CN110169619A - 一种冷却头盔及头皮冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却头盔及头皮冷却系统，冷却头盔可包括头盔本体和可充放气密封圈，所述可充放气密封圈安装在所述头盔本体的开口处，使得所述头盔佩戴在患者头部上后与患者头皮形成一密闭空间，所述头盔本体设有与所述密闭空间连通的进气通道和出气通道，所述进气通道和出气通道分别用于与外部冷却空气源的出气管和回气管连通，所述头盔本体上设置有至少一个温度传感器，所述温度传感器用于检测所述密闭空间中的空气的温度。本发明有效的解决了由于头发的阻隔导致冷却导管不能与头皮完全接触的缺陷，能够达到更好的冷却效果。

Description

一种冷却头盔及头皮冷却系统

技术领域

本发明涉及低温医疗器械领域，具体地涉及一种用于对头皮进行冷却的冷却头盔及头皮冷却系统。

背景技术

随着抗肿瘤药物的迅速发展，蒽环类药物已被广泛应用于临床，如阿霉素，表阿霉素等，并收到了明显的效果，但其毒性反应较多，如心肌，肝功能损害，骨髓抑制，恶心，呕吐，脱发。其中脱发较为多见而严重，给患者尤其是女患者，增加了精神上的痛苦和心理上的压力。据临床实验，患者在联合化疗时应用冷帽头部冷疗法，可减轻蒽环类药物引起的脱发，并且效果良好。

冷帽设计上通常是用导管绕在冷帽内部，贴合在头部给头皮降温。现有产品中有两大类，一类为冷却帽，一类为冷却系统和头盔结合的形式。

冷却帽产品：采用软冷冻凝胶块和软帽结合的方式，包裹着冷冻凝胶块的软帽覆盖于患者的头部，通过接触使得患者头皮降温。这种产品存在几个问题：1、因为要放置冷冻凝胶块，从而重量比较大，因此患者佩戴后会感到不舒适；2、刚开始的时候温度很低，然后温度逐渐升高，非常不舒服，且温度升高后达不到冷却的效果，必须不时更换冷却帽；3、冷却帽和头皮之间因为头型或头发等原因而不能完全贴合，传导效率差；4、温度不可控。

冷却系统+冷却头盔的产品：采用可以连续制冷的系统，被冷却系统冷却的液体介质通过管道导入到头盔中内含的管道中流通，该头盔能和头部贴合，通过监测管道中流体的温度或计算头盔进入和输出两侧冷量变化的差来控制冷却头部的温度，从而实现整个治疗期间达到头皮冷却到相对恒定和连续的温度，以达到治疗效果。例如中国发明专利CN103052366A披露了一种身体部位温度调节装置。这种设计的产品有以下几点缺陷：1、未完全解决头盔和头皮之间没有完全贴合的问题，因为中间隔有头发，在实际使用过程中，采用在头发上涂抹厂家配置的导热性好的胶状物来降低此影响，但效果有限并且使用后需要对头发进行清洗，非常不方面；2、所监测温度为冷却剂温度，而非头皮实际温度，从而导致头皮实际冷却效果的差异；3、考虑到不同患者头型对应面积以及冷量损耗的因素，采用计算输入和输出冷量差异方式来计算温度的方法也存在一定的实际差异；4、需要专用的冷却剂，运行成本高，而冷却剂一般都是对环境是有害的，存在一定的危险性，后续需要专门处理。

发明内容

本发明的旨在提供一种冷却头盔及头皮冷却系统，以解决上述技术问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一方面，提供了一种冷却头盔，可包括头盔本体和可充放气密封圈，所述可充放气密封圈安装在所述头盔本体的开口处，使得所述头盔佩戴在患者头部上后与患者头皮形成一密闭空间，所述头盔本体设有与所述密闭空间连通的进气通道和出气通道，所述进气通道和出气通道分别用于与外部冷却空气源的出气管和回气管连通，所述头盔本体上设置有至少一个温度传感器，所述温度传感器用于检测所述密闭空间中的空气的温度。

在一实施例中，所述头盔本体靠近开口的内壁上设有密封圈安装槽，所述可充放气密封圈可拆卸地安装在所述密封圈安装槽中。

在一实施例中，所述密封圈安装槽的横截面呈Ω形。

在一实施例中，所述进气通道的进气口设置在所述头盔本体的后壁中间位置上，并且所述出气通道的出气口设置在所述头盔本体的顶壁中间位置上。

在一实施例中，所述温度传感器的数量为四个，其中一个布置在顶部上，另外三个均匀间隔开地布置在靠近所述密封圈安装槽的底部上。

在一实施例中，所述头盔本体上还设有温度传感器接线端子、进气管接头、出气管接头和充放气管接头，所述温度传感器接线端子与所述温度传感器的引线连接，所述进气管接头、出气管接头和充放气管接头连接于所述进气通道、出气通道和所述可充放气密封圈。

在一实施例中，所述冷却头盔还可包括松紧带，所述松紧带可拆卸地安装在所述头盔本体上，用于将所述头盔固定在患者头部上。

在一实施例中，所述可充放气密封圈由橡胶制成。

根据本发明的另一方面，提供了一种头皮冷却系统，可包括主机和至少一个如上所述的头盔，所述主机设有制冷单元、充放气单元和控制单元，所述充放气单元用于对所述可充放气密封圈进行充放气，所述制冷单元作为所述外部冷却空气源，用于给所述密闭空间循环提供冷却空气以对患者头皮进行冷却，所述控制单元用于控制所述充放气单元的运行和根据所述温度传感器的信号控制所述制冷单元的运行。

在一实施例中，所述可充放气单元包括充气泵、充气阀和放气阀，所述充气泵通过一气管与所述可充放气密封圈流体连通，所述充气阀和所述放气阀安装在所述气管上。

优选地，所述充气阀和所述放气阀为具有充气和放气通道的一体阀。

在一实施例中，所述制冷单元为压缩机制冷单元或半导体制冷单元。

在一实施例中，所述主机还设有操作和显示装置，所述操作和显示装置与所述控制单元电连接，以进行设置和监控使用状态。

优选地，所述操作和显示装置为触摸屏。

本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是，由于空气的高渗透性，本发明使冷却的空气能与患者头皮完全的接触，有效的解决了其它产品由于头发的阻隔导致冷却导管不能与头皮完全接触的缺陷。同时，冷却空气与头皮的无缝接触，在一定时间后，头盔内的冷却空气的温度和头皮完全一致，因此温度传感器测得的冷却空气的温度可以视同为头皮的温度，以此温度进行冷却空气源的控制，方便可靠。并且采用空气作为冷却源，成本低，安全性高。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的冷却头盔的立体图；

图2是图1所示的冷却头盔的分解图；

图3是图1所示的冷却头盔中的冷却空气流动示意图；

图4是根据本发明的实施例的头皮冷却系统的立体图；

图5是图4所示的头皮冷却系统的工作原理图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

如图1和2所述，根据本发明的一方面，提供了一种冷却头盔1。冷却头盔1可包括头盔本体11和可充放气密封圈12。头盔本体11的形状与安全头盔类似。其可以具有不同的尺寸大小，以适合不同大小的头型。头盔本体11可以由诸如聚丙烯等高分子化合物注塑成型或利用3D打印技术制成。头盔本体11的内表面可内衬保温层，以防止外部热量传递到头盔内，降低能耗。

可充放气密封圈12安装在头盔本体11的开口处，使得头盔1佩戴在患者头部后与患者头皮形成一密闭空间。可充放气密封圈12可以通过诸如超声波焊接地方式固定安装，也可以采用可拆卸地方式进行安装，以方便对其进行清洗维护。这在下面详细描述。使用时，可充放气密封圈12充气，以与头部紧密贴合，从而使头盔本体11与头部形成密封空间。使用完后，将可充放气密封圈12放气，以与头部松开，方便头盔本体11从头部取下。头盔本体11设有与所述密闭空间连通的进气通道和出气通道(未示出)，所述进气通道和出气通道分别用于与外部冷却空气源的出气管211和回气管212连通(参见图5)。因此，冷却空气可以不断地进入所述密闭空间中，与头皮进行无缝接触，从而对头皮进行持续冷却，达到冷疗目的。

头盔本体11上设置有至少一个温度传感器13，所述温度传感器13用于检测所述密闭空间中的空气的温度。在本实施例中，温度传感器13的数量为四个，其中一个布置在头盔本体11的顶部上，另外三个均匀间隔开地布置在靠近所述密封圈安装槽的底部上(左右各一个，后面一个)。通过对四个温度传感器13测得的温度进行平均，可以更准确地反应头皮的温度。温度传感器13可以是有线的或无线的。

如图2，头盔本体11靠近开口的内壁上设有密封圈安装槽111，可充放气密封圈12可拆卸地安装在密封圈安装槽111中。优选地，密封圈安装槽111的开口处较窄，以防止可充放气密封圈12脱出。在本实施例中，密封圈安装槽111的横截面呈Ω形。

如图3所示，所述进气通道的进气口设置在头盔本体11的后壁中间位置(具体地，可充气密封圈12上方)上，并且所述出气通道的出气口设置在头盔本体11的顶壁中间位置上。因此，来自外部冷却空气源的冷却空气从头盔本体11的底部进入冷却头盔1内(即，所述密封空间中)，然后从头盔本体11的顶部离开回到外部冷却空气源，冷却空气流动路径如图3的箭头所示。这可以确保冷却空气充满整个密封空间，达到更好冷却头皮的效果。

继续参见图3，为了便于与外部冷却空气源连接，头盔本体11上还设有温度传感器接线端子131、进气管接头112、出气管接头113和充放气管接头114。温度传感器接线端子131与温度传感器13的引线连接，所述进气管接头、出气管接头和充放气管接头连接于所述进气通道、出气通道和所述可充放气密封圈12(具体地，充气口121，如图2所示)。使用时，仅需要将外部冷却空气源上的相应连接接头分别与温度传感器接线端子131、进气管接头112、出气管接头113和充放气管接头114连接即可，非常方便。

在所示实施例中，头盔1还可设有松紧带14，所述松紧带14用于将所述头盔固定在患者头部上。松紧带14可以是弹性带，也可以具有可调节长度装置的非弹性带。

优选地，可充放气密封圈12可由橡胶制成。这一方面成本低，另一方面安全舒适，并且可清洗。

如图4和5所示，根据本发明的另一方面，提供了一种头皮冷却系统100，可包括主机2和至少一个如上所述的头盔1。其中，主机2设有制冷单元21、充放气单元22和控制单元23。主机2与头盔1之间的连接关系如图5所示。在图5中，用实线表示空气管线，用箭头表示空气流动方向，用点划线表示电气连接。制冷单元21作为外部冷却空气源，由控制单元23控制，用于给头盔1与患者头部形成的所述密闭空间循环提供冷却空气以对患者头皮进行冷却。制冷单元21可以是压缩机制冷单元或半导体制冷单元。压缩机制冷单元或半导体制冷单元的结构为本领域人员所熟知，这里不再进行描述。

充放气单元22由控制单元23控制，用于对可充放气密封圈12进行充放气。具体地，可充放气单元22可包括充气泵221、充气阀222和放气阀223。充气泵221通过一气管224与可充放气密封圈12流体连通。充气阀222和放气阀223安装在气管224上。优选地，充气阀222和放气阀223可以形成一体，即，具有充气和放气通道的一体阀，例如三通阀。

控制单元23用于控制所述充放气单元22的运行和根据所述温度传感器13的信号控制所述制冷单元21的运行。控制单元23可以是单片机、微型计算机或PLC等。控制单元23可内嵌预定程序，从而可以实现自动控制和一键式操作，方便患者自助使用。

如图5所示，主机2还可设有操作和显示装置24，所述操作和显示装置24与控制单元23电连接，以进行设置和监控使用状态。优选地，操作和显示装置24为触摸屏，如图4所示。

现简要说明一下头皮冷却系统100的工作过程。首先将冷却头盔1与主机2连接好；接着将冷却头盔1佩戴在患者头部上；然后在主机2上进行冷却参数设置(包括冷却时间、冷却温度等)或选择预设程序；最后启动冷却程序；整个操作过程非常简单方便。

由于空气的高渗透性，冷却的空气能与患者头皮完全的接触，因此，本发明有效解决了其它产品由于头发的阻隔导致冷却导管不能与头皮完全接触的缺陷，并且使用后头发干爽，不需要清洗头发，非常方便。同时，冷却空气与头皮的无缝接触，在一定时间后，头盔内的冷却空气的温度和头皮完全一致，因此温度传感器13测得的冷却空气的温度可以视同为头皮的温度，以此温度反馈给主机的控制单元对制冷单元进行控制，能够将冷却空气的温度精确地控制在设定温度(通常在21-28℃之间)，方便可靠。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (10)

1.一种冷却头盔，其特征在于，所述冷却头盔包括头盔本体和可充放气密封圈，所述可充放气密封圈安装在所述头盔本体的开口处，使得所述冷却头盔佩戴在患者头部上后与患者头皮形成一密闭空间，所述头盔本体设有与所述密闭空间连通的进气通道和出气通道，所述进气通道和出气通道分别用于与外部冷却空气源的出气管和回气管连通，所述头盔本体上设置至少一个温度传感器，所述温度传感器用于检测所述密闭空间中的空气的温度。

2.如权利要求1所述的冷却头盔，其特征在于，所述头盔本体靠近开口的内壁上设有密封圈安装槽，所述可充放气密封圈可拆卸地安装在所述密封圈安装槽中。

3.如权利要求2所述的冷却头盔，其特征在于，所述密封圈安装槽的横截面呈Ω形。

4.如权利要求1所述的冷却头盔，其特征在于，所述进气通道的进气口设置在所述头盔本体的后壁中间位置上，并且所述出气通道的出气口设置在所述头盔本体的顶壁中间位置上。

5.如权利要求4所述的冷却头盔，其特征在于，所述温度传感器的数量为四个，其中一个布置在顶部上，另外三个均匀间隔开地布置在靠近所述密封圈安装槽的底部上。

6.如权利要求4所述的冷却头盔，其特征在于，所述头盔本体上还设有温度传感器接线端子、进气管接头、出气管接头和充放气管接头，所述温度传感器接线端子与所述温度传感器的引线连接，所述进气管接头、出气管接头和充放气管接头分别连接于所述进气通道、所述出气通道和所述可充放气密封圈。

7.如权利要求1所述的冷却头盔，其特征在于，所述冷却头盔还包括松紧带，所述松紧带可拆卸地安装在所述头盔本体上，用于将所述冷却头盔固定在患者头部上。

8.如权利要求1至7中任一项所述的冷却头盔，其特征在于，所述可充放气密封圈由橡胶制成。

9.一种头皮冷却系统，其特征在于，所述头皮冷却系统包括主机和至少一个如权利要求1-8中的任一项所述的头盔，所述主机设有制冷单元、充放气单元和控制单元，所述充放气单元用于对所述可充放气密封圈进行充放气，所述制冷单元作为所述外部冷却空气源，用于给所述密闭空间循环提供冷却空气以对患者头皮进行冷却，所述控制单元用于控制所述充放气单元的运行和根据所述温度传感器的信号控制所述制冷单元的运行。

10.如权利要求9所述的头皮冷却系统，其特征在于，所述可充放气单元包括充气泵、充气阀和放气阀，所述充气泵通过一气管与所述可充放气密封圈流体连通，所述充气阀和所述放气阀安装在所述气管上。