４０及び熱交換器４６０の実施形態の拡大部分概略図であり、熱交換器管４６１は、冷却剤容器４４０の外面の周りに配置されている。特に、熱交換器管４６１は、冷却剤容器４４０の長手方向軸線に沿って上向き及び下向きに延びる蛇行形状を有するのがよい。熱移送流体１５５は、矢印Ｅで示すように、熱移送導管４６１の中を通る。熱交換器４６０から冷却剤容器４４０を取外すために、使用者は、冷却剤容器４４０を図５Ａの矢印Ｄで示すように上向きに引く。熱交換器管４６１は「バネの性質」を有するのがよく、従って、冷却剤容器４４０の方へ内向きに弾性的に付勢され、冷却剤容器４４０を適所に解放可能に固着し、熱交換器管４６１と冷却剤容器４４０の外面を密接に熱的に接触させるのがよい。この特徴は、熱交換器管４６１と冷却剤容器４４０の外面の間の「擦れる」機械的な接触を促進し、霜の堆積又はその他の残留物を除去して、これらの構成要素が連結された時の良好な熱的な接触を確実にする。以下、上述した構成のさらなる詳細について図５Ｂを参照しながら説明する。
【００４４】
図５Ｂは、実質的に図５Ａの線５Ｂ−５Ｂにおける、熱交換器４６０及び冷却剤容器４４０の部分的な概略断面図である。図５Ｂに示すように、冷却剤容器４４０は、一連の凹部４４９を含む外面を有し、凹部は、各々が熱交換器管４６１の一部を受入れるように寸法及び位置が決められている。冷却剤容器４４０の外面は、第１の熱移送面４６２ａを含み、第１の熱移送面４６２ａは、それに対応する熱交換器管４６１の第２の熱移送面４６２ｂと密接に熱的及び物理的に接触するのがよい。従って、この構成は、熱交換器管４６１内の熱移送流体１５５と冷却剤容器４４０内の冷却剤１４１の間で熱を容易に移送する。冷却剤容器４４０は、冷却剤１４１の液体部分を、図２を参照して上述した方法とほぼ同様の方法で均一に分散させるための特徴（例えば、撹拌器）を含むことができる。
【００４５】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の技術の別の実施形態による、熱交換器６６０に取外し可能に装着された冷却剤容器６４０の別の構成を示す。この実施形態の１つの態様では、冷却剤容器６４０は、垂直に延びる複数のブラインドチャネル６４４を含み、ブラインドチャネル６４４は、熱伝導性チャネル壁６４５によって少なくとも部分的に定められる。熱交換器６６０は、熱伝導性熱交換器管６６１を含み、熱伝導性熱交換器管６６１は、熱移送流体１５５をブラインドチャネル６４４内へ差し向け、それから外部に差し向ける。特に、熱交換器管６６１は、ブラインドチャネル６４４内に延びて供給マニホルド６６３ａに結合された供給部分６６４ａを含むのがよい。熱交換器管６６１は、ブラインドチャネル６４４の各々の中に延び且つ戻りマニホルド６６３ｂに連結された戻り部分６６４ｂをさらに含むのがよい。特定の実施形態では、戻り部分６６４ｂは、それに対応する供給部分６６４ａ内に環状に内側に配置される。従って、熱移送流体は、矢印Ｅで示すように、供給部分６６４ａに入り、ブラインドチャネル６４４内を上昇し、その後、戻り部分６６４ｂを通って下降する。冷却剤容器６４０を、矢印Ｄで示すように、熱交換器６６０から上向きに引張って離すことによって、冷却剤容器６４０を熱交換器６６０から取外し、ブラインドチャネル６４４が、それに対応する供給部分６６４ａと整列した状態で、冷却剤容器６４０を、熱交換器６６０を覆うように下向きに配置することによって、冷却剤容器６４０を交換する。ブラインドチャネル６４４及びそれに対応する供給部分６６４ａは、先細及び／又は別様に偏向させて互いに接触させ、熱接触を促進させ、任意の要素の表面から霜を機械的に剥取ることを促進させる。
【００４６】
図６Ｂは、実質的に図６Ａの線６Ｂ−６Ｂにおける、冷却剤容器６４０及び熱交換器６６０の部分概略断面図である。図６Ｂに示すように、ブラインドチャネル６６４は、供給部分６６４ａの外面と密接に熱的に接触する熱伝導性チャネル壁６６５を含む。矢印Ｅは、熱移送流体１５５の、供給部分６６４ａから戻り部分６６４ｂへ移動するときの径方向内向きの経路を示す。
【００４７】
〔４．分離可能な冷却剤容器及び熱交換器を含む代表的な装置及び方法〕
図７は、解放可能な結合部７５６を有する装置７００の部分的且つ概略的な図であり、結合部の一方は、熱交換器７６０と冷却剤容器７４０の間に位置し、結合部の他方は、熱交換器７６０と熱移送導管１５０の間に位置する。従って、解放可能な結合部７５６は、熱移送導管１５０の供給部分１５１ａに供給結合部７５７ａを含み、熱移送導管１５０の戻り部分１５１ｂに戻り結合部７５７ｂを含む。結合部７５７ａ、７５７ｂは、任意適当な流体シールされた、容易に解放及び再取付けできる要素を含むのがよい。例えば、結合部７５７ａ、７５７ｂは、静脈内流体接続に使用するものとほぼ同様の簡易脱着式結合部を含むのがよい。
【００４８】
図７に示す実施形態の１つの特徴は、図４〜図６Ｂを参照して上述した実施形態と同じように、冷却剤１４１を再固化又は別様に再冷却するために装置７００全体を冷凍庫又はその他の冷環境内に配置する必要がない点である。また、装置７００は、冷却剤容器７４０を再充填するために、熱交換器７６０と冷却剤容器７４０の間の熱接続部を変化させる必要がない。逆に、図１〜図６Ｂを参照して上述した構成の利点は、流体導管を連結及び切断する必要がない点である。
【００４９】
図８は、実質的に図７の線８−８における、熱交換器７６０及び冷却剤容器７４０の部分的な概略断面図である。図８に示すように、冷却剤容器７４０は、表面の一部を覆う断熱部分７４７ａを有する容器壁７４６と、熱交換器管７６１に隣接する領域内の伝導性部分７４７ｂとを含むのがよい。例えば、断熱部分７４７ａは、熱交換器管７６１から熱を受取った場合を除いて冷却剤容器７４０への熱移送を防止又は少なくとも制限するために、熱伝導性の低いプラスチックなどの材料を含むのがよい。伝導性部分７４７ｂは、冷却剤１４１と熱交換器管７６１の間で容易に熱を移送する銅又は別の熱伝導性の高い材料を含むのがよく、この熱交換器管７６１も、銅又は別の熱伝導性の高い材料を含むのがよい。熱交換器管７６１は、伝導性部分７４７ｂとの間に高い熱伝導性を有するように伝導性部分７４７ｂに溶接又は別様に密接に結合されるのがよい。他の実施形態では、熱交換器管７６１は、例えば鋳造工程で伝導性部分７４７ｂと一体に形成されたチャネルの形を取るのがよい。
【００５０】
冷却剤１４１は、作動中に相変化するように選択された場合、一般に冷却剤１４１が融解し始めると容器壁７４６から離れて位置する固体成分１４１ａと、一般に容器壁７４６の内面及び容器壁の伝導性部分７４７ｂに接する液体成分１４１ｂとを含むのがよい。上述したように、冷却剤容器７４０は、液体成分１４１ｂを循環させ、固体成分１４１ａを移動させ、及び／又は冷却剤容器７４０を振動又は別様に動かすことによって冷却剤容器７４０内の均一な熱移送の分散を増進する撹拌器又はその他の装置を含むのがよい。
【００５１】
〔５．代表的アプリケータ及び関連方法〕
図９〜図１１は、図１〜図８を参照して上述した任意の装置の一部を形成するアプリケータの特定の特徴を示す。他の実施形態では、これらのアプリケータは、図１〜図８を参照して明確に図示及び説明した装置以外の装置と一緒に使用されてもよい。アプリケータのサイズ及び形状は、使用者の生理機能及びアプリケータが取付けられる使用者の身体上の位置に基づいて選択されるのがよい。
【００５２】
図９は、包囲体９２４を含むアプリケータ９２０を示し、包囲体９２４は、熱移送流体供給部分１５１ａに結合された入口ポート９２８ａと、戻り部分１５１ｂに結合された出口ポート９２８ｂを有している。包囲体９２４は、ヒト組織１１０に接する可撓性の第１の部分９２５と、ヒト組織１１０から遠ざかる方に面する可撓性の第２の部分９２６を含むのがよい。可撓性の第１の部分９２５は、可撓性の第２の部分９２６に接着、熱溶接、又はその他の適当な工程によって形成された結合部９２７のところで取付けられるのがよい。可撓性の第１の部分９２５は、第１の弾性を有し、可撓性の第２の部分９２６は、第１の弾性よりも小さい第２の弾性を有する。従って、少なくともいくつかの実施形態では、第２の部分９２６は非弾性であってもよい。本明細書で使用するように、用語「非弾性」は、アプリケータ９２０が通常の作動圧力を受けるときに伸びない材料又はわずかな量しか伸びない材料に適用する。本明細書で使用するように、用語「弾性」は、患者への装置の取付け及び／又は熱移送流体１５５によって生じる通常の作動圧力をアプリケータが受けるときに伸びる材料に適用する。可撓性の第１の部分９２５は、可撓性の第２の部分９２６よりも弾性が大きいので、可撓性の第１の部分９２５は、ヒト組織１１０の局所形状に容易に一致する。特に、可撓性の第１の部分９２５は、その下に位置する組織１１０に、いくつかの既存の装置において形成されるしわ９３０（図９に点線で示す）を形成することなしに一致し、かかるしわ９３０は、皮膚／アプリケータの熱接触及び／又はアプリケータ９２０内の内部流れを阻害する可能性がある。その結果、可撓性の第１の部分９２５は、ヒト組織１１０と緊密に熱接触したままである可能性が高く、従って、熱をヒト組織１１０から遠ざける方向により効率的に移送する。可撓性の第２の部分９２６は、ヒト組織１１０の輪郭に順応するように曲がるのがよく、このとき、可撓性の第２の部分９２６は、全く伸びることがなく、又は、（例えば、アプリケータ９２０の端部において）包囲体を組織１１０から遠ざかる外向きに膨らませ、それにより、包囲体９２４（特に、熱移送流体１５５）と組織１１０の間の熱接触の程度を減少させることがあるように伸びることがない。
【００５３】
特定の実施形態では、可撓性の第２の部分９２６が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ビニル、及び／又は別の適当なプラスチックのフィルムを含むのがよい。可撓性の第１の部分９２５は、ラテックスゴム、ニトリル、ポリイソプレン、ウレタン、及び／又は別の適当なエラストマ材料を含むのがよい。選択的には、弾性メッシュ９２９が、可撓性の第１の部分９２５（又は包囲体９２４全体）に隣接して位置決めされ、弾性メッシュ９２９は、弾性ナイロン、ゴム、及び／又はその他の適当な弾性材料を含むのがよい。弾性メッシュ９２９は、可撓性の第１の部分９２５が取扱中に過度に摩耗すること及び／又は膨らむことを防ぐこのがよい。従って、弾性メッシュ９２９は、強いけれども、アプリケータ９２０と組織１１０との間の熱移送工程を著しく妨げることを回避するのに十分な薄さを有するのがよい。
【００５４】
特定の実施形態では、アプリケータ９２０はまた、組織１１０に一致する包囲体９２４の性能を妨げることなしに、包囲体９２４をさらに支持する可撓性の支持構造体９２１を含むのがよい。支持構造体９２１はまた、アプリケータ９２０を組織１１０に固着させる解放可能な結合部（例えば、カフ）として機能するのがよい。任意のこれらの実施形態では、支持構造体９２１は、予め形成された形状（例えば、下向きの凹形状）を有し、予め形成された形状に弾性的に付勢されるのがよい。従って、アプリケータ９２０は、凸状の組織表面により容易に一致する。特定の実施形態では、異なる形状を有する複数のアプリケータが、同様の種類の冷却装置全体に結合され、システムの共通性及び互換性を有するのがよい。
【００５５】
図１０は、アプリケータ１０２０の部分的且つ概略的な断面図であり、アプリケータ１０２０は、包囲体１０２４と、図９を参照して上述した支持構造体とほぼ同様の外部支持構造体１０２１ａと、包囲体１０２４内に配置された内部支持構造体１０２１ｂを有している。内部支持構造体１０２１ｂは、多孔であるのがよい、例えば、いくつかの実施形態では、５０％又はそれ以上の多孔率を有し、特定の実施形態では、約７５％〜約９５％の多孔率を有する。従って、内部支持構造体１０２１ｂは、熱移送流体１５５の流れを過度に制限することなしに、熱移送流体１５５を入口ポート１０２８ａから出口ポート１０２８ｂまで包囲体１０２４全体にわたって拡散させる。内部支持構造体１０２１ｂのために選択される特定の多孔率の値は、熱移送流体１５５の粘性及び／又は流量を含むファクタに依存する。特定の実施形態では、内部支持構造体１０２１ｂは、矢印Ｆで示すように互いに対して摺動する１つ又は複数の層１０３１（説明の目的で、３つの層を図１０に示す）を有する多孔マトリックス材料を含むのがよい。さらに特定の実施形態では、包囲体１０２４が過度に伸びることを防ぐために、内部支持構造体１０２１ｂは、包囲体１０２４の内面に取付けられる。包囲体１０２４はまた、包囲体の上面から内部支持構造体１０２１ｂの中を通って包囲体の下面に延びる離間接続部１０３５（例えば、ステッチ又は有孔板）を含むのがよく、離間接続部１０３５は、包囲体１０２４が熱移送流体１５５で加圧されるとき、包囲体１０２４が膨らむことを防止又は制限するけれども、層１０３１が互いに対して横方向に摺動することを可能にする。従って、アプリケータ１０２０が上流の流体駆動装置１０７０ａに結合されるとき、流入する熱移送流体１５５が包囲体１０２４に及ぼす圧力により包囲体１０２４を膨張させる可能性は低い。
【００５６】
内部支持構造体１０２１ｂは、膨らみ又は膨張を抑制することに加えて又はその代わりに、座屈を抑制するのがよい。例えば、内部支持構造体１０２１ｂは、アプリケータ１０２０が下流の流体駆動装置１０７０ｂに結合されており且つ熱移送流体１５５が出口ポート１０２８ｂから引かれるときに、包囲体１０２４がそれ自体（例えば、包囲体１０２４が熱移送流体１５５の流れを妨げる地点）の上に外部の周囲圧によってつぶれないように十分に大きい座屈強度を有するのがよい。特定の実施形態では、熱移送流体１５５は、包囲体１０２４の外側の圧力よりも最大約２ｐｓｉ（０．０１４ＭＰａ）低い圧力によって引かれるのがよい。他の実施形態では、上述した圧力差は、包囲体１０２４がそれ自体の上につぶれなければ、最大約５ｐｓｉ（０．０３４ＭＰａ）又は約１０ｐｓｉ（０．０６９ＭＰａ）であってもよい。これは、包囲体が正の内圧によって膨張しないように保つのに役立つ。下流の流体駆動装置１０７０ｂの別の利点は、包囲体１０２４に孔が意図せずにあいた場合、下流の流体駆動装置１０７０ｂが空気を孔から吸引しながら、上流の流体駆動装置１０７０ａが熱移送流体１５５を孔からポンプ送りし続けることである。
【００５７】
図１１は、図１０において丸で囲まれたアプリケータ１０２０の部分の部分的且つ概略的な拡大図である。図１１に示すように、内部支持構造体１０２１ｂは、それ全体にわたって分布する小孔１０３４を含むのがよい。小孔１０３４は、組織１１０との境界面において、略半球形の窪みの分布配列を形成するのがよい。包囲体１０２４が非弾性材料を含むとき、非弾性材料は、それが組織１１０の凸部の上に折曲げられるときにしわを形成する傾向がある。小孔１０３４は、包囲体１０２４の表面に沿って形成される小さい「微小しわ」１０３３を収容し又は受入れるように十分に小さい。図９を参照して上述したしわ９３０と異なり、微小しわ１０３３は、非常に小さく、従って、アプリケータ内の内部流れを著しく妨げるわけでもないし、包囲体１０２４内の熱移送流体１５５と包囲体１０２４の外部の組織１１０との間の熱移送の一様性を著しく乱すわけでもない。実際、微小しわ１０３３は、包囲体材料のしわ形成効果をより広い面積にわたって分散させ、それにより、この効果が流体の流れ及び熱移送に与える全体的影響を減少させる。特定の実施形態では、微小しわ１０３３は、熱硬化工程を使用して包囲体材料に予め決められた略半球の形状を有するのがよい。他の実施形態では、微小しわ１０３３の形状及び／又は形成工程は異なっていてもよい。さらに別の実施形態では、患者の組織に接する包囲体１０２４の部分全体は、包囲体が患者の組織に接して配置されるように維持される予め決められた又は形成された形状（例えば、半球形状又はその他の凹形状）を有するのがよい。
【００５８】
特定の実施形態では、内部支持構造体１０２１ｂは、Ｇｌｉｔ／Ｍｉｃｒｏｔｒｏｎ社から入手可能なＴＮ  Ｂｌｕｅ  非摩耗不織ポリエステルパッドを含むのがよい。この材料は、０．００６インチ〜０．０１２インチ（０．１５〜０．３０ミリメートル）の厚さのポリエーテルポリウレタン膜包囲体１０２４に入れられた多数の層（例えば、各々が０．３５インチ（８．９ミリメートル）の厚さを有する２つの層）で作成される。材料が繊維性に構成されていることによってすでに多孔の内部支持構造体１０２１ｂにさらに孔パターンを形成して、包囲体１０２４の主要面に対してほぼ垂直に配向された均一に離間した小径孔を形成するのがよい。これらの孔は、内部支持構造体１０２１ｂを容易に屈曲させて凸形状及び／又は凹形状に適合するようにすることができる。結果として得られるアプリケータ１０２０の比較的薄い全体寸法（例えば、約０．２５インチ〜から約０．５０インチ（約６．３５〜約１２．７ミリメートル））は、アプリケータ１０２０が人体構造に容易に一致させることが期待される。内部支持構造体１０２１ｂの低い流れインピーダンスは、隣接する組織を適切に冷却するのに適した毎分約０．１〜約５リットルの流量を可能にすると期待される。また、繊維性多孔構造の三次元性は、アプリケータ１０２０内の熱移送流体１５５の均一な分散を容易にし、隣接する組織１１０のより均一な処置を実現することができる。
【００５９】
内部支持構造体１０２１ｂの多孔率は、アプリケータ１０２０の１つの部分と別の部分の間で変化してもよく、及び／又は熱移送流体１５５に望まれる局所的な流れ方向に応じて変化してもよい。例えば、内部支持構造体１０２１ｂの多孔率は、アプリケータ１０２０の周辺領域の組織からの熱移送を増進するように、例えば、これらの領域の周囲環境への予測される熱移送損失の増加を補うように選択される。多孔率は、内部支持構造体１０２１ｂ内の孔の数及び／又はサイズ、並びに孔の空間的配向を調整することによって変更するのがよい。
【００６０】
以上、本明細書では、本発明の技術の特定の実施形態を例示目的で説明したが、本発明の技術から逸脱することなく様々な修正を施すことができると理解されよう。例えば、上述した装置は、皮下組織を冷却することに加えて、振動効果、マッサージ効果、及び／又は拍動効果を生みだすための機械的エネルギーを与える構成要素を含むこともできる。代表的な構成要素が、米国特許第７，３６７，３４１号（特許文献５）及び同一出願人による米国特許出願公開第２００８／０２８７８３９号（特許文献７）に記載されており、これらの両特許は引用により本明細書に組み入れられる。上述した装置のいくつかの特徴は、これらの装置を特に家庭での使用に適するようにするものであるが、このような特徴は、これらの装置が病院又は診療所環境で使用されることを除外するものではない。このような実施形態では、装置又は装置の一部を、商用、臨床用、又は施設用冷凍庫及び／又は冷却器内で冷却することができる。上述した構成要素の多くの形状、サイズ、及び組成は、これらが同じ又はほぼ同様の機能を提供する限り、上述したものとは異なってもよい。例えば、上述した導管及び管体は、同様に流体を効果的に運ぶ他の形状又は配置を有していてもよい。流体駆動装置は、例えば、熱移送流体を運ぶ熱交換器に接続することにより、又はアプリケータに接続することにより、熱移送導管に直接接続することなくこれに作動的に結合してもよい。コントローラは、具体的に上述した以外の制御方式を実施することができ、及び／又は温度センサ及び時間センサに加えて又はこれらの代わりに、具体的に上述した以外のセンサ（例えば、圧力センサ）に結合して、冷却装置に関連する変化を検出してもよい。コントローラは、場合によっては使用者入力を受入れることができるが、ほとんどの場合、装置の使用を単純化するために自律的に作動してもよい。上述したように、いくつかの実施形態における冷却剤は、加熱又は冷却中に相変化してもよく、これにより冷却工程で凍結又は固化されてもよい。相変化が生じない他の実施形態では、冷却工程によって冷却剤が凍結又は固化されない。
【００６１】
特定の実施形態との関連で説明した技術のいくつかの態様を、他の実施形態では組み合わせてもよく、又は排除してもよい。例えば、図９〜図１１との関連で上述したアプリケータを、図１〜図８を参照して上述した装置のいずれかとともに使用してもよい。図８の内容で説明した熱交換器管と冷却剤容器の間の熱接続を、図１〜図３の内容で図示及び説明した構成に適用することもできる。いくつかの実施形態との関連で説明したヒータ及び流れ撹拌器を、他の実施形態では排除することもできる。さらに、本発明の技術のいくつかの実施形態に関連する利点を、これらの実施形態との関連で説明したが、他の実施形態もこのような利点を示す可能性があり、また必ずしも全ての実施形態が本開示の範囲に含まれるこのような利点を示す必要はない。従って、本開示及び関連技術は、本明細書で明示的に図示又は説明していない他の実施形態を含むこともできる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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１１】
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【国際調査報告】
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