DE60025362T2

DE60025362T2 - System zur regelung der körpertemperatur unter reduktion des zitterns

Info

Publication number: DE60025362T2
Application number: DE60025362T
Authority: DE
Inventors: W. Michael Belmont DAE; R. Timothy Moss Beach MACHOLD; A. Wade San Jose KELLER
Original assignee: Radiant Medical Inc
Current assignee: Radiant Medical Inc
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: US20040073280A1; CA2378976A1; ATE314831T1; DE60025362D1; AU2005222530B9; JP2003506385A; WO2001010323A1; ES2256024T3; CA2378976C; EP1212000A1; US6572638B1; EP1212000B1; US6702839B1; AU782277B2; AU2005222530A1; AU2005222530B2; AU6377400A; JP4787919B2; US6231594B1; EP1212000A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum selektiven Regeln der Temperatur des gesamten Körpers eines Patienten oder eines Teils davon, indem die Temperatur einer Körperflüssigkeit oder eines Gewebes abgesenkt, gehalten oder erhöht wird, um die Temperatur des gesamten Körpers des Patienten oder eines Teils davon zu beeinflussen, während das Kältezittern verringert wird, das typischerweise eine derartige Temperaturregelung begleitet. Spezieller betrifft die Erfindung eine Wärmeaustauschvorrichtung in Kombination mit einem Regelungssystem und einem Mechanismus gegen Kältezittern, um die Temperatur des gesamten Körpers des Patienten oder eines Teils davon zu regeln, während gleichzeitig das Kältezittern verringert wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls neuartige Zusammensetzungen, die zur Verringerung des Kältezitterns verwendbar sind. Die Merkmale der Präambel von Anspruch 1 sind aus der US-A-5 486 208 bekannt.
HINTERGRUND
Die "Sollwerttemperatur" ist diejenige Temperatur, die der Körper durch thermoregulatorische Reaktionen aufrechtzuerhalten versucht. Unter normalen Umständen dienen die thermoregulatorischen Mechanismen im Inneren des menschlichen Körpers, einschließlich Schwitzen und Gefäßerweiterung zur Erhöhung der Wärmeabgabe, arteriovenöses ("AV") Shunting und Gefäßverengung zur besseren Wärmebewahrung sowie Kältezittern zur Unterstützung einer erhöhten Erzeugung von Körperwärme dazu, den Körper bei einer nahezu konstanten Sollwerttemperatur von etwa 37°C (98,6° F) zu halten, was oftmals bezeichnet wird als "Normothermie". Allerdings stellt sich der Körper gelegentlich bei einer anderen Sollwerttemperatur ein, wie beispielsweise bei einem Patienten mit Fieber, der eine erhöhte Sollwerttemperatur hat und bei dem diese Mechanismen zur Aufrechterhaltung einer erhöhten Temperatur dienen können. Im Fall eines Fiebers kann die Sollwerttemperatur höher als die der Normothermie sein.
Es gibt eine Temperatur geringfügig unterhalb der Sollwerttemperatur, wo der Körper wahrnimmt, dass die Körpertemperatur zu gering ist, und ein Kältezittern beginnt. Diese Temperatur wird gelegentlich bezeichnet als der Schwellenwert des Kältezitterns. Was die Sollwerttemperatur betrifft, so ist der Schwellenwert des Kältezitterns keine absolute Temperatur, sondern variiert zwischen den einzelnen Personen und innerhalb der gleichen Person in Abhängigkeit seiner oder ihrer Verfassung.
Als Antwort der thermoregulatorischen Mechanismen, wird jegliche Wärmeabgabe an die Umgebung exakt durch im Körper erzeugte Wärme ausgeglichen. Dementsprechend erzeugen Versuche zur Regelung der Körpertemperatur unterhalb der Sollwerttemperatur oftmals in dem Patienten ein Kältezittern, da dieses die Hauptmethode zur Erzeugung eines zusätzlichen Wärmeumsatzes ist. Das Kältezittern kann die Wärmeerzeugung um 200% bis 500% erhöhen und stellt somit ein schwerwiegendes Hindernis dar, wenn versucht wird, die Körpertemperatur des Patienten herabzusetzen.
Die thermoregulatorischen Mechanismen gewähren einen hervorragenden Schutz, wenn Versuche unternommen werden, die Körpertemperatur unterhalb der Sollwerttemperatur zu senken, wenn man beispielsweise versucht, eine künstlich niedrige Körpertemperatur zu erzeugen (ein als Hypothermie bekannter Zustand), in dem die Normothermie von 37°C auf einen niedrigeren Temperaturstatus gesenkt wird, oder wenn man versucht, Normothermie durch Absenken einer erhöhten Körpertemperatur auf Normothermie von 37°C zu erhalten. Da es zahlreiche therapeutische Gründe sowohl für das Erzeugen von Hypothermie oder das Erzeugen von Normothermie bei einem an erhöhter Temperatur leidenden Patienten gibt, müssen die thermoregulatorischen Mechanismen berücksichtigt werden, wenn ein therapeutisches Regime über Regelung der Temperatur aller Körperteile eines Patienten oder eines Teils davon konzipiert wird. Wenn also der Patient eine Sollwerttemperatur oberhalb von Normothermie hat, wenn beispielsweise der Patient Fieber hat, kann die Schwelle des Kältezitterns ebenfalls oberhalb der Normothermie liegen, so dass selbst ein Versuch, die Temperatur eines Patienten auf Normothermie zu halten, zu einem Kältezittern führen kann. Selbst dann, wenn die thermoregulatorischen Mechanismen bezwungen worden sind, kann die Körpertemperatur weiterhin abfallen und möglicherweise unterhalb der angestrebten Schwelle. Dieses Phänomen des "Überschießens" kann zu Komplikationen führen. Dementsprechend wird jedes therapeutische Regime zum Kontrollieren der Körpertemperatur vorzugsweise mit sorgfältig überwachter und kontrollierter Geschwindigkeit vorgehen.
Es ist außerdem festgestellt worden, dass beim Wiedererwärmen eines Patienten entweder nach einer therapeutischen Hypothermie oder bei einem an unfallbedingter Hypothermie leidenden Patienten eine sehr allmähliche und kontrollierte Geschwindigkeit des Wiedererwärmens wünschenswert ist. Die dramatische Erzeugung metabolischer Wärme in Folge eines Kältezitterns und speziell zusätzlich zu der durch andere Maßnahme zugefügten Wärme kann zu einer raschen und unkontrollierten Wiedererwärmung führen. Damit erfordert ein therapeutisches Wiedererwärmen bei sorgfältig überwachter und kontrollierter Geschwindigkeit auch eine Kontrolle über das Kältezittern.
Eine Hyperthermie kann eingeleitet werden, um Hirnschädigungen auf ein Minimum herabzusetzen, wenn ein Patient eine Kopfverletzung oder Schlaganfall erlitten hat, oder um einen Schaden an Herz und Hirngewebe auf ein Minimum herabzusetzen, wenn ein Patient einen Herzstillstand erlitten hat. Gelegentlich kann es auch wünschenswert sein, Hypothermie während eines chirurgischen Eingriffes und speziell in der Neurochirurgie einzuleiten, um wiederum eine Gewebeschädigung auf ein Minimum herabzusetzen.
Anfängliche Methoden umfassten die Anwendung von Kälte auf die Hautoberfläche oder ein Kühlen der eingeatmeten Luft allein oder eine Kombination mit einer Verbindung zur Hemmung des thermoregulatorischen Zentrums, wie beispielsweise Chlorpromazin (Ripstein, et al. Surgery (35)1:98–103 (1954)). Neuerlich wurde eine Bluttemperaturveränderung in situ unter Anwendung eines Wärmeaustauschkatheters in der US-P-5 486 208 von Ginsburg und in der WP 98/268831 von Ginsburg beschrieben. Diese in situ-Prozedur senkt die Körperemperatur sehr viel schneller ab und hält die Temperatur bei einem niedrigeren Niveau präziser als die vorstehend beschriebenen Methoden der gekühlten Hautoberfläche oder gekühlten Atemluft.
Außerdem gibt es Arzneimittel, mit denen eine Unterstützung der Absenkung der Körpertemperatur möglich ist. Bei vielen werden jedoch toxische Dosismengen benötigt, um den gewünschten hypothermischen Zustand zu erreichen. Angeblich wird eine Temperaturabsenkung auch mit Chlorpromazin erzielt, wenn dieses in Kombination mit einem Kältetuch (Ripstein, et al., supra) verabreicht wird und wenn dieses allein verabreicht wird (Chai, et al., Br. J. Pharmac. 57:43–49 (1976)). In beiden dieser Fälle wurde jedoch die Temperaturänderung nach der Verabreichung von Chlorpromazin durch äußeres Kühlen oder Exponieren allein und ohne jegliche wesentliche Kontrolle der Abkühlgeschwindigkeit des Körpers erreicht. In jüngster Zeit wurde angeblich Hypothermie in Ratten mit einer Kombination eines κ-Opioid-Rezeptoragonisten und eines Dopamin-Rezeptorblockers oder -Agonisten erzeugt (Adler, et al., US-P-4 758 562).
Trotz dieser Fortschritte bleibt weiterhin eine Notwendigkeit zur Entwicklung einer Methode der sicheren und vorübergehenden Inaktivierung der Reaktion des Kältezitterns während der Einleitung von Hypothermie oder einer Absenkung der Körpertemperatur aus anderen Gründen unterhalb ihrer Sollwerttemperatur über eine längere Zeitdauer oder während eines leichten und langsamen Anstiegs der Körpertemperatur von einem hypothermischen Zustand.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Verfahren zum Regeln der Temperatur des gesamten Körpers eines Patienten oder eines Teils davon auf eine Temperatur unterhalb seiner Sollwerttemperatur offenbart, während gleichzeitig das Kältezittern verringert wird, welches Verfahren die Schritte umfasst: (a) Erfassen der Temperatur des gesamten Körpers des Patienten oder eines Teils davon; (b) Erzeugen eines Signals auf der Grundlage der erfassten Temperatur; (c) Regeln der Temperatur des gesamten Körpers des Patienten oder eines Teils davon auf der Grundlage des Signals; und (d) Verabreichen eines Mechanismus gegen Kältezittern an den Patienten. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Verabreichungsmechanismus das Verabreichen eines oder mehrerer Mittel gegen Kältezittern an einen Patienten.
Eine der Aufgaben ist die Nutzung der vorgenannten Methode zur Absenkung der Körpertemperatur eines Patienten unterhalb seiner Sollwerttemperatur bei gleichzeitiger Verminderung des Kältezitterns.
Eine andere Aufgabe ist die Nutzung der vorgenannten Methode zur Erhöhung der Körpertemperatur eines Patienten von einer Anfangstemperatur unterhalb der Sollwerttemperatur bei gleichzeitiger Verminderung des Kältezitterns.
Eine andere Aufgabe ist die Nutzung der vorgenannten Methode zur Erhöhung der Körpertemperatur eines Patienten mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bei gleichzeitiger Verminderung des Kältezitterns.
Eine noch andere Aufgabe ist die Nutzung der vorgenannten Methode zur langsamen und kontrollierbaren Wiedererwärmung eines hypothermischen Patienten von einer Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur in Richtung auf Normothermie.
Eine andere Aufgabe ist die Nutzung der vorgenannten Methode zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur eines Patienten bei einer stabilen Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur bei gleichzeitiger Verminderung des Kältezitterns.
Ein anderer Aspekt umfasst das Regeln der Körpertemperatur eines Patienten durch Einbringung einer Wärmeaustauschvorrichtung, die über eine Wärmeaustauschregion verfügt, in das Gefäßsystem des Patienten und das Regeln der Temperatur der Wärmeaustauschregion für eine ausreichende Zeitdauer, um die Temperatur des gesamten Körpers oder eines Teils des Körpers des Patienten zu beeinflussen, während an den Patienten ein Mechanismus gegen Kältezittern verabreicht wird.
Ein noch anderer Aspekt ist ein Verfahren zum Regeln der Körpertemperatur eines Patienten durch Verabreichung eines Mechanismus gegen Kältezittern an den Patienten unter Verwendung einer Wärmeaustauschvorrichtung, bei der es sich um einen Katheter handelt und bei der die Wärmeaustauschregion einen Ballon an dem Katheter aufweist, wobei die Temperatur des Ballons durch Zirkulation einer Wärmeaustauschflüssigkeit durch das Innere des Ballons geregelt wird. Der Katheter kann einen Schaft für die Zirkulation der Wärmeaustauschflüssigkeit aufweisen, wobei die Flüssigkeit durch den Schaft und durch das Innere des Ballons hindurch zirkuliert.
Eine andere Aufgabe ist die Regelung der Temperatur des gesamten Körpers eines Patienten oder eines Teils davon unter Verwendung einer Wärmeaustauschvorrichtung in Kombination mit einem oder mehreren Mitteln gegen Kältezittern, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Dopamin-Rezeptorblockern; Dopamin-Rezeptoragonisten, κ-Opioid-Rezeptoragonisten; Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetika; und Serotonin-5 HT1a-Rezeptoragonisten; sowie pharmazeutisch zulässige Salze der vorstehend jeweils genannten Mittel.
Ein anderer Aspekt schließt ein Verfahren zum Regeln der Körpertemperatur eines Patienten unter Verwendung einer Wärmeaustauschvorrichtung und unter Verabreichung einer Kombination eines κ-Opioid-Rezeptoragonisten und eines Dopamin-Rezeptorblockers, Dopamin-Rezeptoragonisten oder eines pharmazeutisch zulässigen Salzes davon ein sowie wahlweise unter Einbeziehung eines mu-Opioid-Rezeptorantagonisten oder eines pharmazeutisch zulässigen Salzes davon.
Ein anderer Aspekt schließt ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Patienten unter Verwendung einer Wärmeaustauschvorrichtung und unter Verabreichung einer Kombination eines Dopamin-Rezeptorblockers und eines Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikums oder pharmazeutisch zulässiger Salze davon ein.
Ein noch anderer Aspekt ist ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Patienten unter Anwendung einer Wärmeaustauschvorrichtung und unter Verabreichung eines Mittels gegen Kältezittern, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Buspiron, Ipsaprion, 8-Hydroxy-2-(di-n-propylamino)tetralin und Flesinoxan.
Ferner wird ein Verfahren zum Regeln der Körpertemperatur eines Patienten unterhalb seiner Sollwerttemperatur mit einer inneren Wärmeaustauschvorrichtung offenbart, wobei gleichzeitig die Reaktion des Patienten mit Kältezittern inaktiviert wird.
Einer der Aspekte betrifft ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Patienten unterhalb seiner Sollwerttemperatur, welches Verfahren die Schritte umfasst: (a) Einsatz einer inneren in vivo-Körperkerntemperaturregelung und (b) Verabreichung eines Mechanismus gegen Kältezittern.
In einem anderen Aspekt umfasst der Schritt des Einsetzens einer inneren in vivo-Körperkerntemperatur das Einführen einer Wärmeaustauschvorrichtung in die Blutgefäße des Patienten, wobei die Wärmeaustauschvorrichtung über eine Wärmeaustauschregion verfügt, die sich im Kontakt mit dem strömenden Blut des Patienten befindet, und umfasst das Regeln der Temperatur der Wärmeaustauschregion für eine ausreichende Zeitdauer, um die Temperatur des Patienten zu beeinflussen, während gleichzeitig an den Patienten ein Mechanismus gegen Kältezittern verabreicht wird.
Noch ein anderer Aspekt betrifft einen Kit zum Verringern der Temperatur eines Patienten, der eine Wärmeaustauschvorrichtung und einen Mechanismus gegen Kältezittern aufweist. Der Kit kann ferner eine Reihe von Gebrauchsanweisungen der Wärmeaustauschvorrichtung und/oder der Verabreichung des Mechanismus gegen Kältezittern aufweisen. Der Kit kann ebenfalls ein Regelungssystem aufweisen, mit dem die Körpertemperatur des Patienten gemessen und die Wärmeaustauschvorrichtung in Reaktion auf die Körpertemperatur geregelt wird.
Diese wird andere Aufgaben werden mit Hilfe des Verfahrens, Apparates, Kits und der Zusammensetzungen gelöst, die hierin beschrieben werden, mit denen die Körpertemperatur eines Patienten herabgesetzt wird, wie beispielsweise durch Einleiten einer Hypothermie, indem eine Wärmeaustauschvorrichtung in Verbindung mit einem Mechanismus gegen Kältezittern eingesetzt wird. Eine solche Vorrichtung kann einen verlängerten flexiblen Katheter aufweisen, der über einen Wärmeaustauscher verfügt, dessen Funktion im Wärmetausch zwischen Gewebe, Blut oder anderer Körperflüssigkeit besteht, die in einer wärmeaustauschenden Nähe zu diesem strömt oder sich in einer solchen wärmeaustauschenden Nähe befindet.
Weitere Aspekte und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet beim Lesen und durch das Verständnis der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hierin offensichtlich. Jede der nachfolgend offenbarten Ausführungsformen kann für sich betrachtet werden oder in Kombination mit irgendeiner beliebigen anderen Variation und Aspekten der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 Eine Wärmeaustauschvorrichtung, die perkutan in ein Blutgefäß eines Patienten eingesetzt ist;
2 eine Darstellung einer Wärmeaustauschvorrichtung mit einer Wärmeaustauschregion, die in die linke gemeinsame Kopfschlagader eingesetzt ist;
3 einen Wärmeaustauschkatheter mit einem Wärmeaustauschballon und einer Mehrzahl von Wärmeaustauschrippen;
4 eine Querschnittansicht des distalen Endes des Katheters entlang der Linie 4-4 von 3;
5 eine Querschnittansicht des Mittelabschnittes des Katheters entlang der Linie 5-5 von 3;
6 eine Querschnittansicht des proximalen Endes des Katheters entlang der Linie 6-6 von 3;
7 eine Darstellung einer alternativen Konstruktion eines Wärmeaustauschkatheters.
8 eine Querschnittansicht des distalen Endes des Katheters entlang der Linie 8-8 von 7;
9 eine Querschnittansicht eines Abschnittes des Mittelteils des Katheters entlang der Linie 9-9 von 7;
10 eine Querschnittansicht eines anderen Abschnittes des Mittelteils des Katheters entlang der Linie 10-10 von 7;
11 eine Querschnittansicht des proximalen Endes des Katheters entlang der Linie 11-11 von 7;
12 eine Querschnittansicht des proximalen Schaftes des Katheters entlang der Linie 12-12 von 7;
13 eine andere Ausführungsform eines Wärmeaustauschkatheters in zusammengesetzter Form;
14 den Schaftteil der Kathetergruppe von 13;
15 eine Darstellung der Ballonkonfiguration der Kathetergruppe von 13;
16 eine Querschnittansicht des Ballons von 15 entlang der Linie 16-16;
17 eine Querschnittansicht des Schaftes von 13 entlang der Linie 17-17;
18 eine Querschnittansicht des Katheters von 13 entlang der Linie 18-18;
19 eine Ansicht eines Abschnittes des Katheters von 13, die den Abfluss von Wärmeaustauschflüssigkeit darstellt;
20 eine Querschnittansicht des Katheters von 13 entlang der Linie 20-20;
21 eine Ansicht eines Abschnittes des Katheters von 13, die den Einlauf der Wärmeaustauschflüssigkeit darstellt;
22 eine Querschnittansicht des Katheters von 13 entlang der Linie 22-22;
23 ein Fließschema zur Darstellung eines bevorzugten Verfahrens der Erfindung;
24 eine Vorderansicht eines Regelsystems, das in den beschriebenen Verfahren anwendbar ist;
25 eine Darstellung eines Regelsystems in Funktion.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird ein Verfahren zum Regeln der Körpertemperatur eines Patienten auf eine Temperatur unterhalb seiner Sollwerttemperatur offenbart, wie beispielsweise zur Einleitung einer Hypothermie, während gleichzeitig thermoregulatorische Reaktionen des Patienten bekämpft werden. Spezieller gewährt die Erfindung ein System zum Regeln der Temperatur des Körpers unterhalb seiner Sollwerttemperatur für eine längere Zeitdauer, während zeitweise die Reaktion des Kältezitterns inaktiviert wird.
Die Inaktivierung der thermoregulatorischen Mechanismen macht es möglich, die Körpertemperatur unterhalb des Sollwertes herabzusetzen, während gleichzeitig das Kältezittern in dem Patienten vermindert wird. Die hierin beschriebenen Verfahren inaktivieren die thermoregulatorische Reaktion mit Hilfe eines Mechanismus gegen Kältezittern, der vor der Einleitung des temperaturabsenkenden Schrittes, gleichzeitig mit diesem oder anschließend verabreicht werden kann.
Vor der Beschreibung detaillierter Ausführungsformen der Erfindung wird es nützlich sein, die in der Beschreibung der Erfindung verwendeten Definitionen festzulegen. Die festgelegten Definitionen gelten ausschließlich für die in der vorliegenden Patentschrift verwendeten Begriffe und müssen nicht für die anderswo zur Anwendung gelangenden gleichen Begriffe gültig sein, wie beispielsweise in der wissenschaftlichen Literatur oder in anderen Patentschriften oder Patentanmeldungen und einschließlich in anderen Patentanmeldungen der Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung oder solchen, die gemeinschaftlichen Inhabern zuerkannt wurden. Sofern darüber hinaus Beispiele gegeben werden, sollen diese lediglich exemplarische Wirkung haben und nicht einschränkend sein. Wenn beispielsweise in einem Beispiel ausgeführt wird, dass ein spezielles Merkmal "einbezogen" ist, so soll dieses besagen, dass es über ein solches Merkmal verfügen kann und nicht jedoch, dass Beispiele auf solche beschränkt sind, in die dieses Merkmal einbezogen ist.
Der hierin verwendete begriff "Sollwerttemperatur" soll die Temperatur bezeichnen, die der Körper versucht über thermoregulatorische Reaktionen aufrechtzuerhalten. Die Sollwerttemperatur kann zwischen einzelnen Personen sowie innerhalb der gleichen Person zu unterschiedlichen Zeitpunkten schwanken. Bei einem gesunden Menschen beträgt die Sollwerttemperatur beispielsweise gewöhnlich etwa 37°C. Die Sollwerttemperatur kann sich jedoch dann verändern, wenn eine Person zum Beispiel krank ist und der Körper Fieber entwickelt. In diesem Fall fungiert das thermoregulatorische System im Grunde zur Aufrechterhaltung einer höheren als der normalen Körpertemperatur. So kann unter solchen Umständen die Sollwerttemperatur höher als 37°C sein.
Der hierin verwendete Begriff "abgesenkter Temperaturzustand" soll einen Zustand bezeichnen, bei dem die Temperatur des gesamten Körpers eines Patienten oder eines Teils davon auf eine Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur verringert ist. In dem Begriff "abgesenkter Temperaturzustand" ist beispielsweise die Absenkung einer erhöhten Körpertemperatur auf Normothermie (etwa 37°C) einbezogen. Hierbei ist die Sollwerttemperatur ein Fieber und die Körpertemperatur auf 37°C verringert, eine Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur im Fieberzustand. Noch typischer bezieht sich der Begriff "herabgesetzter Temperaturzustand" auf einen "hypothermischen Zustand" der dann auftreten kann, wenn die normale Körpertemperatur von 37°C auf eine geringere Temperatur herabgesetzt ist, d.h. die Sollwerttemperatur ist ein Normalzustand mit 37°C und die Körpertemperatur ist unterhalb von 37°C herabgesetzt. Typischerweise läßt sich Hypothermie dadurch einleiten, dass die Temperatur des Patienten soweit herabgesetzt wird, bis sie etwa 32°C beträgt. Es gilt jedoch als selbstverständlich, dass diese Temperaturwerte eine Diskussionsgrundlage bieten, die Definitionen in der medizinischen Literatur jedoch stark schwanken.
Wie hierin verwendet soll der Begriff "Normothermie" eine Temperatur von etwa 37°C (98,6 F) bedeuten.
Der hierin verwendete Begriff "Kältezittern" soll die unkontrollierte Muskelbewegung bedeuten, die ein Tier im typischen Fall erfährt, wenn es in Kälte gerät, die nicht zu einer kontrollierten und koordinierten Bewegung der Organismen führt und die beispielsweise ein Zittern und Beben einschließt. Noch spezieller bezeichnet der Begriff Zittern oder Beben, das ein Tier erfährt, wenn dessen Körpertemperatur bis zu einer bestimmten Temperatur unterhalb seiner Sollwerttemperatur abfällt, wobei "bestimmte Temperatur" gelegentlich bezeichnet wird als die "Schwelle des Kältezitterns".
Der hierin verwendete Begriff "Verringern" soll in Verbindung auf das "Kältezittern" das Herabsetzen des Kältezitterns in erheblichem Maße, das Eliminieren des Kältezitterns in seiner Gesamtheit und das Verhindern des Kältezitterns von Anfang an einbeziehen.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Patient" im typischen Fall einen Vertreter der Säuger und ist meistens ein Mensch. In diesem Zusammenhang soll der Begriff "therapeutisch wirksame Menge" den Mittelwert einer ausreichenden Dosismenge bezeichnen, um das Kältezittern in dem zu behandelnden Patienten herabzusetzen und wird in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren schwanken, wie beispielsweise der Art des Patienten, dem/den zur Anwendung gelangenden Mittel(n) gegen Kältezittern, dem Alter des Patienten, dem Gewicht und anderen Merkmalen und einschließlich etwaigen individuellen Empfindlichkeiten.
Allgemein bezieht sich das Verfahren auf das Regeln der Temperatur des gesamten Körpers eines Patienten oder eines Teils davon auf eine Temperatur unterhalb seiner Sollwerttemperatur, während gleichzeitig das Kältezittern verringert wird. Eines der Beispiele für das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Erfassen der Temperatur des gesamten Körpers oder eines Teils davon; (b) Erzeugen eines Signals auf der Grundlage der erfassten Temperatur; (c) Regeln der Temperatur des gesamten Körpers eines Patienten oder eines Teils davon auf der Grundlage des Signals und (d) Verabreichen eines Mechanismus gegen Kältezittern an den Patienten. Dieser letztere Schritt kann das Verabreichen einer therapeutisch wirksamen Menge eines oder mehrerer Mittel gegen Kältezittern an den Patienten umfassen, das Aufbringen von Wärme auf die Haut eines Patienten oder sowohl das Verabreichen des/der Mittel als auch das Aufbringen von Wärme.
Der hierin verwendete Begriff "Regeln der Temperatur" soll das Absenken der Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur einschließen, das Erhöhen der Temperatur von einer Ausgangstemperatur unterhalb der Sollwerttemperatur, das Erhöhen der Temperatur bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit und das Aufrechterhalten der Temperatur bei einer stabilen Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur. Eine solche stabile Temperatur kann beispielsweise Normothermie sein.
Ein Beispiel für eines dieser Verfahren umfasst die Schritte: (a) Einsetzen einer Wärmeaustauschvorrichtung im Inneren des Patienten und in wärmeaustauschender Nähe mit einer Körperflüssigkeit wie beispielsweise Blut; (b) Anwenden der Vorrichtung zur Verringerung der Temperatur der Körperflüssigkeit bis zu einem ausreichenden Umfang und für eine ausreichende Zeitdauer, um die Temperatur des Körpers zu verändern, und (c) Verabreichen eines Mechanismus gegen Kältezittern an den Patienten. Der hierin verwendete Begriff "Anwenden" soll beispielsweise die Aktivierung der Vorrichtung, das Einstellen des Wärmeausganges der Vorrichtung und das Deaktivieren der Vorrichtung einbeziehen. Der Schritt des Einsetzens kann beispielsweise das Einsetzen einer Wärmeaustauschvorrichtung mit einer Wärmeaustauschregion in das Gefäßsystem des Patienten umfassen. Die Temperatur der Wärmeaustauschregion wird sodann für eine ausreichende Zeitdauer so geregelt, dass die Temperatur des Patienten beeinflusst wird.
Obgleich die Verfahren zum Kühlen des gesamten Körpers des Patienten angewendet werden können, können sie zum Kühlen eines speziellen Abschnittes des Körpers eines Patienten nützlich sein. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Verfahren das Gehirn oder einen Teil davon kühlen, um nach einem Schlaganfall oder einer anderen Verletzung eine Nervenschädigung abzuwenden (z.B. über die Dauer der Ischämie, die Dauer der Hypoxie, Hämonhagie, des Traumas, usw.). In diesem Zusammenhang würde die Wärmeaustauschvorrichtung in ein Blutgefäß eingebracht werden, das zum Gehirn führt, wie beispielsweise die rechte gemeinsame Kopfschlagader, die linke gemeinsame Kopfschlagader, rechte innere Kopfschlagader, linke innere Kopfschlagader und so weiter. Alternativ läßt sich die Wärmeaustauschvorrichtung in eine große Vene einsetzen, wie beispielsweise der unteren Hohlvene, und Wärme für eine ausreichende Zeitdauer aus dem Blut ableiten, um den gesamten Körper zu kühlen und damit das Nervengewebe zu kühlen, wie beispielsweise das Gehirn und das Rückenmark.
Ebenso kann es wünschenswert sein, den gesamten Körper eines Patienten zu kühlen, wie beispielsweise bei einem Fieberpatienten. Beispielsweise kann es bei einem Schlaganfallpatienten, der fiebrig geworden ist, therapeutisch wünschenswert sein, die Körpertemperatur auf Normothermie zu senken. Insbesondere finden die Verfahren bei der Behandlung von Patienten eine Nutzanwendung, die einen Schlaganfall erlitten haben, da Schlaganfallpatienten oftmals Fieber entwickeln. In diesen Fällen steht ein sogar nur geringfügiges Fieber mit sehr viel schlimmeren Folgen im Zusammenhang als bei Patienten, die kein Fieber entwickelt haben. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, den Patienten auf Normothermie zu halten. Da jedoch Patienten mit Fieber oftmals ihren Sollwert auf eine Temperatur oberhalb von Normothermie umgestellt haben, kann schon die Verringerung der Temperatur des Patienten auf Normalwert in solchen Fällen ein Kältezittern mit den damit in Verbindung stehenden Problemen auslösen.
Die Verfahren dienen zum Absenken der Temperatur auf eine Temperatur unterhalb ihrer Sollwerttemperatur, während gleichzeitig die thermoregulatorische Reaktion mit Hilfe eines Mechanismus gegen Kältezittern inaktiviert wird. Die Reihenfolge der Schritte des Verfahrens lassen sich in unterschiedlicher Weise insofern ausführen, dass der Mechanismus gegen Kältezittern vor der Einleitung des Schrittes zum Absenken der Temperatur verabreicht wird, gleichzeitig mit diesem oder im Anschluss daran. Auf diese Weise läßt sich der Mechanismus gegen Kältezittern an den Patienten wie folgt verabreichen: Vor der Regelung der Körpertemperatur, beispielsweise vor dem Einsetzen einer Wärmeaustauschvorrichtung; nach dem Einsetzen der Vorrichtung, jedoch vor der Ingebrauchnahme; gleichzeitig mit dem Schritt (b) der Ingebrauchnahme oder anschließend an den Schritt der Ingebrauchnahme.
In 23 sind in Form eines Fließschemas mehrere akzeptable Verfahren veranschaulicht. Bei aufeinanderfolgenden Verabreichungswegen kann der Mechanismus gegen Kältezittern vor dem Einsetzen der Wärmeaustauschvorrichtung (200) verabreicht werden, nachdem die Vorrichtung in Position gebracht worden ist (202), nachdem die Vorrichtung aktiviert worden ist (204) oder nachdem die Vorrichtung deaktiviert worden ist (206), wobei Letzteres dann von Nutzen ist, wenn es wünschenswert erscheint, den Mechanismus gegen Kältezittern zu verabreichen, nachdem der Körper bereits auf die gewünschte Temperatur abgekühlt ist. Bei gleichzeitigen Verabreichungswegen kann der Mechanismus gegen Kältezittern gleichzeitig mit dem Einführen der Wärmeaustauschvorrichtung (208) verabreicht werden oder, während die Vorrichtung aktiviert ist (210). Ebenfalls in die Erfindung einbezogen gilt das Verabreichen des Mechanismus gegen Kältezittern in jeder beliebigen Kombination der vorgenannten aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen Wege.
In einem anderen Aspekt umfasst das Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Patienten unterhalb der Sollwerttemperatur die Schritte: (a) Einsetzen der inneren in vivo- Kerntemperaturregelung und (b) Verabreichen eines Mechanismus gegen Kältezittern. Eine der Möglichkeiten zum Einsetzen einer internen in vivo-Kerntemperaturregelung umfasst das Einsetzen einer Wärmeaustauschvorrichtung in die Blutgefäße des Patienten, wobei die Wärmeaustauschvorrichtung über eine Wärmeaustauschregion verfügt, die sich im Kontakt mit dem strömenden Blut des Patienten befindet. Die Temperatur der Wärmeaustauschregion läßt sich für eine ausreichende Zeitdauer so regeln, dass die Temperatur des Patienten beeinflusst wird. Die Wärmeaustauschvorrichtung kann ein Katheter sein, der über einen Schaft zur Zirkulation der Wärmeaustauschflüssigkeit darin verfügt. Die Wärmeaustauschregion kann ein Ballon sein, wobei die Temperatur der Wärmeaustauschregion durch Zirkulation von Wärmeaustauschflüssigkeit durch den Schaft und das Innere des Ballons geregelt wird.
Wie vorstehend ausgeführt, bewirkt der kühlende Aspekt der Erfindung, das Kühlen des gesamten Körpers eines Patienten bis unterhalb der Körpertemperatur des Patienten oder ein Kühlen eines Teils des Körpers des Patienten, beispielsweise um die Schädigung an einem speziellen Körpergewebe auf ein Minimum herabzusetzen.
In einem bevorzugten Verfahren wird die Körpertemperatur abgesenkt, indem eine Körperflüssigkeit in situ für eine ausreichende Zeitdauer abgekühlt wird, um die Temperatur um den gewünschten Betrag zu senken, während gleichzeitig das Kältezittern des Patienten vermindert wird, das typischerweise ein solches Kühlen begleitet, durch Verabreichen eines Mechanismus gegen Kältezittern. Typische Körperflüssigkeiten schließen Blut ein, cerebrale und spinale Flüssigkeit, peritoneale Flüssigkeit oder dergleichen, wobei die Körperflüssigkeit im typischen Fall Blut sein wird. Darüber hinaus werden die Verfahren in der Regel ein in situ-Kühlen der Körpergewebe und Organe, auf die gezielt wird, zur Folge haben, indem entweder die Körperflüssigkeit gekühlt wird, die auf das Gewebe gerichtet ist, wie beispielsweise beim Kühlen des Gehirns, indem das durch die Kopfschlagader strömende Blut gekühlt wird, oder durch Kühlen des gesamten Körpers, das zu einem Kühlen des Gewebes führt, auf das abgezielt wird. Typische Körpergewebe und Organe, die das Zielgewebe sein können, schließen neurales Gewebe ein, Gehirn, Herz, Rückenmarksgewebe, Niere, Leber und dergleichen, werden im typischen Fall jedoch Herz und Gehirn sein.
Die Wärmeaustauschvorrichtung selbst kann über eine Temperatur im Bereich von 0° bis 42°C verfügen. Indem die Temperatur des Abschnittes der Vorrichtung geregelt wird, der sich in wärmeaustauschender Nähe zur Körperflüssigkeit befindet, so dass zwischen der Wärmeaustauschvorrichtung und der Körperflüssigkeit eine Temperaturdifferenz (ΔT) besteht, wird zwischen der Vorrichtung und der Körperflüssigkeit Wärme übertragen. Wenn beispielsweise die Körpertemperatur durch das Kühlen des Bluts gesenkt wird, wird die Wärmeaustauschvorrichtung im Inneren eines Blutgefäßes untergebracht und bei einer Temperatur unterhalb derjenigen des hinter der Wärmeaustauschvorrichtung strömenden Bluts gehalten, so dass Wärme zwischen der Vorrichtung und dem das Gefäß durchströmenden Bluts übertragen wird. Das Blut fließt in wärmeaustauschender Nähe zur Wärmeaustauschvorrichtung und wird gekühlt. Indem das Kühlen der hinter dem Wärmeaustauscher strömenden Flüssigkeit in einem ausreichenden Volumen und für eine ausreichende Zeitdauer fortgesetzt wird, wird die Temperatur des Patienten herabgesetzt. Die Verfahren der Erfindung sind geeignet, die Körperemperatur eines Patienten bis zu 9°C herabzusetzen. Es wird nicht erwartet, die Körpertemperatur des Patienten auf weniger als 28°C und bevorzugt nicht weniger als 32°C herabzusetzen.
Ein anderer wichtiger Aspekt besteht darin, dass die Temperatur des Körpers eines Patienten oder die Temperatur eines Teils davon regelbar herabgesetzt wird und damit die Probleme in Verbindung mit dem zu raschen Abkühlen des Patienten oder mit dem Kühlen unterhalb einer gewünschten Temperatur vermieden werden. In ähnlicher Weise erlaubt beim Erwärmen eines hypothermischen Patienten die Kombination einer inneren Wärmeaustauschvorrichtung, die geregelt werden durch Rückkopplung mit Mitteln gegen Kältezittern, die das Kältezittern des Körpers verringern und dadurch eine genauere Kontrolle über die Temperatur des Patienten ermöglichen, ein allmählicheres und sanfteres Erwärmen des Patienten. Es wird leicht zu erkennen sein, dass, wenn ein Patient bei einer verringerten Temperatur unterhalb der Sollwerttemperatur und speziell unterhalb der Schwelle des Kältezitterns gehalten wird, die Verabreichung von Mitteln gegen Kältezittern in Verbindung mit einem rückführungsgesteuerten in vivo-Wärmeaustausch eine wirksamere Temperaturregelung des Patienten erlaubt. Insbesondere läßt sich bei Einleitung der Hypothermie ein Zielgewebe bis zu der gewünschten Temperatur kühlen und diese Temperatur durch Regeln über die Wärmeaustauschvorrichtung aufrechterhalten. Dieses ist schematisch in 23 dargestellt, wo eine Rückkopplungsinformation vom Patienten erhalten wird, wie beispielsweise die gemessene Temperatur des Patienten (entweder die Temperatur des gesamten Körpers, des Zielgewebes oder von Flüssigkeit), und diese Rückkopplungsinformation in einem Regelkreis (212) zur kontinuierlichen Regelung oder Einstellung des Ausganges der Wärmeaustauschvorrichtung verwendet wird. Auf diese Weise läßt sich der Regelkreis verwenden, um beispielsweise eine vorbestimmte Körpertemperatur oder Temperatur der Körperflüssigkeit, eine vorbestimmte Temperatur der Wärmeaustauschvorrichtung oder einen vorbestimmten ΔT-Wert zu erzielen oder aufrechtzuerhalten. Dieses ist allerdings optional. Die Verfahren eignen sich gut zur Verwendung dort, wo die Vorrichtung in einem Ein-Aus-Modus betrieben werden kann. D.h. die Vorrichtung kann bei voller Leistung bis zur Abschaltung (214) betrieben werden, oder, wo die Vorrichtung eingeschaltet ist, einmal oder mehrere Male während ihres Betriebs (216) eingestellt und dann abgeschaltet werden (218). Die Rückkopplungsinformation läßt sich auch von dem Patienten in Verbindung mit dem Umfang des Kältezitterns erhalten, das er erfährt, wobei dieser Regelkreis (220) verwendet werden kann, um die Verabreichung des Wirkstoffes kontinuierlich zu regeln oder einzustellen.
Im Allgemeinen umfassen die Methoden das Beeinflussen der Temperatur des gesamten Körpers, jedoch können unterschiedliche Regionen kontrolliert bei voneinander verschiedenen Temperatur gehalten werden, wie beispielsweise durch Regelung verschiedener Wärmeaustauschvorrichtungen an unterschiedlichen Stellen des Körpers des Patienten.
In einer der Ausführungsformen der Erfindung wird die Wärmeaustauschvorrichtung im Inneren des Patienten angeordnet und bevorzugt intravaskulär. Beispielsweise wird die Wärmeaustauschvorrichtung, wie beispielsweise ein Katheter, durch eine Punktur oder durch einen Einschnitt in einen Flüssigkeit enthaltenden Abschnitt des Körpers des Patienten eingeführt, zum Beispiel perkutan in ein Blutgefäß. Unter Umständen einer Vasokonstriktion ist eine innere Anordnung der Vorrichtung vorteilhaft, d.h. eine Kernkühlung. Dementsprechend umfasst ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Patienten als Vertreter der Säuger unterhalb der Sollwerttemperatur des Patienten bei gleichzeitiger Hemmung thermoregulatorischer Reaktionen des Patienten die Schritte: (a) Einsetzen einer Wärmeaustauschvorrichtung in ein Blutgefäß, beispielsweise ein zur Hohlvene oder Gehirn führendes Blutgefäß; (b) in Betrieb nehmen der Vorrichtung zur Verringerung der Temperatur des Blutes, das in wärmeaustauschender Nähe die Wärmeaustauschvorrichtung passiert, und (c) Verabreichen eines Mechanismus gegen Kältezittern an den Patienten.
Die Wänneaustauschvorrichtung kann die Konfiguration einer Reihe von medizinischen Vorrichtungen annehmen, wie sie auf dem Fachgebiet gut bekannt sind. Obgleich ein Katheter bevorzugt ist, gilt als selbstverständlich, dass jedes beliebige andere geeignete Mittel zum Kühlen des Körpers und/oder einer Zielflüssigkeit oder eines Zielgewebes zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist und das die hierin beschriebenen speziellen Katheterkonfigurationen lediglich beispielhaft sein sollen und in keiner Weise einschränkend. Der bevorzugte Wärmeaustauschmechanismus umfasst einen Wärmeaustauscher im Kontakt mit einer Körperflüssigkeit oder einem Gewebe auf deren äußerer Oberfläche, wobei der Wärmeaustauscher auf seiner Innenseite durch Zirkulation einer gekühlten Flüssigkeit gekühlt oder erhitzt wird, bei der es sich vorzugsweise um sterile Kochsalzlösung oder ein anderes biokompatibles Fluid mit geeigneten Wärmeübertragungseigenschaften handelt.
Ein anderes Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Patienten umfasst die Nutzung einer Wärmeaustauschvorrichtung, die ein Katheter ist. Zusätzlich wird dem Patienten zur Verringerung des Kältezitterns ein Mechanismus gegen Kältezittern verabreicht, wie er nachfolgend definiert wird. Ein geeigneter Katheter umfasst einen verlängerten flexiblen Katheter mit einem Wärmeaustauscher, der zum Wärmeaustausch zwischen Blut oder anderer Körperflüssigkeit, die in wärmeaustauschender Nähe damit strömt, in der Lage ist. Beispielsweise wird ein Katheter, der über einen Wärmeaustauscher oder über eine Wärmeaustauschregion verfügt, bei der es sich beispielsweise um einen Ballon mit Rippen handeln kann, durch eine Punktur oder einen Einschnitt in einen eine Flüssigkeit enthaltenden Abschnitt des Körpers des Patienten eingesetzt, wie beispielsweise ein Blutgefäß. Die Temperatur des Ballons wird durch Zirkulation einer Wärmeaustauschflüssigkeit durch das Innere des Ballons geregelt. Das Blut strömt in wärmeaustauschender Nähe hinter dem Wärmeaustauscher. Eine wärmeaustauschende Nähe erfordert eine ausreichende Nähe zum wirksamen Wärmeaustausch und hängt von Faktoren ab, wie beispielsweise der chemischen und physikalischen Beschaffenheit des Blutes, der Strömungsgeschwindigkeit hinter der Wärmeaustauschfläche, dem Strömungsmuster des Blutes hinter dem Wärmeaustauscher (laminare Strömung, turbulente Strömung und dergleichen), der Temperaturdifferenz zwischen der Wärmeaustauschfläche und dem Blut, dem Material, aus dem die Wärmeaustauschfläche gefertigt ist, und der Nähe zwischen der Wärmeaustauschfläche und dem Blut. Durch fortgesetztes Kühlen der in wärmeaustauschender Nähe strömenden Flüssigkeit über eine ausreichende Zeitdauer wird die Temperatur des Patienten verändert.
MECHANISMUS GEGEN KÄLTEZITTERN
Wie hierin verwendet, soll in dem Begriff "Mechanismus gegen Kältezittern" die Verabreichung von einem oder mehreren Mitteln gegen Kältezittern an einen Patienten und die Aufbringung von Wärme auf die Haut eines Patienten oder eine Kombination davon einbezogen sein.
Wärme kann auf die Haut auf unterschiedliche Weise aufgebracht werden. Beispielhafte Vorrichtungen zum Erwärmen schließen zur Veranschaulichung und jedoch nicht zur Einschränkung Wärmetücher ein, Heizkissen oder jede beliebige andere Konfiguration oder Vorrichtung, die zum Bedecken der Hautoberfläche geeignet ist, die erwärmt werden soll; Wärmeaustauscher; Vorrichtungen, die mit Abgabe von Wärmeenergie arbeiten, wie beispielsweise Wärmestrahlungslampen; usw.. Bevorzugt wird die Wärme auf die Haut in einer solchen Weise und über eine solche Zeitdauer aufgebracht, dass die Hauttemperatur bei etwa 36° bis 39°C gehalten wird.
Wie hierin verwendet, soll der Bergriff "Mittel gegen Kältezittern" jedes beliebige biologisch wirksame Mittel oder Medikament oder eine Kombination von Mitteln oder Medikamenten bedeuten, die an einen Patienten zum Zwecke der Verringerung des Kältezitterns verabreicht werde. Der Begriff soll außerdem pharmazeutisch zulässige Salze derartiger Mittel einbeziehen, die biologische Wirksamkeit der Mittel selbst aufrechterhalten. Derartige Salze werden oftmals bevorzugt, da die Salzform des Mittels gegen Kältezittern eine bessere Löslichkeit, eine erhöhte Wirkungsdauer usw. haben kann. Geeignete Salze sind in der Fachwelt gut bekannt und können das Hydrochlorid einschließen, Methansulfonat, Mesylat, Maleat, Decanoat, Enantat, Succinat, Lactat, Sulfat, und quaternäre Ammoniumsalze.
Die für die Verwendung in dem Verfahren geeigneten Mittel gegen Kältezittern schließen zur Veranschaulichung, ohne einschränkend zu sein, ein: Sedativa, Hypnotika, Antipsychotika, Anxiolytika, Opioide und Arzneimittel, die selektiv auf spezifische Neurotransmittersysteme wirken. In den meisten Fällen kann jedoch bei alleiniger Verabreichung eine hohe Dosierung erforderlich sein, um einen gewünschten Temperaturabfall zu erzielen. In der vorliegenden Erfindung wird der Zustand der herabgesetzten Temperatur mit Hilfe einer Wärmeaustauschvorrichtung eingeleitet, wie beispielsweise einem kühlenden Katheter, während das Mittel gegen Kältezitter zur Überwindung des Kältezitterns eingesetzt wird. Es können auch mehrere Mittel in Kombination verabreicht werden. Auf diese Weise lassen sich geringe, nicht toxische Dosierungen verabreichen, um die gewünschten Ergebnisse der Vermeidung des Kältezitterns zu erzielen. Dementsprechend hängt die Eignung eines Mittels gegen Kältezittern zur Verwendung in den hierin beschriebenen Verfahren von dessen Fähigkeit ab, die thermoregulatorischen Mechanismen zu unterdrücken, um das Kältezittern während des Kühlens und danach zu verringern, während der Patient bei einer Temperatur gehalten wird, die anderenfalls ein Kältezittern erzeugen würde.
Bevorzugte Mittel gegen Kältezittern schließen Dopamin-Rezeptorblocker (neuroleptische Medikamente und Dopamin-Rezeptoragonisten) ein, Opioide und einschließlich Morphin, Opioid-Rezeptoragonisten und -antagonisten, wie beispielsweise kappa (κ)-Opioid-Rezeptoragonisten, mu (μ)-Opioid-Rezeptoragonisten, Opioid-agonistische-antagonistische-Analgetika sowie Serotonin-Rezeptoragonisten, wie beispielsweise Serotonin-HT1a als Rezeptoragonisten, sowie pharmazeutisch zulässige Salze beliebiger vorgenannter Mittel. Ebenfalls mit einbezogen gelten Kombinationen dieser Mittel gegen Kältezitter.
Es gibt zahlreiche Dopamin-Rezeptorblocker (neuroleptische Medikamente und Dopamin-Rezeptorantagonisten) oder Mischungen davon, die zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind. Geeignete Dopamin-Rezeptorblocker schließen Phenothiazine ein und speziell solche mit einer oder mehreren aliphatischen Piperidin- und Piperazin-Gruppen, wie sie beispielsweise beschrieben wurden von Adler et al. in der US-P-4 758 562, deren Offenbarung hiermit als Fundstelle einbezogen ist. Beispielhafte Phenothiazine schließen zur Veranschaulichung, ohne damit einschränkend zu sein, ein: Aliphatische, halogenierte Phenothiazine, wie beispielsweise Chlorpromazin, Triflupromazin und dergleichen; Piperidin-Phenothiazine, wie beispielsweise Thioridazin, Mesoridazin, Piperacetazin und der gleichen; Piperazin-Phenothiazine, wie beispielsweise Fluphenazin, Trifluoperazin, Acetophenazin, Carphenazin, Fluphenazin, Perphenazin, Prochlorperazin und dergleichen. Phenothiazine lassen sich auch mit der folgenden Formel beschreiben:
Worin sind:
R₁ ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -H; Halogen (Cl-, F.-, Br- oder I-Atome); Halogenalkyl (vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und mindestens einem Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatom), wie beispielsweise Trifluormethan; Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Propyl, tert.-Butyl, Hexyl, Cyclopropyl und so weiter; Alkoxy, wie beispielsweise Methoxy, Propoxy, Hexoxy und so weiter; sowie jede andere Gruppe, die die biologische Wirksamkeit des Kerns nicht nachteilig beeinflusst, d.h. die den Kern nicht bis zu dem Maß deaktiviert oder hindert, dass dessen Wirkung neutralisiert ist. Wie hierin verwendet, soll der Begriff "Alkyl" einen einwertigen Rest bedeuten, der lediglich Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthält und ein vollständig gesättigter verzweigter oder gerader Rest einer Kette ist, ein cycloaliphatischer Ring von Kohlenstoffatomen, die untereinander mit Einfachbindungen verknüpft sind, oder eine Mischung von aliphatischen Gruppen. Die Alkyl-Gruppe weist vorzugsweise etwa 1 bis 20 Kohlenstoffatome auf, wobei ein Maximum von 5 Kohlenstoffatomen in der Kette bevorzugt ist. Wie hierin verwendet soll der Begriff "Alkoxy" einen Alkyl-Rest bedeuten, der an den Rest eines Moleküls über ein Sauerstoffatom gebunden ist. Vorzugsweise weist die Alkoxy-Gruppe etwa 1 bis 20 Kohlenstoffatome auf.
R₂ ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogen (Cl-, F-, Br- oder I-Atome), eine aliphatische Gruppe mit einem endständigen Stickstoffatom und vorzugsweise ein tertiäres Amino-Stickstoffatom (z.B. eine Dimethylamino-Gruppe), eine aliphatische Gruppe mit einem endständigen Piperidin-Substituenten und eine aliphatische Gruppe mit einem Piperazin-Substituenten oder jedem beliebigen anderen Substituenten, der die biologische Wirksamkeit des Kerns nicht nachträglich beeinflusst. Der aliphatische Substituent kann geradkettig sein (bevorzugt mit nicht mehr als 5 Kohlenstoffatomen in der Kette), kann verzweigt sein (bevorzugt mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen in der Kette), kann cyclisch sein oder gemischt aliphatisch mit einer beliebigen Zahl an Kohlenstoffatomen (bevorzugt 1 bis 20) und kann wahlweise ein oder mehrere Heteroatome (O, N, S und dergleichen) enthalten. Das endständige Stickstoffatom kann über eine Kette gebunden sein. Wahlweise können die Stickstoffatome in einer cycloaliphatischen Ringstruktur enthalten sein, wie beispielsweise Piperidin, Piperazin, substituiertem Piperidin, substituiertem Piperazon und dergleichen, wobei der cycloaliphatische Ring jede beliebige Zahl geeigneter Substituenten enthalten kann, die eine ähnliche Charakteristik haben, wie sie vorstehend für R₁ beschrieben wurden. In solchen Fällen, in denen R₂ einen substituierten oder unsubstituierten Piperazin-Ring enthält, benötigt die Kette keine endständige, Stickstoff enthaltende Gruppe. Der Piperazin-Ring kann sich irgendwo entlang der aliphatischen Kette befinden.
Ein besonders bevorzugter Dopamin-Rezeptorblocker zur Verwendung in den Verfahren ist das Phenothiazin Dimethylaminopropyl-N-chlorphenothiazin, allgemein bekannt als Chlorpromazin und dessen Hydrochloridsalz, allgemein bekannt als Thorazin.
Andere geeignete Mittel gegen Kältezittern zur Verwendung in den Verfahren schließen Dopamin-Rezeptorblocker ein, widerstandbehaftete Schicht beispielsweise neuroleptische Arzneimittel, in die zur Veranschaulichung einbezogen sind, ohne jedoch einschränkend zu sein: Thioxanthene, wie beispielsweise Chlorprotixen, Thiothixen und dergleichen; Diphenylbutylpiperidine, wie beispielsweise Pimozide, Penfluridol, und dergleichen; Dibenzoxazepine, wie beispielsweise Loxapin und dergleichen; Dibenzodiazepine, wie beispielsweise Clozapin und dergleichen; Benzamide, wie beispielsweise Sulpirid und dergleichen; und Butyrophenone, wie beispielsweise Haloperidol und dergleichen; gemeinsam mit Dopamin-β-hydroxylase-Blockern, wie beispielsweise Disulfiram, und Mischungen beliebiger der vorangenannten Dopamin-Rezeptorblocker. Haloperidol ist ein besonders bevorzugtes neuroleptisches Arzneimittel.
Andere geeignete Mittel gegen Kältezittern zur Verwendung indem Verfahren schließen Dopamin-Rezeptoragonisten ein, in die zur Veranschaulichung einbezogen sind, Amantadin, Bromocriptin, Piribidil, Apomorphin, Lisurid, Pergolid, Mesulergin und so weiter, ohne jedoch einschränkend zu sein.
Geeignete κ-Opioid-Rezeptoragonisten schließen zur Veranschaulichung ein, ohne jedoch einschränkend zu sein: Bremacocin, Nalorphin, Ketazocin, und Alkyl-Ketazocine, wie beispielsweise Ethylketazocin, Tifluadom, trans-3,4-Dichlor-N-methyl-N-[2-(1-pynolidinyl)cyclohexyl]benzolacetamid, (5a,7a,8B)-N-Methyl-N-[7-(1-pyrrolidinyl)-1-oxaspiro(4,5)-dec-8-yl]benzolacetamid und dergleichen, zusammen mit deren pharmazeutisch zulässigen Salzen, wie beispielsweise Bremazocin-hydrochlorid, Nalorphin-hydrochlorid, Ketazocinsalzen, einschließlich Alkylketazocin-methansulfonaten, wie beispielsweise Ethylketazocinmethansulfonat, trans-3,4-Dichlor-N-methyl-N-[2-(1-pyrrolidinyl)cyclohexyl]benzolacetamid-methansulfonat und dergleichen sowie Mischungen davon. Derartige κ-Opioid-Rezeptoragonisten wurden detailliert von Adler et al., supra, beschrieben. Bevorzugte κ-Opioid-Rezeptoragonisten schließen ein: trans-3,4-Dichlor-N-methyl-N-[2-(1-pynolidinyl)cyclohexyl]benzolacetamid, dessen Methansulfonatsalz und (5a,7a,8B)-N-Methyl-N-[7-(1-pyrrolidinyl)-1-oxaspiro(4,5)-dec-8-yl]benzolacetamid.
Bei den Opioid-Agonist-Antagonist-analgetischen Arzneimitteln handelt es sich um Verbindungen, die als Teilagonisten an Opioid-Rezeptoren wirken. Ein "Teilagonist" ist ein solcher, der an den Rezeptor bindet, jedoch über eine geringe intrinsische Wirksamkeit verfügt, so dass dessen Dosis-Wirkungskurve einen "Ceiling"-Effekt hat, der kleiner ist als derjenige, der von einem vollständigen Agonisten erzeugt wird. Derartige Verbindungen wurden von Hoskin et al. in Drugs 41(3):326–344 (1991) beschrieben, deren Offenbarung hiermit als Fundstelle einbezogen ist. Geeignete Arzneimittel als Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetika schließen zur Veranschaulichung die folgenden ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Nalorphin und Nalorphin ähnliche Agonist-Antagonisten, wie beispielsweise Pentazocin, Buprenorphin, Butorphanol, Nalburphin, Cycloazozin, Dezozin und Nalorphon. Bevorzugte Arzneimittel als Opioid-Agonist-Anatagonist-Analgetika schließen die folgenden ein: Pentazocin, Butorphanol und Nalburphin, bei denen es sich insgesamt um schwache Antagonisten des μ-Opioid-Rezeptors und um Teilagonisten des κ-Opioid-Rezeptors handelt und die ebenso starke Analgetika sind.
Ein anderes geeignetes Mittel zur Verwendung in der Erfindung sind Serotonin-Rezeptoragonisten, wie beispielsweise Serotonin-5 HT1a-Rezeptoragonisten, worin zur Veranschaulichung die folgenden einbezogen sind, ohne diese einzuschränken: 8-[4-[4-(2-Pyrimidinyl)-1-piperazinyl]butyl]-8-azaspirol[4,5]decan-7,9-dion, auch bezeichnet als Buspiron; Ipsapiron; 8-Hydroxy-2-(di-n-propylamino)tetralin, auch bezeichnet als 8-OH-DPAT; Flesinoxan uns so weiter. Bevorzugte Serotonin-5 HT1α-Rezeptoragonisten schließen Buspiron ein, das kommerziell als ein Salz mit der folgenden Formel verfügbar ist:
Wie vorstehend ausgeführt sind zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Verfahren pharmazeutisch zulässige Salze der Mittel gegen Kältezittern genauso gut geeignet. Diese schließen ein: Chlorpromazin-hydrochlorid, Mesoridazin-mesylat, Acetophenazin-maleat, Fluphenazin-decanoat, Fluphenazin-enantat, Prochlorperazin-maleat, Loxapin-succinat, Haloperidol-lactat, Haloperidol-decanoat, Amantadin-hydrochlorid, Bromocriptin-mesylat, Apomorphin-hydrobromid, trans-3,4-Dichlor-N-methyl-N-[2-(1-pyrrolidinyl)cyclohexyl]benzolacetamid-methansulfonat, Ethylketazocin-methansulfonat, Nalburphin-hydrochlorid, Buspiron-hydrochlorid und so weiter gemeinsam mit den Mischungen davon.
Wie vorstehend ausgeführt gelten auch Kombinationen der vorgenannten Mittel gegen Kältezittern als einbezogen. Beispielhafte Kombinationen schließen einen Dopamin-Rezeptorblocker in Kombination mit einem κ-Opioid-Rezeptoragonisten ein und einen Dopamin-Rezeptorblocker in Kombination mit einem Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikum. Spezielle Beispiele für derartige exemplarische Kombinationen schließen ein: trans-3,4-Dichlor-N-methyl-N-[2-(1-pynrrlidinyl)cyclohexyl]benzolacetamid, dessen Methansulfonatsalz, oder (5a,7a,8b)-N-Methyl-N-[7-(1-pyrrolidinyl)-1-oxaspiro(4,5)-dec-8-yl]benzolacetamid in Kombination mit Chlorpromazin oder Thorazin; sowie Nalorphin, Pentazocin, Buprenorphin, Butorphanol, Nalbuphin, Cyclazozin, Dezozin oder Nalorphon in Kombination mit Chlorpromazin oder Thorazin. Eine bevorzugte Kombination ist die eines Dopamin-Rezeptorblockers und eines Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikums und vorzugsweise Chlorpromazin oder Thorazin mit Nalbuphin oder Nalbuphin-HCl. Dementsprechend umfasst die Erfindung auch eine Zusammensetzung zum Hemmen thermoregulatorischer Reaktion eines Patienten, die einen Dopamin-Rezeptorblocker aufweist und ein Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikum oder ein pharmazeutisch zulässiges Salz davon in Kombination mit einem pharmazeutisch zulässigen Träger.
Eine andere geeignete Kombination zur Anwendung der Verfahren wurde von Adler et al., supra, beschrieben und umfasst die synergistische Kombination eines κ-Opioid-Rezeptoragonisten und eines Dopamin-Rezeptorblockers oder Dopamin-Rezeptoragonisten. In diese Kombination kann auch ein drittes Mittel zur Erhöhung der Wirksamkeit des κ-Opioid-Rezeptoragonisten einbezogen sein. Dieses wahlweise Mittel ist ein μ-Opioid-Rezeptorantagonist, wie beispielsweise Naloxon, Naloxon-hydrochlorid, Naltrexon und Levallorphanmethyl-Methyliodidsalze, die für μ-Rezeptoren über eine größere Selektivität verfügen als andere Rezeptortypen. Auf diese Weise können alle beliebigen μ-Rezeptoragonist-Eigenschaften eines κ-Opioid-Rezeptoragonisten blockiert oder mit einer minimalen Wirkung auf die Wirksamkeit des κ-Opioid-Rezeptoragonisten als Arzneimittel umgekehrt werden. Geeignete Dosierungen eines μ-Opioid-Rezeptorantagonisten liegen im Bereich von etwa 50 μg bis 1 g. Diese μ-Opioid-Rezeptorantagonisten sind auch dann verwendbar, wenn gewünscht wird, das Hypothermie einleitende erfindungsgemäße Verfahren rasch zu stoppen. Zusammen mit der Entfernung der Wärmeaustauschvorrichtung kann ein μ-Opioid-Rezeptorantagonist verabreicht werden, um die Wirkung der erfindungsgemäßen Mittel gegen Kältezittern wirksam zu blockieren oder umzukehren.
DOSIERUNG VON MITTELN GEGEN KÄLTEZITTERN
Bei der zu verabreichenden therapeutisch wirksamen Menge eines Mittels gegen Kältezittern soll die Dosierung ausreichend sein, um das Kältezittern in dem zu behandelnden Patienten zu verringern oder zu eliminieren. Die richtige Dosismenge wird in Abhängigkeit von dem Alter des Patienten und dem Gewicht sowie von der Darreichungsform und dem gewählten Mittel gegen Kältezittern variieren. Im Allgemeinen liegt eine typische Dosierung im Bereich von etwa 0,5 bis 10 mg/kg Körpergewicht und bevorzugt etwa 0,5 bis 2,0 mg/kg Körpergewicht und am meisten bevorzugt etwa 0,5 bis 1,0 mg/kg Körpergewicht bei der jeweiligen Komponente des Mittels.
Die bevorzugte Dosierung wird von der Zeitdauer abhängen, während der die Körpertemperatur des Patienten herabgesetzt werden soll (entweder von einem Fieberzustand zu Normothermie oder von Normothermie zu einem hypothermischen Zustand) zusammen mit dem tatsächlichen Abfall der Temperatur des Patienten, die während dieser Prozedur erhalten wird. Dementsprechend sollte die Menge des verabreichten Mittels gegen Kältezittern ausreichend sein, um das Kältezittern solange herabzusetzen, wie die Körpertemperatur verringert ist, und bei der geringeren Temperatur gehalten werden, was 24 bis 72 Stunden betragen kann.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass die Menge des Mittels gegen Kältezittern, die zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Temperatur eines Patienten ohne Kältezittern erforderlich ist, eine andere Menge sein kann, als diejenige Menge, die erforderlich ist, wenn die Temperatur des Patienten herabgesetzt ist, um eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen. Beispielsweise kann ein Patienten eine andere Dosis eines Mittels gegen Kältezittern benötigen und im Allgemeinen mehr, um während des aktiven Kühlens ein Kältezittern zu vermeiden, als diejenige Dosis, die erforderlich ist, um ein Kältezittern zu vermeiden, während die Zieltemperatur aufrechterhalten wird. Aus diesem Grunde kann es wünschenswert sein, das Maß des Kältezitterns des Patienten entsprechend der Darstellung in 23 zu überwachen, so dass die Verabreichung des Mittels gegen Kältezittern dementsprechend eingestellt werden kann. Ein anderer zu berücksichtigender Faktor bei der Auswahl der Dosierung ist die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur des Patienten geändert werden soll, d.h. die Geschwindigkeit des Kühlens, da dieses die Reaktion des Kältezitterns beeinflussen kann und damit die Dosis des Mittels gegen Kältezittern, die angemessen ist. In ähnlicher Weise kann die Reaktion des Kältezitterns bei verschiedenen Temperaturen unterhalb der Schwelle des Kältezitterns unterschiedlich sein. Beispielsweise könnte ein Patient bei 34°C ein heftigeres Kältezittern haben als bei 32°C. Darüber hinaus werden die einzelnen Personen selbstverständlich in Bezug auf die Schwellen ihres Kältezitterns, der Heftigkeit ihrer Reaktion des Kältezitterns und ihrer Ansprechbarkeit auf das Mittel stark variieren. Die verschiedenen Mittel können auch hinsichtlich der Stärke in Abhängigkeit von der jeweiligen Reinheit und Herstellung variieren und können bis zu einem gewissen Grad untereinander selbst in solchen einer gleichen Kategorie variieren. Aus allen diesen Gründen haben die Dosisempfehlungen hierin lediglich Vorschlagscharakter und sind in keinerlei Weise umfassend oder einschränkend.
Es wird davon ausgegangen, dass 0,1 mg bis 5,0 g eines Mittels gegen Kältezittern oder einer Kombination von Mitteln gegen Kältezittern eine therapeutische Wirkung vermitteln. Geeignete Dosierungen eines κ-Opioid-Rezeptoragonisten liegen im Bereich von etwa 0,1 mg bis 5,0 g, während geeignete Dosierungen eines Dopamin-Blockers oder eines Dopamin-Agonisten im Bereich von etwa 1,0 mg bis 3,0 g liegen. Geeignete Dosierungen eines Serotonin-5 HT1a-Rezeptoragonisten liegen im Bereich von etwa 10 mg bis 50 mg.
Bei einer Kombination eines κ-Opioid-Rezeptorantagonisten und eines Dopamin-Rezeptorblockers oder Dopamin-Agonisten liegt eine besonders geeignete Dosierung bei etwa 4 bis 40 Gewichtsteilen κ-Opioid-Rezeptorantagonist pro 1 Gewichtsteil Dopamin-Blocker oder Dopamin-Agonist. Geeignete Dosierungen eines Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikums liegen im Bereich von etwa 0,1 mg bis 5,0 g. Bei einer Kombination eines Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikums und eines Dopamin-Blockers beträgt eine besonders geeignete Dosierung etwa 1 bis 40 Gewichtsteile eines Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikums pro 1 Gewichtsteil eines Dopamin-Blockers.
DARREICHUNGSFORM VON MITTELN GEGEN KÄLTEZITTERN
Es gibt zahlreiche Wege und Formulierungen, mit denen ein Mittel gegen Kältezittern an einen Patienten verabreicht werden kann, der den Hypothermie einleitenden Prozeduren unterzogen wird, wie sie hierin beschrieben wurden. Beispielsweise kann das Mittel gegen Kältezittern entweder allein oder in Kombination mit anderen pharmazeutisch zulässigen Trägern verabreicht werden, einschließlich feste, halbfeste, flüssige oder Aerosol-Dosierungsformen, wie beispielsweise Tabletten, Kapseln, Pulver, Flüssigkeiten, Injektionen, Suspensionen, Suppositorien, Aerosole oder dergleichen. Das Mittel gegen Kältezittern kann auch in Dosierungsformen mit verzögerter oder kontrollierter Freisetzung verabreicht werden, einschließlich Depotinjektionen, osmotische Pumpen, Pillen, transdermale Pflaster (einschließlich solche mit Elektrotransport) und dergleichen im Fall einer verlängerten Verabreichung des Mittels gegen Kältezittern bei einer vorbestimmten Abgabegeschwindigkeit. In die Zusammensetzungen wird typischer Weise ein konventioneller pharmazeutisch zulässiger Träger oder Vehikel und ein Mittel gegen Kältezittern oder ein pharmazeutisch zulässiges Salz davon einbezogen. Darüber hinaus können in die Zusammensetzung andere medizinische Mittel, pharmazeutische Mittel, Träger, Adjuvantien und so weiter einbezogen werden. Im Allgemeinen wird in Abhängigkeit von der vorgesehenen Darreichungsform die pharmazeutisch zulässige Zusammensetzung etwa 0,1% bis 90 Gew.% und bevorzugt 0,5% bis 50,0 Gew.% des Mittels gegen Kältezittern oder eines Salzes davon enthalten, wobei der Rest geeignete pharmazeutische Vehikel, Träger usw. sind. Siehe hierzu beispielsweise "Remington's Pharmaceutical Sciences" (Mack Publishing Company, Pennsylvania, 18th Ausgabe, 1990) sowie "Goodman & Gilman's the Pharmacological Basis of Therapeutics", (Goodman et al. Herausg., 9th Ausgabe, 1996) für weiterführende Diskussionen über die Herstellung und Zusammensetzung verschiedener Formulierungen, die zur Verwendung bei der Darreichung von Mitteln gegen Kältezittern geeignet sind, wie hierin beschrieben wurde.
Das Mittel gegen Kältezittern kann oral, transdermal oder parenteral (intramuskulär oder intravenös) verabreicht werden, wobei die intramuskuläre oder intravenöse Injektion die bevorzugten Darreichungswege sind.
Bei oraler Verabreichung können die Zusammensetzungen die Form einer Lösung, Suspension, Tablette, Kapsel, Pulver, Formulierung mit Depoteffekt und dergleichen annehmen. Eine typische pharmazeutisch zulässige Zusammensetzung wird unter Einbeziehung beliebiger, normaler Weise eingesetzter Vehikel erzeugt, wie beispielsweise ein Streckmittel (Lactose, Sucrose, Glucose, Dicalciumphosphat), Gleitmittel (Magnesiumstearat), Zerfallmittel (Croscarmellose-Natrium), Bindemittel (Stärke, Gummiarabicum, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Cellulose, Cellulose-Derivate), Mannit, Povidon, Natriumsaccharin, Talkum, Magnesiumcarbonat und dergleichen. Derartige Zusammensetzungen können die Form von Lösungen haben, Suspensionen, Tabletten, dispergierbare Tabletten, Pillen, Kapseln, Pulver, Depotformulierungen und dergleichen.
Flüssige, pharmazeutisch verabreichbare Zusammensetzungen lassen sich beispielsweise herstellen, indem ein Mittel gegen Kältezittern und wahlweise pharmazeutische Adjuvantien in einem Träger aufgelöst oder dispergiert werden, wie beispielsweise Wasser, Kochsalzlösung, wässrige Dextrose, Glycerin, Glykole, Ethanol und dergleichen, um dadurch eine Lösung oder Suspension zu erzeugen. Nach Erfordernis kann die pharmazeutische Zusammensetzung auch geringfügige Mengen von nichttoxischen Hilfssubstanzen enthalten, wie beispielsweise Benetzungsmittel, Suspendiermittel, Emulgiermittel, solubilisierende Mittel, pH-Puffer und dergleichen, zum Beispiel Natriumacetat, Natriumcitrat, Cyclodextrin-Derivate, Polyoxyethylen, Sorbitanmonolaurat oder -stearat, Triethanolaminoleat, usw. Flüssige oder halbfeste orale Formulierungen lassen sich auch herstellen, indem das Mittel gegen Kältezittern oder sein Salz in pflanzlichen Ölen, Glykolen, Triglyceriden, Propylenglykolestern (z.B. Propylencarbonat) und dergleichen aufgelöst oder dispergiert werden und diese Lösungen oder Suspensionen in Hartmantel-Gelatinekapseln oder Weichmantel-Gelatinekapseln zur Bereitstellung einer festen Dosierungsform gekapselt werden.
Formulierungen zur parenteralen Injektion lassen sich in konventionellen Formen entweder als flüssige Lösungen oder Suspensionen herstellen, in festen Formen, die zur Auflösung oder Suspension in Flüssigkeit vor der Injektion geeignet sind oder in Emulsionen. Formulierungen von 0,1% bis 10 Gew.% Mittel gegen Kältezittern in Lösung sind akzeptabel, wobei 2,5 Gew.% typisch sind.
ZEITABLAUF DER VERABREICHUNG DES MECHANISMUS GEGEN KÄLTEZITTERN
Beim Einleiten von Hypothermie verfügt man vorzugsweise über therapeutische Mengen des Mechanismus gegen Kältezittern im Blutstrom oder hält die durch Erwärmen der Haut bereits hergestellte Hauttemperatur aufrecht, während die Wärmeaustauschvorrichtung verwendet wird, um die Kerntemperatur des Patienten zu senken. Dementsprechend sehen die bevorzugten Verfahren die Verabreichung des Mechanismus gegen Kältezittern vor der Einleitung des Kühlschrittes vor. Beim Regeln der Erwärmungsgeschwindigkeit eines bereits hypothermischen Patienten oder bei der Aufrechterhaltung der Hypothermie bei einer stabilen Temperatur unterhalb der Schwelle des Kältezitterns hat man bevorzugt therapeutische Mengen des Mittels gegen Kältezittern im Blutstrom oder die Hauttemperatur ist bereits durch Erwärmen der Haut hergestellt. Bei Verwendung von Mitteln gegen Kältezittern kann dieses dadurch erfolgen, dass eine Bolusdosierung verabreicht wird, um die gewünschte therapeutische Menge des Mittels gegen Kältezittern im Blut zu erreichen, die dann anschließend durch periodische oder kontinuierliche Verabreichung des Mittels gegen Kältezittern aufrechterhalten werden kann. Das Mittel gegen Kältezittern kann in regelmäßigen Abständen mit einer größeren Dosis, beispielsweise intramuskulär verabreicht werden oder läßt sich kontinuierlich mit einer kleineren Dosis, zum Beispiel intravenös, verabreichen.
Der Mechanismus gegen Kältezittern kann verabreicht werden, bevor die Wärmeaustauschvorrichtung in Position gebracht wird, vor Beginn des Kühlungsschrittes, gleichzeitig mit dem Kühlungsschritt, was zum Zeitpunkt beginnen kann, zu dem die Vorrichtung eingesetzt oder von außen auf den Patienten aufgebracht oder zum Zeitpunkt, zu dem die Wärmeaustauschvorrichtung aktiviert wird oder zu einem Zeitpunkt nach dem Einleiten des Kühlungsschrittes. Eine noch andere Ausführungsform sieht ein fortgesetztes Verabreichen des Mechanismus gegen Kältezittern für eine gewisse Zeit vor, nachdem die Wärmeaustauschvorrichtung ihre Funktion eingestellt hat. Wie vorstehend ausgeführt wurde, gilt eine einmalige Dosierung des Mittels oder Aufbringung von Wärme, mehrere periodische Dosierungen des Mittels oder die Aufbringung von Wärme in festgesetzten Zeitabständen, die kontinuierliche Verabreichung von Mitteln oder Wärme oder eine Kombination dieser als ebenfalls einbezogen. Der tatsächliche Zeitablauf der Verabreichung des Mechanismus gegen Kältezittern ist am besten in 23 veranschaulicht, worin die verschiedenen Punkte dargestellt sind, an denen der Mechanismus gegen Kältezittern entweder sequentiell oder simultan mit anderen Schritten des Verfahrens verabreicht werden kann.
WÄRMEAUSTAUSCHVORRICHTUNGEN
Die Wärmeaustauschvorrichtung selbst ist bevorzugt ein Katheter, der mindestens ein Flüssigkeitslumen aufweist, durch das hindurch eine Wärmeaustauschflüssigkeit zirkulieren kann, einen Wärmeaustauscher aufweist sowie ein Arbeitslumen, das sich außerhalb des Patienten durch mindestens einen Teil des Katheters erstreckt, der in den Patienten eingesetzt ist. Ein Beispiel für einen derartigen Katheter kann ein verlängerter Katheter mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende sein, wobei die Gesamtlänge des flexiblen Katheters als der Abstand von seinem proximalen Ende bis zu seinem distalen Ende festgelegt ist und mindestens ein Flüssigkeitslumen aufweist, durch das hindurch eine Wärmeaustauschflüssigkeit zirkulieren kann, einen Wärmetauscher aufweist mit Wärmeaustauschrippen, die sich an einer ersten Stelle auf dem Katheter befinden, sowie ein Arbeitslumen, das sich von außerhalb des Patienten durch mindestens einen Teil des Katheters erstreckt, der in den Patienten eingesetzt ist.
Der Wärmeaustauscher wird zum Wärmeaustausch zwischen Blut betrieben, das in wärmeaustauschender Nähe zu dem Wärmeaustauscher strömt, und einer Wärmeaustauschflüssigkeit, die durch den Katheter hindurch zirkuliert wird. Die erste Stelle, an der der Wärmeaustauscher angebracht ist, kann weniger als die gesamte Länge des Katheters betragen und befindet sich im typischen Fall an oder in der Nähe des distalen Endes des Katheters. Speziell kann der Wärmeaustauscher einen Ballon oder eine andere Konstruktion aufweisen, durch die hindurch die Wärmeaustauschflüssigkeit zirkulieren kann, wobei die Wärmeaustauschrippen eine Mehrzahl von Flügeln des Ballons oder andere Oberflächen sind, die die Hervorhebungen verstärken, wie beispielsweise sich nach außen erstreckende Ausstülpungen, Rippen, Filamente einer Multifilament-Vorrichtung, gekrümmte oder gewellte Oberflächen usw., die den Wirkungsgrad erhöhen, mit dem der Wärmeaustausch erfolgt.
In die Erfindung gelten auch Mittel zum Regeln der Wärmeaustauschvorrichtung als einbezogen, so dass eine vorbestimmte Temperatur hergestellt und aufrechterhalten werden kann. Beispielsweise kann die Körpertemperatur von einem Regelsystem überwacht und die Vorrichtung sodann in Reaktion auf die Körpertemperatur geregelt werden. Auf diese Weise kann die Vorrichtung umgeschaltet oder abgeschaltet werden, wenn der Körper des Patienten oder die Zielregion eine vorgewählte Temperatur erreicht, und kann in ähnlicher Weise umgeschaltet werden beispielsweise eingeschaltet werden, wenn die Temperatur von der vorgewählten Temperatur abweicht.
Eine wesentlich kompliziertere und automatische Regelung über die Temperaturregelung ist möglich. Beispiele für derartige Regelsysteme sind in den 24 und 25 gezeigt. In dem Regelsystem wird von dem Körper des Patienten mit Hilfe eines oder mehrerer Temperaturmessfühler, die an dem Patienten angebracht sind, eine Rückkopplung erhalten. Beispiele schließen eine ösophageale Temperatursonde 222 ein, eine tympanale Temperatursonde 224, eine Hauttemperatursonde 226, eine rektale Temperatursonde 228 oder andere geeignete Messfühler, die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind. Diese Sonden erzeugen Signale, die die erfasste Temperatur darstellen, und übertragen diese Signale über eine Mehrzahl von Drähten 230 zu einer Steuereinheit 232, von der eine Ausführungsform in 25 veranschaulicht ist. Die Steuereinheit empfängt die Temperatursignale und steuert die Wärmeaustauschregion 234 des Wärmeaustauschkatheters 236 in Reaktion darauf. Die Steuereinheit kann wahlweise auch zur Steuerung des Mechanismus gegen Kältezittern verwendet werden, wenn der Mechanismus die Verwendung einer Vorrichtung zum Erwärmen umfasst.
24 veranschaulicht eine andere Ausführungsform einer Steuereinheit 250, in die ein programmierbarer Computer 238 einbezogen sein kann, eine thermoelektrische Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung 240, eine Zuführung für Wärmeaustauschflüssigkeit 242 und eine Pumpe 244. Die Pumpe kann die Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Versorgungsquelle, beispielsweise ein Beutel, über der thermoelektrischen Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung zur Veränderung der Temperatur in der Flüssigkeit pumpen. Die Flüssigkeit kann von einem Einlassrohr 246, das von dem Wärmeaustauschkatheter kommt, durch den Beutel und zurück zum Wärmeaustauschkatheter durch das Auslassrohr 248 gepumpt werden. In Reaktion auf die erfasste Temperatur kann der Regler die Pumpgeschwindigkeit regeln oder kann die Temperatur der thermoelektrischen Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung regeln.
In einer der Ausführungsformen ist die Steuereinheit so programmiert, dass der Wärmeaustauschkatheter zum Erreichen und Aufrechterhalten einer Zieltemperatur geregelt wird. Die Zuführung der Wärmeaustauschflüssigkeit erfolgt in einem geschlossenen Kreis der durch den Katheter im Inneren des Patienten und außerhalb des Patienten durch den Beutel mit der Flüssigkeit, der sich in der thermoelektrischen Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung befindet, zirkuliert. Sobald sich die erfasste Temperatur des Patienten der Zieltemperatur nähert, kann die Steuereinheit die Temperatur der thermoelektrischen Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung so einstellen, dass diese sich der Zieltemperatur nähert. Beispielsweise wenn der Computer zur Regelung der Temperatur des Patienten bei 32°C programmiert wurde, könnte sich thermoelektrische Kühlvorrichtung ursprünglich bei einer Temperatur in der Nähe von 0°C befinden, so dass die Temperatur der Wärmeaustauschflüssigkeit, die im Inneren des Ballons strömt, etwa 0°C betragen würde. Sobald die Temperatur des Patienten jedoch abfällt und sich 32°C zu nähern beginnt, würde die Steuereinheit eine Erhöhung der Temperatur der thermoelektrischen Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung bewirken (beispielsweise durch Veränderung des Stroms, der durchfließt), so dass sie sich bis 32°C zu Erwärmen beginnt. Es ist festgestellt worden, dass die Temperatur der Wärmeaustauschflüssigkeit von etwa 30°C näherungsweise die Wärmemenge ableitet, die ein in Ruhe befindlicher Körper bei 32°C erzeugt, so dass, wenn die Körpertemperatur die Zieltemperatur von 32°C erreicht, die Steuereinheit die thermoelektrische Heizvorrichtung/Kühlvorrichtung bis zu einem Abfall einer konstanten Temperatur von 30°C einstellen würde.
In ähnlicher Weise kann die Steuereinheit die Geschwindigkeit der Temperaturänderung regulieren. Es kann in dem Computer der Regelvorrichtung eine Geschwindigkeit der Veränderung der Temperatur des Patienten programmiert werden. Wenn die erfasste Temperatur des Patienten schneller oder langsamer verändert wird, als die programmierte Geschwindigkeit, läßt sich die Temperatur der Wärmeaustauschflüssigkeit durch Regelung der thermoelektrischen Heizvorrichtung/KÜhlvorrichtung regeln und damit Wärme durch den Wärmeaustauschkatheter zum Blut des Patienten in geeigneten Mengen ableiten oder hinzufügen, um die Geschwindigkeit der Temperaturänderung in dem Patienten zu regeln.
Daraus läßt sich leicht entnehmen, dass zahlreiche Variationen dieser Steuereinheit möglich sind, ohne von der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Steuereinheit Signale von einem, von zwei oder mehreren Temperaturmessfühlern erhalten, die in das Regelsystem einbezogen sein könnten. Messfühler für andere Parameter als die Körpertemperatur, wie beispielsweise Pulsschlag oder Blutdruck oder dergleichen, gelten als in den Grundgedanken der Erfindung mit einbezogen und können ebenfalls in das Regelsystem einbezogen werden. In ähnlicher Weise ist die Zieltemperatur lediglich einer der Endpunkte, die mit der Regelvorrichtung angestrebt werden können; so kann die Zielgröße ein bestimmter anderer Körperzustand sein, wie beispielsweise Blutdruck, EEG-Zustand und dergleichen. Genauso gut läßt sich die Art und Weise der Reaktion der Steuereinheit variieren, die zur Regelung des Wärmeaustauschers dient. Dieses kann so einfach wie eine Zweipunktregelung sein. Sie kann die Durchsatzrate des Pumpens variieren, die Temperatur der thermoelektrischen Platte oder irgendeine andere geeignete Variable zur Regelung des Wärmeaustauschers.
KITS
Ein Kit zur Verringerung der Temperatur eines Patienten umfasst: (a) eine Wärmeaustauschvorrichtung und (b) einen Mechanismus gegen Kältezittern. Der Kit kann Anweisungen enthalten, wie sie sowohl für den Betrieb der Vorrichtung geeignet sind, als auch für den Mechanismus gegen Kältezittern. Wenn der Mechanismus gegen Kältezittern in einem oder mehreren Mitteln gegen Kältezittern besteht, so kann in dem Kit eine Information zur Lagerung sowie Dosierungsanweisungen für das/die Mittel gegen Kältezittern usw. einbezogen sein.
Beispielsweise kann der Kit Hinweise für den richtigen Einsatz des Katheters in das Gefäßsystem enthalten, wie sie auf dem Fachgebiet der Medizin gut bekannt sind, z.B. mit Hilfe der Seldinger-Methode. Die Hinweise können auch eine Beschreibung für die richtige Anwendung des Systems des Wärmeaustauschkatheters enthalten, für die richtige Zieltemperatur des Patienten und, wenn das Kit eine Steuereinheit enthält, für die richtigen Anstiegsgeschwindigkeiten zum Erwärmen und Kühlen des Patienten sowie spezielle Empfehlung für die Anwendung des Mechanismus gegen Kältezittern. Der Kit kann den Mechanismus gegen Kältezittern enthalten, muss ihn jedoch nicht enthalten, kann jedoch eine Beschreibung des bevorzugten Mechanismus gegen Kältezittern enthalten, beispielsweise ein bevorzugtes Mittel gegen Kältezittern oder eine Kombination von Mitteln, die aus den vorgenannten Mitteln ausgewählt sind, sowie Empfehlungen für die Dosierung und die Darreichungsmethoden und dergleichen. Ebenfalls können die Anwendungsdauer des Kühlens und die Anwendungsdauer des Mechanismus gegen Kältezittern ausgeführt werden.
In einer der Ausführungsformen des Kits ist die Wärmeaustauschvorrichtung ein Katheter. Ein geeigneter Katheter ist ein länglicher Katheter mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende, wobei die gesamte Länge des Katheters als der Abstand von seinem proximalen Ende bis zum distalen Ende festgelegt ist und umfasst: (i) Mindestens ein Flüssigkeitslumen, durch das eine Wärmeaustauschflüssigkeit zirkulieren kann; (ii) einen Wärmeaustauscher mit Wärmeaustauschrippen, die sich an einer ersten Stelle auf dem Katheter befinden und (iii) ein Arbeitslumen, das sich von außerhalb des Patienten durch mindestens einen Teil des Katheters erstreckt, der in den Patienten eingeführt ist.
In dem Kit kann wahlweise ein Regelsystem einbezogen sein, das die Körperzustände überwacht, beispielsweise durch Messung der Temperatur, und die Wärmeaustauschvorrichtung in Reaktion auf die überwachten Körperzustände regelt, z.B. die Vorrichtung dann abschaltet, wenn der Körper des Patienten oder der Zielbereich eine vorbestimmte Temperatur erreichen; oder Wiedereinschalten der Vorrichtung, wenn die Temperatur von der vorgewählten Temperatur abweicht. Zusätzlich kann der Kit auch eine zweite Wärmeaustauschvorrichtung aufweisen. Diese zweite Vorrichtung kann zur Ergänzung der Fähigkeit zur Temperaturabsenkung der ersten Vorrichtung dienen, d.h. die zweite Vorrichtung kann auch die Temperatur des Körpers oder eines Teils davon absenken. Alternativ kann die zweite Vorrichtung zur Erhöhung der Temperatur des Körpers des Patienten oder eines Teils des Körpers dienen. Dieses ist nützlich, um in dem Fall Wärme bereitzustellen, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eine geringere Temperatur zur Folge hat, als angestrebt wurde, oder wenn es wünschenswert ist, die Therapie abzuschließen und die Temperatur des Patienten auf Normothermie zu erhöhen.
Diese und andere Verfahren lassen sich unter Bezugnahme auf die nachfolgend beschriebenen Figuren mühelos verstehen. Eine der Ausführungsformen der Wärmeaustauschvorrichtung, die für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, ist in 1 veranschaulicht und zeigt das distale Ende 2 der Wärmeaustauschvorrichtung 4, die durch die Haut des Patienten in ein Blutgefäß 6 eingeführt worden ist. Das Blut strömt durch das Gefäß, wie mit einer Reihe von Pfeilen für die Strömung angezeigt ist. Vorzugsweise wird die Vorrichtung in ein relativ großes Blutgefäß eingesetzt, z.B. in die untere oder obere Hohlvene, in eine femorale Arterie oder Vene, in eine jugulare Arterie oder Vene oder in die Aorta. Die Verwendung dieser Gefäße ist insofern von Vorteil, dass sie leicht zugänglich sind, sichere und leichte Einführungsstellen bieten und relativ große Volumina an durchströmendem Blut haben. Im Allgemeinen erleichtern große Blutströmungsgeschwindigkeiten eine wirksamere Wärmeübertragung zwischen dem Katheter und dem Blut. Beispielsweise kann die jugulare Vene einen Durchmesser von etwa 22 French haben oder ein bisschen mehr als 7 mm, worin 1 French 0,013 Inch oder 0,33 mm sind. Eine Wärmeaustauschvorrichtung, die zum Einsetzen in ein Gefäß dieser Größe geeignet ist, läßt sich im Vergleich zu Vorrichtungen, die zur Einführung in kleinere Gefäße des Gefäßsystems vorgesehen sind, verhältnismäßig groß ausführen.
Eine besonders gut geeignete Wärmeaustauschvorrichtung ist ein Katheter. Athrektomie- oder Ballon-Angioplastiekatheter, die zur Auflösung von Blockaden der Herzkranzgefäße und ähnlicher Gefäße verwendet werden, haben üblicherweise Außendurchmesser im Bereich zwischen 2 bis 8 French. Im Gegensatz dazu kann man davon ausgehen, dass ein in den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendbarer Katheter im typischen Fall einen Außendurchmesser von etwa 9 French haben wird, obgleich diese Abmessung ohne Weiteres stark variiert werden kann, ohne von dem Grundgedanken der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Wünschenswert ist, dass der Katheter oder eine andere Wärmeaustauschvorrichtung klein genug sind, so dass die Punkturstelle unter Anwendung der perkutanen Seldinger-Methode eingeführt werden kann, eine Methode die dem praktischen Arzt gut bekannt ist. Andere Methoden zum Einsetzen von Vorrichtung in die vorgenannten Blutgefäße sind in der medizinischen Fachwelt ebenfalls gut bekannt.
Obgleich ein kleiner Durchmesser für die Wärmeaustauschvorrichtung gewählt wurde, beruht dieser Durchmesser auf eine Größe vor dem Einsetzen und ist darauf abgezielt, ein Gefäßtrauma zu vermeiden oder auf ein Minimum herabzusetzen. Sobald die Vorrichtung jedoch in dem Gefäß eingesetzt ist, läßt sich ihr distales Ende bis zu jeder beliebigen Größe expandieren, solange der Blutfluss nicht unnötig aufgehalten wird. Außerdem sind die femorale Arterie und Vene sowie die jugulare Vene relativ lange und gerade Blutgefäße. Dieses ermöglicht einen bequemen Einsatz einer Vorrichtung mit einer temperaturgeregelten Region erheblicher Länge. Dieses ist natürlich insofern vorteilhaft, dass bei einer vorgegebenen Temperatur einer Vorrichtung mit vorgegebenem Durchmesser mehr Wärme ausgetauscht werden kann, wenn die Länge der Wärmeaustauschregion erhöht ist. Obgleich die Methode wahrscheinlich am häufigsten in einem Krankenhaus zum Einsatz gelangt, braucht die Prozedur nicht in einem Operationssaal ausgeführt werden. Die Methode und der Apparat sind so einfach, dass die Vorrichtung eingeführt werden kann und die Behandlung zur Absenkung der Temperatur des Patienten und zur Verringerung des Kältezitterns sogar in einem Krankentransporter oder auf dem Feld beginnen kann.
Im Allgemeinen kann das distale Ende 2 der Vorrichtung gekühlt und bei einer Temperatur unterhalb der Körpertemperatur des Patienten gehalten werden. Das durch das Gefäß strömende Blut wird daher gekühlt und anschließend rasch durch das Kreislaufsystem des Patienten zirkuliert. Die wohltuende Wirkung des Kühlens des Blutes des Patienten in der Nähe der Vorrichtung wird sich daher rasch durch den gesamten Körper des Patienten ausbreiten.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung kann eine Vielzahl von Methoden zum Kühlen nutzen und kann zahlreiche Konfigurationen annehmen, die das Wärmeaustauschvermögen auf ein Maximum bringen. Eine besonders geeignete Wärmeaustauschvorrichtung ist ein Katheter, wovon mehrere Konfigurationen detailliert von Ginsburg in der US-P-5 486 208 und von Ginsburg in der WO 98/26831 beschrieben wurden. Beispielsweise kann der Katheter einen wärmeleitenden Schaft haben, der sich in der Länge des Katheterkörpers erstreckt und aus einem Metall oder anderem Material gefertigt ist, das über Wärmeleitfähigkeit verfügt. Durch Kühlung des proximalen Endes des Schaftes mit einem externen Kühlapparat wird veranlasst, dass Wärme in das distale Ende des Schaftes strömt. Ein anderer Kühlmechanismus wird von einem Katheter bereitgestellt, der über zwei Lumina verfügt, die durch ihn hindurch laufen. Die Flüssigkeit strömt von dem proximalen Ende des Katheters durch das Einlauflumen, durch eine Wärmeaustauschregion und zurück durch ein Auslauflumen. Indem gekühlte Flüssigkeit durch das Einlauflumen geschickt wird, kann die Wärme von dem Blutstrom des Patienten übertragen werden. Andere Ausführungsformen und Modifikationen für den Wärmeaustausch außer durch Verwendung einer Wärmeaustauschflüssigkeit, zum Beispiel durch Widerstand, einschließlich Hochfrequenz, sind für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich.
Die in den erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Wärmeaustauschvorrichtungen, sind vorzugsweise so konzipiert, dass sie die Geschwindigkeit des Wärmeaustausches zwischen der Vorrichtung und dem Körper, dem Gewebe oder der Flüssigkeit, beispielsweise mit dem durch das Gefäß strömende Blut, optimieren. Obgleich eine große Oberfläche wünschenswert ist, um einen wirksamen Wärmeaustausch zu erhöhen, muss darauf geachtet werden, dass die Vorrichtung den Blutstrom durch das Gefäß nicht übermäßig behindert. Die Vorrichtung kann mit einer Mehrzahl von hohen Ausstülpungen ausgestattet sein, um die Wärmeaustauschfläche auf ein Maximum zu bringen, wie beispielsweise Wärmeaustauschflügel, radiale Rippen oder Längsrippen oder eine mehrlappige Ballonoberfläche, was zusammenfassend als Wärmeaustauschrippen bezeichnet wird. Darüber hinaus kann die Wärmeaustauschregion der Vorrichtung die Form eines expandierbaren Ballons annehmen, wo der Ballon beispielsweise durch Druckdifferenz in einer Flüssigkeit aufgeblasen bleibt, die durch ein Einlauf- und Auslauflumen strömt.
Es läßt sich schätzen, dass die Wärmeaustauschvorrichtung, dessen Temperatur zwischen 1° und 15°C geregelt ist, eine Körper-Kernkühlgeschwindigkeit von näherungsweise 6° bis 8°C pro Stunde in einem Patienten mit typischer Größe von beispielsweise 115 Pound bis 195 Pound und mit näherungsweise normaler Körpertemperatur (37°C) gewähren kann. Dieser Schätzwert ist stark abhängig von einer Reihe von Faktoren, einschließlich der Geschwindigkeit der Blutströmung durch das Gefäß, der Anfangstemperatur des Körpers des Patienten, der äußeren Oberfläche der Vorrichtung, durch die die Wärme übertragen wird, usw.. Die tatsächliche Geschwindigkeit, die erzielt wird, kann stark von dem vorgenannten Schätzwert abweichen. Eine hilfreichere Schätzung der Temperaturregelung des Körpers des Patienten kann die Wattzahl der Wärmeenergie liefern, die vom Körper abgeleitet wird. Normalerweise strömt Blut in der beschriebenen Weise über den Katheter und kann bis zu 300 Watt an Energie aus dem Blut ableiten. Im Ruhezustand erzeugt der menschliche Körper etwa 100 Watt, jedoch kann das Kältezittern diesen Betrag bis zum fünffachen Wert erhöhen. Die Fähigkeit zum Kühlen des Körpers oder zur Regelung der Körpertemperatur wird daher stark durch die Verabreichung von Mitteln gegen Kältezittern unter Einsatz des kühlenden Katheters erhöht. Andere Konstruktionsmerkmale schließen einen empfindlichen Temperaturmessfühler ein (siehe beispielsweise 23), um die Temperatur des distalen Endes der Vorrichtung genau zu überwachen. Obgleich darauf zu achten ist, ein Gefrieren des Gewebes oder der Flüssigkeit oder eine Auslösung von Schock bei dem Patienten zu vermeiden, ist dieses selten ein Problem. Da es sich bei Blut überwiegend um Wasser mit einem Gehalt einer Reihe darin suspendierter und aufgelöster Substanzen handelt, liegt dessen Gefrierpunkt etwas unterhalb von 0°C.
Wie sich leicht erkennen läßt, hängt die Geschwindigkeit der Temperaturänderung des Patienten stark von der aus dem Blut abzuleitenden Wärmemenge ab. Dieses wiederum hängt stark von der Temperaturdifferenz zwischen dem Blut und der Oberfläche der Wärmeaustauschvorrichtung (ΔT) ab. Wenn es darauf ankommt, den Patienten rasch zu Kühlen, wird die Temperatur der Vorrichtung so niedrig wie möglich sein, indem beispielsweise eine Wärmeaustauschflüssigkeit auf fast 0°C gekühlt wird, während, wenn der Operateur möchte, dass die Temperatur des Patienten konstant bleibt, beispielsweise nachdem ein Zustand der Hypothermie erreicht worden ist, lediglich die Wärmemenge, die der Körper über diejenige hinaus erzeugt, die normalerweise an die Umgebung verloren geht, abgeleitet werden muss. So kann es sein, dass die Temperatur der Ballonoberfläche bei nahe 0°C während des Kühlens gehalten werden kann und, wenn der Körper den erforderlichen hypothermischen Grad erreicht hat, die Temperatur der Wärmeaustauschoberfläche nur wenige Grad unterhalb der Körpertemperatur gehalten werden kann, z.B. bei etwa 30°C, sobald der hypothermische Zustand von 32°C erreicht ist.
Beim Erwärmen wird konservativ anerkannt, dass eine Temperatur einer Vorrichtung im Kontakt mit dem Blut 42°C betragen kann, ohne eine Schädigung an dem Blut hervorzurufen. Der ΔT-Wert beim Erwärmnen wird dann im Allgemeinen geringer sein, als wenn der Wärmeaustauscher das Blut kühlt. Wenn eine sorgfältig geregelte Geschwindigkeit des Erwärmens angestrebt wird, wird ohne weiteres anerkannt, dass eine große Menge an Stoffwechselwärme, die von dem Körper durch Kältezittern erzeugt wird, die Fähigkeit des Systems zur genauen Regelung der Erwärmungsgeschwindigkeit überfordern kann. Daher ist selbst beim Erwärmen eines hypothermischen Patienten eine Kontrolle des Kältezitterns von Bedeutung.
Einige bevorzugte Konfigurationen von Wärmeaustauschvorrichtungen sind in den beigefügten Figuren veranschaulicht. In 2 kann ein Wärmeaustausch-Ballonkatheter 10 mit einem mit Wärmeaustauschrippen versehenen Ballonabschnitt 12 in mindestens einen Abschnitt der absteigenden Aorta 14 und eines Blutgefäßes 16, das den Blutstrom zur Gehirnregion leitet, eingesetzt werden. Der Ballonabschnitt 12 ist im typischen Fall aus Material gefertigt, das ausreichend dünn ist, um eine wirksame Wärmeübertragung zwischen der Wärmeaustauschflüssigkeit im Inneren des Ballons und dem in wärmeaustauschender Nähe des Ballons strömenden Bluts zu fördern, jedoch nicht übermäßig elastisch ist, um zu expandieren und ungewollt eine Flüssigkeitspassage oder das Blutgefäß 16 zu verstopfen. Ein besonders geeignetes Material ist ein dünnes, festes und doch relativ unelastisches Material, wie beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat), das eine vorhersagbare Ballonkonfiguration mit angemessenen Wärmeaustauscheigenschaften ermöglicht. Der Katheterschaft 18 des Wärmekatheters 10 kann in eine gewünschte Lage relativ zum ausgewählten Körperbereich oder Arterie 16 mit Hilfe konventioneller Methoden eingesetzt werden, wie beispielsweise mit Führungskathetern oder mit einer Draht-über-den Draht steuerbaren Methode in Position gebracht werden, wie sie in der Fachwelt bekannt ist. Der Ballonabschnitt 12 des Katheters 10 kann die geregelte Zirkulation einer Wärmeaustauschflüssigkeit im Inneren des Katheters und des Ballons unterstützen, wie in dem nachfolgenden Beispiel beschrieben wird. Die erhöhte Oberfläche des aufgeblasenen Ballons kann einen wirksamen Wärmeaustausch im Inneren eines Körperbereichs durch Wärmeleitung gewähren, wobei die Konfiguration des Ballons darüber hinaus den fortgesetzten Blutstrom ohne wesentliche Unterbrechung ermöglichen, indem außerhalb der Ballonoberfläche Kanäle geschaffen werden, wenn der Ballon expandiert wird.
3 ist eine Veranschaulichung eines Wärmeaustauschballons 12 der auf einem Schaft 18 angebracht ist, wobei der Ballon durch eine Längsachse und eine Mehrzahl von Wärmeaustauschrippen 20, 22, 24 und 26 bestimmt ist, die radial von der Längsachse des Katheterschaftes nach außen ragen. Die Wärmeaustauschrippen können beispielsweise als die Lappen eines mehrlappigen, zusammenklappbaren Ballons geformt sein. Der Schaft 18 ist in der Regel rund und schließt in dieser Ausführungsform ein Arbeitslumen 28 ein, das durch den Schaft läuft und sich am distalen Ende des Katheters öffnet. Obgleich das Mittel gegen Kältezittern in einer bevorzugten Methode durch intramuskuläre oder intravenöse Injektion verabreicht wird, kann es auch durch das Zentrale- oder Arbeitslumen verabreicht werden.
In einer der Ausführungsformen der Erfindung wird das Arbeitslumen für die Injektion des Mittels gegen Kältezittern verwendet. Das Arbeitslumen kann auch andere Funktionen übernehmen. Beispielsweise kann die Kathetervorrichtung zusätzlich dazu, dass sie in Kombination mit einem Mittel gegen Kältezittern bereitgestellt wird, in Kombination mit einer Vorrichtung (wie beispielsweise einem Führungsdraht oder einem Emboliektomiekatheter) oder einem anderen Medikament (wie beispielsweise einem thrombolytischen Mittel, einem Barbiturat, einer gerinnungshemmenden Substanz, einem Neuro-Blockierungsreagenz, einem krampflösenden Mittel, einem mit Sauerstoff angereichertem Perfusat, einem Vasodilator, einem Mittel, das Angiospasmus verhindert, einem Mittel zur Verhinderung der Thrombozytenaktivierung und einem Mittel zur Verhinderung der Anhaftung von Thrombozyten), die alle durch das Arbeitslumen eingeführt werden können.
Darüber hinaus läßt sich das Arbeitslumen für die Injektion von fluoroskopischem Farbstoff verwenden, für die Aufnahme eines Führungsdrahtes oder als Fürungskatheter für verschiedene diagnostische oder therapeutische Vorrichtungen, einschließlich beispielsweise ein Angioplastiekatheter, einen Embolektomiekatheter, einen Katheter zum Vorschieben eines Verschlussteils, einen Katheter zum Vorschieben eines Embolisationsteils, eine Vorrichtung zur Elektrokautermisation oder Mikrokatheter. Wie ersichtlich, verhindert die Verwendung des Lumens für die eine Funktion nicht dessen nachfolgende Verwendung für eine andere, so dass es nacheinander für mehrere oder sogar für alle hierin beschriebenen Anwendungen zum Einsatz gelangen kann.
Das Schaftäußere des zentralen Lumens ist in 4 und 6 gezeigt in einer mit Hilfe eines Stegs 30 in zwei Kanäle unterteilten Ausführung, einem Einlasskanal 32 und einem Auslasskanal 34. Der Schaft verfügt über Einlassdüsen 36, 38, 40 (gezeigt in 3), die zwischen dem Einlasskanal und dem Inneren des Ballons an dem distalen Abschnitt des Ballons in Verbindung stehen. Ebenfalls verfügt der Schaft über Auslassdüsen 42, 44, 46, die zwischen dem Inneren des Ballons und dem Auslasskanal in Verbindung stehen. Zwischen den Einlass- und Auslassdüsen ist in den Auslasskanal ein Pfropfen 48 eingesetzt.
Der Ballon 12 kann beispielsweise aus einem einzigen Flächengebilde aus zusammenlegbarem, dünnen Kunststoffmaterial 50 entsprechend der Darstellung in 5 ausreichend dünn hergestellt sein, um den wirksamen Wärmeaustausch zwischen einer Wärmeaustauschflüssigkeit auf der Innenseite des Ballons und dem über die äußere Seite des Ballons strömenden Blut zu ermöglichen. Das Ankleben des Materials an den Schaft entsprechend der Darstellung bei 52 kann Lappen des Ballons erzeugen. Das Verkleben des flächigen Kunststofferzeugnisses an geeigneten Stellen entsprechend der Darstellung bei 54 und 56 kann die Lappen weiter formen. Die gelappte Form der Ballonoberfläche stellt eine erhebliche Oberfläche für den Wärmeaustausch bereit, während gleichzeitig für eine fortgesetzte Strömung hinter dem Ballon durch den Zwischenraum zwischen den Lappungen des Ballons gesorgt wird.
Im Einsatz wird die Wärmeaustauschflüssigkeit (nicht gezeigt) unter Druck in den Einlasskanal 32 gepumpt. Geeignete Wärmeaustauschflüssigkeiten schließen zur Veranschaulichung sterile Kochsalzlösung oder eine andere biokompatible Flüssigkeit mit entsprechenden Wärmeübertragungseigenschaften ein, ohne auf diese beschränkt zu sein. Die Wärmeaustauschflüssigkeit strömt den Einlasskanal herab, bis sie die Einlassdüse 36, 38, 40 am distalen Ende des Ballons erreicht. Die Flüssigkeit strömt aus dem Einlasskanal in das Innere des Ballons. Sodann strömt sie in einer proximalen Richtung durch das Innere des Ballons, bis sie die Auslassdüsen 42, 44, 46 an dem proximalen Ende des Ballons erreicht. Sodann strömt die Wärmeaustauschflüssigkeit von dem Inneren des Ballons durch die Auslassdüsen und in den Auslasskanal 34, wo sie dann zurück den Schaft hinunterströmt und den Körper verlässt. Auf diese Weise absorbiert die Wärmeaustauschflüssigkeit Wärme von dem in wärmeaustauschender Nähe zum Ballon strömenden Blut.
Eine alternative Konstruktion zu dem Wärmeaustauschballon ist in 7 gezeigt, worin die Wärmeaustauschregion unter Verwendung einer Reihe von drei zusammenlegbaren Ballonlappen 60, 62, 64 geformt ist, die um ein zentrales, zusammenlegbares Lumen 66 angebracht sind. Es ist ein proximaler Schaft 68 mit zwei Kanälen ausgeformt, einem Einlasskanal 70 und einem Auslasskanal 72. Das Innere des Schaftes ist durch die Stege 74 und 76 entsprechend der Darstellung in 12 in zwei Lumina unterteilt, wobei die Lumina jedoch nicht gleiche Abschnitte des Innenraums des Schaftes einnehmen. Der Einlasskanal nimmt etwa 1/3 des Umfanges des Innenraums ein und der Auslasskanal etwa 2/3 des Umfanges des Innenraums aus Gründen, die nachfolgend dargelegt werden.
An der Wärmeaustauschregion des Katheters ist ein Übergang 78 zwischen dem Schaft 68 und dem Rohr 80 ausgeformt, der das zentrale zusammenlegbare Lumen 66 bildet. Der Auslasskanal ist mit einem Stopfen 82 entsprechend der Darstellung in 10 versehen und das Rohr 80 über den Schaft 68 beispielsweise durch Verleimung an dem Übergang 78 fixiert, wobei der Schaft mit dem Rohr (nicht gezeigt) endet. Auf diese Weise nimmt der in 9 gezeigte Einlasskanal in diesem Abschnitt des Katheters den gesamten Umfang des Schaftes ein. An dem distalen Ende des Ballons sind entsprechend der Darstellung in 8 Einlassdüsen 84, 86, 88 zwischen dem Einlasskanal und den drei zusammenlegbaren Ballonen geformt. An dem proximalen Ende der Wärmeaustauschregion sind entsprechend der Darstellung in 11 Auslassdüsen 90, 92, 94 zwischen dem Innenraum jedes Ballons und dem Auslasskanal in dem Schaft geformt. Die Konfiguration des Auslasskanals ist so geschaffen, dass eine Verbindung mit dem Innenraum jeder der drei Ballone möglich ist.
In Funktion strömt die Wärmeaustauschflüssigkeit den Einlasskanal in Schaft 70 entlang weiter nach unten zum Lumen 66 zum distalen Ende der Wärmeaustauschregion und tritt aus dem Lumen durch die Einlassöffnungen 84, 86, 88 in das Innere der Lumina der Ballonlappen 96, 98, 100 aus und läuft in jedem der drei Ballone nach Unten zurück und tritt nochmals in den Schaft durch die Auslassdüsen 90, 92, 94 ein und sodann abwärts zu dem Auslasskanal 72 in Richtung zu dem proximalen Ende des Katheters. Auf diese Weise kann die Wärmeaustauschflüssigkeit durch die drei Ballone zur Ableitung von Wärme aus dem in wärmeaustauschender Nähe zu den Ballonen strömenden Blut zirkuliert werden. Das Material, aus dem die Ballone gefertigt sind, ist ein Material, das einen guten Wärmeaustausch zwischen der Wärmeaustauschflüssigkeit an der Innenseite des Ballons und der Körperflüssigkeit erlaubt, wie beispielsweise dem in wärmeaustauschender Nähe zu der Oberfläche des Ballons strömenden Blut. Ein besonders geeignetes Material ist ein sehr dünnes Kunststoffmaterial, das außerdem fest genug ausgeführt sein sollte, um dem Druck zu widerstehen, der für eine ausreichende Strömung der Wärmeaustauschflüssigkeit erforderlich ist.
In 13 wird ein anderer Wärmeaustauschkatheter 102 veranschaulicht, der zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Der Katheter 102 ist so aufgebaut, dass ein Ballon 104 mit mehrfachen Lumina über einen inneren Schaftteil 106 in der nachfolgend beschriebenen Weise angebracht ist. Der zusammengebaute Katheter 102 (13) hat einen dünnwandigen Ballon 104 mit vier Lumina (15), der über einen inneren Schaft 106 angebracht ist (14).
In 16 ist eine Querschnittansicht des Ballons mit vier Lumina entlang der Linie 16-16 von 15 gezeigt. Der dünnwandige Ballon 104 mit vier Lumina hat drei äußere Lumina 108, 110 und 112 die um ein inneres Lumen 114 in spiraliger Form gewickelt sind. Alle vier Lumina sind dünnwandige Ballone und jedes äußere Lumen teilt ein gemeinsames dünnwandiges Segment (116, 118, 120) mit dem inneren Lumen 114. Der Ballon ist näherungsweise 25 cm lang und beim Einsetzen werden sowohl das proximale Ende 122 als auch das distale Ende 124 um den Schaft 106 mit einem flüssigkeitsdichten Verschluss verschlossen.
Der Schaft 106 ist an einer Nabe 126 an deren proximalem Ende angebracht. Die Querschnittansicht des proximalen Schaftes an der Linie 17-17 in 14 ist in 17 gezeigt. Die innere Konfiguration des Schaftes hat drei Lumina: Ein Führungsdrahtlumen 128, ein Einlauflumen 130 und ein Auslauflumen 132. Selbstverständlich ist davon auszugehen, dass die Bezeichnung der Lumina 130 und 132 als Einlauf und Auslauf lediglich der Veranschaulichung dient. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist mühelos ersichtlich, dass das Lumen 132 als das Einlauflumen und das Lumen 130 als das Auslauflumen verwendet werden kann, wenn die Strömung der Wärmeaustauschflüssigkeit umgekehrt wird.
An der Nabe 126 steht das Führungsdrahtlumen 128 in Verbindung mit einer Führungsdrahtöffnung 134, während das Einlauflumen 130 in flüssiger Kommunikation mit einer Einlauföffnug 136 steht und das Auslauflumen 132 in Verbindung mit einer Auslauföffnung 138 steht. An der Nabe 126 und um einen Abschnitt des Schaftes 106 herum befindet sich eine Länge eines Entspannungsrohres 140, das beispielsweise ein Schrumpfrohr sein kann.
Zwischen dem Entspannungsrohr 140 und dem proximalen Ende 122 des Ballons hat der Schaft 106 an seinem ausgezogenen Außendurchmesser etwa 0,3 cm (0,118 Inch). Die innere Konfiguration ist in 17 gezeigt. In unmittelbarer Nähe zum Ballonansatz an dessen proximalen Ende 22 hat der Schaft einen eingeschnürten abwärtsgerichteten Abschnitt. Der Außendurchmesser des Schaftes ist um etwa 0,254 cm (0,10 Inch) auf 0,28 cm (0,11 Inch) reduziert, wobei jedoch die innere Konfiguration der Lumina beibehalten bleibt. Vergleiche hierzu beispielsweise den in 17 gezeigten Querschnitt des Schaftes, mit dem Querschnitt der in 18 gezeigt ist oder mit dem Querschnitt, der in 20 gezeigt ist. Diese Länge des Schaftes mit reduziertem Durchmesser bleibt zwischen dem ersten eingeschnürten, abwärtsgerichteten Abschnitt 142 und einem zweiten eingeschnürten, abwärtsgerichteten Abschnitt 144 näherungsweise bei einem konstanten Durchmesser.
Unmittelbar hinter dem eingeschnürten und abwärtsgerichteten Abschnitt 142 ist ein proximales Ballon-Markierungsband 146 um den Schaft angebracht. Das Markierungsband 146 ist ein strahlenundurchlässiges Material, wie beispielsweise ein band aus Platin oder ein strahlenundurchlässiger Lack und dient dazu, das proximale Ende des Ballons mit Hilfe der Fluoroskopie zu lokalisieren, während sich der Katheter im Inneren des Körpers des Patienten befindet.
An dem Markierungsband 146 ist das distale Ende aller vier Lappen des Ballons (108, 110, 112, 114) bei 122 an dem inneren Teil 122 befestigt. Dieses kann dadurch erzielt werden, dass man den Ballon nach Unten um den Schaft faltet, eine Muffe beispielsweise in Form eines Rohres mit kurzer Länge über dem Ballon anbringt und Klebstoff beispielsweise durch Aufsaugen lassen des Klebstoffes um den gesamten inneren Umfang der Muffe herum eingebracht. Dadurch wird gleichzeitig der Ballon unterhalb um den Schaft befestigt und erzeugt eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtung am proximalen Ende des Ballons.
Distal von dieser Dichtung unterhalb des Ballons wird durch die Wandung des Ausflusslumens in dem Schaft ein Fenster 148 geschnitten. In unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Fenster wird eine Mehrzahl von Schlitzen 150 in die Wandung des äußeren Ballonlumens entsprechend der Darstellung in der Querschnittansicht von 18 und der Ansicht in 19 geschnitten. Da die äußeren Lumina um das innere Lumen in einer spiraligen Form gewickelt sind, verläuft jeder der äußeren Schläuche über das Auslauflumen des inneren Schaftteils in einer geringfügig anderen Lage entlang der Länge des inneren Schaftes und wo die jeweils zwei anderen Lumina über das Auslauflumen des Schaftes laufen, werden andere Fenster (152, 154) in das Auslauflumen sowie eine Mehrzahl von Schlitzen (156, 158) in das äußere Lumen geschnitten, um eine Flüssigkeitsverbindung des proximalen Abschnittes dieses äußeren Lumens mit dem Auslauflumen des Schaftes herzustellen. Siehe hierzu beispielsweise den Schnitt von 13 unmittelbar distal der Linie 18-18. Auf diese Weise ist der proximale Abschnitt jedes äußeren Lumens (108, 110, 112) durchströmungsfähig mit dem Ausflusslumen des Schaftes verbunden.
Distal von den Fenstern in dem Auslauflumen ist das innere Lumen 114 des Ballons mit vier Lumina um den Schaft mit einem flüssigkeitsundurchlässigen Verschluss versiegelt. Das Auslauflumen 132 ist mit einem Stopfen 160 versehen und die Wandung an dem Einlauflumen entsprechend der Darstellung in 20 entfernt. Dieses kann dadurch erreicht werden, dass der eingeschnürte und abwärtsgerichtete Abschnitt 144 das Auslauflumen sperrend abschließt (Pfropfen 160), die Wandung 162 des Einlauflumens 130 entfernt wird und die Wandung des inneren Lumens des Ballons um die gesamte Außenseite 164 des Schaftes mit Klebstoff befestigt wird. Der Klebstoff wirkt außerdem als Pfropfen um zu verhindern, dass der Abschnitt des inneren Lumens proximal zum Pfropfen in Flüssigkeitsverbindung mit dem inneren Teil distal des Pfropfens steht.
Unmittelbar distal zum eingeschnürten und abwärtsgerichteten Abschnitt 144 kann das Führungsdrahtlumen 128 des Schaftes abgeschlossen werden und mit einem Führungsdrahtrohr 166 verbunden werden. Das Rohr 166 führt sodann zum distalen Ende des Katheters weiter. Das Einlauflumen 130 ist in das innere Lumen des vierlappigen Ballons hinein offen und damit in kommunizierender Fluidverbindung zu diesem Lumen.
Das distale Ende 124 des Ballons 104 und einschließlich alle vier Lumina des Ballons sind abwärtsgerichtet um das Führungsdrahtrohr 166 in ähnlicher Weise abgedichtet, wie der Ballon am proximalen Ende um den Schaft herum abgedichtet ist. Damit sind alle vier Lumina des Ballons in einer flüssigkeitsundurchlässigen Abdichtung gedichtet. Unmittelbar proximal zur Abdichtung wird eine Mehrzahl von Schlitzen 168 in die gemeinsame Wand zwischen jedem der drei äußeren Lumina 108,110,112 des Ballons und dem inneren Lumen 144 geschnitten, so dass jedes der äußeren Lumina sich in kommunizierender Fluidverbindung mit dem inneren Lumen entsprechend der Darstellung in 21 und der Querschnittansicht von 22 befindet.
Unmittelbar distal zum Ballon in der Nähe der distalen Dichtung ist um den inneren Schaft herum ein distales Markierungsband 170 angebracht. Es kann ein flexibles Teilstück des Rohres 172 auf dem distalen Ende des Führungsdrahtrohres 166 angeschlossen werden, um dem Katheter eine flexible Spitze zu geben. Das distale Ende 174 des flexiblen Rohrs 172 ist offen, so dass ein Führungsdraht aus der Spitze austreten kann. Distal von dem Katheter kann durch das Führungsdrahtlumen eine medizinische oder radiographische Flüssigkeit eingespritzt werden.
Im Gebrauch wird der Katheter 102 in den Körper eines Patienten so eingesetzt, dass sich der Ballon im Inneren eines Blutgefäßes befindet. Die Wärmeaustauschflüssigkeit zirkuliert in die Einlauföffnung 136 hinein, läuft das Einlauflumen 130 hinunter zu dem inneren Lumen 114 an der Wandung 162 am Ende des Einlauflumens. Die Wärmeaustauschflüssigkeit läuft zu dem distalen Ende des inneren Lumens und durch die Schlitzen 168 zwischen dem inneren Lumen 114 und den äußeren Lumina 108, 110 oder 112.
Sodann läuft die Wärmeaustauschflüssigkeit durch die drei äußeren Lumina des Ballons zu dem proximalen Ende des Ballons zurück. Die äußeren Lumina sind in einer spiraligen Form um das innere Lumen herum gewickelt. An einer bestimmten Stelle auf dem proximalen Abschnitt des Schaftes befindet sich jedes äußere Lumen über dem Abschnitt des Schaftes, der ein Fenster (154, 152, 148) zu dem Auslauflumen hat, wobei die äußeren Ballonlumina eine Mehrzahl von Schlitzen (158, 156, 150) haben, die mit den Fenstern ausgerichtet sind. Die Wärmeaustauschflüssigkeit passiert die Schlitze (158, 156, 150) durch die Fenster (154, 152, 148) und in das Auslauflumen (132) hinein. Von dort aus tritt sie aus dem Kreislauf aus dem Katheter durch die Auslauföffnung 138 aus.
Für einen wirksamen Wärmeaustausch zwischen dem Blut und der Wärmeaustauschflüssigkeit ist in hohem Maße eine Gegenstromzirkulation zwischen dem Blut und der Wärmeaustauschflüssigkeit wünschenswert. Wenn sich der Ballon somit in einem Gefäß befindet, in dem das Blut in Richtung von dem proximalen zu dem distalen Ende des Katheters strömt, beispielsweise wenn dieser von einer Einsatzstelle in der femoralen Vene in die aufsteigende Hohlvene eingesetzt ist, so ist es wünschenswert, wenn die Wärmeaustauschflüssigkeit in den äußeren Ballonlumina in Richtung von dem distalen Ende zu dem proximalen Ende des Katheters strömt wie in der Anordnung, die vorstehend beschrieben wurde. Es ist jedoch auch leicht ersichtlich, dass, wenn der Ballon so angeordnet ist, dass das Blut entlang des Katheters in Richtung von dem distalen zum proximalen Ende strömt, beispielsweise wenn der Katheter in die aufsteigende Hohlvene von einer Einsatzstelle in der jugularen Vene eingeführt worden ist, es dann wünschenswert wäre, wenn die Wärmeaustauschflüssigkeit in den äußeren Ballonlumina von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende strömen würde. Diese ließe sich allein durch ein Austauschen der für die Einlaufrichtung verwendeten Öffnung und derjenigen, die für den Auslauf verwendet wurde, erzielen.
Im Gebrauch kann der Arzt die Methode dazu einsetzen, einen Patienten in einen hypothermischen Zustand zu bringen. Unter Anwendung der Seldinger-Methode kann der Arzt einen Wärmeaustauschkatheter mit einem Wärmeaustauschballon in die femorale Vene des Patienten einsetzen.
Der Katheter wird solange vorgeschoben, bis der Wärmeaustauschballon unterhalb der Vena Cava ist. Der Arzt nutzt sodann das Wärmeaustauschsystem, um kalte Kochsalzlösung durch den Wärmeaustauschballon in Zirkulation zu bringen, wodurch Wärme von dem hinter dem Wärmeaustauschballon strömenden Blut abgeleitet wird. Der Arzt fährt unter Nutzung des Wärmeaustauschsystems für eine ausreichende Zeitdauer fort, die Temperatur des Patienten zu verringern.
Gleichzeitig verabreicht der Arzt einen Mechanismus gegen Kältezittern in der Form und der Dosierung/Dauer, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Der Arzt kann eine Bolusmenge eines Mittels verabreichen oder Wärme und anschließend die Mengen aufrechterhalten, oder das Mittel oder Wärme, oder kann das Mittel oder Wärme in einer beliebigen anderen wirksamen Form verabreichen. In jedem Fall werden, wenn die Temperatur des Patienten unterhalb der Schwelle des Kältezitterns abfällt, die Menge des Mittels gegen Kältezittern in dem Patienten oder die in den Patienten eingebrachte Wärmemenge ausreichend sein, um das Kältezittern zu verringern. Dieses wiederum macht die Herabsetzung der Temperatur mit Hilfe des Wärmeaustauschsystems noch wirksamer und verringert das Unbehagen und andere nachteilige Wirkungen des Kältezitterns.
Sobald der Patienten die Zieltemperatur unterhalb der Schwelle des Kältezitterns erreicht hat, werden die Menge des Mittels gegen Kältezittern oder die Anwendung von Wärme aufrechterhalten, so dass das Wärmeaustauschsystem den Patienten präzise bei der Zieltemperatur halten kann. Das System verfügt über einen oder mehrere Monitore für die Patiententemperatur, die eine Rückkopplung zu der Steuereinheit für das System liefern. Da die Menge der von dem Körper erzeugten metabolischen Wärme verringert ist und da die thermoregulatorischen Mechanismen des Körpers nicht aktiv gegen die Temperaturregelung des Wärmeaustauschsystems durch Kältezittern gerichtet sind, kann die Zieltemperatur sicherer und genauer den Patienten bei der Zieltemperatur halten.
Wenn der Arzt den Wunsch hat, einen Patienten langsam aus einem hypothermischen Zustand unterhalb der Schwelle des Kältezitterns zu erwärmen, so kann er oder sie das erfindungsgemäße Verfahren zur genaueren Regelung der Geschwindigkeit des Erwärmens einsetzen. Wenn der Patienten eine wirksame Menge eines Mittels gegen Kältezittern hat oder eine wirksame Wärmemenge erhalten hat, um so das Kältezittern zu verringern, kann der Arzt das Wärmeaustauschsystem einschalten, um eine in vivo-Erhöhung der Körperkerntemperatur zu beginnen. Die Rückführung von den Monitoren der Patiententemperatur ermöglicht die Regelung des Wärmeaustauschsystems, um den Patienten langsam zu erwärmen oder das Blut des Patienten langsam zu kühlen, wenn der eigene Körper des Patienten für dessen zu schnelle Erwärmung sorgt. Auf Grund der sehr wirksamen Verringerung oder Eliminierung des Mechanismus des Kältezitterns verfügt das Wärmeaustauschsystem über ein ausreichendes Vermögen und Präzision, um die Geschwindigkeit des Erwärmens vorsichtig aufrechtzuerhalten und ein zu schnelles Wiedererwärmen des Körpers zu verhindern.
In jedem der vorgenannten Beispiele kann Mechanismus gegen Kältezittern verabreicht werden, bevor der Wärmeaustausch beginnt, oder kann lediglich bei der Einleitung des Kältezitterns oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise verabreicht werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, gilt für den Fachmann auf dem Gebiet als selbstverständlich, dass zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente ersetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, um für eine spezielle Situation Material, in Frage kommende Zusammensetzung, Prozess, Prozessschritt oder Prozessschritte geeignet zu sein, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Dementsprechend sollte daher der Schutzumfang der Erfindung an Hand der beigefügten Patentansprüche bestimmt sein.

Claims

System zur Regelung der Temperatur des gesamten Körpers oder eines Teils des Körpers von einem Patienten auf eine Temperatur unter seine Sollwerttemperatur, umfassend: a) Eine Wärmeaustauschvorrichtung (4), die zur Platzierung in das Gefäßsystem eines Patienten angepasst ist, wobei die Wärmeaustauschvorrichtung eine Wärmeaustauschregion aufweist; b) ein Regelsystem i) zum Abtasten der Temperatur des gesamten Körpers oder eines Teils des Körpers von einem Patienten, ii) Erzeugung eines Signals basierend auf der abgetasteten Temperatur und iii) Regelung der Temperatur der Wärmeaustauschregion der Wärmeaustauschvorrichtung für eine ausreichende Zeit, um sich auf die Temperatur des gesamten Körpers oder eines Teils des Körpers von einem Patienten auszuwirken; dadurch gekennzeichnet, dass das System weiter Folgendes umfasst: c) einen Mechanismus zur Abgabe eines Mittels gegen Kältezittern zur Verhinderung des Kältezitterns, wenn die Körpertemperatur des Patienten auf eine Temperatur erniedrigt ist, die andernfalls Kältezittern hervorrufen würde.
System nach Anspruch 1, worin der Mechanismus zur Abgabe eines Mittels gegen Kältezittern eine Menge des Mittels gegen Kältezittern und einen Apparat zur Abgabe einer therapeutischen Dosis des Wirkstoffs an den Patienten umfasst.
System nach Anspruch 1, worin die Wärmeaustauschvorrichtung einen verlängerten flexiblen Katheter mit einem Wärmeaustauscher umfasst, der zum Austauschen von Wärme mit Blut oder anderen fließenden Körperflüssigkeiten, bei Gebrauch, in unmittelbarer Nähe des Wärmeaustauschs dazu, fähig ist.
System nach Anspruch 3, worin die Wärmeaustauschvorrichtung einen Ballon umfasst, dessen Temperatur mittels Zirkulation einer Wärmeaustauschflüssigkeit darin regelbar ist.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin die Wärmeaustauschvorrichtung einen verlängerten Katheter umfasst, umfassend (i) mindestens ein Flüssigkeitslumen, durch das Wärmeaustauschflüssigkeit zirkuliert werden kann; (ii) einen Wärmeaustauscher mit Wärmeaustauschfinnen, die sich am Katheter befinden; und (iii) ein Arbeitslumen, das von der Außenseite des Patienten durch mindestens einen Teil des eingeführten Katheters, bei Gebrauch, in den Patienten verlängerbar ist.
System nach Anspruch 1, worin der vom Regelsystem durchgeführte Temperatunegelungsschritt (iii) die Senkung der Temperatur unter die Sollwerttemperatur einschließt.
System nach Anspruch 6, worin der durch das Regelsystem durchgeführte Temperaturregelungsschritt (iii) das Anheben der Temperatur von einer Initialtemperatur unter die Sollwerttemperatur einschließt.
System nach Anspruch 7, worin der durch das Regelsystem durchgeführte Temperatunegelungsschritt (iii) das Anheben der Temperatur bei einer prädeterminierten Rate einschließt.
System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, worin der durch das Regelsystem durchgeführte Temperaturregelungsschritt (iii) das Aufrechterhalten der Temperatur bei einer stabilen Temperatur unter der Sollwerttemperatur einschließt.
System nach Anspruch 9, worin die stabile Temperatur Normothermie darstellt.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 11, worin das Regelsystem zum Regeln einer Wärmeaustauschvorrichtung als Reaktion auf die zu überwachende Bedingung fähig ist.
System nach einem der Ansprüche 11, worin das Regelsystem zum Abschalten der Vorrichtung fähig ist, wenn die Körpertemperatur eine vorgewählte Temperatur erreicht und/oder Reaktivierung der Vorrichtung, wenn die Körpertemperatur davon abweicht.
System nach einem vorangehenden Ansprüche, worin der Mechanismus zur Abgabe eines Mittels gegen Kältezittern einen Katheter mit einem durchgehenden Lumen umfasst, durch das ein Mittel gegen Kältezittern infundiert werden kann, der mit einer Quelle des Mittels gegen Kältezittern dergestalt verbunden ist, dass das Mittel gegen Kältezittern durch das Lumen des Katheters infundiert wird.
System nach Anspruch 13, worin die Wärmeaustauschvorrichtung einen Wärmeaustausch-Katheter umfasst, der ein Lumen aufweist, durch das ein Mittel gegen Kältezittern dergestalt infundiert werden kann, dass das Mittel gegen Kältezittern durch das Lumen des Katheters infundiert wird.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Wärmeaustauschvorrichtung einen Katheter mit einem Arbeitslumen umfasst, das am distalen Ende des Katheters zur Injektion eines Mittels gegen Kältezittern dort hinein offen ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Mittel gegen Kältezittern ein oder mehr Mittel umfasst, die ausgewählt sind aus: Dopamin-Rezeptorblockern, Dopamin-Rezeptoragonisten; κ-Opioid-Rezeptoragonisten, Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetika und Serotonin-5HT_1a-Rezeptoragonisten; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salze.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Mittel gegen Kältezittern eine Kombination aus einem κ-Opioid-Rezeptoragonist und einem oder mehr Mittel(n) umfasst, die ausgewählt sind aus: Dopamin-Rezeptorblockern und Dopamin-Rezeptoragonisten; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen.
System nach Anspruch 16 oder 17, worin der κ-Opioid-Rezeptoragonist ausgewählt ist aus: Ethylketazocin; Tifluadom; Bremazocin; Nalorphin; Ketazocin; trans-3,4-Dichloro-N-methyl-N-[2-(1-pynolidinyl)cyclohexyl]benzen-acetamid und (5a,7a,8b)-N-Methyl-N-[7-(1-pyrrolidinyl)-1-oxaspiro(4,5)-dec-8-yl]benzen-acetamid; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen.
System nach Anspruch 17 oder 18, worin die Kombination weiter einen μ-Opioid-Rezeptorantagonist oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon umfasst.
System nach Anspruch 2, worin der Mechanismus eine Kombination aus einem Dopamin-Rezeptorblocker und einem Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikum oder ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen umfasst.
System nach Anspruch 20, worin das Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikum ausgewählt ist aus: Nalorphin; Pentazocin, Buprenorphin; Butorphanol; Nalbuphin; Cyclazocin; Dezocin und Nalorphon; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen.
System nach Anspruch 21, worin das Opioid-Agonist-Antagonist-Analgetikum Nalbuphin oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon darstellt.
System nach einem der Ansprüche 16 bis 22, worin der Dopamin-Rezeptorblocker aus Phenothiazinen und Neuroleptika ausgewählt ist, worin die Phenothiazine die folgende Formel aufweisen:
worin R₁ aus H, Halo, Haloalkyl, Alkyl und Alkoxy ausgewählt ist; und R₂ aus Halo, einer aliphatischen Gruppe mit einem terminalen tertiären Aminostickstoffatom, einer aliphatischen Gruppe mit einem terminalen Piperidin-Substituenten und einer aliphatischen Gruppe mit einem Piperazin-Substituenten ausgewählt ist; und pharmazeutisch verträglichen Salzen davon; die Neuroleptika ausgewählt sind aus: Chlorprothixen, Thiothixen, Pimozid. Penfluridol, Loxapin, Clozapin, Sulpirid, Haloperidol und Disulfiram; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen; und die Dopamin-Rezeptor-Agonisten ausgewählt sind aus: Amantadin, Bromocriptin, Piribedil, Apomorphin, Lisurid, Pergolid und Mesulergin; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen.
System nach Anspruch 23, worin das Phenothiazin ausgewählt ist aus: Chlorpromazin; Triflupromazin; Thioridazin; Mesoridazin; Piperacetazin; Fluphenazin; Trifluoperazin; Acetophenazin; Carphenazin; Fluphenazin; Perphenazin und Prochlorperazin; und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen.
System nach Anspruch 23 oder 24, worin das Phenothiazin Chlorpromazin oder Thorazin darstellt; oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das System weiter eine Erwärmungsvorrichtung zur Applikation von Wärme auf die Haut eines Patienten umfasst.
System nach Anspruch 26, worin die Erwärmungsvorrichtung ausgewählt ist aus: Wärmedecken, Heizkissen und anderen Vorrichtungen, die zur Bedeckung der zu erwärmenden Hautoberfläche geeignet sind; Wärmeaustauscher, und Vorrichtungen, die durch Verabreichung von Wärmeenergie wirken, einschließlich Wärmestrahlungslampen.