(57)【要約】【課題】患者（２４）と熱エネルギーの交換を行いかつ患者を支持するための温度調節装置（２０）及び熱エネルギー交換方法を提供する。【解決手段】  本装置は、患者と熱エネルギーの交換を行うために、患者支持層（４４）の下に配置されている熱交換流体回路（３０，９５，１０２）を含む。【選択図】図１
2008534079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者（２４）と熱エネルギーの交換を行いかつ前記患者を支持するための温度調節装置（２０）であって、
複数のガス入り支持隔室（２８）であり、それぞれの支持隔室が下部（３４）と上向き面（３８）を有しており、前記支持隔室の前記上向き面が前記下部に向けて弾性圧縮可能になっており、前記複数の支持隔室の前記下部が協働して前記複数の支持隔室の下方境界（３６）を画定している、複数のガス入り支持隔室（２８）と、
前記複数の支持隔室にまたがっている弾力性のある患者支持層（４４）であり、前記患者支持層が前記複数の支持隔室の上向き面に近接してその上に配置されており、前記患者が前記患者支持層上に支持されることが可能となっており、前記支持隔室が、それぞれ、前記患者支持層の上に支持されている前記患者に応じて弾性圧縮可能になっている、前記患者支持層（４４）と、
前記患者支持層と前記下方境界との間に、前記複数の支持隔室に近接して配置されている熱交換流体回路（３０，９５，１０２）であり、前記患者支持層を介して前記患者と熱エネルギーの交換を行う熱交換流体回路（３０，９５，１０２）と
を備える温度調節装置。
【請求項２】
前記熱交換流体回路が複数の袋（１０４）を含み、
前記袋が、それぞれ、対応する前記複数の支持隔室の前記上向き面のいずれかと前記患者支持層との間に配置されており、
前記複数の支持隔室が前記患者支持層上に支持されている前記患者に応じて弾性圧縮されるときに、前記複数の袋が個別に上下方向に移動できる請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記熱交換流体回路が前記複数の支持隔室の前記上向き面の下に配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記支持隔室の前記上向き面がそれぞれ完全に伸長した位置から圧縮位置に弾性圧縮可能であり、
各前記支持隔室の前記完全伸長位置及び前記圧縮位置は前記下方境界上で上下方向に間隔があけられており、
前記完全伸長位置は前記圧縮位置の上方に位置しており、
前記完全伸長位置と前記圧縮位置との間の範囲は前記複数の支持隔室の通常動作範囲を画定しており、
前記熱交換流体回路が前記圧縮位置の下に配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記支持隔室が、それぞれ、概ね鉛直に延びている軸線（３２）を有するほぼ円筒形である請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置が低空気損失装置である請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記支持隔室が空気で充填されており、概ね空気不透過性である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記熱交換流体回路が少なくとも１つの入口（７２）と少なくとも一つの出口（７６）を含み、
前記熱交換流体回路が前記少なくとも一つの入口と前記少なくとも一つの出口を介して外部熱交換ユニット（２６）に動作可能に連結可能となっている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
患者（２４）と熱エネルギーの交換を行いかつ前記患者を支持するための温度調節装置（２０）であって、
複数のガス入り支持隔室（２８）であり、前記支持隔室がそれぞれ下部（３４）と上向き面（３８）を有しており、前記支持隔室の前記上向き面が前記下部に向けて弾性圧縮可能になっており、前記複数の支持隔室の前記下部が協働して前記複数の支持隔室の下方境界（３６）を画定している、複数のガス入り支持隔室（２８）と、
熱交換流体回路（１０２）であり、前記流体回路が複数の袋（１０４，１０４ａ〜ｄ）を含んでおり、前記袋が、それぞれ、対応する前記複数の支持隔室のいずれかと関連付けられており、前記袋がそれぞれ前記関連付けられている支持隔室と共に個別に移動可能となっている熱交換流体回路（１０２）と
を備える温度調節装置。
【請求項１０】
前記流体回路が、前記複数の袋を流体連結している複数の可撓流体管（１０８）を備え、
前記流体管がそれぞれ管流通断面積を、また前記袋がそれぞれ袋流通断面積を画定しており、
前記袋流通断面積が前記管流通断面積よりも大きくなっている請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の可撓管が、それぞれ、対応する前記袋のいずれかと流体連結している略螺旋部（１２２，１２８）を有する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記螺旋部が、対応する前記支持隔室のいずれかの内部に配置されている請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の可撓管のそれぞれが一対の前記袋を流体連結し、
前記可撓管は、それぞれ、前記一対の袋の個別上下運動を可能にする十分な長さを有している請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、前記複数の支持隔室にまたがる弾力性のある患者支持層（４４）をさらに備えており、
前記患者支持層が前記複数の支持隔室上に支持されており、
前記支持隔室が、それぞれ、前記支持層上に支持されている前記患者に応じて弾性圧縮可能となっている請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数の支持隔室がほぼ円筒形であり鉛直な軸線（３２）を有する請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
患者（２４）と熱エネルギーの交換を行いかつ前記患者を支持するための温度調節装置（２０）であって、
複数のガス入り支持隔室（２８）であり、それぞれの前記支持隔室が下部（３４）と上向き面（３８）を有しており、前記支持隔室の前記上向き面が前記下部に向けて弾性圧縮可能になっており、前記複数の支持隔室の前記下部が協働して前記複数の支持隔室の下方境界（３６）を画定しており、また前記支持隔室の前記上向き面が協働して前記複数の支持隔室の上方境界（４０）を画定しており、前記複数の支持隔室が前記複数の支持隔室の側方かつ前記上方と下方境界間の上下方向に介在する空所（４２）を画定している、複数のガス入り支持隔室（２８）と、
熱交換流体回路（３０，９５）であり、少なくとも前記流体回路の一部が前記空所内に配置されており、前記流体回路が前記上方境界から下方に間隔をあけて位置付けされている熱交換流体回路（３０，９５）と
を備える温度調節装置。
【請求項１７】
前記支持隔室の前記上向き面のそれぞれが完全に伸長した位置から圧縮位置に弾性圧縮可能であり、
各前記支持隔室の前記完全伸長位置及び前記圧縮位置が前記下方境界の上に上下方向に間隔があけられており、
前記完全伸長位置が前記圧縮位置の上方に位置しており、
前記完全伸長位置と前記圧縮位置との間の範囲は前記複数の支持隔室の通常動作範囲を画定しており、
前記熱交換流体回路が前記圧縮位置の下に配置されている請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記支持隔室のそれぞれがほぼ円筒形であり鉛直な軸線を有する請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置が低空気損失装置である請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記支持隔室が空気で充填されており、概ね空気不透過性である請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記流体回路が、前記空所を通る概ね蛇行した流路を画定する請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
物体（２４）と熱エネルギーを交換する方法であって、
複数の支持隔室（２８）と、複数の袋（１０４，１０４ａ〜ｄ）を含んでいる熱交換流体回路（１０２）とを有する装置（２０）を提供すること、
前記物体を前記装置上に支持すること、ここで、前記物体を支持することによって生じた支持圧力の均等化を容易にするよう、前記複数の支持隔室が個別に圧縮可能である、
前記複数の袋をそれぞれに対応する前記複数の支持隔室のいずれかと関連付けて、前記複数の袋の前記位置をそれぞれ前記支持隔室の前記圧縮に応じて個別に調節すること、
前記流体回路内で熱交換媒体を循環させること、及び
前記物体と前記熱交換媒体との間で熱エネルギーの交換を行うこと
を含む熱エネルギー交換方法。
【請求項２３】
前記物体が人体である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記支持隔室がほぼ円筒形であり概ね鉛直な軸線（３２）を画定し、
前記複数の袋のそれぞれが、対応する前記支持隔室のいずれかの上面（３８）上に位置付けられている請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の袋のそれぞれが、対応する前記支持隔室のいずれかの上面（３８）上に位置付けられている請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
物体（２４）と熱エネルギーを交換する方法であって、
複数の支持隔室（２８）を有する装置（２０）を提供すること、ここで、前記複数の支持隔室が協働して上方境界（４０）と下方境界（３６）を画定する、
前記物体を前記装置上に支持すること、ここで、前記物体を支持することによって生じた支持圧力の均等化を容易にするよう、前記複数の支持隔室が個別に圧縮可能である、
前記物体による前記複数の支持隔室の圧縮が熱交換流体回路（３０，９５）に影響を与えないように、前記流体回路を、前記上方境界と前記下方境界との間でかつ、前記上方境界から十分下方に間隔をあけて前記装置内に配置すること、
前記流体回路内で熱交換媒体を循環させること、及び
前記物体と前記熱交換媒体との間で熱エネルギーの交換を行うこと
を含む熱エネルギー交換方法。
【請求項２７】
前記物体が人体である請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記支持隔室がほぼ円筒形であり概ね鉛直な軸線（３２）を画定する請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記流体回路が、前記複数の支持隔室間に画定されている空所内を通る概ね蛇行した流路を画定する請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度調節機器に関し、特に、患者を冷やすまたは温めるために使用できる温度調節機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の治療の際には、時として患者を冷やすまたは温めることが望ましい。例えば、脳卒中または心停止を患った患者を冷やすことが臨床的に望ましい場合がある。別の状況で、例えば患者が低体温症を患っている場合には、患者を温めることが望ましいことがある。
【０００３】
《関連出願の相互参照》
本出願は、２００５年３月２５日付で出願した米国仮特許出願第６０／６６５，２４１号「Thermoregulating Device with Support Cells」、および２００５年３月２５日付で出願した米国仮特許出願第６０／６６５，１４１号「Expandable Thermoregulation Mat」の利益を主張する特許出願であり、これらの開示を参照により明示的に本明細書に援用する。
【０００４】
本出願は、本出願と同日に出願した特許協力条約出願第 号「Thermoregulation Device」（代理人整理番号８２６６−１５１４）の関連出願である。当該特許協力条約出願は、２００５年３月２５日付で出願した米国仮特許出願第６０／６６５，２４１号「Thermoregulating Device with Support Cells」に基づく優先権を主張し、２００５年３月２５日付で出願した米国仮特許出願第６０／６６５，１４１号「Expandable Thermoregulation Mat」の利益を主張するものである。当該特許協力条約出願の内容を参照により明示的に本願明細書に援用する。
【発明の開示】
【０００５】
一つの実施形態は、患者と熱エネルギーの交換を行いかつ患者を支持するための温度調節装置という形をとる。本装置は、複数のガス入り支持隔室、弾力性のある患者支持層及び熱交換流体回路を含む。各支持隔室は下部と上向き面を有する。支持隔室の下部は、協働して複数の支持隔室の下方境界を画定する。支持隔室の上向き面は下部に向けて弾性圧縮可能である。患者支持層は、複数の支持隔室にまたがっており、複数の支持隔室の上向き面のすぐ上に配置されている。各支持隔室は、患者支持層上に支持されている患者の体重に応じて弾性圧縮可能である。熱交換流体回路が、患者支持層と、支持隔室の下方境界との間に、複数の支持隔室に近接して配置されており、患者支持層を介して患者と熱エネルギーの交換を行う。
【０００６】
実施形態によっては、熱交換流体回路は複数の袋を含む。各袋はそれぞれ複数の支持隔室の上向き面の１つと患者支持層との間に配置されている。患者支持層に支持されている患者に応じて、複数の支持隔室が弾性圧縮されると、複数の袋は個別に上下に動作可能である。
【０００７】
実施形態によっては、熱交換流体回路が複数の支持隔室の上向き面の下に配置されている。また別の実施形態では、支持隔室の各上向き面は、完全に伸長した位置から圧縮位置まで弾性圧縮可能である。各支持隔室の完全伸長位置及び圧縮位置は、下方境界の上方で上下方向に間隔があけられている。完全伸長位置は圧縮位置の上に位置している。完全伸長位置と圧縮位置間の範囲は、複数の支持隔室の通常動作範囲を画定する。熱交換流体回路は、圧縮位置の下に配置されている。
【０００８】
実施形態によっては、各支持隔室は概ね鉛直方向に延びている軸線を有するほぼ円筒形である。
【０００９】
実施形態によっては、温度調節装置は低空気損失装置である。
【００１０】
実施形態によっては、支持隔室は空気で充填されており、概ね空気不透過性である。
【００１１】
実施形態によっては、熱交換流体回路は少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口を含む。熱交換流体回路は、該少なくとも１つの入口と該少なくとも１つの出口を介して外部熱交換ユニットと動作可能に連結可能となっている。
【００１２】
別の実施形態は、複数のガス入り支持隔室と熱交換流体回路を含む、患者と熱エネルギーの交換を行いかつ患者を支持するための温度調節装置という形をとる。支持隔室はそれぞれ下部と上向き面を有し、これらの下部は協働して複数の支持隔室の下方境界を画定し、上向き面は下部に向けて弾性圧縮可能である。熱交換流体回路は複数の袋を含み、これらの袋はそれぞれいずれかの支持隔室と連係している。各袋は、それぞれと連係している支持隔室と共に個別に移動可能である。
【００１３】
実施形態によっては、流体回路は、複数の袋を流体連結している複数の可撓流体管を備える。流体管はそれぞれ管流通断面積を画定し、袋はそれぞれ袋流通断面積を画定する。袋流通断面積は管流通断面積より大きい。
【００１４】
実施形態によっては、複数の可撓管はそれぞれに対応するいずれかの袋に流体連結している略螺旋部を含む。
【００１５】
実施形態によっては、螺旋部は対応するいずれかの支持隔室の中に配置されている。
【００１６】
実施形態によっては、複数の可撓管はそれぞれ一対の袋を流体連結する。各可撓管は、一対の袋の個別上下動作を可能にするだけの長さを有する。
【００１７】
実施形態によっては、温度調節装置は複数の支持隔室にまたがる弾力性のある患者支持層をさらに備える。患者支持層は、複数の支持隔室の上に支持されており、各支持隔室は支持層に支持されている患者に応じて弾性圧縮可能である。
【００１８】
実施形態によっては、複数の支持隔室はほぼ円筒形であり鉛直な軸線を有する。
【００１９】
さらに別の実施形態は、患者と熱エネルギーの交換を行いかつ患者を支持するための温度調節装置という形をとり、この装置は複数のガス入り支持隔室と熱交換流体回路を有する。ガス入り支持隔室はそれぞれ下部と上向き面を有する。支持隔室の上向き面は下部に向けて弾性圧縮可能である。支持隔室の下部は協働して複数の支持隔室の下方境界を画定し、支持隔室の上向き面は協働して複数の支持隔室の上方境界を画定する。各支持隔室は、それらの側方に介在し且つ上方境界と下方境界との間に上下方向に介在する空所を画定する。少なくとも熱交換流体回路の一部が上方境界から下方に間隔をあけて空所内に配置されている。
【００２０】
支持隔室は完全に伸長した位置から圧縮位置に圧縮可能であり、完全伸長位置と圧縮位置間の範囲は支持隔室の通常動作範囲を画定する。別の実施形態では、熱交換流体回路は、空所内の、支持隔室の圧縮位置より下方の位置に配置することもできる。
【００２１】
実施形態によっては、各支持隔室はほぼ円筒形であり鉛直な軸線を有する。
【００２２】
実施形態によっては、装置は低空気損失装置である。
【００２３】
実施形態によっては、支持隔室は空気で充填されており、概ね空気不透過性である。
【００２４】
実施形態によっては、熱交換流体回路は、空所内を通る概ね蛇行した流路を画定する。
【００２５】
他の実施形態は、物体と熱エネルギーの交換を行う方法という形をとっている。この方法は、複数の支持隔室と、複数の袋を含んでいる熱交換流体回路とを有する装置を提供することを含む。物体は装置上に支持され、物体の荷重によって生じた支持圧力の均等化を容易にすべく複数の支持隔室が個別に圧縮される。この方法は複数の袋をそれぞれ複数の支持隔室のいずれかと関連付けること、支持隔室の圧縮に応じて各袋の位置を個別に調節すること、熱交換媒体を流体回路内で循環させて物体と熱交換媒体間で熱エネルギーの交換を行うことをも含む。
【００２６】
実施形態によっては、支持隔室はほぼ円筒形であり概ね鉛直な軸線を画定する。複数の袋はそれぞれ対応するいずれかの支持隔室の上面上に配置されている。
【００２７】
さらに他の実施形態は、物体と熱エネルギーの交換を行う方法という形をとっている。この方法は、協働して上方境界と下方境界とを画定する複数の支持隔室を有する装置を提供することを含む。物体は装置上に支持され、物体の荷重によって生じた支持圧力の均等化を容易にすべく複数の支持隔室が個別に圧縮される。この方法は、物体による複数の支持隔室の圧縮が熱交換流体回路に影響を及ぼさないよう、該流体回路を、上方境界と下方境界との間で、且つ、上方境界から十分に下方へ間隔をあけた位置に装置内に位置付けること、熱交換媒体を流体回路内で循環させて物体と熱交換媒体間で熱エネルギーの交換を行うことをも含む。
【００２８】
方法の実施形態によっては、支持隔室はほぼ円筒形であり概ね鉛直な軸線を画定する。
【００２９】
方法の実施形態によっては、流体回路は、複数の支持隔室間に画定されている空所内に概ね蛇行した流路を画定する。
【００３０】
上記の各方法における物体は、人体、例えば、患者であってもよい。
【００３１】
詳細な説明は添付の図面を特に参照する。  
同一の符号は、各図を通して同一の部分を示す。例証により本発明の実施形態をいくつかの形について説明しているが、以下に開示する実施形態がすべてである、あるいは本発明の範囲を開示の特定の形に限定するものとして解釈することを意図していない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１に、病院用ベッド２２及び患者２４と共に使用するための温度調節装置２０を示す。患者２４の治療の際には、患者２４を冷やすあるいは温めることが望ましいことがあり、これらの目的のために装置２０を使用することができる。熱交換媒体、例えば、水を装置２０内で循環させるために装置２０には通常の熱交換ユニット２６が連結している。熱交換ユニット２６は、当技術分野において公知であり、圧縮器、凝縮器及び蒸発器を含む場合がある。装置２０に使用する水または他の熱交換媒体は、蒸発器との熱エネルギーの交換によって冷やすこと、あるいは水を凝縮器との熱エネルギーの交換によって温めることができる。そして、この水を、熱交換ユニット２６に配置されているポンプによって装置２０内で循環させる。
【００３３】
患者がマットレスあるいは類似の支持面で支持されているとき、患者にかかる支持圧力をその主要圧点（例えば、患者の後頭部及び両踵）にて等しくすることが望ましい。これらの主要圧点において支持圧力が患者のより広い範囲に亘って分散されていない場合、結果として生じる圧力集中により患者は床ずれあるいは類似の好ましくない作用を経験する可能性が高くなる。患者を支持している圧力の均等化を容易にする、ガスあるいは液体の充填されたチャンバを備える患者支持構造を患者に提供することは知られている。このような患者支持構造は、動力付き、無動力及び低空気損失システムに大きく分類できる。無動力空気層は、空気が充填された複数のチャンバを備え、これらチャンバは、その中の空気の意図的な損失への備えがなく、またチャンバへ連続的に空気を供給するための空気源を必要としないものである。インディアナ州ベイツビルに営業所を置いているヒル−ロム  カンパニー，インコーポレイテッドから市販されているPrimeAire（登録商標）ARS Pressure Relief Mattressは、このような無動力空気層の一例である。低空気損失システムとは、空気が充填された複数のチャンバを用いる動力付き層の一形態であり、使用中に少量の空気を継続してチャンバから排出可能に設計されている。空気充填チャンバを所望の圧力に維持すべく、このような低空気損失システムと共に空気供給ユニットが使用されている。インディアナ州ベイツビルに営業所を置いているヒル−ロム  カンパニー，インコーポレイテッドから市販されているAcucair（登録商標）Continuous Airflow Systemは、このような低空気損失システムの一例である。これら全種類の患者支持構造では、空気あるいは液体が充填された上記チャンバが患者の支持に用いられる圧力の均等化を容易にし、床ずれのリスクを最小限に抑えるべくこのような患者支持構造を使用することは一般的である。
【００３４】
従来の患者を冷やすまたは温めるための温度調節装置は、空気または液体充填チャンバを有する患者支持体の圧力均等化機能を備えていない。従って、このような患者支持構造の利点は、従来の温度調節装置が患者と患者支持構造の間に配置されていると、通常得られない。
【００３５】
図１に最もよく示す実施形態において、装置２０は、支持圧力の均等化を容易にする、つまり、患者が主要圧力支持位置で経験する最大圧力の緩和を促す方法で患者２４を支持する温度調節装置を提供すべく、熱交換流体回路３０を備える複数のガス充填支持隔室２８を兼ね備える。
【００３６】
図４に示すように、図示のガス充填支持隔室２８は、鉛直方向に配された軸線３２を有するほぼ円筒形をしている。図示の隔室２８はほぼ円筒形をしているが、例えば、長方形あるいは八角形などの他の断面形状を有する隔室を使用してもよい。
【００３７】
各隔室２８は下部３４を有し、これら下部３４が協働して支持隔室２８の下方境界３６を画定する。またこれら隔室２８は上向き面３８をそれぞれ有し、これら上向き面３８が協働して上方境界４０を画定する。上方及び下方境界４０，３６は、各支持隔室２８の側方に介在する空所４２の上限・下限を画定する。例示されている実施形態における上向き面３８はほぼ水平な面上にある。しかしながら、上向き面３８は水平に配置される必要は無く、例えば、患者支持層４４からの荷重を受けるべくほぼ上向きになっている、異なる構成の上向き面３８も本発明に使用できる。
【００３８】
図４には、一つの支持隔室２８をさらに詳細に示す。支持隔室２８は、ポリウレタンなどの高分子材料で形成されており、ガスで充填されている中空の内部容積５０を有する。例示の実施形態では、隔室２８には空気が充填されている。隔室２８は、気密接合部を形成すべく、高周波溶接でプレナム層５４の上部シート５６に溶接される半径方向に延び出たフランジ５２を含む。破線５３は、溶接位置を示す。プレナム層５４を図４に分解して示す。プレナム層５４は、空気室またはプレナム５５を形成すべく、例えば、高周波溶接でその外周に沿って結合されている上部シート５６及び下部シート５８を含む。上部シート５６の開口６０は、プレナム５５と各支持隔室２８の内部容積５０との間を流体連通させている。上部シート５６はまた支持隔室２８の下方境界３６を画定する。例示の実施形態におけるシート５６，５８はポリウレタン製のフィルム膜である。
【００３９】
装置２０は、動力付き、無動力または低空気損失マットレスという形態をとる場合がある。全ての形態において、支持隔室２８は概ね空気不透過性である。無動力空気層の実施形態において、プレナム層５４も空気不透過性であり、各支持隔室２８の内部容積５０間を流体連通させることによって、異なる荷重状態にあっても各支持隔室２８をほぼ等しい圧力に維持する。つまり、装置２０に大きな荷重を載せると、上向き面３８に直接荷重を載せられていない隔室２８を含む、各支持隔室２８の内部容積５０内の内圧は増加する。
【００４０】
低空気損失マットレスの実施形態では、その中を空気がわずかに通過可能な上方プレナムシート５６が使用されている。シート５６からの空気損失を補充するためにプレナム５５へ空気を連続供給して、プレナム５５を、従って内部空間５０を所望の圧力に維持すべく、別個の空気源がプレナム５５に結合している。当業者によく知られているように、上方シート５６を通って空気が失われることにより発生する患者支持層４４を通る空気の流れは、都合よく層４４のうち患者２４と直接接している部分の湿気を取り除く。
【００４１】
装置２０に載せた荷重は、患者支持層４４を介して支持隔室２８の上向き面３８へ移される。動力付き、無動力及び低空気損失の実施形態において、個々の支持隔室２８はその上に載せられた荷重によって決まる程度まで圧縮される。上向き面３８は、下部３４に向けて弾性圧縮される。つまり、面３８を圧縮している荷重が取り除かれると面３８は完全に伸長した位置に戻る。
【００４２】
図４には、面３８に載せた荷重に対する一個の支持隔室の応答を示す概略図を示す。線６４は、支持隔室２８が面３８上に載せた最大設計荷重で圧縮されて、破線６８で示す形状となるときの面３８の位置を示す。線６２は、面３８には外部荷重を載せないで支持隔室２８が完全伸長位置にある時の面３８の位置を示す。より小さな荷重では、より少ない度合いで支持隔室２８は圧縮されて、面３８は圧縮位置６４と完全伸長位置６２間の通常動作範囲６６内のどこかに位置する。空間５０内の圧力及び支持隔室２８の寸法が、最大設計荷重用に設定した値とともに、範囲６６の大きさを決定する。最大設計荷重は予想患者支持荷重に基づいて選択される。この予想荷重は、装置２０が肥満症の患者、子供あるいは大人のいずれの使用を目的としているかによって異なる。
【００４３】
装置２０は、支持隔室２８を覆い、その上で患者２４を支持する患者支持層４４も含む。図１では、流体回路３０をより明確に示すよう流体回路３０を覆う支持層４４の一部が切り取られている。ティッキングでできた上部層４６と支持材でできた下部層４８を含む支持層４４の断面を図８に示す。ティッキング４６とは通常のマットレス用亜麻布である。下部層４８は、３次元材料または繊維網及び／または通常の開放気泡ウレタンフォームを含む。好適な３次元材料は、独国、ヴァインハイム・アン・デア・ベルクシュトラーセに本社を置いているフロイデンベルグ社から市販されている。下部層４８は、患者２４と流体回路３０間の熱エネルギーの伝達を促進するために、あるいは別の理由で設計されている。他の実施形態では、下部層４８を省略してもよい。
【００４４】
層４４は、患者２４を層４４上で支持している時、患者２４の体重を支持隔室２８に伝達するに従って患者２４の身体に概ね密着する程度に十分に緩く、弾力性がある。支持隔室２８はガスで充填されており、隔室２８の内部空間５０が相互連結していることにより、マットレスあるいはマットレスの特定の領域での各隔室２８内のガスの圧力がほぼ均等に維持される。このため、患者２４の体重が個々の支持隔室２８に支持されているとき、最初に特に大きな荷重が載せられた複数の隔室２８は、それらの上向き面３８が下部３４に向けて圧縮されて、最も大きい荷重が載せられていた隔室の荷重が減少して、各隔室２８内の気圧がこれら各隔室２８の上向き面３８に載せられた荷重と釣り合うまで、患者は隣接する隔室２８の上をより強く圧迫し始める。このため、患者２４の主要圧点に位置するこれら個々の隔室２８は、それらに隣接する支持隔室２８より大なる程度に圧縮されることにより、最も圧縮された支持隔室２８が受ける荷重の一部を隣接した支持隔室２８に分散する。このような個々の支持隔室２８の差分圧縮によって、支持隔室２８は装置２０に載せられた患者２４の荷重を広範囲に分散し、患者２４が経験する最大支持圧力の軽減を促進する。
【００４５】
熱交換流体回路３０は、支持隔室２８まわりの空所４２内を通る蛇行した流路を画定し、該回路を図２及び図３により詳細に示す。図１に示す装置２０では、典型的な患者２４の胴体上部を支持するであろう装置２０の部分にのみ流体回路３０が配置されている。しかし、別の実施形態では、流体回路３０は装置２０の全体に亘って、あるいは装置２０のより限られた範囲のみに広がり得る。流体回路３０を画定すべく、細長い可撓性の流体管が、袋７８に結合された入口管７２と出口管７４を提供する。図示の実施形態では、細長い管７２，７４はプラスチック製、例えば、ポリ塩化ビニル（PVC）あるいはポリウレタン製で呼び内径が０．２５インチ（０．６４cm）の管である。通常の結合部材が流体回路３０の入口７０と出口７４を画定して流体回路を熱交換ユニット２６に接続する。
【００４６】
図示の実施形態では、流体回路３０を循環する熱交換媒体は水である。入口７０から入る水は入口管７２を通って袋７８へ流れる。袋７８を通り抜けた後に、水は出口管７６に入って出口７４を通り、熱交換ユニット２６に戻される。ユニット２６では、患者支持層４４を冷やす、あるいは温めるべきかによって水が冷やされ、あるいは温められる。水が袋７８を通るとき、水は支持層４４を介して患者２４と熱エネルギーの交換を行う。例えば、ユニット２６が水を冷やすために使用されている場合、水は袋７８を通り抜けるときに、患者２４から熱エネルギーを吸収することによって患者２４を冷し、そして水は温められる。装置２０で患者を冷やすあるいは温める際に、時として患者２４の上に第２の温度調節装置を置くことが望ましい場合もある。
【００４７】
図２及び図３に最もよく示すように、図示の袋７８は、高周波溶接８０で水密な封止を形成すべく、２枚のポリウレタン膜をその外周に沿って結合することにより形成されている。袋７８の両面をより中央位置で結合することにより、袋７８が支持隔室２８間に配置されたときにほぼ鉛直な配置を維持するように、断続溶接８２が使用されている。断続溶接８２は、３つの流路８４，８５，８６を袋７８内に画定する。しかしながら、断続溶接８２間の隙間が、少量の流体が流路８４，８５，８６間で上下に通ることを可能にする。断続溶接の無い入口部分９０が入口管７２と流路８４，８５，８６との間にある。図２からわかるように、入口管７２は、袋７８で画定されている流通断面積９２より小さい流通断面積８８を有する。このため、水が入口管７２から袋７８へ入ると、水は減速される。水の減速は、袋７８内の水と患者２４を含む周囲環境との間での熱エネルギーの交換を促進する。出口管７６に結合している袋７８の出口端は、図２に示す入口端と同じ形を有する。
【００４８】
袋７８は、その最上端９４が、通常動作範囲６６の下限を画定する、面３８の圧縮位置６４の下に位置するように、空所４２内に配置されている。最上端９４を通常動作範囲６６の下に位置させることにより、装置２０の通常の用法では袋７８は層４４の影響を受けず、患者２４の支持と干渉しない。
【００４９】
支持隔室２８間の空所４２内で通常動作範囲６６の下に配置できる熱交換流体回路の別の実施形態を図５及び図６に示す。流体回路９５は、冷やされたあるいは温められた水を入口管７２を通じて受け入れ、出口管７６を通じて水を排出する袋９６を含む。袋９６は、その中を水あるいは他の熱交換媒体が流れる内部空間９７を画定すべく、２枚の高分子膜、例えば、ポリウレタン膜を結合して形成される。袋９６は、その中を支持隔室２８が貫通する複数の開口９８を有する。袋９６は、残りの袋内部９７と連通する中空の内部を有する直立した柱部材１００をも含む。柱部材１００は袋９６の上部シートに取り付けられて、空所４２内の水量を増やすよう支持隔室２８間に配置されており、これにより、水と患者２４との間での熱エネルギーの交換を促進する。柱部材１００の内部空間は、水の柱部材１００への流入及び柱部材１００からの流出を可能にすべく、残りの袋内部９７と流体連通している。柱部材１００が層４４上の患者２４の支持に支障を来さないように、柱部材１００の最上面１０１は圧縮位置６４の下に配置されている。流体回路９５の別の実施形態では、袋９６内の水の流れを誘導及び制御すべく、内部バフル部材または他の適切な手段を内部空間９７内に配置することもできる。
【００５０】
流体回路の別の実施形態を図７に示す。図７に図示の流体回路１０２は、それぞれがいずれかの支持隔室２８に、上向き面３８と患者支持層４４との間に配置されて取り付けられている複数の袋１０４を含む。図１２を参照することにより最もよく理解されるように、その上に袋１０４が取り付けられた支持隔室２８が圧縮されて通常動作範囲６６内を動くとき、袋１０４は上下方向に移動可能である。図７に図示する支持隔室２８は、いずれも、完全に伸長した位置にある。袋１０４内の流体圧力は、支持隔室２８内の気圧よりも高い。このため、袋１０４が支持層４４から支持隔室２８へ荷重を伝達する際に下方に圧縮されて変形するのは支持隔室２８である。このような荷重が袋１０４を介して支持隔室２８に加えられても、袋１０４内の圧力がより高いことにより、袋１０４の内部空間はつぶれることなく、開放されたままで流体に袋１０４内を流れ続けることを可能にする。しかし、袋１０４から層４４に及ぶ上方向の圧力は、袋１０４に作用する、支持隔室２８内の空間５０内のより低圧の気体が発揮する上向きの力によって制限されている。
【００５１】
個々の袋１０４は、長い一続きに配列、あるいは、図７に示すように小さな袋１０４の集合を平行に配列できる細長い可撓管と流体連結している。図７において、入口管７２は母管としての役割を果たしており、入口管７２からは３本の管１１０，１１２及び１１４が並列に枝分かれしている。各管１１０，１１２，１１４は、流体管１０８で相互接続している袋１０４の線系列に水を運ぶ。（図７の切断図において、管１１０は、自身と管１１０’との間に配置された複数の袋１０４及び管１０８を介して管１１０’に流体連結している。同様に管１１２は管１１２’に、また管１１４は管１１４’に流体連結している。）出口管７４は、管１１１，１１３及び１１５から排出された流体を受けて、熱交換器ユニット２６へ運び、そこで流体を冷やしてあるいは温めてから入口管７２へ戻す。
【００５２】
流体管１０８は可撓管であり、図７に示すように、流体管１０８で連結された隣接する一対の袋１０４、例えば、流体管１０８’で連結された袋１０４’，１０４’’が、袋１０４’，１０４’’の個別の上下動あるいは変位を可能にするのに十分な長さを有する。図７からもわかるように、袋１０４内を流れる流体は、袋１０４の対向する壁を高周波溶接１０６で結合して作られた略Z形の流路を通るようになっている。しかしながら、袋１０４によって画定されている流路の断面積は、流体管１０８の断面積より大きく維持されている。高周波溶接、接着剤あるいはその他の適切な手段を用いて袋１０４を支持隔室２８に固定することができる。
【００５３】
図９から図１１に、袋１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの３つの異なる実施形態とこれらに接続する流体管を示す。これらの流体管も、個々の袋が取り付けられた隔室２８が個々に圧縮されて通常動作範囲６６内を動く際に、個々の袋が個別に上下方向に移動することを可能にする。図９に示す実施形態において、袋１０４ａに結合している入口管１１８及び出口管１２０は、支持隔室２８の内部空間５０内を通って延びる。入口管１１８と出口管１２０とは空間５０内に複管路１１６を形成するように接合している。複管路１１６を形成する各管は、袋１０４ａの底面を通じて袋１０４ａに流体連結しており、また隔室２８がその完全に伸長した位置に達するのに十分な長さ有する。隣り合うように結合した２つの流体管を有する複管路１１６を利用する代わりに、第１のより小なる直径を有する流体管を外側流体管の中に設けた二重管で入口管１１８及び出口管１２０を袋１０４ａに結合してもよい。管路１１６，１１８は、袋１０４ａを隣接する袋あるいは熱交換流体回路の他の流体管と結合すべく、開口６０（図９に図示せず）を通って延びる。
【００５４】
図１０の実施形態において、袋１０４ｂと連通している流体管は略螺旋状に配置されており、また、袋がその上に取り付けられている支持隔室２８の内部空間５０内に配置されている。入口管１２４及び出口管１２６は、開口６０を通って支持隔室２８の内部空間５０内へ延びる。螺旋管部１２２は、支持隔室２８の通常動作範囲６６内での動きを制限することなく、入口管１２４及び出口管１２６を袋１０４ｂに流体連結している。螺旋管部１２２は、図示のように隣り合う２つの管路、あるいは、別の形態では二重管の場合がある。
【００５５】
図１１に示す実施形態において、袋１０４ｃと流体連通している入口管１２８及び出口管１３０は、空所４２内に配置され、支持隔室２８の外面のまわりを略螺旋状に巻き付けられている。
【００５６】
図１２は、図４に関する上述の圧縮位置６４にある例示的な支持隔室２８を示す。袋１０４は、隔室２８が圧縮されている間、ずっと隔室２８の上に維持されている。線６２及び６４は、それぞれ支持隔室２８の通常動作範囲６６の概ねの上限及び下限を示す。
【００５７】
本発明は特定の例示的な実施形態、変形例及び応用例について記載されている。しかしながら、本発明は添付の請求の範囲に規定されていることを理解されたい。これらは本開示の精神と範囲内で改良することもできる。よって、本開示は本発明の一般的原理を用いた本発明のありとあらゆる変形例、使用例あるいは適応例を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】温度調節装置及び患者を伴った病院用ベッドを部分的に切り取って示す分解斜視図である。
【図２】図１の装置内の熱交換流体回路を形成する入口管と袋の部分斜視図である。
【図３】図２の入口管及び袋の側面図である。
【図４】支持隔室の分解斜視図である。
【図５】複数のガス入り支持隔室を有する患者支持装置に取り付けることのできる熱交換媒体用の流体回路の上面図である。
【図６】図５に示す流体回路の一部の断面図である。
【図７】熱交換流体回路袋をその上に取り付けた複数の支持隔室を示す斜視図である。
【図８】図７の支持隔室及び袋を組み込んだ温度調節装置の部分断面図である。
【図９】熱交換流体回路袋をその上に取り付けた支持隔室の他の実施形態の斜視図である。
【図１０】熱交換流体回路袋をその上に取り付けた支持隔室のさらに他の実施形態の斜視図である。
【図１１】熱交換流体回路袋をその上に取り付けた支持隔室のさらなる他の実施形態の斜視図である。
【図１２】その上に加えられた荷重によって圧縮位置にある支持隔室の斜視図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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