CN101631582A - 用于静脉液体输送的加热电路和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于使液体加温的装置包括加热元件(10)，所述加热元件具有这样的电阻值，所述电阻值响应于正被施加至所述加热元件的特定的电能量来将从加热元件耗散的热量限制至界限温度值。液体运载构件(6)可具有联接至其的加热元件，以从加热元件将热量传递至液体运载构件中的液体。电源(8)可以通过向所述加热元件施加特定的电能量来控制所述液体的温度从而不超过界限温度值。

Description

用于静脉液体输送的加热电路和方法

技术领域

本说明书总体涉及加热静脉液体的领域，更具体而言，涉及将静脉液体加热到合适温度且不超过安全温度的方法和装置。

背景技术

静脉液体输送(Intravenous fluid delivery)，诸如给药，在全世界的医护实践中普遍存在。静脉液体输送在用于治疗受创伤者的高级创伤生命维持系统ATLS(Advanced Trauma Life Support System)规程中是一个重要组成。所述ATLS规程被设计用于在紧随受外伤之后的第一“黄金小时”内使治疗达最大限度，从而确保最佳的长期效果。在“黄金小时”中的治疗，通常包括静脉液体输送，一般会发生在战场上、医院内或者救护车内。

在体温过低的治疗过程中，普遍需要加热的IV液体。体温过低的通常原因是外科手术，外科手术通常导致核心亚低温(mild corehypothermia)。存在许多研究，它们已表明围手术期亚低温(mild peri-operative hypothermia)造成了许多不利影响后果。亚低温可导致心肌缺血和心率不齐(arrhythmias)、增加手术中失血，以及增加对输血的需要。亚低温也易于造成外科伤口感染和差的伤口愈合差。对于防止和处理围手术期亚低温，存在三种基本策略：使热量损失最小化、使皮肤加温以及内部加温。研究表明，当在腹部手术过程中在室温下给药IV液体时，身体核心温度降低0.9+/-0.2℃。进一步的研究表明，在室温(21℃)下每给药1升(liter)的IV溶剂，核心温度就降低0.25℃。为了在全身麻醉过程中使热量损失最小化，在注射之前将IV液体加温至体温。

必须避免的一个危险是，将液体加热在过高的温度以上。如果液体温度高于42℃并被直接输入到病人，那么很可能导致实质的损伤和伤害。在40℃～42℃范围内的液体温度，尽管不是那么危险，但也可能是对健康有害的。适于输入液体的优选温度范围在37℃～39℃的范围内，可接受的范围是30℃～37℃。一些现有技术，诸如在微波炉内加热或者用加热垫加温，具有将液体的一部分局部过度加热的可能性。这些系统通常需要复杂的反馈传感器以监控液体温度或者加热器的温度，从而确保静脉液体不超过预期温度，然而这些反馈传感器不容易提供在这种加热方法上。

目前的液体加温设备通常包括被输送至病人的加热液体的贮存器，或者一对紧密接近于液袋(例如，IV袋)的加热板。一些液体加温设备的实施例是：

Bair

以及

Hotline是一种共轴系统，在该共轴系统中，给药液体流经一内腔。通过来自加温设备的液体沿着外腔逆流，将所述液体加温。Hotline设备使用加热水的贮存器，该加热水被泵送并且围绕将液体运载至病人的IV管循环。

美国专利No.5,875,282中公开的加温设备，教导了一种位于两个产生特定热量等级的热板之间的IV袋。所述IV液体管线流经IV袋，所述IV袋包含用于液体流动的细长通路。所述携带液体的IV袋与两个热板相接触，并且随着液体流经IV袋的细长迂回通路时，发生传导加热。液体温度是通过一个传感器测量的，所述传感器与IV袋相接触并且被布置在袋的出口处。在美国专利No.5,875,282中所教导的设计也存在于

产品。

Bair Hugger具有放置在强制风暖设备(forced air warmingdevice)的软管中的线圈。

Fluido包含放置在加热容器(heating pod)中的平直刚性塑料盒。Fluido使用红外灯来加热液体。所述盒子具有90ml的加注体积并且包含流量传感器。所述加热容器具有通过改变流速以调整供给至液体的热量的软件，从而以预定温度输送液体。

目前的产品从加温位置到将IV管线插入病人体的经皮点具有一段距离。这种距离降低了液体加温的效力，因为当从加温位置流向插入IV管线的经皮点时，管道中液体的温度受到外部温度的影响。例如，当从加温位置流向插入经皮点时，IV管道中行进的液体会受到室内温度(例如，20℃或者70°F)的影响，这不利地影响了管道中的液体温度。IV给药在恶劣环境条件下(例如，低于0℃或者32°F的外部区域温度)是必须的，由此增加了对于从加温位置到IV管线插入病人体的经皮点的距离的不利影响。

一些现有加温设备需要布置在加温位置下游的传感器(例如，接近于插入的经皮点)，以测定进入病人体的实际液体温度。通常可结合传感器使用一控制器，以调整加热元件在加温位置处的加热元件的温度，从而更加接近地达到进入病人的液体的预期温度。控制器也可确保不达到最高或最低温度。而且，诸如控制器和传感器的附加设备制造成本高，并且使加温设备的设计变得复杂。

因此希望拥有一种解决或者减轻至少一些上述问题的液体加温设备。

发明内容

根据一实施方案，一种用于使液体加温的设备包括加热元件，所述加热元件被布置在粘合带(adhesive strip)上，并且可用于被固定至管道的至少外部，所述管道具有在入口和出口之间流动的液体，所述出口接近于插入到生物界面(biological interface)中的经皮点，并且所述加热元件具有足够长度以从接近于出口处朝向入口延伸，从而确保出口处的液体处于预期温度。

根据本发明的另一实施方案，一种用于使液体加温的装置包括：贮存器，所述贮存器用于以第一温度存储液体并且可用来释放所述液体通过出口；管道，所述管道具有联接至所述出口的第一末端以及接近于生物界面的入口的第二末端，所述管道可用于允许液体在第一末端和第二末端之间流动；以及柔性加热元件(flexible heatingelement)，其传导接触所述管道的至少外部，所述柔性加热元件从接近于第一末端处延伸至接近于第二末端处，其中所述液体以第二温度达到生物界面的入口。

根据本发明的再一实施方案，一种用于使液体加温的方法包括：以第一温度将液体存储在贮存器中；将所述液体释放通过贮存器的出口并进入联接至所述出口的管道的第一末端，其中所述液体至少在管道的第一末端和联接至生物界面的入口的管道的第二末端之间流动；放置一柔性加热元件与所述管道的至少外部传导接触，所述柔性加热元件从接近于第一末端处延伸到接近于第二末端处；以及将与所述加热元件传导接触的管道的至少外部加热，使得生物界面的入口处的液体处于第二温度。

附图说明

在附图中，相同的参考数字代表类似的元件或行动。附图中元件的尺寸和相对位置未必根据比例画出。例如，各种元件的形状和角度不是按比例画的，并且这些元件中的一些被任意放大和定位以提高附图的清晰性。而且，所画出的元件的具体形状，不意在传达关于具体元件的实际形状的任何信息，并且仅被选择以便于在附图中进行识别。

图1示出了一病人正被静脉给药以加热的液体，所述液体使用根据本发明一实施方案的加热元件被加热；

图2是根据本发明一实施方案的、图1的加热元件的更加详细的示意图；

图2A～2C是根据本发明多种实施方案，关于加热元件的横截面图；

图3A是根据本发明一实施方案，印刷在粘性衬底材料(adhesivebacking material)上的加热元件的顶视图；

图3B根据本发明一实施方案，示出了施加于液体管道的图3A的加热元件；

图3C是根据本发明一示例性实施方案，印刷在图3A的粘性衬底材料上的加热元件的局部后侧视图；

图4A是根据本发明一实施方案，具有多个联结至其的加热元件的静脉液体输送系统；

图4B是根据本发明一实施方案，关于图4A中所示的加热元件的其中之一的更加详细的示图；

图5A是根据本发明一示例性实施方案，针对具有选定电阻的加热元件的数据表；

图5B是根据本发明一实施方案，示出关于图5A的数据的图表。

具体实施方式

图1根据本发明一实施方案，示出了一病人1正被给药以加热的静脉(在本文中被称为IV)液体。

例如，所述病人1可能是接受加热的IV液体的战场上的士兵。可替代性地，所述病人可能位于没有电的边远地区或者位于不发达国家。在输送进入病人1之前将其中的液体加热的IV装置2包括IV袋4、液体管线6、电源设备8以及加热元件10。液体管线6具有接近于IV袋4联接的第一末端12和相对于所述第一末端12定位的第二末端14。所述第二末端14可联接至一导管(catheter)16，所述导管中具有一个针以插入到病人1的血管中。例如，所述血管可以是静脉或者动脉。

用于将加热的液体输送至病人1的IV装置2，可以是医疗领域中使用的任意标准液体输送系统。存储在IV袋4中的液体流经液体管线6进入病人1的血管中。所述液体可以是用于增加病人1内的血液或者其他液体的容量的任意类型的溶液。例如，一旦失血，希望的是将血液、含有电解质的血浆、糖或者氯化钠溶液给药至病人1。

在进入病人1的血管之前，加热元件10可用来将液体管线6中的液体加热至安全温度。加热元件10具有已知的电阻，通常在25Ω～45Ω的范围内，在一实施方案中为30Ω，在另一实施方案中为33Ω。所述加热元件沿着液体管线6的长度延伸。电源设备8可用来在加热元件10两端施加选定电压。例如，所述电源设备可以是低压的AC或DC电源设备。

所述选定的电压值被设置，以使得加热元件10将液体加热至安全温度值。所述安全温度值可以大致位于33℃～38℃的安全温度范围的中部。所述电源设备8可以是电池、电容器、电压调节器或者任何其他的电源。

在一实施方案中，IV液体加热器由电阻加热元件、电池以及一些粘合剂组成，所述粘合剂用于将电阻加热元件保持邻近于液体管道。不需要温度传感器、电子控制器、电压调节器或者其他结构件。当提供已知的电池电压时，具有已知电阻值的电阻器将允许选定量的电流在其中通过。通过电阻器的电流的量由欧姆定律V＝IR给定，其中V是电压，I是电流，R是电路的电阻。而且，被提供用于加热电阻器的功率的量根据等式W＝VI以瓦特给定，其中W是瓦特，V是电压，I是电流。所述电池或其他电源是已知的以提供选定的、稳态电压。由于电阻值是已知的并且不改变，那么电流的量也将被设定，并且提供至电阻器的功率的量将是一个预设的恒定值。

施加至加热元件10的选定电压以及加热元件10的电阻保持恒定，从而将加热元件10的温度恒定保持在预期温度。由于加热元件10响应于已知量的施加电压而达到已知温度，所以液体管线6中的液体的温度可被确保永远不超过选定值。换言之，将基于施加至加热元件10的电压来确定液体管线6中的液体温度。在一实施方案中，电压是稳态的，使得温度将一直处于设定值。

正常健康的人体温度大约是37℃。如果提供至病人的液体处于33℃～38℃的温度范围内，那么所述液体将差不多匹配人体的温度并且将既不升高体温，也不降低体温。如果病人正经历休克，那么体温易于迅速下降。提供已知温度的温暖液体将帮助战胜休克，并提高病人的总体健康。

根据本发明的一实施方案，电阻器的温度被选择为永不超过这样一值，该值将液体等级升高至在IV中给药的安全温度之上。相比于比体温更高的液体，病人体对于接受比体温更冷的液体有更好的耐受性。病人可安全并轻易地接收低于体温15℃的液体，例如，在20℃～35℃温度范围内的液体，并且显示出较小甚至没有不良作用。相反，如果病人将要接受42℃～55℃范围内的血液或其他液体，那么将对病人造成严重的直接损伤。处于升高的温度，即使超过正常温度10℃，在加热液体进入病人体的处，将破坏许多血细胞，并且可能对细胞壁、血管和身体器官造成永久损伤。相应地，如果液体稍微低于37℃的目标温度，则是可接受的，但是如果液体超过37℃的目标温度1℃或者2℃，则是不可接受的。因此，加热元件将达到的温度被选择在这样的范围内，该范围使得即使加热器长时间——例如，数小时——处于满负荷，也将液体加热至大约37.5℃。由于电阻器的温度不能超过预定值，所以确保了液体的温度将不会超过安全值。

IV装置2有利地消除了对于液体的温度传感器和反馈回路的需要，所述温度传感器和反馈回路用于确保液体温度不超过不安全温度。由于消除了对温度传感器的需要，用于加热静脉液体的系统的成本被降低。如果需要温度传感器和反馈回路，那么包括多个组件的控制系统将是昂贵的并且需要更多电能。

本发明的装置也是相当耐用的。由于唯一的组件包括一简单的电阻器、电阻器到电池的电连接、以及一些将加热器保持在管道的技术件，诸如将加热器紧靠液体管道保持的粘合条或者粘合带，所以不存在会破裂的东西。即使所述组件受到冲击、挤压、静电或者其他应力，坚固的电阻器也不会破裂，并且除非严重冲击，常规的电池将继续适当工作并且输出选定的电压。即使在最糟糕的情形下，电池电压可能会减少，但是也不会增加。因此，即使在失效模式下，也不会超过合适的温度。

本发明与可能包含控制反馈的复杂功率调节器系统存在显著区别。这种复杂的功率调节器系统包括电路板，如果受到冲击、挤压或者其他应力，所述电路板会破裂一个或多个部件从而使系统无法使用。在最糟糕的情形下，温度传感器和电子控制可能会被破坏，但是电源供给可能是有效的，从而过度加热液体，而医生不知道液体处于远高于安全温度的温度。因此，本发明本质上更加坚固并且确保不失效地提供合适温度的液体。这种系统在战场环境、野战医院、没有管理良好的电源供给网络的不发达国家、或者远离任何安全或公知的电源供给的村庄中是尤其有利的。

IV装置1的有利之处还在于，IV装置1允许一些未受过医疗训练的人将加热的IV液体给药至病人1，而不存在过度加热病人1并导致不可逆的损伤的风险。

加热元件10可被设计或者以其他方式选定，以允许充分低的电压从而使得加热元件10将液体管线6中的液体加热至安全温度。电源设备8可被电联接至加热元件10以将一定量的电压供给至加热元件10，该一定量的电压使得加热元件10将液体加热至安全温度值。换言之，电源设备8的电压被用于控制液体管线6中的液体温度，并且可被看作是液体管线6中实际液体温度的指示。加热元件10自身作为一种温度限制设备用于将液体加热至安全温度。

由于加热器的温度将不超过安全温度，当液体从袋4中流至远端14时，存在一些可能性，即所述液体仅被稍微加热，而没有如预期地一样高。存在多种解决方案以增加当液体离开远端14时的液体温度。一种技术手段是增加液体管线6中的管道的长度。加热元件10沿着整个液体管线6延伸，并且如果提供了更长的液体管线，那么这将为液体提供更多时间以达到更高温度。另一种解决方案是使液体更加缓慢地流过管道6。如果液体行进得非常缓慢或者处于停顿状态，那么可确保的是当液体从袋4经过管道6流入病人时，其被加热到正确温度。即使液体行进得非常缓慢，正如在一些情形中的情况，医生要相信，当液体流入身体时，它不会过度加热并且将准确处于正确温度。

可能存在这样一些情况，其中液体管线的长度是不能轻易被增加的设定长度，并且液体必须以高速率提供至病人，诸如急需的输血。在这些情形中，可能使用的另一种技术手段是将多个加热元件10附接至液体管线6。加热元件中的每个都将达到预期温度并且加热液体管线。如果使用较多数目的加热元件，那么将向液体中引入更多热量，并且所述液体将更快速地达到合适温度。所述各个加热元件可分别设置有其各自的电源供给，或者可替代性地，可附接至相同的电源供给8，其将向所有的加热元件提供设定电压。因此本发明的一些实施方案可有利地包括沿着液体管线6和/或IV袋4长度联接的多个加热元件，使得在短时间内达到预期液体温度。由于IV装置2的温度限制性质，每个加热元件10都不能使液体温度达到安全温度之上。可使用一个共用电源实现多个加热元件的设计，或者可替代性地，多个电源可被电连接至各个加热元件。尽管输出一预设电压的电池是可接受的电源供给，但是能够被设置为输出一选定电压的任意功率调节器都可被使用。

图2A和图2B根据各种实施方案，示出了加热元件10的示意图。

在图2A中，加热元件10包括线状形式的柔性材料，其能够沿着液体管线6的长度延伸。所述柔性材料可采用不锈钢纤维束，或者具有电阻特征的其他纤维或者线(thread)例如，聚酯碳混合物(polyester carbon blend)。如图2A中所示，加热元件10可被布置为沿着液体管线6的外部的直线，使得加热元件10的各部分不重叠。一条带子或者其他的粘合剂将加热器线10附接至管道6。在图2A的实施方案中，加热元件10可以是一根单独简单的线，诸如不锈钢纤维或者聚碳酸酯线。

在军事环境中，电阻器可以非常低的成本被轻易提供给每个士兵。所述电阻器可以是提供在急救包中的一小根线。可替代性地，其可以是提供在所有电池、手提电话或者无线电设备中的一根线，因为这些电子器件也具有电池。所述线的电阻将基于待使用的电源供给进行选择。例如，用于通常是3.7伏的手提电话电池的线，将具有选定用以提供适于所述电压的合适温度的电阻。

所述线被合适标注以将被施加其上的正确电压。例如，所述线可被标注以3.7伏(这是一个通用的手提电话电池电压)，或者可替代性地被标注以较低电压等级，诸如通常在手电筒电池中可得到的1.5伏或者3伏，或者被标注以诸如6伏或12伏的更高电压，该更高电压是通常由高功率无线电设备、汽车、和DC电源供给所提供的等级。因此，以非常低的成本，每个士兵都能够随身携带一个加热元件。

以最轻的重量、最简单的形式，电阻器是一根裸导线，诸如不锈钢纤维、聚碳酸酯、聚酯碳混合物或者其他适度导电的线。在这种应用中，对用户来说重要的是，当沿着管道放置线时确保所述线不重叠或者交叉。重叠或交叉将导致从电池正极终端到负极终端的较短路径，从而稍微增加电流。当然，由于电阻器将具有较短长度，所以能被产生用于加热液体的热量将相应减少，即使相对于如果使用所述电线的总长度，电线可暂时达到稍微较高的温度。加热元件10的重叠部分会导致电阻的变化，其改变耗散进液体管线6的热量，从而改变液体管线6中的液体的温度。因此，将加热元件10沿着液体管线6排成一行以使得不发生重叠，确保了在加热元件10被施加以选定电压的同时，液体保持在安全温度，。

可替代性地和/或附加地，如图2B中所示，加热元件10可被包覆在绝缘套管(insulative sleeve)18内，使得加热元件10的重叠不导致液体温度的改变。

根据一实施方案，涂覆以绝缘体的加热元件10或者包覆在绝缘套管18内的加热元件10可沿着液体管线6的长度进行编织。加热元件10可被编织，使得重叠出现在沿着液体管线6的长度的多个点。例如，加热元件10可用收缩薄膜包装至液体管线6。这可被实现，通过将液体管线6滑入收缩薄膜包装管道(shrink-wrap tubing)中并且施加热量，以密封围绕液体管线6和加热元件10的收缩包装管道。可替代性地，液体管线6可使用其他类型的薄膜被密封，所述其他类型的薄膜可用于固定并且保护加热元件10接近于液体管线6。所述用收缩薄膜包装的液体管线6可在使用之前被消毒。

如上所述，多个加热元件可被联接或者以其他方式粘结至液体管线6。这在图2C～图2E的截面图中被示出。如上所述，由于各个加热元件10将液体温度限制为安全温度，基本上没有过度加热液体的风险。

如图2C中所示，加热元件10可包括相互紧挨的两个末端(例如，一个正极末端，一个负极末端)，并且其分别联接至电源设备8的电源输出。如图2A和2B中所示，加热元件10可从接近于IV袋4处延伸至接近导管16的插入点处。正因如此，离开IV袋4的液体基本不受外部温度的影响，从而确保液体以预期的安全温度到达病人1。使用不锈钢纤维作为加热元件10，允许电源设备8成为低电压电源设备以向加热元件10供电，从而达到预期液体温度。

IV装置2的一些实施方案可能具有一些附加的组件，以限制施加至加热元件10的电压，使得接近于第二末端14的液体温度不超过安全温度。例如，根据一实施方案，电路中的一个位置，诸如加热器10或者电源设备8的顶部，可包括一保险丝以将施加至加热元件10的电压的量限制为这样的量，使得大于该量，液体温度将不超过安全温度。在图2D的实施方案中，两个分立的加热元件沿着管道的长度提供，这可以更加快速地将液体加热至合适的温度。因此，所述液体可更加快速地流经管道，或者液体可以较低温度开始并且更加快速地达到预期温度，因为提供了两个加热元件。如图2E中所示，也可提供三个或更多个加热元件，以向液体提供甚至更多的热量。替代性地和/或附加地，转换器(未示出)可联接至电源设备8的输出，以将输出电压转化为这样一电压，该电压使加热元件10将液体管线6中的液体加热到安全温度。因此，IV装置2可被有利地设计，使得液体管线6中的液体处于安全温度，而不管所施加的电压。

插入H：例如，加热器线或者电线被指定为6伏电线，它可具有一个保险丝或断路器，如果在线路上布置了高于7伏的电压，那么所述保险丝或者断路器可导致开路。因此，如果用户意外地将设计用于6伏的加热元件附接至12伏的供给，那么电阻器将自动变成开路并且一点也不加热。当然，可接受的是向所述线路提供低于指定电压的电压，并且尽管不是最佳等级，也会出现一些加热。

图3A根据一示例性实施方案，示出了印刷在粘结至液体管线6的粘性衬底材料20上的加热元件10。如图3A中所示，高度导电的母线22被提供分别联接至正极电源供给和负极电源供给。这些母线被粘合层20定位。导电层接下来被布置横过母线22，从而当电流从一个导电母线22流到另一导电母线22时产生热量。在该实施方案中，热量产生在两个紧挨的导体之间，并且加热电阻元件10沿着其整个长度被相等加热。粘性衬底材料20保持住整个电阻加热器。所述粘性衬底材料在附接有电阻器的侧面具有高度完整性的粘合剂。这允许电阻器被折叠，使得粘合剂的两个边缘相互接触，从而形成可完全包住液体管线的环状，如图3B中所示。

图3B根据一示例性实施方案，示出了其上具有电连接至电源设备8的加热元件10的粘性衬底材料20。衬底20包裹在液体管线6周围，将其包覆得像一个毯子或者套管。图3C根据一示例性实施方案，示出了具有加热元件10印刷其上的粘性衬底材料20的详细视图。

粘性衬底材料20可覆有导电材料22层，所述导电材料采用母线形式导电。例如，导电材料22可被设计为其中具有间隙的两条平行线。所述间隙可被丝网印刷以加热元件10，从而电联接所述母线边缘并且起电阻材料的作用。例如，所述加热元件10可具有注银油墨(silverfilled ink)。其也可以是石墨线、碳层压板(carbon laminate)、碳纤维层压板(carbon fiber laminate)、聚脂或者其他的电阻金属或材料。电源设备8的输出可电联接至粘性衬底材料20上的各个母线(例如，导电材料22)，以提供电压将液体加热至安全温度。

在使用过程中，粘性衬底材料20可联接或者以其它方式粘结至液体管线6，正如图3B和3C中所示。粘性衬底材料20、其上的导电材料22和印刷的加热元件10可以是一种柔性材料，使得其可根据液体管线6的尺寸、形状或形式弯曲或者再成形。这种柔性设计防止导电材料22变得不联接并从而改变加热元件10的电阻。粘性衬底材料20可被折叠在加热元件的中心长度周围，并且将液体管线6围绕在其中。具有加热元件10印刷其上的粘性衬底材料20可沿着液体管线6的长度、从接近的第一末端12延伸到远处的第二末端14。

电源设备8的输出可被电联接至粘性衬底材料20上的各个导电材料22(例如，母线)。一旦沿着液体管线的长度被粘结至粘性衬底材料20，加热元件10就电联接至液体管线，使得粘性衬底材料20的印刷的加热元件10沿着液体供给管线长度包覆该液体供给管线。

图4A根据一示例性实施方案，示出了用于加热IV液体的多个加热元件。

除了具有沿着液体管线6的长度电联接的加热元件10，一些实施方案可包含联接至IV的袋11的至少一个附加的加热元件24。所述附加的加热元件24可粘结至液体管线6和IV袋4中的至少一个。如同联接至液体管线6的加热元件10，附加的加热元件24可加热至相同温度，尽管附加的加热元件24的尺寸可具有与加热元件10不同的大小、形状或形式。

如图4B中所示，例如，附加的加热元件24可以是明信片大小(例如，13cm×20cm)。附加的加热元件24可被印刷在粘性衬底材料25上，所述粘性衬底材料可用来被粘附至IV袋4。所述粘性衬底材料25可覆有导电材料27层，所述导电材料采用母线形式从而导电。例如，导电材料25可被设计为两条平行线，在所述两条平行线中具有一个间隙。所述间隙可被丝网印刷以附加的加热元件24，从而电联接所述母线边缘并起电阻材料的作用。例如，附加的加热元件24可以采用银基导电油墨(silver based conductive ink)、石墨、碳纤维或者其他的电阻材料。

电源设备8可以电联接至粘性衬底材料25上的各个母线，以提供电压将IV袋4中的液体加热至安全温度。可替代性地，附加的电源设备可被电联接至附加的加热元件24以将液体加热至安全温度。

可选择加热元件10的电阻以及附加的加热元件24的电阻，使得具有基本相同电压施加至各个加热元件，以使得加热元件10、24中的每个将液体加热至安全温度。因此，具有附加的加热元件24允许液体以更快速率达到安全温度，因为袋自身也被加热。

在其他实施方案中，液体的流速可被改变，以控制在液体达到安全温度之前的时间量。例如，流速可被减少，以允许加热元件10在更短的时间量内将液体加热至安全温度。可替代性地和/或附加地，多个加热元件10可被粘结至液体管线6，以进一步减少在液体达到安全温度之前的时间量。本技术领域的技术人员应理解的是，尽管IV装置2可包括多个加热元件10、24，液体的温度将不会超过安全温度，因为每个加热元件10、24可具有基本相同的电阻并被施加以相同的电压，从而使加热元件10、24加热至安全温度。

例如，加热元件10和附加的加热元件24中的每个的电阻可以是大约33Ω。联接至加热元件10、24中至少一个的电源设备8可以施加一电压，以使得加热元件10、24达到39℃的安全温度。由于加热器被联接至管道，管道中的液体将达到37.5℃的最大温度。其他实施方案将IV液体加热至35℃～38℃范围内的不同温度。有利的是，将IV液体加热限制至39℃，作为对于无流动情况(no-flow event)的预防。换言之，如果例如在IV袋4位于太阳下或者在毯子下的同时，加热元件10、24被启动并且IV液体不被给药至病人1，那么液体的温度在输送之前将会增加。当在紧接无流动情况之后，将液体给药至病人1时，液体将仍保持在安全温度。

图5A和图5B根据本发明一实施方案，示出关于一加热元件的实验数据。

在图5A和图5B的实施例中，提供了一种可接受的不锈钢纤维的实际特性。在该实施例中，由荷兰的Bekerat公司提供的不锈钢纤维，已被发现能满足条件。所述不锈钢纤维束可用于各种设计，并且被给予低瓦特数和低电压DC以实现加热。

如图5A中所示，提供了35厘米(14英寸)长度的不锈钢纤维。假设环境温度是大约21℃。在该实施例中，不施加电力，不锈钢纤维的温度大约是室温，正如管道中液体的温度。当施加第一电压时，例如2V，少量电流通过纤维并提供0.2瓦特。这将纤维加热至21.5℃。如果提供更高的电压，例如6V，那么0.28安培电流将流过不锈钢纤维，这将电阻器加热至30.8℃，并将管道中的液体加热至大约29.1℃。如果向该特定长度的不锈钢线(stainless steel thread)提供8V电压，那么线的温度将达到39℃，管道中的液体达到大约36.3℃，并且消耗大约2.96瓦特。对于这种特定长度的不锈钢纤维，如果供给9V电压，那么正如图5A的表中可看到的，液体达到大约39.3℃。相应地，对于这种特定长度的不锈钢纤维，施加6V～9V范围之间的任意处的电压，将导致将液体加热至更高等级，以提供对病人的更好治疗，并将温度保持低于安全等级。如上所述，不锈钢纤维的长度可以是除了35厘米的不同长度，这将改变所消耗功率的量并大约改变电线加热达到的温度。图5B，其相对于IV管道中静置含盐液体(standing salinefluid)的液体温度，示出了测量加热器的温度的一个实施例。在该实施例中，不存在液体流动，电阻器的温度和液体的温度基于所施加的瓦特用图表表示。液体的温度以方块示出，电阻器的温度以菱形示出。正如可看到的，在大约3瓦特功率处，加热器的温度处于40℃的范围内，IV管道中含盐液体的温度处于大约37℃。对于不同的电阻材料，可以轻易形成相应的曲线图和图表。可使用具有电阻特性的其他纤维，即，聚酯碳混合物，以实现相似的形式和功能。

在一实施方案中，电源接头是结合至标准的两针CUI电线的带状接线器，以及被电源装置普遍接受的接线器。这种带至电线的接线器是一种以商标

的名义销售的产品。

其还被设计为提供一恒定电压，而无需反馈和控制或者传感器输入，正如在本文中更加详细描述的。

本说明书中对于“一个实施方案”或者“一实施方案”的引用意味着，相关于所述实施方案被描述的具体特征、结构或特性被包含在至少一个实施方案中。因此，在本说明书中多个地方出现的短语表达“在一个实施方案中”或者“在一实施方案中”不全表示相同的实施方案。而且，具体的特征、结构或特性都能以任意合适的方式结合在一个或多个实施方案中。

所有在本说明书中引用和/或在申请数据表中列出的上述美国专利、美国专利申请公开文本、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利公开文本，都通过引用的方式整体纳入本说明书。

从上文中将理解的是，尽管已出于示例目的在此描述了本发明的特定实施方案，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，仍可做出各种修改。相应地，除了如所附权利要求的限定，本发明不受限制。

Claims (19)

1.一种使静脉液体加温的方法，包括：

将电阻加热元件附接至液体供给管线，所述加热元件的电阻值被选择以对于一选定电压将通过加热元件的电流限制至已知值；以及

将一电源电联接至所述电阻加热元件，所述电源的电压具有一基本稳态的值，所述基本稳态的值是基于所述加热元件的电阻而被选定的，以确保所述加热元件的温度不会超过这样的温度范围，该温度范围处于用于将被静脉输送至病人的液体加热的安全值之上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中附接所述电阻加热元件包括沿着所述液体供给管线的长度卷绕所述加热元件。

3.根据权利要求2所述的方法，其中附接所述电阻加热元件包括沿着所述液体供给管线的长度卷绕不锈钢丝。

4.根据权利要求1所述的方法，其中附接所述电阻加热元件包括沿着所述液体供给管线的长度编织所述加热元件，所述加热元件被包覆在绝缘套管内。

5.根据权利要求4所述的方法，其中附接所述电阻加热元件包括沿着所述液体供给管线编织不锈钢丝，所述不锈钢丝被包覆在绝缘套管内。

6.根据权利要求5所述的方法，其中附接所述电阻加热元件包括：将其上有不锈钢编织物的液体供给管线包覆以收缩薄膜包装的管道；以及施加热量以将所述收缩薄膜包装的管道密封在液体供给管线和不锈钢编织物周围。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述加热元件印刷在粘性衬底材料上，所述粘性衬底材料覆有作为母线的导电材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述加热元件印刷在粘性衬底材料上包括，将银墨、石墨和碳纤维中的至少一种印刷在粘性衬底材料上。

9.根据权利要求7所述的方法，其中将所述电阻加热元件附接至液体供给管线包括，沿着液体供给管线的长度粘附粘性衬底材料，使得粘性衬底材料的印刷有加热元件的部分沿着液体供给管线的长度包覆液体供给管线。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括所述加热元件的电阻值是大约30Ω。

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将通过加热元件的电流限制为小于5安培。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括选择电源的电压不超过6V，使得所述加热元件的温度不超过39℃。

13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

将至少一个附加的电阻加热元件附接至液体供给管线，所述至少一个附加的电阻加热元件具有与所述电阻加热元件相同的电阻；以及

将一附加电源联接至所述附加的加热元件，所述附加电源的电压具有一不超过界限电压的值，以确保所述加热元件的温度不超过这样的温度范围，该温度范围处于用于将被静脉输送至病人的液体加热的安全值之上。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括选择所述附加电源的电压不超过6V，使得所述加热元件的温度不超过39℃。

15.一种用于使液体加温的方法，该方法包括：

提供一加热元件，所述加热元件具有这样的电阻值，所述电阻值响应于被施加至所述加热元件的特定电压将从加热元件耗散的热量限制到一界限温度值；

将所述加热元件联接至具有待输送入生物界面的液体的液体运载构件，从而至少部分使得热量从所述加热元件传递到所述液体；

通过向所述加热元件施加特定电压，从而控制所述液体的温度不超过所述界限温度值；以及

防止超过施加至所述加热元件的电能的电压。

16.根据权利要求15所述的方法，其中通过一电压调节器电路防止电压超过特定值。

17.根据权利要求15所述的方法，其中提供一断路器，如果电压超出的话，那么所述断路器将形成开路。

18.一种用于向病人静脉供给液体的方法，该方法包括：

将一个针插入到病人的血管中；

向所述针提供静脉液体流，以供给进病人的血管中；

随着所述液体流向病人的血管，加热液体；以及

通过将可被施加至电阻加热元件的电压限制到始终低于人体温度的值，防止向液体提供热量的热源的温度超过适于被供给至病人的液体的安全值。

19.一种用于使液体加温的装置，该装置包括：

加热元件，所述加热元件具有这样的电阻值，所述电阻值响应于被施加至所述加热元件的特定电压将从加热元件耗散的热量限制为界限温度值；

液体运载构件，其具有联接至其的加热元件，以将来自于所述加热元件的热量传递至液体运载构件内的液体；以及

电源，其用于控制所述液体的温度，所述电源通过限制施加至加热元件的电压来限制液体可达到的最高温度。

Images