JP2000510724A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 臨床処置の一部として、あお向けになった患者の背部位を冷却するための冷却システムが開示されている。このシステムは空気ブロア（１０または９８）と、熱交換機（７または１００）と、膨張自在なマットレス（１７）と、冷却ジャケットまたはオーバーレイ（１１、２００）とを含む。ブロアからの空気は熱交換機に接触することにより冷却され、ジャケットまたはオーバーレイを通過し、次にマットレスを通過し、人を急速に冷却し、緩やかな低体温治療を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 冷却システム 本発明はあお向けになった患者の背部位を冷却するための冷却システムに関す る。臨床的治療の一部として患者を積極的に冷却することが好ましい状況が存在 する。例えば最近の調査によれば、心拍停止になった患者に緩やかな低体温治療 を施すと、例えば心拍停止後、約１時間より長い時間の間、３２〜３４℃の範囲 温度にすると、利点が得られることが判った。このような臨床的処置については １９９６年発行された神経麻酔学ジャーナルの第８巻第１号８８〜９６ページの 、フリッツ・シュテルツ氏外による論文に記載されている。 従って、本発明の課題はかかる臨床的処置を実行することだけでなく、患者を 他の目的のために冷却するための方法および装置を提供することにある。 従って、本発明の１つの特徴によれば、冷却空気を逃がすための開口部を有し 、人が載ったり、または人に掛ける可撓性ジャケットまたはブランケットに冷却 された空気を通過させることを含む、支持体上のあお向けになった人を冷却する ための方法が提供される。このジャケットは人に掛け、少なくとも人の胴体をカ バーするようになっていることが好ましい。特に好ましい形態では、ジャケット またはブランケットはほぼ人の頭部から足ま でカバーする。 本発明は、熱交換機を冷却された液体、例えば冷却液のソースに接続すること により、患者を必要なだけ冷却できるように、冷却流体、例えば水のソースに接 続できるようになっている、熱交換機に連動するマットレスを含む。 従って、本発明の別の特徴によれば、人を支持するための膨張自在な区画室と 、加圧された空気をマットレスに供給するための空気供給手段と、この空気供給 手段に関連した熱交換機とを有し、加圧空気を冷却するように加圧された空気を 熱交換機に通過させることができ、前記熱交換機が、必要な場合に冷却流体のソ ースに接続自在であり、よって前記加圧空気を必要に応じて冷却でき、この空気 を直接患者に当てるか、または患者に接触しているジャケットまたはブランケッ トに送ることができるマットレスが提供される。 好ましくは、かかるマットレスでは、空気ソースは、空気ソースが区画室に接 続するための出口および膨張自在な冷却ジャケットまたはブランケットに接続す るための出口を有するポンプユニットを含む。 熱交換機はマットレスまたはマットレスを支持しているベッドに物理的に取り 付けられたハウジング内に設けることができる。これとは異なり、熱交換機を別 個のユニット内に収容し、通常フレキシブルである導管によりマットレス（およ び／または冷却ジャケットまたはブラ ンケット）に接続してもよい。 熱交換機が膨張側に設けられている冷却回路内に冷却液を内蔵させるか、また は冷却システムからの冷却流体と共に冷却液を送るかのいずれかにより、熱交換 機に冷却液を供給することが好ましい。後者のケースでは、冷却流体は一般に水 またはブラインのような水性液であり、冷却回路の熱交換機と接触して冷却され る。このような構造は、冷却流体回路、例えば水がシステム内の急激な温度変動 を除く熱リザーバとなるという利点を有する。しかしながら、前者のより直接的 な冷却システムも満足できるような状態で作動し、始動はより迅速となり、より 迅速に定常状態に達する。冷却回路に調節バルブを導入し、マットレスの支持表 面において所望する温度を維持するのに必要な冷却流体の流量をこのバルブで制 御することが好ましい。このような制御は、例えば熱交換機の出口端部に設けら れた１つ以上の温度センサーに接続されたデジタル式ＰＩＤコントローラにより 制御される冷却回路内で、ソレノイド式調節高温ガスバイパスバルブを使用する ことにより達成できる。 熱交換機に空気を吹き付け、加圧された低温空気をマットレス、更に冷却ジャ ケットまたはブランケットへ送ることにより、空気流から熱を抽出することが好 ましい。通常、マットレスに供給される空気は患者を支持するだけでなく、所望 する冷却効果を生じるように充分な大きさとなっている。マットレスおよびジャ ケット／ブラン ケットの双方に空気を供給するのに同じブロアを使用する場合、空気のほとんど はマットレスに向けられることとなる。 マットレスへ供給される空気の一部は、マットレスの膨張した区画室、すなわ ちサック内の空気圧力を制御するための、マットレス内に設けられた排出バルブ を介して大気中へ送られる。その他の空気はマットレスの表面に設けられたステ ッチ孔を通って逃げ、患者の皮膚上を通過することにより患者を冷却する空気流 となる。マットレスの表面を通る熱伝達および冷却ジャケットまたはブランケッ ト内の開口部から放出される冷却空気によっても、患者から熱が除去される。 寒さによる震えを防止するために、患者を閉じ込めるための手段を設けること が必要となることもある。 本発明の患者冷却システムが作動する間、目標は適当な低体温治療から緩やか な低温治療、例えば約３２〜３４℃の体温を得ることにある。このような目標は 、約１〜３℃、好ましくは約２℃の装置に対する空気入力温度を使用する本発明 のマットレスおよびジャケット,／ブランケットを用いることにより達成できる ことが判った。マットレスの表面温度は、１０℃未満、好ましくは、約５〜１０ ℃であるとよい。研究によれば、心拍停止した患者の温度を突発性循環回復（Ｒ ＯＳＣ）の数時間の間、好ましくは２〜４時間の間、３２〜３４℃の範囲の温度 に低下すると、脳の損傷を低減するという点で臨床的な 利点が得られることが判った。低体温治療はＲＯＳＣの後すぐに、例えば約１５ 分以内に開始する必要がある。 添付図面から本発明の種々の実施例が明らかとなろう。 図１は、本発明に係わる患者冷却システムの略図である。 図１Ａは、別の冷却システムの略図である。 図２は、図１Ａのシステムを冷却ジャケットに応用した例の略図である。 図３は、冷却およびブロアポンプユニットを示す側面図である。 図３Ａは、ブロアポンプユニットと共に図１Ａに示されたタイプの冷却システ ムを収容するためのユニットを示す図である。 図４は、図２に示されたタイプの冷却ジャケットの平面図である。 図５は、図４における矢印Ｘの方向に図４に示されたジャケットの図である。 図６は、本発明に係わる変形冷却システムを示す。 添付図面、特に図１を参照すると、冷却システムは一形態では基本的には冷却 ユニット１を備え、この冷却ユニット１は圧縮機２と、凝縮機３と、蒸発コイル ４とを備え、これらを冷却液が通って循環するようになっている。蒸発コイルに は水が通過して循環するようになっており、冷却された水はパイプ５および６を 通って熱交換 機７まで循環される。矢印８によって略図で示されるように、ポンプ（図示せず ）から熱交換機７を空気が通過し、冷却された空気は次に矢印９に示されるよう にマットレスへ送られる。 図１Ａを参照すると、この図は制御された冷却空気流を発生するための別のシ ステムを示す。熱交換機１００はブロア９８からの空気のための入口１０１と、 例えば図２に示されるようにマットレスおよび冷却ジャケットに接続するための フレキシブル導管１６に接続された冷却された空気流のための出口１０２を含む 。熱交換機１００は直接、冷却回路に接続されており、この冷却回路は圧縮機１ ０３と、凝縮機１０４と、膨張バルブ１０５と、バイパスバルブ１０６とを含む 。バイパスバルブは、例えば、熱交換機の出口での温度が低下すると、バイパス バルブに信号が送られ、このバイパスバルブを開け、システムの冷却容量を低下 するよう、熱交換機からの出口側にて冷却回路に接続されたサーミスタにリンク されている制御手段１０７によって制御されるようになっている。ソレノイドバ ルブであることが好ましいこのバルブは、熱交換機の出口で検出された温度に応 答してオン／オフするように信号によって制御できる。バルブ１０６もソレノイ ドバルブであることが好ましく、このバルブは熱交換機の出口で検出される温度 に応答してオン／オフするように信号によって制御できる。マットレスが低空気 損失タイプのものであり、ここの空気供給導管が ベッドの異なる部分、例えば頭部、胴体、臀部および脚部部分に接続されており 、身体の各部分に適当な空気圧を維持するようになっている場合、各部分を通過 して流れる空気容積を制御することが好ましい。各部分における空気の流量を調 節し、制御することによって、各部分を所望する目標温度に維持することができ る。 図１Ａに示されたタイプの冷却システムは、図３Ａに示されているようなブロ ア／冷却ユニット内に収容できる。この図３Ａは冷却ユニット１１０を示し、こ の冷却ユニットはその下方部分に収容された圧縮機１０３と熱交換機１００とを 備え、更にユニット内にはマットレスおよびブランケット／ジャケットへの冷却 された空気流を制御するためのブロア９８および空気バルブ１１４が設けられて いる。マット上の種々の位置、例えば頭部から足まで離間した間隔で熱電対を設 け、これら熱電対をブロア９８または空気バルブ１１４に接続できる。ユニット １１０の正面には制御パネル１１５が取り付けられ、この制御パネル１１５は図 示するような制御装置および計器を含む。このように冷却ユニットとブロアとは 単一ユニットに組み立てられ、フレキシブルホース（図示せず）はこのユニット をマットレスおよびブランケットに接続している。制御パネルはマットレス支持 表面で記録された温度をレポートすることができ、患者の中心部の温度を表示で きる。 図２には空気システムが示されている。図２は、ポン プユニット１０または９８と熱交換機７または１００、次に冷却ジャケット１１ との接続を示している。ポンプユニットはチューブを通して熱交換機まで加圧空 気を送るための手段を内蔵する空気ポンプ、すなわち圧縮機を含む。空気ポンプ １０はパルス化された圧力流を熱交換機に循環させるための手段を含む圧力調節 制御装置を含むことができる。熱交換機および空気冷却ユニットはサーモスタッ ト１３と、低温警告ライト１４と、リザーバ内の水量を表示する水インジケータ レベル１５とを含むことができる。水リザーバを使用することにより冷却空気流 の温度の変動を除くことができる。 空気流は熱交換機を通過した後にライン１６を介し冷却ジャケット１１内に流 入する。冷却ジャケットは流入パイプ３２と戻りパイプ３３（図４および５）を 含み、および／または冷却ジャケット内に開口部（図示せず）を含み、このジャ ケットは対流および伝導による冷却を行うために患者の皮膚に向いていることが 好ましい。 図６は膨張可能な低空気損失マットレス１７および膨張自在なオーバーブラン ケット２００に接続された冷却ユニット１１０（例えば図３Ａに示されているよ うなユニット）を含む変形されたシステムを示す。冷却ユニットからの冷却され た空気をマットレスおよびオーバーブランケットにそれぞれ供給するための別個 のフレキシブル導管１６および１８が設けられている。図６に示されるように、 オーバーブランケット２００の足の端部には 冷却された空気が供給される。マットレスへの空気供給部１６はマットレス内の 空気サックの異なるグループへの別個の導管から構成でき、各導管は患者の体の それぞれの部分に適した圧力で空気を供給するようになっていることが理解でき よう。 図２および６に示されるように、冷却ジャケット１１およびオーバーブランケ ット２００は、膨張自在なタイプとすることができるマットレス１７の上部に置 くことが好ましい。好ましいマットレスとは、患者から生じた水分がサック内に 流入し、空気流によって運び去られるよう、空気がマットレスを通って循環し、 ここのサック、すなわち区画室の表面に水分透過性材料が設けられた、いわゆる 低空気損失タイプのものである。このタイプの膨張自在なマットレス支持体は米 国特許第4,525,885号、欧州特許第0034954号および欧州特許第0260087号に記載 されている。上記とは異なり、マットレスは例えば米国特許第5,396,671号に記 載されているように、マットレスへの空気を周期的に変えることにより、患者に バイブレーション治療を施すようにもできる。 患者からの熱の伝導レートを増加するために、熱交換機７または１００からの 冷却された空気もマットレスのクッション内へ送り、患者を上下で冷却すること ができる。ポンプユニット１０または９８には下からの冷却が不要である場合、 冷却ユニットをバイパスさせる別の空気出口を設けてもよい。またポンプユニッ トはマットレ ス内の個々のクッションまたはクッショングループを所望する圧力まで加圧し、 患者の最大の皮膚面積にわたって患者に対する支持体となるようにすることがで きる。 図４および５は、冷却ジャケットの構造をより詳細に示す。図２および４から 判るように、ジャケットはマットレスの幅を横断するように延び、患者の胴体、 上腕部および頭部をカバーするようになっている領域を有する。患者の鼻および 口には開口部２０を通してアクセスすることができ、これら開口部を通し、患者 に対して人工呼吸用チューブおよびそのた集中治療装置を取り付けることができ る。 ジャケットの端にはバックルおよびストラップ２１、２２および２３が設けら れ、これらをマットレスおよび患者のまわりに巻き、ジャケットが患者に密に接 触するようにジャケットを保持することができる。 ジャケットが空気非透過性の材料から構成された上部層と底部層とを備え、ジ ャケットが膨張可能なパッドを形成するように、これら層のエッジは溶着されて いる。上部層と下部層とはキルト効果を生じるように、番号３０で示された間隔 で共に溶着することが好ましい。 図面には示されていないが、下部層３１には多数の小さい、例えばピンホール 状の開口部を設け、これら開口部を通して膨張用空気が逃げ、患者の体の上を流 れる冷却空気流となるようにすることができる。 本発明の課題のために使用できるあるタイプの冷却ジ ャケットは、使い捨てペーパージャケットを含む。この使い捨てペーパージャケ ットはペーパータオルまた手術室用ガウンおよび帽子を製造するのに使用される タイプの紙から製造できる。ジャケットには内外の層が形成され、冷却空気が逃 げられるようにパンチングされた孔を含む。このようなペーパージャケットは軽 量であるので、低膨張圧力でも大きな空気流が得られる。 別の実施例では、マットレスは、例えばマットレスの下に接続、またはポンプ ユニット１０または９８に接続された熱交換機と連動できる。通常の使用時には この熱交換機は機能せず、マットレスへの空気供給システムに接続できる。更に ポンプユニットは別個の空気流を、例えば冷却ジャケットに供給するように開放 できるポートを含むことができる。冷却が必要になると熱交換機への接続部を有 する別個の冷却ユニットに供給できる。この冷却ユニットは圧縮機、凝縮機およ び蒸発コイルだけでなく、熱交換機に接続可能な水用リザーバを含むことができ る。 一般に冷却材のソースは圧縮機および蒸発可能な冷却液を使用して作動される 冷却システムとなる。しかしながら他の冷却システム、例えばペルチエ効果によ って機能するような熱電気冷却器も使用できる。これら装置は直流電源によって 容易に作動できるという利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．冷却空気を逃がすための開口部を有し、人が載ったり、または人に掛ける 可撓性ジャケットまたはブランケットに冷却された空気を通過させることを含む 、支持体上の人を冷却するための方法。 ２．前記ジャケットが少なくとも人の胴体をカバーするように、人の上に掛け るようになっている、請求項１記載の方法。 ３．前記マットレスに冷却された空気を通過させ、冷却空気を逃がすための開 口部を有する膨張可能なブランケットを通過させることを含む、膨張可能なマッ トレス上のあお向けになった人を冷却するための方法。 ４．膨張可能なマットレスが冷却空気を逃がし、人を直接冷却できるようにす る開口部を有する、請求項３記載の方法。 ５．人を支持するための膨張自在な区画室と、加圧された空気をマットレスに 供給するための空気供給手段と、この空気供給手段に関連した熱交換機とを有し 、加圧空気を冷却するように熱交換機を通して加圧された空気を通過させること ができ、前記熱交換機が、必要な場合に 冷却流体のソースに接続自在であり、よって前記加圧空気を必要に応じて冷却で きるマットレス。 ６．熱交換機が冷却回路に接続されており、該冷却回路がマットレス内、また はマットレスの表面に設けられた温度検出手段に応じて熱交換機への冷却流体の 流れを制御するようになっている調節バルブを含む、請求項５記載のマットレス 。 ７．冷却された液体が通過して循環する回路に熱交換機が接続されており、前 記回路が冷却回路に接続された第２熱交換機に連動する、請求項５記載のマット レス。 ８．空気ソースが区画室に接続するための出口および膨張自在な冷却ジャケッ トまたはブランケットに接続するための出口を有するポンプユニットを含む、請 求項５記載のマットレス。 ９．ジャケットまたはブランケットが患者に掛けるようになっている、請求項 ８記載のマットレス。 １０．前記ポンプユニットがジャケットまたはブランケットに接続するための 出口および前記マットレスに接続するための出口を含む、請求項８または９記載 のマットレス。 １１．マットレスが低空気損失ベッドを含む、請求項１０記載のマットレス。