(57)【要約】本発明は、温血動物、特に人間の脳を、非侵襲的な方法で、選択的に冷却するための器具（１）に関するものであり、この器具は、冷却活性化可能な自給式の冷却源手段（４，１８，１９）と、温血動物の頭部／頸部に取り付けるための取付手段を備えている。本発明の目的は、温血動物の脳温度を、殊更に熟練の医療従事者を必要とせずに、より素早く、より効率的に低下させることができる、という効果が得られるように、前述の器具を改良することである。この目的は、冷却源手段（４，１８,１９）と温血動物の少なくとも一本の頸動脈との間での熱伝導路（９，１５，１６）が形成されるように器具（１）を温血動物に取り付けることができるよう取付手段を構成することで達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非侵襲的な方法で人間などの温血動物の脳を冷却するための器具（１）であって、冷却活性化可能な自給式の冷却源手段（４，１８，１９）と、温血動物の頭頸部へ取り付けるための取付手段と、を有する非侵襲式冷却器具において、
前記取付手段が、前記冷却源手段（４，１８，１９）と温血動物の少なくとも一本の頸動脈との間での熱伝導路（９，１５，１６）が形成されるよう前記器具（１）を取り付けることができるように構成されていること
を特徴とする非侵襲式冷却器具。
【請求項２】
前記取付手段が、温血動物の少なくとも一本の頸動脈が前記冷却源手段（４，１８，１９）との熱交換部で覆われるよう前記器具（１）を取り付けることができるように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項３】
前記冷却源手段（４，１８，１９）が、第１の試薬（１８）と第２の試薬との混合などによる吸熱反応を発生させる手段を備えること
を特徴とする請求項１または２に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項４】
前記冷却源手段（４，１８，１９）が、柔軟な管状の第１の容器（１７）を備え、前記第１の容器は、前記第１の試薬（１８）と、前記第２の試薬が充填されて前記第１の試薬に対して化学的に密封された柔軟な第２の容器（１９）と、を内包すること
を特徴とする請求項３に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項５】
前記第１の容器（１７）が、互いに連絡し合っている２つ以上の部分容積に分割されており、前記第１の試薬（１８）が前記部分容積に分配されていること
を特徴とする請求項４に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項６】
前記第１の試薬（１８）が、前記第２の試薬と吸熱反応を起こすように調製されており、前記第１の試薬は、多数の粒子からなる粒剤となっていて、懸濁液および／またはゲル状の状態にあること
を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項７】
少なくともいくつかの前記粒子に、前記第２の試薬との吸熱反応を遅延および／または促進する被覆剤が備えられていること
を特徴とする請求項６に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項８】
遅延のための前記被覆剤が、セルロースを含むこと
を特徴とする請求項７に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項９】
前記粒剤が、様々な体積の粒子からなる混合剤であること
を特徴とする請求項７または請求項８に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１０】
前記粒剤が、様々な材質の被覆剤を有する粒子（１８）および／または様々な厚みの被覆剤を有する粒子（１８）からなる混合剤であること
を特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１１】
前記取付手段が、温血動物の頸部周りへ取り付けられる襟巻き状に構成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１２】
前記取付手段が、温血動物の頸部周りに掛ける救命胴衣型に構成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１３】
親水性とすることができるゲルおよび／または塗布剤などにより構成された熱伝導手段（１５）が備えられており、前記熱伝導手段は、少なくとも一本の頸動脈周りの、温血動物の皮膚領域と接触して前記熱伝導路を介した熱伝導を補助すること
を特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１４】
前記熱伝導手段が、使用時に取り外し可能な保護フィルムを設けることができるクッション状の保持体（１５）を備えること
を特徴とする請求項１３に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１５】
予め定められた温度値を下回らないよう前記冷却源手段（４，１８，１９）による冷却を抑制する温度安定化手段（３，５）を備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１６】
前記温度安定化手段（３，５）が、パラフィン類の物質などの潜熱蓄積手段を有すること
を特徴とする請求項１５に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１７】
前記温度安定化手段（３，５）が、温血動物の頸動脈と熱交換をしない部位における冷却源手段（４，１８，１９）と温血動物との間の熱伝導を抑制すること
を特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１８】
前記冷却源手段（４，１８，１９）の冷却活性化状態を表示する表示手段（２１）を備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項１９】
温度表示手段を備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項１８のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【請求項２０】
複数層（２，３，４，５，６）でサンドイッチ状の構造になっており、前記冷却源手段（４，１８，１９）を含む冷却層（４）は、温血動物からこの冷却層を断熱する断熱層（２）で覆われており、前記断熱層（２）は前記熱伝導路を形成する開口部（９）を有すること
を特徴とする請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の非侵襲式冷却器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温血動物、特に人間の脳を、非侵襲的に冷却するための器具であって、冷却活性化可能な自給式の冷却源手段と、温血動物の頭頸部に取り付けるための取付手段と、を有する非侵襲式冷却器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に述べた種類の器具は、温血動物が例えば低酸素性虚血性脳症など所定の容態になったときに、応急手当の範疇において目的箇所へ局所的な低体温療法を施すために用いられる。人為的に低体温状態を生じさせる他の既知の措置とは異なり、首記の器具では、温血動物の頭頸部を局所的に温度低下させることができる。こうした方法や器具と違い、全身的な低体温療法では、危険性の増加が伴ってしまう。特に、卒中発作や心停止、あるいは頭部外傷、外傷性脳損傷の患者の手当てにおいては、治療が必要となる損傷を最小限にするため、迅速に、非医療従事者であっても、脳の選択的低体温療法を施すことができるようにすることが、医学的見地からして極めて重要である。
冒頭に述べた種類の器具は例えば特許文献１から知られている。この既知の器具では、冷却源手段が硝酸アンモニウムの錠剤の形態であり、これが保水部の水と接触すると吸熱反応を起こして冷却源として働くことを原理としている。こうした方法により、既知の器具は、外部の設備と接続することなく、自給式で冷却を行えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許４７５０４９３号明細書
【特許文献２】特開平０９−３１３５２０号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第６０１２４２７５号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第６９９２３５６６号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第６９８２３６９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この既知の器具はフード状に構成されている。このため問題点として、脳への所望の冷却効果が不十分にしか得られないということがある。なぜならばこの冷却は強い断熱性を有する頭皮や頭蓋冠を介して行われ、これらが脳との熱交換に対する障壁として働くからである。不可逆の損傷を防止するためには、応急手当のうちにできる限り迅速に集中的な冷却を行うことが効果的であるが、こうした問題点のため、冷却は少なくとも初動が遅れてしまう。さらに、この既知の器具は頭蓋冠へ取り付けられるため、脳部を十分に温度低下させることができない場合があるという問題点もある。
【０００５】
そこで、こうした課題を解決するため、本発明は、従来技術での問題点を解消して、熟練の医療従事者がいなくとも、より迅速にそしてより効果的に脳温度の降下を達成することができるよう、冒頭に述べた種類の器具を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明においては、首記の器具において、冷却源手段と温血動物の頸動脈の少なくとも一本との間での熱伝導路が形成されるよう前記器具を取り付けることができるように構成された取付手段を用意する。頸動脈は、特に人間の患者においては頸部の皮膚表面の比較的近くにある。これはいわば脳への熱伝導路として機能する。本発明において規定される、適切に構成された取付手段によって、冷却源手段を温血動物の頸動脈の少なくとも一本との間での熱伝導路が形成されるよう取り付けることにより、脳の選択的冷却を迅速に行うことができ、また熱損失や副作用を最小限にするという利点を得ることができる。
【０００７】
本発明の好適な形態において、前記取付手段を、温血動物の少なくとも一本の頸動脈が前記冷却源手段との熱交換部で実質的に覆われるよう前記器具を取り付けることができるように構成した場合には、脳に向かう血流と直接的に熱交換をして的確な冷却が行われるという利点が得られる。
【０００８】
本発明のより好適な形態においては、前記冷却源手段が、吸熱反応、特に第１の試薬と第２の試薬との混合を発生させる手段を備える。冷却源手段のこのような構成によると、冷却源を外部の設備やその類のものと独立したものとすることができるという利点がある。さらに、例えば応急手当の場合に、非医療従事者であっても問題なく冷却を行うことができるという利点がある。とりわけ、単に第１の試薬と第２の試薬との混合を起こしさえすればよく、例えば水の入った容器を開いて塩と混合してもよい。塩が溶けるとき、それ自体は良く知られているように、混合物は周囲から熱を奪う。
【０００９】
本発明に係る冷却作用が得られるように、例えば硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）を水と接触させるとよい。同様に、こうした効果が得られるように、他の塩を水に溶解させてもよい。例えば尿素や、食塩や、塩化カリウムや、塩化マグネシウムが、水に溶解させる試薬として適している。
【００１０】
本発明のより好適な形態においては、前記冷却源手段が、柔軟な管状の第１の容器を備え、前記第１の容器は、前記第１の試薬と、前記第２の試薬が充填されて前記第１の試薬に対して化学的に密封された柔軟な第２の容器とを内包するようにされる。特に、本発明においては、第２の容器は水が充填された合成樹脂製の袋とすることができる。同じく、外側の第１の容器は合成樹脂製の容器として構成することができ、水が充填された合成樹脂製の包みを第１の試薬に隣接して備えたものとしてもよい。本発明においては、容器に適した材料として、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン又はそれらの混合物からなるフィルムが見出されている。本発明に係る材料の選択の決め手となるのは、両容器内の試薬の化学的分離が長期間にわたって保証されることである。なお、吸熱反応を起こす際に水入りの袋を割るようにしておいてもよい。
【００１１】
本発明のさらなる発展形態においては、第１の容器が、互いに連絡し合っている２つ以上の部分容積に分割されており、前記第１の試薬が前記部分容積に配分されていることにより、冷却作用の時間的推移が調整されるという利点が得られるようになっている。これは、本発明においては例えば、別々の部分容積に第１の試薬を別々の分量で入れておいて、第２の試薬（通常は水）の到達による吸熱反応の開始が部分容積毎で遅延されるようにすることで、実現することができる。また、本発明においては、別々の部分容積に別々の試薬（例えば別々の塩）を配して、長期間にわたって均一な冷却を行えるようにしてもよい。
【００１２】
本発明における特に好ましい構成としては、前記第１の試薬が、前記第２の試薬と吸熱反応を起こすように調製されており、前記第１の試薬は、多数の粒子からなる粒剤となっていて、懸濁液および／またはゲル状の状態にあるようにすることである。
【００１３】
また、本発明のさらなる形態として、少なくともいくつかの前記粒子に、前記第２の試薬との吸熱反応を遅延および／または促進する被覆剤が備えられることで、脳への冷却作用をより長く均一に維持することができるという効果が得られる。これにより、本発明では、温血動物が不可逆に損傷してしまうことを防ぐために、費用をかけることなく、極めて迅速に初動冷却を行うことができるという利点がある。本発明における促進のための被覆剤は、特に、触媒を含んでいてもよい。
【００１４】
本発明における遅延のための前記被覆剤は、特に、セルロースを含んでいてもよい。
【００１５】
本発明の格別の形態として、前記粒剤を、様々な体積の粒子からなる混合剤とした場合には、均一で、かつ立ち上げが短くて長期間継続する冷却を実現できる。
【００１６】
同様の効果を有する本発明の好適な別形態では、前記粒剤が、様々な材質の被覆剤を有する粒子および／または様々な厚みの被覆剤を有する粒子からなる混合剤とされる。当分野の専門知識を有する適度の専門家であれば、従来通りの実験により、冷却の時間的推移を望ましいものとするための膜厚および被覆剤の材質について、適切な配合を見出すことができるであろう。
【００１７】
本発明の一形態として、前記取付手段を、温血動物の頸部周りへ取り付けられる襟巻き状に構成することで、冷却源手段と温血動物の頸動脈との間での熱伝導路が形成されるような、本発明に係る器具の患者への取り付けが特に好適に実現できる。特に、襟巻きの留め方については、面ファスナーによる留め具あるいはその類のものを用いることができる。
【００１８】
特に、襟巻き状の器具をぴったりと装着するために、頸動脈周りでの器具の圧迫力を最適化する帯状のスナップ式留め具がさらに備えられると、器具はより改善されたものとなる。
【００１９】
帯状のスナップ式留め具が頸動脈周りでのみ素材の拡張により拡大するものである場合には、帯の余り具合に応じて頸動脈周りでの圧迫がさらに最適化される。
【００２０】
本発明の他の好ましい形態においては、取付手段が、温血動物の頸部周りに掛ける救命胴衣型に構成される。本発明に係るこの構成により、頸動脈との熱伝導路ができるように、温血動物の頸部と冷却源とが確実に連絡される。
【００２１】
好ましくは親水性の、特にゲル状の熱伝導手段が備えられて、前記熱伝導手段が、少なくとも一本の頸動脈周りの、温血動物の皮膚領域と接触して前記熱伝導路を介した熱伝導を補助するようになっていると、本発明に係る装置はより改善される。特に、これに関連して、頸動脈と冷却手段との間の効率的な熱伝導が実現できるようにするためには、水とメチルパラベン（４ヒドロキシ安息香酸メチルエステル）との混合物が適していることが見出されている。さらに、本発明においては、頸動脈へと的確かつ選択的に冷却能力を集中するために、実質的に温血動物の頸動脈の直近にのみ熱伝導手段を設けることが適切である。
【００２２】
特にこれに関連して、本発明において前記熱伝導手段は、クッション状の保持体を備えたものでもよく、この保持体には、好ましくは使用時に取り外し可能な保護フィルムが設けられる。応急手当における本発明に係る器具のこうした可用性は、例えば、非医療従事者による患者の心停止蘇生を有効に支援する。すなわち、器具を使用するときにのみ、例えば水袋を押し潰して割ることで吸熱反応が起こされ、温血動物の頸部にこの器具を当てる前に、熱伝導手段から保護フィルムが取り外される。例えば別体のチューブ入りの冷却ゲルなどの熱伝導手段を塗布しなければならないときには、このようにして扱い易くなっていると好ましい。
【００２３】
本発明のさらに好ましい形態においては、予め定められた温度値を下回らないよう前記冷却源手段による冷却を抑制する温度安定化手段が備えられる。このようにすることで、とりわけ、非医療従事者が本発明に係る装置を応急手当に用いる場合において、温血動物にとって危険な、脳の過度冷却が発生してしまうことを防止する。特に、器具のこの形態では、脳の目標温度範囲が３２℃から３４℃、つまりいわゆる軽度低体温療法の範囲内に調整されるとよい。
【００２４】
温度安定化手段として適切なものとしては、受動的に安定化を行うものが特に考えられる。
【００２５】
本発明のより好適な形態としては特に、前記温度安定化手段を、好ましくはパラフィン類の物質を含む潜熱蓄積手段を有するものとすることができる。本発明において、潜熱蓄積手段とは、相転移にあたって物質内で熱を蓄積するものと理解されたい。潜熱蓄積手段としては、いわゆる相変化材料（ＰＣＭ）が特に好適である。
【００２６】
本発明において温度安定化手段としてＰＣＭを用いる場合、その材料を特にマイクロカプセル状にするとよい。
【００２７】
パラフィン類の物質を含ませる場合には、それ自体はよく知られているように、固相から液相への相転移にあたって熱の蓄積が行われ、物質が熱を吸収して温度は低めに安定化される。その一方で、よく知られているように、液相から固相への相転移にあたっては、物質は熱を放出し、温度は高めで一定に保たれる。
【００２８】
本発明の一形態においては特に、前記温度安定化手段が、温血動物の頸動脈と実質的に熱交換をしない部位における冷却源手段と温血動物との間の熱伝導を抑制するようにされる。本発明に係るこの温度安定化手段の構成により、冷却源から頸動脈への冷却効果の伝達が温度安定化手段で低減されてしまわないという利点が得られるとともに、頸動脈との熱交換をする部位の外側にある領域で意図しない冷却が起こらないようにされるという利点も得られる。温度安定化手段、特に潜熱蓄積手段の選択にあたっては、専門家による従来の方法で、所望の温度で相転移をする物質が選び出される。
【００２９】
冷却源手段の冷却活性化状態を表示する表示手段を設けておくと、冷却源が既に冷却活性化状態かそうでないかを、大抵は非医療従事者である使用者が確認することが容易になる。表示手段としては例えば、冷却源手段が冷却活性化状態になるとともに点灯する発光ダイオードを用いることができる。
【００３０】
さらに、本発明の発展形態においては、温度表示手段を設けてもよい。本発明においてもっとも単純な形態としては、色が変化する区域を器具に設けることができ、これにより温血動物の体温がわかるようにすることができる。これに関して、例えば特許文献２に記載されているように、皮膚の温度測定に基づいて温血動物の体芯温度を推定することができる。これは望ましくない全身的低体温状態が起きていて措置を中断すべきであるかどうかを示す、本発明に係る装置の使用時において重要な指標であるといえる。
【００３１】
本発明のより好適な形態では、器具が、複数層で実質的にサンドイッチ状の構造になっており、前記冷却源手段を含む冷却層は、温血動物からこの冷却層を断熱する断熱層で実質的に覆われており、前記断熱層は前記熱伝導路を形成する開口部を有するようになっている。
【００３２】
こうした発展形態としての本発明に係る器具では、吸湿性材、特に超吸収性材料を備えるものとすることができる。本発明に係る器具を用いることにより、温血動物体面上の超吸収性材料が湿って、温血動物の皮膚上での冷却剤の気化による冷却を長く持続させるようにする、という効果が得られる。この効果を高めるために、超吸収性材料が温血動物の汗を吸収するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明の好ましい実施形態の一例が図面にて例示的に示されており、より好ましい具体例が図面中の各図に示されている。機能的に同一の部分には同一の符号を付している。図面中の各図は詳しくは以下のことを表している。
【図１】本発明に係る脳を冷却するための器具の概略断面図。
【図２】図１における本発明に係る器具の平面図であり、患者に向ける側の面を図１の矢印ＩＩの方向から見た図。
【図３】図１における器具の、患者に向けない側の面を図１の矢印ＩＩＩの方向から見た図。
【図４】図１における器具の、図１中の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図。
【図５】図１における本発明に係る器具の、図１中の線Ｖ−Ｖに沿った断面図。
【図６】図２の描図に対応する、本発明に係る器具の別形態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、患者の脳を非侵襲的に、選択的に冷却するための、本発明に係る器具の実施形態の一例としての脳冷却具１の概略断面図を示している。図２，３の平面図に見られるように、脳冷却具１は全体として、矩形状に広がる帯状の形状を備えており、人間患者の頸部周りに配置できる襟巻き状になっている。脳冷却具１は、複数層のサンドイッチ状に構成されている。
【００３５】
まず、脳冷却具１を患者の頸部に直当てするという使用目的の下、断熱層２が設けられている。この断熱層２に隣接して、温度安定化層３がある。この温度安定化層３に隣接して、脳冷却具１の患者から離れる側の方向に、冷却層４がある。この冷却層４は、患者に向けない側の面が、もう一つの温度安定化層５で覆われている。そして最後に、この外側の温度安定化層５に隣接して、さらに患者から離れる側に強断熱性の外層６がある。各層の構造およびその機能は、図２〜５も参照しながら以下に述べる。
【００３６】
図１に図示されているように、柔軟な脳冷却具１は、全体としては、軟式の面ファスナーパッドを備えた断熱層２の、患者から離れる側に設けられている。ここで軟式の面ファスナーパッド７は、外層６の患者から離れる側に設けられた硬式の面ファスナーパッド８とともに、脳冷却具１が環状に繋がるようにする。脳冷却具１を患者の頸部周りに取り付けるにあたっては、断熱層２を備えた脳冷却具１が、患者の頸部周りに巻きつけられる。仕上げに、硬式の面ファスナーパッド８が軟式の面ファスナーパッド７の裏に留められる。この代わりに、本発明の範囲内において、留め方を別の方法、具体的には磁石やホックの類にしてもよい。断熱層２は具体的には、１．５ｍｍまたは２ｍｍの厚みでクロロプレンゴムから作られる。
【００３７】
図１の断面図からわかるように、断熱層２は、２つで組になって配置された開口部９により穴が開いている。よって、開口部９のところで、断熱層２の患者に向ける側の外面と脳冷却具１のより深層部との間で、直接的な熱伝導接続がなされる。
【００３８】
図２は図１における矢印ＩＩの矢視図であり、断熱層２の患者に向ける側の面を示す平面図である。開口部９の形態は図２において明確に見て取れる。ここでは開口部９のそれぞれは平行四辺形の形状を有しており、互いに同じ向きにされた底辺部１０を起点としてお互いから離れていくようなＶ字状に配置されている。両開口部９の底辺部１０同士の間隔１１は約２ｍｍである一方で、底辺部と同様に同じ向きにされている開口部９の頂辺部での間隔１２は４０ｍｍである。開口部９の縦寸１３は約８０ｍｍである。開口部９の幅１４は約３０ｍｍである。断熱層２におけるこうした開口部９の形状と配置により、開口部９が頸動脈近くの体表の頸部領域に配置され、その周囲と熱交換が可能となるように、人間患者の首周りで脳冷却具１を巻けるようになっている。特に、断熱層２の開口部９には、熱伝導性ゲルを染み込ませた冷却敷詰材１５が詰められる。この冷却敷詰材１５は、好ましくは、ヒドロキシエチルセルロースゲルおよび／または非イオン性含水塗布材であったり、任意で含金ナノ粒子を染み込ませたものであったり、患者に向ける側の面に取り外し可能な保護フィルムを有するものであったりする。冷却敷詰材１５は、図２においては、一つの開口部９のみへのハッチングによって図示する。しかし、本発明の実際の好適な実施形態においては、両方の開口部９に、冷却ゲルまたは熱伝導性ゲルを含む敷詰材が詰められる。
【００３９】
図１の断面図と併せて、図１における線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である図４において特に明確に見受けられるように、断熱層２に隣接する温度安定化層３は、断熱層２の開口部９のあたりで、矩形状の開口部１６により穴が開いている。この温度安定化層３における開口部の縦寸は、断熱層２における開口部９の縦寸１３と一致している。
【００４０】
温度安定化層３は、蓄熱繊維のような潜熱蓄積物質から作られる。潜熱蓄積物質は、本発明においては特に、パラフィン系炭化水素を始めとする多成分繊維が適していることが確認されている。こうした物質や格別の構成により、例えば特許文献３に明記されているような熱安定化特性が得られる。また、マイクロカプセルに入れた相変化材料を主成分とする適切な材料形態を本発明の温度安定化層３として用いることが可能であることを、適度の専門家ならば特許文献４から読み取れるであろう。また、特許文献５に記載の、相変化材料のパラフィン系炭化水素を含有する微細粒を多数含む断熱体が、本発明の温度安定化層３に適している。
【００４１】
本発明において、温度安定化層３の材料は、温度値を１１．５℃に調整するものを選択することが望ましい。それに合わせて、相変化材料の融点も、実質的に１１．５℃となるよう選択される。専門家であれば、従来通りの実験により、適切な混合物、例えば様々なパラフィン系炭化水素を混合したものを見つけられるであろう。
【００４２】
図１の断面図と併せて、図５において特に明確に見受けられるように、温度安定化層３に隣接して冷却層４がある。図５の描写においては、図１における線Ｖ−Ｖに沿った断面に相当する、断熱層２をさらに切り開いた部分破断面が示されている。図１，５からわかるように、冷却層には外膜管１７がある。ここで記述している実施例においては特にポリアミドとポリエチレンの混合物からなる外膜管１７の中には、硝酸アンモニウムおよび／または尿素からなる多数の粒子１８がある。この粒子１８は、外膜管１７の内部容積中に分散している。この外膜管１７は、ポリアミド／ポリエチレン混合物からなる水袋１９を内包している。この水袋１９は完全に密閉されており、その中に封入された水は初期状態では外膜管１７中の粒子１８から完全に分け隔てられた状態に保たれている。外膜管１７も同じく完全に密閉されており、粒子１８も水袋１９も液体状態の水も、外膜管１７からは抜け出せないようになっている。冷却層４を構成する外膜管１７は、ここで記述している実施例においては脳冷却具１の広がり全体にわたって延びている。
【００４３】
また、図１にて特によくわかるように、脳冷却具１の患者に向けない側で、さらなる温度安定化層５が冷却層４に隣接している。なお、これの材質と性質については、融点がここでは−１．５℃であること以外は、患者に接触させられる断熱層２に隣接している上述のもう一方の温度安定化層３と実質的に同様に構成される。ただし、断熱層２と冷却層４との間の温度安定化層３とは違って、冷却層４と外層６との間の温度安定化層５には、開口部による穴は開いていない。
【００４４】
それから、脳冷却具１の図１中矢印ＩＩＩの矢視図に対応する平面図の図３において、外層６が示されているのが見て取れる。この外層６は、好ましくは１．５ｍｍまたは２ｍｍの厚みでクロロプレンゴムから作られる。図３からわかるように、外層６の表面には、利用者が視認できるように色付きで目印のついた押圧部２０がある。この押圧部２０は、脳冷却具１が患者の首周りに取り付けられた状態で患者表面上、喉頭部あたりにくるように、外層６上に配置される。押圧部２０は冷却層４に対して、実質的に温度安定化層３内の開口部１６および断熱層２上の開口部９の範囲内で、自身側での外膜管１７内の水袋１９のほぼ中央部上に位置するように目印がつけられている。
【００４５】
さらに、図３からわかるように、押圧部２０周りには、実質的に矩形状の発光ダイオード帯２１が配置されている。これは例えばクロロプレンゴムからなる外層６の表面上に接着剤で固定される。この発光ダイオード帯２１は市販のもので構成される。発光ダイオードの電気供給のために、外層６には切り欠き２２が設けられていて、そこに配置された、図面中には図示しないバッテリーおよび電気回路へと、発光ダイオード帯２１のケーブルにより配線がされている。発光ダイオード帯２１の電気回路は、最小限の圧力以上で押圧部２０が押圧されると発光ダイオード帯２１を点灯させるように構成され且つ配置されており、押圧部２０が操作されて水袋１９が破裂し、冷却層４内での吸熱反応が発生したことを示すようになっている。
【００４６】
脳冷却具１の各層および構成要素の各自は、互いに縫合または接着により固着される。特に、冷却敷詰材１５は断熱層２に対して、開口部９の縁に縫合される。さらに、温度安定化層３は断熱層２に対して、縫合されるか、高圧蒸着で一体化されるかするのが好適である。同様に、外膜管１７は、それを取り巻く、図面中には図示しない膜縫合部で断熱層２と縫合される。さらに、冷却層４と隣接する第２の温度安定化層５は、断熱層２に縫合または接着される。最後に、断熱層２は外層６に縫合される。こうした縫合については、図面中では、とりわけ図１においても、図示はしない。
【００４７】
図１〜５における本発明に係る脳冷却具１を、応急手当の範囲内で、例えば卒中発作の患者への応急措置に用いるには、以下に述べるようにする。使用者は、脳冷却具１をしっかりとした土台の上で外層６が上向きになるようにする。続いて、発光ダイオード帯２１が点灯するまで、親指で押圧部２０を押圧する。このとき、冷却層４内に配置されている水袋１９に圧力がかかり、水袋１９が割れる。これにより、水袋１９内に含有される水と、外膜管１７内の粒子１８との混合が発生する。ここで、その混合物内において、粒子１８は、熱を吸収しながら吸熱反応で溶解する。この熱は、開口部１６および冷却敷詰材１５入りの断熱層２の両開口部９による熱伝導路を介して、患者の頸動脈から持って行かれるものである。これにより、適度に冷却された血液が患者の脳へと供給され、脳にだけ向けた選択的な低体温療法が制御された形で実現される。このときのエネルギー量は、有意な全身的低体温状態が生じないように調整される。
【００４８】
断熱層２と、特に冷却層４を取り囲む温度安定化層３，５は、患者の頸動脈のみを選択的に冷却するために、実質的に開口部１６，９および冷却敷詰材１５による上述の熱伝導経路のみを介した熱交換が生じるようにしている。また、温度安定化層３，５は、患者の脳の望ましくない過冷却を、選択された温度値に、本実施例では３２℃に抑制する。
【００４９】
粒子１８のサイズを変化させる、かつ／または粒子１８を所定量に配分して用いることにより、脳の冷却が適切に調整され、冷却層４による冷却能力を増進することができる。また、粒子１８の全部または一部に、例えばセルロースによる吸熱反応を遅延させる被覆を備えさせることができる。図面中には図示しないが、外膜管１７は複数の部分容積に分割されていてもよい。特に、部分容積の一つを、水袋１９が外層６上の押圧部２０に対してずれてしまうことを防ぐように定めてもよい。
【００５０】
このような、特許請求項１の前提部に示されている、脳を選択的に冷却する非侵襲式の器具の適切な実施例としての本発明に係る脳冷却具によれば、緊急に手当てをするにあたり、非医療従事者によるその場での応急手当措置として、特に軽度の低体温療法を施すことができる。さらに、本発明に係る脳冷却具の格別の材料組成および配置によれば、医療的に危険な過度の冷却が抑えられることも保証される。
【００５１】
図６は、図２の描図に対応する、脳を冷却するための本発明に係る器具の別形態の平面図である。図６に図示された器具の内部構成や機能原理については、図１〜５を参照して説明した器具と同様の構成及び機能原理としてよい。
【００５２】
ただし、図６に図示の形態では、器具の上方端２３について特に好適な形状を提示している。ここで、Ｖ字状に配置された開口部９同士の間の領域には凹曲端２４があり、その曲率は、頸部と顎骨との間の移行部での身体形状に適合するよう考慮して、頸動脈と開口部９との間で特に良好な熱伝導路が形成されるように選択される。
【００５３】
上方端２３の凹曲端２４の両端それぞれに、弓状湾曲端２５，２６が続いている。そしてこの弓状湾曲端２５，２６は、脳冷却具１の上方端２３における開口部９間の凹曲端２４よりも小さい曲率を有しており、脳冷却具を患者の頸部へ取り付けるために、曲率は患者の首周りの大きさに合わせられている。
【００５４】
さらに、隣接する端部２４，２５または隣接する端部２４，２６の曲率については、凹曲端２４からの距離が大きくなるほど下方端２８から上方端２３までの直線距離２７が小さくなっていくように設計されている。これにより、凹曲端２４は、先鋭部２９，３０を両端として、開口部９間の領域に限定される。図６の脳冷却具を頸部に取り付ける際には、例えば面ファスナーやその他の既知の道具を用いて、図６に示す形状の、湾曲している端部２４，２５，２６を有する上方端２３を特に好適に人間頸部の解剖学的形状に合わせて取り付けて、開口部９周りで特に好適な熱伝導路を形成することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１    脳冷却具
２    断熱層
３    温度安定化層
４    冷却層
５    温度安定化層
６    外層
７    軟式の面ファスナーパッド
８    硬式の面ファスナーパッド
９    開口部
１０    底辺部
１１    間隔
１２    間隔
１３    縦寸
１４    幅
１５    冷却敷詰材
１６    開口部
１７    外膜管
１８    粒子
１９    水袋
２０    押圧部
２１    発光ダイオード帯
２２    切り欠き
２３    上方端
２４    凹曲端
２５    弓状湾曲端
２６    弓状湾曲端
２７    間隔
２８    下方端
２９    先鋭部
３０    先鋭部
【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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【国際調査報告】
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