CN107106320A - 通过使患者的至少两个身体部位冷却来降低患者的人体核心温度以进行低温治疗的装置和方法 - Google Patents

通过使患者的至少两个身体部位冷却来降低患者的人体核心温度以进行低温治疗的装置和方法 Download PDF

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Abstract

提供一种医疗冷却装置和用于对该医疗冷却装置进行操作的方法。

Description

通过使患者的至少两个身体部位冷却来降低患者的人体核心 温度以进行低温治疗的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于以非侵入性方式降低患者且特别是患者的脑部的人体核心温度的医疗冷却装置和方法。
相关申请的交叉引用
2015年10月15日提交的标题为“Device And Method For Reducing The BodyCore Temperature Of A Patient For Hypothermia Treatment”并且要求2014年10月15日提交的SE1451237-0的优先权的共同未决国际申请的全部内容通过引用而被包含。
背景技术
针对人体部位的用于降低人体核心温度以进行低温治疗的医疗冷却是在特定条件下减轻针对人体部位的不利影响的有用工具。例如，可以使用医疗冷却来使患有中风的患者的脑部冷却。通过降低脑部的温度，对于在中风期间缺少足够氧气的脑部部位而言，降低了组织损坏的风险。医疗冷却的另一应用是使经受化疗的患者的头皮冷却，以避免不期望的脱发。
在中风的动物模型中，24℃～34℃的目标温度对于减少梗死面积而言最有效。然而，即使35℃的脑部温度也使梗死体积减少了30％。冷却至24℃～34℃的水平通常需要镇静、机械通风并且进入重症监护室。由于在大多数国家重症监护病床的可用性有限，因此因大量的实践和后勤问题而无法将甚至少数急性中风患者治疗到这种水平。通过表面冷却并结合例如杜冷丁防止发抖来降温至35.5℃或35.0℃已被证明在清醒的急性缺血性中风患者中是可行且安全的。针对严重创伤性脑损伤患者的一些研究表明，35～35.5℃的温度似乎是对严重创伤性脑损伤患者进行治疗的最佳温度。
进一步改进用于降低人体核心温度的医疗冷却处理的更具通用性的医疗冷却装置和方法将是有利的。
发明内容
本发明的目的是消除或缓解上述缺陷至少之一，这通过将根据权利要求1所述的特性分配至装置来实现。
根据第一方面，提供一种医疗冷却装置，用于进行非侵入性医疗冷却处理，所述医疗冷却处理用于通过使患者的至少两个身体部位冷却来降低所述患者的人体核心温度。所述医疗冷却装置包括冷却流体供给源。此外，所述医疗冷却装置包括至少两对入口/出口，各对入口/出口包括：出口，其连接至所述冷却流体供给源，并且被配置为连接至一个个体供给线路，所述个体供给线路用于将冷却流体的流从所述冷却流体供给源供给至所述患者，以及入口，用于连接至个体返回线路，所述个体返回线路能够操作地与所述个体供给线路相连接并且连接至所述冷却流体供给源，由此在使用中的情况下形成作为连续环路的冷却回路。所述医疗冷却装置还包括流量泵，其连接至各对入口/出口，并且用于将冷却流体从所述冷却流体供给源泵送至各个所述出口并且经由各个所述入口接收返回冷却流体。此外，所述医疗冷却装置包括控制单元，其被配置为通过针对各冷却回路修改至少一个控制处理参数并且根据修改后的控制处理参数重新开始所述医疗冷却处理，来向各冷却回路分配不同的冷却功率。
在第二方面中，提供一种控制单元，用于通过修改非侵入性医疗冷却处理的至少一个控制处理参数来向患者的至少两个身体部位分配不同的冷却功率，其中利用能够操作地连接至医疗冷却装置的一个冷却回路来单独使各身体部位冷却。所述至少一个处理参数与以下内容有关：
各冷却回路中所配置的至少一个流量控制阀的操作，由此所述控制单元被配置为通过控制所述操作来修改各冷却回路中的流量；
能够操作地连接至各冷却回路的至少一个流量泵的操作，由此所述控制单元被配置为通过控制所述操作来修改各冷却回路中的流量；或者
所述医疗冷却装置的能量消耗，其中使用以下的与热力学第一定律有关的公式来计算各冷却回路中的能量消耗：
其中，Q是能量，是供给线路中的冷却流体的质量流量，CP表示与恒定压力下的比热有关的冷却流体的常数，T1是从所述医疗冷却装置向着所述患者流出的冷却流体的温度，并且T2是来自所述患者的返回冷却流体的温度，由此所述控制单元(15)被配置为根据各冷却回路中的目标能量消耗来修改温度T1。所述控制单元(15)还被配置为根据修改后的控制处理参数来重新开始所述医疗冷却处理。
根据一方面，提供一种用于通过修改非侵入性医疗冷却处理的至少一个控制处理参数来向患者的至少两个身体部位分配不同的冷却功率的方法。利用能够操作地连接至医疗冷却装置的一个冷却回路来单独使各身体部位冷却。所述至少一个处理参数与以下内容有关：
各冷却回路中所配置的至少一个流量控制阀的操作，由此所述方法包括用于通过控制所述操作来修改(21a)各冷却回路中的流量的步骤；
能够操作地连接至各冷却回路的至少一个流量泵的操作，由此所述方法包括用于通过控制所述操作来修改(21b)各冷却回路中的流量的步骤；或者
所述医疗冷却装置的能量消耗，其中使用以下的与热力学第一定律有关的公式来计算各冷却回路中的能量消耗：
其中，Q是能量，是供给线路中的冷却流体的质量流量，CP表示与恒定压力下的比热有关的冷却流体的常数，T1是从所述医疗冷却装置向着所述患者流出的冷却流体的温度，并且T2是来自所述患者的返回冷却流体的温度，其中所述方法包括用于根据各冷却回路中的目标能量消耗来修改(21c)温度T1的步骤。此外，所述方法还包括用于根据修改后的控制处理参数来重新开始(22)所述医疗冷却处理的步骤。
可以使用所述控制单元、医疗冷却装置和方法来在低温治疗期间降低患者的人体核心温度。
附图说明
为了解释本发明，以下将参考附图来说明本发明的多个实施例，其中：
图1是根据一个实施例的医疗冷却装置的示意图；以及
图2示出根据实施例的方法。
具体实施方式
本发明的一个思想是提供用于使用单一一台医疗冷却装置来使患者的多个身体部位冷却以降低所述患者的人体核心温度的医疗冷却处理。更具体地，一个思想是使用单一一台医疗冷却装置向患者的各身体部位提供同时独立冷却。这样，可以以与其它方式不同的方式使一些身体部位进一步冷却，以优化针对给定患者病情的冷却。身体部位的独立冷却不仅将允许提高冷却效率，而且还将以更高效的方式(例如，通过使更多能量会聚至需要更大程度冷却的身体部位，反之亦然)管理医疗冷却装置的功率消耗。
在实施例中，根据图1，提供医疗冷却装置10。医疗冷却装置10包括冷却流体供给源11(在图1中用虚线示意性示出)。医疗冷却装置10包括用于连接至第一供给线路121的第一出口12，其中该第一供给线路121用于将冷却流体的流从冷却流体供给源供给至患者。该医疗冷却装置还包括用于连接至第一返回线路141的第一入口14，其中该第一返回线路141可操作地连接至第一供给线路121，从而使冷却流体从患者返回至冷却流体供给源11。第一供给线路121和第一返回线路141一起构成第一冷却回路的一部分并且可以包括冷却流体的传送所用的管。该医疗冷却装置的第二出口22被配置为连接至第二供给线路221，并且该医疗冷却装置的第二入口24被配置为连接至第二返回线路241。第二供给线路221和第二返回线路241一起构成第二冷却回路的一部分，并且与第一冷却回路相同，可以包括冷却流体的传送所用的管。
医疗冷却装置可以包含单一冷却供给源11。由于冷却速率相对较慢、例如0.5～1.5℃/小时，因此这是可能的。
医疗冷却装置是为了安全地进行低温治疗以例如在患者患有中风的情况下尽可能减少组织损伤所设置的，其中在低温治疗中，使患者的人体核心温度从约37度缓慢地降低为约35度。在与低温治疗相关联的医疗装置中要考虑的重要因素是冷却处理需要花费诸如没有向患者的身体施加压力等的一些时间。为了提高效率，还应当考虑例如经由非侵入性流体分配装置131、231、331将医疗装置的非侵入性冷却流体提供得尽可能靠近体内的大血管。
在第一供给线路121和第一返回线路141之间，使用第一冷却流体分配装置131(例如，可穿戴服装)，其中该第一冷却流体分配装置131用于将所供给的冷却流体分配到待冷却身体的身体部位周围。
在使用中，在第二供给线路221和第二返回线路241之间设置第二冷却流体分配装置231。
在实施例中，至少如下：医疗冷却装置的第三出口32被配置为连接至第三供给线路321，并且医疗冷却装置的第三入口34被配置为连接至第三返回线路341。第三供给线路321和第三返回线路341一起构成第三冷却回路的一部分，并且与第一冷却回路或第二冷却回路相同，可以包括冷却流体的传送所用的管。在使用中，在第三供给线路321和第三返回线路341之间设置第三冷却流体分配装置331。
通常，各冷却流体分配装置131、231、331可以包含用于提高该冷却流体分配装置在使用中连接至的身体部位的冷却效率的通道模式。优选地，各冷却流体分配装置具有被配置为包围并且紧贴待冷却患者的身体部位的形状。如此通过相应分配装置内的冷却流体和待冷却患者的身体部位之间的传导性热传递来管理患者的身体部位的冷却。因而，优选通过体外法来进行患者的身体部位的冷却，由此在冷却流体和待冷却患者的身体部位之间不存在直接接触。
流体分配装置131、231、331是非侵入性的。通常，将各流体分配装置施加到患者的皮肤上以从身体外部使人体核心温度冷却。
理想地，液体冷却分配装置优选由表现出良好的热传导性质并且在使用中舒适贴合的材料制成。尽管金属的热传导性质非常好，但金属不太适合舒适地贴合到身体部位上。根据一个实施例，至少一个流体分配装置由容许非常舒适的贴合、但与金属相比热传导性质略差的硅材料制成。
根据材料的类型，可以改变供给源中的冷却流体的温度。例如，在分配装置由硅材料制成的情况下供给源中的冷却流体的温度可以为-9℃～-6℃(诸如-7℃等)。对于(与硅相比)热传导性质更好的分配装置材料，供给源中的冷却流体的温度可以高于-6℃(诸如-2℃等)或者甚至更高(诸如4～5℃等)。根据患者所处的病情的类型，多于一个的分配装置可以连接至医疗冷却装置。各分配装置是使用单独的冷却回路(例如，单独的供给线路和单独的返回线路)来供给的。
应当理解，本发明不限于供给源中的-9～-6℃的冷却流体温度。对于一些应用(例如，在长时间段内(例如，数小时)连续执行冷却的情况)，所设置的冷却流体供给源中的流体温度可以为+3～+6℃(诸如+4℃等)。将冷却流体供给源中的流体温度设置得较高可以降低或避免在长时间连续冷却期间发生可能导致神经损伤的组织冻伤的风险。
在实施例中，第一非侵入性冷却流体分配装置131被配置为连接至患者的头皮。第二非侵入性冷却流体分配装置231被配置为连接至患者的颈部区域，例如以使颈动脉冷却。第三非侵入性冷却流体分配装置331被配置为连接至身体的腹股沟部位。
在实施例中，医疗冷却装置是半移动式的并且包含电池，以使得冷却系统能够在无需接入插座的情况下运行2～3个小时。这样使得可以在急救室中(或者已在急救车中)开始冷却治疗，并且在例如中风患者被安置于能够接入电源插座的医院病房内的病床中之前在医院内到处移动的数小时内，继续冷却治疗。
冷却流体供给源11可以是与用于使冷却流体冷却至特定预设温度的制冷单元(未示出)一体的、或者可以连接至该制冷单元。
患者用冷却回路中的冷却流体(即，从医疗冷却装置流经各供给线路、分配装置、返回线路、然后流回至医疗冷却装置)可以是传统的制冷液体，诸如乙二醇溶液或者可选地为水等。在制冷单元利用压缩机来使供给源中的冷却流体冷却的情况下，与患者用冷却回路分开的压缩机用冷却回路可以使用传统的压缩机制冷剂。
医疗冷却装置10还可以包括流量泵，其中该流量泵用于根据需求来提供冷却回路中的冷却流体的流速。
可以针对各冷却回路具有单一流量泵。可选地，由于如以下进一步阐明、可以通过流量控制阀的操作来修改各冷却回路中的流量，因此可以设置用于向各个冷却回路供给流量的单一流量泵。
各出口12、22、32可以利用医疗冷却装置内部的内部管(未示出)可操作地连接至流量泵。
影响患者的身体部位的冷却效率的两个主要因素是经由供给线路12从医疗冷却装置流出的冷却流体的流体流速和温度。温度为患者的身体部位的温度以下的任何冷却流体的流量增加会导致冷却速度变快。同样，对于恒定流速，从医疗冷却装置流出的冷却流体的温度的任何降低将会导致身体部位的冷却速度变快。
在实施例中，医疗冷却装置10还包括以下部件，其中该部件用于针对各冷却回路同时修改至少一个控制处理参数，并且根据修改后的控制处理参数来重新开始医疗冷却处理。
该部件可以包括控制单元，其中该控制单元用于控制医疗冷却装置的装置操作，从而修改各冷却回路中的冷却流体的流量和/或温度。控制单元包括处理器和存储器，因而能够具有计算机处理能力。
流量控制阀
在实施例中，控制处理参数与各冷却回路中所配置的至少一个流量控制阀的操作有关，由此控制单元被配置为通过控制所述操作来修改各冷却回路中的流量。
在一个实施例中，流量控制阀为ON/OFF(接通/断开)型(例如，流量泵的下游所设置的螺线管)。在ON位置，冷却回路的流使得能够将流量泵的额定流量供给至供给线路。在OFF位置，不向供给线路供给流，由此供给线路和返回线路之间的冷却流体静止。通过使用存储在控制单元中的针对各冷却回路的精确时间安排来实现平均流量。
控制单元可被配置为通过控制关联的流量控制阀来实现各供给线路中的精确流量。例如，如果流量泵提供6000ml-8000ml/min的额定流量、并且控制单元被配置为在第一供给线路中提供2000ml/min的流量，则流量控制阀需要每分钟有20秒处于OFF位置。例如，时间安排可以将流量控制阀定义为按10次/分钟的频率处于OFF，其中每次有2秒的持续时间处于OFF。作为替代，流量控制阀可以按5次/分钟的频率处于OFF，其中每次有4秒的持续时间处于OFF位置。作为替代，控制阀可被设置为每分钟有20秒处于OFF。
在实施例中，在整个冷却治疗期间，ON/OFF阀的时间安排可以改变。例如，ON/OFF阀可以直到冷却流体降至要求冷却流体温度为止(例如，-7℃)才打开，并且在达到要求冷却温度之后打开持续了预定时间，之后通过根据针对各冷却回路的时间安排所管理的频率/持续时间关闭ON/OFF阀来减少流量。在另一预定时间段之后，在期望的情况下，可以进一步改变关闭频率/持续时间。
在实施例中，流量控制阀可以是比例阀，其中这些比例阀可被设置到用于根据阀的位置而允许不同的流速通过的多于两个的位置。
通过使流量控制阀进行工作，控制单元可以在各个冷却回路中提供独立流速，由此允许同时对各个身体部位进行不同程度的冷却的可能性。
例如，在中风患者的冷却治疗的情况下，与向第一分配装置和第二分配装置相比，在腹股沟处，可以向第三分配装置提供更高的流速。这是因为腹股沟中的冷却血液在下一血液循环周期内到达腹股沟之前将循环回至心脏，由此使该冷却血液的温度在输送期间升高。因而，通过(例如，利用更高流速)对腹股沟身体部位进行更大程度的冷却，在下一血液循环周期内到达脑部的血液的温度将有利地更冷。
流量控制阀可以配置于医疗冷却装置的内部或外部。在实施例中，各冷却回路具有配置在医疗冷却装置内的至少一个流量控制阀。作为替代或另外，流量控制阀可以配置于外部，例如配置于供给线路、分配装置或返回线路中。
流量泵
在实施例中，控制处理参数与至少一个流量泵(未示出)的操作有关，由此控制单元被配置为通过控制所述操作来修改各冷却回路中的流量。
在实施例中，控制单元被配置为通过向泵发送控制信号来控制泵的输出流速，由此维持、增加或减少流量。
在实施例中，流量泵是恒流量泵。这里，可以使用各冷却回路中所设置的一个或多个流量控制阀来控制流量。
在实施例中，利用ON/OFF状态和被配置为使流量泵的输出流量在各冷却回路之间均匀地分配的流量控制阀来控制至少一个流量泵的操作。
能量消耗
根据实施例，控制处理参数与医疗冷却装置的能量消耗有关。使用以下的与热力学第一定律有关的公式来计算各冷却回路中的能量消耗：
其中，Q是能量，是供给线路中的冷却流体的质量流量，CP表示与恒定压力下的比热有关的冷却流体的常数，T1是从医疗冷却装置经由出口向着患者流出的冷却流体的温度，并且T2是经由入口来自患者的返回冷却流体的温度。在本实施例中，控制单元被配置为根据各冷却回路中的目标能量消耗值来修改温度T1。与流量控制阀的操作相组合，可以将独立的能量功率同时引导至各个冷却回路。
在实施例中，可以通过设置冷却流体供给源的冷却流体的修改目标温度TX来修改温度T1，由此使得向冷却流体供给源的制冷单元传送修改后的功率，以将冷却流体供给源中的冷却流体冷却/加热至修改目标温度。如果将冷却流体供给源的新目标温度TX设置得较高，则该供给源的制冷单元对内部的冷却流体进行加热(或者避免对内部的冷却流体进行冷却)，以实现该新目标温度TX。假设在冷却流体供给源和供给线路之间不存在热损失，则可以将TX设置成与T1相同。实际上，由于冷却流体(因医疗冷却装置壳体内的组件变热)可以在供给源和供给线路之间吸收一些热，因此可以将TX设置得略低于目标T1。
作为示例，如果制冷单元的功率消耗为700W，则通过控制各冷却回路中的流量和/或供给温度，可以向第一分配装置指示300W、向第二分配装置指示150W、并且向第三分配装置指示250W。
控制单元还可被配置为在接收到身体部位达到目标温度这一输入时，针对各冷却回路按比例地限制能量消耗。这里，按比例意指与先前的功率比或功率比例成比例。参考上述示例，在新的目标能量消耗为500W的情况下，使用控制单元所进行的这种比例调节，第一分配装置将接收～214W(300W/700W*500W)，第二分配装置将接收～107W(150W/700W*500W)，并且第三分配装置将接收～179W(250W/700W*500W)。
所提及的输入可以是来自连接至关注的身体部位的温度传感器的温度信号，或者该输入可以是治疗人员向医疗冷却装置的用户输入(例如，通过使用医疗冷却装置的屏幕来将相关数据输入至控制单元)。
应当理解，通过使各冷却回路中的控制流量阀进行工作以修改各冷却回路中的流量，可以按照期望修改传送至各冷却回路的功率。因而，对于上述示例(其中，第一冷却回路中的第一分配装置被设置为接收300W，第二冷却回路中的第二分配装置被设置为接收150W，并且第三冷却回路中的第三分配装置被设置为接收250W)，第一冷却回路中的控制流量阀与第二冷却回路和第三冷却回路中的控制流量阀相比，被设置为更多打开，并且第二冷却回路的控制流量阀与第一冷却回路和第三冷却回路的控制流量阀相比，被设置为更少打开。对于ON/OFF阀，被设置为更多打开意味着与进行新的“被设置为更多打开”设置之前的情形相比，给定时间段内的控制流量阀在更长时间段内被设置为ON位置。对于ON/OFF阀，被设置为更少打开意味着与进行新的“被设置为更少打开”设置之前的情形相比，给定时间段内的控制流量阀在更长时间段内被设置为OFF位置。对于比例控制阀，“被设置为更多打开”和“被设置为更少打开”的含义自然以此类推。
处理参数的监测
为了改善控制处理参数的修改，控制单元被配置为监测与以下内容有关的至少一个处理参数：泵的流速、各冷却回路中的流速、冷却流体供给源11的温度、各冷却回路中的供给线路温度、各冷却回路中的返回线路温度和/或各冷却回路的能量消耗。
为了计算医疗冷却装置的制冷单元的能量消耗，各冷却回路可以设置有用于感测供给温度T1的第一温度传感器和用于感测返回温度T2的第二温度传感器。各冷却回路的第一传感器和第二传感器可操作地连接至控制单元15。
在实施例中，至少一个温度传感器可操作地连接至冷却流体供给源11中所设置的控制单元。
可以使用所有冷却回路通用的流量计来测量供给线路的下游的冷却流体流速。可选地，各冷却回路可以设置有流量传感器，其中该流量传感器例如是内部配置的、即配置在医疗冷却装置内，或者是外部配置的、即配置在各冷却回路的供给线路或返回线路中。
应当理解，在使用接通/断开阀和恒流量泵的情况下，可以利用控制单元基于该流量泵的额定流量(例如，2l/min)以及阀分别处于接通和断开状态的时间段来计算平均流量。在所使用的ON/OFF流量控制阀被设置为OFF的情况下，在冷却回路中冷却流体可以是静止的。这将意味着供给线路和返回线路之间的温度将经由分配装置被体热加热。因而，在这种情况下，控制单元被配置为忽略来自供给线路温度和返回线路温度的表示返回线路温度的增加的温度指示，直到供给线路、分配装置和返回线路中的处于静止的冷却流体的量已被排出、从而再次使ON/OFF阀设置为ON为止。
代替使用上述公式来计算能量消耗，例如，可以利用任何传统的电力消耗测量装置等(诸如与制冷单元串联连接的安培计等)来测量能量消耗。
决定处理
控制单元被配置为作出与何时修改控制处理参数有关的决定。
在实施例中，在医疗冷却装置的与收回损失之前的冷却回路中的总冷却效果相对应的总功率消耗增加得超过预定阈值的情况下，触发该决定。
在实施例中，在医疗冷却装置的冷却回路中的总冷却效果增加得超过预定阈值的情况下，触发该决定。
在实施例中，可以通过检测患者的不自主发抖的状态来触发该决定。在不自主发抖发作时，患者的身体开始尝试使体温升高。这导致返回线路温度升高，由此使医疗冷却装置的针对任何恒定流速的功率消耗(即，冷却功率效果)增加。
下表示出针对患有中风的患者在240分钟的治疗持续时间内传送至医疗冷却装置中的各冷却回路的功率的示例。在该示例中，示出三个冷却回路。在第一冷却回路中，设置用于使患者的头皮冷却的帽子状分配装置。在第二冷却回路中，设置用于使患者的至少颈动脉冷却的颈状分配装置。在第三冷却回路中，设置用于使身体的其它部位(诸如患者的腹部和/或腹股沟部位)冷却的身体状分配装置。
如从上表可以观察到，在从开始冷却处理起的120分钟之后，总冷却效果从100分钟时的97W急剧增加为259W。这表示发抖发作。发抖状态在140分钟的标记处仍存在。在发抖发作时，控制单元被配置为修改各冷却回路中的流速。如在120分钟的标记处可以观察到，通过增加第一冷却回路中的流量，供给至第一分配装置(帽子)的冷却功率从100分钟的标记处的27W增加为120分钟的标记处的120W。此外，第二冷却回路(颈部)中的流速在120分钟的标记处增加，由此产生75W的冷却功率，这相对于100分钟的标记处的17W而言增加。供给至第三冷却回路(身体)的冷却功率在120分钟的标记处发抖发作时保持基本恒定。发抖发作时供给至各冷却回路的功率冷却效果发生改变会导致与身体部分相比，患者的脑部和颈部的局部被冷却的程度更高，由此减轻患者的整体发抖状态。如从160分钟的标记可以注意到，核心体温维持于35℃，而脑部温度连续降低至240分钟的标记处的约33.5℃。这样使得即使在整个冷却治疗处理期间患者的脑部温度连续降低、也使发抖状态保持为恒定的低水平或者甚至减轻发抖状态。
因此，在控制单元考虑到发抖状态的情况下，在实施例中并且根据要冷却的主要目标组织(例如，中风状态下的脑部)，与在远离主要目标区域的部位(诸如中风状态下的腹股沟区域等)所连接的流体分配装置相比，提供给靠近目标区域所设置的分配装置的冷却效果或功率相关联地增加。这样，可以减轻患者的整体发抖效果。
下表示出对于遭受心脏骤停的患者在240分钟的治疗持续时间内传送至医疗冷却装置中的各冷却回路的功率的示例。在该示例中，示出三个冷却回路。在第一冷却回路中，设置用于使患者的头皮冷却的帽子状分配装置。在第二冷却回路中，设置用于使患者的至少颈动脉冷却的颈状分配装置。在第三冷却回路中，设置用于使身体的其它部位(诸如患者的腹部和/或腹股沟部位)冷却的身体状分配装置。
如从该表可以观察到，在从开始冷却治疗起的120分钟之后，总治疗效果从100分钟处的97W急剧增加为259W。这表示发抖发作。发抖状态在140分钟的标记处仍存在。这里，控制单元可以减少各冷却回路中的流量(在上表中未示出)以产生约100W的总冷却效果，这与发抖发作之前的总冷却效果相对应。如在该表中可以注意到，在整个冷却治疗期间，第一冷却回路、第二冷却回路和第三冷却回路中的冷却效果或功率有所不同。
适用性
在正常情况下，可以在冷却流体供给源中的冷却流体的温度与环境温度相对应(例如，约为20℃)的状态下开始医疗冷却治疗。因而，最初，如上文进一步所述，包括制冷单元的供给源将需要用以使冷却流体冷却至所设置的需求温度-9℃～-6℃或基于应用的任何其它设置温度的最大电力。在此期间，能量消耗将会变高。因此，一旦冷却流体供给源的温度达到所设置的需求温度，则控制单元可被配置为监测制冷单元的能量消耗。
特别关注的一个身体部位是患者的头皮，并且这里，分配装置可以具有如帽子或头盔那样的形状。头皮冷却对于降低患有急性中风的患者和经受化疗的患者的脑部温度以减少脱发而言特别有利。
然而，脑部的冷却在心脏骤停之后、在新生儿缺氧缺血或失眠方面也可以是有利的。
应当理解，根据这里所呈现的实施例的医疗冷却装置、控制单元和方法可以与用于脑部冷却的其它方法(诸如输注冷盐水或者利用诸如扑热息痛等的退热药的药理冷却等)相组合地使用。在缺血性中风的情况下，根据这里所呈现的实施例的医疗冷却装置、控制单元和方法还可以与脑灌注的重建相结合地使用。
降低脑部温度的低温已被证明是针对各种脑损伤的强健的神经保护剂。近来，随机交叉研究表明利用头皮冷却装置使额叶冷却明显减轻了失眠症。
在常规护理中，最佳目标脑部温度似乎为35.0℃～35.5℃。仅通过头皮冷却无法达到深层脑组织中的这种低温。然而，通过在颈动脉上方添加颈部的冷却，可以达到最佳脑部温度。
在实施例中，除构成第一分配装置的头皮硅帽外，还设置有具有温度传感器的单独颈带。利用来自与帽相同的冷却流体供给源的冷却流体来使颈带冷却。
脑部冷却已被证明是安全的，至少只要脑部温度维持于34℃以上即可。
脑部冷却治疗的持续时间可以是30分钟～24小时以上的任何时间。对于中风应用，长达至少72小时的治疗持续时间似乎提供有利结果。然而，根据患者的病情类型，已提出了用以提供长达11～14天或更长时间的冷却治疗的一些建议。
尽管已经与脑部的冷却有利的中风应用有关地说明了上述实施例中的一些实施例，但应当注意，本发明在心脏骤停的情况下同样有用。对于遭受心脏骤停的患者，引起低温的人体核心温度控制和冷却治疗可以是挽救生命的干预。这意味着使患者的体温降低以减少由于缺氧所引起的组织损伤。接受冷却治疗的心脏骤停患者的存活率较大并且其永久性损伤(例如，脑损伤)的风险也较低。心脏骤停时的冷却治疗还保护了所有的身体器官，其中各器官针对局部缺陷的敏感度有所不同。例如，肌肉组织可以应对数小时的局部缺血，而脑部仅在数分钟内就可能遭受巨大损伤。在心脏骤停患者的冷却治疗期间，使体温降低至较低温度可以是有利的。根据实施例，可以向分配装置设置一件或多件服装，其中该一件或多件服装各自连接至一个或多个冷却回路。在心脏骤停的情况下，可以使身体的较大部分冷却，因而分配装置可以覆盖身体的较大部位，诸如腿部、腹部区域、胳膊、头皮和颈部等。在实施例中，这种服装可以在心脏的位置处设置有开口，以便于在穿着服装的状态下进行可选的心脏手术。

Claims (17)

1.一种医疗冷却装置(10)，用于进行非侵入性医疗冷却处理，所述医疗冷却处理用于通过使患者的至少两个身体部位冷却来降低所述患者的人体核心温度，所述医疗冷却装置(10)包括：
冷却流体供给源(11)；
至少两对入口/出口，各对入口/出口包括：
出口(12,22,32)，其连接至所述冷却流体供给源(11)，并且被配置为连接至一个个体供给线路(121,221,321)，所述个体供给线路(121,221,321)用于将冷却流体的流从所述冷却流体供给源(11)供给至所述患者，以及
入口(14,24,34)，用于连接至个体返回线路(141,241,341)，所述个体返回线路(141,241,341)能够操作地与所述个体供给线路(121,221,321)相连接并且连接至所述冷却流体供给源(11)，由此在使用中的情况下形成作为连续环路的冷却回路；
流量泵，其连接至各对入口/出口，并且用于将冷却流体从所述冷却流体供给源(11)泵送至各个所述出口(12,22,32)；以及
控制单元(15)，其被配置为通过针对各冷却回路修改至少一个控制处理参数并且根据修改后的控制处理参数重新开始所述医疗冷却处理，来向各冷却回路分配不同的冷却功率。
2.根据权利要求1所述的医疗冷却装置(10)，其中，所述至少一个控制处理参数其中之一与各冷却回路中所配置的至少一个流量控制阀的操作有关。
3.根据权利要求2所述的医疗冷却装置(10)，其中，冷却回路的所述至少一个流量控制阀配置在所述医疗冷却装置内。
4.根据权利要求2所述的医疗冷却装置(10)，其中，冷却回路的所述至少一个流量控制阀是以邻接该冷却回路的入口或出口的方式配置的。
5.根据权利要求2所述的医疗冷却装置(10)，其中，还包括所述个体供给线路(121,221,321)和相应的所述个体返回线路(141,241,341)，其中所述至少一个流量控制阀配置在所述个体供给线路(121,221,321)或所述个体返回线路(141,241,341)的至少一个线路中。
6.根据权利要求1所述的医疗冷却装置(10)，其中，所述控制处理参数与至少一个所述流量泵的用于在各冷却回路中提供冷却流体的流的操作有关。
7.根据权利要求6所述的医疗冷却装置(10)，其中，至少一个所述流量泵的操作是利用接通/断开状态和被配置为使所述流量泵的输出流量在各冷却回路之间均匀分配的流量控制阀来控制。
8.根据权利要求6所述的医疗冷却装置(10)，其中，至少一个所述流量泵的操作是利用接通/断开状态和被配置为使所述流量泵的输出流量在各冷却回路之间按比例分配的流量控制阀来控制。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的医疗冷却装置(10)，其中，至少一个流量控制阀是接通/断开阀，以及所述控制单元被配置为连续地或间歇地将所述接通/断开阀设置成在第一时间段内处于断开位置并且在第二时间段内处于接通位置，由此控制相应的冷却回路的平均流量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的医疗冷却装置(10)，其中，所述至少一个控制处理参数其中之一与所述医疗冷却装置的能量消耗有关，其中使用以下的与热力学第一定律有关的公式来计算各冷却回路中的能量消耗：
<mrow> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> <mi>g</mi> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mover> <mi>m</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mo>*</mo> <mi>C</mi> <mi>P</mi> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
其中，Q是能量，是供给线路中的冷却流体的质量流量，CP表示与恒定压力下的比热有关的冷却流体的常数，T1是经由各冷却回路的出口从所述医疗冷却装置流出的冷却流体的温度，并且T2是经由相应冷却回路的入口的返回冷却流体的温度，其中所述控制单元还被配置为根据各冷却回路中的目标能量消耗来修改各冷却回路的温度T1。
11.根据权利要求10所述的医疗冷却装置(10)，其中，还包括用于感测温度T1的第一温度传感器和用于感测温度T2的第二温度传感器，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器能够操作地连接至所述控制单元(15)。
12.根据权利要求10所述的医疗冷却装置，其中，所述控制单元(15)被配置为通过设置所述冷却流体供给源的冷却流体的修改目标温度来修改温度T1，由此使得将修改后的功率传送至所述冷却流体供给源的制冷单元，以将所述冷却流体供给源中的冷却流体冷却/加热至所述修改目标温度。
13.根据前述权利要求中任一项所述的医疗冷却装置，其中，所述冷却流体供给源(11)是单一冷却流体供给源。
14.根据前述权利要求中任一项所述的医疗冷却装置，其中，针对各冷却回路具有单一流量泵。
15.根据前述权利要求中任一项所述的医疗冷却装置，其中，各所述个体供给线路(121,221,321)经由流体分配装置(131,231,331)连接至各所述个体返回线路(141,241,341)。
16.一种控制单元(15)，其被配置为通过修改非侵入性医疗冷却处理的至少一个控制处理参数来向患者的至少两个身体部位分配不同的冷却功率，其中利用能够操作地连接至医疗冷却装置的一个冷却回路来单独使各身体部位冷却，由此降低所述患者的人体核心温度，其中，
所述至少一个控制处理参数与以下内容有关：
各冷却回路中所配置的至少一个流量控制阀的操作，由此所述控制单元被配置为通过控制该操作来修改各冷却回路中的流量；
能够操作地连接至各冷却回路的至少一个流量泵的操作，由此所述控制单元被配置为通过控制该操作来修改各冷却回路中的流量；或者
所述医疗冷却装置的能量消耗，其中使用以下的与热力学第一定律有关的公式来计算各冷却回路中的能量消耗：
<mrow> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> <mi>g</mi> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mover> <mi>m</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mo>*</mo> <mi>C</mi> <mi>P</mi> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
其中，Q是能量，是供给线路中的冷却流体的质量流量，CP表示与恒定压力下的比热有关的冷却流体的常数，T1是从所述医疗冷却装置向着所述患者流出的冷却流体的温度，并且T2是来自所述患者的返回冷却流体的温度，由此所述控制单元(15)被配置为根据各冷却回路中的目标能量消耗来修改温度T1，以及
所述控制单元(15)还被配置为根据修改后的控制处理参数来重新开始所述医疗冷却处理。
17.一种用于通过修改非侵入性医疗冷却处理的至少一个控制处理参数来向患者的至少两个身体部位分配不同的冷却功率的方法(20)，其中利用能够操作地连接至医疗冷却装置的一个冷却回路来单独使各身体部位冷却，由此降低所述患者的人体核心温度，其中，
所述至少一个控制处理参数与以下内容有关：
各冷却回路中所配置的至少一个流量控制阀的操作，由此所述方法包括用于通过控制该操作来修改(21a)各冷却回路中的流量的步骤；
能够操作地连接至各冷却回路的至少一个流量泵的操作，由此所述方法包括用于通过控制该操作来修改(21b)各冷却回路中的流量的步骤；或者
所述医疗冷却装置的能量消耗，其中使用以下的与热力学第一定律有关的公式来计算各冷却回路中的能量消耗：
<mrow> <mi>Q</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> <mi>g</mi> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mover> <mi>m</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mo>*</mo> <mi>C</mi> <mi>P</mi> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
其中，Q是能量，是供给线路中的冷却流体的质量流量，CP表示与恒定压力下的比热有关的冷却流体的常数，T1是从所述医疗冷却装置向着所述患者流出的冷却流体的温度，并且T2是来自所述患者的返回冷却流体的温度，其中所述方法包括用于根据各冷却回路中的目标能量消耗来修改(21c)温度T1的步骤；以及
所述方法还包括用于根据修改后的控制处理参数来重新开始(22)所述医疗冷却处理的步骤。
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