CN108025129A

CN108025129A - 用于体外支持的系统及方法

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Publication number: CN108025129A
Application number: CN201580082139.8A
Authority: CN
Inventors: 王植贤; 陈益祥; J·R·吉尔伯特
Original assignee: Asia Pacific Medical Technology Development Co ltd
Current assignee: Asia Pacific Medical Technology Development Co ltd
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2035-06-01
Also published as: EP3302617A1; AU2015397182A1; CA2987387A1; CN108025129B; EP3302617A4; WO2016195651A1; EP3302617B1; AU2015397182B2; CA2987387C; EP3741403A1; KR102489989B1; JP2018527037A; JP6656268B2; KR20180034337A

Abstract

示例性系统、设备及方法使用局部灌注体外回路(LPEC)以灌注身体的局部目标区域，其中使用周边放置环路将全身灌注体外回路(SPEC)耦合到身体的脉管系统的核心区域，并且控制程序使身体的局部目标区域处于与身体的核心的温度不同的温度值的特定图样。

Description

用于体外支持的系统及方法

背景技术

尽管在许多情况下低温(低核心体温)可为有害的，但已发现其提供一些治疗性优势。因此，其可能会被有意地诱发为治疗性低温。例如，在心肌梗塞和心脏外科手术设置中的心跳停止周期能产生脑部损害或其他神经损伤。在医学界中，低温被视为心血管外科手术期间的公认的神经保护剂。病人在心血管外科手术期间可被维持在诱发型低温的状态中。低温有时也被诱发为神经外科手术期间的神经保护剂。治疗性低温能够被有利地用于防止或减小来自缺血性损伤和其他损伤的组织损害作用。例如，伴随缺血性损伤的组织损害能够开始于缺血开始时并在血液流动恢复之后继续贯穿再灌注阶段。临床前研究和临床研究两者都支持如下观察：再灌注阶段能够持续几小时至几天，并且治疗性低温能够有利地用于阻止该阶段中的许多损伤。

在心跳停止(全心缺血)的情况中，治疗性低温被视为用于神经保护目的的护理标准。在标准协议下，能够通过在循环返回之后将核心体温降低至32℃至35℃之间达约12小时至约24小时来进行全身降温。然而，全身降温存在许多困难。降低病人的全身温度不仅花费大量时间，还能够使病人遭受低温的有害副作用，包括心律失常、凝血问题、对感染的敏感性增大以及诸如显著颤抖的不适问题。对于这些副作用的补偿也会需要具有自身风险或不利副作用的药理机制。

发明内容

本发明提供允许操作者以受控制和延长的方式将一个所期望的温度带施加于身体核心、并将另一温度带施加于身体的局部目标区域的示例性系统、设备及方法。本发明的此技术能够应用于已遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人。

示例性系统、方法和设备被提供用于建立和控制至少部分身体的两个不同温度区的方法，所述方法用于遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人的至少部分治疗程序。示例性方法包括使用周边放置环路将全身灌注体外回路(SPEC)耦合到所述身体，并将局部灌注体外回路(LPEC)耦合到在所述脉管系统内流动到所述身体的局部目标区域的血液。所述SPEC包括：SPEC输入流动端口和SPEC输出流动端口，其与在脉管系统内流动的血液相接触；SPEC泵；以及SPEC热交换器。所述LPEC包括：LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口，其与在所述脉管系统内流动的血液相接触，其中所述LPEC输入流动端口被布置成灌注所述身体的所述局部目标区域；LPEC泵；以及LPEC热交换器。所述示例性方法包括：配置至少一个SPEC传感器以测量由所述SPEC灌注的所述身体的平均核心体温和/或平均系统温度；配置至少一个LPEC传感器以测量由所述LPEC灌注的所述局部目标区域的温度；执行至少最小操作序列的操作步骤；并且实施控制程序以记录所述至少一个LPEC传感器和所述至少一个SPEC传感器的测量，并分别单独地控制所述SPEC和所述LPEC的血液流动速率和热交换器温度。所述控制程序使得：使所述SPEC控制由所述SPEC注射的血液的温度，以调整由所述SPEC温度传感器报告的温度测量以保持在目标核心体温范围内；并且使所述LPEC控制注射到所述目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器根据目标区域温度值的特定图样(pattern)报告温度测量。

在任意示例中，该局部目标区域为脑部。

该SPEC能够包括血液氧合器。

在一示例中，所述最小操作序列能够包括用于所述SPEC的操作的第一时间间隔，并且其中所述第一时间间隔的SPEC目标设定是在约32℃和约37℃之间的目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量。所述最小操作序列能够进一步包括在所述第一时间间隔之后的用于所述LPEC的操作的第二时间间隔，其中所述第二时间间隔的LPEC目标设定是在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内的LPEC温度传感器测量。所述第二时间间隔的SPEC目标设定能够是在目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量，以在正常体温或约35℃和约37℃之间管理所述核心。在一示例中，目标区域温度值的所述特定图样能够包括冷却的至少一个时间间隔以减小所述目标区域温度值，其后接着升温的至少一个时间间隔以增大所述目标区域温度值。目标区域温度值的所述特定图样能够包括至少第二时间间隔，在所述第二时间间隔所述目标区域温度值在约10℃和约30℃之间。

根据本文中的原理的示例性系统、方法及设备也提供支持。一示例性系统包括用于灌注身体的局部目标区域的所述LPEC、SPEC以及被程序化以执行控制程序的控制系统。所述LPEC包括：LPEC输入流动端口；LPEC输出流动端口；所述LPEC输入流动端口和所述LPEC输出流动端口与在脉管系统内流动到身体的局部目标区域的血液相接触；LPEC泵；及LPEC热交换器，其用于控制返回到身体的所述局部目标区域以用于局部灌注的血液的温度。所述SPEC包括：SPEC输入流动端口；SPEC输出流动端口；所述SPEC输入流动端口和所述SPEC输出流动端口经由周边放置环路与在所述脉管系统内流动的血液相接触；以及SPEC泵。所述系统还包括一个或多个SPEC温度传感器，其耦合到身体以指示由所述SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度，以及一个或多个LPEC温度传感器，其耦合到身体的所述局部目标区域以指示所述目标区域内的温度。控制系统，其被程序化以执行控制程序，包括：使所述SPEC控制由所述SPEC注射的血液的温度，以调整由所述SPEC温度传感器报告的温度测量以保持在目标核心体温范围内；并且使所述LPEC控制注射到所述目标区域的血液的温度，使得所述一个或多个LPEC温度传感器根据目标区域温度值的特定图样来报告温度测量。

在一示例中，目标区域温度值的所述特定图样能够包括受控制的升温例行程序(routine)、温度稳定状态例行程序或温度值带。

在一示例中，目标区域温度值的所述特定图样规定在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内的LPEC温度传感器测量。

在一示例中，目标区域温度值的所述特定图样在局部目标温度范围内，目标区域温度值的所述特定图样包括升温的至少一个时间间隔以增大所述目标区域温度值，其后接着冷却的至少一个时间间隔以减小所述目标区域温度值。

在一示例中，所述控制系统被程序化以使所述LPEC自动地或基于人工输入来控制到达所述目标区域的血液的温度。

本文中的示例性系统、方法及设备能够包括：SPEC，其使用周边放置环路来耦合到所述身体；LPEC，其耦合到通向脑部的所述脉管系统以使血液流动；至少一个SPEC传感器，其配置为测量由所述SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度；至少一个LPEC传感器，其配置为测量由所述LPEC灌注的所述脑部的温度；以及操作控制台。所述LPEC包括：LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口，其与在所述脉管系统内流动的血液相接触，其中该输入端口位于左侧或右侧的总颈动脉或内颈动脉中，以灌注所述脑部。所述操作控制台包括：SPEC水冷却器/加热器，其驱动所述SPEC热交换器；LPEC水冷却器/加热器，其驱动所述LPEC热交换器；至少一个传感器接口，其记录所述至少一个SPEC传感器和/或所述至少一个LPEC传感器的至少一个测量；以及图形用户界面。所述图形用户界面被构造成显示用户指令，用于在适于至少最小操作序列的各阶段的所述LPEC和所述SPEC的目标设定下，执行至少所述最小操作序列的操作步骤。所述操作控制台控制所述LPEC和所述SPEC以执行指令，用于实施控制程序以记录所述至少一个LPEC传感器和所述至少一个SPEC传感器的测量，并且分别单独地控制所述SPEC和所述LPEC的血液流动速率和热交换器温度，使得所述控制程序：使所述SPEC控制由所述SPEC注射的血液的温度，以调整由所述SPEC温度传感器报告的温度测量以保持在各阶段中的目标核心体温范围内；并且使所述LPEC控制注射到所述目标区域的血液的温度，使得所述一个或多个LPEC温度传感器报告用于至少所述最小操作序列的各阶段的目标区域温度范围内的温度测量，其中能够在所述最小操作序列中操作所述LPEC。

在一示例中，该最小操作序列包括：阶段1，所述阶段1的SPEC目标设定是在约32℃和约37℃之间的目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量；以及阶段2(阶段1之后)，所述阶段2的LPEC目标设定包括时间间隔，在该时间间隔LPEC温度传感器测量在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内。

应理解，以上概念和在下文中更详细地论述的另外的概念(如果这些概念并不相互矛盾)的所有组合被设想为本文所公开的发明主题的部分。具体地，在本公开的最后出现的要求保护的主题的所有组合都被设想为本文所公开的发明主题的部分。还应理解，本文中明确采用的、也可出现在以引用的方式并入的任意公开内容中的术语应符合与本文中所公开的特定概念一致的涵义。

附图说明

本领域的普通技术人员将理解，附图主要是出于说明性目的并且不旨在限制本文描述的发明主题的范围。附图不必按比例绘制；在某些情况下，会在附图中夸大或放大地示出本文公开的发明主题的各方面，以便于不同特征的理解。在附图中，相同的附图标记大体表示相同的特征(例如，功能上相似和/或结构上相似的元件)。

图1A至1B示出根据本发明的原理的示例性体外回路。

图2A至2B示出根据本发明的原理的示例性体外回路。

图3A至3B示出根据本发明的原理的示例性体外回路。

图4示出根据本发明的原理的示例性体外回路。

图5示出根据本发明的原理的包括双体外回路的示例性系统。

图6示出根据本发明的原理的包括双体外回路的示例性系统。

图7A至7B示出根据本发明的原理的示例性方法的流程图。

图8示出根据本发明的原理的示例性程序和温度曲线。

图9示出根据本发明的原理的示例性设备。

图10示出根据本发明的原理的示例性网络环境的图。

图11示出根据本发明的原理的用于实施为了最小操作序列的示例性控制程序的示例性控制系统设备。

图12示出根据本发明的原理的示例性计算装置的方块图。

具体实施方式

以下是关于用于控制遭受局部或全身性缺血性伤害或循环损害的身体的至少一部分的温度的发明方法、设备以及系统的各种概念及其实施方式的更详细的描述。应理解，由于所公开的概念不限于任意特定的实施方式，因此以上介绍的和下文更加详细讨论的各种概念可以以数个方式中的任意方式实施。主要出于说明性的目的而提供特定实施方式和申请的示例。

如本文所使用的，术语“包括(includes)”是指包括但不限于，术语“包括(including)”是指包括但不限于。术语“基于”是指至少部分基于。

关于与本文中的原理的各种示例相关的本文所描述的表面，对“顶”表面和“底”表面的任意引用主要用于指示各种元件/组件相对于基板及相对于彼此的相对位置、对准和/或定位，并且这些术语不必指示任意特定的参考坐标系(例如，重力参考坐标系)。因此，对一表面或层的“底”的引用不必要求所指的表面或层面向地面。同样地，诸如“在……上方”、“在……下方”、“在……之上”、“在……之下”等的术语不必指示任意特定的参考坐标系(诸如重力参考坐标系)，而是主要用于指示各种元件/组件相对于表面及相对于彼此的相对位置、对准和/定位。

术语“布置于……上”和“布置于……上方”包括“嵌入……中”(包含“部分嵌入……中”)的含义。另外，对“布置于特征B上”、“布置于特征B之间”或“布置于特征B上方”的特征A的引用包括特征A与特征B相接触的示例，以及其它层和/或其它组件位于特征A和特征B之间的示例。

体外膜氧合(ECMO)、也称作体外维生(extracorporeal life support)已被用作在重症监护医学中(例如，在心脏和呼吸衰竭的情况下)广泛使用的介入技术。ECMO已被用于向心和肺仅能够提供过低的以至于不能维持生命的不充足换气量的个体提供心脏和呼吸支持。ECMO通过从身体的一个位置处的脉管系统采集血液并可能在一些改变或处理之后将血液返回到另一位置而作用。例如，ECMO能够被用于从身体的脉管系统中移除血液，人工地移除二氧化碳并氧合红血球。通过引用并入本文的美国专利第3,881,483号中记载了体外支持回路的早期形式。通过引用并入本文的美国7,704,220和美国专利第7,789,846号中示出了其它示例性体外支持系统。美国专利第6,508,777号公开了环路，其中各环路均将动脉子系统耦合至静脉子系统。美国专利第6,508,777号需要使用荧光透视检查或超声波进行主动脉导管放置。

根据本文中的原理的示例性系统、方法和设备为病人血液和身体的局部目标区域处的组织温度提供改进的控制。同时，本文的示例性系统、方法和设备支持具有循环的全身或局部化损伤的病人的血液流动。根据本文中的原理的示例性系统和方法使用两个或更多个体外环路以为身体中的热目标提供双重控制。两个或更多个体外环路能够被耦合到身体的脉管系统的不同部分，以在身体的局部目标区域处维持与身体的其它区域处不同的温度。

体外环路都涉及从与脉管系统的一个连接点采集血液并在脉管系统的另一位置处将血液返回。在大多数情况下，我们能够将脉管系统分类为具有两个分支：动脉和静脉。能够通过从哪个分支采集血液(静脉或动脉)和将血液返回到哪个分支(静脉或动脉)来对体外环路进行分类。例如一个普通型ECMO系统从静脉侧采集血液并将血液返回到动脉侧，这被称作VA ECMO。其它可能的体外回路为AV(从动脉侧采集血液并将血液返回到静脉侧)、VV(从静脉侧采集血液并将血液返回到静脉侧)和AA(从动脉侧采集血液并将血液返回到动脉侧)。在根据本文中的原理的示例中，从主动脉弓(动脉)采集血液并将血液返回到内颈动脉的局部环路为AA回路。局部环路能够是用于灌注身体的局部目标区域的局部灌注体外回路(LPEC)。LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口被调整成位于第一动脉位置和第二动脉位置。根据本文的系统和方法，全身环路是周边放置环路(在下文中更详细地描述)，由此消除对于荧光透视检查或超声波的需求。因此，能够在不能进入导管室的紧急情况下实施本文的示例性系统和方法。

另外，本文的示例性系统和方法为在建立全身环路与设置局部环路的时间之间提供多达12小时或多达24小时的延迟。在一个示例中，能够在动脉位置与静脉位置之间设置全身环路。另外，本文的示例性系统和方法能够提供不同步地应用于病人的全身体外回路和局部体外回路。本文使用的“不同步”的意义为在第一时间点(t1)应用全身环路，并在随后的第二时间点(t2)应用局部环路。也可以在第三时间点(t3)移除局部环路而不中断全身环路。局部环路的插入时间相对于全身环路的插入可以延迟(即，Δt＝t2–t1)约1小时、约6小时、约12小时或约24小时、或者经确定适合于特定病人和医疗团队的其它时间间隔。在局部环路被移除或关闭之后，全身环路继续操作经过的时间间隔能够为约1小时、约12小时、约24小时、约48小时、或者经确定适合于特定病人和医疗团队响应的任意其它时间间隔。在一示例中，全身环路和局部环路两者在大约相同的时间移除或关闭，或者仅具有几分钟或更少的延迟。

在一些示例中，系统能够包括控制系统，该控制系统被构造成在身体的不同区域处提供温度梯度的自动维持，使得身体的局部目标区域被维持在不同于身体的其它区域的温度。

使用根据本文中的原理的示例性系统、方法和设备，能够使身体的局部区域(诸如但不限于脑部)比身体的其它区域维持在大程度的低体温，因此，能够避免身体的其它部分中的低体温的有害效应。

图1A示出根据本文中的原理的体外回路100的示例。示例性体外回路包括输入流动端口102、输出流动端口104和泵106。在使用中，输入流动端口102和输出流动端口104被布置成与在脉管系统内流动到身体的一区域的血液接触。泵106被用于控制和调节循环通过体外回路100的血液的流动。

图1B示出根据本文中的原理的另一示例性体外回路100’，其包括输入流动端口102、输出流动端口104、泵106和热交换器108(用于控制流动的流体的温度)。在使用中，热交换器108能够被用于控制返回到身体区域的血液的温度。

图2A和图2B示出根据本文中的原理的另一示例性体外回路200、200’。在图2A中，示例性体外回路200包括注射器构件210，以基于循环通过体外回路200的血液的流动(如使用泵206调节的)将血液返回到身体中的位置。在图2B中，示例性体外回路200’包括：注射器构件210，以基于循环通过体外回路200的血液的流动(如使用泵206调节的)将血液返回到身体中的位置；和热交换器208(用于控制流动的流体的温度)。注射器构件210能够包括从身体的脉管系统采集血液到外部回路中的输出流动端口和将经过处理的血液返回到身体的脉管系统的输入流动端口两者。在非限制性的示例中，注射器构件210能够是包括从身体的脉管系统采集血液到外部回路中的输出流动端口和将经过处理的血液返回到脉管系统的输入流动端口(注射器构件)两者的单一导管的部分或组件。

如在本文中所使用的，术语“注射器构件”是指用于将血液返回到身体的特定位置的脉管系统的示例性体外回路系统的组件。

如在本文中所使用的，术语“脉管系统注射点”是指在脉管系统中远离导管入口或脉管穿刺位置的最远位置，在该位置处将血液注射到身体中。

如在本文中所使用的，术语“周边放置环路”是指具有能够被放置成与身体的脉管系统的一部分接触的血液输出(从身体到回路)和血液输入(从回路到身体)导管(或其它输入流动端口和/或输出流动端口构件)的示例性体外回路，而不需要来自荧光透视检查或通常用于操纵装置穿过动脉或静脉分支的任意其它等效系统的详细引导。这是所有可能的布置的子集，一些通过周边循环并且一些通过中央循环。

本文中所使用的各种术语中的“周边”不同于在指代周边循环系统时的使用。例如，导管(或其它输入流动端口和/或输出流动端口构件)可以被放置成与腔静脉接触、或降低至降主动脉或髂动脉中而不使用荧光透视检查。这些有时被视为部分中央系统而非周边循环系统。

用于紧急体外膜氧合(ECMO)支持的常见回路能够实施为周边放置环路。根据本文中的原理，可以将一个示例性ECMO导管放置到腔静脉中或降低到降主动脉或髂动脉中，而不使用荧光透视检查。在示例性紧急程序中，使用周边放置环路放置ECMO支持的时间能够比如果个体首先被转移到配备有荧光透视检查或等效可视化系统的“导管室”所需的时间短。即，包括在本文中所使用的涵义内的周边放置环路的示例性系统和方法相比需要荧光透视检查或其它X射线可视化系统的系统和方法能够显著快地在病人中建立，这是因为医疗机构中的排程或分阶问题会引入不期望的延迟。

在个体已遭受心跳停止的示例中(包括已遭受心跳停止且不能通过心肺复苏(CPR)程序立即恢复到完整心脏功能的个体)，为防止死亡和发病的替代策略是通过使用体外回路给予这些病人ECMO支持。

如在本文中所使用的“全身灌注系统”是指从腔静脉(下腔静脉或上腔静脉)或髂静脉级别处的静脉系统采集血液并将血液(诸如经由注射器构件)返回到在来自心脏的馈送附近的动脉侧(诸如胯动脉或降主动脉或良好地耦合到动脉循环中的其它动脉)的系统。

“局部灌注系统”是指具有被放置成使得被注射的血液的大部分(多于大约50％)在通过心脏的大体循环返回之前馈送到器官系统的注射器构件的系统。

包括体外回路100、100’、200或200’中的任一者的根据本文中的原理的任意示例性体外回路能够实施为全身灌注系统和/或局部灌注系统。在基于体外回路100或200的示例中，全身灌注系统和/或局部灌注系统是包括泵106或206的体外回路组件。

在包括体外回路100、100’、200或200’中的任一者的根据本文中的原理的任意示例性体外回路中，泵的至少一部分可以为一次性的。

在包括热交换器的根据本文中的原理的任意示例性体外回路(包括任意体外回路100’和/或200’)中，包括热交换器的组件也可以包括氧合器。组件可以为一次性组件。

根据本文中的原理的一个示例，全身灌注系统和/或局部灌注系统也可以包括膜氧合元件、过滤器、热交换器、透析单元、光学处理区或用于改变血液或血液的化学组份的其它组件中的一个或多个。

图3A示出根据本文中的原理的示例性体外回路300，其包括定位成与在个体的身体的脉管系统内流动的血液接触的注射器构件310。注射器构件310用于基于循环通过体外回路300的血液流动(如使用泵306调节)将血液返回到身体中的位置。图3B示出在血管注射点312处耦合到个体的身体的脉管系统的注射器构件310，以基于使用泵306调节的流动将血液314返回到身体。

在一非限制性示例中，注射器构件310能够定位成与在身体的局部目标区域的脉管系统内流动的血液接触。局部目标区域能够是、但不限于脑部。

在另一非限制性示例中，注射器构件310能够定位成经由周边放置环路与在脉管系统内流动的血液接触。

图4示出根据本文中的原理的示例性体外回路400，其包括泵406、热交换器408和注射器构件410。注射器构件410定位成与在个体的身体的脉管系统内流动的血液接触。泵406耦合到泵驱动416和泵控制面板417。热交换器408耦合到水冷却器和温度控制器418。注射器构件410用于基于循环通过体外回路400的血液流动(如使用泵406调节并在使用热交换器408控制的温度下)将血液返回到身体中的位置。

治疗性低温能够有益地用于防止或减小来自缺血性损伤和其它损伤的组织损害效应。例如，伴随缺血性损伤的组织损害能够开始于缺血起始时，并在血液流动恢复之后继续贯穿再灌注阶段。临床前研究和临床研究两者都支持如下观察：再灌注阶段能够持续几小时至几天，并且治疗性低温能够有益地用于阻止该阶段中的许多损伤。这种研究的示例公开在如下案中：Polderman KH的“Mechanisms of action,physiological effects,andcomplications of hypothermia”，Crit.Care Med.37(7Suppl):S186–202(2009)；Polderman KH等人的“Therapeutic hypothermia and controlled normothermia in theintensive care unit:Practical considerations,side effects,and coolingmethods”，Crit.Care Med.37(3):1101–20(2009)；Schwartz BG等人的“TherapeuticHypothermia for Acute Myocardial Infarction and Cardiac Arrest”，Am.J.Cardiol.110(3):461–6(2012)；及Moore等人的“Therapeutic hypothermia:Benefits,mechanisms and potential clinical applications in neurological,cardiac and kidney injury”，Injury 42(9):843–54(2011)；其中各案均以引用的方式并入本文。

治疗性低温提供使用其它技术通常不可获得的用于限制缺血性和再灌注细胞及组织损伤的广泛的组织保护策略。这是因为低温抑制或限制导致这些损伤的许多已知的凋亡通路(apoptotic pathway)。参见Polderman KH的“Mechanisms of action,physiological effects,and complications of hypothermia”，Crit.Care Med.37(7Suppl):S186–202(2009)；Polderman KH等人的“Therapeutic hypothermia andcontrolled normothermia in the intensive care unit:Practical considerations,side effects,and cooling methods”，Crit.Care Med.37(3):1101–20(2009)；SchwartzBG等人的“Therapeutic Hypothermia for Acute Myocardial Infarction and CardiacArrest”，Am.J.Cardiol.110(3):461–6(2012)；及Moore等人的“Therapeutichypothermia:Benefits,mechanisms and potential clinical applications inneurological,cardiac and kidney injury”，Injury 42(9):843–54(2011)。

在心跳停止(全心缺血)时，治疗性低温被视为用于神经保护目的的护理标准。在标准协议下，可在循环返回之后进行约32℃的冷却达约12小时至约24小时。参见例如NolanJP等人的“Therapeutic Hypothermia After Cardiac Arrest”，Circulation 108(1):118–21(2003)；及Peberdy MA等人的“Part 9:Post–Cardiac Arrest Care 2010AmericanHeart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and EmergencyCardiovascular Care”，Circulation 2；122(18suppl 3):S768–86(2010)；其中各案均以引用的方式并入本文。

在中风(脑部中的局部缺血)发作中，由临床前研究的结果支持限制组织损害的治疗性低温的使用。低于32℃(甚至在24℃至28℃的范围内)的脑选择性冷却会是有效的。参见例如Van der Worp等人的“Hypothermia in animal models of acute ischaemicstroke:a systematic review and meta-analysis”，Brain 130(12):3063–74(2007)；及Schwartz等人的“Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke:asystematic review and meta-analysis”，Brain130(12):3063–74(2011)；其中各案均以引用的方式并入本文。

ECMO支持能够用于心跳停止的病人。参见例如Stub D等人的“Refractorycardiac arrest treated with mechanical CPR,hypothermia,ECMO and earlyreperfusion(the CHEER trial)”，Resuscitation 86:88–94(2015)；Guen ML等人的“Extracorporeal life support following out-of-hospital refractory cardiacarrest”，Critical Care15(1):R29(2011)；及Chen Y-S等人的“Cardiopulmonaryresuscitation with assisted extracorporeal life-support versus conventionalcardiopulmonary resuscitation in adults with in-hospital cardiac arrest:anobservational study and propensity analysis”，The Lancet 372(9638):554–61(2008)；其中各案均以引用的方式并入本文。

在低于32℃的温度下的全身低温(即，冷却身体的整个部分或重要部分)能够导致严重的并发症，诸如心室震颤、心搏停止、心脏输出量减少以及全身血管阻力升高。这种以心脏为中心的副作用已经防止在低于32℃下使用微创全身低温，即使更低的低温被反复地应用于围手术期使用的心肺旁路(CPB)系统。

根据本文中的原理的示例性系统和方法提供对脉管系统中的血液温度和组织温度的改进的控制，并且同时支持个体中的血液流动。在一示例中，个体具有循环的全身或局部化损伤。本文中的示例性系统和方法能够实施用于遭受心跳停止或缺血性中风或相关情况的个体。

根据本文中的原理的示例性系统和方法提供允许充分控制的程序以实现全身及局部血液流动和组织温度的中期至长期(持续几小时至几天)的控制。

根据本文中的原理的示例性系统和方法使用体外回路的两个或更多个环路以提供对身体中的热目标的双重控制。该两个或更多个体外回路能够耦合到身体的脉管系统的不同部分，以在身体的局部目标区域处(与身体的其它区域处相比)维持不同的温度。例如，示例性系统能够包括控制系统以促进在身体的不同区域处的温度梯度的维持，使得身体的局部目标区域维持在不同于身体的其它区域的温度。

在一示例中，根据本文中的原理的系统和方法促进注射到局部目标区域的血液被冷却到在约10℃至约30℃的温度范围，使得如通过接近于、耦合到或局部布置于局部目标区域的传感器测量的局部目标区域处的温度可被带入低于30℃的治疗性低温范围或由操作技师或执业医师(包括医生)选择的其它范围内。能够通过调整血液注射温度而将到达身体的其它区域的脉管系统的血液的温度保持在亚低温范围(例如，从约32℃至约34℃)内或正常体温范围(例如，从约35℃至约37℃)内。例如，在长操作周期期间，到达身体的其它区域的脉管系统的血液的温度能够被向上调整以防止平均核心体温和/或平均系统温度移动到非所要的范围(例如，能够对心脏组织造成不利影响或导致损害的温度范围)内。

在一非限制性示例中，局部目标区域是维持在不同(低)于身体的其它区域的温度的脑部。在该示例中，能够将一个或多个温度传感器布置成接近于、耦合到或局部布置于左鼻腔或右鼻腔。为了控制核心(例如，身体的平均核心体温和/或平均系统温度)及局部组织目标区域的临床相关温度，能够将一个或多个传感器放置于身体的那些区域中或附近。本领域的普通技术人员将理解，指示传感器读数的值的所测量的数据与身体的关注区域的实际温度值并不完全相同。更确切地说，基于试图控制临床相关温度的控制程序，所测量的传感器值能够用于操作。在一非限制性示例中，能够基于来自单一传感器所测量的值(包括两个或两个以上不同传感器读数的平均值或加权平均值)来判定临床相关温度。在另一非限制性示例中，能够基于来自两个或更多个传感器所测量的值的平均值来判定临床相关温度。在另一非限制性示例中，能够基于来自两个或更多个传感器所测量的值的加权平均值来判定临床相关温度。在另一非限制性示例中，能够依据所测量的传感器值基于关注区域的温度的一些其它模型来判定临床相关温度。在本文中对所测量的温度或LPEC传感器温度或SPEC传感器温度进行引用之处，本领域的普通技术人员将理解，其包括依据直接测量值的临床相关局部温度的模型，其中该模型可包括对于本领域的普通技术人员明显的各种方法，并且该模型可以是医师或其它从业者鉴于特定病人的情况能够关注的模型。

图5示出根据本文中的原理的示例性系统500。示例性系统500包括用于灌注身体的局部目标区域的示例性局部灌注体外回路(LPEC)501和全身灌注体外回路(SPEC)551。LPEC 501包括LPEC输入流动端口502、LPEC输出流动端口504、LPEC泵506和LPEC热交换器508。

LPEC输入流动端口502和LPEC输出流动端口504布置成与在脉管系统内流动到个体的身体的局部目标区域的血液接触。在图5的非限制性示例中，LPEC输入流动端口502和LPEC输出流动端口504布置成经由导管511与在脉管系统内流动的血液接触。在其它示例中，LPEC输入流动端口502和LPEC输出流动端口504布置成与在脉管系统内流动的血液直接接触。LPEC热交换器用于控制返回到身体的局部目标区域的用于局部灌注的血液的温度。

SPEC 551包括SPEC输入流动端口552、SPEC输出流动端口554和SPEC泵556。SPEC输入流动端口552和SPEC输出流动端口554经由周边放置环路与在脉管系统内流动的血液接触。系统500包括耦合到身体的一个或多个SPEC温度传感器560以指示由SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度。系统500还包括耦合到身体的局部目标区域的一个或多个LPEC温度传感器565以指示目标区域内的温度。系统500还包括耦合到LPEC 501和SPEC551的控制系统570。

在系统500的示例中，一个或多个SPEC温度传感器560能够包括膀胱温度传感器和/或直肠温度传感器。

能够将控制系统570程序化以执行控制程序，该控制程序使SPEC 551调整身体的全身温度，使得一个或多个SPEC温度传感器560指示从约32℃至小于约37℃的范围内的平均温度，并且使LPEC 501控制到达目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器指示低于约30℃的温度。将控制系统程序化以独立于在SPEC泵556处设定流动速率而在LPEC泵506和LPEC热交换器508处设定流动速率和温度。

在系统500的示例中，能够将控制系统570程序化以在SPEC被用于调整身体的全身温度之后的约12小时或约24小时内，使LPEC控制到达目标区域的血液的温度。

控制系统570能够包括：内存，其储存处理器可执行的指令；和一个或多个处理单元，其耦合到内存以执行指令，该指令使LPEC 501和SPEC 551执行程序以独立于在SPEC泵556处设定流动速率而在LPEC泵506和LPEC热交换器508处设定流动速率和温度，以实现所期望的温度。

在系统500的示例中，能够将控制系统570程序化以使LPEC 501自动地控制到达目标区域的血液的温度。在另一示例性系统500中，能够将控制系统570程序化以使LPEC 501基于人工输入(例如，来自执业医师和/或技师)来控制到达目标区域的血液的温度。

在系统500的示例中，能够将控制系统570程序化以将SPEC泵556处的流动速率设定成在约1.0L/min至约5.0L/min的范围内的值。

在系统500的示例中，能够将控制系统570程序化以使SPEC增大血液的温度以防止平均温度下降至低于约32℃。在系统500的另一示例中，能够将控制系统570程序化以使SPEC控制所注射血液温度以在LPEC温度控制被初始化之前将核心温度保持在约32℃与约34℃之间的带(即，温度范围)中，并在LPEC控制操作的同时将核心温度保持在正常体温水平(即，从约35℃至约37℃)。

在系统500的示例中，能够将控制系统570程序化以将LPEC泵处的流动速率设定成在约100ml/min至约500ml/min的范围内的值。

在系统500的示例中，能够将控制系统570程序化以使LPEC调整所注射血液温度，以便将LPEC传感器测量保持在具有从约10℃至约32℃(或更优选地，从约10℃至约30℃)的范围内的最大值和最小值的控制带内。

在根据本文中的原理的任意示例性系统中，能够将LPEC输入流动端口布置成与左颈总动脉或右颈总动脉或这些位置中的一个的动脉下游接触。

在任意示例性系统中，LPEC能够包括用于夹持、阻挡或部分阻挡的构件以减小由LPEC注射的血液流动的不流动到局部目标区域的百分比。

在任意示例性系统中，SPEC能够是紧急体外膜氧合支持系统。

在任意示例性系统中，SPEC能够进一步包括用于经由周边放置环路控制返回到脉管系统的血液的温度的SPEC热交换器。在此示例中，能够将控制系统程序化以单独在SPEC热交换器处设定温度。

图6示出根据本文中的原理的示例性系统600。示例性系统600包括全身灌注体外回路(SPEC)651和用于灌注身体的局部目标区域的示例性局部灌注体外回路(LPEC)601。LPEC 601包括LPEC输入流动端口602、LPEC输出流动端口604、LPEC泵606和LPEC热交换器608。LPEC泵606耦合到LPEC泵驱动616和LPEC泵控制面板617。LPEC热交换器608耦合到水冷却器和温度控制器618。

LPEC输入流动端口602和LPEC输出流动端口604布置成与在脉管系统内流动到个体的身体的局部目标区域的血液接触。在图6的非限制性示例中，LPEC输入流动端口602和LPEC输出流动端口604布置成经由导管611与在脉管系统内流动的血液接触。在其它示例中，LPEC输入流动端口602和LPEC输出流动端口604布置成与在脉管系统内流动的血液直接接触。LPEC热交换器用于控制返回到身体的局部目标区域以用于局部灌注的血液的温度。

SPEC 651包括SPEC输入流动端口652、SPEC输出流动端口654和SPEC泵656。SPEC泵656耦合到泵驱动667和泵控制面板669。SPEC热交换器658耦合到水冷却器和温度控制器668。SPEC输入流动端口652和SPEC输出流动端口654经由周边放置环路与在脉管系统内流动的血液接触。系统600包括耦合到身体的一个或多个SPEC温度传感器560以指示由SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度。系统600还包括耦合到身体的局部目标区域的一个或多个LPEC温度传感器665以指示目标区域内的温度。系统600还包括耦合到LPEC601和SPEC 651的控制系统670。

在系统600的示例中，一个或多个SPEC温度传感器660能够包括膀胱温度传感器和/或直肠温度传感器。

能够将控制系统670程序化以执行控制程序，该控制程序通过控制所注射血液温度而使SPEC 651调整身体的全身温度，使得一个或多个SPEC温度传感器660指示从约32℃至小于约37℃的范围内的平均温度，并且使LPEC601控制到达目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器指示低于约30℃的温度。将控制系统程序化以独立于在SPEC泵656处设定流动速率而在LPEC泵606和LPEC热交换器608处设定流动速率和温度。

控制系统670能够包括：内存，其储存处理器可执行的指令；和一个或多个处理单元，其耦合到内存以执行指令，该指令使LPEC 601和SPEC 651执行程序以独立于在SPEC泵656处设定流动速率而在LPEC泵606和LPEC热交换器608处设定流动速率和温度，以实现所期望的温度。

在系统600的示例中，能够将控制系统670程序化以使LPEC 601自动地控制到达目标区域的血液的温度。在另一示例性系统600中，能够将控制系统670程序化以使LPEC 601基于人工输入(例如，来自执业医师和/或技师)来控制到达目标区域的血液的温度。

在根据本文中的原理的任意示例性系统(包括图1A至图6中的任一示例性系统)中，热交换器能够是、但不限于固态热电加热器/冷却器系统。能够使热电装置基于施加到有源元件(active element)的电压极性产生热或冷。根据对于将身体的不同部分维持在如本文所述的所期望的温度范围的需要，该示例性热交换器能够用于产生热或从血液中移除热。在另一示例中，热交换器可包括分开的单元，其中一个用于加热而另一个用于冷却。在另一示例中，包括热交换器的热交换器系统还能够包括泵驱动机构，以致动泵头以泵送热交换流体并使热交换流体循环通过热交换器。在一非限制性示例中，热交换器系统能够是包括四(4)个端口(血液进入端口、血液离开端口、水进入端口和水离开端口)的一次性组件，其中水支管(水进入/水离开端口)耦合到包括泵并且可以是热电的或者可以使用压缩器冷却水的加热器/冷却器单元。加热器/冷却器单元被用于使具有设定温度和流动速率的水流动通过热交换器系统。温度传感器能够被用于测量在血液回路中的热交换器之后的血液的温度。热交换器系统能够包括螺旋泵、齿轮泵、隔膜泵、蠕动滚轮泵或循环热交换流体的任意能够应用的泵送技术。

在根据本文中的原理的任意示例性系统(包括图1A至图6中的任一示例性系统)中，可以将一个或多个温度传感器(包括SPEC或LPEC传感器)布置或构造成获得来自以下项目中的至少一者的测量数据：耳、脑部区域、膀胱、直肠、食道或者如由执业医师、医师或技师规定的其它位置。在其中导管被用于将SPEC和/或LPEC耦合到身体的一部分的脉管系统的一非限制性示例中，至少一个传感器可用于监测在导管的远端处、在气球的近端或者其它所期望的位置处的血液的温度。在另一示例中，在血液回路的端部处或在热交换器的紧挨着的后方进行温度的测量，而不在导管的远端处进行测量。

根据本文中的原理的示例性系统(包括图1A至图6中的任一示例性系统)能够包括被构造成监测热交换器的组件的温度的一个或多个传感器。系统可包括一个或多个压力传感器。

图7A示出根据本文中的原理的示例性方法的流程图，其提供针对遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人建立及控制用于至少部分治疗程序的、至少部分身体的两个不同的温度区。在方块702中，SPEC经由周边放置环路耦合到身体。在方块704中，LPEC耦合到在脉管系统内流动到身体的局部目标区域的血液。

在图7A的方块706和708中，温度传感器被设置用于判定在身体的关注区域中的温度参数。在方块706中，至少一个SPEC传感器被设置用于测量由SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度。在方块708中，至少一个LPEC传感器被设置用于测量由LPEC灌注的局部目标区域的温度。

在方块710中，在适用于至少最小操作序列的各阶段的LPEC和SPEC的目标设定下进行至少最小操作序列的操作步骤(结合图8更详细地描述)。

在方块712中，实施控制程序以记录至少一个LPEC传感器和至少一个SPEC传感器的测量，并分别单独控制SPEC及LPEC的血液流动速率和热交换器温度。控制程序使SPEC控制由SPEC注射的血液的温度，以调整由SPEC温度传感器报告的温度测量以保持在各阶段中的目标核心体温范围内，并且使LPEC控制注射到目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器报告用于其中LPEC能够操作的至少最小操作序列的各阶段的目标区域温度范围内的温度测量。

图7B示出根据本文中的原理的另一示例性方法的流程图，其提供针对遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人建立及控制用于至少部分治疗程序的、至少部分身体的两个不同的温度区。在方块752中，包括泵的SPEC经由周边放置环路被耦合。这包括将SPEC输入流动端口及SPEC输出流动端口耦合成经由周边放置环路与在脉管系统内流动的血液接触。在方块754中，包括泵和热交换器的LPEC耦合到在脉管系统内流动到身体的局部目标区域的血液，以用于灌注身体的局部目标区域。这包括将LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口耦合成与在脉管系统内流动到身体的局部目标区域的血液接触。

在图7B的方块756和758中，来自温度传感器的测量被用于判定身体的关注区域中的温度参数。在方块756中，使用来自耦合到身体的一个或多个SPEC温度传感器的测量数据计算由SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度。在方块758中，使用来自耦合到局部目标区域的一个或多个LPEC温度传感器的测量数据计算局部目标区域内的温度。可在方块758中的计算之前、之后或大致同时进行方块756中的计算。

在方块760中，包括耦合到LPEC及SPEC的至少一个处理单元的控制系统被用于执行处理器可执行的指令，以使SPEC调整身体的全身温度，使得一个或多个SPEC温度传感器指示从约32℃至小于约37℃的范围内的平均温度，并且使LPEC控制到达目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器指示低于约30℃的温度。将控制系统程序化以独立于在SPEC泵处的流动速率而在LPEC泵和LPEC热交换器处设定流动速率和温度。

在根据本文中的原理的任意示例性方法中，能够将控制系统程序化，以在如果身体的一部分的计算的温度高于(或低于)规定的所期望的温度范围时，使泵和/或热交换器增大(或减小)血液冷却的速率。能够将控制系统程序化以在接收到局部目标区域或身体的其它部分处于所期望的温度范围内的信号时，使泵和/或热交换器中断操作。

在根据本文中的原理的任意示例性方法中，能够将控制系统程序化，以基于设定点操作温度的上限和设定点操作温度的下限(其不同于身体的区域的所期望的温度值)使泵和/或热交换器增大(或减小)血液冷却的速率。例如，热交换器的设定点操作温度与身体的耦合到热交换器的区域的所期望的温度值可相差约1℃、约1.5℃或约2℃的值。可将示例性控制系统程序化以使泵和/或热交换器操作直至达到设定点操作温度的上限或设定点操作温度的下限。可将示例性控制系统程序化以使泵和/或热交换器中断操作直至身体的关注区域的温度偏移到操作范围的其它极值。

在根据本文中的原理的任意示例性方法中，可将控制系统程序化以独立于如本文中所描述的在SPEC泵处的流动速率而在LPEC泵和LPEC热交换器处设定流动速率和温度。

在示例性方法中，能够将LPEC输入端口布置成与左颈动脉、右颈动脉、左内颈动脉或右内颈动脉或这些位置中的一者的动脉下游接触。该方法能够进一步包括使用用于夹持、阻挡或部分阻挡的构件，以减小由LPEC注射的血液流动的不流动到局部目标区域的百分比或限制与LPEC注射的血液混合的来自核心的血液的流动。

在一示例中，方法能够包括使用控制系统以使SPEC将SPEC泵处的流动速率设定至从约1.0L/min至约5.0L/min的范围内的值。控制系统还能被用于使LPEC在SPEC被用于调整身体的全身温度之后的约12小时或约24小时内控制到达目标区域的血液的温度。控制系统能被用于使SPEC增大血液的温度以防止平均温度下降至低于约32℃。

在一示例中，方法能够包括使用控制系统以使LPEC将LPEC泵处的流动速率设定至从约100ml/min至约500ml/min的范围内的值。控制系统能被用于使LPEC将血液的温度冷却至从约10℃至约30℃的范围内的值。

图8示出根据本文中的原理的示例性程序，其用于控制遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的身体的至少一部分的温度。在一非限制性示例中，SPEC为ECMO。图8的条802示出示例性程序的完整时间线，并且指示在医疗或其它设施处的个体引入之后的程序期间实施的各技术的开始及结束。如图8所示，从局部或全身缺血性伤害或循环损害的发生时间(T0)开始测量时间线，其后为时间T1处的引入和CPR。在时间T2处初始化SPEC，病人在T3处进入导管室，且在T4处初始化LPEC。在时间T5处达到目标温度。在时间T6处中断LPEC，且在时间T7处中断SPEC。条802示出ECMO程序在遭受缺血性伤害的个体的引入(条808)之后与再灌注(条810)大致相同时间(T2)开始。如果病人具有不可电击心跳停止且在心脏开始运作之前打开ECMO，则ECMO血液流动是全身灌注的恢复，因此ECMO并不在再灌注时一致地发生而是ECMO的开始导致再灌注。条806示出LPEC的使用的开始和结束以在再灌注周期和ECMO的应用期间将身体的局部目标区域带入治疗性低温温度范围内。

如图8所示，ECMO在治疗性低温中断之后持续特定的时段。图8示出可许可个体进入导管室以进行局部治疗性低温。许多医疗或其它设施在适当位置中可具有协议，以要求在能够许可个体进入导管室之前的规定评估(验伤)。因此，在治疗性低温开始之前会存在额外的时间延迟，从而增大在局部或全身缺血性伤害或循环损害之后的组织损害的风险。能够在不需要许可个体进入导管室的情况下实施本文中的示例性系统及方法，由此降低组织损害的风险。

使用本文中的非限制性示例性系统控制遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的身体的至少一部分的温度的根据本文中的原理的非限制性示例性程序如下。在最早的紧急阶段，使用周边放置环路将ECMO支持应用于个体，从而提供具有膜氧合组件和热交换器的全身灌注系统(“第一环路”)。能够使用导致流以在从约1.0L/min至约5L/min的范围的流动速率流动的泵操作全身灌注系统。可在将身体的区域变为处于约34+/-2℃的温度的全身低温的温度下注射血液。来自耦合到个体的温度传感器的数据测量用于监测核心或全身温度。例如，适当温度传感器能够是耦合到膀胱的传感器、直肠温度传感器或其它传感器。

在随后24小时内，并且优选地小于约12小时或小于约6小时，并且更加优选地尽可能快地，将独立局部灌注回路(“第二环路”)应用于身体以将血液直接灌注到大脑或脑部区域(身体的局部目标区域)中以用于治疗性低温。注射构件被放置于左颈总动脉或右颈总动脉或左内颈动脉或右内颈动脉中。第二环路的泵能够被操作成将流动速率维持在相当于正常内颈动脉的流动速率(即，处于约100ml/min至约500ml/min的值)。局部灌注回路能够包括至少热交换器以允许所注射血液冷却到从10℃至30℃的范围，使得如由位于脑部的传感器(例如，左或右鼻传感器)所测量的局部目标区域(脑部)的温度能够被带入低于30℃的治疗性低温范围，或被带入由操作医师、技师或其它执业医师选择的其它范围内。

在第二环路的应用开始的情况下，注射到局部目标区域中的血液能够比正常体温血液(37℃)明显地冷。由于血液返回到全身流动的静脉侧，所以第二环路也能够有助于冷却整个身体系统。出于该原因，在第二环路的操作的长周期过程中，来自第一环路的所注射血液温度能够被向上调整以降低核心体温移动到非所期望的范围内的可能性或防止核心体温移动到非所期望的范围内。可通过调整第一环路血液注射温度而将核心温度保持在约32℃至约34℃的亚低温范围内，或能够向上移动到约35℃至约37℃的正常体温范围内。图8示出在LPEC和SPEC温度曲线(在温度相对于时间的图表中作的图)上的非限制性示例性操作序列。图8示出在SPEC设定到33℃的阶段1期间(操作SPEC)、在SPEC设定到正常体温且LPEC设定到30℃的阶段2期间(操作SPEC及LPEC两者)，以及在病人完全返回到正常体温的阶段3期间(LPEC关闭且SPEC开启)的温度曲线。

如在本文中所限定的“最小操作序列”包括与图8的实施方式相关联的特定步骤。例如，最小操作序列能够包括以下五个事件：(T0)初始病人事件(心跳停止、中风或其它缺血性或循环损害事件)；(T2)使用如在本文中所限定的周边放置环路的第一SPEC流动开始；(T4)LPEC流动开始、(T6)LPEC流动结束；以及(T7)停止SPEC流动。

非限制性示例性最小操作序列能够包括在非限制性的三个阶段中实施温度控制，在阶段1中仅设定SPEC的温度带，在阶段2中设定SPEC和LPEC，并且仅在LPEC完成之后在阶段3中设定SPEC。非限制性示例性最小操作序列能够包括更复杂的温度控制阶段的配置。作为非限制性示例，温度带可被设定成：使得阶段1仅设定SPEC(在LPEC开始之前)，在阶段2中使SPEC保持约1小时不改变，然后将SPEC改变成受控制的正常体温带，同时对于阶段的前12个小时，将LPEC设定成28℃至30℃的冷却带，并且其后按每小时1℃受控制地复温达7小时直至温度带处于正常体温(35℃至37℃)，接着在阶段3中不存在LPEC流动并且SPEC被控制为正常体温。

在一非限制性示例中，为了执行具有三个简单阶段的最小操作序列，医师或操作者针对各SPEC和LPEC(若在该阶段中操作)决定各阶段中的温度目标。

在本文中的任意示例中，SPEC和/或LPEC期间的温度控制可根据任意图样。在本文中的任意示例中，根据最小操作序列的控制程序来实施温度控制图样，使得温度传感器根据目标区域温度值的规定图样来报告温度测量。例如，温度控制图样能够包括升温的间隔，其后是冷却的间隔。作为另一示例，温度控制图样能够根据任意的温度函数。

作为一示例，更复杂的序列能够包括额外事件，诸如(T0)初始病人事件(心跳停止、中风或其它缺血性或循环损害事件)、(T2)使用如本文中所限定的周边放置环路的第一SPEC连接线路及流动开始、(T4)LPEC低温的开始，及(视需要)切换SPEC目标温度带、(T6)LPEC的结束、撤销LPEC、如果指示则改变SPEC温度带、(T7)停止SPEC。该更复杂的操作序列包括至少3个温度控制阶段：阶段1(仅SPEC)，阶段2(SPEC及LPEC)及阶段3(在LPEC结束之后操作SPEC)。为了执行更复杂的操作序列，医师或操作者针对各SPEC和LPEC(若在该阶段中操作)决定各阶段中的温度目标。可添加或观察其它更精细的数据点，例如，冷却并不是立即的，并且如果在T4处初始化，则局部区域能够在T4之后的某时间(图8上的T5)处达到目标温度，并且该时间可取决于LPEC环路的特定流动速率和注射温度以及该间隔中的SPEC环路上的核心温度及设定。在最小操作序列的另一非限制性延伸中，可在受控制的复温程序中完成在阶段2结束(LPEC结束)时的温度升高，其中所注射的LPEC血液温度是变化的，以便升高LPEC传感器温度1℃/hr或2℃/hr或0.1℃/hr或者如操作者会选择的该其它速率，直至LPEC传感器达到接近正常体温的区域。该变型应在受控制的复温的最小阶段2与3之间添加第四阶段。在最小操作序列的另一非限制性延伸中，SPEC或LPEC的温度的逐步下降可以是按照受控制的速率。在最小操作序列的另一非限制性延伸中，序列中的任意点可分离，例如，SPEC操作的开始可分离为SPEC流动的开始和随后的SPEC冷却的开始。

如果在也应用的第一环路缺乏的情况下应用第二环路，则整个身体的温度可偏移下降到低于第二环路的冷却负载。然而，不期望心脏的温度或核心温度偏移到低于约32℃，并且应该被避免。本文中的示例性系统及方法允许全身低温和心脏支持能够用于较短的时间线，即使在个体到达导管室之前。使用本文中的示例性系统及方法，在局部灌注回路被初始化以将局部目标区域(在一示例中为脑部)冷却到低于约32℃的温度范围之后，第一环路可用于提供支持氧合血液并使核心温度升温，使得其保持在正常体温水平或高于约32℃(基于温度传感器测量数据)。本文中的示例性系统及方法的控制系统允许第一环路及第二环路的独立操作。因此，可在所期望的周期(作为非限制性示例，约6小时，且优选地约12小时)加上另外的6小时至24小时的适当的复温周期之后移除第二环路。虽然第二环路中的冷却负载随着局部目标区域(在一示例中为脑部)被复温而减小，但能够继续第一环路的操作以稳定核心温度。

图9示出能够用作控制系统的根据本文中所描述的原理的设备900的非限制性示例。设备900包括至少一个通信接口902、至少一个内存904以及至少一个处理单元906。至少一个处理单元906通信地耦合到至少一个通信接口902和至少一个内存904。

至少一个内存904被构造成储存处理器可执行的指令908及用于至少一个能量储存资产的分析器910。如在下文更详细地描述的，分析器910被用于基于来自一个或多个LPEC温度传感器和/或一个或多个SPEC温度传感器的测量的数据912来判定身体的关注区域中的温度参数。分析器910能够被用于使用来自耦合到身体的一个或多个SPEC温度传感器的测量数据计算由SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度。分析器910能够被用于使用来自耦合到局部目标区域的一个或多个LPEC温度传感器的测量数据计算局部目标区域内的温度。

在一非限制性示例中，至少一个处理单元906基于来自分析器910的计算来执行至少储存于内存904中的处理器可执行的指令908以将信号发送至用于SPEC和/或LPEC的控制器914。发送至用于SPEC和/或LPEC的控制器914的信号被构造成使SPEC调整身体的全身温度，使得一个或多个SPEC温度传感器指示在从约32℃至小于约37℃的范围内的平均温度，并且使LPEC控制到达目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器指示低于约30℃的温度。至少一个处理单元906能够执行处理器可执行的指令908以控制通信接口902将信号传输到控制器914和/或控制内存904以储存用于控制器914的经计算的温度数据和/或信号。在一非限制性示例中，处理单元906能够执行处理器可执行的指令908以使通信接口902将到达控制器的信号无线传输到控制器914。

图10是被构造成用于本文的示例性系统的分布式实施方式的示例性网络环境1000的图。网络环境1000能够包括一个或多个服务器1005及1006。如将了解，可实施各种分布式或集中式构造，并且在一些示例中能够使用单一服务器。网络环境也可包括与服务器1005和1006相关联的数据库1009。在一些示例中，数据库1009能够储存测量数据、分析器计算、控制器信号数据等等，而一个或多个服务器1005和1006能够储存能够实施在本文的相对于图1A至图8中的任一个所描述的程序中的一个或多个的模块。网络环境也可包括电子装置1003，其可被构造成将至少一个GUI显示给用户以用作通信接口的一部分。一旦电子装置1003接收来自一个或多个服务器1005和1006的指令，GUI可呈现在电子装置1003上以允许使用者与服务器互动，以实施根据本文中所描述的原理的任意示例性方法。

在示例性系统中，服务器1005和1006、数据库1009和电子装置1003可经由通信网路1001与彼此通信。通信网路1001可包括、但不限于因特网、内部网络、LAN(局域网络)、WAN(广域网)、MAN(都会局域网络)、无线网络、光学网络等。在示例性系统中，与服务器1005和1006及数据库1009通信的电子装置1003能够产生和传输请求来自数据库1009的信息的数据库查询。一个或多个服务器1005和1006能够通过通信网路1001将指令传输到电子装置1003。服务器1005和1006能够通过通信网路1001与电子装置1003和数据库1009互动以将GUI呈现在电子装置1003上。

图11示出能够用于实施根据本文的原理的用于最小操作序列的控制程序的示例性设备1100。图11的示例性设备1100包括含有界面1103的显示器1102、SPEC冷却器/升温器1104、LPEC冷却器/升温器1105、至少一个SPEC传感器1106和LPEC传感器1108和1110以及LPEC血液泵1112。示例性显示器1102能够用于将图形用户界面呈现给用户，其中图形用户界面被构造成接收来自用户的输入数据以用于进行控制程序的步骤并呈现与控制程序的实施方式相关的输出数据。在普通“导管室”、混合手术室(OR)或病人可被移动以实施长协议的ICU中，存在许多装置并且医疗人员可进行许多同时的或重迭的任务。始终高度期望简化离散单元的数目和病人护理中所需的操作/步骤的数目。能够使用以下项目实施根据本文中的原理的示例性控制程序：(1)水冷却器/升温器，其驱动SPEC环路中的血液热交换器以控制所注射的SPEC血液；(2)水冷却器/加热器，其改变或驱动LPEC环路中的血液热交换器以控制所注射的LPEC血液的温度；(3)传感器接口，其读出并记录至少SPEC及LPEC传感器；(4)至少一显示器，其能够为操作者展示LPEC和SPEC传感器温度及LPEC和SPEC所注射血液温度；及(5)界面，其允许操作者直接或间接地设定冷却器温度。[间接是指使用计算机]示例性设备能够被构造成单一设备，其包括至少SPEC冷却器/升温器、LPEC冷却器/升温器、至少一个传感器接口(以与SPEC传感器和/或LPEC传感器通信)以及包括用户界面的显示器作为最小单体式操作者控制台(MUOC)。作为一示例，MUOC能够被构造为除了标准心脏麻痹泵系统(诸如可应用于如本文中所概述的人工控制程序的Medtronic Performer 体外回路支持系统(明尼苏达州明尼亚波利斯市Medtronic公司))之外的最小的添加。非限制性示例性MUOC还可包括泵，以在100ml/min至500ml/min的范围内驱动LPEC。非限制性示例性MUOC能够包括如在本文中所限定的用户界面和计算装置以实施半自动控制程序，使得在所有的操作阶段中，能够在设备中设定温度带，并且如果传感器温度在各阶段(在如在本文中所限定的最小操作序列中限定的阶段的涵义内)期间偏离出目标界限，则系统将警告操作者调整冷却器温度。MUOC的非限制性延伸包括如本文中所限定的用户界面和计算装置，以实施全自动的控制程序，使得在所有操作阶段中，能够在设备中设定温度带，并且如果传感器温度在各阶段(在如在本文中所限定的最小操作序列中限定的阶段的涵义内)期间偏离出目标界限，则系统将自动地调整冷却器温度。

本文中描述的示例性系统的一个方面是使医生、技师及其他执业者能够应用控制程序，其为了所治疗的病人的临床益处而将两个不同的受控制的温度时间曲线应用于身体的两个不同区域或区。在图8的非限制性示例中用图表示出如应用于身体核心和局部目标组织区(例如，脑部)的这种控制程序和温度时间曲线的一个非限制性示例。该示例已简化用于三个时间阶段的温度控制设定：阶段1，SPEC操作而不具有LPEC；阶段2，SPEC和LPEC两者都操作；及阶段3，SPEC操作而再次不具有LPEC。在此示例中，SPEC被初始(阶段1)设定成将SPEC传感器保持在约33℃的温度带中，在阶段2中，SPEC被设定成保持处于正常体温(35℃至37℃)的温度带而LPEC被设定成将LPEC传感器保持在约30℃的温度带中。在阶段3中，LPEC已被关闭且SPEC被设定成保持受控制的正常体温(35℃至37℃)。图8的示例示例出可提供临床益处的受控制低温的温度时间曲线的特征，例如，鉴于基于灌注的冷却和周边放置环路的使用，阶段1迅速或尽可能迅速地将某低温递送至病人。阶段2尽可能快地开始，即使其会需更更多时间决定适当性并到达具有荧光透视检查的导管室，然后将更低的低温递送至局部目标区域，同时将核心移动回到正常体温以避免核心低温副作用和风险因素。最终阶段3将全身、两个区返回到受控制的正常体温状态直至整个治疗协议的所期望的结束。然而，控制程序的更详细的细节也会是有益的。医师操作者、技师或其它操作者会想控制冷却时间和复温时间。例如，限制或设定冷却速度以在阶段1开始时达到每分钟或每10分钟或每小时1℃的目标。在另一示例中，在SPEC控制曲线中的阶段1结束时或在LPEC控制曲线中的阶段2结束时的复温阶段会需要处于每小时或每30分钟1℃的受控制速率或医师操作者期望的某个其它速率。进一步的细节是人体并不是控制系统中的恒定负载。在按分钟、小时或天数的顺序的时段中，人体的血管(例如，血管舒张和血管收缩)状态及其自身的热能产生(例如，如果开始颤抖将产生大量热量，并且睡眠或低意识状态每肌肉及神经质量通常会产生较少的热量)变化。另外，在可能具有也在治疗下的共病的条件下治疗的病人可在任意12小时周期过程中接收各种药物，其都能够具有对血管状态及热量产生的副作用，这会影响相对于SPEC和LPEC控制设定(所注射血液流动速率和温度)的组织温度。用于环路(SPEC或LPEC)中的任一个的任意短时间内的控制程序是观察环路传感器测量并调整所注射血液温度和/或流动速率以将环路传感器测量移动靠近其目标值的程序。这在原则上是能够由遵循显示规则的人或由计算装置、计算机系统或由将来自个体的输入与计算机互动两者组合的混合系统完成的调整。这种控制程序能够包括针对病人的小变化调整所注射血液温度的能力，而且还包括至少宣告会需要特别介入或通知大的病人变化(例如，中风或来自辅助药丸的血管舒张中的峰值)的警示状态的能力。

根据控制程序的协议的时间进程能够指示另一考虑。治疗性低温协议大致应用低温达许多小时(12小时和24小时周期并非不寻常)，通常具有长的12小时或24小时复温周期。控制程序能够操作达这些长的周期，同时其能够在数分钟内调整或步进温度，约每分钟1℃至约每分钟10℃的冷却器温度改变是可能的。在具有热交换器的一些模型的情况下，所注射血液温度可如此快速或以一类似速率改变。因此，对于计算机驱动控制子系统，能够合理地实现稳定目标温度中的小且快速的改变(其不同于人在人工模式下执行若干小时的进程)。

为了实施完整控制程序以支持最小操作序列，安装SPEC和LPEC的步骤需要被确认，并且在适当时间处须初始化SPEC中的流动和LPEC中的流动。一旦流动被初始化，则可视需要设定及改变流动速率。一旦在各环路中开始流动，则在该环路中实施温度控制以获得医师、技师或其他执业者期望的温度相对于时间的曲线。该温度时间曲线可具有目标温度以及指定为能够接受的温度带(例如，27℃+/-3℃)。控制程序应能够宣告错误或在系统无法将温度保持在其指定温度带中时要求介入。介入的非限制性示例可为自动或可涉及呼叫另外的医师以进行咨询。介入的非限制性示例可为SPEC和LPEC两个环路系统内的改变，或者其可以是通过环路导管或静脉注射的给药。在控制系统的一个可能的非限制性实施方式中，目标温度的实现可首先由冷却器调整而实施所注射血液温度的自动调整，但是如果系统探测到这是无效的，则能够设定警示，使得技师或其他执业者能够从操作控制台移动到独立控制台(泵控制台)以调整环路中的流动速率。

如本文中所描述的，本文中的示例性MUOC能够包括：(1)水冷却器/升温器，其驱动SPEC环路中的血液热交换器以控制所注射SPEC血液；(2)水冷却器/加热器，其改变或驱动LPEC环路中的血液热交换器以控制所注射LPEC血液的温度；(3)传感器接口，其读出并记录至少SPEC和LPEC传感器；(4)至少一显示器，其能够给操作者展示LPEC和SPEC传感器温度及LPEC和SPEC所注射血液温度；及(5)界面，其允许操作者直接或间接地设定冷却器温度。能够通过个体直接地或使用计算机系统或其它计算装置间接地实现冷却器温度的设定。直接设定包括使用者将指示为输入的用于冷却器的温度键入到用户界面，或撤销控制面板的用户界面中的计算机系统以设定该水温度。“间接”是指在非限制性示例中，使用可接受的温度带的规定值及达到该温度的规定时间来设定所期望的目标温度，并且控制面板计算机系统执行指令以控制冷却器温度从而达到该设定。“间接”设定温度的进一步非限制性示例是设定控制面板计算机系统以执行指令，以使系统在受控制的复温例行程序中使目标环路传感器测量从当前测量值以每小时0.5℃上升到37℃。间接的进一步非限制性示例包括使计算机系统被程序化以为用户提供在任意传感器读数附近设定警示带，并在该传感器读数处于设定中指示的可接受值的范围外的值时，启动需要使用者介入或重设的警示的能力。能够使示例性MUOC构造有直接设定所有冷却器温度的能力，以及能够针对冷却器值或控制台能够设定的这种其它值的间接设定而实施至少一个计算机系统操作例行程序。

图11是能够用于根据本文中描述的原理的任意示例性方法的性能中的示例性计算装置1200的方块图。计算装置1200包括一个或多个非暂时性计算机可读的介质以用于储存一个或多个计算机可执行的指令(诸如但不限于软件或固件)以实施根据本文中描述的原理的任意示例性方法。非暂时性计算机可读介质能够包括但不限于一个或多个类型的硬件内存、非暂时性有形介质(例如，一个或多个储存磁盘、一个或多个光盘、一个或多个USB闪存盘)等。例如，包括在计算装置1200中的内存1206能够储存计算机可读且计算机可执行的指令或软件以用于实施示例性模块，诸如被程序化以进行本文中所描述的程序的分析器1231和控制器信号产生器1233。计算装置1200还包括处理器1202和相关联的核心1204，以及可选地，一个或多个额外处理器1202’和相关联的核心1204’(例如，在具有多个处理器/核心的计算机系统的情况下)，以用于执行储存于内存1206中的计算机可读且计算机可执行的指令或软件，以及用于控制系统硬件的其它程序。处理器1202和处理器1202’均能够为单核心处理器或多核心(1204和1204’)处理器。

能够在计算装置1200中采用虚拟化，使得计算装置中的基础结构和资源能够被动态共享。虚拟机1214能够被设置成处理在多个处理器上运行的程序，使得该程序看起来是使用仅一个计算资源而非多个计算资源。也能够与一个处理器一起使用多个虚拟机。

内存1206能够是包括计算机系统内存或随机存取内存(诸如DRAM、SRAM、EDO RAM等)的非暂时性计算机可读介质。内存1206也能够包括其它类型的内存或其组合。

用户能够通过视觉显示设备1218(诸如触控屏幕显示器或计算机监视器，其能够显示可根据本文中的示例性系统提供的一个或多个用户界面1229)与计算装置1200互动。计算装置300能够包括用于接收来自使用者的输入的其它I/O装置，例如，键盘或任意合适的多点触控界面1208、定点装置1210(例如，钢笔、输入笔(stylus)、鼠标或触摸板)。键盘1208和定点装置1210能够被耦合到视觉显示设备1218。计算装置1200能够包括其它合适的常规的I/O周边装置。在各种示例中，视觉显示设备1218能够是电子纸标记、电子油墨装置、LCD标记或电子货架标签(ESL)型装置。

计算装置1200还能够包括一个或多个储存装置1224(诸如硬盘、CD-ROM或其它非暂时性计算机可读介质)以用于储存数据和计算机可读指令和/或软件，诸如分析器1231和控制器信号产生器1233，其会产生实施根据本文中描述的原理的示例性方法及系统的用户界面1229。示例性储存装置1224也能够储存一个或多个数据库1226以用于储存实施根据本文中描述的原理的方法及系统所需的任意合适的信息。可在任意合适的时间由用户或自动地更新数据库以添加、删除或更新数据库中的一个或多个项目。示例性储存装置1224能够储存一个或多个数据库1226以用于储存传感器测量数据、分析器计算结果、控制器信号数据和用于实施本文中描述的任意示例性系统及方法的任意其它数据/信息。

计算装置1200能够包括网络接口1212，其被构造成经由一个或多个网络装置1222与一个或多个网络(例如，局域网络(LAN)、广域网络(WAN)或通过各种连接(包括但不限于标准电话线、LAN或WAN链路(例如，802.11、T1、T3、116kb、X.211)、宽带连接(例如，ISDN、讯框中继、ATM)、无线连接、控制器局域网络(CAN)或上文中任意或所有的一些组合)的因特网连接。网络接口1212能够包括内置网络适配器、网络接口卡、PCMCIA网络卡、卡总线网络适配器、无线网络适配器、USB网络适配器、调制解调器或适用于将计算装置1200连接到能够通信并进行本文中描述的操作的任意类型的网络的任意其它装置。此外，计算装置1200能够为任意计算机系统，诸如工作站、台式计算机、服务器、笔记本电脑、手持式计算机、平板计算机(例如，平板计算机)、移动计算或通信装置(例如，通信装置)或能够通信并具有为进行本文中描述的操作的足够的处理器功率和内存容量的计算和通信装置的其它形式。

计算装置1200能够被构造成运行任意操作系统1216，诸如任意版本的操作系统、不同版本的Unix和Linux操作系统、用于Macintosh计算机的任意版本的任意嵌入式操作系统、任意实时操作系统、任意开放源操作系统、任意专属操作系统、用于移动计算设备的任意操作系统或能够在计算装置上运行并执行本文中描述的操作的任意其它操作系统。在一示例中，操作系统1216能够在本机模式或仿真模式中运行。在一示例中，操作系统1216能够在一个或多个云端机器示例上运行。

在包括图1A至图6的任意一个或多个示例的根据本文中的原理的任意示例中，“计算装置”或“计算系统”可被程序化以执行控制程序，其中采用示例性程序以观察一个或多个传感器读数并调整SPEC和LPEC的流动速率和/或所注射血液温度的设定，以便将局部或全身温度移动或保持在操作者决定的温度范围内。该示例性程序也可考虑其它病人观察，诸如但不限于在相关位置处的血压、血液化学数据、心率、药理操纵的状态(包括基于药物剂量的量)或其它观察或设定。可通过操作者的为了改变刻度或数字设定构件的一套指令或训练人工地实施根据本文中的原理的示例性控制程序，由此根据该套指令或训练将输入提供至计算装置或计算机系统，并且使计算装置或计算机系统执行程序。可使用计算机系统控制实施根据本文中的原理的另一示例性控制程序，其中操作者设定传感器温度的目标范围(温度带)并且计算装置或计算机系统执行所接收的指令，以进行调整以使SPEC和LPEC达到处于设定目标温度范围内的传感器读数。根据本文中的原理的示例性控制程序可被构造成实施某混合配置，例如，操作者可直接调整SPEC和LPEC的某些设定，然后基于所接收的指示这些被调整的设定的输入，计算装置或计算机系统可调整SPEC和LPEC的其它设定以实现所期望的温度控制。根据本文中的原理的示例性控制程序能够被构造成相应来自操作者的撤销信号和/或认可信号，使得操作者可被定位以撤销或被要求认可通过计算装置或计算机系统输出的计算机提出的设定的改变。

包括图1A至图6的任意一个或多个示例的根据本文中描述的原理的两个环路系统的益处是由于通过进入而实施SPEC而不需要荧光透视检查或x射线引导(即，使用与在脉管系统内流动的血液接触的周边放置环路进入)，故其可以更快速或更立即设定(诸如但不限于急诊室或ER)地应用于病人，而不需要如下更消耗时间的步骤：安排进入具有充足荧光透视检查的导管室或手术室。这意味着使用SPEC在全身水平上的亚低温的初始应用能够比使用现有的系统或程序更快实现，从而比如果需要单独等待LPEC时能够得到较早低温的某益处。包括图1A至图6的任意一个或多个示例的根据本文中描述的原理的两个独立环路的另一益处是他们能够不同步地应用，因此操作医师在需要时开始LPEC和停止LPEC的特定期望并不危及SPEC环路性能和病人支持。

结论

虽然已在本文中描述并图解说明各种发明实施方式，但本领域的普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文中描述的一个或多个优势的各种其它构件和/或结构，并且认为各个这种变型和/或修改均处于本文中描述的发明实施方式的范围内。更普遍地，本领域的技术人员将容易了解，本文中描述的所有参数、尺寸、材料和构造旨在为示例性的并且实际的参数、尺寸、材料和/或构造将取决于发明教示所使用的特定应用或多个应用。本领域的技术人员将认识到或能够仅使用常规实验确定本文中描述的特定发明实施方式的许多等效物。因此，应理解，前述实施方式仅通过示例的方式呈现，并且在所附权利要求的范围及其等效物的范围内，可以以除如特定描述或主张的以外的方式实践发明实施方式。本发明的发明实施方式涉及本文中描述的各个单独的特征、系统、对象、材料、装备和/或方法。另外，如果这些特征、系统、对象、材料、装备和/或方法并不相互矛盾，则这种特征、系统、对象、材料、装备和/或方法中的两个或更多个的任意组合被包括在本发明的发明范围内。

本发明的上述实施方式能够以数个方式中的任意方式实施。例如，可使用硬件、软件或其组合实施一些实施方式。当一实施方式的任意方面被至少部分地在软件中实施时，则可在任意合适的处理器或处理器集合上执行该软件代码，无论提供于一个计算机或是分布于多个计算机中。

在这点上，本发明的各种方面可至少部分地实施为使用一个或多个程序编码的计算机可读储存介质(或多个计算机可读储存介质)(例如，计算机内存、一个或多个软盘、激光磁盘(compact disk)、光盘、磁带、闪存、场可程序化门阵列或其它半导体装置中的电路构造、或其它有形的计算机储存介质或非暂时性介质)，当该一个或多个程序在单个或多个计算机或其它处理器上执行时，其执行实施以上所论述的技术的各种实施方式的方法。计算机可读介质或媒介能够为便携式的，使得储存于其上的程序或多个程序能够被载入一个或多个不同的计算机或其它处理器上以实施以上所论述的本发明的各种方面。

在通常意义上，本文中所使用的术语“程序”或“软件”是指能够被用于程序化计算机或其它处理器以实施以上所论述的本发明的各种方面的任意类型的计算机代码或计算机可执行的指令集。另外，应理解，根据该实施方式的一个方面，当被执行时执行本技术的方法的一个或多个计算机程序不需要驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化方式分布在数个不同的计算机或处理器中，以实施本技术的各种方面。

计算机可执行的指令可以呈许多形式，诸如通过一个或多个计算机或其它装置执行的程序模块。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。通常，可根据需要将程序模块的功能性组合或分布在各种实施方式中。

另外，本文中所描述的技术可实施为已经提供了至少一个示例的方法。可以以任意合适的方式对按照部分方法执行的操作进行排序。因此，即使在所示的实施方式中示出为有序的操作，也可以将实施方式构造为按照与所示的实施方式不同的顺序(可以包括同时执行一些操作)执行操作。

在本文中所限定和使用的所有定义应被理解为控制字典定义、以引用的方式并入的文献中的定义和/或所限定术语的普通含义。

除非另有明确的相反指示，本文在说明书和权利要求中所使用的不定冠词应被理解为表示“至少一个”。

如本文在说明书和权利要求中所使用的短语“和/或”应被理解为表示如此结合的元件(即，在一些情况下结合地出现、并在其它情况下分离地出现的元件)中的“任一者或两者”。应以相同的方式解释使用“和/或”列出的多个元件，即，如此结合的元件中的“一个或多个”。除了通过“和/或”子句特别指出的元件以外，无论是否与这些特别指出的元件相关或不相关，都可选择性地提出其它元件。因此，作为一非限制性示例，当与开放式语言(诸如“包括”)结合使用时，在一实施方式中，对“A和/或B”的引用能够仅指A(可选择地包括除B以外的元件)；在另一实施方式中，对“A和/或B”的引用能够仅指B(可选择地包括除A以外的元件)；在又一实施方式中，对“A和/或B”的引用能够指A和B两者(可选择地包括其它元件)；等。

如本文在说明书和权利要求中所使用的，“或”应被理解为具有与以上限定的“和/或”相同的涵义。例如，当分开列表中的项目时，“或”或者“和/或”应被解释为包括性的，即包括至少一者，并且还包括数个组件或组件列表中的多于一者，以及(可选择地)额外的未列出的项目。只有明确指示相反的术语(诸如“……中的仅一者”或“……中的正好一者”、或者当在权利要求中使用时的“由……构成”)将指代包括数个元件或元件列表中的正好一个元件。一般而言，本文中所使用的术语“或”，只有当前面具有排除性术语时，才应被解释为指示排除性替代方案(即，“一者或另一者但不是两者”)，诸如“任一者”、“……中的一者”、“……中的仅一者”或“……中的正好一者”。当在权利要求中使用时，“本质上由……构成”应具有其在专利法领域中所使用的普通涵义。

如本文在说明书和权利要求中所使用的，短语“至少一个”在引用一个或多个元件的列表时，应被理解为表示从元件列表中的任意一个或多个元件中选择的至少一个元件，但不必包括元件列表中特定列出的各元件和每个元件中的至少一者，并且不排除元件列表中的元件的任意组合。除了在元件列表中特别指出的元件之外，此定义还允许可选择性地存在短语“至少一者”所指的元件，无论是否与这些特别指出的组件相关或不相关。因此，作为一非限制性示例，在一实施方式中，“A和B中的至少一者”(或等效地，“A或B中的至少一者”，或等效地，“A和/或B中的至少一者”)能够指代至少一个(可选择地包括多于一个)A，而不存在B(并且可选择地包括除B以外的元件)；在另一实施方式中，能够指代至少一个(可选择地包括多于一个)B，而不存在A(并且可选择地包括除A以外的元件)；在又一实施方式中，能够指代至少一个(可选择地包括多于一个)A和至少一个(可选择地包括多于一个)B(并且可选择地包括其它组件)；等等。

在权利要求以及在以上的说明书中，诸如“包括”、“包括”、“携载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“由……组成”等的所有过渡词都应被理解为开放式，即表示包括但不限于。只有过渡词“由……构成”和“本质上由……构成”应分别为封闭式或半封闭式过渡词，如在美国专利局专利审查程序手册章节2111.03中记载的。

Claims

1.一种用于建立和控制至少部分身体的两个不同温度区的方法，所述方法用于遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人的至少部分治疗程序，所述方法包括：

使用周边放置环路将全身灌注体外回路，即SPEC，耦合到所述身体，所述SPEC包括：

SPEC输入流动端口和SPEC输出流动端口，其与在脉管系统内流动的血液相接触；

SPEC泵；以及

SPEC热交换器；

将局部灌注体外回路，即LPEC，耦合到在所述脉管系统内流动到所述身体的局部目标区域的血液，所述LPEC包括：

LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口，其与在所述脉管系统内流动的血液相接触，其中所述LPEC输入流动端口被布置成灌注所述身体的所述局部目标区域；

LPEC泵；以及

LPEC热交换器；

配置至少一个SPEC传感器以测量由所述SPEC灌注的所述身体的平均核心体温和/或平均系统温度；

配置至少一个LPEC传感器以测量由所述LPEC灌注的所述局部目标区域的温度；

执行至少最小操作序列的操作步骤；并且

实施控制程序以记录所述至少一个LPEC传感器和所述至少一个SPEC传感器的测量，并分别单独地控制所述SPEC和所述LPEC的血液流动速率和热交换器温度，使得所述控制程序：

使所述SPEC控制由所述SPEC注射的血液的温度，以调整由所述SPEC温度传感器报告的温度测量以保持在目标核心体温范围内；并且

使所述LPEC控制注射到所述目标区域的血液的温度，使得一个或多个LPEC温度传感器根据目标区域温度值的特定图样报告温度测量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述局部目标区域为脑部。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述SPEC包括血液氧合器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述最小操作序列包括用于所述SPEC的操作的第一时间间隔，并且其中所述第一时间间隔的SPEC目标设定是在约32℃和约37℃之间的目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述最小操作序列包括在所述第一时间间隔之后的用于所述LPEC的操作的第二时间间隔，并且其中所述第二时间间隔的LPEC目标设定是在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内的LPEC温度传感器测量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二时间间隔的SPEC目标设定是在目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量，以在正常体温或约35℃和约37℃之间管理所述核心。

7.根据权利要求4所述的方法，其中目标区域温度值的所述特定图样包括冷却的至少一个时间间隔以减小所述目标区域温度值，其后接着升温的至少一个时间间隔以增大所述目标区域温度值。

8.根据权利要求4所述的方法，其中目标区域温度值的所述特定图样包括至少第二时间间隔，在所述第二时间间隔所述目标区域温度值在约10℃和约30℃之间。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述LPEC输入流动端口被布置成与左颈总动脉、右颈总动脉或这些位置中的一者的动脉下游相接触。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使用用于夹持、阻挡或部分阻挡的构件，以减小由所述LPEC注射的血液流动中的不流动到所述局部目标区域的百分比。

11.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使所述SPEC将所述SPEC泵处的流动速率设定成在约1.0L/min至约5.0L/min的范围内的值。

12.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使所述LPEC在所述SPEC被用于调整所述身体的全身温度之后的约12小时或约24小时内控制到达所述目标区域的血液的温度。

13.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使所述SPEC提高血液的温度以防止平均温度下降至低于约32℃。

14.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使所述LPEC将所述LPEC泵处的流动速率设定成在约100ml/min至约500ml/min的范围内的值。

15.根据权利要求1所述的方法，其中由自动控制系统实施所述控制程序，使得在设定目标带之后，在不需要人为介入达预设时间段的情况下完成SPEC或LPEC温度的调整。

16.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括使用控制系统，所述控制系统包括耦合到所述LPEC和所述SPEC的至少一个处理单元以：

使所述SPEC调整身体的全身温度，使得一个或多个SPEC温度传感器指示在从约32℃至小于约37℃的范围内的平均温度；并且

使所述LPEC控制到达所述目标区域的血液的温度，使得存在至少一个LPEC传感器指示低于约30℃的温度的时间间隔。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制系统被程序化以使所述LPEC自动地或基于人工输入来控制到达所述目标区域的血液的温度。

18.一种用于建立和控制遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的身体的至少部分的两个不同温度区的方法，所述方法包括：

使用周边放置环路耦合全身灌注体外回路，即SPEC，包括：

使用所述周边放置环路将SPEC输入流动端口和SPEC输出流动端口耦合成与在脉管系统内流动的血液相接触，

其中所述SPEC进一步包括SPEC泵；

将局部灌注体外回路，即LPEC，耦合到在所述脉管系统内流动到身体的局部目标区域的血液，以用于灌注身体的局部目标区域，包括：

将LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口耦合成与在所述脉管系统内流动到身体的所述局部目标区域的血液相接触；

其中该LPEC进一步包括：

LPEC泵；及

LPEC热交换器，用于控制返回到身体的所述局部目标区域以用于局部灌注的血液的温度；

使用耦合到身体的一个或多个SPEC温度传感器来判定由所述SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度；

使用耦合到所述局部目标区域的一个或多个LPEC温度传感器来探测所述局部目标区域内的温度；并且

控制系统包括耦合到所述LPEC和所述SPEC的至少一个处理单元以：

接收指示在所述一个或多个SPEC温度传感器和/或所述一个或多个LPEC温度传感器处的温度测量的数据；

使所述SPEC基于所接收的数据调整身体的全身温度，使得所述一个或多个SPEC温度传感器指示在从约32℃至小于约37℃的范围内的平均温度；并且

使所述LPEC基于所接收的数据控制到达所述目标区域的血液的温度，使得所述一个或多个LPEC温度传感器指示低于约30℃的温度，

其中所述控制系统被程序化以独立于在所述SPEC泵处的流动速率而在所述LPEC泵和所述LPEC热交换器处设定流动速率和温度。

19.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括使用所述控制系统使所述SPEC将所述SPEC泵处的流动速率设定成在约1.0L/min至约5.0L/min的范围内的值。

20.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括使用所述控制系统使所述LPEC在所述SPEC被用于调整身体的全身温度之后的约12小时或约24小时内控制到达所述目标区域的血液的温度。

21.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括使用所述控制系统使所述SPEC增大血液的温度以防止平均温度下降至低于约32℃。

22.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括使用所述控制系统使所述LPEC将所述LPEC泵处的流动速率设定成在约100ml/min至约500ml/min的范围内的值。

23.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括使用所述控制系统使所述LPEC将血液的温度冷却至在约10℃至约30℃的范围内的值。

24.一种用于提供支持的系统，所述系统包括：

局部灌注体外回路，即LPEC，用于灌注身体的局部目标区域，所述LPEC包括：

LPEC输入流动端口；

LPEC输出流动端口；

所述LPEC输入流动端口和所述LPEC输出流动端口与在脉管系统内流动到身体的局部目标区域的血液相接触；

LPEC泵；及

全身灌注体外回路，即SPEC，其包括：

SPEC输入流动端口；

SPEC输出流动端口；

所述SPEC输入流动端口和所述SPEC输出流动端口经由周边放置环路与在所述脉管系统内流动的血液相接触；以及

SPEC泵；

一个或多个SPEC温度传感器，其耦合到身体以指示由所述SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度；

一个或多个LPEC温度传感器，其耦合到身体的所述局部目标区域以指示所述目标区域内的温度；以及

控制系统，其被程序化以执行控制程序，包括：

使所述LPEC控制注射到所述目标区域的血液的温度，使得所述一个或多个LPEC温度传感器根据目标区域温度值的特定图样来报告温度测量。

25.根据权利要求24所述的系统，其中目标区域温度值的所述特定图样包括受控制的升温例行程序、温度稳定状态例行程序或温度值带。

26.根据权利要求24所述的系统，其中目标区域温度值的所述特定图样规定在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内的LPEC温度传感器测量。

27.根据权利要求24所述的系统，其中目标区域温度值的所述特定图样在局部目标温度范围内，目标区域温度值的所述特定图样包括升温的至少一个时间间隔以增大所述目标区域温度值，其后接着冷却的至少一个时间间隔以减小所述目标区域温度值。

28.根据权利要求24所述的系统，其中所述控制系统被程序化以使所述LPEC自动地或基于人工输入来控制到达所述目标区域的血液的温度。

29.根据权利要求24所述的系统，其中所述局部目标区域是脑部。

30.根据权利要求24所述的系统，其中所述LPEC输入流动端口被布置成与左颈总动脉、右颈总动脉或这些位置中的一者的动脉下游相接触。

31.根据权利要求24所述的系统，其中所述LPEC进一步包括用于夹持、阻挡或部分阻挡的构件，以减小由所述LPEC注射的血液流动中的不流动到所述局部目标区域的百分比。

32.根据权利要求24所述的系统，其中全身灌注回路是紧急体外膜氧合支持。

33.根据权利要求32所述的系统，其中所述控制系统被程序化以将所述SPEC泵处的流动速率设定成在约1.0L/min至约5.0L/min的范围内的值。

34.根据权利要求24所述的系统，其中所述一个或多个SPEC温度传感器包括膀胱温度传感器和/或直肠温度传感器。

35.根据权利要求24所述的系统，其中所述控制系统被程序化成如果所述一个或多个SPEC温度传感器的温度测量和/或所述一个或多个SPEC温度传感器的温度测量指示根据所述控制程序的设定范围之外的温度值时，则引起警示指示。

36.根据权利要求24所述的系统，其中所述控制系统被进一步程序化以使所述SPEC提高血液的温度以防止平均温度下降至低于约32℃。

37.根据权利要求24所述的系统，其中所述控制系统被程序化以将所述LPEC泵处的流动速率设定成在约100ml/min至约500ml/min的范围内的值。

38.根据权利要求24所述的系统，其中所述控制系统被程序化以使所述LPEC将血液的温度冷却至在约10℃至约30℃的范围内的值。

39.根据权利要求24所述的系统，所述方法进一步包括用于控制经由所述周边放置环路返回到所述脉管系统的血液的温度的SPEC热交换器，其中所述控制系统被程序化以独立于所述LPEC而在所述SPEC热交换器处设定温度。

40.一种用于建立和控制至少部分身体的两个不同温度区的方法，所述方法用于遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人的至少部分治疗程序，所述方法包括：

SPEC泵；以及

SPEC热交换器；

将局部灌注体外回路，即LPEC，耦合到在所述脉管系统内流动到脑部的血液，所述LPEC包括：

LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口，其与在所述脉管系统内流动的血液相接触，其中该输入端口位于左侧或右侧的总颈动脉或内颈动脉中以灌注所述脑部；

LPEC泵；以及

LPEC热交换器；

配置至少一个SPEC传感器以测量由所述SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度；

在适于至少最小操作序列的各阶段的所述LPEC和所述SPEC的目标设定下，执行至少所述最小操作序列的操作步骤；且

使所述SPEC控制由所述SPEC注射的血液的温度，以调整由所述SPEC温度传感器报告的温度以保持在各阶段中的目标核心体温范围内；并且

使所述LPEC控制注射到所述目标区域的血液的温度，使得所述一个或多个LPEC温度传感器报告用于至少所述最小操作序列的各阶段的目标区域温度范围内的温度测量，其中能够在所述最小操作序列中操作所述LPEC，

其中，所述最小操作序列包括阶段1，并且其中阶段1的SPEC目标设定是在约32℃和约37℃之间的目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量，并且

所述最小操作序列包括在所述阶段1之后的阶段2，并且所述阶段2的LPEC目标设定包括时间间隔，其中在该时间间隔LPEC温度传感器测量在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述局部目标温度范围在约20℃和约30℃之间。

42.根据权利要求40所述的方法，其中所述阶段2的SPEC目标设定是在目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量，以在正常体温或约35℃和约37℃之间管理所述核心。

43.根据权利要求40所述的方法，所述方法进一步包括使用用于夹持、阻挡或部分阻挡的构件，以减小由所述LPEC注射的血液流动中的不流动到所述局部目标区域的百分比。

44.根据权利要求40所述的方法，所述方法进一步包括使所述SPEC将所述SPEC泵处的流动速率设定成在约1.0L/min至约5.0L/min的范围内的值。

45.根据权利要求40所述的方法，所述方法进一步包括使所述LPEC在所述SPEC被用于调整所述身体的全身温度之后的约12小时或约24小时内控制到达所述目标区域的血液的温度。

46.根据权利要求40所述的方法，所述方法进一步包括使所述SPEC提高血液的温度以防止平均温度下降至低于约32℃。

47.根据权利要求40所述的方法，所述方法进一步包括使所述LPEC将所述LPEC泵处的流动速率设定成在约100ml/min至约500ml/min的范围内的值。

48.根据权利要求40所述的方法，其中由自动控制系统实施所述控制程序，使得在设定目标带之后，在不需要人为介入达预设时间段的情况下完成SPEC或LPEC温度的调整。

49.一种用于建立和控制至少部分身体的两个不同温度区的系统，所述方法用于遭受局部或全身缺血性伤害或循环损害的病人的至少部分治疗程序，所述系统包括：

全身灌注体外回路，即SPEC，其使用周边放置环路来耦合到所述身体，所述SPEC包括：

SPEC泵；以及

SPEC热交换器；

局部灌注体外回路，即LPEC，其耦合到通向脑部的所述脉管系统以使血液流动，所述LPEC包括：

LPEC输入流动端口和LPEC输出流动端口，其与在所述脉管系统内流动的血液相接触，其中该输入端口位于左侧或右侧的总颈动脉或内颈动脉中，以灌注所述脑部；

LPEC泵；以及

LPEC热交换器；

至少一个SPEC传感器，其配置为测量由所述SPEC灌注的身体的平均核心体温和/或平均系统温度；

至少一个LPEC传感器，其配置为测量由所述LPEC灌注的所述脑部的温度；

操作控制台，其包括：

SPEC水冷却器/加热器，其驱动所述SPEC热交换器；

LPEC水冷却器/加热器，其驱动所述LPEC热交换器；

至少一个传感器接口，其记录所述至少一个SPEC传感器和/或所述至少一个LPEC传感器的至少一个测量；以及

图形用户界面；

其中，所述图形用户界面被构造成显示用户指令，用于在适于至少最小操作序列的各阶段的所述LPEC和所述SPEC的目标设定下，执行至少所述最小操作序列的操作步骤，并且

所述操作控制台控制所述LPEC和所述SPEC以执行指令，用于实施控制程序以记录所述至少一个LPEC传感器和所述至少一个SPEC传感器的测量，并且分别单独地控制所述SPEC和所述LPEC的血液流动速率和热交换器温度，使得所述控制程序：

使所述SPEC控制由所述SPEC注射的血液的温度，以调整由所述SPEC温度传感器报告的温度测量以保持在各阶段中的目标核心体温范围内；并且

其中，所述最小操作序列包括阶段1，并且阶段1的SPEC目标设定是在约32℃和约37℃之间的目标核心体温范围内的SPEC温度传感器测量，并且

所述最小操作序列包括在所述阶段1之后的阶段2，并且所述阶段2的LPEC目标设定包括时间间隔，在该时间间隔LPEC温度传感器测量在约10℃和约32℃之间的局部目标温度范围内。

50.根据权利要求49所述的系统，其中所述SPEC水冷却器/加热器和/或所述LPEC水冷却器/加热器的可用冷却器体积大于约10L/min。

51.根据权利要求49所述的系统，其中所述操作控制台进一步包括用于所述LPEC的、能够以约100ml/min至约500ml/min的速率进行泵送的泵。

52.根据权利要求49所述的系统，其中所述LPEC进一步包括用于夹持、阻挡或部分阻挡的构件，以减小由所述LPEC注射的血液流动中的不流动到所述局部目标区域的百分比。

53.根据权利要求49所述的系统，其中所述全身灌注回路是紧急体外膜氧合支持。

54.根据权利要求49所述的系统，其中所述至少一个SPEC温度传感器包括膀胱温度传感器和/或直肠温度传感器。

55.根据权利要求49所述的系统，其中所述用户指令包括如下指令：使所述LPEC在所述SPEC被用于调整身体的全身温度之后的约12小时或约24小时内控制到达所述目标区域的血液的温度。