(57)【要約】  システム（２０）は、一次回路（２８）内の第１の流体を加熱／冷却するための加熱器／冷却器モジュール（２２）と、標的デバイス（３８）を加熱／冷却するために標的デバイス（３８）に第２の流体を提供する熱伝達流体回路（２４）と、第１の流体と第２の流体との間の熱伝達を促進するために、一次回路（２８）の少なくとも一部、及び第２の流体が流れる二次回路（３６）の少なくとも一部を含む、熱交換器（２６）と、を含む。一次回路（２８）及び二次回路（３６）は、別個の回路であり、第１の流体及び第２の流体は、システム内で分離されたままである。また、システムは、モジュール式であり、要素を積み重ねて加熱／冷却能力を増加させること、及び／又は、加熱／冷却チャネルの数を増加させることができ、また、システムは、救急車、航空機、ヘリコプター用途、並びにバッテリ動作及び／又は無停電電源装置の使用などの携帯型用途と互換性がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
一次回路を含み、前記一次回路内の第１の流体を加熱／冷却するように構成された加熱器／冷却器モジュールと、
標的デバイスに第２の流体を提供して、前記標的デバイスを加熱／冷却するように構成された熱伝達流体回路と、
前記第１の流体と前記第２の流体との間の熱伝達を促進するように、前記第１の流体が流れる前記一次回路の少なくとも一部、および前記第２の流体が流れる二次回路の少なくとも一部を含む、熱交換器と、を備え、前記一次回路および前記二次回路が、別個の回路であり、そのため、前記第１の流体および前記第２の流体が、前記システム内で分離されたままである、システム。
【請求項２】
前記一次回路が、前記加熱器／冷却器モジュールの恒久的な部分である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記一次回路が、前記第１の流体を含有する気密封止された閉回路である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記二次回路の前記少なくとも一部が、前記加熱器／冷却器モジュールの一部であり、使い捨てではなく、そのため、前記二次回路の前記少なくとも一部が、１回以上の使用後に洗浄および消毒される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記二次回路が、前記熱伝達流体回路の一部である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記二次回路が、前記熱伝達流体回路の一部であり、使い捨てである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記熱伝達流体回路が、単一使用の使い捨て回路である、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記熱伝達流体回路が、１回以上の使用後に洗浄および消毒される再利用可能な回路である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
２つ以上の熱交換器、
２つ以上の加熱器／冷却器モジュール、
２つ以上の熱伝達流体回路、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記二次回路が、前記第２の流体を含有する気密封止された閉回路である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記加熱器／冷却器モジュールが、前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却するための加熱ポンプを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記加熱器／冷却器モジュールが、第３の流体を受容するように構成され、前記一次回路内の前記第３の流体と前記第１の流体との間の熱伝達を促進する補助熱交換器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記熱交換器が、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも一方を加熱／冷却するために前記熱交換器に熱的に結合された熱電加熱器／冷却器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記熱交換器が、前記熱交換器内の前記第２の流体を加熱するように構成された補助電気加熱器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記標的デバイスが、人工肺熱交換器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
血液の温度測定を行うように構成された第１の温度センサと、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つの温度測定を行うように構成された第２の温度センサと、を備え、前記システムが、前記血液と、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの前記少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記熱交換器が、熱殺菌中に前記熱交換器を乾燥および熱殺菌するために使用される１つ以上の補助電気加熱器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記熱交換器が、前記第２の流体がない場合に前記熱交換器の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記熱交換器が、前記第１の流体を受容するように構成された第１のモジュールと、前記第２の流体を受容するように構成された使い捨てモジュールと、を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のモジュールが、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱するための１つ以上の補助電気加熱器を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１のモジュールが、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つの前記温度を測定するように構成された温度センサを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記使い捨てモジュールが、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱するための１つ以上の補助電気加熱器を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記使い捨てモジュールが、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つの温度を測定するように構成された少なくとも１つの温度センサを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１のモジュールが、第１のプレート熱交換器を含み、前記使い捨てモジュールが、第２のプレート熱交換器を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
前記熱交換器が、前記第１の流体を受容するように構成されたプレート熱交換器と、前記第２の流体を受容するように構成された使い捨てプレート熱交換器と、を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
システムであって、
一次回路、および前記一次回路内の第１の流体を加熱／冷却するための加熱ポンプを含む、加熱器／冷却器モジュールと、
第２の流体を含有し、前記第２の流体を二次回路内の標的デバイスに提供して、前記第２の流体と前記標的デバイス内の標的流体との間の熱伝達を促進するように構成されている、前記二次回路を含む、熱伝達流体回路と、
前記第１の流体を介して前記第２の流体の温度を調節するように、前記第１の流体が流れる前記一次回路の少なくとも一部、および前記第２の流体が流れる前記二次回路の少なくとも一部を含む、熱交換器回路と、を備える、システム。
【請求項２７】
前記一次回路が、前記熱交換器内の熱交換器コイルを含み、前記二次回路が、前記熱交換器コイルの周りで封止される容器を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の流体が、前記熱交換器コイルを通って流れ、前記第１の流体と前記熱交換器コイルとの間の熱伝達を促進して前記熱交換器コイルの第１の温度を達成し、前記第２の流体が、前記熱交換器コイルの周りを流れて、前記第２の流体と前記熱交換器コイルとの間の熱伝達を促進して前記第２の流体の第２の温度を達成する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記熱交換器が、前記第２の流体に熱を提供するように構成された補助電気加熱器を含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記熱交換器が、前記第２の流体の温度測定を提供するように構成された少なくとも１つの温度センサを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記熱交換器が、熱交換器構造を含み、前記二次回路が、前記熱交換器構造の周りで封止される容器を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第１の流体および前記熱交換器構造が、前記第１の流体と前記熱交換器構造との間の熱伝達を促進して前記熱交換器構造の第１の温度を達成し、前記第２の流体が、前記容器を通って前記容器内の前記熱交換器構造の周りを流れ、前記熱交換器構造と前記第２の流体との間の熱伝達を促進して前記第２の流体の第２の温度を達成する、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記熱交換器が、前記第２の流体に熱を提供するように構成された補助電気加熱器を備える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記熱交換器が、前記第２の流体の温度測定を提供するように構成された温度センサを含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記加熱器／冷却器モジュールが、第３の流体を受容して、前記一次回路内の前記第３の流体と前記第１の流体との間の熱伝達を促進するように構成されている、補助熱交換器を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３６】
前記熱交換器が、前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却するように前記熱交換器に結合された熱電加熱器／冷却器を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３７】
前記熱伝達流体回路が、単一使用の使い捨てユニットである、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３８】
一次回路内の第１の流体、ポンプ、加熱器／冷却器要素、および熱交換器を含む加熱器／冷却器モジュールを介して標的デバイス内の標的流体を加熱／冷却する方法であって、
前記ポンプを介して前記一次回路および前記熱交換器を通して前記第１の流体を圧送することと、
前記加熱器／冷却器要素を用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することと、
第２の流体を前記一次回路とは別個である二次回路に提供し、そのため、前記第１の流体および前記第２の流体が、別個の流体として維持されるようにすることと、
前記二次回路および前記熱交換器を通して前記第２の流体を圧送することと、
前記二次回路内の前記第２の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の前記熱交換器における熱伝達を促進することと、
前記第２の流体を前記標的デバイスに提供して、前記第２の流体と前記標的流体との間の熱伝達を促進することと、を含む、方法。
【請求項３９】
前記第１の流体を加熱／冷却することが、加熱ポンプを用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１の流体を加熱／冷却することが、前記加熱器／冷却器モジュール内の補助熱交換器を用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することを含み、前記補助熱交換器が、第３の流体を受容して前記一次回路内の前記第３の流体と前記第１の流体の間の熱伝達を促進するように構成されている、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の流体を加熱／冷却することが、前記熱交換器に結合された熱電加熱器／冷却器を用いて、前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記熱交換器に結合された１つ以上の補助電気加熱器を用いて前記熱交換器内の前記第１の流体および前記熱交換器内の前記第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記二次回路内の前記第２の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の熱伝達を促進することが、
前記一次回路の一部であり、前記熱交換器内に載置されている、熱交換器コイルを通して、前記第１の流体を圧送することと、
前記第２の流体が前記熱交換器コイルの周りを流れるように、前記熱交換器コイルの周りに封止された容器を通して前記第２の流体を圧送することと、を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記二次回路内の前記第２の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の熱伝達を促進することが、
前記一次回路の一部であり、前記熱交換器内に載置されている、熱交換器構造を通して、前記第１の流体を圧送することと、
前記第２の流体が前記熱交換器構造の周りを流れるように、前記熱交換器構造の周りに封止された容器を通して前記第２の流体を圧送することと、を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
前記二次回路内の前記第２の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の熱伝達を促進することが、
前記一次回路の一部であり、前記熱交換器内に載置されている、第１のプレート熱交換器を通して、前記第１の流体を圧送することと、
前記二次回路および前記熱伝達流体回路の一部である第２のプレート熱交換器を通して、前記第２の流体を圧送することと、
前記第１のプレート熱交換器と前記第２のプレート熱交換器との間の熱伝達を促進して、前記第２の流体を加熱／冷却することと、を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つの流体温度を測定することによって、前記標的デバイス内の前記標的流体の温度を調節することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４７】
前記標的デバイス内の前記標的流体と、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持することを含む、請求項３８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、標的デバイスを加熱および／または冷却（加熱／冷却）するためのシステムに関する。より具体的には、本開示は、体外血液循環中の人工心肺器の人工肺における直接または二次流体回路、例えば熱交換器を介して、患者または臓器または血液などの他の流体を加熱／冷却するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工肺は、血液の体外人工肺に使用されるデバイスである。多くの場合、人工肺は、人工心肺器または体外膜型人工肺（ＥＣＭＯ）デバイスで使用され、これには、塞栓症を大幅に回避できる膜型人工肺が含まれる。ガスミキサーと流量計を使用して、酸素および二酸化炭素の移動を確実に制御する。
【０００３】
人工肺では、患者の血液が加温または冷却され、かつ酸素化される。人工肺には、血液を加温または冷却するための熱交換器が含まれている。人工肺では、熱交換媒体は、熱交換器を通って流れ、血液を加温するために熱量を血液に伝達するか、または血液を冷却するために血液から熱量を吸収する。熱交換媒体は通常、ポンプユニットによって熱交換器に供給され、血液との熱交換が行われた後、熱交換媒体は、同じポンプユニットまたは別のポンプユニットによって熱交換器から排出される。熱交換媒体、例えば、水は、熱交換器に送られる前に、加熱器／冷却器で事前に加熱または冷却される。そのサイズと複雑な構造により、加熱器／冷却器は、人工心肺器またはＥＣＭＯとは別個である。
【０００４】
状況によっては、適切に洗浄または保守されていない場合、加熱器／冷却器の熱交換媒体に汚染の問題がある可能性がある。この状況では、加熱器／冷却器は、ＯＲ内の機器および／または大気が汚染され、細菌が汚染された熱交換媒体から患者の血液に侵入するリスクをもたらす可能性がある。また、加熱器／冷却器は、ほとんどの用途に対して、過電力状態になっている可能性があり、電力消費および電源装置の互換性の問題を提示する。また、加熱器／冷却器はサイズが大きいため、使い勝手が悪く、持ち運び可能ではないできない場合がある。また、加熱器と冷却器のサイズと電力の比率により、集中治療室（ＩＣＵ）の用途には適していない場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、熱交換媒体を保持する（しばしば大気に開放されている）流体リザーバの必要性を有利に排除する加熱器／冷却器構成に関する。さらに、これらの構成は、２つの別個の流体回路、すなわち、加熱器／冷却器デバイスによって加熱される第１の回路と、標的デバイス（例えば、熱交換器）と連絡する第２の回路と、を提供する。したがって、熱交換媒体が汚染された場合、そのような汚染は標的デバイスに伝達されず、したがって患者の血液を汚染する可能性がない。
【０００６】
実施例において詳述されるように、実施例１は、一次回路を含み、一次回路内の第１の流体を加熱／冷却するための加熱器／冷却器モジュールと、標的デバイスに第２の流体を提供して、標的デバイスを加熱／冷却するように構成された熱伝達流体回路と、第１の流体と第２の流体との間の熱伝達を促進するように、第１の流体が流れる一次回路の少なくとも一部、および第２の流体が流れる二次回路の少なくとも一部を含む、熱交換器と、を含む、システムである。一次回路および二次回路は、別個の回路であり、そのため、第１の流体および第２の流体は、システム内で分離されたままである。
【０００７】
実施例２は、一次回路が、加熱器／冷却器モジュールの恒久的な部分である、実施例１に記載のシステムである。
【０００８】
実施例３は、一次回路が、第１の流体を含有する気密封止された閉回路である、実施例１に記載のシステムである。
【０００９】
実施例４は、二次回路の少なくとも一部が、加熱器／冷却器モジュールの一部であり、使い捨てではなく、そのため、二次回路の少なくとも一部が、１回以上の使用後に洗浄および消毒される、実施例１に記載のシステムである。
【００１０】
実施例５は、二次回路が、熱伝達流体回路の一部である、実施例１に記載のシステムである。
【００１１】
実施例６は、二次回路が、熱伝達流体回路の一部であり、使い捨てである、実施例１に記載のシステムである。
【００１２】
実施例７は、熱伝達流体回路が、単一使用の使い捨て回路である、実施例１に記載のシステムである。
【００１３】
実施例８は、熱伝達流体回路が、１回以上の使用後に洗浄および消毒される再利用可能な回路である、実施例１に記載のシステムである。
【００１４】
実施例９は、２つ以上の熱交換器、２つ以上の加熱器／冷却器モジュール、および２つ以上の熱伝達流体回路のうちの少なくとも１つを含む、実施例１に記載のシステムである。
【００１５】
実施例１０は、二次回路が、第２の流体を含有する気密封止された閉回路である、実施例１に記載のシステムである。
【００１６】
実施例１１は、加熱器／冷却器モジュールが、一次回路内の第１の流体を加熱／冷却するための加熱ポンプを含む、実施例１に記載のシステムである。
【００１７】
実施例１２は、加熱器／冷却器モジュールが、第３の流体を受容するように構成され、一次回路内の第３の流体と第１の流体との間の熱伝達を促進する補助熱交換器を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００１８】
実施例１３は、熱交換器が、第１の流体および第２の流体の少なくとも一方を加熱／冷却するために熱交換器に熱的に結合された熱電加熱器／冷却器を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００１９】
実施例１４は、熱交換器が、熱交換器内の第２の流体を加熱するように構成された補助電気加熱器を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００２０】
実施例１５は、標的デバイスが、人工肺熱交換器を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００２１】
実施例１６は、血液の温度測定を行うように構成された第１の温度センサと、第１の流体および第２の流体の少なくとも１つの温度測定を行うように構成された第２の温度センサと、を備え、システムが、血液と、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持するように構成されている、実施例１５に記載のシステムである。
【００２２】
実施例１７は、熱交換器が、熱殺菌中に熱交換器を乾燥および熱殺菌するために使用される１つ以上の補助電気加熱器を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００２３】
実施例１８は、熱交換器が、第２の流体がない場合に熱交換器の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサを含む、実施例１に記載のシステムである。
【００２４】
実施例１９は、熱交換器が、第１の流体を受容するように構成された第１のモジュールと、第２の流体を受容するように構成された使い捨てモジュールと、を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００２５】
実施例２０は、第１のモジュールが、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱するための１つ以上の補助電気加熱器を含む、実施例１９に記載のシステムである。
【００２６】
実施例２１は、第１のモジュールが、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つの温度を測定するように構成された温度センサを含む、実施例１９に記載のシステムである。
【００２７】
実施例２２は、使い捨てモジュールが、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱するための１つ以上の補助電気加熱器を含む、実施例１９に記載のシステムである。
【００２８】
実施例２３は、使い捨てモジュールが、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つの温度を測定するように構成された少なくとも１つの温度センサを含む、実施例１９に記載のシステムである。
【００２９】
実施例２４は、第１のモジュールが、第１のプレート熱交換器を含み、使い捨てモジュールが、第２のプレート熱交換器を含む、実施例１９に記載のシステムである。
【００３０】
実施例２５は、熱交換器が、第１の流体を受容するように構成されたプレート熱交換器と、第２の流体を受容するように構成された使い捨てプレート熱交換器と、を含む、実施例１に記載のシステムである。
【００３１】
実施例２６は、システムであって、一次回路、および一次回路内の第１の流体を加熱／冷却する加熱ポンプを含む、加熱器／冷却器モジュールと、第２の流体を含有し、第２の流体を二次回路内の標的デバイスに提供して、第２の流体と標的デバイス内の標的流体との間の熱伝達を促進するように構成されている、第２の回路を含む、熱伝達流体回路と、第１の流体を介して第２の流体の温度を調節するように、第１の流体が流れる一次回路の少なくとも一部、および第２の流体が流れる二次回路の少なくとも一部と、を含む、熱交換器回路と、を含む、システムである。
【００３２】
実施例２７は、一次回路が、熱交換器内の熱交換器コイルを含み、二次回路が、熱交換器コイルの周りで封止される容器を含む、実施例２６に記載のシステムである。
【００３３】
実施例２８は、第１の流体が、熱交換器コイルを通って流れ、第１の流体と熱交換器コイルとの間の熱伝達を促進して熱交換器コイルの第１の温度を達成し、第２の流体が、熱交換器コイルの周りを流れて、第２の流体と熱交換器コイルとの間の熱伝達を促進して第２の流体の第２の温度を達成する、実施例２７に記載のシステムである。
【００３４】
実施例２９は、熱交換器が、第２の流体に熱を提供するように構成された補助電気加熱器を含む、実施例２７に記載のシステムである。
【００３５】
実施例３０は、熱交換器が、第２の流体の温度測定を提供するように構成された少なくとも１つの温度センサを含む、実施例２７に記載のシステムである。
【００３６】
実施例３１は、熱交換器が、熱交換器構造を含み、二次回路が、熱交換器構造の周りで封止される容器を含む、実施例２６に記載のシステムである。
【００３７】
実施例３２は、第１の流体および熱交換器構造が、第１の流体と熱交換器構造との間の熱伝達を促進して熱交換器構造の第１の温度を達成し、第２の流体が、容器を通って容器内の熱交換器構造の周りを流れ、熱交換器構造と第２の流体との間の熱伝達を促進して第２の流体の第２の温度を達成する、実施例３１に記載のシステムである。
【００３８】
実施例３３は、熱交換器が、第２の流体に熱を提供するように構成された補助電気加熱器を備える、実施例３１に記載のシステムである。
【００３９】
実施例３４は、熱交換器が、第２の流体の温度測定を提供するように構成された温度センサを含む、実施例３１に記載のシステムである。
【００４０】
実施例３５は、加熱器／冷却器モジュールが、第３の流体を受容して、一次回路内の第３の流体と第１の流体との間の熱伝達を促進するように構成されている、補助熱交換器を含む、実施例２６に記載のシステムである。
【００４１】
実施例３６は、熱交換器が、一次回路内の第１の流体を加熱／冷却するように熱交換器に結合された熱電加熱器／冷却器を含む、実施例２６に記載のシステムである。
【００４２】
実施例３７は、熱伝達流体回路が、単一使用の使い捨てユニットである、実施例２６に記載のシステムである。
【００４３】
実施例３８は、一次回路内の第１の流体、ポンプ、加熱器／冷却器要素、および熱交換器を含む加熱器／冷却器モジュールを介して、標的デバイス内の標的流体を加熱／冷却する方法であって、ポンプを介して一次回路および熱交換器を通して第１の流体を圧送することと、加熱器／冷却器要素を備えた一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することと、第２の流体を一次回路とは別個である二次回路に提供し、そのため、第１の流体および第２の流体が、別個の流体として維持されるようにすることと、二次回路および熱交換器を通して第２の流体を圧送することと、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱交換器内の熱伝達を促進することと、第２の流体を標的デバイスに提供して、第２の流体と標的流体との間の熱伝達を促進することと、を含む、方法である。
【００４４】
実施例３９は、第１の流体を加熱／冷却することが、加熱ポンプを用いて一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することを含む、実施例３８に記載の方法である。
【００４５】
実施例４０は、第１の流体を加熱／冷却することが、加熱器／冷却器モジュール内の補助熱交換器を用いて一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することを含み、補助熱交換器が、第３の流体を受容して一次回路内の第３の流体と第１の流体の間の熱伝達を促進するように構成されている、実施例３８に記載の方法である。
【００４６】
実施例４１は、第１の流体を加熱／冷却することが、熱交換器に結合された熱電加熱器／冷却器を用いて、一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することを含む、実施例３８に記載の方法である。
【００４７】
実施例４２は、熱交換器に結合された１つ以上の補助電気加熱器を用いて熱交換器の第１の流体および熱交換器の第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱することを含む、実施例３８に記載の方法である。
【００４８】
実施例４３は、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱伝達を促進することが、一次回路の一部であり、熱交換器内に載置されている、熱交換器コイルを通して、第１の流体を圧送することと、第２の流体が熱交換器コイルの周りを流れるように、熱交換器コイルの周りに封止された容器を通して第２の流体を圧送することと、を含む、実施例３８に記載の方法である。
【００４９】
実施例４４は、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱伝達を促進することが、一次回路の一部であり、熱交換器内に載置されている、熱交換器構造を通して、第１の流体を圧送することと、第２の流体が熱交換器構造の周りを流れるように、熱交換器構造の周りに封止された容器を通して第２の流体を圧送することと、を含む、実施例３８に記載の方法である。
【００５０】
実施例４５は、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱伝達を促進することが、一次回路の一部であり、熱交換器に載置されている、第１のプレート熱交換器を通して、第１の流体を圧送することと、二次回路および熱伝達流体回路の一部である第２のプレート熱交換器を通して、第２の流体を圧送することと、第１のプレート熱交換器と第２のプレート熱交換器との間の熱伝達を促進して、第２の流体を加熱／冷却することと、を含む、実施例３８に記載の方法である。
【００５１】
実施例４６は、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つの流体温度を測定することによって、標的デバイス内の標的流体の温度を調節することを含む、実施例３８に記載の方法である。
【００５２】
実施例４７は、標的デバイス内の標的流体と、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持することを含む、実施例３８に記載の方法である。
【００５３】
複数の実施形態が開示されているが、本開示のさらに他の実施形態は、本開示の例示的な実施形態を示し、説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本開示の実施形態による、モジュール式加熱／冷却システムを示す図である。
【図２】本開示の実施形態による、第１のモジュール式加熱／冷却システムおよび第２のモジュール式加熱／冷却システムを含む積み重ねられたモジュール式加熱／冷却システムを示す図である。
【図３Ａ】本開示の実施形態による、加熱器／冷却器モジュールおよび熱交換器を示す図である。
【図３Ｂ】本開示の実施形態による、熱伝達流体回路および熱交換器を示す図である。
【図４Ａ】本開示の実施形態による、熱交換器を示す図である。
【図４Ｂ】本開示の実施形態による、第１のモジュールから取り外された第２のモジュールを示す図である。
【図５】本開示の実施形態による、別の熱交換器を示す図である。
【図６】本開示の実施形態による、別の熱交換器を示す図である。
【図７】本開示の実施形態による、加熱器／冷却器モジュールを介して標的デバイス内の標的流体を加熱／冷却する方法を示すフローチャート図である。
【００５５】
本開示は、様々な修正形態および代替形態が可能であるが、特定の実施形態が、例として図面に示され、以下で詳細に説明されている。しかしながら、その意図は、記載された特定の実施形態に開示を限定することではない。それどころか、本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲内にあるすべての修正、等価物、および代替物を網羅することを意図している。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１は、本開示の実施形態による、モジュール式加熱／冷却システム２０を示す図である。モジュール式加熱／冷却システム２０は、加熱器／冷却器モジュール２２、熱伝達流体回路２４、および熱交換器２６を含む。加熱器／冷却器モジュール２２、熱伝達流体回路２４、および／または熱交換器２６を含むシステム２０の異なる部分は、他の同様の部分に「積み重ね」または結合して、システム２０の加熱／冷却能力の増加を提供するか／または加熱／冷却チャネルの数を増加させることができる。例えば、複数の加熱器／冷却器モジュール２２および／または複数の熱伝達流体回路２４および／または複数の熱交換器２６を「積み重ね」て、加熱／冷却能力の増加および／または加熱／冷却チャネルの増加をもたらすことができる。また、複数の類似部品があると、部品のいずれかに障害が発生した場合に冗長性が提供され、モジュール性により、システム２０をカスタマイズして様々な消費電力のニーズに合わせて様々な用途に必要な最適化された加熱／冷却機能を提供することができる。
【００５７】
ほとんどの用途において、システム２０は、加熱器／冷却器モジュール２２、熱伝達流体回路２４、および／または熱交換器２６の各々うちの１つを含む。これらの実施形態では、システム２０は、５００〜６００ワットを消費し、それにより、システム２０は、救急車、航空機、およびヘリコプター用途などの携帯型用途と互換性がある。また、低電力消費により、システム２０は、バッテリ動作および無停電電源装置（ＵＰＳ）の使用と互換性がある。さらに、低消費電力により、システム２０は、複数の国の電気システムと互換性があり、システム２０は、１つの電源コンセントに電力を供給し過ぎずに１つの電源コンセントに接続することができる。したがって、システム２０は、１つの電力コンセントが最大３．５キロワットを供給できるヨーロッパ、および１つの電源コンセントが１．８キロワットを供給できる米国、および１つの電源コンセントが最大１．５キロワットのみ供給できる日本で使用することができる。
【００５８】
また、モジュール式加熱／冷却システム２０は、システム２０またはシステム２０の構成要素を心肺器（ＨＬＭ）の近くに置くなど、小さな領域での用途に適合するサイズ上の利点を有する。いくつかの実施形態では、システム２０は、わずか０．５×０．５×０．５メートルの面積または容積を占める。これは、低電力消費とともに、システム２０を携帯型用途に利用可能にする。
【００５９】
システム２０は、医療分野における異なる加熱／冷却用途で使用することができる。これらの医療分野の用途には、人工肺における血液の加熱／冷却、心停止中の１つ以上の薬物の加熱／冷却、衣類または毛布などの他のアイテムの加熱／冷却、温熱療法および低体温療法、および臓器灌流内の液体の加熱／冷却が含まれる。さらに、モジュール式加熱／冷却システム２０は、集中治療室（ＩＣＵ）などの心肺バイパス（ＣＰＢ）および体外膜型人工肺（ＥＣＭＯ）で使用することができる。
【００６０】
加熱器／冷却器モジュール２２は、一次回路配管３４を介して一次回路ポンプ３２に流体的に結合された加熱器／冷却器要素３０を含む一次回路２８を含む。一次回路２８は、一次回路２８内に第１の流体を含み、一次回路配管３４は、熱交換器２６に流体的に結合される。いくつかの実施形態では、加熱器／冷却器要素３０は、加熱ポンプを含む。いくつかの実施形態では、一次回路ポンプ３２は、ＨＬＭのポンプおよび／または独立型ポンプを含む。いくつかの実施形態では、第１の流体は水を含む。いくつかの実施形態では、一次回路２８は、加熱器／冷却器モジュール２２の恒久的な部分である。
【００６１】
いくつかの実施形態では、一次回路２８は、第１の流体を含む閉回路である。いくつかの実施形態では、一次回路２８は、第１の流体を含む気密封止された閉回路である。一次回路２８が閉回路である実施形態では、システム２０は、第１の流体を保持する外気タンクによるＯＲの汚染を防止する。また、これらの実施形態は、一次回路２８を消毒する必要性を排除する。
【００６２】
熱伝達流体回路２４は、二次回路配管４２を介して二次回路ポンプ４０に流体的に結合された標的デバイス３８を含む二次回路３６を含む。二次回路３６は、二次回路３６内に第２の流体を含み、二次回路配管４２は、熱交換器２６に流体的に結合される。いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路２４は、単一使用の使い捨て回路である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ４０は、加熱器／冷却器モジュール２２の一部である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ３６は、ＨＬＭのポンプおよび／または独立型ポンプを含む。いくつかの実施形態では、第２の流体は水を含む。いくつかの実施形態では、二次回路３６は使い捨てである。
【００６３】
いくつかの実施形態では、二次回路３６は、第２の流体を含む閉回路である。いくつかの実施形態では、二次回路３６は、第２の流体を含む気密封止された閉回路である。二次回路３６が閉回路である実施形態では、システム２０は、第２の流体を保持する外気タンクによるＯＲの汚染を防止する。また、これらの実施形態は、二次回路３６を消毒する必要性を排除する。
【００６４】
いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路２４は、１回以上の使用後に洗浄および消毒される再利用可能な回路である。他の実施形態では、二次回路３６の少なくとも一部は、加熱器／冷却器モジュール２２の一部であり、使い捨てではないため、二次回路３６の少なくとも一部は、１回以上の使用後に洗浄および消毒される。消毒において、二次回路３６は、残留する第２の流体を空にし、９５℃などの温度で、細菌増殖の防止を含む回路を滅菌するために指定された時間、熱消毒する。
【００６５】
加熱器／冷却器モジュール２２内の一次回路ポンプ３２は、一次回路配管３４および熱交換器２６を含む一次回路２８の周りおよびそこを通して第１の流体を圧送する。加熱器／冷却器要素３０は、第１の流体を加熱／冷却するように制御される。いくつかの実施形態では熱伝達流体回路２４の一部であり、いくつかの実施形態では加熱器／冷却器モジュール２２の一部である二次回路ポンプ４０は、二次回路配管４２、標的デバイス３８、および熱交換器２６の周りおよびそれらを通して第２の流体を圧送する。二次回路３６は、第２の流体を標的デバイス３８に提供して、標的デバイス３８を加熱／冷却する。一次回路２８および二次回路３６は、別個の回路であり、第１の流体および第２の流体はシステム２０内で分離されたままである。
【００６６】
熱交換器２６は、第１の流体が流れる一次回路２８の少なくとも一部と、第１の流体と第２の流体との間の熱伝達を促進する第２の流体が流れる二次回路３６の少なくとも一部と、を含む。第２の流体の温度は、第１の流体の温度によって調節される。いくつかの実施形態では、標的デバイス３８は、標的流体を含み、第２の流体は、標的デバイス３８を通って流れ、第２の流体と標的流体との間の熱伝達を促進する。
【００６７】
図２は、本開示の実施形態による、第１のモジュール式加熱／冷却システム１０２および第２のモジュール式加熱／冷却システム１０４を含む積み重ねられたモジュール式加熱／冷却システム１００を示す図である。第１のモジュール式加熱／冷却システム１０２は、加熱器／冷却器モジュール１０６、熱伝達流体回路１０８、および熱交換器１１０を含む。第２のモジュール式加熱／冷却システム１０４は、加熱器／冷却器モジュール１１２、熱伝達流体回路１１４、および熱交換器１１６を含む。第１のモジュール式加熱／冷却システム１０２は、第１のモジュール式加熱／冷却システム１０２に電力を供給するための電力接続１０２ａを含み、第２のモジュール式加熱／冷却システム１０４は、第２のモジュール式加熱／冷却システム１０４に電力を供給するための電力接続１０４ａを含む。いくつかの実施形態では、加熱器／冷却器モジュール１０６および１１２の１つ以上は、加熱器／冷却器モジュール２２と同様である。いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路１０８および１１４の１つ以上は、熱伝達流体回路２４と同様である。いくつかの実施形態では、１つ以上の熱交換器１１０および１１６は、熱交換器２６と同様である。他の実施形態では、積層型モジュール式加熱／冷却システム１００は、異なる数の加熱器／冷却器モジュール、伝熱流体回路、および／または熱交換器を含み、加熱／冷却能力の増加および／または加熱／冷却チャンネルの増加を提供する。
【００６８】
いくつかの実施形態では、第１および第２のモジュール式加熱／冷却システム１０２および１０４の各々は、５００〜６００ワットを消費し、その結果、積み重ねられたモジュール式加熱／冷却システム１００は、１０００〜１２００ワットを消費する。これらの実施形態では、積み重ねられたモジュール式の加熱／冷却システム１００は、１つの電力コンセントが最大３．５キロワットを供給できるヨーロッパ、および１つの電源コンセントが１．８キロワットを供給できる米国、および１つの電源コンセントが最大１．５キロワットを供給できる日本で１つの電力コンセントを介して電力を供給され得る。代替的に、第１および第２のモジュール式加熱／冷却システム１０２および１０４の各々は、別々の出口に差し込むことができる。
【００６９】
図１のシステム２０と同様に、システム１００は、人工肺における血液の加熱／冷却、心停止中の１つ以上の薬物の加熱／冷却、衣類または毛布などの他のアイテムの加熱／冷却、温熱療法および低体温療法、および臓器灌流内の液体の加熱／冷却を含む、医療分野の異なる加熱／冷却用途で使用することができる。また、システム１００は、ＩＣＵなどのＣＰＢおよびＥＣＭＯ用途で使用することができる。
【００７０】
加熱器／冷却器モジュール１０６は、一次回路配管１２４を介して一次回路ポンプ１２２に流体的に結合された加熱器／冷却器要素１２０を含む一次回路１１８を含む。一次回路１１８は、第１の流体を含み、一次回路配管１２４は、熱交換器１１０に流体的に結合される。加熱器／冷却器モジュール１１２は、一次回路配管１３２を介して一次回路ポンプ１３０に流体的に結合された加熱器／冷却器要素１２８を含む一次回路１２６を含む。一次回路１２６は別の第１の流体を含み、一次回路配管１３２は熱交換器１１６に流体的に結合される。いくつかの実施形態では、加熱器／冷却器要素１２０および１２８の１つ以上は、加熱ポンプを含む。いくつかの実施形態では、一次回路ポンプ１２２および１３０のうちの１つ以上は、ＨＬＭのポンプおよび／またはスタンドアロンポンプを含む。いくつかの実施形態では、第１の流体の１つ以上は、水を含む。いくつかの実施形態では、一次回路１１８および１２６の１つ以上は、対応する加熱器／冷却器モジュール１０６および１１２の恒久的な部分である。
【００７１】
いくつかの実施形態では、一次回路１１８および１２６の１つ以上は、その対応する第１の流体を含む閉回路である。いくつかの実施形態では、一次回路１１８および１２６の１つ以上は、その対応する第１の流体を含む気密封止された閉回路である。一次回路１１８および１２６の１つ以上が閉回路である実施形態では、閉回路は、流体を保持する外気タンクによるＯＲの汚染を防止する。また、これらの実施形態は、閉回路一次回路１１８および１２６を消毒する必要性を排除する。
【００７２】
熱伝達流体回路１０８および１１４は、二次回路配管１４０を介して二次回路ポンプ１３８に流体的に結合された標的デバイス１３６を含む二次回路１３４を含む。二次回路１３４は、第２の流体を含有する。二次回路配管１４０は、熱交換器１１０および１１６の各々に流体的に結合され、二次回路配管１４０は、熱交換器１１０を熱交換器１１６に流体的に結合する。いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路１０８および１１４は、単一使用の使い捨て回路である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ１３８は、第１および第２のモジュール式加熱／冷却システム１０２および１０４の少なくとも１つの一部である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ１３８は、ＨＬＭのポンプおよび／または独立型ポンプを含む。いくつかの実施形態では、第２の流体は、水を含む。いくつかの実施形態では、二次回路１３４は、使い捨てである。
【００７３】
いくつかの実施形態では、二次回路１３４は、第２の流体を含む閉回路である。いくつかの実施形態では、二次回路１３４は、第２の流体を含む気密封止された閉回路である。二次回路１３４が閉回路である実施形態では、システム２０は、流体を保持する外気タンクによるＯＲの汚染を防止する。また、これらの実施形態は、二次回路１３４を消毒する必要性を排除する。
【００７４】
いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路１０８および１１４の１つ以上は、１回または複数回の使用後に洗浄および消毒することができる再利用可能な回路である。他の実施形態では、二次回路１３４の少なくとも一部は、加熱器／冷却器モジュール１０６および１１２の一部であり、使い捨てではなく、そのため、二次回路１３４の少なくとも一部は、１回以上の使用後に洗浄および消毒される。消毒において、二次回路１３４は、残留する第２の流体を空にし、９５℃などの温度で、細菌増殖の防止を含む回路を滅菌するために指定された時間、熱消毒する。
【００７５】
加熱器／冷却器モジュール１０６内の一次回路ポンプ１２２は、一次回路配管１２４および熱交換器１１０を含む一次回路１１８の周りおよびそこを通して第１の流体を圧送する。加熱器／冷却器要素１２０は、一次回路１１８内の第１の流体を加熱／冷却するように制御される。
【００７６】
加熱器／冷却器モジュール１１２内の一次回路ポンプ１３０は、一次回路配管１３２および熱交換器１１６を含む一次回路１２６の周りおよびそこを通して第１の流体を圧送する。加熱器／冷却器要素１２８は、一次回路１２６内の第１の流体を加熱／冷却するように制御される。
【００７７】
いくつかの実施形態では熱伝達流体回路１０８および１１４のうちの少なくとも１つの一部であり、いくつかの実施形態では第１および第２のモジュラー加熱／冷却システム１０２および１０４のうちの少なくとも１つの一部である二次回路ポンプ１３８は、二次回路配管１４０、標的デバイス１３６、および熱交換器１１０および１１６の周りおよびそれらを通して第２の流体を圧送する。二次回路１３４は、第２の流体を標的デバイス１３６に提供して、標的デバイス１３６を加熱／冷却する。一次回路１１８および１２６は、各々内の第１の流体が分離されたままであるように別個の回路である。また、一次回路１１８および１２６および二次回路１３４は、別個の回路であり、第１の流体および第２の流体はシステム１００内で分離されたままである。
【００７８】
熱交換器１１０および１１６は、第１の流体と第２の流体との間の熱伝達を促進するため第１流体が流れる対応する一次回路１１８および１２６の少なくとも一部と、第２の流体が流れる二次回路１３４の少なくとも一部と、を含む。第２の流体の温度は、第１の流体の温度によって調節される。いくつかの実施形態では、標的デバイス１３６は、標的流体を含み、第２の流体は、標的デバイス１３６を通って流れ、第２の流体と標的流体との間の熱伝達を促進する。
【００７９】
複数の加熱器／冷却器モジュール１０６および１１２ならびに複数の熱交換器１１０および１１６を有することにより、システム１００は、標的デバイス１３６をより迅速におよび／またはより高い／より低い温度に加熱／冷却することができる。
【００８０】
図３Ａおよび３Ｂは、本開示の実施形態による、別のモジュール式加熱／冷却システム２００を示す図である。モジュール式加熱／冷却システム２００は、図１のシステム２０と同様である。モジュール式加熱／冷却システム２００は、加熱器／冷却器モジュール２０２、熱伝達流体回路２０４、および熱交換器２０６を含む。
【００８１】
システム２０と同様、加熱器／冷却器モジュール２０２、熱伝達流体回路２０４、および／または熱交換器２０６を含むシステム２００の異なる部分は、加熱の増加を提供するために他の同様の部分に「積み重ね」または結合して、システム２００の加熱／冷却能力の増加を提供する、および／または加熱／冷却チャネルの数を増加させることができる。
【００８２】
ほとんどの用途において、システム２００は、加熱器／冷却器モジュール２０２、熱伝達流体回路２０４、および熱交換器２０６の各々の１つを含み、システム２００は、５００〜６００ワットを消費する。これにより、システム２００は、救急車、航空機、およびヘリコプターの用途などの携帯型用途と互換性を持つ。また、低電力消費により、システム２００は、バッテリ動作および無停電電源装置（ＵＰＳ）の使用と互換性がある。さらに、低消費電力により、システム２００は、複数の国の電気システムと互換性があり、システム２００は、１つの電源コンセントに電力を供給し過ぎずに１つの電源コンセントに接続することができる。したがって、システム２００は、１つの電力コンセントが最大３．５キロワットを供給できるヨーロッパ、および１つの電源コンセントが１．８キロワットを供給できる米国、および１つの電源コンセントが最大１．５キロワットを供給できる日本で使用することができる。
【００８３】
また、モジュール式加熱／冷却システム２００は、システム２００またはシステム２００の構成要素を心肺器（ＨＬＭ）の近くに置くなど、小さな領域での用途に適合するサイズ上の利点を有する。いくつかの実施形態では、システム２００は、わずか０．５×０．５×０．５メートルの面積または容積を占める。これは、低電力消費とともに、システム２００を携帯型用途に利用可能にする。
【００８４】
システム２００は、人工肺における血液の加熱／冷却、心停止中の１つ以上の薬物の加熱／冷却、衣類または毛布などの他のアイテムの加熱／冷却、温熱療法および低体温療法、および臓器灌流内の液体の加熱／冷却のような、医療分野の異なる加熱／冷却用途で使用することができる。さらに、モジュール式加熱／冷却システム２００は、集中治療室（ＩＣＵ）などの心肺バイパス（ＣＰＢ）および体外膜型人工肺（ＥＣＭＯ）で使用することができる。
【００８５】
図３Ａは、本開示の実施形態による、加熱器／冷却器モジュール２０２および熱交換器２０６を示す図である。いくつかの実施形態では、加熱器／冷却器モジュール２０２は、加熱器／冷却器モジュール２２、１０６、および１１２のうちの１つ以上と同様である。いくつかの実施形態では、熱交換器２０６は、熱交換器２６と同様である。
【００８６】
加熱器／冷却器モジュール２０２は、一次回路２１０内の第１の流体を加熱および冷却するための電子制御ユニット２０８および一次回路２１０を含む。電子制御ユニット２０８は、コントローラ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、およびコンピュータのうちの１つ以上であり得る。また、電子制御ユニット２０８は、メモリ、タッチスクリーンディスプレイなどの入出力部分を有するユーザインターフェース、および電子制御ユニット２０８が加熱器／冷却器モジュール２０２の構成要素を制御するために実行するメモリに格納された実行可能コードを含むことができる。一次回路２１０は、第１の流体を加熱するための加熱回路経路における、管２１０ａ上の斜線によって示される加熱回路管２１０ａと、第１の流体を冷却するための冷却回路経路における非斜線管２１０ｂで示される冷却回路管２１０ｂと、を含む。いくつかの実施形態では、第１の流体は水を含む。いくつかの実施形態では、一次回路２１０は、加熱器／冷却器モジュール２０２の恒久的な部分である。
【００８７】
いくつかの実施形態では、加熱回路経路および冷却回路経路を含む一次回路２１０は、第１の流体を含む閉回路である。いくつかの実施形態では、加熱回路経路および冷却回路経路を含む一次回路２１０は、第１の流体を含む気密封止された閉回路である。一次回路２１０が閉回路である実施形態では、システム２００は、第１の流体を保持する外気タンクによるＯＲの汚染を防止する。また、これらの実施形態は、一次回路２１０を消毒する必要性を排除する。
【００８８】
一次回路２１０は、加熱器／冷却器要素２１２、一次回路ポンプ２１４、熱交換器２０６の一部、および任意選択で補助熱交換器２１８を含む。いくつかの実施形態では、加熱器／冷却器要素２１２は、加熱ポンプを含む。いくつかの実施形態では、一次回路ポンプ２１４は、ＨＬＭのポンプおよび／または独立型ポンプを含む。いくつかの実施形態では、補助熱交換器２１８は、２２０で熱交換器流体を受容し、２２２で熱交換器流体を送る。熱交換器流体は、補助熱交換器２１８を通って圧送されて、熱交換器流体と第１の流体との間の熱伝達を促進する。
【００８９】
一次回路経路２１０はまた、加熱回路弁２２４ａおよび２２４ｂならびに冷却回路弁２２６ａおよび２２６ｂを含む。さらに、一次回路経路２１０は、加熱回路膨張弁２２８および冷却回路膨張弁２３０を含む。電子制御ユニット２０８は、加熱器／冷却器要素２１２、一次回路ポンプ２１４、熱交換器２０６、補助熱交換器２１８、加熱回路弁２２４ａおよび２２４ｂ、冷却回路弁２２６ａおよび２２６ｂ、加熱回路膨張弁２２８、および加熱器／冷却器モジュール２０２の動作を制御するための冷却回路膨張弁２３０に電気的に結合される。
【００９０】
加熱回路経路において、加熱回路管２１０ａは、以下の構成要素を流体的に一緒に結合する：加熱器／冷却器要素２１２は、加熱回路弁２２４ａに流体的に結合され、これは、一次回路ポンプ２１４に流体的に結合され、これは、加熱回路弁２２４ｂに流体的に結合され、これは、熱交換器２０６に流体的に結合され、これは、加熱回路の膨張弁２２８に流体的に結合され、これは、補助熱交換器２１８に流体的に結合され、これは、加熱器／冷却器要素２１２に流体的に結合される。
【００９１】
冷却回路経路において、冷却回路管２１０ｂは、以下の構成要素を一緒に流体的に結合する：加熱器／冷却器要素２１２は、冷却回路膨張弁２３０に流体的に結合され、これは、熱交換器２０６に流体的に結合され、これは、冷却回路弁２２６ａに流体的に接続され、これは、一次回路ポンプ２１４に流体的に結合され、これは、冷却回路弁２２６ｂに流体的に接続され、これは、補助熱交換器２１８に流体的に結合され、これは、加熱器／冷却器要素２１２に流体的に結合される。
【００９２】
第１の流体を加熱する際に、一次回路ポンプ２１４は、加熱回路弁２２４ｂを含む加熱回路経路を通して第１の流体を、熱交換器２０６に、暖房回路の膨張弁２２８に、補助熱交換器２１８に、加熱器／冷却器要素２１２に、加熱回路弁２２４ａに、また一次回路ポンプ２１４に戻るように圧送する。一次回路ポンプ２１４および加熱器／冷却器要素２１２は、第１の流体を加熱するために電子制御ユニット２０８によって制御される。また、任意選択的に、補助熱交換器２１８は、第１の流体を加熱するように、電子制御ユニット２０８などによって制御される。
【００９３】
第１の流体を冷却する際に、一次回路ポンプ２１４は、冷却回路弁２２６ｂを含む冷却回路経路を通して第１の流体を、補助熱交換器２１８に、加熱器／冷却器要素２１２に、冷却回路膨張弁２３０に、熱交換器２０６に、冷却回路弁２２６ａに、また一次回路ポンプ２１４に戻るように圧送する。一次回路ポンプ２１４および加熱器／冷却器要素２１２は、第１の流体を冷却するために電子制御ユニット２０８によって制御される。また、任意選択的に」、補助熱交換器２１８は、第１の流体を冷却するように、例えば電子制御ユニット２０８によって制御される。
【００９４】
熱交換器２０６は、第１の流体が流れる一次回路２１０の少なくとも一部と、第１の流体と第２の流体との間の熱伝達を促進する第２の流体が流れる二次回路２３２の少なくとも一部と、を含む。第２の流体の温度は、第１の流体の温度によって調節される。いくつかの実施形態では、熱交換器２０６は、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱および／または冷却するために熱交換器２０６に熱的に結合される熱電加熱器／冷却器２３４を含む。いくつかの実施形態では、熱電加熱器／冷却器２３４は、電子制御ユニット２０８によって制御される。いくつかの実施形態では、標的デバイスは、標的流体を含み、第２の流体は、標的デバイスを通って流れ、第２の流体と標的流体との間の熱伝達を促進する。
【００９５】
いくつかの実施形態では、熱交換器２０６は、熱交換器２０６内の第１の流体を加熱するように構成された１つ以上の補助電気加熱器を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器２０６は、熱交換器２０６内の第２の流体を加熱するように構成された１つ以上の補助電気加熱器を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器２０６は、熱殺菌中に熱交換器２０６を乾燥および熱殺菌するために使用されるように構成された１つ以上の補助電気加熱器を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器２０６内の１つ以上の補助電気加熱器は、電子制御ユニット２０８によって制御される。
【００９６】
図３Ｂは、本開示の実施形態による、熱伝達流体回路２０４および熱交換器２０６を示す図である。いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路２０４は、熱伝達流体回路２４と同様である。
【００９７】
熱伝達流体回路２０４は、二次回路配管２４４を介して第２の流体リザーバ２４２に流体的に結合された標的デバイス２４０を含む二次回路２３２を含む。第２の流体は、二次回路２３２内にあり、二次回路配管２４４は、熱交換器２０６に流体的に結合されている。二次回路ポンプ２４６は、二次回路２３２の周りに、二次回路配管２４４および熱交換器２０６を介して第２の流体を圧送する。二次回路２３２はまた、流体の流れを防止／可能にするためのクランプ２４８および／または二次回路配管２４４を排出するためのベント２５０を含む。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６は、熱伝達流体回路２０４の一部である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６は、加熱器／冷却器モジュール２０２の一部である。いくつかの実施形態では、標的デバイス２４０は、熱交換器が第２の流体と標的デバイス流体との間の熱伝達を促進するように、熱交換器および標的デバイス流体を含む。
【００９８】
いくつかの実施形態では、標的デバイス２４０は、熱交換器が第２の流体と血液との間の熱伝達を促進して血液の特定の温度または温度範囲を維持するように、熱交換器および血液を標的デバイス流体として含む人工肺である。いくつかの実施形態では、標的デバイス２４０は、血液の温度を感知するための第１の温度センサを含み、システム２００は、第１の流体の温度を感知するための第２の温度感知デバイスを含む。いくつかの実施形態では、標的デバイス２４０は、血液の温度を感知するための第１の温度センサを含み、システム２００は、第２の流体の温度を感知するための第２の温度感知デバイスを含む。いくつかの実施形態では、標的デバイス２４０は、血液の温度を感知するための第１の温度センサを含み、システム２００は、第１の流体の温度を感知するための第２の温度感知デバイスおよび第２の流体の温度を感知するための第３の温度感知デバイスを含む。いくつかの実施形態では、第１、第２、および／または第３の温度感知デバイスは、電子制御ユニット２０８に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、システム２００は、血液と、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つとの間の温度差が摂氏１０度より大きいかどうかを示すように構成される。いくつかの実施形態では、システム２００は、血液と、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持するように構成される。
【００９９】
いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６を含む熱伝達流体回路２０４は、単一使用の使い捨て回路である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６を含まない熱伝達流体回路２０４は、単一使用使い捨て回路である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６を含む二次回路２３２は使い捨てである。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６を含まない二次回路２３２は使い捨てである。いくつかの実施形態では、第２の流体は水を含む。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６は、ＨＬＭのポンプおよび／または独立型ポンプを含む。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６は、熱伝達流体回路２０４の一部である。いくつかの実施形態では、二次回路ポンプ２４６は、加熱器／冷却器モジュール２０２の一部である。
【０１００】
いくつかの実施形態では、第２の流体リザーバ２４２は閉じている。いくつかの実施形態では、第２の流体リザーバ２４２は、気密封止された容器である。いくつかの実施形態では、二次回路２３２は、第２の流体を含む閉回路である。いくつかの実施形態では、二次回路２３２は、第２の流体を含む気密封止された閉回路である。二次回路２３２が閉回路である実施形態では、システム２００は、第２の流体を保持する外気タンクによるＯＲの汚染を防止する。また、これらの実施形態は、二次回路２３２を消毒する必要性を排除する。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、熱伝達流体回路２０４は、１回以上の使用後に洗浄および消毒される再利用可能な回路である。他の実施形態では、二次回路２０４の少なくとも一部は、加熱器／冷却器モジュール２０２の一部であり、使い捨てではないため、二次回路２３２の少なくとも一部は、１回以上の使用後に洗浄および消毒される。消毒において、二次回路２３２は、残留する第２の流体を空にし、９５℃などの温度で、細菌増殖の防止を含む回路を滅菌するために指定された時間、熱消毒する。
【０１０２】
二次回路ポンプ２４６は、第２の流体を二次回路配管２４４、熱交換器２０６、標的デバイス２４０の周りおよびそこを通って、第２の流体リザーバ２４２に、また二次回路ポンプ２４６に戻るように圧送する。二次回路２３２は、第２の流体を標的デバイス２４０に提供して、標的デバイス２４０を加熱／冷却する。一次回路２１０および二次回路２３２は、別個の回路であり、第１の流体および第２の流体はシステム２００内で分離されたままである。
【０１０３】
熱交換器２０６は、第１の流体が流れる一次回路２１０の少なくとも一部と、第１の流体と第２の流体との間の熱伝達を促進する第２の流体が流れる二次回路２３２の少なくとも一部と、を含む。
【０１０４】
図４Ａは、本開示の実施形態による、熱交換器３００を示す図である。熱交換器３００は、第１のモジュール３０２および第２のモジュール３０４を含む。いくつかの実施形態では、第１のモジュール３０２は、第１のモジュール３０２が一次回路モジュールであるように、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路の一部である。いくつかの実施形態では、第２のモジュール３０４は、第２のモジュール３０４が二次回路モジュールであるように、対応する熱伝達流体回路の二次回路の一部である。
【０１０５】
第１のモジュール３０２は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路を熱交換器３００に流体的に接続するための流体接続部３０８を含むベース部分３０６を含む。流体接続部３０８は、第１の流体がコイル３１０に流体的に連通し、それを通って第１の流体が流れて、熱交換器コイル３１０の第１の温度を達成する。基部３０６はさらに、Ｏリング３１２、または第２のモジュール３０４を第１のモジュール３０２に流体の漏れを防止する耐流体性または流体密接続で固定／封止するための他の手段を含む。
【０１０６】
図４Ｂは、本開示の実施形態による、第１のモジュール３０２から取り外された第２のモジュール３０４を示す図である。第２のモジュール３０４は、対応する熱伝達流体回路の二次回路を第２のモジュール３０４に流体的に接続するための流体接続部３１４を含む。流体接続部３１４は、第２の流体を第２のモジュール３０４を通してコイル３１０の外側の周りに流体連通させて、第１の流体とコイル３１０との間の熱伝達を促進し、第２の流体の第２の温度を達成する。第２のモジュール３０４は、Ｏリング３１２または第２のモジュール３０４を第１のモジュール３０２に固定／封止する他の手段を介して第１のモジュール３０２に固定され、第２のモジュール３０４からの第２の流体の漏れを防ぐ流体密な嵌合を提供する。いくつかの実施形態では、第２のモジュール３０４は使い捨てモジュールである。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、第１のモジュール３０２は、第２の流体を加熱するように制御される補助電気加熱器３１６を含む。いくつかの実施形態では、補助電気加熱器３１６は、熱交換器３００を乾燥および熱殺菌するために熱殺菌中に使用される。いくつかの実施形態では、補助電気加熱器３１６は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって制御される。いくつかの実施形態では、熱交換器３００のベース部分３０６などの熱交換器３００は、第１の流体を加熱するための補助電気加熱器などの補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器３００は、電気加熱器または他の好適なタイプの加熱器などの１つ以上の補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、第２のモジュール３０４は、第２の流体を加熱するように制御される、補助電気加熱器などの１つ以上の補助加熱器を含む。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、第１のモジュール３０２は、第２のモジュール３０４内に第２の流体がない場合に、ベース部分３０６の温度などの熱交換器３００の温度を測定する温度センサ３１８を含む。いくつかの実施形態では、温度センサ３１８は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって読み取られる。いくつかの実施形態では、熱交換器３００は、熱交換器３００の温度を測定するための２つ以上の温度センサを含む。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、第１のモジュール３０２は、第２のモジュール３０４内の第２の流体の温度を測定するための温度センサ３２０を含む。いくつかの実施形態では、温度センサ３２０は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって読み取られる。いくつかの実施形態では、熱交換器３００は、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つの温度を測定するための２つ以上の温度センサを含む。いくつかの実施形態では、第２のモジュール３０４は、第２のモジュール３０４内の第２の流体の温度を測定するための温度センサを含む。
【０１１０】
図５は、本開示の実施形態による、別の熱交換器３５０を示す図である。熱交換器３５０は、熱交換器構造３５２と、流体密接続で熱交換器構造３５２の周りに封止される容器３５４と、を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２が一次回路モジュールであるように、熱交換器構造３５２は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路の一部である。いくつかの実施形態では、容器３５４が二次回路モジュールであるように、容器３５４は、対応する熱伝達流体回路の二次回路の一部である。いくつかの実施形態では、容器３５４は、患者の血液または薬物または他の流体を含む二次回路の一部である。いくつかの実施形態では、容器３５４は、直接人工肺の熱交換器である二次回路の一部である。
【０１１１】
熱交換器構造３５２は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路を熱交換器構造３５２に流体接続するための流体接続３５６を含む。流体接続部３５６は、第１の流体が熱交換器構造３５２に流体連通し、そこを通って第１の流体が流れて、熱交換器構造３５２の第１の温度を達成する、すなわち、熱交換器構造３５２を通って流れる第１の流体は、第１の流体と熱交換器構造３５２との間の熱伝達を促進して、熱交換器構造３５２の第１の温度を達成する。いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、第２の流体の漏れを防ぐ流体密接続で容器３５４を熱交換器構造３５２に固定するためのシール（図示せず）を含む。
【０１１２】
容器３５４は、対応する熱伝達流体回路の二次回路を容器３５４に流体的に接続するための流体接続部３５８を含む。流体接続部３５８は、容器３５４を通して第２の流体を熱交換器構造３５２の外側の周りに流体連通させて、熱交換器構造３５２と第２の流体との間の熱伝達を促進し、第２の流体の第２の温度を達成する、すなわち、第２の流体は、容器３５４を通り、容器３５４内の熱伝導材料によって分離された熱交換器構造３５２の周りを流れて、熱交換器構造３５２と第２の流体の間の熱伝達を促進し、第２の流体の第２の温度を達成する。いくつかの実施形態では、容器３５４は使い捨て容器である。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、第２の流体を加熱するように制御される補助電気加熱器３６０を含む。いくつかの実施形態では、補助電気加熱器３６０は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって制御される。いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、第１の流体を加熱するための補助電気加熱器などの補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、電気加熱器または他の好適なタイプの加熱器などの１つ以上の補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、容器３５４は、第２の流体を加熱するように制御される、補助電気加熱器などの１つ以上の補助加熱器を含む。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、容器３５４内の第２の流体の有無にかかわらず、熱交換器構造３５２の温度を測定するための温度センサ３６２を含む。いくつかの実施形態では、温度センサ３６２は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって読み取られる。いくつかの実施形態では、熱交換器３５０は、熱交換器構造３５２の温度を測定するための２つ以上の温度センサを含む。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、容器３５４内の第２の流体の温度を測定するための温度センサ３６４を含む。いくつかの実施形態では、温度センサ３６４は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって読み取られる。いくつかの実施形態では、熱交換器３５０は、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つの温度を測定するための２つ以上の温度センサを含む。いくつかの実施形態では、容器３５４は、容器３５４内の第２の流体の温度を測定するための温度センサを含む。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、熱交換器構造３５２は、第１の流体の温度を測定するための温度センサ３６６を含む。いくつかの実施形態では、温度センサ３６６は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって読み取られる。
【０１１７】
図６は、本開示の実施形態による、別の熱交換器４００を示す図である。熱交換器４００は、第１の熱交換器モジュール４０２および第２の熱交換器モジュール４０４を含む。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２が一次回路モジュールであるように、第１の熱交換器モジュール４０２は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路の一部である。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器モジュール４０４は、第２の熱交換器モジュール４０４が二次回路モジュールであるように、対応する熱伝達流体回路の二次回路の一部である。
【０１１８】
第１の熱交換器モジュール４０２は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路を第１の熱交換器モジュール４０２に流体接続するための流体接続部４０６を含む。流体接続部４０６は、第１の流体が第１の熱交換器モジュール４０２に流体連通し、そこを通って第１の流体が流れて、第１の熱交換器モジュール４０２の第１の温度を達成する、すなわち、第１の熱交換器モジュール４０２を通って流れる第１の流体は、第１の流体と第１の熱交換器モジュール４０２との間の熱伝達を促進して、第１の熱交換器モジュール４０２の第１の温度を達成する。第１の熱交換器モジュール４０２は、第１の熱交換器モジュール４０２と第２の熱交換器モジュール４０４との間の熱伝達を促進するために第２の熱交換器モジュール４０４に近接または隣接して載置された平面４０８を含む。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２の平面４０８は、第２の熱交換器モジュール４０４の少なくとも一部に接触して、第１の熱交換器モジュール４０２と第２の熱交換器モジュール４０４との間の熱伝達を促進する。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２は、第１の流体を第１の熱交換器モジュール４０２内で循環させて、第１の流体と第１の熱交換器モジュール４０２との間の熱伝達を促進するためのバッフルまたは構造の迷路を含む。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２は、使い捨て熱交換器モジュールである。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一部である使い捨てではない熱交換器モジュールである。
【０１１９】
第２の熱交換器モジュール４０４は、対応する加熱器／冷却器モジュールの一次回路を第２の熱交換器モジュール４０４に流体接続するための流体接続部４１０を含む。流体接続部４１０は、第２の熱交換器モジュール４０４を通って、かつバッフルまたは構造４１２の迷路を通って、第２の流体を流体連通させて、第２の熱交換器モジュール４０４と第２の流体との間の熱伝達を促進し、第２の流体の第２の温度を達成する、すなわち、第２の流体は、第２の熱交換器モジュール４０４を通って流れ、第２の熱交換器モジュール４０４と第２の流体との間の熱伝達を促進して、第２の流体の第２の温度を達成する。第２の熱交換器モジュール４０４は、第１の熱交換器モジュール４０２と第２の熱交換器モジュール４０４との間の熱伝達を促進するために第１の熱交換器モジュール４０２の平面４０８に近接または隣接して載置された平面４１４を含み、次に、第２の流体に、第２の熱交換器モジュールへの／からの熱を伝達し、第２の流体の第２の温度を達成する。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２の平面４０８は、第２の熱交換器モジュール４０４の平面４１４の少なくとも一部に接触して、第１の熱交換器モジュール４０２と第２の熱交換器モジュール４０４との間の熱伝達を促進する。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器モジュール４０４は、使い捨て熱交換器モジュールである。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器モジュール４０４は、対応する加熱器／冷却器モジュールまたは対応する熱伝達回路モジュールのうちの１つの一部である使い捨てではない熱交換器モジュールである。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２および第２の熱交換器モジュール４０４の少なくとも１つは、プレート熱交換器またはプレート熱交換器モジュールと呼ばれる。
【０１２０】
第１の熱交換器モジュール４０２および第２の熱交換器モジュール４０４は、第１および第２の熱交換器モジュール４０２および４０４を一緒に載置および位置決めするための位置決め機構４１６を含む。いくつかの実施形態では、位置決め機構４１６は、第１および第２の熱交換器モジュール４０２および４０４が適切にインターフェースされない場合の動作を防止し、いくつかの実施形態では、オペレータに警告信号を提供する安全インターロックを含む。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２および第２の熱交換器モジュール４０４の一方は、１つ以上の角などにピンを含み、他方は、配置のために１つ以上のピンを受容するように構成される１つ以上の穴を含む。いくつかの実施形態では、位置決めピンなどの位置決め機構４１６の寸法は、電子制御ユニット３０８によって検出され、システムの性能パラメータを使用される特定の第１および／または第２の熱交換器モジュール４０２および４０４に適合させるために使用される。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、熱交換器４００は、第２の流体を加熱し、いくつかの実施形態では、標的デバイスおよび／または患者に転送されるエネルギー量をより正確に調節するために、補助電気加熱器４１８などの１つ以上の補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、補助電気加熱器４１８の少なくとも１つは、第１の熱交換器モジュール４０２と第２の熱交換器モジュール４０４との間に載置され、第２の熱交換器モジュール４０４および第２の流体に熱を伝達するように制御される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの補助電気加熱器は、第１の熱交換器モジュール４０２の１つ以上の上または中に載置され、第２の流体に熱を伝達するように制御される。いくつかの実施形態では、第１の熱交換器モジュール４０２は、第１の流体を加熱するための、補助電気加熱器４１８などの少なくとも１つの補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、第２の熱交換器モジュール４０４は、第２の流体を加熱するための、補助電気加熱器４１８などの少なくとも１つの補助加熱器を含む。いくつかの実施形態では、補助電気加熱器４１８の少なくとも１つを熱消毒中に使用して、第１および第２の熱交換器モジュール４０２および４０４の１つ以上を乾燥および熱消毒することができる。いくつかの実施形態では、補助電気加熱器４１８の少なくとも１つは、電子制御ユニット２０８などの電子制御ユニットに電気的に結合され、かつそれによって制御される。いくつかの実施形態では、補助加熱器の１つ以上は、第２の流体へおよび／またはそれから熱を伝達するためのペルチェ型加熱器／冷却器などの補助加熱器／冷却器である。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、熱交換器４００は、第１の流体および第２の流体のうちの少なくとも１つの温度を測定するための１つ以上の温度センサ４２０を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器４００は、第１の流体の温度を測定するために、入口および出口流体接続４０６の少なくとも一方の近くに載置された少なくとも１つの温度センサ４２０を含む。いくつかの実施形態では、熱交換器４００は、第２の流体の温度を測定するために、入口および出口流体接続４１０の少なくとも１つの近くに載置された少なくとも１つの温度センサ４２０を含み、出口流体接続部４１０における第２の流体の温度は、標的デバイスに流れる流体の温度を測定し、入口流体接続部４１０における第２の流体の温度は、標的デバイスに伝達されるエネルギーの量を測定または計算するために使用され得る。いくつかの実施形態では、熱交換器４００は、第１および第２の熱交換器モジュール４０２および４０４内の少なくとも一方の流体の有無にかかわらず、第１および第２の熱交換器モジュール４０２および４０４の少なくとも１つの温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサ４２０を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の温度センサ４２０は、電子制御ユニット２０８に電気的に結合され、かつそれによって読み取られる。いくつかの実施形態では、温度センサ４２０は、第１および／または第２の流体の温度をそれぞれ測定するために、第１および／または第２の熱交換器モジュール４０２および４０４内に延在する。
【０１２３】
図７は、本開示の実施形態による、加熱器／冷却器モジュールを介して標的デバイス内の標的流体を加熱／冷却する方法を示すフローチャート図である。加熱器／冷却器モジュールは、一次回路内の第１の流体、ポンプ、加熱器／冷却器要素、および熱交換器を含む。
【０１２４】
５００で、方法は、ポンプを介して一次回路および熱交換器を通して第１の流体を圧送することを含む。５０２で、方法は、加熱器／冷却器要素を用いて一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することを含む。いくつかの実施形態では、加熱器／冷却器要素は、加熱ポンプを含む。いくつかの実施形態では、第１の流体を加熱／冷却することは、加熱器／冷却器モジュール内の補助熱交換器を備えた一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することを含み、補助熱交換器は、一次回路内の第３の流体と第１の流体との間の熱伝達を促進するために第３の流体を受容するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の流体を加熱／冷却することは、熱交換器に結合されたペルチェ加熱器／冷却器などの熱電加熱器／冷却器で一次回路内の第１の流体を加熱／冷却することを含む。
【０１２５】
５０４において、方法は、第１の流体および第２の流体が別個の流体として維持されるように、第２の流体を一次回路から分離された二次回路に提供することを含む。５０６において、方法は、二次回路および熱交換器を通して第２の流体を圧送することを含み、５０８において、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱交換器における熱伝達を促進する。いくつかの実施形態では、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱伝達を促進することが、一次回路の一部であり、熱交換器内に載置されている熱交換器コイルを通して第１の流体を圧送することと、第２の流体が熱交換器コイルの周りを流れるように、熱交換器コイルの周りに封止された容器を通して第２の流体を圧送することと、を含む。いくつかの実施形態では、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱伝達を促進することが、一次回路の一部であり、熱交換器内に載置されている熱交換器構造を通して第１の流体を圧送することと、第２の流体が熱交換器構造の周りを流れるように、熱交換器構造の周りに封止された容器を通して第２の流体を圧送することと、を含む。いくつかの実施形態では、二次回路内の第２の流体と一次回路内の第１の流体との間の熱伝達を促進することが、一次回路の一部であり、熱交換器に載置されている第１のプレート熱交換器を通して第１の流体を圧送することと、二次回路と熱伝達流体回路の一部である第２のプレート熱交換器を通して第２の流体を圧送することと、第１のプレート熱交換器と第２のプレート熱交換器との間の熱伝達を促進して、第２の流体を加熱／冷却することと、を含む。
【０１２６】
５１０において、方法は、第２の流体と標的流体との間の熱伝達を容易にするために第２の流体を標的デバイスに提供することを含む。いくつかの実施形態では、この方法はまた、熱交換器に結合された１つ以上の補助電気加熱器を用いて、熱交換器内の第１の流体および熱交換器内の第２の流体うちの少なくとも１つを加熱することを含む。
【０１２７】
本開示の範囲から逸脱することなく、議論された例示的な実施形態に様々な修正および追加を行うことができる。例えば、上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本開示の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、および記載された特徴のすべてを含まない実施形態も含む。＞したがって、本開示の範囲は、そのすべての均等物とともに、特許請求の範囲に含まれるそのようなすべての代替、修正、および変形を包含することが意図されている。
【図１】
2020535944.tif 000003
【図２】
2020535944.tif 000004
【図３Ａ】
2020535944.tif 000005
【図３Ｂ】
2020535944.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2020535944.tif 000008
【図５】
2020535944.tif 000009
【図６】
2020535944.tif 000010
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月8日(2020.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体外血液循環を伴う処置中に患者の血液を加熱または冷却するためのシステムであって、
第１のポンプと、一次回路に流体的に結合され、前記一次回路内の第１の流体を加熱／冷却するように構成された加熱器／冷却器要素と、を含む加熱器／冷却器モジュールと、
標的デバイスに第２の流体を提供して、前記標的デバイスを加熱／冷却するように構成された二次回路を含む熱伝達流体回路と、
前記第１の流体と前記第２の流体との間の熱伝達を促進するように、前記第１の流体が流れる前記一次回路の少なくとも一部、および前記第２の流体が流れる前記二次回路の少なくとも一部を含む、熱交換器と、を備え、前記一次回路および前記二次回路が、別個の回路であり、そのため、前記第１の流体および前記第２の流体が、前記システム内で分離されたままである、システム。
【請求項２】
前記一次回路が、前記加熱器／冷却器モジュールの恒久的な部分であり、
前記二次回路の前記少なくとも一部が、使い捨てである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記熱伝達流体回路が、単一使用の使い捨て回路である、請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
２つ以上の熱交換器、
２つ以上の加熱器／冷却器モジュール、
２つ以上の熱伝達流体回路、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記熱交換器が、前記熱交換器の温度を測定するように構成された１つ以上の温度センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記標的デバイスが、人工肺と、熱交換器と、を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
血液の温度測定を行うように構成された第１の温度センサと、前記第１の流体および前記第２の流体の少なくとも１つの温度測定を行うように構成された第２の温度センサと、を備え、前記システムが、前記血液と、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの前記少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持するように構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記熱交換器が、前記第１の流体を受容するように構成された第１のモジュールと、前記第２の流体を受容するように構成された使い捨てモジュールとを含み、特に、前記第１のモジュールが、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱する１つ以上の補助電気加熱器、または前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つの前記温度を測定するように構成された温度センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記使い捨てモジュールが、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱するための１つ以上の補助電気加熱器を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
一次回路内の第１の流体、一体化されたポンプ、加熱器／冷却器要素、および熱交換器を含む加熱器／冷却器モジュールを介して標的デバイス内の標的流体を加熱／冷却する方法であって、
前記ポンプを介して前記一次回路および前記熱交換器を通して前記第１の流体を圧送することと、
前記加熱器／冷却器要素を用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することと、
第２の流体を前記一次回路とは別個である二次回路に提供し、そのため、前記第１の流体および前記第２の流体が別個の流体として維持されるようにすることと、
前記二次回路および前記熱交換器を通して前記第２の流体を圧送することと、
前記二次回路内の前記第２の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の前記熱交換器内における熱伝達を促進することと、
前記第２の流体を前記標的デバイスに提供して、前記第２の流体と前記標的流体との間の熱伝達を促進することと、を含む、方法。
【請求項１１】
前記第１の流体を加熱／冷却することが、加熱ポンプを用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することを含むか、または、
前記第１の流体を加熱／冷却することが、前記加熱器／冷却器モジュール内の補助熱交換器を用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することを含み、前記補助熱交換器が、第３の流体を受容して前記第３の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の熱伝達を促進するように構成される、または前記第１の流体を加熱／冷却することが、前記熱交換器に結合された熱電加熱器／冷却器を用いて前記一次回路内の前記第１の流体を加熱／冷却することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱交換器に結合された１つ以上の補助電気加熱器を用いて前記熱交換器内の前記第１の流体および前記熱交換器内の前記第２の流体のうちの少なくとも１つを加熱することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記二次回路内の前記第２の流体と前記一次回路内の前記第１の流体との間の熱伝達を促進することが、
前記一次回路の一部であり、前記熱交換器内に載置されている熱交換器コイルを通して前記第１の流体および第２の流体の一方を圧送することと、
前記第２の流体が前記熱交換器コイルの周りを流れるように、前記熱交換器コイルの周りに封止された容器を通して前記第１の流体および前記第２の流体のうちの他方を圧送することと、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つの流体温度を測定することによって、前記標的デバイス内の前記標的流体の温度を調節することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記標的デバイス内の前記標的流体と、前記第１の流体および前記第２の流体のうちの少なくとも１つとの間の所定の温度オフセットを維持することを含む、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
2020535944.tif 000012
2020535944.tif 000013
2020535944.tif 000014