JP2004202166A - Cooling/heating system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概略的には、人体を加熱及び/又は冷却するための熱交換装置に関し、詳細には、人体に当てるか又は着用されるようになった患者治療用熱交換構造体に関する。熱交換構造体は、協働する移動装置と組合せることができ、移動装置は、車輪付きカートの形態であってもよく、周期的な加圧を伴うか又は伴うことなく、所望の温度にて加熱流体又は冷却流体を患者治療装置に供給するように構成されている。
【0002】
【従来技術】
米国特許第4,691,762号明細書には、人体に着用させる熱交換ベスト及び/又はヘルメットと、これに組み合わされる熱交換衣類を通過する循環流体の冷却を管理する移動ユニットとを含む温度制御装置が開示されている。この米国特許による熱交換衣類は、例えば、互いに熱密閉された可撓性の流体不透過性プラスチック材料の2枚のシートで作られている材料である、Flexitherm(Life Support Systems社の商標)で形成されるのが好ましく、適切なマニホールド機能を有する流体導通路を形成するように構成されている。
【0003】
本発明以前に構成されたFlexitherm熱交換材料は、特定の条件下で流路狭搾の問題を生じる場合があった。例えば、熱交換材料が比較的急激な曲げを受ける区域において、流体によって加圧されると、材料を曲げる応力によってマニホールド内及び流体導通路自体内に折れしわ線が生じることがある。これらの応力線又は折れしわ線は、深い折れしわとなって、一部の流路への流れ及びマニホールドの一部を通る流れを塞ぐことがある。この問題は、流路とマニホールドとの間の加圧収縮による不均衡によって更に悪化する。流体によって加圧されると、平坦な流路は略円筒状に「膨張」して構造体を横方向内側に引き寄せるので、流路は横方向に収縮する。流路の方向に対して略垂直な隣接マニホールドは、垂直方向に収縮するが、実質的に流路の収縮方向へは収縮しない。加圧時、この不均衡は、マニホールド上に高い応力を加えて狭窄部を形成する可能性があり、このことは、Flexitherm熱交換構造体が人体の湾曲部及び屈曲部の周りに形成される場合に一層顕著になる。
これらの問題点は、比較的急激な曲げ及び撓み状態を必要とする場合がある、付加的な治療状態を得るためのFlexitherm材料の有用性を制限することになる。
【0004】
米国特許第4,884,304号明細書には、流体加熱又は冷却機能を備えるベッド装置が開示されており、高い快適性を得るために、ユーザが選択した通りに暖かい流体と冷たい流体とを混合する混合装置によって流体の温度制御が行なわれる。これは、特定ユーザのための適切な温度を迅速に得るために、ベッド装置の流体流路内の温度の高応答性制御(及び2段階制御装置における個別制御)を可能にする。
【0005】
流体を通す可撓性熱交換装置における迅速な温度変更を実現するための、前述のような加熱流体と冷却流体との閉ループ混合は、本発明以前には一般に利用できなかった。使用されている従来の装置は、1つの流体タンクだけを有しており、このタンクから流体が供給される熱交換装置において温度変更を実現するためには、タンク内の水の温度を変える必要があった。例えば、この一般的な形式の加熱/冷却装置は、ZERO Cincinnati社、Baxter Medical社、及びJobst社から入手できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、患者に温度治療を施すのに又は他の人体冷却目的のために使用できる、改良された可撓性熱交換構造体を提供することであり、この構造体は、患者の温度治療のための非常に迅速な温度調節を実現するために、流体配管によって熱交換構造体又は熱交換衣類に接続されている、移動式加熱及び/又は冷却流体源、及び随意的に空気圧源につなぐことができる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの実施形態によれば、特に医療目的であるが極端な環境における体温制御のために人体を加熱及び/又は冷却するのに使用できる可撓性熱交換構造体は、熱交換流体を通すための複数の流体導通路を有する。流体導通路は、実質的に熱交換流体を通さない材料からなる一対の可撓性シートの間に形成され、これらのシートは、略平行な線に沿って互いに密閉され、これらの平行線の間に流体導通路が形成される。一連の流体導通路の端部には、一連の導通路に熱伝達流体を流入及び流出させるためのマニホールドが存在する。
【0008】
流体を流入及び流出させるためのマニホールドを形成できるように、一対の可撓性シートは、一連の流体導通路の周りで、マニホールド部において導通路の端部から離間した周縁密閉線に沿って互いに密閉される。本発明によれば、密閉線のマニホールド部は、渦巻又は波形パターンに形成されている部分を有する。このパターンは、可撓性熱交換構造体が人体に着用され、曲げ又は撓みを受けた際に流体マニホールドが狭くなるのを防止する。更に、渦巻状又は波形状のマニホールド密閉線は、密閉線のマニホールド部分における加圧収縮を流体導通路間の横方向の加圧収縮と均衡させることによって、熱交換構造体の加圧時にマニホールド内の座屈応力を低減する。
【0009】
可撓性材料から成るシートは、熱密閉されて密閉線を形成し、好ましい実施形態における熱密閉部の幅は約0.1インチである。各熱密閉線の間の流体導通路の幅は、平坦状態で約0.15インチである。マニホールド密閉線内の渦巻形は約0.5インチの幅を有し、以下において更に説明する関係をもつ。
【0010】
密閉線の渦巻状又は波形状パターンは、ほぼ湾曲した波形パターンを含むことができ、各々の波形は、熱交換構造体が流体によって加圧された場合に、マニホールドの他方側の流体導通路の幅が縮むのと同じ程度に収縮するように選択された幅を有する。このことは、前述の加圧収縮の差を防止する。波形は、略半円形又はU字形、又はV字形であってよく、U字形又はV字形の開いた側がマニホールドの他方側の一連の流体導通路に向いている。好ましい実施形態において、ほぼ湾曲した波形(「ほぼ湾曲した」はV字形波形を含む)の頂点は、マニホールドの他方側の1つおきの流路の開放端部の略中央に向かい、それぞれの流路の2つの熱密閉端部からほぼ等距離に配置される。
【0011】
更に別の好ましい実施形態において、全体的には略直線状の熱交換構造体の流路又は細管は、千鳥形パターンの密閉線によって形成され、密閉線は、ほぼ等間隔に隔てられた規則的に繰り返される千鳥形線であり、それらの間に流路導通路が形成される。導通路の千鳥形パターンは、例えば可撓性熱交換構造体が人体に着用される際に、特に、比較的急激な屈曲部又は湾曲部の周りで曲げたり撓めたりされる場合に導通路が狭くなるのを防止できる。
【0012】
本発明の更に別の実施形態において、可撓性材料から成る第3のシートは、流体導通路構造の一方側に密閉結合でもって結合され、2層材料に固定される。これによって、一対の可撓性シートの一方側のシートと第3のシートとの間に空気容器が形成される。人体の四肢や胴部等の皮膚に対して熱交換治療装置を押し当てるために、空気容器内に加圧空気を収容することができ、温度治療装置と圧力治療装置との組合せを損傷区域に適用できる。また、圧力は、温熱又は冷熱を皮膚に伝えることを助け、治療区域内の血流又は腫れを抑えるのに効果がある。
【0013】
更に別の実施形態において、空気容器とは反対側の熱交換/流体導通路構造体に可撓性材料から成る第4のシートが固定される。これによって、好ましくは恒久的に流体又はゲルを収容する流体又はゲル容器が形成される。流体又はゲル容器は、特に空気容器の加圧時に、患者の皮膚に対して温熱又は冷熱を均一に放散させる。このことは、比較的高い温度が必要で、流路の個々の線に熱が加えられることが望ましくない、危険な温熱療法又は温熱治療において重要である。
【0014】
本発明の装置は、患者が着用する可撓性熱交換構造体によって患者に温熱療法を施すための移動装置を含み、移動装置はカートの形態であってよい。移動装置は、加熱流体容器及び冷却流体容器の2つの容器を含む。また、充填用の戻り容器を含むことが好ましい。患者治療のための所望の正確な温度の選択を可能にするために、混合バルブが設けられる。供給される加熱流体と冷却流体との混合を調節することによって正確な温度が可能になる。混合比を変えることによって、所定の患者治療法に望まれる通りに瞬間的に変えることができる。混合バルブの調節により、冷却流体100%から加熱流体100%まで自由に調節可能である。
【0015】
患者治療用可撓性熱交換装置を通過した流体は、ポンプを経由して移動装置の戻り区域内に再流入する。この戻り流体は、それぞれの容器に再流入すると、混合バルブの現行設定値に応じて加熱又は冷却される。このことは移動装置の最大効率を可能にすると共に、容器内の又は容器に接する冷却部材/加熱部材を有する閉鎖され、(実質的に)満杯の容器を設けることによって好都合に達成できる。閉鎖され通気口をもたない容器は、流出流量と同じ戻り流量を自動的に収容する。大気中に通気する戻り容器は、最初に戻り流体を収容することが好ましく、この流体は、各々の容器からの流出量に応じて戻り容器から冷却流体容器及び加熱流体容器へ供給される。
【0016】
また、移動装置は、加圧空気源、即ち小形圧縮機又は加圧空気供給源を含むことが好ましい。これは、患者に圧力治療及び高温/低温治療を施すために、前述の空気容器に使用するための加圧空気を供給する。
【0017】
従って、本発明の目的は、人体に冷熱及び/又は温熱を与えるための装置及び方法を提供することにあり、この装置は、狭窄を受けない治療用可撓性熱交換装置、及び温熱/冷熱治療を高応答性調節するための移動装置を含む。本発明の前述及び他の目的、利点、及び特徴は、添付図面を参照して以下の好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明と同一の譲受人に譲渡された米国特許第4,691,762号明細書の図4に示す形式の熱交換衣類10を示す。図示の衣類10は、例えば、この米国特許の図1Aから図1Fに示すような患者の胴部を加熱又は冷却するためのベストである。本明細書で説明される改良された熱交換衣類10の原理は、他の衣類又は身体に取付ける温度治療装置、及び同時係属中の米国特許出願431,753号明細書及び米国特許第4,884,304号明細書に開示されている温度制御式ベッド装置にも適用可能である。
【0019】
図1に示すように、熱交換衣類又は温度治療装置10は、密閉線14、16、18、20等に沿って互いに密閉された可撓性の流体不透過性材料から成る一対のシート(図1においては片方の面又は層12が見える)で形成される。前述の参照特許と同様に、密閉線は、例えば、Flexithermとして公知の2層材料のプラスチック材料層の熱密閉によって形成するのが好ましい。シートの材料としては、ナイロン、ノネックス(nonex)、又は例えばウレタン、ビニール、又は他の不透過性の熱硬化性プラスチックで被覆された毛織物を挙げることができる。
【0020】
従って、本実施形態の場合、直線状(非直線であってもよい)密閉線として図1に示されている密閉線16は、可撓性熱交換装置10の流体流細管として機能する平行な流体導通路24を形成する。周縁密閉線14は、最も外側の細管24を形成するが、他の周縁密閉線18、20、22は、細管又は流体導通路24に流体を流入及び流出させるためのマニホールドを形成する。つまり図示のように、マニホールド又はマニホールド部26、28、30、32、34、36は、図示の構成の衣類又は温度治療用熱交換装置10の周縁に形成される。
【0021】
本発明の主たる特徴は、可撓性熱交換装置の主要マニホールドが、細管又は流路24の示す加圧収縮と均衡するように加圧収縮するように構成される点にある。熱交換装置10は平坦であり互いに密閉された2枚の平らなシートで形成される。典型的には、熱交換材料から成るパネルは、0.10インチの熱密閉幅を有する0.15インチの流路幅を有することができる。流体によって加圧されると細管又は流路は略円筒状に拡がるので、各々の流路は、約0.30インチの円周を有する。円筒形状を想定すると、元の平坦な0.15インチの幅に対して、流路は約0.095インチの加圧時直径を有することになる。各々の流路と、これに隣接する熱密閉幅とを考慮すると、収縮量は0.25インチ(平坦時)以下の0.195インチ(加圧時)であるから、細管を横方向に横切る熱交換装置の縮小は、加圧パネルを平坦パネル寸法の約0.195/0.25、即ち78%に収縮させる。
【0022】
米国特許第4,691,762号明細書に示すような従来形の可撓性熱交換装置において、この横方向収縮は、流体入口及び出口マニホールドでの対応する収縮によって均衡されない。しかしながら、本発明によれば、マニホールド密閉線18、20は、波形、渦巻形、又は千鳥形パターンに形成される。図1は、1つの好ましい実施形態を示しており、渦巻は略C字形であり、接続点に形成されている頂点38を有する。図1及び更に詳細には図2に示すように、熱密閉部20は、頂点38において2倍の幅になることができる。
【0023】
マニホールドを狭くする場合がある応力、折り畳み、及び折れ曲げ線を上手く防止するために、各々の渦巻又は波形の頂点は、流体マニホールド26、30、又は36の他方側で1つおきの流路24に向けるのが好ましい。これは、加圧状態で、例えば、温度治療のために患者の四肢に巻付けるのに使用する場合、比較的鋭い屈曲部の周りで熱交換装置を折り曲げる際に、極端な折れしわを防止するのに最も好都合であることが分かっている。渦巻又は波形40は、加圧時にマニホールドを収縮させ、これらの渦巻は、各流体流路24の間に横方向に生じる収縮をほぼ均衡させるような形状及び寸法に形成される。これは流体マニホールドの圧迫又は狭窄を引き起こす可能性がある応力の大部分を取り除くことができ、この効果は、熱交換衣類が半径の小さい屈曲部の周りに巻かれる場合に一層顕著になる。
【0024】
図1及び図2に示す改良された温度治療用熱交換装置の開発を通じて、加圧時に最小限の応力線が生じることが見出されており、図2に示す線42に沿って、対向する流路に隣接した熱密閉線の略端部と渦巻の頂点との間に延びる、概して小さな応力線が形成される。材料が曲げられていない場合、流れ抑制は殆ど又は全く生じない。例えば、患者の温度治療のために、材料を四肢の周りに横方向に巻く場合、つまり細管の線を四肢の周りに円周方向に巻く場合、マニホールド26の背面、即ち皮膚に最も近い材料層に僅かな折れしわ又は折り目が生じる可能性がある。従って、外側層は実質的に全く折れしわがない緊張状態になり、マニホールドは、可撓性熱交換装置を通って十分な流れを供給し続ける許容範囲内で僅かに収縮する。
【0025】
本発明による可撓性熱交換装置の好ましい寸法の実施例を以下に略述するが、マニホールド及び細管での加圧収縮の均衡を示す。本実施例において、渦巻はC字形又はV字形(千鳥形)であり、中央において0.5インチである。全ての熱密閉部の幅は0.10インチである。隣接する熱密閉部の間の細管又は流体流路の幅は平坦時に0.15インチである。
【0026】
半円形又は千鳥形マニホールドの分析的解明
A.公称熱密閉部幅=0.10インチ
B.公称流路幅=0.15インチ
C.流路円周=2(0.15)=0.30
D.流路直径=0.3インチ/π=0.09549インチ
E.平坦時寸法に対する膨張時寸法の比率=(0.1インチ+0.09549インチ)/0.25インチ=0.782
F.マニホールド「V」又は「C」=0.5インチ(平坦時、中央部において)
G.公称熱密閉部幅=0.10インチ
H.最大マニホールド幅=0.5インチ−2(0.10インチ)=0.30インチ
I.マニホールド「V」又は「C」直径=2(0.30インチ)/π=0.191インチ
J.平坦時寸法に対する膨張時寸法の比率=0.191インチ+0.2インチ/0.5インチ=0.782インチ
従って、流路とマニホールドとの平坦時寸法に対する膨張時寸法の比率は等しい。
【0027】
図1に示すように、図示の形式のベスト衣類の場合、略水平に延びる流路又は細管24に対するマニホールドの角度は、位置に応じて様々である。従って、マニホールドの角度が流路の垂直方向から大きく離れる区域に存在する渦巻又は波形は、1つおきの流路端部に向かう方向関係を維持するために、頂点と頂点との間をより広く離す必要がある。このことは加圧収縮関係を僅かに変化させるが、可撓性熱交換装置が四肢又は胴部に巻付けられた場合でもマニホールドを通過する流れを認めうるほどに抑制しない。例えば、図1に示すマニホールド区域28、32、34において、マニホールドは流路に対して約45°未満の角度である。この状態では、収縮差の問題は、マニホールドが流路配列に近く、長手方向に加圧収縮しないので、典型的な波形がなくても最小限になるか又は回避される。
【0028】
図3は、本発明の可撓性熱交換装置の変形例を概略的に示す。渦巻状又は波形状のマニホールド密閉線20aは、千鳥形密閉線、即ち図1及び図2におけるU字形渦巻ではなく、V字形渦巻に構成された密閉線として示されている。この形状は、図1に示すU字形渦巻パターンの代わりに使用することができ、実際には、図1は、千鳥形又はV字形状を有する戻りマニホールドバッフル44の一部を示すことを理解されたい。
【0029】
図3に示す実施形態の主たる相違点は、細管又は流路密閉線46の千鳥形状にある。これらの密閉線46は、図3に示すように、互いに同じパターンで実質的に等間隔である、規則的に繰り返される千鳥形の線として形成されている。図3における矢印は、千鳥形又は半円形のU字形マニホールド渦巻の頂点からマニホールドと交差する流路の密閉線の端部まで延びて形成される可能性のある応力線を表している。図3の改良された可撓性熱交換構造体が、患者に対する温度治療の際に曲げられる場合、応力線は曲がり目の内側(例えば、皮膚に最も近い材料の層)において顕著になるが、同じ曲がり目における材料の外側層上では殆ど見えなくなるか、又は全く見えなくなることが観察された。マニホールドの各々の頂点に関して、細管流路を形成する熱密閉線の向かい合う端部に対して2本の応力線が形成される。従って、各々の応力線の応力は、前述した公知のFlexithermの応力の半分である。結果的に、流れを閉塞することなく曲げ半径が少なくとも半分になる。この曲げ特性は、新しい材料の適用性を高め、マニホールド又は流路を通過する流体の流れを閉塞することなく、材料を比較的急角度で折り曲げることが可能になる。
【0030】
図3Aは、千鳥形流路を形成する熱密閉線を有するように構成された温度ベスト45の全体を示す。マニホールド密閉線は、千鳥形部分又はV字形部分とU字形部分とを含む。
【0031】
図4は、本発明による3枚重ね又は3層の可撓性熱交換構造体50を示す概略断面図である。可撓性熱交換装置50は、図1、2、3に示すものと同様であり、それらの図面に示す構成を組み込むことができ、2つの層52、54は、それらの間の密閉線58でもって流体流路又は細管56を形成する。図4の熱交換構造体50において、温度治療装置の外側、即ち装置が温度治療に使用される際に患者へ接触する側の反対側には追加的な層60が設けられている。周縁密閉線62において他の層に密閉される外側層60は、圧力を封じ込めることができる空気容器64を形成する。これにより、熱交換装置50は、患者の四肢や胴部等に巻付けられる場合、加圧されて被治療区域に対して圧力を加えることが可能になる。例えば、ある種の圧力治療を行なうと同時に流体導通路56を介して加熱及び/又は冷却治療を施すためには、1psig又はそれより僅かに高い圧力で十分である。
【0032】
図4には、流体を流体流路56に流入又は流出させるように密閉関係にある、空気閉込層60を貫通して外側流体閉込層52に通じる流体ループL型管継手66、68、70が概略的に示される。これらの管継手は、流入/流出流体ループを完成させるために他の場所で繰り返して使用される。また、図4には、空気閉込容器64を加圧する際に加圧空気を受け入れるための空気加圧L型管継手72が示されている。
【0033】
図5は、図4で説明したものと同様であるが、周縁密閉線62aにおいて流体導通路構造に固定されている別の層76を有する熱交換構造体75の縦断面を示す別の概略図である。この下側層又は第4の層は、空気閉込層60及び空気容器64の位置とは反対側において流体導通構造へ取付けられる。下側又は第4のシート76は、好ましくは恒久的に容器78内に密閉される熱伝導性流体又はゲル79を閉じ込める熱放散容器78を形成する。加熱又は冷却流体が流体導通路56を流れる際に、この流体又はゲル容器78は、加熱又は冷却が特定の流体導通路の線に限定されず、患者の皮膚に対して適切に放散されることを保証する。このことは、非常に高い温度(例えば106°Fから108°F)を必要とする癌に対する温熱治療に対して特に重要である。被治療部位の周りに巻付けられ、空気圧チャンバ64を加圧すると、圧力によって皮膚に押付けられる4層構造体75を備えない場合は、流体流路56の位置での特定の線に沿って高熱を加える可能性がある。
4層熱/圧力治療装置75の構造及び機能は、前述の点を除けば3層構造体50に対して説明したものと同様である。
【0034】
図6は、患者に使用中の4層熱/圧力治療装置75を示し、この場合、膝とこれを取巻く脚部区域に適用した治療装置を示す。熱交換構造体75は、空気圧容器と、治療装置を患者の所定位置に保持する拘束層77の直下にある閉込層60とを含む。拘束層77は、脚部又は胴部の周りを取巻いて、脚部又は胴部に対して熱/圧力治療装置75を保持する。拘束層77は、Velcro面ファスナによって所定位置に保持することができる。2層流体流路構造(層52が見える)を示すために、図面の一部は切欠いてある。2層流路構造の下には、流体又はゲル材料79(図5参照)と下側可撓層76とが存在する。図6は、空気加圧容器をもつが流体又はゲル容器78をもたない図4の装置50を示すと考えることができる。
【0035】
図6に示すように、織物又は他の断熱材で覆うことができる供給配管又は「導管コード」82は、流体導通路を介して熱交換を行うために、装置75に対して熱交換流体を送入及び送出し、更に、加圧空気を空気容器60内に供給するための空気配管を含む。この供給配管82の他端には、加熱/冷却/圧縮空気ユニット84が設けられている。
【0036】
図7は、図6に示すユニット84等の移動ユニットの主要な作動構成部品を示す概略図である。図7に示すユニット84aは、以下に説明する図8に示すような車輪付きカートの形態であってもよい。
図7に示すように、温熱/冷熱/圧力供給ユニット84aは、冷却流体リザーバ86、加熱流体リザーバ88、及び温度制御ユニット90を有する。好ましい実施形態において、冷凍又は冷却コイル92は流体リザーバ86内に直接配置され、加熱コイル94は流体リザーバ88内に直接配置される。これらのリザーバは、各々のリザーバに関して、流出する流体と戻ってくる流体との間で一定の均衡が保たれるように閉鎖され密閉されるのが好ましい。
【0037】
流体は、温度制御ユニット90によって選択された温度で供給され、温度制御ユニットは、送出配管96内の適切な温度を達成するために、加熱流体と冷却流体とを混合する。この流体は、患者に接触する温度治療装置98へ供給され、温度治療装置は、図1又は図3に示す熱交換衣類10、図4に示す3層熱交換/圧力装置50、又は図5に示す4層熱交換/圧力装置75と同様のものであってよい。いずれの場合も、選択された温度の流体は、温度治療装置98の細管を通過して、戻り配管100を経由して戻り区域へ戻り、最終的に低温流体リザーバ86及び高温流体リザーバ88へ戻る。閉ループシステムの容積変化を許容するために、リザーバ86、88に所定の弾性膨張又は蓄積能力が与えられる場合には、戻り配管100は、所望であれば冷却流体リザーバ及び加熱流体リザーバに通じる分岐配管102、104に直接つなぐことが可能であろう。このことは、例えば、乾燥温度治療装置98がシステム84aに接続されてその中に流体の一部を吸い込む場合には必要となる。前述の構成において、符号106で示す流体ポンプは、温度治療衣類装置98内が確実に正圧となるように配管96内に配置できる。
【0038】
しかしながら、図7には一層好ましい装置が示されており、流体戻り配管100からの流体を収容し、好ましくは大気中に通気する戻りリザーバ108(もしくは密閉され膨張可能である)を備える。従って、システムの全容積に対する自由度は、リザーバ108により提供できる。流体ポンプ106は戻りリザーバ108の直下流に配置され、流体が温度制御装置/混合バルブ90を経由して冷却リザーバ86又は温熱リザーバ88から送出されるのと同じ割合で、正圧の流体を冷却リザーバ86又は温熱リザーバ88へ供給する。従って、2つのリザーバ86、88は、剛体であり、閉塞され、常時実質的に完全に満たされていることが可能であり、流体ポンプ106の正圧は、混合バルブ90によって設定された所望の割合で、流体をリザーバ86及び88から温度治療装置98内へ押込むことになる。戻り配管100には吸引力がなく、戻りリザーバ108から流体を吸引するポンプの吸引側の配管110内を除けば、この閉ループシステム内のどこにも負圧は存在しない。
【0039】
図7に示すように、移動ユニット84aは、加圧空気を空気圧制御装置114及び給送配管116を経由して加圧空気リザーバをもつ図4及び5に示す形式の熱/圧力治療ユニット98へ供給する空気ポンプ又は空気圧縮機112を含むことが好ましい。
選択された通りに混合された高温及び低温流体を温度治療装置98へ供給する流体混合バルブ90は、本発明の1つの重要な特徴である。前述のように、この構成は、管理されている治療装置の温度を瞬間的に変更するのを可能にする。ある種の治療、例えばスポーツによる負傷の治療において、48時間の冷却治療の後に加熱と冷却とを交互に行なう療法が処方される場合がある。図7に示す制御システム84aは、この目的に非常に適している。
【0040】
更に、温度制御装置/混合バルブ90は、全体を符号118で示すマイクロプロセッサ又はプログラム式制御装置に接続できるか、又はそのようなマイクロコントローラを含むことができる。これにより、医者又は療法士は、前述のスポーツ負傷治療のために経時的な連続的温度変更を予め設定することが可能になる。
更に、目標温度を超過することなく、目標温度に最も迅速に近づけることが可能になる。例えば、癌治療のための全身温熱療法においては、比較的高い温度が必要となる。108°Fの温度に近づけるには、例えば、制御装置は、温度治療ユニット98の温度を約106°Fまで迅速に上昇させ(これは現地温度フィードバックライン119又は供給配管96からのフィードバックライン119aを介して検知できる)、次に、ライン119からのフィードバックを監視しながら、正確な所望温度に達するまで徐々に温度を上昇させることができる。施療中に、所望温度は、熱交換装置98からのフィードバックとマイクロコントローラ118による制御とによって、前述と同様の方式で維持できる。ソレノイド作動式バルブを含む電気制御式バルブは、この目的のために使用できる。
【0041】
前述の全身温熱療法のような非常に高い温度を必要とする温度療法において、本発明が可能にする温度制御は非常に重要である。温熱療法において、体温が心臓細動又は脳障害を引き起こす場合がある危険な温度まで上昇した場合は、患者を急速に冷やすことが重要である。本発明以前の従来装置を用いる場合、患者から温熱カバーを直ちに取外して、患者を冷水又は氷槽内に漬ける必要があった。
【0042】
従来の幾つかの温熱療法システムは、患者を覆う多少断熱性のある重いゴム毛布を使用することに留意されたい。人体に対する所望の温度を得るために、供給温度よりも遥かに高く約113°の皮膚火傷温度よりも高い、125°という高い温度を使用する場合もある。本システムは、どこも皮膚火傷温度を超えることなく所望の温度を非常に効率的に与える。
【0043】
図7に示す温度制御システム84aは、高温流体リザーバ88及び低温流体リザーバ86が閉塞されているので、これらのリザーバに引き出された流体と同量の流体を自動的に補充する。戻り流体リザーバ(大気中に通気されるか、又は閉塞されているが拡張可能/収縮可能である)を含む場合は、前述の同じ所望の効果を得ることができる。
【0044】
図8は、図7に示す熱/圧力供給装置84aを実現するカート120を示す。
移動装置120は、車輪122を備えるカートの形態であることが好ましい。その寸法は、非常に小さくすることが可能であるが、主として冷却リザーバ86及び加熱リザーバ88内に収容する必要のある流体(好ましくは水又は処理水)の容積によって制限される。これらの容積は、実質的にリザーバの温度とは異なる温度で2つのリザーバに戻ることができる場合でも、各々のリザーバにおいて所定の温度範囲を維持できる程度に十分な容積であることが必要である。冷却部材92及び加熱部材94がこれらのリザーバを所定の温度範囲に迅速に戻すのに十分な能力を有するか、又は各々のリザーバからの流出流体を所望の温度範囲に維持するのに十分な能力を有する場合は、小さな容積のリザーバ86及び88を使用できる。患者に必要な温度が低温リザーバの温度より低くないか、又は高温リザーバの温度よりも高くない限り、所望の療法を施すことができる。考慮すべき重要なことは、混合流体がリザーバへ繰返し戻されることによって、冷却及び/又は加熱能力がこの療法に必要な能力よりも低くならないように、システムを過負荷にしないことである。このことは温度治療装置98の寸法、及び特定の療法おける治療温度と体温との差異に依存することは言うまでもない。
【0045】
図8は、所望の治療パラメータを入力して前述の患者治療装置98の温度を監視するための、カート又は移動装置120上の制御パネル124を示す。パネルの詳細は図示しない。取外し可能なカバー126は、主として補給流体を付加するための充填リザーバとしても機能する戻り流体リザーバ108にアクセスできるように、ユニットの頂部に設けることができる。移動装置120の側面には、収容されている構成部品にアクセスするための別の開放可能なパネル128が示されている。
流体給送配管96、流体戻り配管100、及び加圧空気配管116を含むコード82は、数本の線で示されている。また、このコード又は管束には、温度治療装置98の温度を制御装置にフィードバックする熱電対ライン119(又は119a、図7参照)が含まれる。
【0046】
図9は、図7に示すシステムの変形例を示し、2つ又はそれ以上の患者治療装置98を作動させるために同一のシステムを使用できることを示す。1つの共通低温流体リザーバ86及び1つの共通の高温流体リザーバ88は、図示のように、冷却及び加熱流体を2つの異なる温度制御流体混合バルブ90及び90aにつながる配管130、132に供給できる。従って、それぞれの温度治療ユニット98の温度を別個に制御できる。冷却部材92及び加熱部材94の能力と応答時間は、複数の温度治療ユニット98に対して同時に機能できる程度に十分なものであることが必要がある。
【0047】
マイクロプロセッサ118は、温度制御混合バルブ90及び90aの両方に機能するように示されている。マイクロプロセッサ118は、熱電対ライン119又は119aからの温度フィードバック(制御装置90の場合)、及び熱電対ライン119b又は119cからの温度フィードバック(制御装置90aの場合)を受信できる。
2つの治療ユニット98は、空気圧制御ユニット114から圧縮空気を受取るように図示されている。所望であれば、圧力治療ユニットを別個に制御するための圧力調整器(図示せず)を含むことができる。マイクロプロセッサ118は、空気圧制御ユニット114を制御するものとして図示されている。
【0048】
前述の好ましい実施形態は、本発明の原理を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。当業者であれば、これらの好ましい実施形態以外の実施形態及び変形例を考えることができ、請求項に定義された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Flexitherm流体熱交換材料の改良された構造の1つの実施例としての平担形状の熱交換器ベストを示す平面図である。
【図2】図1の可撓性熱交換構造体の一部分を示す詳細図である。
【図3】図1の可撓性熱交換構造体と同様であるが、千鳥形パターンに形成されている流体流路を含む可撓性熱交換構造体の一部分を概略的に示す詳細平面図である。
【図3A】図3に示すように構成されている熱交換衣類の全体を示す平面図である。
【図4】図1から図3の可撓性熱交換構造体と同様であるが、施療中に装置を加圧するための空気容器を形成する可撓性材料から成る1つの追加の層を含む3層可撓性熱交換構造体を示す。
【図5】図4と同様であるが、熱交換器流路からの温熱又は冷熱をより均一に分布させるために、患者側に配置される流体又はゲル容器を形成するための第4の層を有する4層可撓性熱交換構造体を示す。
【図6】患者治療に使用中の図5の熱交換器構造体を示す斜視図である。
【図7】加熱流体、冷却流体、流体の選択された混合物、及び図6に示す用途のための空気圧を供給するための、カートの形態であってもよい移動装置を示す概略図である。
【図8】図4又は図5に示す可撓性熱交換治療装置と共に使用される、図7の移動装置を示す斜視図である。
【図9】図7と同様であるが、数人の患者を同時に異なる温度で治療できる移動装置の変形例を示す。
【符号の説明】
10 熱交換装置
12 層
14 密閉線
16 密閉線
18 密閉線
20 密閉線
20a マニホールド密閉線
22 周縁密閉線
24 細管
26 流体マニホールド
28 マニホールド部分
30 流体マニホールド
32 マニホールド部分
34 マニホールド部分
36 流体マニホールド
38 頂点
40 渦巻又は波形
44 戻りマニホールドバッフル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a heat exchange device for heating and / or cooling a human body, and in particular, to a patient treatment heat exchange structure adapted to be applied to or worn on the human body. The heat exchange structure can be combined with a cooperating moving device, which may be in the form of a wheeled cart, at a desired temperature with or without periodic pressurization. The heating fluid or the cooling fluid is configured to be supplied to the patient treatment apparatus.
[0002]
[Prior art]
U.S. Pat. No. 4,691,762 discloses a temperature that includes a heat exchange vest and / or helmet to be worn by the human body and a mobile unit that manages the cooling of the circulating fluid passing through the heat exchange garment associated therewith. A control device is disclosed. The heat exchange garment according to this US patent is for example Flexitherm (trademark of Life Support Systems), a material made of two sheets of flexible fluid-impermeable plastic material that is heat sealed to each other. Preferably, it is formed and is configured to form a fluid conduit having an appropriate manifold function.
[0003]
Flexotherm heat exchange materials constructed prior to the present invention may cause flow channel narrowing problems under certain conditions. For example, when the heat exchange material is subjected to a relatively sharp bend and is pressurized by the fluid, the stress that bends the material can cause crease lines in the manifold and in the fluid conduit itself. These stress lines or crease lines can be deep creases that block the flow to some flow paths and the flow through part of the manifold. This problem is exacerbated by the imbalance due to pressure shrinkage between the flow path and the manifold. When pressurized by the fluid, the flat channel "expands" in a generally cylindrical shape and draws the structure laterally inward, so the channel shrinks laterally. Adjacent manifolds that are substantially perpendicular to the direction of the flow path contract in the vertical direction but do not substantially contract in the contraction direction of the flow path. Upon pressurization, this imbalance can apply high stress on the manifold to form a constriction, which means that the Flexitherm heat exchange structure is formed around the curved and bent parts of the human body. The case becomes even more prominent.
These problems limit the usefulness of Flexotherm materials for obtaining additional therapeutic conditions that may require relatively sharp bending and flexing conditions.
[0004]
U.S. Pat. No. 4,884,304 discloses a bed apparatus with fluid heating or cooling function, which provides warm and cold fluids as selected by the user for high comfort. The temperature control of the fluid is performed by the mixing device for mixing. This allows for a highly responsive control of the temperature in the fluid flow path of the bed apparatus (and individual control in a two-stage controller) to quickly obtain the appropriate temperature for a particular user.
[0005]
Prior to the present invention, closed loop mixing of heated and chilled fluids as described above to achieve rapid temperature changes in a flexible heat exchange device through which the fluid passes was not generally available. The conventional apparatus used has only one fluid tank, and in order to realize the temperature change in the heat exchange device supplied with fluid from this tank, it is necessary to change the temperature of the water in the tank. was there. For example, this general type of heating / cooling device is available from ZERO Cincinnati, Baxter Medical, and Jobst.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide an improved flexible heat exchange structure that can be used to provide temperature therapy to a patient or for other human body cooling purposes. Mobile heating and / or cooling fluid source, and optionally a pneumatic source, connected to a heat exchange structure or heat exchange garment by fluid piping to achieve very rapid temperature regulation for temperature therapy Can be connected.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to one embodiment of the present invention, a flexible heat exchange structure that can be used to heat and / or cool a human body for temperature control, particularly for medical purposes but in extreme environments, is a heat exchange fluid. A plurality of fluid passages for passing the fluid. The fluid communication path is formed between a pair of flexible sheets made of a material that is substantially impermeable to heat exchange fluid, the sheets being sealed together along substantially parallel lines. A fluid conduction path is formed between them. At the end of the series of fluid passages, there is a manifold for allowing the heat transfer fluid to flow into and out of the series of passages.
[0008]
In order to form a manifold for inflow and outflow of fluid, a pair of flexible sheets are mutually connected around a series of fluid communication paths along a peripheral sealing line spaced from the end of the communication path in the manifold section. Sealed. According to the present invention, the manifold portion of the sealed wire has a portion formed in a spiral or corrugated pattern. This pattern prevents the fluid manifold from becoming narrow when the flexible heat exchange structure is worn on a human body and subjected to bending or bending. In addition, the spiral or corrugated manifold sealing line can balance the pressurization shrinkage in the manifold portion of the seal line with the lateral pressurization shrinkage between the fluid conduits, so that when the heat exchange structure is pressurized, Reduces the buckling stress.
[0009]
The sheet of flexible material is heat sealed to form a sealed line, and in a preferred embodiment the heat sealed width is about 0.1 inches. The width of the fluid conduit between each heat seal line is about 0.15 inches in the flat state. The spiral shape in the manifold seal line has a width of about 0.5 inches and has the relationship described further below.
[0010]
The spiral or corrugated pattern of sealed lines can include a generally curved corrugated pattern, each corrugation being a fluid conduit on the other side of the manifold when the heat exchange structure is pressurized with fluid. It has a width selected to shrink as much as the width shrinks. This prevents the aforementioned pressure shrinkage difference. The corrugation may be substantially semi-circular or U-shaped, or V-shaped, with the U-shaped or V-shaped open side facing the series of fluid conduits on the other side of the manifold. In a preferred embodiment, the apex of the generally curved waveform (“substantially curved” includes a V-shaped waveform) is directed to approximately the center of the open end of every other flow path on the other side of the manifold, and the respective flow. Located approximately equidistant from the two heat sealed ends of the path.
[0011]
In yet another preferred embodiment, the generally linear heat exchange structure channels or tubules are formed by a staggered pattern of sealed lines, the sealed lines being regularly spaced at approximately equal intervals. These are staggered lines that are repeated, and a flow passage is formed between them. A staggered pattern of conduction paths can be used, for example, when a flexible heat exchange structure is worn on a human body, especially when bent or bent around a relatively sharp bend or curve. Can be prevented from becoming narrow.
[0012]
In yet another embodiment of the present invention, a third sheet of flexible material is bonded with a hermetic bond to one side of the fluid conduit structure and secured to the two-layer material. Thereby, an air container is formed between the sheet on one side of the pair of flexible sheets and the third sheet. In order to press the heat exchange treatment device against the skin of human limbs and torso, etc., pressurized air can be stored in the air container, and the combination of temperature treatment device and pressure treatment device can be put in the damaged area Applicable. Pressure also helps to transfer hot or cold heat to the skin and is effective in reducing blood flow or swelling within the treatment area.
[0013]
In yet another embodiment, a fourth sheet of flexible material is secured to the heat exchange / fluid conduit structure opposite the air container. This forms a fluid or gel container that preferably contains a fluid or gel permanently. The fluid or gel container uniformly dissipates hot or cold heat to the patient's skin, particularly when the air container is pressurized. This is important in hazardous or thermotherapy where a relatively high temperature is required and it is undesirable for heat to be applied to individual lines of the flow path.
[0014]
The device of the present invention includes a moving device for applying thermal therapy to a patient by means of a flexible heat exchange structure worn by the patient, which may be in the form of a cart. The moving device includes two containers, a heating fluid container and a cooling fluid container. It is also preferable to include a return container for filling. A mixing valve is provided to allow the selection of the exact temperature desired for patient treatment. By adjusting the mixing of the supplied heating and cooling fluids, an accurate temperature is possible. By changing the mixing ratio, it can be changed instantaneously as desired for a given patient therapy. By adjusting the mixing valve, it is possible to freely adjust from 100% cooling fluid to 100% heating fluid.
[0015]
The fluid that has passed through the patient treatment flexible heat exchange device re-enters the return zone of the mobile device via the pump. As this return fluid re-enters the respective container, it is heated or cooled depending on the current setting of the mixing valve. This allows for maximum efficiency of the mobile device and can be conveniently achieved by providing a closed (substantially) full container with a cooling / heating member in or adjacent to the container. Containers that are closed and have no vents automatically accommodate the same return flow rate as the outflow rate. The return container vented to the atmosphere preferably contains the return fluid first, and this fluid is supplied from the return container to the cooling fluid container and the heating fluid container according to the outflow amount from each container.
[0016]
The moving device also preferably includes a pressurized air source, i.e. a small compressor or a pressurized air supply. This provides pressurized air for use in the aforementioned air container to provide pressure therapy and hot / cold therapy to the patient.
[0017]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for applying cold and / or heat to a human body, the apparatus comprising a therapeutic flexible heat exchange device that is not subject to stenosis, and hot / cold heat. Includes a mobile device for highly responsive adjustment of therapy. The foregoing and other objects, advantages, and features of the invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a
[0019]
As shown in FIG. 1, the heat exchange garment or
[0020]
Therefore, in the case of this embodiment, the sealed
[0021]
The main feature of the present invention is that the main manifold of the flexible heat exchange device is configured to pressurize and contract to balance the pressurization and contraction exhibited by the capillary tube or flow
[0022]
In conventional flexible heat exchange devices such as that shown in US Pat. No. 4,691,762, this lateral contraction is not balanced by the corresponding contraction at the fluid inlet and outlet manifolds. However, according to the present invention, the
[0023]
In order to successfully prevent stresses, folds, and fold lines that may narrow the manifold, each swirl or corrugation apex has an
[0024]
Through the development of the improved thermotherapy heat exchange device shown in FIGS. 1 and 2, it has been found that minimal stress lines occur during pressurization, and are opposed along
[0025]
An example of the preferred dimensions of a flexible heat exchange device according to the present invention is outlined below and shows the balance of pressure shrinkage in the manifold and capillaries. In this embodiment, the spiral is C-shaped or V-shaped (staggered) and is 0.5 inches in the center. All heat seals are 0.10 inches wide. The width of the capillary or fluid flow path between adjacent heat seals is 0.15 inches when flat.
[0026]
Analytical elucidation of semi-circular or staggered manifolds
A. Nominal heat seal width = 0.10 inch
B. Nominal flow path width = 0.15 inch
C. Flow path circumference = 2 (0.15) = 0.30
D. Channel diameter = 0.3 inch / π = 0.09549 inch
E. Ratio of expanded dimensions to flat dimensions = (0.1 inch + 0.09549 inch) /0.25 inch = 0.782
F. Manifold "V" or "C" = 0.5 inch (when flat, at the center)
G. Nominal heat seal width = 0.10 inch
H. Maximum manifold width = 0.5 inch-2 (0.10 inch) = 0.30 inch
I. Manifold “V” or “C” diameter = 2 (0.30 inch) /π=0.191 inch
J. et al. Ratio of expanded dimensions to flat dimensions = 0.191 inches + 0.2 inches / 0.5 inches = 0.782 inches
Therefore, the ratio of the expansion dimension to the flat dimension of the flow path and the manifold is equal.
[0027]
As shown in FIG. 1, in the case of the best garment of the type shown, the angle of the manifold relative to the substantially horizontally extending flow path or
[0028]
FIG. 3 schematically shows a modification of the flexible heat exchange device of the present invention. The spiral or corrugated
[0029]
The main difference of the embodiment shown in FIG. 3 is the staggered shape of the narrow tube or flow
[0030]
FIG. 3A shows the
[0031]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a three-layer or three-layer flexible
[0032]
FIG. 4 shows fluid loop L-shaped
[0033]
FIG. 5 is another schematic diagram similar to that described in FIG. 4 but showing a longitudinal section of a
The structure and function of the four-layer heat /
[0034]
FIG. 6 shows a four-layer heat /
[0035]
As shown in FIG. 6, a supply line or “conduit cord” 82, which can be covered with fabric or other insulation, provides heat exchange fluid to the
[0036]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the main operational components of a moving unit such as
As shown in FIG. 7, the hot / cold /
[0037]
The fluid is supplied at a temperature selected by
[0038]
However, a more preferred device is shown in FIG. 7 and includes a return reservoir 108 (or sealed and inflatable) that contains fluid from the
[0039]
As shown in FIG. 7, the moving
A
[0040]
Further, the temperature controller / mixing
Furthermore, it becomes possible to approach the target temperature most rapidly without exceeding the target temperature. For example, in the whole body thermotherapy for cancer treatment, a relatively high temperature is required. To approach a temperature of 108 ° F., for example, the controller quickly raises the temperature of the
[0041]
In temperature therapies that require very high temperatures, such as the whole body thermotherapy described above, the temperature control that the present invention allows is very important. In hyperthermia, it is important to cool the patient quickly if the body temperature rises to a dangerous temperature that can cause cardiac fibrillation or brain damage. When using a conventional device prior to the present invention, it was necessary to immediately remove the thermal cover from the patient and immerse the patient in cold water or an ice bath.
[0042]
Note that some conventional thermotherapy systems use a heavy rubber blanket that covers the patient and is somewhat insulating. In order to obtain the desired temperature for the human body, temperatures as high as 125 ° may be used, much higher than the supply temperature and higher than the skin burn temperature of about 113 °. The system provides the desired temperature very efficiently without exceeding the skin burn temperature anywhere.
[0043]
Since the
[0044]
FIG. 8 shows a
The moving
[0045]
FIG. 8 shows a
A
[0046]
FIG. 9 shows a variation of the system shown in FIG. 7 and shows that the same system can be used to operate two or more
[0047]
Two
[0048]
The preferred embodiments described above are for purposes of illustrating the principles of the invention and are not intended to limit the scope of the invention. Those skilled in the art will envision other embodiments and variations besides these preferred embodiments, which can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a flat heat exchanger vest as one example of an improved structure of a Flexitherm fluid heat exchange material.
2 is a detail view showing a portion of the flexible heat exchange structure of FIG. 1; FIG.
3 is a detailed plan view schematically illustrating a portion of a flexible heat exchange structure similar to the flexible heat exchange structure of FIG. 1 but including fluid flow paths formed in a staggered pattern. FIG. It is.
3A is a plan view showing the entire heat exchange garment configured as shown in FIG. 3. FIG.
4 is similar to the flexible heat exchange structure of FIGS. 1-3, but includes one additional layer of flexible material that forms an air container for pressurizing the device during treatment. 3 shows a three layer flexible heat exchange structure.
FIG. 5 is similar to FIG. 4, but a fourth layer for forming a fluid or gel container placed on the patient side to more evenly distribute the hot or cold heat from the heat exchanger flow path 4 shows a four-layer flexible heat exchange structure having
6 is a perspective view showing the heat exchanger structure of FIG. 5 in use for patient treatment. FIG.
7 is a schematic diagram illustrating a moving device, which may be in the form of a cart, for supplying heated fluid, cooling fluid, a selected mixture of fluids, and air pressure for the application shown in FIG.
8 is a perspective view of the moving device of FIG. 7 for use with the flexible heat exchange therapy device shown in FIG. 4 or FIG.
FIG. 9 is similar to FIG. 7 but shows a variation of the mobile device that can treat several patients simultaneously at different temperatures.
[Explanation of symbols]
10 Heat exchange device
12 layers
14 Sealed wire
16 Sealed wire
18 Sealed wire
20 Sealed wire
20a Manifold sealed wire
22 Perimeter sealed line
24 tubules
26 Fluid Manifold
28 Manifold part
30 Fluid manifold
32 Manifold part
34 Manifold part
36 Fluid Manifold
38 vertices
40 Swirl or corrugation
44 Return manifold baffle
Claims (20)
前記導通路に導通すると共に、加圧されると膨張して横方向寸法が減少するチャンバを形成するために、波形線に沿って前記シートを互いに密閉する手段と、を有する可撓性熱交換構造体であって、
前記波形線は、横方向寸法の減少が前記導通路及び前記チャンバの横方向寸法の減少と実質的に等しくなるような寸法に作られ且つ方向付けされている、 ことを特徴とする可撓性熱交換構造体。A pair of overlapping flexible materials configured to form a fluid conduit that is sealed together in a plurality of spaced apart separate areas and expands to reduce lateral dimensions when pressurized by a fluid A sheet of
Flexible heat exchange having means for sealing the sheets together along a wavy line to form a chamber that conducts through the conducting path and expands when pressed to reduce lateral dimensions. A structure,
The corrugated line is dimensioned and oriented such that a decrease in lateral dimension is substantially equal to a decrease in lateral dimension of the conduit and the chamber. Heat exchange structure.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換構造体。The sheets are configured to be sealed together along a continuous, generally parallel line to form the conducting path;
The heat exchange structure according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換構造体。And further comprising a third sheet made of a flexible material covering one side of the stacked sheets, and configured to form an air chamber on one side of the structure.
The heat exchange structure according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換構造体。Further comprising a layer of heat dissipating material adjacent to one side of the stacked sheets;
The heat exchange structure according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換構造体。Means for communicating with the chamber to circulate fluid via the conducting path;
The heat exchange structure according to claim 1.
一方の端部において前記導通路と流体連通すると共に加圧流体によって膨張する可能性があるマニホールドと、
を有する可撓性熱交換構造体であって、
前記マニホールドは、前記導通路に対して略垂直方向に延びると共に頂点を有する波形壁を有し、前記頂点は、前記導通路に対向すると共に、前記構造体の加圧時に前記導通路の幅が減少するのと同じ程度に減少する距離だけ、離間されている、
ことを特徴とする可撓性熱交換構造体。A sheet of a pair of overlapping flexible materials that are sealed together and form a plurality of fluid communication paths that can expand and reduce in width when pressurized fluid passes through;
A manifold that is in fluid communication with the conducting path at one end and may be expanded by pressurized fluid;
A flexible heat exchange structure comprising:
The manifold has a corrugated wall extending in a direction substantially perpendicular to the conduction path and having a vertex, the vertex is opposed to the conduction path, and the width of the conduction path is increased when the structure is pressurized. Separated by a distance that decreases as much as it decreases,
A flexible heat exchange structure.
ことを特徴とする請求項6に記載の可撓性熱交換構造体。The sheets are configured to be sealed together along a continuous line to form the conducting path;
The flexible heat exchange structure according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の可撓性熱交換構造体。The conduction path is formed in a staggered pattern,
The flexible heat exchange structure according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の可撓性熱交換構造体。Adjacent vertices are aligned with every other conducting path;
The flexible heat exchange structure according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6に記載の可撓性熱交換構造体。The means for circulating fluid through the conducting path is connected between a heating fluid reservoir, a cooling fluid reservoir, the chamber and the reservoir, and fluid from the two reservoirs for supplying the conducting path Mixing valve adjustable to mix any desired ratio, and means for circulating fluid through the two reservoirs, the mixing valve, and the conduit.
The flexible heat exchange structure according to claim 6.
ことを特徴とする請求項10に記載の可撓性熱交換構造体。The two reservoirs, the mixing valve, and the means for circulating fluid via the conduction path include a return reservoir for containing fluid circulating via the conduction path, and the return reservoir; A pump connected between the other two reservoirs for supplying fluid from the return reservoir to the conduction path via the heating fluid reservoir and the cooling fluid reservoir;
The flexible heat exchange structure according to claim 10.
一方の端部において前記導通路と流体連通すると共に加圧流体によって膨張する可能性があるマニホールドと、
を有する可撓性熱交換構造体であって、
前記マニホールドは、前記構造体の加圧時に前記導通路の幅が減少するのと同じ程度に寸法が減少するような寸法に作られ且つ方向付けされている波形壁を有する、
ことを特徴とする可撓性熱交換構造体。A sheet of a pair of overlapping flexible materials that are sealed together and form a plurality of fluid communication paths that can expand and reduce in width when pressurized fluid passes through;
A manifold that is in fluid communication with the conducting path at one end and may be expanded by pressurized fluid;
A flexible heat exchange structure comprising:
The manifold has corrugated walls that are dimensioned and oriented such that when the structure is pressurized the width of the conducting path decreases to the same extent.
A flexible heat exchange structure.
ことを特徴とする請求項12に記載の熱交換構造体。The corrugated wall is formed by a series of substantially semi-circular seals connected together in a corrugated pattern,
The heat exchange structure according to claim 12.
ことを特徴とする請求項12に記載の熱交換構造体。The corrugated wall is formed by a series of V-shaped seals connected together in a staggered pattern,
The heat exchange structure according to claim 12.
互いに密閉され、加圧流体が通る場合に膨張して幅が減少する可能性がある複数の流体導通路を形成する第1及び第2の重ね合わせた可撓性材料から成るシートと、
一方の端部において前記導通路と流体連通すると共に加圧流体によって膨張する可能性があるマニホールドと、
を有する熱交換パネルを備え、
前記マニホールドは、前記パネルの加圧時に前記導通路の幅が減少するのと同じ程度に寸法が減少するような寸法に作られ且つ方向付けされている波形壁を有し、
身体の周りに巻付けられ、前記第1のシートを身体の方に向けて前記パネルを身体上に保持するように構成されている外側層と、
前記外側層と前記第2のシートとの間の空気チャンバと、
空気チャンバを加圧して前記熱交換パネルを身体に押付けるための手段と、
前記パネルを介して所定温度の流体を循環させるための加熱/冷却ユニットと、
を含むことを特徴とする熱交換システム。A heat exchange system for temperature treating the body,
A sheet of first and second superimposed flexible materials that are sealed together and form a plurality of fluid communication paths that can expand and reduce in width when pressurized fluid passes through;
A manifold that is in fluid communication with the conducting path at one end and may be expanded by pressurized fluid;
A heat exchange panel having
The manifold has corrugated walls that are dimensioned and oriented so that the dimensions decrease to the same extent as the width of the conduction path decreases when the panel is pressurized;
An outer layer wrapped around the body and configured to hold the panel on the body with the first sheet facing the body;
An air chamber between the outer layer and the second sheet;
Means for pressurizing the air chamber and pressing the heat exchange panel against the body;
A heating / cooling unit for circulating a fluid at a predetermined temperature through the panel;
A heat exchange system comprising:
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。The means for pressurizing the air chamber and the heating / cooling unit are combined in separate units and connected to the panel by flexible tubing,
The system according to claim 15.
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。A hook and loop fastener attached to the outer layer to secure the device to the body;
The system according to claim 15.
互いに密閉され、加圧流体が通る場合に膨張して幅が減少する可能性がある複数の流体導通路を形成する一対の重ね合わせた可撓性材料から成るシートと、
一方の端部において前記導通路と流体連通すると共に加圧流体によって膨張する可能性があるマニホールドと、
を有する熱交換パネルを備え、
前記マニホールドは、前記パネルの加圧時に、前記導通路の幅が減少するのと同程度に寸法が減少するような寸法に作られ且つ方向付けされている波形壁を有し、
加熱流体リザーバと、
冷却流体リザーバと、
前記パネルと前記リザーバとの間に接続され、前記パネルに供給するために前記2つのリザーバからの流体を任意の所望の割合で混合するために調節可能な混合バルブと、
前記パネルからの流体を収容するための戻りリザーバと、
前記戻りリザーバから前記加熱流体リザーバと前記冷却流体リザーバとを経由して前記導通路へ流体を供給するためのポンプと、
を含む、
ことを特徴とする個人用加熱/冷却システム。A personal heating / cooling system,
A sheet of a pair of overlapping flexible materials that are sealed together and form a plurality of fluid communication paths that can expand and reduce in width when pressurized fluid passes through;
A manifold that is in fluid communication with the conducting path at one end and may be expanded by pressurized fluid;
A heat exchange panel having
The manifold has a corrugated wall dimensioned and oriented such that upon pressurization of the panel, the dimension of the conduit decreases to the same extent as the width of the conducting path decreases.
A heated fluid reservoir;
A cooling fluid reservoir;
A mixing valve connected between the panel and the reservoir and adjustable to mix fluid from the two reservoirs in any desired ratio to supply the panel;
A return reservoir for containing fluid from the panel;
A pump for supplying fluid from the return reservoir to the conducting path via the heating fluid reservoir and the cooling fluid reservoir;
including,
A personal heating / cooling system.
ことを特徴とする請求項19に記載のシステム。The pump is connected between the return reservoir and the other two reservoirs;
The system of claim 19.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2519938A (en) * | 2013-09-09 | 2015-05-13 | Jullian Joshua Preston-Powers | Cardiac arrest treatment |
JP2015532887A (en) * | 2012-10-29 | 2015-11-16 | フォエバー ヤング インターナショナル、 インク. | Temperature-changing intracorporeal fluid delivery device |
JP2017500139A (en) * | 2013-12-20 | 2017-01-05 | ビーシージー・メディカル・エルエルシーBcg Medical, Llc | Three-layer forced air temperature control pad |
JP2017127651A (en) * | 2017-03-02 | 2017-07-27 | 三菱電機株式会社 | Body temperature adjusting device |
CN112603639A (en) * | 2020-12-30 | 2021-04-06 | 吉林大学第一医院 | Temperature control device for cardiac surgery nursing |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4149541A (en) * | 1977-10-06 | 1979-04-17 | Moore-Perk Corporation | Fluid circulating pad |
US4691762A (en) * | 1983-04-01 | 1987-09-08 | Life Support Systems, Inc. | Personal temperature control system |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002383558A patent/JP4610162B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4149541A (en) * | 1977-10-06 | 1979-04-17 | Moore-Perk Corporation | Fluid circulating pad |
US4691762A (en) * | 1983-04-01 | 1987-09-08 | Life Support Systems, Inc. | Personal temperature control system |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015532887A (en) * | 2012-10-29 | 2015-11-16 | フォエバー ヤング インターナショナル、 インク. | Temperature-changing intracorporeal fluid delivery device |
US9849253B2 (en) | 2012-10-29 | 2017-12-26 | Forever Young International, Inc. | Temperature changing intracorporeal fluid delivery system |
GB2519938A (en) * | 2013-09-09 | 2015-05-13 | Jullian Joshua Preston-Powers | Cardiac arrest treatment |
JP2017500139A (en) * | 2013-12-20 | 2017-01-05 | ビーシージー・メディカル・エルエルシーBcg Medical, Llc | Three-layer forced air temperature control pad |
JP2017127651A (en) * | 2017-03-02 | 2017-07-27 | 三菱電機株式会社 | Body temperature adjusting device |
CN112603639A (en) * | 2020-12-30 | 2021-04-06 | 吉林大学第一医院 | Temperature control device for cardiac surgery nursing |
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