CN109966048A - 用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，包括头部装具、制冷机和连接通道；头部装具通过连接通道与制冷机相连；头部装具包括与人体头部形状相适应的硬质外壳体、用于与人体头皮接触的贴合层和用于冷媒循环的内部流道层，贴合层围绕外壳体的边缘设置，内部流道层固定在外壳体的内壁上并与连接通道相连。本发明提供的一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，采用空气介质气冷式热交换，头部装具边缘与人体头皮接触后使得头部装具内壁与人体头皮形成密闭空间，冷媒导入该密闭空间后与头皮直接进行热交换，使得冷却介质分散均匀、传导接触速度更快，冷却效率更高，佩戴者无需润湿头发，无压迫感，佩戴更为舒适。

Description

用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统。

背景技术

抗肿瘤药物主要破坏生长期高增殖活性角质形成细胞及其色素系统。对毛囊有丝分裂期影响较大，主要由于其对毒素或药物非常敏感，易出现细胞凋亡。加之头发在头皮毛囊中占比较高（90%左右），更易受到抗肿瘤药物影响。化疗性脱发发生与药物类型有关：最易引起脱发的化学药为阿霉素、长春新碱、环磷酰胺等。微管抑制剂脱发发生率逾80%，拓扑异构酶抑制剂为60%～100%，烷化剂逾60%，抗代谢药为10%～50%，其中多药化疗的脱发发生率高于单药化疗。化疗性脱发多为可逆，化疗结束3～6个月用户头发多可再生；而永久性脱发较为罕见，多与高剂量的化疗药物和长期化疗破坏毛囊干细胞有关。

在1998年公布的国际专利申请第WO98/16176号（Olofsson）详细地讨论了经受化学疗法的用户遭受的脱发问题。根据这一文件，使皮肤（且在此头发根部）冷却至从0℃至+5℃的温度降低了根部吸收治疗制剂的能力且于是增加了根部经受起治疗的机会，从而导致用户保持其头发。根据WO98/16176，冷却治疗将优选地持续1至5小时。

一种已知的由软冷冻凝胶块组成的软帽形式的头部覆盖物被放置在用户上。当软帽被放置在用户的头部上时，该块是重的并且经常具有在-18℃以下的温度。因为软帽是不可弯曲的并且最初是非常冷的，所以设备是不舒适的。另一个问题是，冻结的块迅速熔化且因此在整个治疗期过程中不会将温度保持在上限温度之下。当温度从-18℃升高至+10℃以上时，通常在带上头部覆盖物之后的大约45分钟时用户必须更换软帽。

公开号为CN107854211A的中国发明专利也公开了一种“医疗冰帽”，包括冰帽本体、连接通道、制冷主机，所述冰帽主体由软垫底层、毛细管网冷却层和外部保温层组成，毛细管网冷却层固定在软垫底层上，毛细管网冷却层具有多个相互独立的冷媒循环管路，多个相互独立的冷媒循环管路的进、出液端分别通过分液器、集液器经连接通道的进液通道和出液通道与制冷主机连接。本发明采用冰帽主体中设置毛细管网冷却层，毛细管网冷却层连接智能恒温仪的制冷主机，附着在毛细管网冷却层的温度传感器可以实时感知头部温度，将信号传递给制冷主机，制冷主机通过调节流量的方式来控制头部温度，提高了病人使用的舒适感和治疗效果。

但现有头皮冷却装置均采用接触式热交换，需将冷却介质通入冷却帽的盘管或夹层，帽内壁与头皮密切接触热交换发挥冷却头皮功效，其冷却效果受佩戴压紧程度影响非常大，要求冷却时润湿头发以获得更好效果，冷却结束后不能擦拭吹干避免头发脱落。这导致冷却不均匀、佩戴不舒适、设备能耗大、制造成本高、维护不便等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，解决了现有头皮冷却装置冷却不均匀、佩戴不舒适的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，包括头部装具、制冷机和连接通道；所述头部装具通过所述连接通道与所述制冷机相连；所述头部装具包括与人体头部形状相适应的硬质外壳体、用于与人体头皮接触的贴合层和用于冷媒循环的内部流道层，所述贴合层围绕外壳体的边缘设置，所述内部流道层固定在外壳体的内壁上并与所述连接通道相连；当所述贴合层与人体头皮接触时，所述外壳体内壁与人体头皮形成密闭空间，在所述密闭空间内冷媒与人体头皮发生热交换。

可选地，所述贴合层为围绕所述外壳体边缘设置的一层可充气的囊体，所述囊体经充气后可向外壳体的内侧膨胀至与人体头皮紧密接触。

可选地，所述内部流道层包括流体入口、流体出口和流体扩散板；所述流体入口与所述连接通道相连；所述流体出口与所述连接通道相连；所述流体扩散板与流体入口相连，且其上开设多个小孔。

可选地，所述头部装具还包括至少一个第一温度感应器，所述第一温度感应器设置在一弹性体上，所述弹性体设置在所述外壳体的内壁上。

可选地，所述制冷机上设有至少一个用于收纳所述头部装具的收纳室，所述收纳室与制冷机内的冷媒制造单元连通，所述收纳室内设有第二温度感应器。

可选地，所述制冷机上还设有至少一个微型气泵和至少一条所述连接通道，且一个所述微型气泵对应一个所述收纳室和一条所述连接通道；所述微型气泵的输入端与对应的所述收纳室相连，输出端与对应的所述连接通道相连。

可选地，所述连接通道包括流体输入管和流体回流管，所述流体输入管与对应的所述微型气泵的输出端相连，所述流体回流管与所述冷媒制造单元相连。

可选地，所述连接通道在不使用时可收纳在所述制冷机内部或侧壁上。

本发明还提供了一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统的使用方法，包括：

S1、预冷：先将一个所述头部装具收纳在一个所述收纳室内，所述制冷机控制该所述收纳室的温度至所述头部装具的工作温度范围；

S2、佩戴：打开上述收纳室，迅速取出上述头部装具后关闭所述收纳室，待所述头部装具佩戴至用户头部后，将该所述收纳室对应的所述连接通道与该所述头部装具连通；

S3、供冷：启动上述收纳室对应的微型气泵，将所述收纳室内的冷媒泵入所述头部装具，同时根据用户反应设定头部装具的工作温度；

S4、调节：所述制冷机内设置的控制单元依据来自第一温度感应器的第一温度和来自第二温度感应器的第二温度作出反馈调节；若第一温度与第二温度差值小于等于0.2℃，所述微型气泵正常输出；若第一温度与第二温度差值大于0.2℃，且第一温度小于第二温度，则控制单元控制所述微型气泵减小输出；若第一温度与第二温度差值大于0.2℃，且第一温度大于第二温度，则控制单元控制所述微型气泵增大输出。

可选地，在步骤S4中，所述控制单元还控制所述冷媒制造单元的冷媒输出量以使得所述第一温度与步骤S3中所设定的头部装具的工作温度差值在可允许范围内。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

本发明提供的一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，包括头部装具、制冷机和连接通道；所述头部装具通过所述连接通道与所述制冷机相连；所述头部装具包括与人体头部形状相适应的硬质外壳体、用于与人体头皮接触的贴合层和用于冷媒循环的内部流道层，所述贴合层围绕外壳体的边缘设置，所述内部流道层固定在外壳体的内壁上并与所述连接通道相连。本发明提供的一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，采用空气介质气冷式热交换，头部装具边缘与人体头皮接触后使得头部装具内壁与人体头皮形成密闭空间，冷媒导入该密闭空间后与头皮直接进行热交换，使得冷却介质分散均匀、传导接触速度更快，冷却效率更高，佩戴者无需润湿头发，无压迫感，佩戴更为舒适。

同时，通过添加与制冷机内冷媒制造单元连通的收纳室，将头部装具存放在收纳室内预冷至头部装具的工作温度范围，使之实现“即取即用”；所述收纳室还作为冷媒的缓存装置，通过控制单元对冷媒制造单元的冷媒输出量的调节，可控制各收纳室的冷媒温度各不相同，使得一个冷媒制造单元可同时满足多个用户的不同使用温度的需求。

同时，通过控制单元对温度感应器电信号进行反馈调节，微型气泵适时调整冷媒输出，将工作温度与头部装具内感应温度差值控制在0.2℃范围，使得佩戴者的头皮在化疗过程中保持低温恒定，从而减少头皮血流量和流速，降低药物对头皮毛囊伤害，减少脱发发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统的立体结构示意图；

图2为头部装具的剖视图；

图3为头部装具的立体结构示意图；

附图标记：

1-头部装具、2-制冷机、3-连接通道、4-收纳室、5-脚轮；

11-外壳体、12-囊体、13-囊体接口、14-流体入口、15-流体出口、16-流体扩散板、17-第一温度感应器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参阅图1-3，本发明提供的一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，包括头部装具1、制冷机2和连接通道3；所述头部装具1通过所述连接通道3与所述制冷机2相连；所述制冷机2内设有控制单元和冷媒制造单元，所述控制单元与所述头皮冷却系统的各电器元件电连接，所述冷媒制造单元用于制造冷媒；所述头部装具1包括与人体头部形状相适应的硬质外壳体11、用于与人体头皮接触的贴合层和用于冷媒循环的内部流道层，所述贴合层围绕外壳体11的边缘设置，所述内部流道层固定在外壳体11的内壁上并与所述连接通道3相连；当所述贴合层与人体头皮接触时，所述外壳体11内壁与人体头皮形成密闭空间，在所述密闭空间内冷媒与人体头皮发生热交换。对于长发的用户，可将头发盘起后再佩戴所述头部装具，以使得贴合层与头皮接触，尽量避免与透气性强的毛发丛接触而导致冷媒散逸到大气中。所述贴合层与人体头皮即便不完全接触，该头皮冷却系统仍然有效，只是增大了设备能耗，降低了治疗效果，此处不应理解为必须完全密封。相比与传统的头皮冷却装置的接触式热交换，本发明采用的空气介质气冷式热交换，冷却介质分散均匀、传导接触速度更快，冷却效率更高，佩戴者无需润湿头发，无压迫感，佩戴更为舒适，设备制造和维护成本可大幅降低。一个较优的实施例，所述头部装具1的外壳体11选用透明的轻质材料，便于外部观察；且该材料质地较坚硬，受外力不易发生形变，如合成树脂。另一个较优的实施例，所述头部装具1的外壳体11上设观察窗，也是便于外部观察。

作为对上述方案的进一步改进，所述贴合层为围绕所述外壳体11边缘设置的一层可充气的囊体12，所述囊体12经充气后可向外壳体11的内侧膨胀至与人体头皮紧密接触。由于所述囊体12将直接与用户头皮接触，故需注意接触面的消毒处理，也可以使用一次性薄膜头套加以隔离。一个较优的实施例：所述囊体12为条状的气囊，其包覆在所述外壳体边缘处的内壁上，这样，其充气后仅可向外壳体11内侧膨胀，所述囊体12上还设有囊体接口13以用于对囊体12加压或泄压，用手动加压球或打气泵对囊体12加压。手动加压球或打气泵上应配置有压力表，便于量化记录压力值。一些实施例中，所述贴合层为一层海绵，也可是由弹性材料制成的可伸缩软体组织。

作为对上述方案的进一步改进，所述内部流道层包括流体入口14、流体出口15和流体扩散板16；所述流体入口14与所述连接通道3相连；所述流体出口15与所述连接通道3相连；所述流体扩散板16与流体入口14相连，且其上开设多个小孔，用于将通过该板的冷媒分割扩散。一个实施例，请参阅图2-3，所述流体入口14和流体出口15均设置在所述头部装具相适应于人体颈部位置处，所述流体扩散板16设置在相适应于人体头顶处，所述流体入口14与流体扩散板16通过软管相连。冷媒经所述流体入口14输送至流体扩散板16后扩散至头部装具的内部空与头皮热交换，随着冷媒的不断涌入，经热交换后的冷媒被挤压至流体出口15处后排出头部装具。

作为对上述方案的进一步改进，所述头部装具1还包括至少一个第一温度感应器17，所述第一温度感应器17设置在一弹性体上，所述弹性体设置在所述外壳体11的内壁上，所述第一温度感应器17与所述控制单元电连接。用户戴上所述头部装具后，弹性体压缩，第一温度感应器17与头皮-毛发丛接触，检测该处的第一温度，并将该第一温度通过电信号传输至所述控制单元。

作为对上述方案的进一步改进，所述制冷机2上设有至少一个用于收纳所述头部装具1的收纳室4，所述收纳室4与制冷机2内的所述冷媒制造单元连通，所述收纳室4内设有第二温度感应器，所述第二温度感应器与所述控制单元电连接。将头部装具存放在收纳室内预冷至头部装具的工作温度范围，使之实现“即取即用”。一个较优的实施例，所述收纳室需密码或指纹解锁后方可打开，以防止内部存放的头部装具的遗失。一个较优的实施例，所述头部装具对应的有多个，一个所述头部装具存放在一个收纳室内，而所述头部装具可依据不同人体的头部形状制成多种规格，用户佩戴最适于自己型号的头部装具，可活动更好的舒适感。

作为对上述方案的进一步改进，所述制冷机2上还设有至少一个微型气泵和至少一条所述连接通道3，且一个所述微型气泵对应一个所述收纳室4和一条所述连接通道3；所述微型气泵的输入端与对应的所述收纳室4相连，输出端与对应的所述连接通道3相连。具体地，所述微型气泵与所述控制单元电连接。所述收纳室还作为冷媒的缓存装置，通过控制单元对冷媒制造单元的冷媒输出量的调节，可控制各收纳室的冷媒温度各不相同，需要使用头部装具时，直接从收纳室抽取冷媒，使得一个冷媒制造单元可同时满足多个用户的不同使用温度的需求。

作为对上述方案的进一步改进，所述连接通道3包括流体输入管和流体回流管，所述流体输入管与对应的所述微型气泵的输出端相连，所述流体回流管与所述冷媒制造单元相连。具体地，所述连接通道3在不使用时可收纳在所述制冷机2内部或侧壁上。一个实施例，伸缩连接通道3盘绕在所述制冷机2的侧壁上，需要使用时，取下连接通道3后与头部装具连接。其中，所述流体输入管与所述流体入口14相连，所述流体回流管与所述流体出口15相连，使得微型气泵从收纳室抽取冷媒并经由流体输入管和流体入口14通入所述外壳体11内壁与人体头皮形成的密闭空间，在所述密闭空间内冷媒与人体头皮发生热交换，热交换后的冷媒再经所述流体出口15和流体回流管回到冷媒制作单元重新利用，以此构成所述头皮冷却系统的冷媒循环。所述连接通道3与头部装具可拆卸的连接，便于用户治疗途中可方便快捷的中断治疗，如中途上厕所等情况，只需关闭对应微型气泵后再将连接通道3与头部装具分离，用户即可中途离开，用户回来后接续上连接通道3并打开对应微型气泵即可接续治疗。

作为对上述方案的进一步改进，所述制冷机2的底部还设有脚轮5，以便于移动。

一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统的使用方法，包括：

S1、预冷：先将一个所述头部装具1收纳在一个所述收纳室4内，所述制冷机2控制该所述收纳室4的温度至所述头部装具1的工作温度范围，使所述头部装具1实现“即取即用”；S2、佩戴：打开上述收纳室4，迅速取出上述头部装具1后关闭所述收纳室4，以避免收纳室4内的冷媒过多的逸散至外部环境而加大所述冷媒制造单元的工作负荷，待所述头部装具1佩戴至用户头部后，将该所述收纳室4对应的所述连接通道3与该所述头部装具1连通；S3、供冷：启动上述收纳室4对应的微型气泵，将所述收纳室4内的冷媒泵入所述头部装具1，同时结合用户的反应设定头部装具1的工作温度；S4、调节：所述制冷机2内设置的控制单元依据来自第一温度感应器17的第一温度和来自第二温度感应器的第二温度作出反馈调节，使得佩戴者的头皮在化疗过程中保持低温恒定，从而减少头皮血流量和流速，降低药物对头皮毛囊伤害，减少脱发发生；若第一温度与第二温度差值小于等于0.2℃，所述微型气泵正常输出；若第一温度与第二温度差值大于0.2℃，且第一温度小于第二温度，则控制单元控制所述微型气泵减小输出；若第一温度与第二温度差值大于0.2℃，且第一温度大于第二温度，则控制单元控制所述微型气泵增大输出。

作为对上述方案的进一步改进，在步骤S4中，所述控制单元还控制所述冷媒制造单元的冷媒输出量以使得所述第一温度与步骤S3中所设定的头部装具1的工作温度差值在可允许范围内，如0.2℃以内为可允许范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：包括头部装具（1）、制冷机（2）和连接通道（3）；所述头部装具（1）通过所述连接通道（3）与所述制冷机（2）相连；所述头部装具（1）包括与人体头部形状相适应的硬质外壳体（11）、用于与人体头皮接触的贴合层和用于冷媒循环的内部流道层，所述贴合层围绕外壳体（11）的边缘设置，所述内部流道层固定在外壳体（11）的内壁上并与所述连接通道（3）相连；当所述贴合层与人体头皮接触时，所述外壳体（11）内壁与人体头皮形成密闭空间，在所述密闭空间内冷媒与人体头皮发生热交换。

2.根据权利要求1所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述贴合层为围绕所述外壳体（11）边缘设置的一层可充气的囊体（12），所述囊体（12）经充气后可向外壳体（11）的内侧膨胀至与人体头皮紧密接触。

3.根据权利要求1所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述内部流道层包括流体入口（14）、流体出口（15）和流体扩散板（16）；所述流体入口（14）与所述连接通道（3）相连；所述流体出口（15）与所述连接通道（3）相连；所述流体扩散板（16）与流体入口（14）相连，且其上开设多个小孔。

4.根据权利要求1所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述头部装具（1）还包括至少一个第一温度感应器（17），所述第一温度感应器（17）设置在一弹性体上，所述弹性体设置在所述外壳体（11）的内壁上。

5.根据权利要求1所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述制冷机（2）上设有至少一个用于收纳所述头部装具（1）的收纳室（4），所述收纳室（4）与制冷机（2）内的冷媒制造单元连通，所述收纳室（4）内设有第二温度感应器。

6.根据权利要求5所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述制冷机（2）上还设有至少一个微型气泵和至少一条所述连接通道（3），且一个所述微型气泵对应一个所述收纳室（4）和一条所述连接通道（3）；所述微型气泵的输入端与对应的所述收纳室（4）相连，输出端与对应的所述连接通道（3）相连。

7.根据权利要求6所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述连接通道（3）包括流体输入管和流体回流管，所述流体输入管与对应的所述微型气泵的输出端相连，所述流体回流管与所述冷媒制造单元相连。

8.根据权利要求1所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统，其特征在于：所述连接通道（3）在不使用时可收纳在所述制冷机（2）内部或侧壁上。

9.一种用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统的使用方法，其特征在于，包括：

S1、预冷：先将一个所述头部装具（1）收纳在一个所述收纳室（4）内，所述制冷机（2）控制该所述收纳室（4）的温度至所述头部装具（1）的工作温度范围；

S2、佩戴：打开上述收纳室（4），迅速取出上述头部装具（1）后关闭所述收纳室（4），待所述头部装具（1）佩戴至用户头部后，将该所述收纳室（4）对应的所述连接通道（3）与该所述头部装具（1）连通；

S3、供冷：启动上述收纳室（4）对应的微型气泵，将所述收纳室（4）内的冷媒泵入所述头部装具（1），同时根据用户反应设定头部装具（1）的工作温度；

S4、调节：所述制冷机（2）内设置的控制单元依据来自第一温度感应器（17）的第一温度和来自第二温度感应器的第二温度作出反馈调节；若第一温度与第二温度差值小于等于0.2℃，所述微型气泵正常输出；若第一温度与第二温度差值大于0.2℃，且第一温度小于第二温度，则控制单元控制所述微型气泵减小输出；若第一温度与第二温度差值大于0.2℃，且第一温度大于第二温度，则控制单元控制所述微型气泵增大输出。

10.根据权利要求9所述的用于预防癌症化疗脱发的头皮冷却系统的使用方法，其特征在于：在步骤S4中，所述控制单元还控制所述冷媒制造单元的冷媒输出量以使得所述第一温度与步骤S3中所设定的头部装具（1）的工作温度差值在可允许范围内。