CN101568313A - 用于病人体温控制系统的流体消毒单元 - Google Patents

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Abstract

流体消毒单元被结合入病人加温/降温系统以降低细菌在流体中集聚的危险，该流体通常为水。更具体地，活动壳体包含用于使流体循环至病人的可操作部件，包括泵、加热/冷却源、储库、控制器和帮助使用者操作所述部件的控制面板。储库具有分别用于补充水和循环水的上部分和下部分。UV源贯穿两个储库部分安装以在流体的循环过程中同时发射UV光线到两个储库部分中，从而对其中容纳的水进行消毒。UV源包括保护在经过防碎处理的透明罩内的灯泡。传感器产生信号以指示UV灯泡的接通/断开状态和/或储库内UV光线的强度。

Description

用于病人体温控制系统的流体消毒单元
相关申请
本申请要求具有相同题目的在前的60/869739号美国临时专利申请的优先权，其通过引证明示地全文引入本申请中。
技术领域
本发明涉及病人体温控制，更具体地涉及降低病人对可能引起病人感染的污染的易感性的病人体温控制系统和方法。
背景技术
长久以来一直怀疑在医院停留期间获得的感染是较大的保健问题。直到最近仍没有证明这一问题已变得如何严重的确实数据。宾夕法尼亚州是第一个收集有关追踪医院获得性感染的数字和结果的数据的州。其结果是令人惊愕的。
例如，申请人了解到，这一收集的数据表明在2004年中，宾夕法尼亚州的至少12000名病人在医院中发生了感染。这些病人中的1500名或大约12.5％死亡。为治疗这些病人需要在额外的医疗中花费二十亿美元。如果这些数字外推到美国的其余部分，每天有将近100名病人死亡，且每年花费额外的五百亿美元以对抗医院获得性感染。疾病预防和控制中心(Center for Disease Control and Prevention)估计每年在美国医院中有多达两百万的获得性感染，导致大约90000人死亡。
一般认为，体温低的病人更易于发生感染。尽管如此，保持正常调节的体核温度已发展成为几乎每一家医院和外科中心的护理标准。保持病人正常调节的另外的益处在于在麻醉恢复室(PACU)区域需要的时间。当病人更快地从手术室通过PACU离开时，在同样长的时间内可以进行更多的手术。这使得各手术室成本效益更高。
内科病人温度疗法的一种历史难题是污染。这一问题存在于水系统以及空气对流系统、即具有封闭的循环流体流的系统中。例如，基于水的低温-高温系统对于细菌可能是完美的繁殖区。细菌也可以在对流加温装置中聚集。几乎所有抽吸到当前型式的风机中的空气都经过高效微粒空气(HEPA级)过滤。这对于提供给病人的空气的清洗是良好的开始步骤。尽管如此，不良的维护措施可能对这些过滤器的整体效力产生负面影响。污染可能在过滤器被除去的维护或制造过程中进入该装置中。污染也可能在多次使用之间进入软管中。而且一旦这些污染进入这些类型的装置中，加热的空气实际上可能有助于其进一步的生长。发明人了解到一些似乎表明对流系统可能造成丹佛医院中感染率上升的信息。
基于水的系统要保持安全清洁也是相当的挑战。当基于水的装置进行清洁时，期望可能藏匿真菌或细菌的表面区域的每一部分都适当地暴露于消毒剂以使该系统消毒是不现实的。特别是当在清洁过程中发生基本错误时更是如此。通常，对连接水管是不进行清洁的。如果是使用可重复使用的水毯，毯子的内部表面通常不会被充分地清洁。所以，如果这些部件不进行清洁而开始工作，循环水必然不能保持清洁。另外，已知还有这类装置中使用的蒸馏水在污染的状态下到达医院的例子。然后这一污染的水用于清洗装置中只是当即将污染物移植到系统中。在这些情况中，部件开始是清洁的，但被所述的水污染。所以，虽然病人温度疗法对于病人护理是重要的，且还帮助医院降低整体的手术费用，但对于对抗医院感染来说还有进一步的和重要的需要。提供完成这一任务的新的途径也是重要的需要，因为统计表明，现有的方法由于多种原因是无效的。
很清楚，试图保持加温系统清洁是一种良好的措施。但是，向接受温度疗法的病人可靠地供应无细菌和无藻类的流体的唯一途径是恰好在流体紧密接近病人之前完全清洁所述流体。
遗憾的是，由于人员的限制和/或预算的限制，太常见的情况是病人体温控制系统的流体回路清洁频率太低或清洁太不充分。尽管存在适当的清洁规程或生产商的建议，但是病人体温控制系统循环流体的清洁也可能没有受到应有的重视。
发明内容
本发明试图以可行的和直接的方式解决这些问题。更具体地，本发明将UV光源直接引入包含循环到病人加温/降温装置(如毯子)中的补充和循环流体的储库的上和下腔中。通过同时将UV光线引导到储库的两个腔中，这一系统在运行过程中杀死可能引起感染的细菌。这取消了或至少减少了与消毒流动管线和加温/降温装置(如果重复使用)的需要相关的时间和劳动，从而减少了完成这些通常被忽视的工作而另外需要的工作时间和费用。它也防止或减轻在蒸馏水处于污染的状态下到达医院的情况中引起的副作用。
优选地，UV源包括与用于人工操作的控制面板上的控制按钮可操作地连接的UV管。UV灯泡还可以在循环流体开始通过系统时自动地激活。优选地，所述流体是水，但它可以是具有类似的载热能力的任何其它流体。灯泡与管形罩一起设置，该管形罩优选是100％透明的和防碎的。
安装在储库中的传感器感测发射的UV光线并可操作地与控制面板连接以指示UV光线是否被激活。根据环境的不同，传感器提供多种状态，以显示例如，灯泡退化、或在从传感器到灯泡的视线中阻断物质或遮蔽物的存在(如粘附到灯泡或传感器本身上的杂质，或者水杂质)，或者也许显示甚至水温的效果。
申请人的最初测试表明，大约20分钟的“接通(on)”时间足够长以充分地杀死水中的细菌。尽管如此，如果希望的话，UV源可以按照不同的时间表或持续时间重复地接通/断开，或者甚至基于上面所述类型的各种输入进行控制。
先前的系统已配置成，与上储库相比，使下储库中水的体积最小化，以优化循环水的加热或冷却效率。这通过将两个储库腔分隔但允许它们之间流体连通的可移除的塔盘实现。这一现有结构布局因为简单性的目的得以保持，但它也有利地用于定位UV源。更具体地，冷却盘管已与具有入口和出口的储库壁间隔开。通过靠近出口安置UV源，从下储库向外流的所有流体沿直接的视线流经靠近UV源且在UV源的视线范围内的下储库的相对小体积的部分。因此，该结构定位确保通过出口从壳体向外流的水的UV处理。
UV源安装在覆盖储库顶部的上盖中形成的接口中。垫圈插入该接口中并且其形状适合保持该管状罩。UV灯泡在罩内向下延伸。罩和灯泡都通过塔盘中形成的相应大小的开口向下延伸，以使得从灯泡发射的UV光线直接穿过上和下室中的循环水。
本发明优选使用水作为给病人升温或降温的流体。尽管如此，使用其它的液体是可能的，或者根据特定的情况，甚至可能使用其它的非液体的流体。
参照附图和以下的详细说明，这些特征和其它的特征将更容易理解。
附图说明
图1是显示本发明中使用的部件大致的整体布置的示意图。
图2是按照本发明的优选实施方式容纳消毒单元的轮式支撑壳体的立体图。
图3是沿图2的剖面线3-3截取的剖视图。
图4是沿图2的剖面线4-4截取的剖视图。
具体实施方式
图1显示了适用于本发明的类型的病人体温控制系统10的示意图。这一示意图旨在为解释本发明的细节提供适当的背景和环境，它并不意图限制本发明的范围。更具体地，图1显示了由台14支持的病人12，及基本覆盖病人12的加温/降温装置(在该情况中是毯子16)。可以使用其它类型的装置以将热或冷传送给病人12。水流管线将毯子16和由虚线17表示的壳体互连。更具体地，图1显示了向毯子16传送循环流体(优选为水)的流入管线18和向壳体17送回循环水的流出管线20。
在壳体17内，来自流出管线20的水流向储库22。循环水从储箱或储库22流向泵23，然后流经总体由附图标记24表示的加热/冷却装置，然后再次从壳体17向外流。图1的焦点不是存在于壳体17内的水循环部件(如储库22、泵23或加热/冷却源24)的特定细节。而是在图1中，这些部件出于示意性目的以方框形式概括地显示。图1大致地显示这些部件位于壳体17内，并不必然地表示它们在其中的结构关系。图3和图4更好地显示出这些部件之间的更详细的结构关系。
图1还显示了存在于壳体17内的控制器26。控制器26通过电连接器27与加热/冷却源24可操作地连接，且还通过电连接器28与泵23可操作地连接。控制器26连接到在循环水流出加热/冷却源24时感测循环水温度的第一温度传感器30和感测病人12的体温的第二温度传感器31上。如同水循环部件一样，连接到存在于壳体17内的部件上以及与温度传感器30和31连接的电连接器只是以示意的形式显示于图1中以说明本发明的大致布局。控制器26可操作地连接到控制面板32上。
操作者通过显示在控制面板32上的按钮控制件对系统10的运行进行选择性地控制。按另一种方式说，控制器26是基于微处理器的并配置为通过在图2中清楚显示的按钮以与控制面板32协作的方式控制加温和/或降温。加温和/或降温的一种方式的详细资料在受让人的已公开的PCT申请PCT/US2006/041278号(名称为“PatientTemperature System With Variable Gradient Warming/Cooling(具有可变梯度升温/降温的病人温度系统)”)中进行了更详细的描述，其通过引证明示地全文引入本申请中。另外，本说明书涉及受让人的市售“BlanketrolIII”(“B-III”)系统，其可以同时处理最多三个病人。
图2显示了安装在四个轮子17a上以利于移动的壳体17。图2还显示了可操作地连接到流入管线18(相对于装置16，也就是毯子，“流入”)的出口18a和可操作地连接到流出管线20上的入口20b。在壳体17顶部的控制面板32被设置成一定角度以方便察看其上安装的控制件和指示器。
在控制面板32的顶部，图2显示了与本发明的UV消毒单元相关的三个另外的控制件。这些控制件是将UV单元接通指定的时间长度(未显示)的按钮34、表示UV单元是否通电(即接通或者断开)的指示灯35和确认UV灯泡是否正在发射UV光线的指示灯36，下面进行更详细地描述。根据希望达到的控制程度，可以添加其它的控制件或指示器。但是，还具有通常希望的一定程度的简单性以使操作者的不便最少。
更具体地，图3更详细地显示了具有上储库或补充储库22a和下储库或循环储库22b的储库或储箱22。上和下储库22a、22b由可移除的塔盘38限定。塔盘38具有至少一个和优选数个在其中形成的孔39以允许在上储库22a和下储库22b之间通过重力形成流体连通。
图3还显示了安装在储库22中的UV源40。更具体地，UV源40包括通过电线43可操作地连接到控制器26的UV灯泡42。申请人使用了由名称为Atlantic Ultra Violet的公司提供的UV灯泡，特别是产品号05-1119的2.3瓦UV灯泡。但其它的瓦数或灯泡也可以工作，只要足够剂量或强度的UV辐射被传输到储箱中。也还有防止过度杀伤或过多的辐射的其它考虑。这里的目标是有效地杀死水中的所有细菌，因而应当相应地设定UV光线的剂量。灯泡42存在于纵长的石英管或罩44中以进行保护。所述罩优选为100％透明的。另外，管44优选进行防碎处理以增强安全性。受让人使用Barberton，Ohio的Glass Surface Systems和采用该公司的
Figure A20078004644000101
先进涂覆技术进行这一防碎处理。涂覆到罩上的涂层是透明的且不能被看出，除非罩破裂并产生蛛网样外观。
罩44穿过上储库22a向下延伸并通过在塔盘38中形成以允许管形罩44由此向下延伸的接口38a伸入下储库22b中。罩44的顶部设置于对准在接口50内并插入其中的垫圈46内，该接口50在形成储库22顶界的上板52中形成。套筒58旋接到垫圈46上。其它的安装配置同样是适用的，只要它们提供：UV光线发射进入两个储库22a、22b腔的最佳视线，罩44的最佳透明度和强化的对操作者的安全性，例如防碎处理。优选地，管44和UV灯泡42具有大致相同的长度以同时在两个储库22a、22b中有效地运行。
图3的点划线60、61和62显示出包含位于流体入口20a下游的加热/冷却源24的结构的一些细部的横截面轮廓。点划线61和62大致给出冷却源，即封装的冷却盘管的轮廓。如果结合图4来看也许显示得更清楚，图4还显示出下储库22b和上储库22a的相对大小，即下储库22b小于上储库22a。这部分地是因为加热/冷却源24的冷却元件形成下储库22b的中心部分。
塔盘38精确成形以容纳这些元件并使下方的容积最小化。如上所述，这优化了冷却和加热效率。并且这一结构当前也存在于受让人的市售B-III系统中。但是，这一结构也有利地用于本发明中。更具体地，在图4中水一般从右向左朝向出口18a流动。值得注意地是，出口18a相对靠近UV源40设置，从而从下储库22b流出的循环水在流向出口18a的途中必然流过UV源40。另外，加热/冷却部件24与其中形成出口18a的储库22的壁隔开。这一结构有助于保证流出流体以更靠近UV灯泡42且在UV灯泡42的视线范围内的相对小的体积流动。
图4还显示出安装在储库22的侧壁上并沿视线途径指向UV源40的传感器70，从而感测储库22中是否存在UV光线。这一传感器70通过电线72可操作地连接到控制器，且还连接到指示器36以指示UV灯泡42是否正在发射UV光线。如果传感器发射低于预期的阈值，则指示器36是不发光的，尽管另一指示灯(如指示器35)可能被点亮以表示电力正被供给到灯泡42。此外，如上所述，传感器70可进行改装以感测发射强度的变化程度或遮蔽物。另外，一个或多个另外的传感器可安装在其它位置(包括在正常液面下)，以计量发射的UV辐射的分布，或者储库22a、22b腔中的一个或两个。另外，传感器70可以安装以通过在储库22的壁中形成的“窗口”进行观察。
在运行中，循环流体沿管线18从壳体17流向覆盖病人12的毯子16，然后流回壳体17，特别是储库22中。在储库22中，取决于连接在壳体17上的装置31的数目(可能最多达到三个毯子)和由于例如暂时的流动管线阻塞引起的压力和体积波动，储库22的水平面可能发生变化。优选地，水平面存在于上腔22a中。在需要时，加热或冷却的水向下流入下储库22b中并最终流向出口18a，以再次循环到病人12处。在水存在于储库22中时，不管是在上腔22a中还是在下腔22b中，从UV源40发射的UV光线杀死水范围的细菌，从而降低病人和医院人员发生感染的风险。这发生在启动后的预定长度的时间内，例如20分钟内。在这一时间内，指示器35显示电能被供应到灯泡42。另外，指示器36加电以指示传感器70正在接收或检测储箱22中的UV光线。一旦指示器36熄灭，这表示UV灯泡已经烧坏或者其发射出不足以杀死细菌的辐射。在任一情况下，指示器36的关闭指示需要更换UV灯泡42。
尽管在背景技术中描述了有关感染的统计数据，但仅仅是在最近才对这一感染的危险进行了深入的研究并且研究结果被广泛地传播。例如，本发明是就普遍用于诱导病人低温的病人加温/降温系统进行说明的。本发明具有其它适宜的用途。尽管如此，当在病人中诱导低温时，出于几种理由感染风险变得更高。例如，如果护士或医生偶然地，或者也许病人家庭的成员，意外地在水毯中造成一个孔而该毯子正被用于诱导病人的低温，交叉污染的结果对于病人可能是致命的。因此，对于这些类型的系统，控制可能由流体范围的细菌引起的感染甚至是更重要的。本发明提供的杀菌清洁基本上消除了这一危险。
另外，尽管在其它的技术中，UV光线可用于消毒流体(包括液体)和其它材料已经在若干时间内为人所知，但本发明人不知道将这一知识的益处结合到病人体温控制系统，特别是用于诱导病人低温的类型的病人体温控制系统中的任何在先的尝试。在发明人对本发明进行测试之前，发明人不知道循环流体的杀菌处理(在使用UV光线对水进行消毒的情况中)可以在医院环境中以安全、可行和高效的方式完成以用于多个病人的治疗的任何在先的暗示。使这一情况更为复杂的是许多塑料不能靠近紫外光使用的事实。
尽管这一详细的说明书描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以理解，这些特定的细节不用于限制权利要求。本发明预期，且本领域技术人员应当理解，上述部件和参数可以发生合理程度的变化和改进但不脱离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种病人体温控制系统，包括：
用于将降温/加温流体传输给病人以控制病人的体温的流体回路；
可操作地与流体回路连接且靠近病人定位以向病人提供需要的加温/降温效果的降温/加温装置；
形成部分流体回路的储箱，其在操作模式期间起到流体供应源的作用并容纳和保持额外的流体，该储箱具有下储库和与下储库流体连通的上储库；
泵和与下储库一起形成部分流体回路的加热/冷却源，其是可操作的以分别使流体循环到降温/加温装置和加热/冷却被循环的流体；
包含储箱、泵和加热/冷却源的壳体；
安装在储箱上、贯穿上储库并延伸到下储库中的UV源；和
可操作地与UV源连接的电源，从而激活UV源以向外朝向存在于上储库和下储库中的流体发射UV辐射而对其中的流体进行消毒。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述壳体是活动的。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述流体是水。
4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述装置是毯子。
5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中与下储库连通的流体回路是封闭环。
6.如权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述UV源进一步包括：
细长的UV灯泡；和
环绕UV灯泡的细长的管形罩，该罩是透明的和防碎的。
7.如权利要求1-6中任一项所述的系统，进一步包括：
由壳体支持并可操作地与泵、加热/冷却源和UV源连接从而控制其运行的控制器；和
可操作地与控制器连接以帮助使用者操作泵、加热/冷却源和UV源的控制面板。
8.如权利要求1-6所述的系统，进一步包括：
以能够感测接近储箱的方式安装在壳体上从而感测从UV源发射的UV辐射的强度并产生相应的信号的传感器。
9.如权利要求7所述的系统，进一步包括：
以能够感测接近储箱的方式安装在壳体上从而感测从UV源发射的UV辐射的强度并产生相应的信号的传感器；和
可操作地与传感器连接且安装在控制面板上以接收相应的信号并指示感测的UV辐射的强度的指示器。
10.如权利要求1-9中任一项所述的系统，其中所述储箱进一步包括：
在上储库和下储库之间形成间隔的可移除的塔盘，该塔盘包括至少一个使上储库和下储库之间流体连通的开口，该塔盘还包括UV源延伸通过的开口。
11.如权利要求1-10中任一项所述的系统，其中所述储箱包括用于接收来自所述装置的流体的入口和将流体发送至所述装置的出口，其中下储库的容积与上储库的容积相比相对较小，且UV源靠近出口安装并与出口成一直线，从而在流体通过出口流出下储库时促进对流体的有效消毒。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述加热/冷却源的至少一部分被下储库基本包围。
13.如权利要求1-12中任一项所述的系统，其中所述UV源具有足以在预定的时间窗内杀死流体范围的细菌的瓦数。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述UV源的瓦数是2-3瓦特且所述预定的时间窗为大约20分钟。
15.一种控制病人体温的方法，包括：
通过靠近病人设置的装置向病人供给来自流体源的加温/降温流体；和
在供给步骤过程中，消毒流体源处的加温/降温流体，从而也降低病人对污染的易感性。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：
通过UV辐射进行消毒；和
感测UV辐射并产生与之对应的信号，以指示UV辐射的接收。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
同时将UV辐射发射到储箱的下储库中和与下储库流体连通的上储库中，其中加温/降温流体通过下储库循环，上储库通过重力作用对下储库进行补充。
18.如权利要求17所述的方法，其中发射透过环绕UV源的防碎罩发生。
19.如权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述UV辐射以至少预定的强度和预定的时间长度发射，然后中断。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述预定的强度为2-3瓦特并且所述预定的时间长度是大约20分钟。
21.采用权利要求1-14中任一项所述的系统执行权利要求15的方法。
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