(57)【要約】  温度治療および圧迫を高度に制御して、皮膚表面ならびに関節および周囲の皮膚表面下の組織の冷却および加熱の両方を行うために使用することができるシステムが提供される。システムは、関節適合包帯、関節適合包帯へ電力を供給する電源モジュール、ならびに包帯および電源モジュールを動作可能に結合するケーブルを含む。関節適合包帯および電源モジュールは、反対の動きをする熱電モジュールを含む。関節適合包帯は、患者の身体に熱伝達をして、皮膚ならびに関節および周囲の皮膚の下にある組織を温める、または冷やすように設計される。【選択図】図２Ｂ
2015518778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節適合包帯と、前記関節適合包帯に電力を供給する電源モジュールと、前記包帯および前記電源モジュールを動作可能に結合するケーブルとを含む温度治療システム。
【請求項２】
前記関節適合包帯が、皮膚接触表面と、第１のチャンバと、第２のチャンバとを含み、前記第２のチャンバが前記皮膚接触表面に近接する、請求項１に記載の温度治療システム。
【請求項３】
前記第２のチャンバ内に配置され、前記皮膚接触表面と熱的に接触する１つまたは複数の包帯の熱電モジュールをさらに含む、請求項２に記載の温度治療システム。
【請求項４】
前記第１のチャンバ内に配置され、前記第２のチャンバおよび前記皮膚接触表面を患者の皮膚に対して圧迫するように構成された１つまたは複数の膨張可能な部材をさらに含む、請求項３に記載の温度治療システム。
【請求項５】
前記電源モジュールが、熱交換器ユニットと、電源と、流体圧縮ポンプと、制御器とをさらに含み、前記制御器が、前記熱交換器ユニット、前記電源、および前記流体圧縮ポンプを制御するように動作可能である、請求項４に記載の温度治療システム。
【請求項６】
前記熱交換器ユニットが、熱交換器と、１つまたは複数の熱交換器熱電モジュールと、熱流体を動作可能に循環して前記１つまたは複数の熱交換器熱電モジュールおよび前記熱交換器に接触させる流体循環ポンプとを含む、請求項５に記載の温度治療システム。
【請求項７】
前記電源モジュールに取り外し可能に結合されるか、または永続的に取付けられるハードケースまたはソフトケースをさらに含む、請求項１に記載の温度治療システム。
【請求項８】
前記第２のチャンバが、ナイロン、ポリエステル、またはこれらの熱伝導性の布の組合せから選択された熱伝導性の布、およびアルミニウム、銅、銀、またはこれらの金属の組合せから選択された金属に入れられる、請求項２に記載の温度治療システム。
【請求項９】
前記熱伝導性の布が前記皮膚接触表面を含む、請求項８に記載の温度治療システム。
【請求項１０】
前記熱伝導性の布が前記皮膚接触表面と接触する、請求項８に記載の温度治療システム。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の熱電モジュールが、複数の導管によって、前記制御器、前記電源、および前記流体循環ポンプに動作可能に結合された、請求項５に記載の温度治療システム。
【請求項１２】
前記第２のチャンバに結合され、前記制御器にフィードバックして、前記包帯の熱電モジュールと接触する熱流体の温度を調節するように構成された１つまたは複数の温度センサをさらに含む、請求項５に記載の温度治療システム。
【請求項１３】
前記熱流体が、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびこれらの組合せから選択される、請求項１２に記載の温度治療システム。
【請求項１４】
前記包帯の温度および治療時間を制御するために、前記電源、前記熱電モジュール、および前記制御器に動作可能に結合されたユーザ制御オプションをさらに含む、請求項５に記載の温度治療システム。
【請求項１５】
前記流体循環ポンプが前記制御器と動作可能に配置され、熱流体を前記包帯の熱電モジュールを通して送るように構成された、請求項５に記載の温度治療システム。
【請求項１６】
前記流体圧縮ポンプが、前記膨張可能な部材に流体的に結合して、前記膨張可能な部材を膨らませたり萎ませたりして、前記皮膚接触表面を患者の皮膚に対して圧迫するのを制御する、請求項５に記載の温度治療システム。
【請求項１７】
前記ケーブルが前記電源モジュールに取り外し可能に結合される、請求項１に記載の温度治療システム。
【請求項１８】
前記ケーブルが前記電源モジュールに永続的に結合される、請求項１に記載の温度治療システム。
【請求項１９】
前記ケーブルが、熱伝導性材料を含む外表面と、その中にある管腔とを含む、請求項１に記載の温度治療システム。
【請求項２０】
前記管腔が、複数の流体流れ導管、流体圧縮導管、電力導管、およびデジタル導管を動作可能に受け入れる、請求項１９に記載の温度治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、痛みを和らげるための、皮膚表面ならびに関節および周囲の皮膚表面下の組織の冷却および／または加熱に関する。より詳細には、本発明は、温度治療および圧迫を高度に制御して、皮膚表面ならびに関節および周囲の皮膚表面下の組織の冷却および加熱の両方を行うために使用することができる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]関節および周囲の組織の損傷は、例えば手術やスポーツ損傷などの様々な行為から生じることがある。関節の急性損傷は、即時（数時間内）に生じ、痛み（激痛の場合もある）を引き起こす、突発性の、鋭い、外傷性の損傷である。急性損傷は、落下、捻挫、または衝突などの何らかの衝撃または外傷から生じることが最も多い。急性損傷は、痛み、圧痛、発赤、触ると温かい皮膚、腫れ、炎症などの損傷の共通の兆候および症状もまた生じる。
【０００３】
[0003]一方、関節の慢性的損傷は、かすかなもので進行は遅い場合がある。それらはしばしば鈍痛またはひりひりする痛みを引き起こし、使いすぎの結果である場合が多い。氷を使った冷却療法は、腫れおよび痛みを和らげるので、急性損傷に対しては最も良い緊急治療である。したがって、急性損傷の関節を治療しようとする場合、腫れおよび痛みを引き起こしリハビリを遅らす通常起こる関節血症を制御するために、圧迫および冷却が施される。術後の冷却および圧迫の物理療法は伝統的に別々に施される。すなわち、圧迫は、最も一般的には、損傷した身体部位の周りを伸縮性のある包帯で包むことによって行われ、冷却は氷で満たされたビニール袋を重ねることによって行われる。この手法は簡単であり、経済的な場合がある一方、伸縮性のある包帯を再利用することがほとんどできなく、氷が融けるまでの時間が短く、かつ患者の近傍の流体が徐々に温まり、また袋の中の氷が不規則に分布しているため、冷却および圧迫が一様には施されないということを含む、それ自身の複雑さを有する。さらに、これらのシステムは、漏れやすく、限られた時間しか冷却効果を提供できない。また、連続して氷に当てると、突発性の血管拡張（乱調反応）が生じるかどうかに関しては議論があり、もしそれが生じるならば、この反応がいつ始まるか、および収縮と拡張のサイクルが何度起こるかに関しては議論がある。
【０００４】
[0004]他方、温熱は、慢性的損傷または炎症や腫れのない損傷に対して一般に使用される。痛み、凝り、筋肉または関節の慢性的な痛みには温熱治療を使用するのが理想的である。慢性的な痛みまたは損傷をもつ運動選手は、関節の結合組織の伸縮性を増すため、および血液の流れを刺激するために、運動する前に温熱治療を用いることがある。温熱はまた、硬くなった筋肉または筋肉の痙攣をほぐすのに役立つことができる。
【０００５】
[0005]前述の問題のいくつかに対処するため、一体の圧迫システムで圧迫と冷却両方を施す特定の装置が開発されている。これらのシステムは、損傷した身体部位に圧迫と冷却治療を施すにはうまく働くが、冷却治療と温熱治療をともに提供することが可能な一体システムはない。さらに、損傷した関節に冷却を施す装置には、冷却が一様に施されないこと、漏れ、および患者の動きやすさに悪影響を与える圧迫包帯に取付けられた扱いにくい冷却システムを含む課題が残る。
【０００６】
[0006]したがって、これらのシステムに代わるシステムが必要であり、それは、漏れのないシステムにおいて圧迫ならびによく制御された一様な冷却および加熱を提供し、簡単に使用でき、患者が動くのにそれほど邪魔にならないシステムである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0007]従来のシステムの欠点は、本発明による温度治療システムによって対処される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0008]例示的な温度治療システムの１つの態様では、システムは、関節適合包帯、電源モジュール、ならびに包帯および電源モジュールを動作可能に連通するケーブルを含む。
[0009]例示的な温度治療システムの別の態様では、温度治療は、無線周波数、マイクロ波、超音波、高強度集束超音波、低強度集束超音波、赤外線波、電気エネルギー、レーザエネルギー、他の熱エネルギー源、および前記の組合せを含む電磁スペクトルからの任意の波長のエネルギーを送出することを含むことができる。温度治療はまた、冷却することを含むことができる。
【０００９】
[0010]例示的な温度治療システムの別の態様では、関節適合包帯は、ブラダなどの膨張可能な部材を収容する第１のチャンバ、および１つまたは複数のＮ−Ｐスタック／熱電モジュールをその中に収容する第２のチャンバを含む。熱電モジュールは、金属接続子によって交互に接続されたｐ型およびｎ型の半導体素子から作ることができる。電荷は、ｎ型素子を通って流れ、金属の相互接続子を通り、ｐ型素子に入る。電源が与えられれば、熱電モジュールは冷却器／加熱器として働くことができ、これは、ペルチェ効果として知られるが、ゼーベック効果およびトムスン効果などの他の効果を使用することもできる。ｎ型素子の電子が電流と反対方向に動き、ｐ型素子の正孔が電流の方向に動くと、これらによって装置の一方から熱が取り除くことができる。これは、ＮＰスタックと呼ぶことができる。熱源が外部より与えられると、熱電装置は発電装置として機能することができる。熱源は、ｎ型素子の電子を低温領域の方へ動かし、回路を通る電流を生成する。次いで、ｐ型素子の正孔は電流の方向に流れる。Ｎ−Ｐスタック／熱電モジュールは、本明細書では熱電モジュールと呼ぶ。
【００１０】
[0011]本発明の１つの態様では、ブラダは流体圧縮ポンプと流体連通し、流体圧縮はブラダに空気または液体を送ることができる。１つまたは複数の熱電モジュールを収容する第２のチャンバは、熱交換器と流体連通する。熱電モジュールは、ペルチェ効果またはゼーベック効果を有する。１つまたは複数の熱電モジュールを内部に含む第２のチャンバの外側は、患者の身体に熱伝達して、皮膚ならびに関節および周囲の皮膚の下にある組織を温める、または冷やすように設計される。
【００１１】
[0012]本発明の別の態様では、電源モジュールは、関節適合包帯の熱電モジュールと連通する熱交換器ユニット、流体圧縮ポンプ、および制御器を含む。熱交換器ユニットは、熱を熱交換器内にある熱媒液に伝達する、または熱媒液から熱を伝達される、加熱および冷却用の熱電モジュール、および流体循環ポンプを含む。熱交換器ユニット、電源、および流体圧縮ポンプは、制御器に動作可能に結合し制御される。制御器は、熱交換器ユニットの動作を制御して、熱交換器内の熱媒液の熱特性、例えば加熱または冷却するなどの制御をする。制御器／マイクロプロセッサはまた、関節適合包帯の熱電モジュールへ電力を供給する電源を制御する。
【００１２】
[0013]本発明のさらなる態様では、制御器は、流体循環ポンプ、流体圧縮ポンプ、および電源の動作を制御する。流体循環ポンプは、熱交換器ユニットと第２のチャンバとの間の閉回路または開回路システムの中の熱媒液を循環し、それによって、熱媒液を介して、熱交換器へ熱伝達、または熱交換器から熱電モジュールへ熱伝達することができる。
【００１３】
[0014]本発明のさらなる態様では、圧迫治療システムはまた、ユーザが手動でシステムの温度および治療時間を制御することを可能にする制御器と動作可能に連通するユーザインターフェースを含む。
【００１４】
[0015]本発明のさらなる態様では、圧迫治療システムは閉回路または開回路システムを含むことができる。
[0016]本発明のさらなる態様では、圧迫治療システムは、電源装置に取り外し可能に結合されるか、または電源装置に永続的に結合されることができる。
【００１５】
[0017]本発明のさらなる態様では、治療時間および所望温度などのデータを電源モジュールへ入力するために対話型キーボード表示装置が備えられる。
[0018]本発明の別の態様では、２つの反対の動きをする熱電モジュール構成、すなわち、関節適合包帯の熱電モジュールと電源モジュールの熱電素子、の間の関係を管理するため、ソフトウェアを含むマイクロチップが電源モジュール内に含まれる。
【００１６】
[0019]本発明の別の態様では、パソコン有線、全地球測位システム、移動体通信、およびインターネットの機能が備えられる。
[0020]本発明の別の態様では、冷却圧迫治療システムは、同じ熱媒液がシステム全体を循環する閉回路システム、または熱媒液を取り替えることができる開回路システムを含むことができる。
【００１７】
[0021]別の態様では、閉回路システムは、電源モジュールに取り外し可能に結合されるか、または永続的に取付けられることができる。
[0022]別の態様では、開回路システムは、電源モジュールに取り外し可能に結合される。
【００１８】
[0023]冷却圧迫治療システムの別の態様では、システムは液体、固体、または気体によって冷却される。固体には、氷または化学物質のパックを含んでもよい。化学物質のパックには、水などの非イオン化合物と反応する塩化アンモニウムまたは硝酸アンモニウムなどのイオン化合物を含んでもよい。冷却用の固体は取り外し可能に変えることができる。
【００１９】
[0024]本発明によるシステムは、患者の皮膚に接触する場所で温度を測定し制御することができる。システムはまた、使用中に持続時間および温度を設定、測定、および記録することができる。
【００２０】
[0025]二重の熱電モジュール構成（関節適合包帯内および電源モジュール内）は、複数の熱電モジュールを含んでもよいし、または単一の熱電モジュールを含んでもよい。
[0026]システム全体に循環させる空気は床ユニットから冷却することができ、そこでは、空気が強制的に押し出され、または圧縮されて、チャネルを通り、熱電モジュール装置の高温側を冷却し、排気口から排出される。
【００２１】
[0027]関節適合包帯は、電源モジュールに取り外し可能に結合されるか、または永続的に取付けられるハードケースまたはソフトケースに入れることができる。関節適合包帯はまた、元に戻る調節可能なハードまたはソフトコンプレッションケースに関節適合包帯の熱電モジュールとともに入れることができる。
【００２２】
[0028]本明細書で開示した温度治療システムの様々な態様は、以下の番号の条項で具体化することができる。
条項１．関節適合包帯と、前記関節適合包帯に電力を供給する電源モジュールと、前記包帯と前記電源モジュールを動作可能に結合するケーブルとを含む温度治療システム。
条項２．前記関節適合包帯が、皮膚接触表面と、第１のチャンバと、第２のチャンバとを含み、前記第２のチャンバが前記皮膚接触表面に近接する、条項１に記載の温度治療システム。
条項３．前記第２のチャンバ内に配置され、前記皮膚接触表面と熱的に接触する１つまたは複数の包帯の熱電モジュールをさらに含む、条項２に記載の温度治療システム。
条項４．前記第１のチャンバ内に配置され、前記第２のチャンバおよび前記皮膚接触表面を患者の皮膚に対して圧迫するように構成された１つまたは複数の膨張可能な部材をさらに含む、条項３に記載の温度治療システム。
条項５．前記電源モジュールが、熱交換器ユニットと、電源と、流体圧縮ポンプと、制御器とをさらに含み、前記制御器が、前記熱交換器ユニット、前記電源、および前記流体圧縮ポンプを制御するように動作可能である、条項４に記載の温度治療システム。
条項６．前記熱交換器ユニットが、熱交換器と、１つまたは複数の熱交換器熱電モジュールと、熱流体を動作可能に循環して前記１つまたは複数の熱交換器熱電モジュールおよび前記熱交換器に接触させる流体循環ポンプとを含む、条項５に記載の温度治療システム。
条項７．前記電源モジュールに取り外し可能に結合されるか、または永続的に取付けられるハードケースまたはソフトケースをさらに含む、条項１に記載の温度治療システム。
条項８．前記第２のチャンバが、ナイロン、ポリエステル、またはこれらの熱伝導性の布の組合せから選択された熱伝導性の布、およびアルミニウム、銅、銀、またはこれらの金属の組合せから選択された金属に入れられた、条項２に記載の温度治療システム。
条項９．前記熱伝導性の布が前記皮膚接触表面を含む、条項８に記載の温度治療システム。
条項１０．前記熱伝導性の布が前記皮膚接触表面と接触する、条項８に記載の温度治療システム。
条項１１．前記１つまたは複数の熱電モジュールが、複数の導管によって、前記制御器、前記電源、および前記流体循環ポンプに動作可能に結合された、条項５に記載の温度治療システム。
条項１２．前記第２のチャンバに結合され、前記制御器にフィードバックして、前記包帯の熱電モジュールと接触する熱流体の温度を調節するように構成された１つまたは複数の温度センサをさらに含む、条項５に記載の温度治療システム。
条項１３．前記熱流体が、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびこれらの組合せから選択される、条項１２に記載の温度治療システム。
条項１４．前記包帯の温度および治療時間を制御するために、前記電源、前記熱電モジュール、および前記制御器に動作可能に結合されたユーザ制御オプションをさらに含む、条項５に記載の温度治療システム。
条項１５．前記流体循環ポンプが前記制御器と動作可能に配置され、熱流体を前記包帯の熱電モジュールを通して送るように構成された、条項５に記載の温度治療システム。
条項１６．前記流体圧縮ポンプが、前記膨張可能な部材に流体的に結合して、前記膨張可能な部材を膨らませたり萎ませたりして、前記皮膚接触表面を患者の皮膚に対して圧迫するのを制御する、条項５に記載の温度治療システム。
条項１７．前記ケーブルが前記電源モジュールに取り外し可能に結合される、条項１に記載の温度治療システム。
条項１８．前記ケーブルが前記電源モジュールに永続的に結合される、条項１に記載の温度治療システム。
条項１９．前記ケーブルが、熱伝導性材料を含む外表面と、その中に管腔とを含む、条項１に記載の温度治療システム。
条項２０．前記管腔が、複数の流体流れ導管、流体圧縮導管、電力導管、およびデジタル導管を動作可能に受け入れる、条項１９に記載の温度治療システム。
【００２３】
[0029]複数の実施形態、目的、特徴、および利点が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態は、例示したものであり、限定したものではない、添付の図面とともに説明した以下の詳細な記述から、当業者には明らかになるであろう。
【００２４】
[0030]本発明をよりよく理解するために、また、本発明の実行方法を示すために、例を挙げて、添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】[0031]本発明による、ひじに使用するための例示的な圧迫装置の図である。
【図２】[0032]図２Ａは本発明による、電源に永続的に取付けられた例示的な圧迫システムの図である。図２Ｂは本発明による、電源に永続的に取付けられた例示的な圧迫システムの図である。
【図３】[0033]図３Ａは本発明による、電源に取り外し可能に結合された例示的な圧迫システムの図である。図３Ｂは本発明による、電源に取り外し可能に結合された例示的な圧迫システムの図である。
【図４】[0034]圧迫システムの外側にある時間および温度の制御器を示す例示的な圧迫システムの図である。
【図５】[0035]本発明による圧迫システムの図である。
【図６】[0036]本発明による例示的な電源装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[0037]ここで図１を参照すると、ひじに使用するための関節適合圧迫包帯１２が示される。ひじの包帯が実例として示されているが、これに限定するものではなく、例えば、足首、ひじ、ひざ、および股関節のために使用される包帯は本発明の意図する範囲内であることは、当業者であれば理解するであろう。包帯の形状、輪郭、および構造は、覆われる特定の関節による。包帯は、治療が必要な特定の関節の全体または一部分を周方向に囲み、外側の第１の表面１４および皮膚が接触する第２の表面１６を含む。包帯１２は、弾性織物材料などの全体的にゴム状のものとすることができ、または、軟らかい裏張りを有するポリカーボネートなどの硬いシェルを含むことができることは、当業者であれば理解するであろう。
【００２７】
[0038]図２Ａおよび図３Ａに最もよく示されるように、関節適合包帯は、電源モジュールに取り外し可能に結合されるか、または永続的に取付けられるハードケースまたはソフトケースに入れることができる。関節適合包帯はまた、元に戻る調節可能なハードまたはソフトコンプレッションケースに関節適合包帯の熱電モジュールとともに入れることができる。
【００２８】
[0039]ここで図２〜６を全体的に参照して、本発明による圧迫治療システムが記載される。圧迫治療システムは、概して、対象となる関節を覆う関節適合包帯１２、電源モジュール２００、および包帯１２と電源モジュール２００を動作可能に結合するケーブルを含む。
【００２９】
[0040]このシステムは１つの単位として動作するが、はじめに関節適合包帯を説明する。関節適合包帯１２は、ハードまたはソフトケーシングを含み、患者の皮膚と接触するライナ（図示せず）を含むことができる。関節適合包帯は、第１のチャンバ２０および第２のチャンバ２２を含む。関節適合包帯は、第１の外表面１４および患者の皮膚と接触するように設計された第２の皮膚接触表面１６をさらに含む。
【００３０】
[0041]第１のチャンバ２０は、その中に配置されたブラダなどの膨張可能な部材２４を含む。膨張可能な部材２４は、流体圧縮ポンプ２３６が制御器２３８によって作動されると、包帯１２の第２の皮膚接触側１６を圧迫して皮膚表面２８に接触させるように設計される。
【００３１】
[0042]第２のチャンバ２２は、ナイロン、ポリエステル、もしくはそれらの組合せたものを含む熱伝導性の布、およびアルミニウム、銅、銀、もしくは他の金属などの金属、または当業者に知られている他の材料の中に入れることができる。熱伝導性の布は、包帯１２の第２の皮膚接触表面１６と接触することができる。あるいは、熱伝導性の布は、包帯１２の皮膚接触表面１６を含むことができる。後述のように、患者の皮膚と接触する包帯１２の第２の皮膚接触表面１６は、所望の治療によって、温かくするか冷たくすることができる。
【００３２】
[0043]第２のチャンバ２２は、その中に１つまたは複数の熱電モジュール１８を含む。４つの熱電モジュール１８が描かれているが、使用するのがただ１つの熱電モジュールでもよく、または複数の熱電モジュールでもよいことは、当業者であれば理解するであろう。熱電モジュール１８は、導管３１０、３１２、３１４、３１６を介して、制御器２３８、電源２３４、および流体循環ポンプ２３２に動作可能に結合される。
【００３３】
[0044]１つまたは複数の温度センサ１１は、第２のチャンバ２２内で皮膚の近くに配置される。温度センサ１１は、皮膚の温度を検知して、制御器２３８にフィードバックして、熱電モジュールと接触する熱流体の温度を調節する。
【００３４】
[0045]関節適合包帯１２はまた、その外表面１４にデジタル表示器２３を含むことができる。デジタル表示器および制御オプション２３は、電源、熱電モジュール１８、および制御器２３８に動作可能に結合される。図４に最もよく示されるように、デジタル表示器および制御オプション２３は、温度および分で表わす治療時間を表示するためのデジタル表示器２５を含む。制御オプション２７は、温度と治療時間を制御するためにユーザが制御する入力ボタンを含む。
【００３５】
[0046]ここで図２Ｂおよび図３Ｂを参照して、電源モジュールを説明する。電源モジュール２００は、概して、熱交換器ユニット２３０、電源２３４、流体圧縮ポンプ２３６、および制御器２３８を含む。
【００３６】
[0047]熱交換器ユニット２３０は、熱交換器２２９、熱電モジュール２３１、および流体循環ポンプ２３２を含む。熱電モジュール２３１は、１つの熱電モジュールまたは複数の熱電モジュールを含むことができ、その数は、関節適合包帯１２の熱電モジュール１８の数に対応する。流体循環ポンプ２３２は、熱流体（図示せず）を熱電モジュール２３１および熱交換器２２９を通って流すように、制御器２３８によって動作可能に制御される。流体循環ポンプ２３２はまた、熱交換器ユニット２３０と包帯１２の１つまたは複数の熱電モジュール１８との間の流体の流れを制御する。熱交換器ユニット２３０はまた、熱交換器からの熱および電源モジュールからの熱を排出するため、１つまたは複数のファンを含む。熱交換器２３０は、ケーブル３１６の第１の熱流体循環導管３１０および第２の熱流体循環導管３１２を介して第２のチャンバ２２と流体連通する。最も簡単な形態では、熱流体は水を含むことができる。熱流体はまた、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、および当業者に知られている他の熱流体の混合物を含むことができる。
【００３７】
[0048]本発明によるシステムは、１つまたは複数の熱電モジュール２３１による高レベルの熱制御を提供する。熱電モジュール２３１は、速いポンプ速度が可能なマイクロヒートポンプを含む。熱電モジュールによって発生する熱は、以下のように、熱交換器２２９によって管理することができる。熱流体は、例示的な連続閉回路システムでは、熱電モジュール２３１の表面に接触するように、流体分配ポンプ２３２によって送られる。熱流体は、熱交換器２２９によって冷却することができる。熱交換器２２９は、常に作動している必要はない。むしろ、これは、ユーザによって選択された温度入力データ、センサ１１、および関連するアルゴリズムに基づいて、制御器２３８によって制御される。センサ１１は、対象の熱伝達の関係の経験的な基準を提供する。特注の熱電モジュール２３１もまた使用することができ、これは統合（組込み）熱管理を含むことができることもまた当業者であれば理解するであろう。
【００３８】
[0049]流体圧縮ポンプ２３６は、包帯１２内の膨張可能な部材２０に流体的に結合した空気源を提供して膨張可能な部材１２を膨らませたり萎ませたりして、包帯１２の第２の患者の皮膚接触側１６を患者の皮膚に対して圧迫するのを制御する。
【００３９】
[0050]電源２３４は、電源モジュール２００の制御器２３８および包帯１２の第２のチャンバ内の１つまたは複数の熱電モジュール１８に動作可能に結合される。電源２３４は、制御器２３８が必要とする様々なエネルギーレベル（電圧の場合がある）を提供する。電源は電気的手段に限定されるものではなく、電池も含むことができる。
【００４０】
[0051]制御器２３８は、ユーザがシステムの温度、治療の時間、およびシステムの他の面を手動で制御できるユーザインターフェース（図示せず）を含む。ユーザインターフェースはまた、タッチスクリーンを含むことができ、あるいは「スマートフォン」から、有線接続経由でパソコンによって、および／またはインターネット経由で遠隔通信操作を可能とすることができる。
【００４１】
[0052]ケーブル３１６は、電源モジュール２００に永続的または取り外し可能に結合することができる。ケーブルが電源モジュール２００に取り外し可能に結合される場合、電源モジュールは、図３Ｂに最もよく示されるように、結合チャネル４００を含むことができる。結合チャネル４００は、熱電モジュール２３１と動作可能に連通し、電源２３４および流体圧縮ポンプ２３６と動作可能に接続することができる。ケーブル３１６が電源モジュール２００に取り外し可能に結合される場合、流体循環ポンプ３１９はケーブル３１６内に配置され、流体をシステム全体に動かす。この場合、流体循環ポンプ２３２は電源モジュール２００内には必要としない。
【００４２】
[0053]ケーブル３１６は、その外表面に熱伝導性材料を含み、その中に管腔４２０を含む。管腔４２０は、流体流れ導管３１４、３１６、流体圧縮導管３１７、電力導管３１２、およびデジタル導管３１０を動作可能に受け入れる。流体流れ導管３１４は、流体分配ポンプ２３２によって送られる熱交換器ユニット２３０からの熱流体を供給する。流体流れ導管３１６は、熱流体を熱電モジュール１８から熱交換器２３０へ戻す。流体圧縮導管３１７は、空気を流体圧縮ポンプ２３６から膨張可能な部材２４へ供給する。電力導管３１２は、電力を電源２３４から熱電モジュール１８ならびにデジタル表示器および制御オプション２３へ供給する。デジタル導管３１０は、制御器２３８（およびパソコン、ＧＰＳ、移動体通信、およびインターネットの機能）を熱電モジュール１８ならびにデジタル表示器および制御オプション２３と動作可能に結合する。
【００４３】
[0054]操作の際には、ユーザは、図４に最もよく示されるように、所望の温度および持続時間をユーザインターフェースに入力する。起動ボタンが押されると、制御器を起動することができる。制御器は、流体循環ポンプ２３２に信号を送って起動させる。閉回路システムでは、熱媒液（図示せず）は、流体循環ポンプ２３２によって熱交換器２３０を通って循環され、第１の熱流体循環導管３１０および熱電モジュール１８を通って第２の熱流体循環導管３１２へ送られる。熱流体が熱電モジュールを通って流れると、熱電モジュールを冷却する。熱電モジュール１８が冷却されると、熱伝導性の布は皮膚に冷却効果を伝える。熱流体が第２の熱流体循環導管３１２へ流れると、熱電モジュールの「高温側」から熱が取り去られ、次いで熱交換器２３０へ戻って再循環し、そのサイクルが繰り返えされる。
【００４４】
[0055]ユーザが、関節に「加熱」治療効果を望む場合、関節適合包帯１２を物理的に操作する必要はない。むしろ、ユーザは、所望の温度および持続時間を、制御器２３８に動作可能に結合されたユーザインターフェースに入力する。制御器２３８は、熱電モジュール１８に信号を送って極性を逆転させ、「冷温」皮膚側を「高温」皮膚側に変える。
【００４５】
[0056]熱流体は、水／プロピレングリコールまたはプロピレングリコール、適切な熱容量と粘度特性を有する任意の比較的不活性な流体とすることができる。包帯の第２のチャンバが漏れた場合、細菌の増殖を遅らせるため、熱流体は選択することができる、または添加剤を含むことができる。
【００４６】
[0057]熱電モジュール１８が冷却および／または加熱されると、熱伝導性の布は、冷却／加熱効果を皮膚および隣接の関節に伝え、患者に冷却および温熱治療を提供する。
[0058]図６は、本発明による電源モジュールの回路図を示し、ここで、Ｖ＃は、様々な電力レベルを必要とするプロセスに電力を供給するために必要とする電圧源を表わす。Ｓ＃は、熱電モジュール区域を制御するための様々なアルゴリズムの選択肢を提供するマイクロプロセッサ内のデジタルスイッチング機能を表わす。Ｍ＃は、デジタル／高電圧スイッチングを表わす。スイッチングは、ソリッドステートおよび／または機械的手段を含む様々な技術によって提供することができる。Ｔ＃は熱電モジュールを表わす。複数の熱電モジュールが組み立てられて、区域を生成することができる。しかしながら、単一の熱電モジュールを使用することができることは当業者であれば理解するであろう。熱電対などの様々な要素によってセンサ入力をマイクロプロセッサに提供することができる。電力は、制御器へのセンサ入力に基づいて様々な区域へ分配される。
【００４７】
[0059]本発明によるこの冷却圧迫治療システムは、次のようなビジネス手法で利用される。システムは時間単位でユーザに賃貸される。システムの所有者は、すべての製造されたシステムの所有権および権利を保ち、それにより、所有者は冷却圧迫治療システムの主要な在庫を確立し管理する。各システムは、システムの耐用期間にわたって各システムを同定する固有のシリアル番号を含む。シリアル番号は、システムの製造時に在庫データベースの中に入力される。それは、中に埋め込まれたマイクロチップまたは簡単なバーコードラベルによって装置上で同定することができる。シリアル番号は流通のための各ライセンシに割り当てられ、それによって、装置はＧＰＳによって在庫チェーンのどこでも追跡することができる。
【００４８】
[0060]各ライセンシは、システムの所有者によって発行された固有のライセンシ番号を有する。システムを各ライセンシに支給するために、システムのシリアル番号は、ライセンシ番号に結び付けられ、サブライセンシの在庫を確立する。その後、本発明による冷却圧迫治療システムおよび方法は、患者が使用できるようになる。ライセンシは、病院および医院などのヘルスケア提供者の場所にシステムを無料で設置する。
【００４９】
[0061]システムは、装置内部のインターネット有線ＵＳＢ式接続、Ｗｉ−Ｆｉインターフェース、または携帯電話接続によって、承認者のウェブサイトに直接通信することができる。システムはまた、ＧＰＳ追跡ハードウェアを含む。
【００５０】
[0062]システムは、患者が使用するために、インターネットを経由した電子遠隔起動が可能である。ライセンシは、既存の患者に追加の時間単位を追加するために、在庫制御のためにＧＰＳ経由でシステムを追跡するために、または、かつては物理的に装置の位置をつかんでいたが、そうすることなく異なるエンドユーザに装置を出荷するために、システムと遠隔で通信することができる。システムは、使用回数、持続時間、および温度などの医療データを収集し、患者の医師に伝える関連データを保有することができる。
【００５１】
[0063]代金請求およびすべての会計取引は、起動時に自動的に行われる。一例として、患者が２週間システムを賃借する場合を仮定する。システムのシリアル番号は、承認者のウェブサイト上のライセンシ番号に関係付けられている。現金またはクレジットカードなどの支払方法を承認者のウェブサイト上で入力する。支払処理が終わると、承認者のウェブサイトは、システムに遠隔からアップロード、または手動でアップロードすることができるパスワードを発行する。そのパスワードによって、システムは特定の時間単位の回数作動する、または患者は、割り当てられたレンタル時間の枠内で選べるだけ何回もシステムを自由に使用することができる。
【００５２】
[0064]上で開示したように、システムは、インターネットへのＷｉ−Ｆｉ、移動体通信、および直接ケーブル接続などの組込みの高性能モバイル技術を含むことができる。
[0065]本発明は、好ましい実施形態を参照して説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細を変更することができることは、当業者であれば認識するであろう。
【図１】
2015518778.tif 000003
【図２】
2015518778.tif 000004
【図３】
2015518778.tif 000005
【図４】
2015518778.tif 000006
【図５】
2015518778.tif 000007
【図６】
2015518778.tif 000008
【国際調査報告】
2015518778.tif 000009