DE112011100220T5

DE112011100220T5 - Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Patientenwärmung

Info

Publication number: DE112011100220T5
Application number: DE112011100220T
Authority: DE
Inventors: David Ellsworth Cassidy; Bruce L. Carvalho
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Vyaire Medical Consumables LLC
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-10-25
Also published as: GB2489364B; WO2011085020A1; CN102781379A; CN102781379B; US20110172750A1; GB2489364A; GB201212336D0

Abstract

Es werden Verfahren und Vorrichtungen zum Wärmen eines Patienten hierin offengelegt. In einigen Ausführungsformen kann eine Patientenwärmungsvorrichtung 100 eine Heizschicht mit mehreren Heizzellen 224 enthalten, die auf einem flexiblen Substrat 222 angeordnet sind; und eine auf einer Patientenseite der Heizschicht 220 angeordnete Wärmeleitschicht 230, um die von der Heizschicht 220 erzeugte Wärme an einen Patienten zu übertragen. Die Heizzellen 224 können einen elektrischen Schaltkreis zum Erzeugen von Wärme durch Joule'sche Erwärmung aufweisen. Die Patientenwärmungsvorrichtung 100 ist flexibel, um eine Anformung der Patientenwärmungsvorrichtung 100 an einen Patienten während der Nutzung zu ermöglichen.

Description

Gebiet
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein Vorrichtungen und Verfahren zum Wärmen eines Patienten.
Hintergrund
Ein Körperobenflächenwärmer ist eine Vorrichtung, welche dazu beiträgt, die Temperatur eines Patienten auf einem normothermischen Pegel zu halten oder zu erhöhen, indem Wärme in den Körper an der Hautoberfläche eingeleitet und das Kreislaufsystem des Patienten genutzt wird, um die Wärme an andere Abschnitte des Körpers zu verteilen. Derartige Vorrichtungen können auch in der physikalischen Therapie oder in anderen Bereichen eingesetzt werden, welche eine lokale Erwärmung erfordern.
Eine übliche Form von Körperoberflächenwärmern ist eine Vorrichtung, in welche warme Luft in eine luftmatratzenartige Decke gepumpt wird. Derartige Decken sind typischerweise groß und die Wärmeübertragung kann schlecht sein, da die Luft ein schlechter Träger und Leiter von Wärme ist. In einigen Vorrichtungen wird warmes Wasser in eine in Kammern unterteilte matratzenartige Decke gepumpt. Wasser ist ein besserer Wärmetransporteur, aber die Wasserkammern sind typischerweise in einer Isolationsschicht eingepackt. Im Einsatz begrenzen die Isolationsschicht und Luftspalte die Wärmeleitung an den Patienten.
Da große Wärmewiderstände zwischen dem erwärmten Luft- oder Wassermedium und dem Patienten vorhanden sind, wird das Medium oft auf eine Temperatur aufgeheizt, die deutlich höher als die Körpertemperatur ist, um eine ausreichende Menge an Wärmeübertragung zu erreichen. Die Gerätschaft zum Steuern derartiger auf Hohlkammern basierenden Decken ist oft groß und unhandlich. Zusätzlich ist in den Versionen mit erwärmter Luft die Gerätschaft laut.
Andere Vorrichtungen mit Widerstandsheizern haben tendenziell Isolatorschichten und die Neigung, Überhitzungspunkte aufgrund einer ungleichmäßigen Erzeugung von Wärme dazwischen oder einer ungleichmäßigen Ableitung von Wärmen von Teilen der Widerstandsheizer auszubilden.
Somit besteht ein Bedarf nach verbesserten Verfahren und Vorrichtungen zum Oberflächenerwärmen eines Patienten.
Zusammenfassung
Verfahren und Vorrichtungen zum Wärmen eines Patienten werden hierin offengelegt. In einigen Ausführungsformen kann eine Patientenwärmungsvorrichtung eine Heizschicht mit mehreren Heizzellen enthalten, die auf einem flexiblen Substrat angeordnet sind; und eine auf einer Patientenseite der Heizschicht angeordnete Wärmeleitschicht, um die von der Heizschicht erzeugte Wärme an einen Patienten zu übertragen. Die Heizzellen können einen elektrischen Schaltkreis zum Erzeugen von Wärme durch Joule'sche Erwärmung aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die Widerstandsheizer ein Material mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) oder mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) mit einer Schalttemperatur aufweisen, die dafür angepasst ist, eine von einem Patienten wahrnehmbare Überhitzung zu begrenzen. Die Verwendung von Miniatur-PTC-Widerstandsheizern oder Miniatur-NTC-Widerstandsheizern minimiert Überhitzungspunkte über der Patientenwärmungsvorrichtung, da sich jedes Heizelement selbst unabhängig regeln kann. In einigen Ausführungsformen kann ein Temperatursensor vorgesehen sein, um eine Regelung der an die Heizzellen gelieferten Leistung und damit der Wärme, die an den Patienten transportiert wird, bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann der elektrische Widerstand über einer Heizzelle während des Betriebs gemessen werden, um dadurch die Verwendung der Heizzelle als ein Temperatursensor zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann ein zweiter Temperatursensor in Wärmekontakt mit der Heizzelle platziert sein, und dadurch eine genaue Kalibrierung der Heizzelle als Temperatursensor ermöglichen. Die Patientenwärmungsvorrichtung ist flexibel, um eine Anformung der Patientenwärmungsvorrichtung an einen Patienten während der Nutzung zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Erhöhen der Temperatur eines Patienten oder eines Abschnittes eines Patienten das Anbringen der Patientenwärmungsvorrichtung wie in einer der Ausführungsformen hierin beschrieben an dem Patienten beinhalten; und die Erzeugung von Wärme mit der Patientenwärmungsvorrichtung dergestalt, dass die Wärme an den Patienten transportiert wird.
In einigen Ausführungsformen kann ein Patientenwärmungsvorrichtungssatz einen Patientenwärmungsvorrichtungsaufbau enthalten, der eine Heizschicht mit mehreren Heizzellen enthält; und eine Wärmeleitschicht, die für eine abnehmbare Anordnung auf dem Patientenwärmungsvorrichtungsaufbau angepasst ist, um eine Patientenwärmungsvorrichtung auszubilden, wobei die Wärmeleitschicht für eine Anordnung zwischen dem Patienten und der Heizschicht angepasst ist, und wobei die Patientenwärmungsvorrichtung dafür angepasst ist, ein Anformen an den Patienten zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen kann eine ersetzbare Wärmeleitschicht vorgesehen sein, sodass die Wärmeschicht bei zwei oder mehr Patienten verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Anheben der Temperatur von zwei oder mehr Patienten oder Abschnitten der Patienten die Anbringung der Patientenwärmungsvrorrichtung wie in einer der Ausführungsformen hierin beschrieben an einen ersten Patienten beinhalten; die Erzeugung von Wärme mit der Patientenwärmungsvorrichtung so, dass Wärme an den ersten Patienten transportiert wird; die Ersetzung der Wärmeleitschicht der Patientenwärmungsvorrichtung; die Anbringung der Patientenwärmungsvorrichtung an einem zweiten Patienten; und die Erzeugung von Wärme mit der Patientenwärmungsvorrichtung so, dass Wärme an den zweiten Patienten transportiert wird. Somit können Abschnitte der Patientenwärmungsvorrichtung wenigstens zweimal verwendet werden, bevor die Vorrichtung entsorgt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der vorstehend genannten Merkmale der vorliegenden Erfindung im Detail, kann eine detailliertere Beschreibung der vorstehend kurz zusammengefassten Erfindung durch Bezugnahme auf Ausführungsformen, wovon einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, erhalten werden. Es ist jedoch anzumerken, dass die beigefügten Zeichnungen nur veranschaulichende Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen, und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzumfanges zu betrachten sind, da die Erfindung weitere glichermaßen effektive Ausführungsformen zulassen kann.
1 stellt schematisch die Verwendung einer Patientenwärmungsvorrichtung auf einem Patienten gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
2A–B stellen schematisch entsprechende Ansichten der Patientenwärmungsvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
3A–E stellen Draufsichten einer Heizzelle zur Verwendung in einer Patientenwärmungsvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
4 stellt eine Draufsicht auf mehrere Heizzellen zur Verwendung in einer Patientenwärmungsvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
5 stellt eine perspektivische Ansicht einer Patientenwärmungsvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Um das Verständnis zu erleichtern, wurden soweit wie möglich identische Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die für alle Figuren gemeinsam sind. Die Figuren sind nicht maßstäblich und können zur Verdeutlichung vereinfacht sein. Es wird in Betracht gezogen, dass Elemente und Merkmale einer Ausführungsform vorteilhaft in weiteren Ausführungsformen ohne weitere Angabe einbezogen sein können.
Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten Verfahren und Vorrichtungen zum Wärmen eines Patienten. Die erfindungsgemäße Patientenwärmungsvorrichtung stellt im Wesentlichen eine lokale Temperatursteuerung mit wenigen oder keinen Überhitzungspunkten bereit, um die Patientensicherheit zu verbessern und um die wirksame Übertragung von Wärme an den Patienten zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Patientenwärmungsvorrichtung kann wiederverwendbar oder wegwerfbar sein. Die erfindungsgemäße Patientenwärmungsvorrichtung arbeitet ohne Luft- oder Wasserströmung, was einen einfacheren und ruhigeren Betrieb ohne Luft und/oder Wasserströmungssteuermechanismen ermöglicht und ohne Fluidströmungen, die ein Kontaminationsrisiko und/oder Wartungsprobleme erzeugen können.
1 stellt veranschaulichend die Anbringung von zwei Patientenwärmungsvorrichtungen 100 an einem Patienten dar. Die Patientenwärmungsvorrichtungen 100 können auf die Haut des Patienten an jeder geeigneten Stelle beispielsweise auf den Oberarm oder dem Oberschenkel aufgebracht werden. Die Patientenwärmungsvorrichtung 100 ist eine flexible Vorrichtung, die um einen Patienten oder einen Abschnitt eines Patienten, wie z. B. einen Arm oder einen Oberschenkel, gemäß Darstellung in 1 gewickelt werden kann. Leiterpaare 102, 104 können mit einer (in 5 dargestellten) Stromquelle verbunden sein, um elektrischen Strom durch die Patientenwärmungsvorrichtung 100 zu liefern. Im Wesentlichen kann die Patientenwärmungsvorrichtung 100 an Abschnitten des Körpers mit höherer Blutzirkulation angebracht werden, um die Wärmeverteilung in dem Patienten zu verbessern. Es wird angenommen, dass an den Gliedmaßen des Patienten angebrachte Wärmungsvorrichtungen einen guten Wärmezugang zu dem menschlichen Kreislaufsystem, und damit eine effiziente Patientenwärmung bereitstellen können. Obwohl 1 zwei Patientenwärmungsvorrichtungen 100 darstellt, können mehr oder weniger Patientenwärmungsvorrichtungen (z. B. eine oder mehr) an einem Patienten angebracht werden. Zusätzlich wird es in Betracht gezogen, dass die an einem Patienten in jeder Lage platziert werden können, die für die Übertragung von Wärme an den Patienten aus der Patientenwärmungsvorrichtung 100 geeignet ist. Ferner ist die Patientenwärmungsvorrichtung 100 für eine effizientere Nutzung der Vorrichtung abnehmbar, neu positionierbar und kann wiederverwendbar oder wegwerfbar sein. Die Patientenwärmungsvorrichtung kann dazu genutzt werden, Pflegekräften die Flexibilität der Bereitstellung einer Patientenwärme zu geben, während gleichzeitig ein notwendiger Zugang zu anderen Abschnitten des Patienten (z. B. während chirurgischer Prozeduren) erhalten bleibt.
Die Patientenwärmungsvorrichtung 100 kann im Wesentlichen jede gewünschte Größe und Geometrie für eine gewünschte Anwendung haben. In einigen Ausführungsformen kann die Patientenwärmungsvorrichtung 100 so dimensioniert sein, dass sie auf den Großteil menschlicher Oberschenkel aufgebracht werden kann, ohne zusätzliches Material zu überlappen. In einigen Ausführungsformen ist die Patientenwärmungsvorrichtung 100 so bemessen, dass sie auf den Großteil der Oberarme (über dem Ellbogen) ohne zusätzliches überlappendes Material aufgebracht werden kann. Aufgrund der Effizienz der Wärmeübertragung wird angenommen, dass eine relativ klein dimensionierte Patientenwärmungsvorrichtung oder mehrere derartiger Vorrichtungen die erforderliche Wärme bereitstellen können, um ausreichend Wärme (über das Kreislaufsystem des Patienten) in vielen Fällen niedriger Körpertemperatur zu liefern. Die Verwendung einer klein dimensionierten Vorrichtung ermöglicht einen besseren Zugang zu dem Patienten, als er bei anderen Wärmungsvorrichtungen zur Verfügung steht. Ferner ermöglicht es die Effektivität der Vorrichtung trotz kleiner Abmessung, ihre Verwendung in jedem von einer Anzahl von Körperbereichen mit guter Zirkulation, der von dem Bereich entfernt sein kann, der medizinischer Behandlung bedarf. Diese kompakte Effektivität ermöglicht es einem Pfleger, die Verwendung des Patientenrückens zu vermeiden – wie es oft bei anderen Vorrichtungen zum Wärmen geschieht, während gleichzeitig ein Zugang bereitgestellt wird. Der Rücken hat, obwohl er oft außerhalb des Zugangswegs liegt, eine schlechte Zirkulation und der Brustkorb wirkt als Wärmeisolator.
Zusätzliche nicht einschränkende Beispiele von Bereichen, die für die Einbringung von Wärme mit der Patientenwärmungsvorrichtung 100 geeignet sind, können die inneren Oberschenkel, die Arme, die Brustseite, der Bauch, der Hals und dergleichen sein, obwohl jede geeignete Stelle verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Patientenwärmungsvorrichtung 100 an einer Patientenstelle mit etwas Druck aufgebracht werden, wie er durch das Gewicht des Patienten oder mit Pflaster-, Band-, und Klettbefestigungselementen oder anderen geeigneten Verbindungsmitteln oder Vorrichtungen aufgebracht wird, um die gewünschte Position der Patientenwärmungsvorrichtung aufrechtzuerhalten. Jedoch sollte ein derartiger Druck die Zirkulation nicht wesentlich beeinträchtigen. In den meisten Fällen geht man davon aus, dass die Patientenwärmungsvorrichtung 100 für eine erhebliche Zeitdauer wie z. B. 24 Stunden oder länger angebracht werden kann. Die Materialien können so gewählt werden, dass die Anzahl von Patienten minimiert wird, die aufgrund der Verwendung der Patientenwärmungsvorrichtung für Kontaktdermatitis empfindlich sind.
2A ist eine Schrägansicht eines Bereichs der Patientenwärmungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Patientenwärmungsvorrichtung 100 enthält im Wesentlichen eine Heizschicht 220 zum Erzeugen von Wärme, die an den Patienten zu übertragen ist, und optional eines oder beides von einem Wärmeisolator 210, der auf einer vom Patienten abgewandten Seite der Heizschicht angeordnet ist und einer Wärmeleitschicht 230, die auf einer Patientenseite der Heizschicht angeordnet ist. In Ausführungsformen, bei denen sowohl der Wärmeisolator 210 als auch die Wärmeleitschicht 230 vorgesehen sind, können sie auf gegenüberliegenden Seiten der Heizschicht 220 gemäß Darstellung in 2A angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Wärmeisolationsschicht 210 dafür vorgesehen sein, die Übertragung von Wärme aus der Wärmelementschicht 220 in einer Richtung weg von dem Patienten zu begrenzen, indem die Patientenwärmungsvorrichtung 100 von der Umgebung (mit Ausnahme des Patienten) isoliert wird. Dort, wo die Wärmeabgabe der Patientenwärmungsvorrichtung ausreicht, um die erforderliche Wärme an den Patienten ohne die Wärmeisolationsschicht 210 zu liefern, wird eine derartige Isolationsschicht nicht benötigt. In einigen Ausführungsformen kann der Wärmeisolator 210 ein dünner flexibler Schaum mit geschlossenen Zellen sein, obwohl auch andere flexible Materialien mit einer hohen internen Oberfläche und niedriger Wärmeleitung erwartungsgemäß eine ausreichende Wärmeisolation liefern können. Beispielsweise kann der Wärmeisolator 210 in einigen Ausführungsformen eine Wärmeleitfähigkeit haben, die innerhalb ca. 10 bis ca. 20 Prozent der durchschnittlichen Wärmeleitfähigkeit eines menschlichen Körpers liegt. In bestimmten Anwendungen, wie z. B. in einem Krankenhaus oder in einer anderen Umgebung mit ausreichender Energieversorgung, beispielsweise über eine Wandsteckdose, kann der Wärmeisolator nicht erforderlich sein. In bestimmten Anwendungen, wie z. B. in Feldumgebungen oder in einer anderen Situation, in welcher relativ wenige Energie bereitgestellt wird, wie z. B. mittels einer Batterie, kann ein Wärmeisolator eine effizientere Nutzung der verfügbaren Leistung ermöglichen, indem der Wärmeverlust an die Umgebung minimiert wird. In einigen Ausführungsformen kann der Wärmeisolator 210 eine angrenzend an die Heizschicht 220 angeordnete Schicht auf einer der Patientenseite der Heizschicht 220 gegenüberliegenden Seite sein. In einigen Ausführungsformen kann der Wärmeisolator 210 permanent oder lösbar mit der Heizschicht 220 verbunden sein, beispielsweise durch Verkleben (beispielsweise mit Klebern oder dergleichen), Wärmediffusion, Lösungsmittelverbindung, Verschweißung, Ultraschallverschweißung, mechanische Befestigungselemente (wie z. B. Verschnürung, Klettbefestigungselementen, Bänder oder dergleichen) oder durch irgendein anderes geeignetes Befestigungsverfahren. In einigen Ausführungsformen kann der Wärmeisolator 210 in der Nähe der Heizschicht 220 platziert sein, ohne dass der Wärmeisolator 210 mit der Heizschicht 220 verbunden ist (indem er beispielsweise lediglich über der Heizschicht 220 angeordnet ist).
In einigen Ausführungsformen kann eine Wärmeleitschicht 230 vorgesehen sein, um die Wärmeleitung zwischen der Heizschicht 220 und dem Patienten zu verbessern. Die Wärmeleitschicht 230 kann thermisch mit der Heizschicht 220 in jeder geeigneten Weise verbunden sein, die eine stabile und gleichmäßige Wärmeübertragung aus der Heizschicht 220 an die Wärmeleitschicht 230 ermöglicht. So wie hierin verwendet, bedeutet thermische Verbindung eine Verbindung in einer Weise, die Lufttaschen oder andere wärmeisolierende Materialien zwischen der Leitschicht 230 und der Wärmeelementschicht 220 minimiert oder eliminiert. Die Minimierung oder Elimination von derartigen Lufttaschen oder anderen thermisch isolierenden Materialien ermöglicht eine stabile und gleichmäßige Wärmeübertragung aus der Wärmeelementschicht 220 an die Wärmeleitschicht 230. So wie hierin verwendet, soll ”Wärmeleitung” die Fähigkeit bedeuten, Wärmeenergie von einer Stelle an eine andere Stelle mit minimalem Temperaturabfall zu transportieren.
In einigen Ausführungsformen kann die Wärmeleitschicht 230 unmittelbar angrenzend an die Wärmeelementschicht 220 angeordnet sein. Die Wärmeleitschicht 230 kann an der Wärmeelementschicht durch die Verwendung von Klebern, Schweißung, Ultraschallschweißung oder durch eine natürliche Bindungsaffinität zwischen den Materialien der Heizschicht 220 und der Wärmeleitschicht 230 befestigt sein. In einigen Ausführungsformen kann das dielektrische Substrat 222 der Heizschicht behandelt sein, wie z. B. durch die Verwendung eines Primers, eine Plasmabehandlung (wie z. B. Koronabehandlung) oder dergleichen, um die Verbindung zwischen der Heizschicht 220 und der Wärmeleitschicht 230 zu verbessern.
Die Wärmeleitschicht 230 ist zwischen der Haut des Patienten und der Heizschicht 220 angeordnet und weist typischerweise ein Material auf und hat eine Dicke, die einen guten Hautkontakt mit dem Patienten ermöglicht. Die Wärmeleitschicht 230 kann auch ein Volumen bereitstellen, durch welches die von der Heizschicht 220 erzeugte Wärme diffundieren kann, um gleichmäßiger zu werden und des weiteren lokale Überhitzungspunkte zu vermeiden. Die Dicke der Wärmeleitschicht 230 kann gewählt werden, dass sie ein Gleichgewicht zwischen der Diffusion der Wärme und dem Wirkungsgrad der Vorrichtung hält. Im Wesentlichen liefert eine dickere Wärmeleitschicht 230 eine größere Diffusion über der Ebene der Wärmeleitschicht (z. B. der in 2A dargestellten X-Y-Ebene). Die Ausgestaltung der Heizschicht 220 kann auch gesteuert werden, um ein verträgliches Wärmeprofil der Patientenwärmungsvorrichtung 100 bereitzustellen. Somit kann die Ausgestaltung der Wärmeelementschicht 220 und der Wärmeleitschicht 230 gewählt werden, um Überhitzungspunkte zu minimieren, während gleichzeitig ein effizienter Betrieb der Patientenwärmungsvorrichtung 100 erhalten bleibt. In einigen Ausführungsformen ist die Dicke der Wärmeleitschicht 230 weniger als ca. 0,5 mm. In einigen Ausführungsformen ist die Dicke der Wärmeleitschicht 230 weniger als ca. 3 mm. In einigen Ausführungsformen ist die Dicke der Wärmeleitschicht 230 zwischen ca. 0,75 und ca. 1,5 mm.
Die Wärmeleitschicht 230 kann jedes geeignete wärmeleitende Material aufweisen, das in einer Krankenpflegeumgebung verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen muss die Wärmeleitschicht 230 sterilisiert oder sterilisierbar sein. In einigen Ausführungsformen, in welchen die Sterilisation kein Problem ist, muss die Wärmeleitschicht 230 nicht sterilisiert (oder sterilisierbar) sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Wärmeleitschicht 230 ein Gel aufweisen, das so gewählt ist, dass es gute Wärmeleitfähigkeit und gute Flexibilität hat. In einigen Ausführungsformen ist das Gel ausreichend formbar, sodass es an die Gestalt des Patienten in einem besseren Ausmaß angeformt werden kann, als es durch die Flexibilität der Patientenwärmungsvorrichtung 100 ermöglicht würde. In bestimmten Ausführungsformen ist das Gel thermisch leitfähiger und in einigen Ausführungsformen deutlich leitfähiger als die Fettschicht des Patienten, wie z. B. die Fettschicht des menschlichen Rückens. In einigen Ausführungsformen kann das Gel die Haut des Patienten benetzen einschließlich einer Anformung an die Poren der Haut des Patienten, um eine Quelle einer thermischen Impedanz zu reduzieren oder zu beseitigen, die durch zwischen der Patientenwärmungsvorrichtung und dem Patienten eingeschlossene Luft bewirkt wird.
Das Gel kann beispielsweise ein Hydrogel sein, das aus natürlichen oder synthetischen Polymeren ausgebildet ist. Hydrogele enthalten typischerweise einen hohen Wasseranteil und sind dadurch generell wärmeleitend. Hydrogele werden oft in der Wundversorgung eingesetzt und demzufolge wird angenommen, dass das Gel so gewählt werden kann, dass eine angemessene Hautkompatibilität erzielt werden sollte. Gele, wie z. B. Hydrogele können beispielsweise aus Polyacrylamid-Copolymer, Ethylenmaleinanhydrid-Copolymer, vernetzter Carboxymethylzellulose, Polyvinylalcohol-Copolymeren, vernetztem Polyethylenoxid, stärkeveredeltes Copolymer aus Polyacrylmetyl, Hydrokolloid-Materialien (wie z. B. Natrium- oder Kalziumcarboxidmelhylzellulose, Pektin, Gelatine, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl, Collagen, Karayagummi und dergleichen) usw. bestehen. Die Gele können in einer Schaumstruktur verteilt sein und somit Gel gefüllte Schäume umfassen. Ein Beispiel eines zur Verwendung in einer Patientenwärmungsvorrichtung, wie hierin beschrieben, geeigneten Hydrogels ist im Handel von Katecho Inc., in Des Moines, Iowa erhältlich.
In einigen Ausführungsformen kann das Gel kurzzeitig in einem Kunststofffilm eingeschlossen oder davon abgedeckt sein, um das Gel vor Austrocknung zu bewahren. Der Abdeckfilm kann dann vollständig oder teilweise entfernbar sein und beispielsweise vor der Aufbringung der Patientenwärmungsvorrichtung auf den Patienten entfernt werden, um den Wärmekontakt zwischen der Wärmeleitschicht 230 und dem Patienten zu maximieren. Filme, die optional zum Einschließen oder Abdecken des Gels verwendet werden, können beispielsweise Polyester (wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat oder dergleichen), Polyethylen oder dergleichen einschließlich jedes Films sein, der die Gelschicht schützt und sie vor Austrocknung bewahrt.
In einigen Ausführungsformen kann die Wärmeleitschicht 230 abnehmbar mit der Wärmeelementschicht 220 verbunden sein, um die Wiederverwendung des Restes der Patientenwärmungsvorrichtung zu ermöglichen. Beispielsweise könnte nach einer anfänglichen Nutzung auf einem ersten Patienten die Wärmeleitschicht (welche in Kontakt mit dem ersten Patienten steht) entfernt werden und eine neue Wärmeleitschicht 230 könnte bereitgestellt und mit der Wärmeelementschicht 220 verbunden werden, um eine saubere Oberfläche für die Aufbringung der Patientenwärmungsvorrichtung an einem zweiten Patienten bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen, in welchen die Wärmeleitschicht 230 ein Gelmaterial ist, kann die Entfernung der Patientenwärmungsvorrichtung die Wärmeleitschicht 230 beschädigen. Somit können die Entfernung des Restes des Gelmaterials der Wärmeleitschicht und die Aufbringung einer neuen Wärmeleitschicht 230 die Wiederverwendung der Patientenwärmungsvorrichtung ermöglichen. Alternativ wird es in Betracht gezogen, dass die Patientenwärmungsvorrichtung eine wegwerfbare Einmalgebrauchsvorrichtung sein kann.
In einigen Ausführungsformen können Komponenten der Patientenwärmungsvorrichtung verpackt, zusammengesetzt und einsatzbereit sein. In einigen Ausführungsformen können Komponenten der Patientenwärmungsvorrichtung getrennt als ein Satz verpackt sein. Beispielsweise kann eine Folie, ein Polymer (wie z. B. Tyvek^®) oder ein anderes geeignetes Verpackungsmaterial mit der Heizschicht 220 vorgesehen sein und optional eine Wärmeleitschicht 230 und/oder ein Wärmeisolator 210 getrennt darin angeordnet sein. Nach der Öffnung des Paketes können die Komponenten der Patientenwärmungsvorrichtung zur Verwendung zusammengesetzt werden. In einigen Ausführungsformen können die Heizschicht 220 und der Wärmeisolator 210 miteinander verbunden werden, wobei nur die Wärmeleitschicht 230 getrennt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Wärmeleitschicht 230 in einem Paket getrennt von den anderen Komponenten der Patientenwärmungsvorrichtung so bereitgestellt werden, dass eine neue Wärmeleitschicht 230 bereitgestellt werden kann, wenn die Patientenwärmungsvorrichtung nochmals verwendet wird. In einigen Ausführungsformen können das Paket und die darin verpackten Komponenten sterilisiert oder sterilisierbar sein.
Die Heizschicht 220 ist dafür ausgelegt, Wärme zu erzeugen, die an den Patienten übertragen wird, an welchem die Vorrichtung angebracht ist. In einigen Ausführungsformen kann die Heizschicht 220 ein oder mehrere Heizelemente, wie z. B. Widerstandsheizer enthalten, die auf einem dielektrischen Teilsystem 222 angeordnet sind. Beispielsweise kann, wie in 2B dargestellt (welche zu Veranschaulichung den Wärmeisolator 210 gestrichelt darstellt), ein elektrischer Schaltkreis oder eine Heizzelle 224 vorgesehen sein, um Wärme durch Joule'sche Erwärmung zu erzeugen. Obwohl nur eine Heizzelle 224 dargestellt ist, können mehrere Heizzellen vorgesehen sein (siehe beispielsweise 4). Beispielsweise kann eine Patientenwärmungsvorrichtung zehn oder Hunderte oder Tausende Heizzellen enthalten. Zusätzlich können jede einzelne oder alle von den in einer speziellen Patientenwärmungsvorrichtung vorgesehenen Heizzellen ein oder mehrere Heizelemente enthalten. Beispielsweise können jede einzelne oder mehrere von den Heizzellen zehn oder Hunderte oder Tausende von Heizelementen enthalten. Die Anzahl und/oder Geometrie der Heizzellen und/oder der Heizelemente oder anderer Komponenten der Heizzellen kann beliebig variiert werden, um unter anderem eine gewünschte Leistungsdichte pro Flächeneinheit, eine gewünschte Auflösung der Steuerung über den Heizelementen oder dergleichen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann jedes Heizelement ca. 1,27 cm (0,50'') oder ca. 0,64 cm (0,25'') oder weniger pro Seite haben (z. B. jedes Heizelement kann eine größere Querschnittsfläche als ca. 0,64 cm² (0,25 in²) oder weniger als ca. 0,16 cm² (0,06 in²) oder weniger haben). Weitere größere oder kleinere Abmessungen der Heizzellen können ebenso verwendet werden.
Das dielektrische Substrat 222 ist im Wesentlichen ein flexibler Polymerfilm, wie z. B. aus Polyethylen, Polyester oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen kann die Heizzelle durch Siebdrucken von Leittinten (wie z. B. Polymer-Dickfilmtinten oder Pasten) auf das dielektrische Substrat 222 erzeugt werden. Es wird auch angenommen, dass Drähte oder andere elektrische Widerstandsmaterialien eine ausreichend Wärmeerzeugung bei der Anlegung eines Stroms durch den Schaltkreis liefern und ebenfalls verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen kann eine (nicht dargestellte) schützende dielektrische Beschichtung oder Schicht über der Heizzelle oder den Zellen (oder den Heizelementen der Zelle) angeordnet sein, um die Heizzellen zu schützen.
Jede Heizzelle 224 kann mit einer elektrischen Stromquelle (wie z. B. einer Batterie, einer Stromversorgung, einer Wandsteckdose oder dergleichen) über Leiter 102, 104 verbunden sein. Optional können die Leiter 102, 104 an einem Verbinder 250 angeschlossen sein, der in einen dazu passenden Verbinder gesteckt werden kann, der mit der Stromversorgung für die Patientenwärmungsvorrichtung verbunden ist. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen, in welchen die Patientenwärmungsvorrichtung für einen Betrieb mit einer Standardstromversorgung ausgelegt ist, die beispielsweise über eine Wandsteckdose bereitgestellt wird, kann der Verbinder 250 ein Standardstecker sein, der für eine Verbindung mit der Wandsteckdose ausgestaltet ist. Alternativ kann der Verbinder 250 in einigen Ausführungsformen entweder zu direkten Steckung oder über einen passenden Verbinder in einen Batteriepack, einen Transformator, eine Stromversorgung oder dergleichen ausgestaltet sein. In Ausführungsformen, in welchen mehrere Heizzellen vorgesehen sind, können die Leitungen für die Zuführung von Strom zu jeder Heizzelle zusammengefasst und an einen gemeinsamen Verbinder zur einfachen Verbindung der Heizzellen mit der Stromquelle angeschlossen sein.
Die Heizschicht kann verschiedene Ausgestaltungen haben. Im Wesentlichen enthält die Heizschicht eine oder mehrere darin angeordnete Heizzellen. Die Heizzelle oder die Zellen enthalten ein oder mehrere darauf angeordnete Heizelemente. Jedes Heizelement (oder alternativ Gruppen von Heizelementen) kann unabhängig steuerbar sein, um die gewünschte Auflösung einer lokalen Wärmesteuerung bereitzustellen. Das eine oder die mehreren Heizelemente können in einem elektrischen Schaltkreis bereitgestellt werden, der mit einer Stromquelle verbunden ist. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen mehrere unabhängig steuerbare Heizelemente parallel zum Strom angeordnet sein, der von einer Konstantspannungsquelle geliefert wird. In einigen Ausführungsformen können mehrere unabhängig steuerbare Heizelemente in Reihe zum Strom angeordnet sein, der von einer Konstantstromquelle geliefert wird. In einigen Ausführungsformen, in welchen die Heizelemente parallel zum elektrischen Strom angeordnet sind, der von einer Konstantspannungsquelle geliefert wird, könnte ein unabhängig steuerbares Heizelement einen Streifen aus einer Widerstandstinte mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) sein, oder einer Widerstandstinte, die in Reihe mit einer PTC-Widerstandstinte angeordnet ist, oder eine Widerstandstinte, die in Reihe mit einem aktiven elektrischen Element angeordnet ist, das selektiv über einer vordefinierten Schalttemperatur ausschaltet. In einigen Ausführungsformen, in welchen die Heizelemente in Reihe mit elektrischem Strom angeordnet sind, der von einer Konstantstromquelle geliefert wird, könnte ein unabhängig steuerbares Heizelement ein Streifen aus Widerstandstinte mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) sein, oder eine Widerstandstinte, die parallel zu einem aktiven elektrischen Element (oder einer Anordnung von Elementen) angeordnet ist, das dazu dient, selektiv Strom um das Element herum und von der Widerstandstinte weg zu leiten, wenn das unabhängig steuerbare Heizelement eine vorbestimmte Schalttemperatur überschreitet.
Beispielsweise stellt 3A eine veranschaulichende Draufsicht auf die Heizschicht 220 mit einer darauf angeordneten Heizzelle 324A gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung dar. Die Heizzelle 324A ist als ein Widerstandsheizer ausgebildet, der elektrisch leitende Leiter 302 und 304 mit einem oder mehreren elektrischen Widerstandspfaden 306 enthält, die die elektrischen Leiter 302 und 304 brücken. In einigen Ausführungsformen enthalten die Heizelemente der Heizzelle vorherrschend die elektrischen Widerstandspfade 306. Die Anzahl und Abmessung der elektrischen Widerstandspfade 306 kann gewählt werden, um die Oberflächendichte der Heizzelle 324A zu steuern. In einigen Ausführungsformen können die elektrischen Widerstandspfade 306 eine Länge angenähert gleich oder größer als die Gesamtdicke des dielektrischen Substrates 222 und der Wärmeleitschicht 230 haben. In einigen Ausführungsformen haben die elektrischen Widerstandspfade 306 eine Länge, die größer als ca. 0,5 mm oder gröber als ca. 1 mm und bis zu ca. 15 mm ist. Die Leiter und andere leitende Abschnitte der Heizzelle 324A können geeignete leitende Materialien wie vorstehend diskutiert aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann eine Leittinte, wie z. B. eine silber-basierende elektrisch leitende Paste, auf das dielektrische Substrat 222 siebgedruckt oder anderweitig abgeschieden und gehärtet sein, um die elektrisch leitenden Leiter 302, 304 zu erzeugen. Die elektrischen Widerstandspfade 306 können dieselben oder andere Materialien wie die Leiter 302, 304 aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die elektrischen Widerstandspfade 306 kohlenstoffbasierendes Material aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die elektrischen Widerstandspfade 306 ein Material mit positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Geeignete Beispiele einer siebdruckfähigen kohlenstoffbasierenden Tinte umfassen die Kohlenstoff-Leittinten 7282, 7102 und 7105, die von DuPont Microcircuit Materials of Research Triangle Park, Nc. beziehbar sind. Geeignete Beispiele einer siebdruckfähigen silberbasierenden Tinte umfassen Silber-Leittinten 5000, 5021, 5025 und 5028, die ebenfalls von DuPont Microcircuit Materials beziehbar sind.
In einigen Ausführungsformen können wenigstens einige von den elektrischen Widerstandspfaden 306 aus einem Material mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) hergestellt werden, in welchem der elektrische Widerstand zunimmt und in einigen Ausführungsformen abrupt zunimmt, wenn sich die Temperatur einer Schalttemperatur annähert. In Ausführungsformen, in welchen die elektrischen Widerstandspfade 306 PTC-Materialien aufweisen, kann jeder elektrische Widerstandspfad 306 das kleinste unabhängig steuerbare Heizelement der Patientenwärmungsvorrichtung definieren. In einigen Ausführungsformen ist es ein Vorteil, Miniatur-PTC-Heizer über der Heizschicht anzuordnen, da die Verwendung von Miniatur-PTC-Widerstandsheizern Überhitzungspunkte über der Patientenwärmungsvorrichtung minimiert, da sich jedes Heizelement unabhängig selbst regelt. In einigen Ausführungsformen kann das PTC-Material auf dem Substrat in einer ähnlichen Weise wie vorstehend diskutiert abgeschieden sein. Ein Beispiel einer siebdruckfähigen Tinte mit positiven Temperaturkoeffizienten ist 7282 PTC Carbon Resistor, die von DuPont Microcircuit beziehbar ist. Weitere Komponenten der Heizzelle oder Abschnitte davon können ebenfalls alternativ zu oder in Kombination mit den elektrischen Widerstandspfaden 306 aus PTC-Materialien erzeugt werden. Die Schalttemperatur kann abhängig von der Auslegung der Patientenwärmungsvorrichtung oder dem Betrieb einer Steuerung gemäß einer Anzahl von Optionen gewählt werden. In einer Option liegt die Schalttemperatur bei der Temperatur, die an dem Patienten durch die Gelschicht hindurch aufgebracht werden soll. In einer weiteren Option ist die Schalttemperatur eine Temperatur, die höher als die gewünschte Aufbringungstemperatur ist und zu der gewünschten Aufbringungstemperatur an der Körperkontaktoberfläche (aufgrund der Wärmeimpedanz der Gelschicht) führt. In einer weiteren Option ist die Schalttemperatur eine etwas höhere Temperatur als die gewünschte Aufbringungstemperatur, was eine Sicherheitsreserve für einen weiteren Temperatursteuermechanismus bereitstellt. Die gewünschte Aufbringungstemperatur (an der Oberfläche der Patientenwärmungsvorrichtung) liegt typischerweise zwischen ca. 37 bis 43°C. Für Menschen kann beispielsweise eine gewünschte Aufbringungstemperatur ca. 37 bis 40°C sein. Für ein Tier mit höherer Körpertemperatur kann sie ca. 40 bis 43°C sein.
Die ”Schalttemperatur” für die Zwecke dieser Patentanmeldung soll durch die (für den Patienten vorgesehene) Aufbringungstemperatur definiert sein. In einigen Ausführungsformen können die Heizelemente Leistung bis zu 0,155 W/cm² (1 W/in²) liefern. In einigen Ausführungsformen kann wenigstens ein Heizelement (oder Heizer) pro Quadratzentimeter vorhanden sein. Die Heizer selbst können wesentlich kleiner als die Fläche des Gel ein, an welches sie wärme liefern. Wo möglich, wird für den Zweck der Berechnung einer derartigen Dichte die von dem Heizelement belegte Fläche, teilweise durch die Medianbegrenzungen zwischen den Heizelementen gemessen. Für die Grenzen zu den Außenbereichen hin (die somit nicht durch das vorgenante Verfahren gemessen werden) wird die Fläche durch die Linien gemessen, die am symmetrischsten zu den durch die Innengrenzen definierten Linien sind. Somit ist, dort, wo dieses Verfahren ausführbar ist, die Dichte die Gesamtanzahl der Heizelemente über der Summe der so definierten Flächen. Dort, wo dieses Flächenmessverfahren nicht durchführbar ist, bestehen die Leitprinzipien in dem Finden einer Symmetrie soweit wie möglich und eine Zählung einer zu großen Fläche zu den Außenbereichen hin zu vermeiden, die nicht in die Erwärmung mit einbezogen ist.
Im Betrieb kann in einigen Ausführungsformen eine parallele Anordnung von PTC-Widerstandsheizern (z. B. elektrisch leitenden Pfaden 306) mittels Leitern 102, 104 mit einer Stromquelle verbunden sein, die einen Spannungsunterschied bereitstellt (z. B. eine Spannungsquelle). In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsquelle eine Konstantspannungsquelle sein. Wenn die PTC-Widerstandsheizer Wärme erzeugen und ihre Temperatur steigt, nimmt der Widerstand der PTC-Widerstandsheizer zu. Auf der Basis der Auswahl und der Auslegung der PTC-Widerstandsheizer bewirkt, wenn sich die Temperatur einem vorbestimmten Grenzwert annähert, der erhöhte Widerstand eine Verschiebung in dem Stromfluss auf andere PTC-Widerstandsheizer oder andere Stromflusspfade, die in einer parallelen Anordnung vorgesehen sind. Die Verringerung im Stromfluss bewirkt eine Abkühlung des PTC-Widerstandsheizers, was dessen Widerstand verringert, was wiederum den Stromfluss dadurch hindurch erhöht. Eine derartige Konfiguration ermöglicht die Selbstregelung oder unabhängige Regelung über jedem einzelnen PTC-Widerstandsheizer.
Die Heizzellen können vorgefertigt und mit dem Heizschichtsubstrat verbunden werden oder direkt auf dem Heizschichtsubstrat beispielsweise mittels Siebdruckverfahren oder anderer Druckverfahren zur Herstellung elektrischer Leiterbahnen, wie z. B. unter Verwendung einer Tinte, die mit Wärme oder Lösungsmittelverdampfung gehärtet werden, erzeugt werden. PTC-Materialien werden typischerweise (a) aus Polymermaterialien und Leiterpartikeln (z. B. polymerbasierende PTC-Materialien) so ausgebildet, dass, wie angenommen wird, Volumenzunahmen bei der Glasübergangstemperatur eine Trennung von Leiterpartikeln bewirken, oder (b) mit bestimmten keramischen Materialien (z. B. keramikbasierende PTC-Materialien) hergestellt, wobei sich die Widerstandszunahme – wie angenommen – aus Korngrenzeneffekten ergibt. Tinten können Partikel aus kristallinem Polymer (wie z. B. HD-Polyetyhlen oder dergleichen) und Partikel eines Leiters (wie z. B. Graphit, Silber oder dergleichen) enthalten. Die Wahl von Polymerpartikeln, Leiterpartikeln, die Verhältnisse dazwischen und dergleichen können variiert werden, um die Temperatur zu verändern, bei welchen die Heizer ihre Wärmeabgabe verlieren (z. B. bei der Schalttemperatur). Keramik-PTC-Materialien sind oft Titanat-Keramiken. Die Menge des PTC-Materials sollte ausreichen, um den erforderlichen Widerstandsabfall zu sorgen, der die Schalttemperatur ergibt.
Die Heizzelle 324 (und alle anderen Ausführungsformen der hierin offengelegten Heizzelle) können mit einer Stromquelle beispielsweise mittels Leitern (Leitern 102, 104, die in den 2A–B dargestellt sind) mit den elektrisch leitenden Leitern 302 und 304 verbunden werden. Beispielsweise können, wie es in 3A dargestellt ist, Kontaktabschnitte 318 und 320 auf den leitenden Leitern 302 und 304 vorgesehen sein, um die Verbindung mit (nicht dargestellten) entsprechenden Leitern zu ermöglichen, die ferner mit einer Stromquelle (gemäß Darstellung in 5) verbunden sein können. Wenigstens die Kontaktabschnitte 318, 320 der Leiter 302, 304 können ein Material aufweisen, das für eine zuverlässige Verbindung mit der Stromquelle geeignet ist. Die Leiter aus der Stromquelle können mit den Kontaktabschnitten 318 und 320 in jeder geeigneten Weise, wie z. B. durch Verlöten, Hartverlöten, Verkleben mit leitenden Klebern, Klemmen oder dergleichen dergestalt verbunden sein, dass eine stabile elektrische und mechanische Verbindung bereitgestellt wird. Nach dem Anlegen einer Spannung zwischen 302 und 304 fließt Strom durch die elektrischen Widerstandspfade, um dadurch Wärme zu erzeugen, welche durch das dielektrische Substrat 222 (und die Wärmeleitschicht 230, wenn vorhanden) an die Haut des Patienten übertragen wird.
In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, um die Temperatur (oder ein der Temperatur entsprechendes Maß) der Patientenwärmungsvorrichtung insgesamt oder von Abschnitten der Patientenwärmungsvorrichtung (wie z. B. einzelner Heizzellen oder Gruppen von Heizzellen) zu messen. Der Sensor kann mit einer Steuerung (z. B. der nachstehend diskutierten Steuerung 502) verbunden sein, die ebenfalls mit einer Stromversorgung oder einem Stromregler (z. B. der nachstehend diskutierten Stromversorgung 504) verbunden ist, um eine korrekte Funktion der Patientenwärmungsvorrichtung 100 zu verifizieren und/oder eine Regelung über der Temperatur der Heizelemente der Heizschicht 120 bereitzustellen. Beispielsweise kann das gemessene Maß an die die Patientenwärmungsvorrichtung steuernde Steuerung zurückgekoppelt werden, um eine genauere Kontrolle über die Temperatur der Patientenwärmungsvorrichtung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die rückgekoppelte Messtemperatur dazu genutzt werden, die gesamte Patientenwärmungsvorrichtung oder Abschnitte der Patientenwärmungsvorrichtung abzuschalten, oder die Rückkopplung kann zum Steuern der an eine, einige oder alle Heizzellen der Patientenwärmungsvorrichtung gelieferten Stroms verwendet werden. In einigen Ausführungsformen, und wie es in 3A dargestellt ist, kann ein Sensor 310 ummittelbar an der Heizzelle 324A vorgesehen sein.
Der Sensor 310 kann jeden geeigneten Sensor zum Messen der Temperatur der Patientenwärmungsvorrichtung, von Abschnitten davon und/oder des Patienten beinhalten. Beispielsweise kann der Sensor 310 zum Messen der Temperatur von Heizelementen, der Temperatur von anderen Abschnitten der Patientenwärmungsvorrichtung als den Heizelementen, einer Patientenhauttemperatur oder dergleichen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 310 elektrisch leitende Kontaktflächen 312, 314 aufweisen, die von einem Wärmesensor 316 überbrückt sind. In einigen Ausführungsformen weist der Wärmesensor 316 ein leitendes Material mit einer gut definierten Temperatur/Widerstands-Beziehung auf, die von der Steuerung genutzt werden kann, um die Temperatur des Wärmesensors 316 durch Messen des Widerstands des Wärmesensors 316 zu ermitteln. In einigen Ausführungsformen weist der Wärmesensor 316 ein Material mit positiven Temperaturkoeffizienten auf, wie z. B. bei einem gedruckten PTC-Termistor. Im Betrieb wird, sobald sich die Temperatur der Heizzelle 324A einer definierten Schalttemperatur (d. h., der Schalttemperatur des Materials mit positivem Temperaturkoeffizienten) annähert, eine große Zunahme im elektrischen Widerstand des Wärmesensors 316 gemessen, um dadurch einer Regelungsschaltung zu ermöglichen, die Spannung über den Leitern 302, 304 zu verringern, was wiederum die Menge der von der Heizzelle 324A erzeugten Wärme verringert. Alternativ oder in Kombination kann ein vorgefertigter Sensor unmittelbar an der Heizzelle angeordnet sein, um die Temperatur der Patientenwärmungsvorrichtung in der Nähe der Heizzelle zu überwachen.
Alternativ oder in Kombination könnte der Widerstand über der gesamten Heizzelle gemessen werden (d. h., die Heizzelle arbeitet selbst als der Sensor). Beispielsweise stellt 4 eine Ansammlung von vier Heizzellen 424 dar, die als eine Einzelzelle arbeiten, wenn die einzelnen Leiter 104 verbunden werden und die einzelnen Leiter 102 verbunden werden. Wenn die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Leitern 104 (und ähnlich für die einzelnen Leiter 102) unterbrochen ist, kann der Widerstand über den vier Heizzellen 424 unabhängig gemessen werden und an jede Heizzelle unabhängig Strom geliefert werden. Auf diese Weise können die Heizzellen in Kombination mit einer Regelungsschaltung verwendet werden, um eine unabhängige Temperaturregelung über der Heizoberfläche der Patientenwärmungsvorrichtung zu erzeugen, wobei die Fläche der unabhängigen Temperaturregelung ähnlich der Fläche der Heizzelle ist. In einigen Ausführungsformen können Schalter vorgesehen sein, um jede Heizzelle mittels der Regelung auf der Basis des gemessenen Widerstands der Heizzelle zu regeln.
Obwohl er als neben der Heizzelle liegend dargestellt ist, kann der Sensor über oder unter der Heizzelle liegend oder in anderen geeigneten Stellen zum Messen der Temperatur beliebig angeordnet sein. Beispielsweise kann der Sensor alternativ zu oder in Kombination mit anderen Sensoren über der oder näher an der Heizzelle (oder den Heizelementen der Zelle) anliegend angeordnet sein, um die Temperatur der Heizzelle oder von einem oder mehreren Heizelementen in der Heizzelle zu messen. Mehrere Sensoren können ebenfalls vorgesehen sein, die unmittelbar an einigen oder allen von den Heizzellen in einer Patientenwärmungsvorrichtung oder wo immer gewünscht angeordnet sind, um den Betrieb der Patientenwärmungsvorrichtung zu steuern. In einigen Ausführungsformen kann ein Wärmesensor außerhalb der Patientenwärmungsvorrichtung in Wärmekontakt mit einem Heizelement oder einer Heizzelle der Patientenwärmungsvorrichtung platziert werden, um eine externe Kalibrierung des Heizelementes oder der Heizzelle dergestalt zu ermöglichen, dass die Heizzelle selbst für eine genaue Wärmemessung wie vorstehend beschrieben verwendet werden kann. Der externe Wärmesensor kann ein genauer NTC-Termistor, ein Thermoelement oder optischer Sensor sein, der getrennt vorgesehen ist, oder der Teil des Verbinders und des Kabels ist, das den an die Heizzelle gelieferten Strom steuert. Ein Kalibrierungsverfahren könnte aus einer Platzierung des externen Wärmesensors in Verbindung mit einer Heizzelle und ohne Lieferung von Strom an die Patientenwärmungsvorrichtung und einer gleichzeitigen Messung der Temperatur der Heizzelle mit dem externen Wärmesensor und des elektrischen Widerstandes der Heizzelle bestehen, um somit eine Einpunkt-Temperaturkalibrierung der Heizzelle als ihr eigner Temperatursensor auszuführen. Eine Mehrpunkt-Kalibrierungskurve kann durch Anlegen von Strom an die Heizzelle und gleichzeitiges Messen und Paaren der Heizzellentemperatur und des Widerstandes konstruiert werden. Diese Art von Kalibrierungsansatz kann ein nützlicher Weg zur Beseitigung von Exemplardifferenzen zwischen unterschiedlichen Patientenwärmungsvorrichtungen nützlich sein, die insbesondere bei der Herstellung entstehen können, wenn die Heizzellen mit Polymerdickfilmen siebgedruckt werden, und eine unzureichende Kontrolle der Filmdicke (und demzufolge des elektrischen Widerstandes) keine Verwendung der Heizzellen als Wärmesensoren ohne Kalibrierung zulässt.
Alternativ oder in Kombination mit einigen Ausführungsformen kann der Sensor wenigstens teilweise von den Heizelementen dergestalt isoliert sein, dass der Sensor die Temperatur eines Patienten durch eine Wärmungsvorrichtung genauer messen kann, als die Temperatur der Heizelemente selbst. In derartigen Ausführungsformen kann eine Schicht 322 eines wärmeisolierenden Materials zwischen dem Sensor 310 und den Widerstandsheizern (z. B. den elektrisch leitenden Pfaden 306) vorgesehen sein. In einigen Ausführungsformen kann die Schicht 322 den Sensor 310 umgeben oder im Wesentlichen umgeben oder kann zwischen dem Sensor 310 und den Widerstandsheizern der Heizzelle angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 310 unter der Heizschicht angeordnet sein, und die Schicht 322 kann zwischen dem Sensor 310 und der Heizschicht angeordnet sein.
Wie vorstehend angemerkt, kann die Ausgestaltung und Auswahl von Materialien, die jede Heizzelle ausbilden, beliebig gewählt werden, um Heizzellen gewünschter Größe und/oder Geometrie bereitzustellen. Beispielsweise ist 3B eine Draufsicht auf eine Heizzelle 324B gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In der in 3B dargestellten Ausführungsform sind mehrere Brücken 326 mit positiven Temperaturkoeffizienten zwischen den Leiter 302 und die elektrischen Widerstandspfade 306 geschaltet, die den Leiter 302 mit dem Leiter 304 verbinden. Wie vorstehend beschrieben, begrenzt, wenn sich die Heizzelle einer definierten Schalttemperatur annähert, ein großer Widerstandsanstieg in den Brücken 326 mit positiven Temperaturkoeffizienten den durch die Schaltung geführten Strom, was wiederum die durch die Schaltung erzeugte Wärme begrenzt. Alternativ kann der gesamte Leiter 302 ein Material mit positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen, das, wenn es über eine vorbestimmte Schalttemperatur erhitzt wird, einen großen Widerstandsanstieg zeigt, und dadurch den durch die Schaltung geführten Strom verringert und die durch die Schaltung erzeugte Wärme begrenzt.
In einigen Ausführungsformen können, wie in 3C dargestellt, die mehreren elektrischen Widerstandspfade 306 ein anderes Bezugszeichen oder eine andere Geometrie als die in 3A und 3B dargestellten haben. Es wird in Betracht gezogen, dass andere Geometrien ebenfalls gemäß den hierin offengelegten Lehren verwendet werden können.
In einigen Ausführungsformen können einige oder alle von den Heizzellen der Heizschicht Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) aufweisen oder Heizelemente, die in Reihe angeordnet sind und von einer Stromquelle für eine gesteuerte Zuführung von Wärme zu dem Patienten betrieben werden. In einigen Ausführungsformen kann die Stromquelle eine Konstantstromquelle sein. Da jedes NTC-Heizelement unabhängig selbst regelt, können Miniatur-NTC-Widerstandsheizer verwendet werden, um Überhitzungsstellen über der Patientenwärmungsvorrichtung zu minimieren. Beispielsweise stellt 3D eine veranschaulichende Draufsicht auf die Heizschicht 220 mit einer Heizzelle 324D gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung dar. Die Heizzelle 324D kann im Wesentlichen in Zusammensetzung, Ausgestaltung und Betriebsweise wie die vorstehend diskutierte Heizzelle 324 mit einer Ausnahme wie nachstehend diskutiert sein. Wie in 3D dargestellt, kann die Heizschicht 220 in einigen Ausführungsformen eine auf dem Substrat 222 angeordnete Heizzelle 324 enthalten. Die Heizzelle 324D kann einen zwischen Kontaktabschnitten 318, 320 angeordneten leitenden Pfad 370 enthalten. Der leitende Pfad 370 wird durch in Reihe geschaltete Widerstandselemente 372 ausgebildet, die entlang einem elektrisch leitenden Leiter 302D (gemäß Darstellung in dem Detail von 3) angeordnet ist. Die Widerstandselemente 372 können jedes von den vorstehend diskutierten Materialien in Bezug auf die elektrisch leitenden Paare 306 mit der Ausnahme aufweisen, dass Materialien mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) anstelle von PTC-Materialien verwendet werden können.
Die Heizzelle 324D kann mehrere mm auf einer Seite (z. B. von ca. 1 bis ca. 5 mm pro Seite) haben, oder kann im Wesentlichen die Abmessung der Heizschicht 220 haben. Die Abmessung der Heizzelle 324D kann durch die Größe des Widerstands pro Längeneinheit für die NTC-Heizelemente und die Größe des verfügbaren Stroms bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können mehrere Zellen, beispielsweise in einer X-Y-Ebene über einer vollständigen Heizschicht angeordnet und alle unabhängig von einer Stromquelle betrieben, vorhanden sein. Wie vorstehend mit PTC-Heizelementen beschrieben, könnte der Widerstand über der gesamten NTC-Heizzelle oder dem Heizelement gemessen werden, um dadurch der Heizzelle oder dem Element zu ermöglichen, selbst als Sensor zu arbeiten und um auch die Möglichkeit einer Regelung der Temperatur der NTC-Heizzelle zuzulassen.
Im Falle eines in Reihe angeordneten und mit einer Stromquelle betriebenen Widerstandes mit negativen Temperaturkoeffizienten definiert die Breite der Widerstandsbahn die Abmessung, über welche eine unabhängige Steuerung der Temperatur erzeugt werden kann. Hier bestimmt, da die Breite typischerweise kleiner als die Länge der Widerstandsbahn zwischen den elektrisch leitenden Leitern (z. B. 318 und 320) ist, die kleinere Abmessung in der Ebene der Patientenwärmungsvorrichtung die Dimension für die unabhängige Temperatursteuerung. In dem Falle von parallel angeordneten und von einer Spannungsquelle betriebenen Widerständen mit positiven Temperaturkoeffizienten definiert der Abstand zwischen den Leitern (oder die Widerstandsbrückenlänge) die Dimension, über welche eine unabhängige Temperatursteuerung bereitgestellt werden kann. Hier ist die kleinere Dimension einer Widerstandsbahn (z. B. 306) in der Ebene der Patientenwärmungsvorrichtung typischerweise die Länge der Widerstandsbrücke, und diese kleinere Dimension definiert die Dimension für die unabhängige Temperatursteuerung. In einigen Ausführungsformen, in welchen das Heizelement PTC- oder NTC-Materialien aufweist, können die Temperatur und somit die elektrischen Eigenschaften über einem einzelnen Heizelement variieren, und somit kann sich ein einzelnes Heizelement, ähnlich wie hierin unter Bezugnahme auf die mehreren Heizelemente beschrieben, verhalten.
Alternativ oder in Kombination mit einigen Ausführungsformen können einige oder alle von den Heizzellen der Heizschicht Mikroschaltungen aufweisen. Beispielsweise wird gemäß Darstellung in 3E eine Heizzelle 324E gezeigt, die einen Mikroschaltkreis 350 enthält. In einigen Ausführungsformen enthält der Mikroschaltkreis 350 einen Heizkreis 352, einen Steuerlogikkreis 354, einen Temperatursensor 356, einen Schalterstromkreis 358, Stromleiter 362, um die Verbindung der Mikroschaltung mit einer Stromquelle (ähnlich zu den hierin diskutierten Leitern 102, 104) zu ermöglichen, und eine Steuerleitung 360. Der Heizkreis 352 weist einen oder mehrere Widerstandsheizer zum Erzeugen von Wärme in Reaktion auf einen durch den Kreis fließenden Strom auf. Der Schalterstromkreis 358 kann dafür vorgesehen sein, selektiv Elemente des Heizkreises 352 mit der Stromversorgung zu verbinden. Der Schaltvorgang kann als eine Steuerung eines Ein/Aus-Schalters vorgesehen sein, der den gesamten Heizkreis 352, einzelne Elemente des Heizkreises 352, Teilgruppen der Elemente des Heizkreises 352 oder Kombination der vorstehenden steuert. Die Steuerleitung 360 stellt eine oder mehrere Leiter zur Kommunikation mit der und/oder aus der Mikroschaltung 350 bereit. Die Steuerleitung 360 kann eine Verbindung der Mikroschaltung 350 mit anderen Komponenten ermöglichen, um Daten an die oder aus der Mikroschaltung 350 zu empfangen oder zu senden. Beispielsweise kann die Steuerleitung 360 mit einer weiteren von der Mikroschaltung 350 entfernt angeordneten Steuerung (wie nachstehend diskutiert) für eine Fernsteuerung oder Sammlung von Daten, einer Quelle von Eingabedaten (wie z. B. einer entfernten Temperatursensor), einer Anzeige, einem Alarm oder dergleichen verbunden sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerlogikschaltung 354 dafür vorgesehen sein, den Betrieb der Mikroschaltung 350 zu steuern. Beispielsweise kann die Steuerlogikschaltung 354 den Betrieb des Schaltstromkreises 358 steuern, der zwischen ein oder mehrere Elemente der Heizschaltung 352 geschaltete Schalter öffnen oder schließen kann, um die von der Heizschaltung 352 erzeugte Wärme zu vergrößern oder zu verringern. In einigen Ausführungsformen kann eine derartige Steuerung in Reaktion auf Daten bereitgestellt werden, die durch den Temperatursensor 356 bereitgestellt werden. Wie vorstehend diskutiert, kann der Temperatursensor 356 eine in der Mikroschaltung 350 vorgesehene getrennte Schaltung sein oder kann Teil einer anderen Schaltung (wie z. B. der Heizschaltung 352) sein. Alternativ kann in Ausführungsformen, in welchen kein Temperatursensor 356 vorhanden ist, eine derartige Steuerung in Reaktion auf Daten bereitgestellt werden, die von einem Temperatursensor geliefert werden, der irgendwo in der Patientenwärmungsvorrichtung angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung der Mikroschaltung 350 (oder mehrerer Mikroschaltungen 350) ferngesteuert, beispielsweise mittels einer Steuerung in Verbindung mit der Patientenwärmungsvorrichtung über die Steuerleitung 360 (wie z. B. die nachstehend unter Bezugnahme auf 5 diskutierte Steuerung 502), vorgesehen sein. In derartigen Ausführungsformen kann die Steuerlogikschaltung 354 aus der Mikroschaltung 350 weggelassen sein.
Die Anzahl von Heizelementen (oder Heizzellen) kann von der Gesamtgröße der Patientenwärmungsvorrichtung 100 abhängen. Die Anzahl von Heizelementen kann auch von der gewünschten Größe jedes Heizelementes abhängen. Es kann erwünscht sein, so viele Heizelemente wie praktisch möglich zu haben, sodass jede auf die Wärmelast an den entsprechenden Berührungspunkten reagieren kann. Die Gesamtgröße der Patientenwärmungsvorrichtung sollte auch so sein, dass sie die erforderliche Wärmeenergie liefert, um den Effekten von Wärmekonvektion aus einem Patienten entgegen zu wirken, der beispielsweise unbekleidet auf einem Operationstisch liegt, ohne die maximalen gewünschten Patientenoberflächentemperaturen zu überschreiten. Die Verwendung von getrennten Heizelementen oder Heizzellen, jede mit einem oberen Temperaturgrenzwert, trägt dazu bei, die Ausbildung von Überhitzungsstellen wie z. B. Überhitzungsstellen an Stellen der Patientenwärmungsvorrichtung zu vermeiden, an welchen die Wärme nicht effizient an die Patienten abgeführt wird, wie z. B. dort, wo die Heizvorrichtung sich von dem Patienten gelöst hat. Zusätzlich können kleinere Heizzellen die Anzahl möglicher Überhitzungsstellen in der Patientenwärmungsvorrichtung 100 reduzieren. In einigen Ausführungsformen befinden sich die ineinander verschachtelten leitenden Pfade 318 und 320 in einem engen Abstand mit einem typischen Bereich zwischen 0,5 mm und 15 mm, sodass die einzelnen Heizelemente 306 kurz sind, und dadurch eine minimale seitliche Dimension definieren, die unabhängig zur Wärmeerzeugung gesteuert werden kann. Alternativ oder in Kombination können Überhitzungsstellen auch durch die Auswahl der Geldicke wie vorstehend diskutiert begrenzt werden.
In einigen Ausführungsformen könnten die Heizzellen zueinander so parallelgeschaltet werden, dass die Auswirkung einer Trennung oder eines Ausfalls von einer oder mehreren von den Heizzellen nur einen geringen oder keinen Einfluss auf das Verhalten der Patientenwärmungsvorrichtung hat. In derartigen Ausführungsformen kann die Patientenwärmungsvorrichtung auch zu einer speziellen Anwendung passend in der Größe spezifisch anpassbar sein. Beispielsweise können Abschnitte der Patientenwärmungsvorrichtung weggeschnitten werden, um einen kleineren Sitz auf einem kleineren Patienten ermöglichen, oder um einen zusätzlichen Zugang zu einer Stelle auf dem Patienten in der Nähe der gewünschten Stelle der Patientenwärmungsvorrichtung bereitzustellen. Schnittlinien oder andere Markierungen können vorgesehen sein, um Stellen anzuzeigen, wo die Patientenwärmungsvorrichtung sicher geschnitten werden kann, ohne wesentliche Komponenten der Vorrichtung, (wie z. B. die Leiter zu der Stromquelle) zu durchschneiden.
5 stellt eine Patientenwärmungsvorrichtung 100 dar, bei der die Schichten für Veranschaulichungszwecke getrennt sind, die mit einer Stromversorgung 504 (oder einem Stromregler) und optional mit einer Steuerung 502 verbunden sind. Die Stromversorgung 504 kann jede geeignete Quelle oder Zuführung von Strom zum Betreiben der Patientenwärmungsvorrichtung, wie z. B. eine Konstantspannungsquelle, eine Konstantstromquelle, eine Gleichstromversorgung, eine Wechselstromversorgung, Netzstrom (wie z. B. ein Wandauslass oder dergleichen) sein. Ein Sensor 506 (ähnlich dem Sensor 310) kann vorgesehen und mit der Steuerung 502 verbunden sein, um eine korrekte Funktion der Patientenwärmungsvorrichtung 100 zu verifizieren, und/oder eine Regelung über der Temperatur der Heizelemente auf der Heizschicht 120 in derselben Weise wie vorstehend diskutiert, bereitzustellen.
Die Steuerung 502 weist im Wesentlichen eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 510, einen Speicher 512 und Unterstützungsschaltungen 514 für die CPU 510 auf und kann mit den Heizzellen (individuell oder gruppenweise) der Heizschicht 220 verbunden sein und diese steuern und/oder ist mit der Stromversorgung 504 für die Heizschicht 220 verbunden und steuert diese, und ist mit Dateneingängen verbunden, die Daten aus dem Sensor bzw. Sensoren 506 oder aus den Heizzellen 224 (wie z. B. dem Stromverbrauch der Heizer) oder Daten aus einer (nicht dargestellten) Temperaturüberwachungseinrichtung aufweisen, die mit dem von der Patientenwärmungsvorrichtung 100 gewärmten Patienten verbunden ist. Die Steuerung 502 kann eine von jeglicher Form eines Allzweckcomputerprozessors sein, der in einer industriellen oder medizinischen Umgebung zur Steuerung verschiedener Vorrichtungen und Teil-Prozessoren verwendet werden kann. Der Speicher oder ein computerlesbares Medium 513 der CPU 510 kann einer oder mehrere von leicht erhältlichen Speichern sein, wie z. B. von einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), Flash-Speicher, Floppy Disc, Festplatte oder von irgendeiner anderen Form von digitalen Speichern, sei es lokal oder entfernt. Die Unterstützungsschaltungen 514 sind mit der CPU 510 zur Unterstützung des Prozessors in einer herkömmlichen Weise verbunden. Diese Schaltungen können einen Cache, Stromversorgungen, Taktschaltungen, Eingangs/Ausgangs-Schaltungen und Teilsysteme und dergleichen beinhalten. Betriebsprotokolle für die Patientenwärmungsvorrichtung können in dem Speicher 512 als eine Softwareroutine gespeichert sein, die ausgeführt oder aufgerufen werden kann, um den Betrieb der Patientenwärmungsvorrichtung in der hierin beschriebenen Weise zu steuern. Die Softwareroutine kann auch durch eine zweite (nicht dargestellte) CPU gespeichert und/oder ausgeführt werden, die sich entfernt von der durch die CPU 510 gesteuerten Hardware befindet.
Die Steuerung 502 kann auf Eingangssignale reagieren, die anzeigen, ob die Patientenwärmungsvorrichtung zum Wärmen des gesamten Patienten verwendet werden soll, wobei die lokalisierte Wärme durch das Patientenkreislaufsystem transportiert wird, oder um hauptsächlich einen lokalen Bereich zu erwärmen. Lokalbereichwärme kann in der physikalischen Therapie, bei Verletzungsbehandlungen oder dergleichen nützlich sein.
Wie vorstehend dargestellt, kann die Patientenwärmungsvorrichtung ohne externe Steuerung betrieben werden, indem stattdessen ihre intrinsischen Wärmesteuerungsmerkmale der Heizschicht genutzt werden, die PTC-Heizzellen oder Mikroschaltungen und optional Temperatursensoren aufweist. Somit kann die Patientenwärmungsvorrichtung dazu genutzt werden, Wärmespitzen zu reduzieren, die in den einzelnen Heizzellen erzeugt werden könnten, ohne aktiv jede Heizzelle zu steuern.
Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht die Steuerung der an einen Patienten gelieferten Wärmeenergie statt der Temperatur der Vorrichtung. In weiteren Ausführungsformen kann die Patientenwärmungsvorrichtung mit minimalen Steuerelementen betrieben werden. Diese Optionen ermöglichen eine Verwendung in einer sehr leicht transportierbaren Form, wie z. B. bei einem Betrieb durch einen Batteriesatz und/oder ohne komplizierte Steuerkonsole.
Die Materialien der Patientenwärmungsvorrichtung sind im Wesentlichen so gewählt, dass die Vorrichtung ausreichend flexibel ist, um sie an einen Patienten anzuformen. Wie vorstehend erwähnt, kann die Wärmeleitschicht in einigen Ausführungsformen wegwerfbar sein. Es ist auch vorgesehen, dass die gesamte Patientenwärmungsvorrichtung wegwerfbar sein kann, da angenommen wird, dass sie in einem Preisbereich liegt, der eine Wegwerfnutzung praktikabel macht. Da die Patientenwärmungsvorrichtung ohne Luft- oder Wasserströmung arbeitet, erfordert sie keine Luft- und/oder Wasserdurchflusssteuermechanismen und erzeugt keine Fluidströmungen, die ein Kontaminationsrisiko in einem sterilen Bereich erzeugen. Zusätzlich wird, obwohl vorstehend im Hinblick auf bestimmte Schichten und Materialien beschrieben, in Erwägung gezogen, dass Varianten der vorstehenden Ausführungsformen unter Einhaltung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können. Beispielsweise können andere Materialien verwendet werden, die mit den vorstehend beschriebenen kompatibel sind oder ähnliche Funktionen bereitstellen, oder es können zusätzliche Schichten vorgesehen werden, die den Betrieb der Patientenwärmungsvorrichtung nicht wesentlich stören.
Obwohl Vorstehendes auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können weitere Ausführungsformen der Erfindung ohne Abweichung von ihrem grundsätzlichen Schutzumfang erdacht werden. Jeder nachstehende Anspruch, der als ein von einem unabhängiger Anspruch abhängiger geschrieben ist, kann auch als von jedem der Ansprüche unter einem derartigen unabhängigen Anspruch abhängiger mit der Ausnahme geschrieben werden, wo die Logik eine derartige Abhängigkeit ausschließt.

Claims

Patientenwärmungsvorrichtung, aufweisend: eine Heizschicht mit mehreren Heizzellen, die auf einem flexiblen Substrat angeordnet sind; eine Wärmeleitschicht, die auf einer Patientenseite der Heizschicht angeordnet ist, um von der Heizschicht erzeugte Wärme an einen Patienten zu übertragen; und optional: eine auf einer vom Patienten abgewandten Seite der Heizschicht angeordneten Wärmeisolator.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Heizzelle einen elektrischen Schaltkreis zum Erzeugen von Wärme durch Joule'sche Erwärmung aufweist.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine oder mehrere von den Heizzellen ein oder mehrere Heizelemente aufweisen, und wobei wenigstens einige von den Heizelementen wenigstens teilweise aus einem Material mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind, das dafür ausgelegt ist, den durch den Widerstandsheizer fließenden Strom bei Erreichen einer Schalttemperatur zu reduzieren.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Heizelemente elektrisch parallel angeordnet und mit einer Spannungsquelle verbunden sind.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine oder mehrere von den Heizzellen ein oder mehrere Heizelemente aufweisen, und wobei wenigstens einige von den Heizelementen wenigstens teilweise aus einem Material mit negativen Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind, das dafür ausgelegt ist, den Widerstand des Widerstandsheizers bei Erreichen einer Schalttemperatur zu reduzieren.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Heizelemente elektrisch in Reihe angeordnet sind und mit einer Stromquelle verbunden sind.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine oder mehrere von den Heizzellen eine Mikroschaltung aufweist.
Patientenwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mikroschaltung aufweist: einen Heizkreis; einen Steuerlogikkreis zum Steuern des Heizkreises; und einen mit dem Heizkreis verbundenen Schalterstromkreis, wobei die Steuerlogik den Betrieb des Schalterstromkreises steuert, um selektiv Heizelemente des Heizkreises zu aktivieren oder deaktivieren.
Patientenwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–8, wobei die Veränderung des elektrischen Widerstandes mit der Temperatur einer ersten Heizzelle zum Messen der Temperatur der ersten Heizzelle genutzt wird.
Patientenwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–8, wobei die Wärmeleitschicht ein Hydrogel aufweist.
Patientenwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–8, wobei die Wärmeleitschicht aus einem Material aufgebaut ist, die die thermische Impedanz der Haut bei einer Berührung damit verringert.
Patientenwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4 und 7–8, wobei die Heizzellen parallel geschaltet und angeordnet sind, dass sie die Entfernung eines Teils der Patientenwärmungsvorrichtung ohne Beeinträchtigung des Betriebs des restlichen Abschnittes der Patientenwärmungsvorrichtung ermöglichen und wobei die Patientenwärmungsvorrichtung ferner optional sichtbare Markierungen aufweist, die zur Darstellung vorgesehen sind, wo die Patientenwärmungsvorrichtung geschnitten werden kann, ohne den Betrieb der Patientenwärmungsvorrichtung zu beeinträchtigen.
Patientenwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–8, wobei die Patientenwärmungsvorrichtung flexibel ist, um eine Anformung der Patientenwärmungsvorrichtung an einen Patienten während der Nutzung zu ermöglichen.
Patientenwärmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–8, ferner aufweisend: eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der Heizzellen, und optional: einen Sensor, der dafür ausgelegt ist, ein mit der Temperatur korrelierendes Maß von einer Stelle der Patientenwärmungsvorrichtung an die Steuerung zu liefern.
Patientenwärmungsvorrichtungssatz, aufweisend: einen Patientenwärmungsvorrichtungsaufbau, der eine Heizschicht mit mehreren Heizzellen enthält; eine Wärmeleitschicht, die für eine abnehmbare Anordnung auf dem Patientenwärmungsaufbau angepasst ist, um eine Patientenwärmungsvorrichtung auszubilden, wobei die Wärmeleitschicht zur Anordnung zwischen dem Patienten und der Heizschicht angepasst ist, wobei die Patientenwärmungsvorrichtung dafür angepasst ist, dass sie flexibel ist, um eine Anformung an den Patienten zu ermöglichen; und optional ein Wärmeisolator auf der vom Patienten abgewandten Seite der Heizschicht angeordnet ist.