JP2003102759A - 体温制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】麻酔を使うことなく苦痛や心肺機能の負担を抑
制し、中枢温度を広範囲にわたって上昇させ、一定範囲
に温度を保持する方法を提供する。 【解決手段】人体の体温は中枢温度および皮膚温度を温
度計測手段（２）で検出し、皮膚温度が所定の温度を越
えないよう発熱手段（１）の発熱量を制御手段（４）で
加減して発熱量を調整し、中枢温度が上昇しにくかった
り発汗や循環動態などによって皮膚温度が一時的に低下
したらいったん発熱量を下げ、体温が拮抗したときに再
び加温し、その際には前の加温における生体の反応を鑑
みて発熱量を制御手段（４）で補正し、このサイクルを
繰り返しながら加温する制御手段を備えたことを特徴と
する体温制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体を加温して体
温を上昇させる方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、癌は熱に弱いとされることか
ら、人体深部の体温全体すなわち中枢温を上昇させて癌
細胞を壊死させる目的の装置があり、医療現場で使われ
てきた。今までの試みとして、人工心肺装置を流用し、
血液を体外で循環させながら加温して再び体内に戻すと
いう、体外循環加温方法があった。一方、熱源で人体を
直接的または間接的に加温する方法として、宇宙服を用
いて高温の液体を循環させる方法、お湯に人体を入れる
方法、温風を吹きつける方法などがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、人体には恒常
性維持機能があり、体温を一定に保とうとする働きがあ
る。そのため、ただ熱を加えるだけでは皮膚表面の温度
のみが上昇し、深部の中枢温度は上昇しない。体外循環
加温方式は直接深部に熱エネルギが伝わるので中枢温度
は上がるものの、人体への侵襲が強く、肉体的負担が大
きいので、現在では殆ど用いられていない。直接または
間接的に加温する方法は、無理に高いエネルギを付与す
れば、心肺機能への負担が増大し、圧迫感や苦痛を生じ
る。また、火傷の危険を伴うばかりか、生命の限界体温
４３℃を越える恐れもある。実際、癌治療の為に全身を
加温する際は静脈麻酔を用いるので、手術室に準じた施
設や体制が必要になり、適用できる範囲にも限界があ
る。局所的に加温して特定部位または体表の一部の温度
を上昇させることは出来ても、中枢温度を広範囲で上昇
および制御することはきわめて難しいのが現状であっ
た。本発明に置ける体温上昇は、無理に高いエネルギを
付与するのではなく、人体の放熱と熱産生のバランスを
とれるよう熱エネルギを制御して、体温を上昇させる。
そのため、肉体への負担を抑えた体温上昇ができるとこ
ろに特長がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】人体各部に温度計測手段
を設け、胸部や鼠径部などの皮膚温度と、直腸や鼓膜な
どの中枢温度を検出する。そして皮膚温度が所定の温度
を越えないように発熱手段の発熱量を調整しながら加温
する。皮膚温度の上昇に伴って人体の恒常性維持機能が
作用し、体温を一定に保とうとして中枢温度が低下した
り発汗や循環動態など熱によるリアクションによって皮
膚温度が低下したりし始めたら、一旦発熱量を下げ、体
温が拮抗を示して安定したら再び加温する。その際は前
の加温時における体温の上昇反応を鑑みて、体温が下が
らないような最適な発熱量を算出して加温する。本発明
は以上の制御方法を組み込んだことからなる体温制御装
置である。

【発明の実施の形態】

【０００５】人体深部の中枢温度は大体３６〜３７℃で
一定に保たれている。気温の上昇や自らの運動によって
体温が上昇した場合には、体表から放熱され、中枢温度
を下げようとする。体温上昇が著しい場合には、発汗や
循環動態など熱によるリアクションによって急速に放熱
し、体温を下げようとする。このようにして、上昇した
体温はバランスを保とうとする。熱伝達のモデルとして
は、熱エネルギを付加すると最初に皮膚温度が上昇し、
それから深部に熱が伝達する。遠赤外線などの輻射にお
いても、まず輻射源から電磁波の形態で空気中を伝播
し、皮下０．数ミリで熱に吸収されて深部に伝導され
る。ここで重要なのは、無理に熱エネルギを加えても体
表から放熱されることであり、すなわち一度に熱エネル
ギを付与するのではなく、段階的かつ周期的に加温する
ことで熱による放熱のリアクションを抑え、徐々に深部
へ熱を伝達させることが可能になる。また、体温上昇の
反応は個人によって異なる。加温する最初の周期におい
て、付与したエネルギによる皮膚温度の上昇反応とそれ
に伴う中枢温度の反応を検出し、発汗を生じないで中枢
温度が低下しない最適な発熱量を算出して、次の段階か
ら補正された発熱量で人体を加温し、その周期を繰り返
す加温サイクルで精密な体温調整を行う。

【０００６】一方、加温時においては、患者の苦痛を和
らげて速やかな中枢温度上昇を図るために麻酔を用い
る。全身加温治療に使用する麻酔量は、皮膚温度に比例
的に依存していることも知られている。皮膚温度の調整
をしながら中枢温度の上昇を図る加温方法は、刺激を抑
制して麻酔量の低減を促す。体温だけでなく心拍数や血
圧の上昇も人が苦痛を訴える要素となる。放熱と熱産生
のバランスのみならず、生体情報のパラメータを加味し
て最適な熱エネルギを加えることで、肉体の負担を極力
抑えた加温が可能になる。

【実施例】以下、本発明の実施例を示す。 （イ）人体の周囲に発熱手段（１）を設け、人体や発熱
手段の各部に温度計測手段（２）を設け、パッドなどで
頭部を冷却する頭部冷却手段（５）を設け、人体周囲の
空気を換気する換気手段（６）と加湿手段（７）を設け
る。 （ロ）人体には温度計測手段（２）を皮膚温度の検出と
して上半身、下半身、頭部などに設け、中枢温度として
直腸などに設ける。直腸は体の深部温度を示す。参考と
して、脳内温度に近似する鼓膜温度を計測しても良い。
また、心拍、血圧など生体情報計測手段（８）を設け、
皮膚の発汗を検出する湿度検出手段（３）を設ける。発
熱手段（１）にもそれ自体の温度と人体周囲の気温を検
出するよう温度計測手段（２）を設ける。そして検出さ
れた温度および生体情報に基づいて発熱手段（１）の発
熱量を調節する制御手段（４）を設ける。本発明は以上
の様な構造で、使用する際は次のようにする。

【０００７】まず、発熱手段（１）の発熱量を上げ、皮
膚温度を所定の温度まで上昇させる。大体４０℃〜４１
℃以下であれば熱感刺激が少なく、しばらくは発汗も生
じない。ここでは皮膚温度を急激に上昇させることで様
々な反応の情報を得ることができる。発熱手段には温
水、温風など様々な手段があるが、遠赤外線または近赤
外線あるいは両者を複合させた輻射を用いると、体温が
より反応しやすい。ここで、中枢温度が上昇しにくかっ
たり、発汗や循環動態など熱によるリアクションによっ
て皮膚温度が低下し始めたりしたら、発熱手段の発熱量
をいったん下げる。発汗は湿度検出手段（３）とあわせ
て検出するとより確実である。ただし、温度計測手段か
ら検出された各種温度に基づいて発熱量を一定限度まで
は保持する。ここまでを第一位相とし、加えた熱エネル
ギ量とそれに対する皮膚温度および中枢温度の上昇度合
いを算定し、中枢温度が低下の反応を示した状況を記憶
する。

【０００８】中枢温度と皮膚温度が拮抗を見せて安定し
たら、再び発熱手段の発熱量を上昇させる。次の位相で
は、温度の変化を温度計測手段（２）で検出し、前の加
温で得られた体温上昇の反応に基づいて、発熱手段
（１）の発熱量を制御手段（４）で調整しながら加温す
る。例えば、発熱量を上昇させるときに、脂肪が多いな
どの個人差による理由で上昇反応が鈍かった人には急速
に上げ、上昇反応が敏感に現れた人は徐々に上げてい
く。一時的に発熱量を下げるなどの調整の際、全部の熱
エネルギを下げると中枢温度が上昇しない恐れもあるの
で、発熱手段（１）を予め幾つかに分割しておき、発汗
しているところに限定して発熱量を調整する。このと
き、温度計測手段（２）を分割した発熱手段（１）に対
応させて設けておくと良い。このようにして、周期的な
加温を繰り返し行う。

【０００９】また、体温の上昇に伴って心拍が上昇し始
めると、刺激となって発汗につながるうえ、心肺機能へ
の負担も増す。特に、恒常性維持機能がバランスを一時
的に崩して中枢温度が上昇し始めたとき、圧迫感や苦痛
は現れやすい。生体情報検出手段（８）で血圧や心拍が
一定範囲を越えたら、頭部冷却手段（５）によって頭部
を一時的に冷却することで、発熱手段（１）の熱量を下
げないままで苦痛を低減させ、かつ刺激による発汗作用
を抑える。脳は熱に弱い組織であり、患者が熱さや苦痛
を訴えるような状態で頭部を冷却すれば、脳の保護にも
なる。ただし、連続して同じ強さの冷却を施すことは避
ける。

【００１０】皮膚表面の接する気温の上昇も、皮膚への
刺激につながる。加温の継続によって気温が上昇しつづ
けた場合には、換気手段（６）によって一時的に気温を
下げる。また、加湿手段（７）で周囲を加湿し、空気中
の水分を飽和状態にして発汗を抑えることも行う。

【００１１】

【発明の効果】体温の恒常性維持機能における放熱のバ
ランスを保ちながら、かつ前の加温サイクルでの温度上
昇の反応を鑑みて発熱量を最適に補正し、加温すること
で、中枢温度を無理なく上昇させていくことができる。
人体の恒常性維持機能における放熱と熱産生のバランス
を、うまく調和させながら熱エネルギを加えることによ
り、患者への肉体的負担を低減させた上で中枢温を効率
良く上昇、制御することが出来る。また運用／操作が比
較的容易に施術出来る。中枢温の上昇がもたらす生理反
応においては様々な治療に応用できる。リュウマチや通
風、手術中の感染防止、手術後の麻酔覚醒時の低体温防
止、免疫不全症例等の治療など新しい物理療法やその治
療装置の発展に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 「本発明の接続を示した図である。」

【符号の説明】

１．発熱手段 ２．温度計測手段 ３．湿度検出手段 ４．制御手段 ５．頭部冷却手段 ６．換気手段 ７．加湿手段 ８．生体情報検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下崎 勇生 神奈川県横浜市鶴見区下末吉５丁目13番26 号303室 (72)発明者 竹内 晃 東京都杉並区善福寺４丁目24番３号 (72)発明者 林 幸子 大阪府堺市黒土町2339番地の２ Ｆターム(参考） 4C017 AA02 AA08 AA12 AA16 AA20 AB10 BC11 DD07 FF30 4C038 KK01 KM00 KX01 4C099 AA01 CA13 EA02 EA05 GA30 JA01 PA01 PA06 TA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱手段により直接的にまたは冷媒を媒体
   として間接的に人体の全身または一部を加温して体温を
   上昇させる装置において、人体および装置に第１〜第ｎ
   の温度計測手段を設け、この温度計測手段が検出する体
   温、装置内気温、発熱手段自体などの温度に基づいて、
   前記発熱手段の最適な発熱量を算定して、熱量に相当す
   る電力またはエネルギを発熱手段に出力し、体温を所定
   温度に上昇させた後任意の範囲で一定に保持する制御手
   段とを備えたことを特徴とする体温制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、体温は直腸などの部位
   を中枢温度とし、胸部や腹部などの表面を皮膚温度と
   し、中枢温度および皮膚温度を温度計測手段で検出して
   両者の温度またはその温度差をパラメータの一つに加え
   たことを特徴とする体温制御装置。
3. 【請求項３】請求項２において、皮膚温度が所定の温度
   を越えないよう発熱手段の発熱量を調整しながら中枢温
   度を上昇させる制御手段とを備えたことを特徴とする体
   温制御装置。
4. 【請求項４】請求項３において、中枢温度を所定の体温
   に上昇させる途中で、発汗や循環動態など熱によるリア
   クションによって皮膚温度が下がり始めたとき、発熱手
   段の温度を一度下げ、体温の拮抗が保たれたところで再
   び発熱量の温度を上げ、これらを繰り返しながら中枢温
   度を上昇させ、熱のエネルギを周期的に加える体温制御
   装置。
5. 【請求項５】請求項４において、人体に加える熱量を上
   昇させた後下げるという最初の位相のとき、発熱量は皮
   膚温度が急激に上昇するできるだけ強いエネルギを加
   え、皮膚温度の上昇変化とそれに反応して中枢温度が変
   化するまでの時間を検出し、得られたパラメータから最
   適な発熱量を算出し、発熱手段の熱量を補整して再び発
   熱量を上げるといった周期を繰り返し、熱のエネルギを
   加える体温制御装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５の何れか１項において、湿度
   検出手段と加湿手段を設け、湿度検出手段は装置内部の
   湿度と人体の発汗を検出し、発汗や循環動態など熱によ
   るリアクションによって皮膚温度が下がり始めたとき、
   発熱手段の発熱量または湿度を調整しながら中枢温度を
   上昇させる制御手段とを備えたことを特徴とする体温制
   御装置。
7. 【請求項７】請求項６項において、装置内部の換気手段
   を有し、装置内気温を所定の温度以下に保って発熱量を
   制御し、人体の体温が所定の温度まで上昇しない場合に
   は、換気手段によって内部の空気を外部と循環させて気
   温を下げたうえで、発熱量を上げて体温を上昇させる制
   御を実施することを特徴とした体温制御装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７のうち何れか１項において、
   心拍数、血圧、溶存酸素などの生体情報をモニタし、所
   定の生体情報数値を超えないよう発熱量を制御すること
   を特徴とする体温制御装置。