CN103720535B - 用以诱发潜水反射的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种诱发潜水反射及保护中枢神经系统的冷却系统，其包含一冷却液供应单元、一流路控制单元、一体温保持器、一控制器以及一注入单元，其中流路控制单元与冷却液供应单元相连接；该体温保持器通过该流路控制单元与冷却液供应单元相连接，并且具有一头部冷却袋；该控制器可依据传入的生理信号包括脑氧浓度及鼻咽温度去调节流路控制单元及注入单元。该注入单元与控制器及导管相连接。当使用时，冷却液体汲取至覆盖于病患脸部的头部冷却袋，以诱发潜水反射，同时冷却液体也会通过注入单元经食道注入至胃部，并降低其胃部的温度。由此，本发明能够有效并确实地诱发潜水反射及维持低温以保护中枢神经系统。

Description

用以诱发潜水反射的冷却系统

技术领域

本发明有关于一种冷却系统，尤其是一种可诱发并维持潜水反射以保护缺氧性脑部损伤、脊髓损伤或中枢神经系统损伤的病患。

背景技术

潜水反射(diving reflex)是一种哺乳动物的生理反应，包括人类亦有此生理反应，主要是脸部接触到低温的冷水，使得个体会有心跳变慢、新陈代谢率下降以及含氧血流向脑部和心脏等主要维持存活器官的现象，以减缓动物的生理活动，进而保护动物免于因环境骤变所产生的破坏。此现象已被重复地证明于溺毙于冰水的溺毙者，相较于溺毙于温水的溺毙者，溺毙于冰水的溺毙者具有较佳的复苏机率。

对于缺氧的脑部损伤、脊髓损伤或中枢神经系统损伤的病患来说，现有技术并无法同时提供诱发及维持潜水反射的设备，特别是无法冷却病患的内部脏器，因此，对病患来说，急需一种有效、具经济效应且方便诱发潜水反射的设备。

发明内容

本发明主要目的是提供一冷却系统以诱发潜水反射且有效冷却中枢神经系统。通过体温保持器提供冷却液体并以泵汲取循环冷却的液体，使病患的头部、脸部、颈部及躯干包埋于其中，并将冷却的食盐水通过注入单元送入病患的胃部，以提供有效的热交换速率并有效降低病患体温以保护中枢神经系统。

本发明的用以诱发潜水反射的冷却系统包括一冷却液供应单元、一流路控制单元、一体温保持器、一控制器及一注入单元。

该冷却液供应单元可供冷却并提供液体。

该流路控制单元与冷却液供应单元相连接，以汲取液体。

该体温保持器通过该流路控制单元与冷却液供应单元相连接，并具有一头部冷却袋，其中头部冷却袋包含有一袋体、一入水口及一出水口，其中袋体的材质为热传导材料，并具有一腔室可供容置一液体，其腔室可通过入水口与流路控制单元相连接；入水口及出水口也与流路控制单元相连接。

该控制器与流路控制单元相连接，并可侦测病患的鼻咽温度(nasal pharygealtemperature)和脑氧浓度(cerebral oximetry)。

该注入单元与控制器相连接，并且包含有一冷却器、一导管及一流量控制单元。该冷却器与控制器的控制模块相连接并可提供冷却的食盐水。该导管包含有一顶端、一输入腔及一输出腔。该输入腔的一端位于导管的顶端，并另有一开口形成于输入腔的另一端。该输出腔的一端也位于导管的顶端，其输出腔直径为1公分，并在距离输出腔的另一端处形成有一透孔。该流量控制单元与冷却器及导管相连接，并可将冷却的食盐水汲取至冷却器。

依据本发明，用语「汲取」如此处所使用的是指流路控制系统抽送或回收液体。

于使用时，该头部冷却袋的外表面包覆于病患头部，且将导管插入胃部并提供冷却的食盐水，以降低病患的体温。该控制器可根据前额的鼻腔温度探针(nasal pharyngeal probe)及脑氧探针(cerebral oximetry probe)所回传的信号以调节流路控制单元及注入单元。此冷却系统在不伤害病患情况下，即可通过鼻腔温度探针及脑氧探针侦测脑温病有效诱发潜水反射。

本发明的优点在于提供低温以保护病患的脑和脊髓，不仅可冷却病患的脸部，并可同时冷却脑部、颈部、背部、躯干、胃部、食道、主动脉和心脏。且本发明具有以下三特点：(1)通过冷却水由外部冷却头部、颈部及躯干，(2)通过冷却水冷却脸部以诱发潜水反射，(3)通过冷却由内部通过食道-胃管循环以有效冷却其相邻的心脏、主动脉、大静脉及肝脏等内部脏器，且现有技术无法同时监控脑温(通过鼻腔温度探针)、脑氧浓度(及时、非侵入性且连续监控脑氧含量)，因此相较于现有技术，本发明更可准确控制其冷却过程并适当且有效诱发潜水反射，以保护中枢神经系统。

附图说明

图1为本发明的实施例的示意图；

图2A为本发明的较佳实施例的示意图；

图2B为本发明的局部放大图；

图3为本发明的头部冷却袋的俯视图；

图4为本发明的袋体固定座的立体外观图；

图5为本发明的头部冷却袋以及袋体固定座的侧视操作示意图；

图6为本发明的躯干冷却袋的俯视图；

图7为本发明的低温保持系统的电路控制示意图。

附图标记说明：10-冷却液供应单元；20-流路控制单元；21、22-泵；30-体温保持器；31-袋体；311-入水口；312-出水口；32-袋体固定座；321-盒体；3211-开口；3212-滑槽；3213-沟槽；322-第一盖体；323-第二盖体；33-囊袋；331-入水口；332-出水口；333-缺口；34、35、36、37-软管；38-固定元件；40-感测模块；50-控制模块；50A-控制器；51A-信号输入端；60-输入单元；70-注入单元；71-冷却器；72-导管；73-流量控制单元；74-泵；75-输入腔；751-开口；76-输出腔；761-透孔。

具体实施方式

本发明的用于诱发潜水反射的冷却系统，请参阅图1及图2A所示，其包括一冷却液供应单元10、一流路控制单元20、一体温保持器30、一控制器50A、以及一注入单元70。

该冷却液供应单元10可供用于冷却液体，且该冷却液供应单元10具有一冷却水槽，其可容置15加仑的水，并将其冷却至2°C。

该流路控制单元20与该冷却液供应单元10相连接，用以汲取该冷却液供应单元10中的液体。该流路控制单元20具有至少一泵21、22。

该体温保持器30通过该流路控制单元20与冷却液供应单元10相连接，以构成一流路，其流路的分配供止由流路控制单元20所控制，且该体温保持器30包括一头部冷却袋、一袋体固定座32以及一躯干冷却袋。

如图3所示，头部冷却袋与流路控制单元20连接，并且具有一袋体31及至少一软管34、35。该袋体31可为塑胶材质所制成，较佳地，为一透明材质所制成，可供容置液体，而其容积为大约20公升，大小为大约100公分见方。该袋体31具有一入水口311及一出水口312，其中该入水口311与出水口312与该流路控制单元20的至少一泵21、22相连通。所述的软管34、35为有弹性的材质，并位于袋体31内，软管34、35的直径为1英寸且具有一开放端、一封闭端及多个水孔。软管34、35的开放端与入水口311或出水口312的其中之一相连通，且袋体31的腔室通过软管34、35的该多个水孔与入水口311或出水口312其中之一相连通。

该袋体固定座32，请参阅图4及图5所示，为一透明塑胶材料(诸如压克力)所制成，用以维持袋体31的形状以令袋体31包覆一病患的脸部、头部以及颈部，其具有一可供容置一哺乳动物头部的盒体321、一第一盖体322以及一第二盖体323，其中盒体321具有一顶面、一前面、一背面、一开口3211、一容槽、一顶面滑槽3212及一侧沟槽3213。该开口3211成型于盒体321的前面，并可和容槽相连通。盒体321的顶面的侧处形成有两平行的滑槽3212，该第一盖体322可分离地插设于滑槽3212内；盒体321的前面的侧处形成有两平行的侧沟槽3213，其第二盖体323可分离地插设于侧沟槽3213内。

如图6所示，该躯干冷却袋与流路控制单元20相连接，且具有一囊袋33、至少一软管36、37以及多个水孔。该囊袋33为塑胶材质所制成，并且为一透明材质所制成，可供容置一液体，其容积为大约30公升，大小大约为120公分见方，并具有一入水口331、一出水口332以及两缺口333。其中该入水口331与出水口332和流路控制单元20的至少一泵21,22相连通。两缺口333则位于囊袋33的一侧。软管36、37为弹性材料，并位于囊袋33内的另一侧，各软管36、37的直径为1英寸，一端为封闭而另一开放端系与入水口331及出水口332的至少一者相连通，且其软管上分散成形有多个水孔，囊袋33的腔室通过软管36、37的水孔与入水口331或出水口332其中之一相连通。该固定元件38为一魔鬼毡(velcro)，可成对固定于囊袋33上，并可由此包覆标的物。

依据本发明，头部冷却袋的袋体31以及躯干冷却袋的囊袋33选自于由下列所构成的群组的塑胶材料制作而得：聚乙烯(PE)、氯化聚乙烯(CPE)、尼龙、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其等的组合。

如图7所示，控制器50A与冷却液供应单元10、流路控制单元20及注入单元70相连接，并且具有一感测模块40、一控制模块50、一输入单元60。

该感测模块40可供侦测由一哺乳动物所产生的生理信息，并转换成一信号并传送该信号。前述的信息可为脑温、体温、血氧量、脑含氧量等。在本发明的较佳实施例中，该感测模块40选自于由下列所构成的群组之一所测得的信号：脑温监测仪、体温感测仪、脉博血氧测定仪(pulse oximeter)以及脑氧测定仪(cerebral oximeter)。在本发明的另一较佳实施例中，该感测模块40包含红外线体温检测仪(infrared body thermometer)。在本发明的另一更佳的实施例中，该感测模块40具有一鼻腔探针，该鼻腔探针可测得鼻咽(nasal pharyngeal)温度。

该控制模块50可接受来自于感测模块40的信号，并判读该信号以驱动流路控制单元20，以将冷却液供应单元10的液体送入至头部冷却袋的袋体31和/或躯干冷却袋的囊袋33内或将头部冷却袋的袋体31和/或躯干冷却袋的囊袋33内的液体抽回至冷却液供应单元10。在一较佳的实施例中，该控制模块50与冷却液供应单元10相连接，以令该冷却液供应单元10降低至所欲的液体温度。在一较佳的实施例中，该控制模块50系设有一温度的预设值。

该输入单元60与该控制模块50相连接，用以设定该控制模块50的预设值。

参阅图2A及图2B所示，该注入单元70与控制器50A的控制模块50相连接，并且包含有一冷却器71、一导管72及一流量控制单元73。该冷却器71与控制器50A的控制模块50相连接并可提供冷却的食盐水。该导管72包含有一顶端、一输入腔75及一输出腔76。该输入腔75的一端位于导管72的顶端，并另有一开口751形成于输入腔75的另一端，且其输入腔75的直径为1公分。该输出腔76的一端也位于导管72的顶端，并在距离输出腔76的另一端15公分处，具有一透孔761，且该输出腔76直径为1公分。该流量控制单元73与冷却器71及导管72相连接，并包含至少一泵74，可将食盐水汲取至冷却器71。

于使用时，请配合参考图1、图2A以及图5所示，首先将头部冷却袋的袋体31包覆于病患的头部，并令其口鼻处露出，以供维持其呼吸道畅通并且供观察其脸色变化，的后将袋体固定座32的盒体321套设于头部冷却袋的袋体31外，并使病患的颈部可通过盒体321的开口3211穿出，之后再将第一盖体322以及第二盖体323分别装设于盒体321的顶端3212以及开口3213处；并且将躯干冷却袋的囊袋33套设于病患的躯干处，且该缺口333可供一病患的双臂通过，并通过固定元件38予以固定。

请参阅图3及图6所示，流路控制单元20将经由冷却液供应单元10冷却至2至4°C的液体分别经由入水口311、331抽送入头部冷却袋的袋体31的软管34、35及躯干冷却袋的囊袋33的软管36、37内，由于软管34、35和软管36、37其一端呈封闭，因此液体会沿着软管34、35和软管36、37并由通过其上的水孔而均匀散布至袋体31或囊袋33内。再者，由于袋体31或囊袋33本身具有适度的可挠性，因此可以配合病患的体表形状紧密贴合，进而增加热交换的面积，由此可以达到有效诱发病患的潜水反射。如图2A所示，注入单元70的导管72可经由插入病患的嘴巴并深及胃部距离牙齿50公分处，泵74可通过输入腔75及其开口751将冷却的食盐水以每分钟2公升的速度汲取至胃部，并通过输出腔76的透孔761以相同速度将食盐水回收。

在本发明较佳的实施例中，当来自于感测模块40的信号高于预设值，控制模块50会驱动流路控制单元20将冷却液供应单元10的液体抽送至头部冷却袋的袋体31和/或躯干冷却袋的囊袋33内，同时也会驱动注入单元70的泵74，将冷却的食盐水抽送至哺乳动物的胃部。当来自于感测模块40的信号低于预设值时，则驱动流路控制单元20将头部冷却袋的袋体31和/或躯干冷却袋的囊袋33内的液体回收至冷却液供应单元10，同时也会驱动注入单元70的泵74，将哺乳动物胃部的食盐水回收送回冷却器71。

在本发明另一较佳的实施例中，该控制模块50的温度预设值为33°C，当传入的信号(例如：脑温)低于预设值时，控制模块50可驱动流路控制单元20，并降低流路控制单元20将冷却液体流入头部冷却袋的袋体31和/或躯干冷却袋的囊袋33的流量，或较佳地，将头部冷却袋的袋体31和/或躯干冷却袋的囊袋33内的经冷却的液体回收至冷却液供应单元10内。同时控制模块50也会驱动注入单元70的至少一泵74，以回收哺乳类动物胃部内的食盐水。由此反复动作可准确地诱发哺乳动物产生潜水反射并稳定维持低温。

通过以上冷却系统的特点，使用者可经由控制器50A的感测模块40的侦测结果调节冷却液供应单元10、流路控制单元20及注入单元70，并由此诱发潜水反射及维持低温以保护中枢神经系统，以有效达到拯救病患生命及保护中枢神经系统的预期临床结果。

本发明通过以上实施例作为进一步的说明，熟知本发明的技术，可以做些许的改良与修饰，但不脱离本发明的范畴。

Claims (10)

1.一种用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，包括：

一冷却液供应单元，其供容置并冷却液体；

一流路控制单元，其与该冷却液供应单元相连接，并用以汲取该冷却液供应单元中的液体；

一体温保持器，其通过该流路控制单元与冷却液供应单元相连接，并且包括：

一头部冷却袋，其包含有：一袋体以及一袋体固定座，其中

该袋体，包括有：

一袋腔，供容置液体；以及

一入水口以及一出水口，其中该入水口与出水口与该流路控制单元相连通；

该袋体固定座，具有一供容置一哺乳动物头部的盒体，其中盒体一侧形成有一供患者颈部穿过的开口；

一控制器，其与流路控制单元相连接，用于接受来自哺乳动物的生理信号；

一注入单元，与控制器相连接，该注入单元包括：一冷却器、一导管以及一流量控制单元，

该冷却器，与控制器相连接并用于冷却食盐水；

该导管，包含有一顶端、一输入腔以及一输出腔，该输入腔的一端位于导管的顶端，并另有一开口形成于输入腔的另一端；以及

该输出腔的一端位于导管的顶端，并于输出腔的距离该端一段距离处形成有一透孔；

该流量控制单元，与导管及冷却器相连接，该流量控制单元包含有至少一个泵，用于汲取食盐水至冷却器。

2.如权利要求1所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，该头部冷却袋的袋体内具有至少一软管，软管位于冷却袋体的袋腔内并与入水口相连通，且该软管上分散形成有多个水孔。

3.如权利要求1所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，包括一躯干冷却袋，与流路控制单元相连接，该躯干冷却袋包含有：一囊袋以及多个固定元件，

该囊袋，其中包含：

一囊腔，供容置液体；以及

一入水口及一出水口，其中该入水口与出水口与该流路控制单元相连通；以及

多个固定元件，用于固定该囊袋。

4.如权利要求3所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，包括至少一软管，该软管位于该躯干冷却袋的囊腔内，并与囊袋的入水口相连通，且该软管上分散成形有多个水孔。

5.如权利要求1所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，控制器包含有：

一感测模块，用于侦测由一哺乳动物所产生的信息，并转换为一信号；以及

一控制模块，用于接受来自于感测模块的信号，并判读该信号以驱动流路控制单元。

6.如权利要求5所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，该控制模块设有一预设值，当来自于感测模块的信号高于预设值，控制模块驱动流路控制单元将冷却液供应单元的液体汲取至头部冷却袋内和/或躯干冷却袋，并驱动注入单元内的流路控制单元将冷却液的食盐水汲取至哺乳动物的胃内。

7.如权利要求5所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，控制模块具有一输入单元，该输入单元供设定该控制模块的预设值。

8.如权利要求5所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，该感测模块选自于由下列所构成的群组：脑温监测仪、体温感测仪、脉博血氧测定仪以及脑氧测定仪。

9.如权利要求5所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，该感测模块包含一鼻腔探针，该鼻腔探针用于测得鼻咽温度。

10.如权利要求3所述的用于诱发潜水反射的冷却系统，其特征在于，控制器包含有：

一感测模块，用于侦测由一哺乳动物所产生的信息，并转换为一信号，其中该感测模块选自于由下列所构成的群组：脑温监测仪、体温感测仪、脉博血氧测定仪以及脑氧测定仪；该感测模块并包含一鼻腔探针，该鼻腔探针用于测得鼻咽温度；以及

一控制模块，用于接受来自于感测模块的信号，并判读该信号以驱动流路控制单元；其中该控制模块设有一预设值，当来自于感测模块的信号高于预设值，控制模块驱动流路控制单元将冷却液供应单元的液体汲取至头部冷却袋内和/或躯干冷却袋，并驱动注入单元内的流路控制单元将冷却液的食盐水汲取至哺乳动物的胃内；该控制模块具有一输入单元，该输入单元供设定该控制模块的预设值。