專利名稱：用于改變病人體溫的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于改變病人體溫的醫(yī)療設(shè)備，并且特別涉及可以有效、快速地控制病人體溫、尤其是使體溫降低的醫(yī)療設(shè)備。
背景技術(shù)：
心動(dòng)突然停止仍是一個(gè)嚴(yán)重的公眾健康問題。美國(guó)每年約有350,000人患此病，總存活率約為5％。即使能及時(shí)接受當(dāng)前最先進(jìn)的救治-包括心肺復(fù)蘇法(CPR)、藥物、通風(fēng)設(shè)備和體外自動(dòng)除顫器-最高存活率可能也只有25％。顯然需要對(duì)該病的治療作出改進(jìn)。
已經(jīng)有許多關(guān)于偶然體溫降低和心動(dòng)停止得以康復(fù)的報(bào)道。這使得研究人員考慮將治療性降低體溫作為減小循環(huán)停止的不利后果的一種可能療法。各種研究表明，適度地系統(tǒng)性降低體溫(約3-5℃(5.4-9.0°F))可以降低對(duì)重要器官-包括大腦-的損害。在心動(dòng)停止其間及之后將體溫降到35℃以下證實(shí)是有益的。使用心肺分流術(shù)也能有效地迅速實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。將冷卻流體直接引入動(dòng)脈系統(tǒng)也很成功。但是這兩種侵入性方法需要大孔徑血管內(nèi)導(dǎo)管和將無菌溶液迅速導(dǎo)入病人體內(nèi)。這種侵入性方法在處理醫(yī)院外的急診的情況下有明顯的缺陷。
足夠有效的便攜式非侵入性冷卻將是一優(yōu)選方法。僅直接冷卻頭部就已產(chǎn)生不同的結(jié)果。但是，最近的臨床研究表明，復(fù)蘇后利用非侵入性療法將整個(gè)身體冷卻到約33℃(91.4°F)效果奇佳。使用冷凝膠和冰袋可以達(dá)到每小時(shí)約0.9℃(1.6°F)的冷卻率，并且在保持神經(jīng)不受到損害方面得到幾乎100％的改善(Bernard S.A.等人，Treatment of ComatoseSurvivors of Out-of-Hospital Cardiac Arrest with Induced Hypothermia，346New Eng.J.Med.557-563(2002))。在另一研究中，發(fā)現(xiàn)冷空氣能以每小時(shí)約0.25℃(0.45°F)的速率冷卻病人，這在同樣的端點(diǎn)處獲得40％的改善(Sterz F.等人，Mild Therapeutic Hypothermia to Improve theNeurologic Outcome after Cardiac Arrest，346 New Eng.J.Med.549-556(2002))。在另一研究中，在皮膚上組合使用充水冷卻毯和冰袋獲得每小時(shí)0.8℃(1.4°F)的冷卻率(Felberg等人，Hypothermia after CardiacArrest-Feasibility and Safety of an External Cooling Protocol，104Circulation 1799-1804(2001))。盡管這些研究已取得成功，但提高冷卻率可提高病人的獲救率。
基于現(xiàn)有的冷卻方法和系統(tǒng)，本發(fā)明研究一種解決加速身體冷卻這一問題的獨(dú)特方案。即，本發(fā)明基于如下假設(shè)整個(gè)身體與液體介質(zhì)例如冷水的接觸將產(chǎn)生高傳熱率。除了把整個(gè)身體浸沒在液體介質(zhì)中以外，控制液體溫度和流速還可以控制冷卻過程，從而產(chǎn)生一有價(jià)值的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
可以看出，本發(fā)明的若干目的和特征包括提供一種可以減少使病人體溫降低所需的時(shí)間的設(shè)備和方法；提供一種可以控制病人受暖的設(shè)備和方法；提供一種可以在冷卻或溫暖期間進(jìn)行CPR(心肺復(fù)蘇法)的設(shè)備和方法；提供一種使冷卻液體與皮膚直接接觸的設(shè)備和方法；提供一種可以在無電力供應(yīng)的偏遠(yuǎn)環(huán)境中冷卻或溫暖病人的設(shè)備和方法；以及提供一種可以在運(yùn)送途中冷卻或溫暖病人的設(shè)備。
調(diào)節(jié)病人體溫的設(shè)備一般包括一限定一接納病人身體的至少一部分的的內(nèi)部空間的外殼。該外殼可以將病人身體的該部分基本密封地套在該內(nèi)部空間內(nèi)。該外殼具有一供傳熱液體流入內(nèi)部空間以便與病人身體直接液體接觸地流過病人身體從而促進(jìn)病人身體與傳熱液體之間的熱傳遞的入口。一出口與外殼的內(nèi)部空間連通以便從外殼排出傳熱液體。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于調(diào)節(jié)病人體溫的設(shè)備包括上述適于將病人身體的該部分套在內(nèi)部空間內(nèi)的外殼，該外殼至少整體接近病人身體的該部分的相對(duì)側(cè)。該外殼通常還包括一如上所述的入口和出口。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種控制病人體溫的方法包括下列步驟將病人身體的至少一部分密封地套在一外殼的內(nèi)部空間內(nèi)，該外殼整體接近病人身體的該部分。該方法還需要引導(dǎo)傳熱液體流入內(nèi)部空間與病人身體直接液體接觸以促進(jìn)傳熱液體與病人身體之間的熱傳遞。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種控制病人體溫的方法包括下列步驟將病人身體的至少一部分套在一至少接近病人身體的該部分的相對(duì)側(cè)的外殼的內(nèi)部空間內(nèi)，并且引導(dǎo)傳熱液體通常如上所述流動(dòng)。
其它目的和特征的一部分是明顯的，而一部分將在下文指出。


圖1為用于改變病人體溫的本發(fā)明設(shè)備的示意圖；圖2為圖1設(shè)備的局部側(cè)視圖，其中除去了部分外殼以示出元件；圖3為圖2的外殼的局部放大剖視圖；圖4為該設(shè)備的局部側(cè)視圖，示出一由可樞轉(zhuǎn)片形成的可密封開口；圖5為該設(shè)備的局部側(cè)視圖，示出一繞病人的一臂密封的可密封開口；圖6為該設(shè)備的局部側(cè)視圖，示出病人的該臂從一上部件和一下部件之間伸出；圖7為圖6設(shè)備的局部側(cè)視圖，示出上部件和下部件繞病人的該臂密封在一起；圖8為本發(fā)明設(shè)備的一便攜式控制單元的示意圖；圖9為該設(shè)備的上部件的仰視圖，示出該設(shè)備中的液體通道；圖10為圖9的上部件的局部放大圖；圖11為圖9的上部件的局部側(cè)剖視圖；圖12為該設(shè)備的上部件的第二實(shí)施例的仰視圖，并示出其中的液體通道；圖13為包括具有一可硬化層的外套的設(shè)備的局部剖視圖；圖14為包括具有一可硬化層的外套的本發(fā)明設(shè)備的第二實(shí)施例的局部剖視圖；
圖15為本發(fā)明設(shè)備的第三實(shí)施例的俯視圖；圖16為圖2外殼的局部放大側(cè)視圖；圖17為示出一經(jīng)受本發(fā)明方法的豬的皮膚溫度和內(nèi)部體溫的曲線圖；以及圖18為一示出經(jīng)受不同的冷卻方法的豬的內(nèi)部體溫的曲線圖。
在各附圖中相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的部件。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，特別是圖1，參考標(biāo)號(hào)21整體地表示一用于調(diào)節(jié)病人體溫的設(shè)備。該設(shè)備21一般包括一限定一用于接納病人身體的至少一部分31的內(nèi)部空間27的外殼25。該外殼25構(gòu)造成可以基本密封地將病人身體的該部分31(如圖1中示出的病人頭部以下的所有身體部分)套在內(nèi)部空間27中，此時(shí)外殼整體接近病人的身體。外殼25的一入口35適于將傳熱液體39例如水、鹽水或其它生物相容液體接納于該外殼中。入口35還與外殼25的內(nèi)部空間27流體連通，以便將傳熱液體39引入內(nèi)部空間27以使該液體以與病人身體部分31直接接觸的方式流過該身體部分31從而促使病人身體部分與該傳熱液體之間的熱傳遞。外殼25還具有一與外殼的內(nèi)部空間27流體連通并用于從外殼中排出傳熱液體的出口45。較特別地，外殼25一般與位于內(nèi)部空間27內(nèi)的病人身體部分31一致。此外，入口35和出口45定位成當(dāng)將病人身體部分31套在內(nèi)部空間27中時(shí)入口位于病人身體部分與出口相對(duì)的一側(cè)。盡管可以將病人身體的任何部分套在外殼25內(nèi)，但所套住的部分優(yōu)選地包括病人身體的頸部51以下部分，包括病人的軀干53、臂57和腿61。
在圖2所示的一實(shí)施例中，外殼25包括其邊緣相互密封接合以形成接納身體部分31的內(nèi)部空間27的第一片狀件71和第二片狀件75。在這里，入口35延伸穿過第一片狀件71，而出口45延伸穿過第二片狀件75。片狀件71、75分別位于病人身體部分31的下方和上方，因此入口35和出口45設(shè)置在病人的相對(duì)側(cè)上。如圖2所示，入口35和出口45可以包括多個(gè)分入口(sub-inlet)35’和分出口(sub-outlet)45’。這些分入口和分出口便于傳熱液體39流過所套住的病人身體部分31的大部分區(qū)域，從而促使液體與病人身體部分大量接觸。
較具體地，第一片狀件71可以包括置于身體部分31下方的下部件77，而第二片狀件75可以包括置于身體部分31上方的上部件79。圖2的外殼25示出這一構(gòu)形并且只是示例性的。例如，可以設(shè)想出口45可延伸穿過第一片狀件71或下部件77，而入口35可延伸穿過第二片狀件75或上部件79(未示出)。在圖2所示的入口35位于出口45下方的構(gòu)形中，聚集在外殼25內(nèi)部空間27中的空氣向上朝出口流動(dòng)并通過出口從外殼排出。從外殼25排出空氣提高了液體與身體部分31的接觸，從而使身體部分與液體39之間的傳熱較充分以便較好地控制體溫。所示實(shí)施例的第一片狀件71和第二片狀件75還相互配合以便在外殼25中形成至少一個(gè)頸部開口81(圖2)。該頸部開口81的大小和形狀適于使片狀件71、75與病人頸部51在該開口處密封接合。外殼25可以包括一位于該頸部開口81處的帶子、鉤環(huán)式緊固件或其它密封裝置(未示出)以進(jìn)一步提高該頸部開口繞該開口處的病人頸部51的密封性。也可以將水凝膠涂抹在病人頸部51上以進(jìn)一步提高外殼25繞病人頸部的密封性。
第一片狀件71通常包括以參考標(biāo)號(hào)83表示的第一密封部，而第二片狀件75通常包括以參考標(biāo)號(hào)87表示的第二密封部(圖3)。密封部83、87相互密封接合以密封外殼25的內(nèi)部空間27。第一密封部83和第二密封部87均包括一用于密封第一片狀件71與第二片狀件75的密封墊95和一通常以參考標(biāo)號(hào)97表示的用于保持密封接合的所述片狀件的鉤環(huán)式緊固件。該密封墊95優(yōu)選地包括第一密封部83上的第一珠粒95a和第二密封部87上的第二珠粒95b。該珠粒95a、95b可用彈性材料如橡膠制成。一通常以參考標(biāo)號(hào)97表示的鉤環(huán)式緊固件97優(yōu)選地位于珠粒95a、95b的相對(duì)橫側(cè)，以便使該鉤環(huán)式緊固件壓縮該珠粒從而形成一密封外殼25。該密封防止液體39從外殼25泄漏或保持外殼內(nèi)部空間27內(nèi)的真空。
現(xiàn)在參考圖4-7，外殼25還包括一用于進(jìn)入外殼內(nèi)部空間27的可密封開口101。在應(yīng)用設(shè)備21期間，這一可密封開口101可用于病人進(jìn)入。該可密封開口101還可以繞一需要穿過外殼25進(jìn)入內(nèi)部空間的物品例如輸液管105、繩或其它物件密封。在圖4所示的一構(gòu)形中，一可樞轉(zhuǎn)片109限定一用于該可密封開口101的蓋。可以在輸液管105或其它物件穿過該開口101的同時(shí)使所述片109繞它們密封。此外，如圖5所示，該可密封開口101可以關(guān)于病人身體的第二身體部分113例如一臂57或腿固定，從而在基本套住身體部分31的同時(shí)允許第二身體部分延伸到外殼25外部。對(duì)于確保達(dá)到病人的第二身體部分113以進(jìn)行醫(yī)療操作例如抽血或放置醫(yī)療裝置如靜脈導(dǎo)管而言，這特別重要。如圖6和7所示，第二身體部分113可以例如在不使用開口101的情況下從下部件77與上部件79之間伸出外殼。如圖7所示，在該構(gòu)形中，第一密封部83和第二密封部87相互配合以便在第二身體部分113從外殼25伸出時(shí)形成繞該第二身體部分的密封。在這兩種構(gòu)形中，均可將有黏性的水凝膠涂抹在病人的第二身體部分113上以進(jìn)一步改善外殼25繞該第二身體部分的密封。
現(xiàn)在參考圖8，設(shè)備21還包括一用于控制該設(shè)備的操作的便攜式控制單元117。該控制單元117包括一用于引導(dǎo)傳熱液體39通過外殼25的入口流入內(nèi)部空間27并到達(dá)外殼出口45的液體傳送系統(tǒng)121。液體傳送系統(tǒng)121包括一泵裝置125、一閥裝置127、一熱交換器129和一溫度傳感器131。該液體傳送系統(tǒng)121為一通常封閉的連續(xù)流系統(tǒng)，從而引導(dǎo)從出口45排出的液體39流回入口35以流入外殼25的內(nèi)部空間27。一控制系統(tǒng)135與液體傳送系統(tǒng)121通信以控制通過外殼25的液流39。溫度傳感器131適于將病人的體溫讀數(shù)傳送給控制系統(tǒng)135，以使得該控制系統(tǒng)可以使用該信息而控制泵裝置125、閥裝置127和熱交換器129。控制系統(tǒng)135包括一可編程控制器141、一H橋式驅(qū)動(dòng)電路143、一電壓限制器145和一泵驅(qū)動(dòng)器147?？刂葡到y(tǒng)135提供溫度調(diào)節(jié)、驅(qū)動(dòng)泵裝置125并控制閥裝置127。設(shè)備21還包括一用于將系統(tǒng)狀態(tài)傳達(dá)給用戶的用戶界面151。該用戶界面151包括一顯示該系統(tǒng)的具體參數(shù)的顯示器153和允許系統(tǒng)用戶選擇性控制具體的系統(tǒng)功能的控制器155。例如，這種控制器可以允許用戶輸入病人體溫的設(shè)定點(diǎn)或目標(biāo)值。該顯示器153例如可以顯示該設(shè)定點(diǎn)溫度與病人實(shí)際體溫、液體39的溫度和液體流速等。
再次參考圖1，便攜式控制單元117的泵裝置125包括一與用于從外殼25中排出傳熱液體39的出口45流體連通的出口泵161和一與用于將傳熱液體注入外殼中并與入口35流體連通的入口泵163。熱交換器129與出口泵161和入口泵163流體連通，以便使通過出口泵從外殼25排出的液體39在進(jìn)入入口泵之前流經(jīng)該熱交換器。例如，泵161、163可以是一泵送能力為每分鐘2.4公升(每分鐘0.63加侖)的12伏直流泵。可利用18伏電壓將這類泵的泵送能力提高到每分鐘3.0公升(每分鐘0.79加侖)而不會(huì)縮短泵的使用壽命。如果需要較高的流速或其它參數(shù)，可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下使用其它的泵例如較高能力的齒輪或離心泵。
泵裝置125還包括一與入口泵163和熱交換器129流體連通的貯存器167，以使得流經(jīng)熱交換器的液體39在流入入口泵之前流入該貯存器。也可以交換貯存器167與熱交換器129的相對(duì)位置，以使液體39從外殼25直接流入貯存器存儲(chǔ)，直到在即將再次進(jìn)入外殼之前從貯存器流出并經(jīng)過熱交換器。這一布置可用于需要迅速改變液體39溫度的場(chǎng)合?，F(xiàn)在回到原來的布置，貯存器167收集在通過熱交換器129得到的溫度下的液體并在入口泵163將液體注入外殼25之前存儲(chǔ)該液體。貯存器167可以絕熱(未示出)以有助于在將傳熱液體39注入外殼之前保持其溫度。盡管可以使用任意尺寸的貯存器，但具有大約12公升(3.2加侖)容量的貯存器是優(yōu)選的。甚至較優(yōu)選的是容量較小例如4公升(1.1加侖)的貯存器，該貯存器中的這一容量的流體足以確保液體在設(shè)備21中不斷循環(huán)。貯存器167還可以包括一與液體39進(jìn)行熱交換從而改變液體溫度的溫度改變?cè)?69。一旦貯存器167中的液體39達(dá)到一特定溫度，該元件169還可以穩(wěn)定該溫度。在一構(gòu)形中，液體溫度改變?cè)?69與貯存器167內(nèi)的液體39接觸。該元件169可以是能夠吸熱或放熱的任何材料例如冰或相變材料。
泵裝置125還包括一與熱交換器129和入口泵163流體連通的旁路管道173。該旁路管道173的一端與出口泵161和熱交換器129之間的第一三通閥177連通，而另一端與入口泵163和外殼25之間的第二三通閥179連通。當(dāng)以正常模式操作時(shí)，在不使用旁路管道173的情況下液體39流經(jīng)出口泵161、第一三通閥177、熱交換器129、貯存器167、入口泵163、第二三通閥179和外殼25。當(dāng)病人套在外殼25中且液體39正流過身體部分31時(shí)，使用正常模式。當(dāng)用戶利用用戶界面151的控制器155(圖8)指令使用旁路模式時(shí)，改變第一三通閥177和第二三通閥179的狀態(tài)，以將液流39從外殼25轉(zhuǎn)向旁路管道173。此外，在旁路模式中關(guān)閉出口泵161，因?yàn)橐后w繞開出口泵。因此，液體39流經(jīng)第一三通閥177、熱交換器129、貯存器167、入口泵163、第二三通閥179和旁路管道173。旁路模式允許泵裝置125控制液體39的溫度，同時(shí)液體不流經(jīng)外殼25。旁路模式特別用于預(yù)冷或預(yù)熱貯存器167中的液體39。這允許設(shè)備21在將病人套在外殼25中之前制備所用的液體。
在操作中，液體傳送系統(tǒng)121可以通過控制流經(jīng)外殼25的液體39的運(yùn)動(dòng)而控制外殼內(nèi)部空間27中的壓力。例如，當(dāng)出口泵161的流速大于入口泵163的流速時(shí)，流速差會(huì)在外殼25內(nèi)部空間27中造成負(fù)表壓或真空。此外，外殼25內(nèi)部空間27壓力比外殼外部壓力低有利于(i)將外殼拉向病人身體而使液體保持靠近病人皮膚，(ii)使外殼泄漏最少，(iii)促使血液流到皮膚表面，(iv)使需要填充外殼的液量最少，以及(v)可以對(duì)病人身體手動(dòng)加壓和解壓。通過在外殼25外側(cè)加上一醫(yī)療人員可以在其上安裝一配合的解壓工具的鉤環(huán)式緊固件(未示出)便可以方便地解壓。通過引導(dǎo)液流39從外殼25底部流入并從頂部流出可以進(jìn)一步增加真空。由于當(dāng)液體39流經(jīng)外殼25時(shí)需要用泵提升該液體，因此當(dāng)流速保持不變時(shí)整個(gè)外殼上的壓力下降將增加。優(yōu)選地，外殼25中的真空在內(nèi)部空間27中形成約0千帕(每平方英寸0磅)-約-14千帕(每平方英寸-2.0磅)的表壓。如下文所述，可以在外殼25中可選地保持正表壓。
傳熱液體39的溫度優(yōu)選地比病人身體部分31的溫度低，以使液體冷卻病人身體部分。優(yōu)選地，傳熱液體39的溫度范圍為約1℃(34°F)-約2℃(36°F)。這一溫度范圍可以在使得對(duì)病人皮膚的任何不利影響最小的同時(shí)充分地冷卻病人的皮膚。我們發(fā)現(xiàn)，在這一溫度下引入外殼25中的傳熱液體39可以以足夠的速度冷卻身體以降低體溫。下文將詳細(xì)描述使動(dòng)物體溫降低的示例。
可選地，如果傳熱液體39的溫度比病人身體部分的溫度高，外殼25也可以用于溫暖外殼中的病人身體部分31。這種加溫外殼25的一種應(yīng)用將是溫暖體溫意外降低的病人。優(yōu)選地，傳熱液體的溫度為大約43℃(109°F)-大約47℃(117°F)，或者較優(yōu)選地約45℃(113°F)。
如上簡(jiǎn)述，本發(fā)明設(shè)備21包括一與液體傳送系統(tǒng)121流體連通的將液體39溫度從液體排出外殼25后測(cè)量的出口溫度T0變?yōu)橐后w進(jìn)入外殼前測(cè)量的入口溫度Ti的熱交換器129(圖1)。如上所述，液體39流經(jīng)熱交換器129后可以被重新引入外殼25。這允許在外殼25和液體傳送系統(tǒng)121之間反復(fù)使用同一液體39。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以使用各種熱交換器129。例如，本發(fā)明的熱交換器129可以包括一便于使液體39在流經(jīng)外殼25并由病人身體部分31的溫度的改變后恢復(fù)至其入口溫度的Peltier(匹特爾)裝置或相變材料。這類熱交換器129需要至少每分鐘1.5公升(每分鐘0.40加侖)的流速以保持足夠的效率。
在圖9-11所示的另一實(shí)施例中，外殼25包括適于面對(duì)面彼此接合的一面對(duì)身體片狀件183和一外部片狀件185。片狀件183、185沿它們的相向表面相互連接以在該片狀件之間形成至少一個(gè)液體通道189。液體通道189的大小和形狀優(yōu)選地適于與用于接納傳熱液體39的入口35流體連通。面對(duì)身體片狀件183還包括至少一個(gè)-優(yōu)選地若干個(gè)-與液體通道189相對(duì)應(yīng)的開口193以允許液體39經(jīng)過液體通道189流到片狀件183與病人身體部分31之間。在用傳熱液體39填充液體通道189之前，通道的面對(duì)身體片狀件183與外部片狀件185相互平貼。一旦液體39流入通道189中，該通道的橫截面面積將增加以允許液體在部件183、185之間流動(dòng)。為了將部件密封在一起以形成液體通道189，優(yōu)選地采用熱密封，因?yàn)樗芴峁┳銐虻膹?qiáng)度而無需額外的原料。在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以使用其它方法如粘合劑將部件183、185彼此密封在一起。
本構(gòu)形的液體通道189也可以設(shè)計(jì)成將液體39分布到病人身體的較大表面區(qū)域上。例如，液體通道189可以包括至少一個(gè)沿外殼25縱向延伸的主液體通道197和至少兩個(gè)從主通道側(cè)向向外延伸的次通道199。優(yōu)選地，主通道197分支為許多次通道199以進(jìn)一步將液體39分布到外殼25中的病人身體部分31上。在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可以改變這些通道的路徑。
片狀件183、185還可沿其相對(duì)側(cè)183’、185’連接以形成氣袋203。這些氣袋203優(yōu)選地至少部分填充氣體205(例如空氣)，以便將該氣袋用作用于接合身體部分31的墊子，并使面對(duì)身體片狀件183的相鄰(氣袋)部分保持稍稍離開病人身體部分以增大內(nèi)部空間27。由于氣袋203將面對(duì)身體片狀件183抬離病人身體部分31并使其保持，因此便于液體39在面對(duì)身體片狀件與病人身體部分之間流動(dòng)。因?yàn)闅獯?03呈圓形，它們與病人身體部分31的接觸面積有限，因此較多的液體39可以接觸皮膚，從而提高液體的傳熱效果。在延伸穿過外殼25的液體通道189足夠多的情況下，可以無需使面對(duì)身體片狀件183稍稍離開病人身體的氣袋203。
病人的軀干53、兩臂57和兩腿61位于外殼25內(nèi)部空間27中時(shí)(例如圖1)，如圖12所示，主液體通道197優(yōu)選地布置成在一偏離病人中線(例如縱向中心線)的位置接合病人的軀干。這一特征在對(duì)病人實(shí)施CPR時(shí)特別有用，因?yàn)橐话阊夭∪说闹芯€進(jìn)行胸部按壓。當(dāng)將病人放置在外殼25中而主通道197幾乎對(duì)應(yīng)病人中線時(shí)，胸部按壓可以系統(tǒng)地阻礙液體39在主通道中的流動(dòng)，從而減小通過外殼25的液流。在主通道197如圖12所示偏離病人中線的情況下，實(shí)施CPR治療時(shí)進(jìn)行的胸部按壓對(duì)液體在外殼25中的流動(dòng)的阻礙作用減小。盡管在圖12中未示出上述氣袋203，但它們可以包括在該構(gòu)形中。在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以采用其它通道布置。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一包括所述液體傳送系統(tǒng)121、一用戶界面151、一向該液體傳送系統(tǒng)提供動(dòng)力并控制該液體傳送系統(tǒng)的動(dòng)力源211和控制系統(tǒng)135(圖1)的便攜式控制單元117。當(dāng)設(shè)備21處于無法供電的偏遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，該便攜式控制單元117特別有用。而且，便攜式控制單元117的獨(dú)立性允許其在將病人送往醫(yī)療機(jī)構(gòu)的途中被運(yùn)送給病人、實(shí)施用于病人并保持工作。在一優(yōu)選實(shí)施例中，動(dòng)力源211為一電池。也可將其它便攜式動(dòng)力源如引擎帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)和機(jī)動(dòng)化車輛(例如來自它們中的任一個(gè)的電力)用作潛在動(dòng)力源。為了使控制系統(tǒng)135正確控制外殼25中的液流以便控制病人體溫，便攜式控制單元的溫度傳感器131通過電線133與病人身體31接合以監(jiān)控病人的溫度。將來自這些溫度傳感器131的輸入值送入控制系統(tǒng)135以監(jiān)控并控制病人的溫度。
在另一實(shí)施例中，控制液體傳送系統(tǒng)121可以通過控制液體39在外殼25中的流動(dòng)而控制外殼中的流體壓力。例如，在出口泵161的流速小于入口泵163的流速時(shí)，該流速將在外殼25的內(nèi)部空間27中產(chǎn)生正表壓例如大于大氣壓的壓力。內(nèi)部空間27的增壓一般會(huì)隨著傳熱液體39流過病人而在病人身體部分31上施加一壓力。優(yōu)選地，內(nèi)部空間27中的該正表壓為約0千帕(每平方英寸0磅)-約28千帕(每平方英寸4磅)。
但是，在不限制外殼25的尺寸的情況下，隨著較多的液體39流入不受限制的外殼中，內(nèi)部空間27中的正表壓將使外殼膨脹。因此，設(shè)計(jì)若干實(shí)施例以限制外殼25在正內(nèi)壓下的該向外膨脹。例如，至少一根帶子215可以環(huán)繞外殼25的外部以阻止或限制外殼的向外膨脹并對(duì)外殼內(nèi)的身體部分31加壓(例如圖8)。還可以選擇性地使帶子215定位成與外殼25的與身體部分31的特定部位接觸的特定部分接合以便在一特定區(qū)域中施壓。這一特征在病人出血以及對(duì)特定部位加壓可以止血時(shí)特別有用。
現(xiàn)在參考圖13和14，也可用一環(huán)繞外殼的外套221限制外殼25的膨脹。該外套221的彈性比外殼25小，并適于在內(nèi)部空間27增壓時(shí)阻止外殼25膨脹。外套221由抗膨脹的材料制成從而一般可以保持受壓外殼25的形狀。例如，一合適的外套221可由剛性塑料例如聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或丙烯酸系制成。該外套221可以包含由高抗拉強(qiáng)度材料例如KEVLAR-E.I.du Pont de Nemours and Company ofWilmington，Delaware，USA的聯(lián)邦注冊(cè)商標(biāo)、石墨或玻璃制成的加強(qiáng)纖維。外套221可以包括一外部件225和一位于該外部件與外殼25之間的可硬化層227。該可硬化層227不必呈完全剛性，但其彈性優(yōu)選地比外殼25的彈性低以限制外殼在內(nèi)部空間27增壓時(shí)膨脹。在一構(gòu)形中，可硬化層227包括小顆粒物質(zhì)231，以便使可硬化層放置為與一用于除去顆粒物質(zhì)的各粒子之間的氣體(例如空氣)的真空源235流體連通，從而通過壓緊和壓實(shí)粒子而硬化外套221與外殼25之間的可硬化層(圖13)。一旦可硬化層227硬化，便可在限制外殼進(jìn)一步膨脹的同時(shí)保持外殼25內(nèi)的正表壓。一種合適的顆粒物質(zhì)231為例如聚苯乙烯珠粒。盡管實(shí)際應(yīng)用中可硬化層優(yōu)選地由顆粒物質(zhì)231填滿，但是為簡(jiǎn)化起見，圖13示出的可硬化層227中沒有填滿該物質(zhì)。可硬化層227中也可用起初呈非固體然后因化學(xué)反應(yīng)而固化的聚合物取代顆粒物質(zhì)(圖14)。例如，可用例如由兩種成分構(gòu)成的貼體泡沫(foam-in-place)聚亞安酯等聚合物硬化該可硬化層227。
如圖15所示，設(shè)備21還包括一通常以參考標(biāo)號(hào)241表示的與病人頭部243接合以使傳熱液體39循環(huán)而與病人頭部接觸的頭部冷卻裝置(圖1和2)。頭部冷卻裝置241還包括一提供供液體39進(jìn)入以直接接觸頭部243的路徑的入口247和一提供供液體從頭部冷卻裝置排出的路徑的出口249。在一實(shí)施例中，頭部冷卻裝置241包括一置于病人頭部243上的頭盔253(圖1和2)。該頭盔253適于與病人頭部243密封接合。頭盔253的形狀做成頭盔與頭部243相互作用以形成一空隙257，以使得傳熱液體39可以流過該空隙并與頭部接觸以改變頭部溫度。在另一構(gòu)形中，頭部冷卻裝置241包括一連接在外殼25上并環(huán)繞病人頭部243上的頭罩263(圖15)。該頭罩263也與頭部243配合以在頭罩與頭部之間形成一空隙257，從而允許傳熱液體39接觸病人頭部。
除了頭部冷卻裝置241，在病人臉上放置有一面罩267以便通過管子269將空氣送給病人的嘴或鼻(圖1)。面罩267可像傳統(tǒng)的呼吸面罩那樣將周圍的空氣或氧氣送給病人，或者經(jīng)面罩送給病人的空氣的溫度可與病人體溫不同以有助于冷卻或溫暖病人。
此外，上部件79的至少一部分并且優(yōu)選地整個(gè)上部件可以是透明的以使得外殼25內(nèi)的身體部分31是可視的。例如(上述)面對(duì)身體片狀件和外部片狀件可由透明材料例如PVC(聚氯乙烯)、聚乙烯或聚亞安酯制成。
現(xiàn)在參考圖9和15，外殼25還可以包括用于提起外殼和接納在該外殼中的身體部分31的手柄271。該手柄271可以安裝在外殼25上或者與外殼一體形成。例如，如圖9所示，手柄271可以與下部件一體形成。手柄271使外殼25易于移動(dòng)，并可以容易地提起病人和外殼以及使其移動(dòng)到另一位置，同時(shí)傳熱液體39繼續(xù)在外殼中流動(dòng)以改變病人體溫。
在圖15所示的另一實(shí)施例中，上部件79沿其邊緣279鉸接在下部件77上。這確保上部件79與下部件77保持連接并彼此適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)以便使用。在這一構(gòu)形中，上部件79比下部件77稍小。這允許外殼25的密封部分83、87從外殼的下部件77的周邊橫向向里放置。
現(xiàn)在參考圖16，本發(fā)明的外殼25優(yōu)選地包括一不可滲透液體外層285、一面對(duì)身體網(wǎng)狀層289和一位于該外層和面對(duì)身體層之間的絮層293。不可滲透液體外層285將傳熱液體39保持在外殼25中，而多孔絮層293允許液體經(jīng)過棉絮與病人身體部分31接觸以流過整個(gè)外殼中的皮膚。網(wǎng)狀層289將絮層293保持在合適的位置，從而允許身體部分31與棉絮中的液體充分接觸。在一構(gòu)形中，不可滲透液體外層285還包括一氯丁(二烯)橡膠外層295和一鋁箔夾層聚酯內(nèi)層297。氯丁橡膠外層295不可滲透液體，而內(nèi)層297使外殼25隔熱。優(yōu)選地，外層295包括John R.Sweet Co.ofMustoe，Virginia，USA銷售的厚約3.2mm(0.125英寸)-約1.6mm(0.0625英寸)的氯丁橡膠。內(nèi)層297優(yōu)選地包括Wal-Mart Stores，Inc.ofBentonville，Arkansas，USA銷售的鋁箔夾層聚乙烯。棉絮中間層293優(yōu)選地包括聚酯棉絮，而網(wǎng)狀層289包括一尼龍濾網(wǎng)。例如，絮層293可以為例如Carpenter Co.of Taylor，Texas，USA銷售的低膨松度聚酯棉絮。網(wǎng)狀層289優(yōu)選地為例如McMaster-Carr Supply Company of NewBrunswick，New Jersey，USA銷售的尼龍濾網(wǎng)。由于這些部件都較薄，外殼25可折疊成或卷成一緊湊的形狀以便于儲(chǔ)存。外殼的各部件77、79的總厚度優(yōu)選地小于約5mm(0.2英寸)。
在用于控制病人體溫的本發(fā)明方法的一實(shí)施例中，病人身體的至少一部分31密封地套在一外殼25的內(nèi)部空間27內(nèi)。該外殼25整體接近病人身體的該部分31。該方法還包括將傳熱液體39導(dǎo)入內(nèi)部空間27與病人身體直接液體接觸以促進(jìn)傳熱液體與病人身體之間的熱傳遞。確切地說，該方法包括引導(dǎo)傳熱液體39從外殼25入口35流經(jīng)外殼內(nèi)部空間27到達(dá)外殼出口45。該方法還包括使傳熱液體39與外殼入口35與出口45之間的內(nèi)部空間27內(nèi)的病人身體保持接觸。這一方法還包括將病人身體置于外殼入口35與出口45之間的內(nèi)部空間27中，以使得外殼入口和出口位于病人身體的通常相對(duì)兩側(cè)。此外，引導(dǎo)傳熱液體39流經(jīng)外殼25內(nèi)部空間27的步驟可以包括在外殼內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生真空。該方法還包括當(dāng)傳熱液體39被引導(dǎo)流經(jīng)外殼25內(nèi)部空間27時(shí)對(duì)病人身體施加壓力的步驟。
該方法還可以包括在上述引導(dǎo)步驟的同時(shí)對(duì)病人實(shí)施CPR的步驟。在現(xiàn)有的冷卻或加熱病人身體的系統(tǒng)中，恢復(fù)正常呼吸時(shí)必須暫停冷卻或加熱。在本發(fā)明方法中，CPR不會(huì)影響對(duì)病人的冷卻或加熱。
在另一實(shí)施例中，一種控制病人體溫的方法包括下列步驟將病人身體的至少一部分套在一外殼25的內(nèi)部空間27內(nèi)，該外殼至少與病人身體的該部分31的相對(duì)側(cè)整體接近。該方法還包括引導(dǎo)傳熱液體39流入內(nèi)部空間27與病人身體部分的至少相對(duì)兩側(cè)直接液體接觸以促進(jìn)傳熱液體與病人身體之間的熱傳遞。
為了以可計(jì)量的方式檢驗(yàn)使體溫降低的過程，使用一靈敏的動(dòng)物準(zhǔn)備進(jìn)行了一系列預(yù)備實(shí)驗(yàn)。下面將說明這些實(shí)驗(yàn)。
示例1包在冰中的豬第一示例研究一動(dòng)物-此處為豬-整個(gè)包在冰中的效果。之所以進(jìn)行這一研究是因?yàn)樽罱呐R床報(bào)告表明冷卻凝膠袋的效果相當(dāng)好。在該研究中，將約45kg(100磅)冰置于豬的下方和周圍的2.3kg(5磅)塑料袋中。然后隨時(shí)間推移而監(jiān)控豬的體溫和重要體征，并在觀察到中心體溫從約34.5℃(94.1°F)下降到約28.8℃(83.8°F)時(shí)移去冰。
較確切地，用Telazol-A.H.Robins Co.of Richmond，Virginia，USA的聯(lián)邦注冊(cè)商標(biāo)和甲苯噻嗪對(duì)質(zhì)量為36kg(79磅)的第一豬進(jìn)行麻醉。并對(duì)豬毛進(jìn)行修剪。然后在實(shí)驗(yàn)過程中利用心電圖(ECG)通過普通墊片監(jiān)控豬的心率并利用一呼吸機(jī)保持通風(fēng)。經(jīng)由頸靜脈放置一肺動(dòng)脈導(dǎo)管以監(jiān)控動(dòng)脈中的肺動(dòng)脈壓力和血液溫度。通過在推進(jìn)導(dǎo)管時(shí)觀察右心室和隨后的肺動(dòng)脈壓力來確定導(dǎo)管的放置。導(dǎo)管的一電熱調(diào)節(jié)傳感器連接到一溫度監(jiān)控器上并被預(yù)先校正，然后用該傳感器校正其它兩種T熱電偶。第一種T熱電偶用膠帶連接在豬的右前腿下方的皮膚上。第二熱電偶深深置于豬的最上方的耳朵內(nèi)，然后利用泡沫絕緣密封。所有傳感器都連接到一DATAQ A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(可以從DATAQ Instrument，Inc.of Akron，Ohio，USA獲得)上并且在實(shí)驗(yàn)過程中以120Hertz的速度數(shù)字化。一旦使豬被麻醉并側(cè)臥，便用普通的2.3kg(5磅)的冰袋包住豬露出的外表面。在該實(shí)驗(yàn)中使用了約20個(gè)冰袋，以使得一袋冰接觸豬的大部分皮膚。
然后隨時(shí)間推移而記錄皮膚溫度和肺動(dòng)脈血液溫度以確定包在冰中的豬的冷卻率。該示例的溫度結(jié)果如圖17中的曲線301和303所示。在圖17和18中，縱軸表示攝氏溫度，橫軸表示以分鐘為單位的時(shí)間。在兩圖的溫標(biāo)上示出的最大值和最小值不同。曲線310表示豬的肺動(dòng)脈溫度，而曲線303表示皮膚溫度。正如所預(yù)料的，隨著皮膚使全身冷卻，豬的皮膚溫度超前于肺動(dòng)脈溫度。曲線301表明，進(jìn)入冷卻過程8分鐘后豬的中心體溫下降1℃(1.8°F)。在11、17和25分鐘后，中心體溫分別下降共2℃(3.6°F)、3℃(5.4°F)和4℃(7.2°F)。
示例2浸沒在液流中的豬在第二示例中，第二豬被套在上述本發(fā)明設(shè)備的原型外殼中。該設(shè)備用于在若干小時(shí)中冷卻和再溫暖動(dòng)物若干次。該外殼利用從外殼頂部流到底部的作為傳熱液體的水或沿相反方向從外殼底部流到頂部的水以兩種路線中的一種工作。在外殼頂部將水注入內(nèi)部空間并且然后在底部使水流出內(nèi)部空間時(shí)在外殼的內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生成正表壓。在外殼底部將水注入內(nèi)部空間并且然后在外殼頂部使水流出時(shí)在外殼內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生次大氣壓或局部真空。在該模式中，外殼與身體較一致并且允許較少量的上述循環(huán)水。
在該示例中，與上述第一豬類似地麻醉質(zhì)量為36kg(79磅)的第二豬，并修剪其毛、為其裝上儀器然后使其側(cè)臥。然后將該豬放置在一尺寸和形狀適于豬但基本如上所述的外殼中。該外殼設(shè)計(jì)成可以實(shí)現(xiàn)與豬的皮膚的直接液體接觸。該外殼包括一位于豬下方的下部件和一位于豬上方的上部件。只有豬鼻通過外殼的一開口伸出，從而允許豬呼吸。如上所述，下部件和上部件在通常位于各部件邊緣處的第一和第二密封部附近連接。外殼繞豬鼻密封，以便在外殼內(nèi)部空間中產(chǎn)生負(fù)表壓。上部件和下部件分別包括5個(gè)分入口和5個(gè)分出口以使得水在整個(gè)外殼內(nèi)部空間中循環(huán)。如上所述，該外殼由氯丁橡膠層、鋁箔夾層聚酯層、聚酯絮層和尼龍網(wǎng)層構(gòu)成。
然后通過由計(jì)算機(jī)控制的隔板泵將冷卻水或加熱水從豬附近的貯存器中注入外殼。所使用的泵能夠每分鐘運(yùn)送1.7公升(0.45加侖)的水。如上所述，外殼使內(nèi)部空間中的液體分布到動(dòng)物的周圍、上方與下方并與動(dòng)物直接接觸。該示例的熱交換系統(tǒng)利用一冰浴貯存器進(jìn)行冷卻，該冰浴貯存器(的液體)被泵吸而通過外殼。該冰浴使水的入口溫度保持在大約1-2℃(34-36°F)。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的再加熱部分，在所述豬上施加入口溫度為45℃(113°F)的熱水。
然后隨時(shí)間推移而記錄皮膚溫度和肺動(dòng)脈血液溫度以確定豬的冷卻率。該示例的溫度結(jié)果如圖18中曲線305、307和309所示。曲線305表示示例1的包在冰中的豬的肺動(dòng)脈溫度，曲線307表示水從底部向頂部流動(dòng)時(shí)外殼中的豬的肺動(dòng)脈溫度，以及曲線309表示水從頂部向底部流動(dòng)時(shí)外殼中的豬的肺動(dòng)脈溫度。
參考代表從底部到頂部的水流的曲線307，通過肺動(dòng)脈導(dǎo)管測(cè)得的豬的中心體溫在冷卻過程的第一個(gè)4分鐘內(nèi)下降1℃(1.8°F)。該冷卻速度是包在冰中的豬的冷卻速度的兩倍。而且，在7、10和14分鐘后，豬的中心體溫分別下降共2℃(3.6°F)、3℃(5.4°F)和4℃(7.2°F)。該方法在14分鐘內(nèi)使豬冷卻4℃，比包在冰中的豬快79％。同樣地，代表利用從頂部到底部的水流的外殼的曲線309比示例1更快地冷卻豬。例如，在試驗(yàn)開始后3、6、8和12分鐘時(shí)，豬的中心溫度分別下降共1℃(1.8°F)、2℃(3.6°F)、3℃(5.4°F)和4℃(7.2°F)。從頂部到底部的水流在12分鐘內(nèi)使豬冷卻4℃(7.2°F)，這比包在冰中的豬快108％。
比較這一冷卻率與使用冷卻空氣的實(shí)驗(yàn)所公開的冷卻率，本示例的冷卻率快得多。與其中選擇冷卻空氣作為冷卻體溫的介質(zhì)的上述降低體溫研究相比較(Sterz F.等人，Mild Therapeutic Hypothermia to Improve theNeurologic Outcome after Cardiac Arrest，346 New Eng.J.Med.549-556(2002))，Sterz的研究表明，人體中心溫度在4、6和10小時(shí)內(nèi)分別下降1℃(1.8°F)、2℃(3.6°F)和3℃(5.4°F)。即使人與豬的體重不同，在數(shù)分鐘內(nèi)在豬上獲得這樣的冷卻率也能表明冷卻速度快得多。
這些示例的結(jié)果總結(jié)在下表中

(*)36kg豬(**)臨床目標(biāo)總之，通過正常的循環(huán)方法36kg(79磅)的動(dòng)物可以在12分鐘內(nèi)溫度下降4℃(7.2°F)。這大大快于將同樣大小的動(dòng)物包在冰中或在使用冷卻空氣進(jìn)行的人體臨床研究中得出的中心溫度下降。盡管各示例的動(dòng)物各自有正常的循環(huán)并且被麻醉，但得到的冷卻率很大。這一治療性冷卻可以大大提高使神經(jīng)在心博停止后保持不受損害的機(jī)會(huì)。這一療法還可以有效地治療中風(fēng)。
從上文可以看出，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的若干目并獲得其它有利結(jié)果當(dāng)說明本發(fā)明或本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的部件時(shí)，“一個(gè)”、“該”和“所述”意味著有一個(gè)或多個(gè)這種部件。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”意味著可以有所列部件以外的附加部件。
由于可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下對(duì)上述內(nèi)容作出種種改動(dòng)，因此上述說明中和附圖所示的所有內(nèi)容都是示例性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.用于調(diào)節(jié)病人體溫的設(shè)備，所述設(shè)備包括一限定一用于接納病人身體的至少一部分的內(nèi)部空間的外殼，所述外殼構(gòu)造成將病人身體的所述部分基本密封地套在該內(nèi)部空間內(nèi)，所述外殼具有一供傳熱液體進(jìn)入所述內(nèi)部空間以便與病人身體直接液體接觸地流過病人身體從而促進(jìn)病人身體與所述傳熱液體之間的熱傳遞的入口和一與外殼的內(nèi)部空間流體連通以便從該外殼排出所述傳熱液體的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼整體接近病人的身體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一引導(dǎo)所述傳熱液體流經(jīng)該外殼入口進(jìn)入內(nèi)部空間并到達(dá)所述外殼出口的液體傳送系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，可以操作該液體傳送系統(tǒng)以便在外殼內(nèi)部空間中產(chǎn)生真空。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述真空在外殼內(nèi)部空間中產(chǎn)生一低于外殼外部的壓力，這將外殼拉向身體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，外殼內(nèi)部空間中的表壓為約0千帕即每平方英寸0磅-約-14千帕即每平方英寸-2.0磅。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，可以操作該液體傳送系統(tǒng)以便使外殼內(nèi)部空間增壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還包括至少一根環(huán)繞外殼以限制所述外殼向外膨脹并在外殼中的病人身體部分上施加壓力的帶子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一根帶子可以選擇性地定位成與外殼的可與病人身體的特定部位接觸的特定部分接合以便在病人身體的特定部位施壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，外殼內(nèi)部空間中的表壓為約0千帕即每平方英寸0磅-約28千帕即每平方英寸4磅。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一環(huán)繞所述外殼的外套，所述外套的彈性比外殼的彈性小并適于在所述外殼內(nèi)部空間增壓時(shí)阻止外殼膨脹。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述外套包括一外部件和一位于所述外部件和所述外殼之間的可硬化層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述可硬化層還包括顆粒物質(zhì)，以使得所述可硬化層可以設(shè)置成與一用于除去顆粒物質(zhì)的各粒子之間的氣體的真空源流體連通，從而硬化該外套與外殼之間的所述可硬化層，以便在所述外殼不會(huì)進(jìn)一步膨脹的情況下在所述外殼內(nèi)保持正表壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述顆粒物質(zhì)包括聚苯乙烯珠粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述可硬化層還包括可以因化學(xué)反應(yīng)而固化的聚合物，
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括一面對(duì)身體片狀件和一外部片狀件，所述面對(duì)身體片狀件和外部片狀件適于面對(duì)面地彼此接合，所述片狀件還沿它們的相向側(cè)相互連接以便在該片狀件之間形成至少一個(gè)液體通道，所述液體通道的形狀和大小適于與用于接納液體的所述入口流體連通，所述面對(duì)身體片狀件中具有至少一個(gè)與液體通道對(duì)應(yīng)的開口以允許液體從該液體通道流到面對(duì)身體片狀件和病人身體部分之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述片狀件還沿它們的相向側(cè)連接以形成氣袋，該氣袋至少部分地填充有氣體，以便將該氣袋用作用于接合所述身體部分并使面對(duì)身體片狀件的相鄰部分保持稍稍離開病人身體部分的墊子，從而便于液體在面對(duì)身體片狀件與病人身體部分之間流動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體通道還包括至少一個(gè)主液體通道和至少兩個(gè)從所述主通道延伸的次通道。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述病人身體的至少一部分包括病人身體的頸部以下部分，其中包括病人的軀干、臂和腿，所述主液體通道布置成在一偏離病人身體中線位置處與所述病人軀干接合。
20.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括至少一個(gè)與所述入口流體連通的液體通道，該入口供液體進(jìn)入所述通道，所述外殼中具有至少一個(gè)與該液體通道流體連通的開口以允許液體經(jīng)過該液體通道流到外殼與病人身體部分之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，該液體傳送系統(tǒng)一般是封閉的連續(xù)流系統(tǒng)，因而引導(dǎo)從出口排出的液體流回所述入口以便流入外殼內(nèi)部空間，
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與所述液體傳送系統(tǒng)流體連通以便將液體溫度從液體排出外殼后測(cè)量的出口溫度改變?yōu)橐后w進(jìn)入外殼前測(cè)量的入口溫度的熱交換器，因此可以使液體在流經(jīng)該熱交換器后被重新引入所述外殼。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱交換器還包括一Peltier裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱交換器還包括相變材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體傳送系統(tǒng)還包括一與從外殼排出傳熱液體的所述出口流體連通的出口泵和一與將傳熱液體注入所述外殼的所述入口流體連通的入口泵。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱交換器與所述出口泵和所述入口泵流體連通，以使得通過所述出口泵從外殼排出的液體在進(jìn)入所述入口泵之前流過所述熱交換器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與所述入口泵和所述熱交換器流體連通的貯存器，以使得流過所述熱交換器的液體在流入所述入口泵前流入所述貯存器。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與所述液體傳熱連通以改變所述液體的溫度的液體溫度改變?cè)?br> 29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體溫度改變?cè)c所述貯存器內(nèi)的所述液體接觸。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與所述熱交換器和所述入口泵流體連通的旁路管道，所述旁路管道可以通過所述出口泵與所述熱交換器之間的第一三通閥和所述入口泵與所述外殼之間的第二三通閥連接，從而允許所述閥將液流從外殼轉(zhuǎn)向旁路管道。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與所述入口泵和所述熱交換器流體連通的貯存器，以使得流過所述出口泵的液體在流入所述熱交換器前流入所述貯存器。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一便攜式控制單元，所述便攜式控制單元包括所述液體傳送系統(tǒng)、用于向所述液體傳送系統(tǒng)提供動(dòng)力并控制所述液體傳送系統(tǒng)的一動(dòng)力源、一控制系統(tǒng)和一用戶界面。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體傳送系統(tǒng)還包括一與病人身體部分接合以向該控制系統(tǒng)提供病人溫度的溫度傳感器。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于，所述用戶界面還包括用于控制該控制系統(tǒng)的控制器和一顯示信息的顯示器。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制器包括一允許傳熱液體繞開外殼而通過該液體傳送系統(tǒng)循環(huán)的旁珞控制器。
36.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，該外殼的形狀一般與所述病人身體部分一致。
37.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特街往于，外殼入口和外殼出口通常位于外殼的相對(duì)側(cè)上，以使得當(dāng)將病人身體套在所述外殼的內(nèi)部空間中時(shí)所述入口和出口位于所述病人身體部分的相對(duì)側(cè)上。
38.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括相互密封接合以形成用于接納所述身體部分的所述內(nèi)部空間的第一片狀件和第二片狀件。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其特征在于，所述入口延伸穿過所述第一片狀件，并且所述出口延伸穿過所述第二片狀件。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一片狀件為一置于所述身體部分下方的下部件，以及所述第二片狀件為一置于所述身體部分上方的上部件，因此聚集在外殼內(nèi)部空間中的空氣將向上進(jìn)入外殼并朝出口流動(dòng)以從該外殼排出，從而促使液體與身體部分大量接觸。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其特征在于，所述上部件的至少一部分是透明的。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其特征在于，所述上部件沿其一邊緣與所述下部件鉸接連接。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一片狀件包括第一密封部，而所述第二片狀件包括第二密封部，所述密封部可以彼此密封接合。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一片狀件和所述第二片狀件相互配合以便在外殼中形成至少一個(gè)頸部開口，所述頸部開口的大小和形狀適于與病人頸部密封接合。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二密封部包括一用于密封所述第一和第二片狀件的墊子和一使所述第一和第二片狀件保持密封接合的鉤環(huán)式緊固件。
46.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述病人身體的至少一部分包括病人身體頸部以下部分，包括病人的軀干、臂和腿。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括一通向外殼內(nèi)部空間的可密封開口。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括一用于密封該可密封開口的可樞轉(zhuǎn)片。
49.根據(jù)權(quán)利要求的所述的設(shè)備，其特征在于，所述可密封開口可以關(guān)于病人的第二身體部分固定，從而在基本密封地套住第一身體部分的同時(shí)允許所述第二身體部分延伸到外殼外部。
50.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體的溫度比該病人身體部分的溫度低以使液體冷卻所述病人身體部分。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體溫度為約1℃即34°F-約2℃即36°F。
52.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體的溫度比該病人身體部分的溫度高以使液體溫暖所述病人身體部分。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其特征在于，所述液體溫度為約43℃即109°F-約47℃即117°F。
54.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼還包括用于提起所述外殼和套在所述外殼中的所述身體部分的手柄。
55.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括一不可滲透液體外層、一面對(duì)身體網(wǎng)狀層和一位于所述外層和所述面對(duì)身體層之間的絮層，所述絮層能攜帶遍及該外殼的所述液體。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的設(shè)備，其特征在于，所述不可滲透液體外層還包括一氯丁橡膠外層和一鋁箔夾層聚酯內(nèi)層。
57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的設(shè)備，其特征在于，所述中間絮層包括聚酯棉絮。
58.根據(jù)權(quán)利要求55所述的設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)狀層包括一尼龍濾網(wǎng)。
59.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括一不可滲透液體外層和一包括一面對(duì)身體層的絮層，所述絮層能攜帶遍及該外殼的所述液體。
60.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一與病人頭部接合以使所述液體循環(huán)而與病人頭部接觸的頭部冷卻裝置。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的設(shè)備，其特征在于，所述頭部冷卻裝置包括一放置在病人頭部上的頭盔，所述頭盔適于與所述病人頭部密封接合，所述頭盔與所述頭部的相互作用在所述頭盔與所述頭部之間形成一空隙，以使得液體可以流經(jīng)該空隙并與所述頭部接觸以改變所述頭部的溫度。
62.根據(jù)權(quán)利要求60所述的設(shè)備，其特征在于，所述頭部冷卻裝置包括一連接在外殼上并環(huán)繞病人頭部的頭罩。
63.根據(jù)權(quán)利要求60所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一放置在病人臉上以將空氣送給病人的嘴或鼻的面罩。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的設(shè)備，其特征在于，經(jīng)所述面罩送給的所述空氣的溫度與病人的體溫不同。
65.根據(jù)權(quán)利要求60所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一穿過所述頭部冷卻裝置并提供供液體進(jìn)入以直接接觸所述頭部的路徑的入口和一穿過所述頭部冷卻裝置并提供供液體從頭部冷卻裝置排出的路徑的出口。
66.一種控制病人體溫的方法，所述方法包括下列步驟將病人身體的至少一部分基本密封地套在一外殼的內(nèi)部空間內(nèi)；和引導(dǎo)傳熱液體流入該內(nèi)部空間與病人身體直接液體接觸以促進(jìn)傳熱液體與病人身體之間的熱傳遞。
67.一種根據(jù)權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，所述外殼整體接近所述病人身體部分。
68.一種根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，還包括引導(dǎo)傳熱液體從外殼的一入口通過所述外殼內(nèi)部空間流到外殼的一出口。
69.一種根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，還包括使傳熱液體與外殼入口和出口之間的內(nèi)部空間內(nèi)的病人身體保持接觸。
70.一種根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其特征在于，還包括一般將病人身體置于外殼入口與出口之間的內(nèi)部空間中，因此外殼入口和外殼出口一般位于病人身體的相對(duì)側(cè)。
71.一種根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，引導(dǎo)傳熱液體流過外殼內(nèi)部空間的步驟在外殼內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生真空。
72.一種根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，還包括在引導(dǎo)傳熱液體流過外殼內(nèi)部空間與病人身體直接液體接觸時(shí)對(duì)病人身體施加壓力的步驟。
73.一種根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，還包括在引導(dǎo)步驟的同時(shí)對(duì)病人實(shí)施心肺復(fù)蘇法的步驟。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)病人體溫的設(shè)備，該設(shè)備包括一限定一用于接納病人身體的至少一部分的內(nèi)部空間的外殼。該外殼適于將該病人身體部分基本密封地套在內(nèi)部空間中。然后傳熱液體可以經(jīng)由一入口和一出口通過外殼內(nèi)部空間而循環(huán)以流過病人身體與病人身體直接液體接觸從而促進(jìn)病人身體與所述傳熱液體之間的熱傳遞。傳熱液體的溫度可比病人體溫高或低，以便溫暖或冷卻該病人身體部分?？梢圆捎檬芸乩鋮s以實(shí)現(xiàn)治療性的體溫降低，同時(shí)也可采用受控加熱抵消意外的體溫降低。該設(shè)備還包括一便攜式控制單元，該控制單元包括一液體傳送系統(tǒng)、向該液體傳送系統(tǒng)提供動(dòng)力和控制該液體傳送系統(tǒng)的一動(dòng)力源、一控制系統(tǒng)和一用戶界面。
文檔編號(hào)A61M16/06GK1688269SQ03821535
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月11日
發(fā)明者R·B·朔克, R·J·小弗雷德曼, M·科特 申請(qǐng)人:生命恢復(fù)系統(tǒng)Hd責(zé)任有限公司