JP2022549490A

JP2022549490A - 罨法システム

Info

Publication number: JP2022549490A
Application number: JP2022519083A
Authority: JP
Inventors: 飛謝; 毅羅; 霈邸; 屹巍楊
Original assignee: Suzhou Microport Rehabtech Group Co Ltd
Current assignee: Suzhou Microport Rehabtech Group Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2022-11-25
Also published as: EP4011340A4; CN112618144A; EP4011340A1; WO2021057240A1; US20220331153A1

Abstract

本発明に係る冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムは、水袋１０１と、空気袋１０２と、水袋１０１に連通している水循環装置２と、空気袋１０２に連通している空気圧装置３と、を含む。本発明に係る罨法システムにおいて、水循環装置２と空気圧装置３とは独立しているため、冷罨法または温罨法を行う際、独立した空気圧装置３は、制御パネル４０２に予め設けられたパラメータ基づいて、定められた空気圧波形にしたがって水袋１０２により患者の特定部位に対して罨法を適用できる。水と空気との循環経路が独立しているため、水流と空気流との干渉がなく、圧力誤差が少なく、より安定した罨法を行うことができる。また、水流を一定に保つことができ、水袋の表面温度分布も均一にすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は医療機器の技術分野に関し、より具体的には、温熱・冷却療法（冷罨法、温罨法）用罨法システムに関する。

日常生活においては、屡々皮膚に対して冷罨法または温罨法を行う必要である。冷罨法は、局所的に血管の収縮を引き起こし、血液の流れを遅らせ、毛細血管の透過性を低下させ、滲出を減らし、局所的に代謝を遅らせ、炎症性メディエーターの放出を効果的に減らせる。また、温罨法は、血液循環を促進し、新陳代謝を高め、創傷治癒を促進できる。

冷罨法、温罨法、深部静脈血栓症（ＤＶＴ）圧迫は、臨床分野において広く使われている。現在、医療機関における慣行は、基本的には加熱または冷却されたタオルを患部に当てる。また、氷嚢（アイスパック）、アイシング機器、半導体冷却器など様々な罨法関連製品が市販されている。

氷嚢は、冷蔵庫で冷やされたりまたは電子レンジで加熱されたりしてから患部に当てて使用されるが、冷罨法または温罨法の所望温度を維持することが難しく、冷罨法または温罨法の所望温度を維持できない場合には早急に交換しなければならないという問題がある。

アイシング機器は、単に氷を冷水に変換してから、ポンプで冷水をラップバッグに送って冷却循環させる。しかしながら、既存のアイシング機器には、次のような多くの欠点を有する。第１に、別途で氷を補充する必要がある。第２に、冷罨法機能はあるが温罨法機能がなく、または冷罨法機能および温罨法機能が交互に行われる。第３に、外部気圧により冷水を輸送するため、ケース本体と連結パイプとが厳格に密閉されなければならない。第４に、冷罨法の時間のみ調整でき、その他の機能はない。第５に、水が順調に流れないことを避けるためには使用中の冷罨法機器の高さを適切に設ける必要がある。

半導体冷却器の動作原理は、次のとおりである。ポンプにより水を半導体モジュールに流させることで温水または冷水を形成してから、温水または冷水をラップバッグ内に送って冷却循環させる。既存の半導体冷却器には、次のような欠点を有する。第１に、冷却温度を制御できず、冷却または加熱する一方で、達せられる最低温度は周囲環境によって異なる。第２に、空気圧で冷水または温水を輸送するため、冷罨法における圧力に変動が生じ、水の流量が一定にならない。第３に、各サイクルの治療時間、休息時間、脈動圧迫圧および温度の面において、多様化した一連の温冷圧迫療法を予め保存および編集できない。第４に、ラップバッグの適用性が低く、冷罨法を行える部位が限られている。第５に、機器は、医療用電気機器の警報システムに求められる標準ＹＹ０７０９－２００９と互換性のある警報機能を備えていないため、長期間かつ医師による監督なしにおける有効性評価を必要とする病棟での使用には適しない。第６に、半導体の冷却ファンの音が大きく、患者の休息を妨げる。

以上のように、現在、性能が向上された冷罨法または温罨法の罨法システムの提供が必要である。

本発明は、上記既存技術における欠点に鑑みてなされたものであって、冷罨法または温罨法の罨法システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る罨法システムは、冷罨法または温罨法に用いられ、水袋と、空気袋と、前記水袋に連通している水循環装置と、前記空気袋に連通している空気圧装置と、を含む。

好ましくは、前記水循環装置は、進水管および排水管を含み、
前記空気圧装置は、前記進水管および前記排水管から独立した空気循環パイプを含む。

好ましくは、前記水循環装置は、水タンク、ポンプおよび水経路を含み、
前記水袋と前記水タンクとは、前記排水管によって連通され、前記水タンク、ポンプ、水経路および水袋の間は、前記進水管によって順次に連通され、前記水タンク、ポンプ、水経路、進水管、水袋、排水管および水タンクは、順次に連通されて水循環回路を形成している。

好ましくは、前記水循環装置は、前記水経路の両側に設けられる第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールを含み、前記第１半導体モジュールおよび前記第２半導体モジュールは、前記水経路と熱交換できるように、互いに接続されて電気回路を形成している。

好ましくは、前記水循環装置は、前記第１半導体モジュールおよび前記第２半導体モジュールと接触する少なくとも１つのヒートシンクを含む。

好ましくは、前記水経路から離れた少なくとも１つのヒートシンクの一側に冷却ファンが設けられている。

好ましくは、水循環装置は、少なくとも１つの通気窓を含み、前記冷却ファンの一つの面が少なくとも１つの前記ヒートシンクに密着され、他の一つの面が少なくとも１つの前記通気窓に密着されている。

好ましくは、前記空気圧装置は、空気圧ポンプ、第１電磁弁および第２電磁弁を含み、
前記空気袋と前記空気圧ポンプとは、前記空気循環パイプを介して接続され、前記第１電磁弁と前記空気袋とは、前記空気循環パイプを介して接続され、前記第１電磁弁と前記空気圧ポンプおよび前記第２電磁弁とは、前記空気循環パイプを介して接続されている。

好ましくは、空気圧装置は、機械式減圧弁を含み、
前記機械式減圧弁と、前記第１電磁弁、前記空気圧ポンプおよび前記第２電磁弁とは、空気循環パイプを介して接続されている。

好ましくは、制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、表示およびインタラクティブモジュールと、制御パネルと、を含み、
前記表示およびインタラクティブモジュールは、前記制御パネルに接続され、
前記制御パネルは、前記水循環装置および前記空気圧装置とそれぞれ接続されるとともに前記表示およびインタラクティブモジュールと通信し、前記表示およびインタラクティブモジュールを介して前記罨法システムの複数の動作モードおよびパラメータのインタラクティブを可能にするインターフェースを供給し、ここで、前記動作モードおよびパラメータは、一サイクルの動作時間、一サイクルの休止時間、合計動作時間、罨法圧力パラメータ、冷罨法または温罨法の罨法モードの選択および温度設定のうちいずれか１つまたは複数の組み合わせである。

好ましくは、前記排水管、前記進水管、前記第１半導体モジュールおよび前記第２半導体モジュールのうちの少なくとも１つに接続される少なくとも１つの温度センサをさらに含む。

好ましくは、前記水循環装置は、前記水タンクに接続される液面センサを含む。

好ましくは、前記水循環装置は、前記ポンプに接続される第１電流ループ検出センサを含む。

好ましくは、前記空気圧装置は、空気圧センサを含み、
前記空気圧センサと、前記第１電磁弁、前記空気圧ポンプ、前記第２電磁弁および前記機械式減圧弁とは、前記空気循環パイプを介して接続されている。

好ましくは、前記空気圧装置は、前記空気圧ポンプに接続される第２電流ループ検出センサを含む。

好ましくは、ラップバッグをさらに含み、前記ラップバッグは、前記水袋および前記水袋の片側に設けられる前記空気袋の両方を包んでいる。

図面において、同一の符号は同一または類似の部品または動作を表している。図面において、部品のサイズおよび相対位置は、必ずしも一定の比率で描かれているわけではない。たとえば、様々な部品の形状や角度は比率に応じて描かれておらず、これらの部品における一部は、図面に対する理解を深めるために拡大され、任意設けられている。さらに、描かれている部品の特定形状は、特定部品の実際の形状に関する情報を伝えることを意図しておらず、図面においての識別を容易にするためにのみ選択されている。
本発明の実施形態に係る冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムの構造を示すための図である。本発明の実施形態に係る冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムにおける半導体モジュールの構造を示すための図である。本発明の実施形態に係る独立して動作する水循環装置の構造を示すための図である。本発明の他の実施形態に係る独立して動作する空気圧装置の構造を示すための図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態を介して本発明についてさらに詳細に説明することにより、本発明の目的、特徴および利点を明りょうかつわかりやすくする。以下に開示される具体的な実施形態は、本発明を限定するものではなく、単に例示するものであることに理解されたい。
以下の説明において、「第１」、「第２」および「第３」などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも特定の順序を説明するものではない。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムについて詳細に説明する。

図１に示すように、罨法システムは、水循環に用いられる水袋１０１と、空気循環に用いられる空気袋１０２と、水袋１０１と連通している水循環装置２と、空気袋１０２と連通している空圧装置３と、を含む。

水循環装置２は、進水管２０５および排水管２０４を含み、空気圧装置３は、進水管２０５および排水管２０４のいずれからも独立する空気循環パイプ３０５を含む。

水循環装置２は、水タンク２０１、ポンプ（油圧ポンプ）２０２および水経路２０３を含む。水袋１０１と水タンク２０１とは、排水管２０４および進水管２０５を介して連通される。水タンク２０１、ポンプ２０２、水経路２０３および水袋１０１の間は、進水管２０５によってこの順で順次に連通されている。水タンク２０１、ポンプ２０２、水経路２０３、進水管２０５、水袋１０１、排水管２０４および水タンク２０１は、この順で順次に連通されて水循環回路を形成する。

いわゆる当業者であれば、本発明の実施形態に係る水循環装置において循環される水は、水と他の物質（複数可）との混合物など冷罨法または温罨法に使用可能な任意の液体を指す。

一部の実施形態において、水循環装置２は、水経路２０３における対向する両側に設けられる第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７を含む。第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７は、それぞれの一側が水経路２０３と接触されて熱交換を行う。熱交換率を高めるためには、水経路２０３をＵ字型に設ける。既存の半導体モジュールの配置と比較して、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７を水経路２０３の両側に配置することは、システムの放熱効率が低いために冷却時に過剰な熱が発生し、半導体モジュールの冷却効率が低く、臨床的に意義ある冷却温度を達成するまでに時間がかかりすぎて、患者および医師の両方に不便を生じさせる問題を解消できる。さらに、第１半導体モジュール２０６、第２半導体モジュール２０７および水経路２０３を配置することにより、冷却効率および加熱効率が向上されるため、高出力ファンを使用する必要性がなくなる。したがって、既存の罨法装置における動作時の過度な騒音、操作利便性の欠如、半導体モジュールの冷却ファンの騒音が大きいなどの問題を解消できる。

本発明の実施形態に係る罨法システムの動作原理は、次のとおりである。図１の矢印で示すように、まず、水タンク２０１に純水または比熱の高い液体を加えることによって動作しはじめ、その後、液体は水タンク２０１からポンプ２０２を経て水経路２０３に流入する。この際、水経路２０３の両側に設けられた第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７は、それに印加される電流／電圧の方向／振幅に応じて、水を予め設定された温度まで冷却または加熱する。最後に、加熱または冷却された水は、進水管２０５を介して水袋１０１内に流入し、患者の各部位に対して冷罨法または温罨法を行う。このようにして、冷却または加熱の効率が向上され、システムにおいて、高出力ファンの使用必要性が無くなり、動作中に発生するシステムの全体な騒音を低減できる。

より具体的には、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７は、図２に示すような構造を有している。第１半導体モジュール２０６は、第１絶縁性セラミックシート２０６１と、第１銅板２０６２と、少なくとも１組の第１Ｎ型半導体ペレット２０６３および第１Ｐ型半導体ペレット２０６４と、を含む。第１絶縁セラミックシート２０６１は、第１半導体モジュール２０６の水経路２０３から離れた側に設けられている。第１銅板２０６２は、交互に設けられた第１Ｎ型半導体ペレット２０６３および第１Ｐ型半導体ペレット２０６４を順次直列に接続する。第１絶縁性セラミックシート２０６１は、第１銅板２０６２に接続されている。第２半導体モジュール２０７は、第２絶縁セラミックシート２０７１と、第２銅板２０７２と、少なくとも１組の第２Ｎ型半導体ペレット２０７３と第２Ｐ型半導体ペレット２０７４と、を含む。第２絶縁セラミックシート２０７１は、第２半導体モジュール２０７の水経路２０３から離れた側に設けられている。第２銅板２０７２は、交互に設けられた第２Ｎ型半導体ペレット２０７３および第２Ｐ型半導体ペレット２０７４を順次直列に接続する。第２絶縁性セラミックシート２０７１は、第２銅板２０７２に接続されている。第１半導体モジュール２０６と第２半導体モジュール２０７とは、水経路２０３に対して対称に設けられている。その結果、冷却効率を大幅に向上できる。もちろん、実際には、所望の冷却効果に応じて、第１半導体モジュールと第２半導体モジュールとの大きさは異なってもよく、必ずしも対称に設けられなくてもよい。

本発明の実施形態によれば、冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムにおける半導体モジュールの動作原理は、次のとおりである。図２に示すように、各組におけるＮ型半導体ペレットおよびＰ型半導体ペレットがカップルを形成するように接続されている場合、当該回路に直流電流が通電されると、エネルギーの移動が起こり、電流はＮ型半導体ペレットからＰ型半導体ペレットに流れる際、接合部（水経路２０３の出口側）は熱を吸収して冷端（コールドサイト）となり、電流がＰ型半導体ペレットからＮ型半導体ペレットに流れる際、接合部は熱を放出して温端（ホットサイト）となる。吸収または放出される熱量の大きさは、電流の振幅とＮ型半導体ペレットおよびＰ型半導体ペレットの組の数によって定められる。冷端と温端の温度差が小さいほど、冷却効果が高まる。

実施する際、図２に示すように、第１半導体モジュール２０６と第２半導体モジュール２０７とを配線で接続して電気回路を形成し、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７に印加する電流や電圧の方向や振幅を制御することにより水経路２０３内の液体を加熱または冷却できる。このように第１半導体モジュール２０６、第２半導体モジュール２０７および水経路２０３を配置することにより、冷却および加熱の効率が向上されるため、高出力ファンを使用する必要性が無くなる。したがって、既存の罨法装置における動作時の過度な騒音、操作利便性の欠如、半導体モジュールの冷却ファンの騒音が大きいなどの問題を解消できる。水経路は、Ｕ字型であってもよく、または、直線状や蛇腹状などその他の異なる形状であってもよい。

一部の実施形態において、水循環装置２は、第１半導体モジュール２０６および／または第２半導体モジュール２０７と接触する少なくとも１つのヒートシンクを含む。たとえば、実際には、図１に示すように、水循環装置２は、第１半導体モジュール２０６と接触する第１ヒートシンク２０８と、第２半導体モジュール２０７と接触する第２ヒートシンク２０９とを含んでもよい。本発明によれば、半導体モジュールの両側において共に放熱できるため、既存の半導体冷却器／加熱器に伴う動作騒音が大きい問題や既存の罨法治療器の使用から生じる氷の補充が必要で、長時間の連続冷却ができない問題を緩和できる。ヒートシンクの数は、実用上の必要性に応じて決定できる。

一部の実施形態において、水経路２０３から離れた少なくとも１つのヒートシンクの一側に冷却ファンが設けられている。たとえば、実施する際、図１に示すように、水経路２０３から離れた第１ヒートシンク２０８の一側に第１冷却ファン２１０を設けてもよく、水経路２０３から離れた第２ヒートシンク２０９の一側に第２冷却ファン２１７を設けてもよい。第１冷却ファン２１０および第２冷却ファン２１７は、低電力ファンを実装すればよく、これにより、動作中のシステム全体の騒音レベルを低下できる。

一部の実施形態において、水循環装置２は、少なくとも１つの通気窓を含む。この場合、冷却ファンの一つの面が少なくとも１つのヒートシンクに密着に取り付けられ、他の一つの面が少なくとも１つの通気窓に密着に取り付けられている。たとえば、実施する際、図１に示すように、水循環装置２は、第１通気窓２１６および第２通気窓２１８を含んでもよい。さらに、第１冷却ファン２１０は、一つの面が第１ヒートシンク２０８と密着し、他の一つの面が第１通気窓２１６と密着してもよく、第２冷却ファン２１７の一つの面が第２ヒートシンク２０９と密着し、他の一つの面が第２通気窓２１８と密着してもよい。冷却ファンが一つの面がそれぞれのヒートシンクと密着し、他の一つの面がでそれぞれの通気窓と密着することで、流れる空気の圧力を高め、半導体モジュールの高温側での放熱効率を向上できる。たとえば、実際の必要に応じて、適切な数量の冷却ファンと通気窓を適切な距離だけ離して設けることができる。

一部の実施形態において、空気圧装置３は、空気圧ポンプ３０１、第１電磁弁３０２および第２電磁弁３０３を含む。空気袋１０２と空気圧ポンプ３０１とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されている。第１電磁弁３０２と空気袋１０２とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されている。第１電磁弁３０２と空気圧ポンプ３０１および第２電磁弁３０３とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されている。

一部の実施形態において、空気圧装置３は、機械式減圧弁３０４を含み、機械式減圧弁３０４と、第１電磁弁３０２、空気圧ポンプ３０１および第２電磁弁３０３とは空気循環パイプ３０５を介して接続されている、機械式減圧弁３０４は、電気制御の故障時の保護を目的としたものである。空気循環パイプ３０５内の空気圧が所定値を超えると、自動的に開放されて空気圧を開放するように構成してもよい。

一部の実施形態において、罨法システムは、制御装置４をさらに含み、制御装置４は、表示およびインタラクティブモジュール４０１と、制御パネル４０２と、を含む。表示およびインタラクティブモジュール４０１は、表示およびインタラクティブのために構成され、冷罨法または温罨法を用いる罨法システムの様々な動作モードパラメータを編集および記憶することが可能である。具体的には、動作モードパラメータは、たとえば、「各サイクルの実行時間」、「各サイクルの休止時間」、「合計動作時間」、「罨法圧力パラメータ」、「冷罨法または温罨法の罨法モードの選択」および「温度設定」のうちいずれか１つまたは組合せであってもよい。表示およびインタラクティブモジュール４０１は、たとえば、有線または無線接続によって制御パネル４０２に接続され、たとえば、水の圧力および温度、半導体モジュールの電流または電圧に関する情報、空気圧装置に関する情報、半導体モジュールの電流／電圧を制御するためのパラメータおよび／または空気圧パラメータをインタラクティブおよび表示するために構成されてもよい。制御パネル４０２は、たとえば、有線または無線接続によって水循環装置２に接続されてもよく、半導体モジュールの電流／電圧を制御するように構成されてもよい。制御パネル４０２は、たとえば、有線または無線接続によって空気圧装置３に接続され、患者の特定部位に対して罨法を施すためにラップバッグを駆動するための所定の空気圧波形を空気圧装置３が提供するようにするための空気圧パラメータを設定するように構成されていてもよい。

一部の実施形態において、水循環装置２は、排水管２０４に接続された第１温度センサ２１１を含む。第１温度センサ２１１は、水袋１０１から流出する冷水／温水の温度を監視する。第１温度センサ２１１は、制御パネル４０２に接続されている。

一部の実施形態において、水循環装置２は、進水管２０５に接続された第２温度センサ２１２を含む。第２温度センサ２１２は、水袋１０１に流入する冷水／温水の温度を監視する。第２温度センサ２１２は、制御パネル４０２に接続されている。

一部の実施形態において、水循環装置２は、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７と水経路２０３との間の接触面に接続された第３温度センサ２１３を含む。第３温度センサ２１３は、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７の加熱または冷却された実際温度を監視する。第３温度センサ２１３は、制御パネル４０２に接続されている。

実施する際、罨法システムにおける第１温度センサ２１１、第２温度センサ２１２および第３温度センサ２１３は、それらのセンシングした情報を制御パネル４０２に提供するように、それぞれ制御パネル４０２に接続され、制御パネル４０２は、これらの情報を処理し、表示およびインタラクティブモジュール４０１に提供する。表示およびインタラクティブモジュールに表示された情報に基づいて、ユーザは調整を行うか、または制御を行うことができる。たとえば、ユーザは、水温を調整してもよいし、半導体モジュールの電流／電圧の方向／振幅を調整してもよい。

一部の実施形態において、水循環装置２は、水タンク２０１に接続された液面センサ２１４を含む。液面センサ２１４は、水タンク２０１内の液体が望ましい範囲内の量であるか否かを監視する。液面センサ２１４は、制御パネル４０２に接続されている。

一部の実施形態において、水循環装置２は、ポンプ２０２に結合された第１電流ループ検出センサ２１５を含む。第１電流ループ検出センサ２１５は、ポンプ２０２の動作状態を監視する。第１電流ループ検出センサ２１５は、制御パネル４０２に接続されている。

実施する際、第１温度センサ２１１および第２温度センサ２１２によってセンシングされるラップバッグに流入および流出する水の温度に基づいて、制御パネル４０２は、水袋１０１内を循環する水の温度を予め設定された温度の許容範囲内に制御する。第３温度センサ２１３がセンシングした温度は、半導体モジュールの動作状態を反映したものとしてリアルタイムに表示される。制御パネル４０２は、液面センサ２１４から送信されるデータから、監視している液面が適切か否か、または、警報を発する必要があるか否かを判断する。第１電流ループ検出センサ２１５は、ポンプ２０２の動作状態を監視し、その情報を制御パネル４０２に供給する。制御パネル４０２は、ポンプ２０２が正常に動作していない場合、冷罨法または温罨法の罨法システム全体の動作を停止させる。

一部の実施形態において、空気圧装置３は、空気圧センサ３０６を含み、空気圧センサ３０６と、第１電磁弁３０２、空気圧ポンプ３０１、第２電磁弁３０３および機械式減圧弁３０４とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されている。空気圧センサ３０６は、制御パネル４０２に接続されている。

一部の実施形態において、空気圧装置３は、空気圧ポンプ３０１に接続された第２電流ループ検出センサ３０７を含む。第２電流ループ検出センサ３０７は、制御パネル４０２に接続されている。第２電流ループ検出センサ３０７は、空気圧ポンプ３０１の動作状態を監視し、その情報を制御パネル４０２に供給する。制御パネル４０２は、空気圧ポンプ３０１が正常に動作していない場合、罨法システム全体の動作を停止させる。

実施する際、空気袋１０２と空気圧ポンプ３０１とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されてもよい。空気循環パイプ３０５は、ホースとして実装されてもよい。予め定めることにより、三角波または台形波形で大きさが固定サイクルおよび設けられた圧力にしたがって加圧されると、第１電磁弁３０２が開かれ、第２電磁弁３０３が閉じられた状態になり、空気圧ポンプ３０１は、設けられた空気圧、サイクルに応じて空気袋１０２に充填する空気の量をリアルタイムで調整できる。また、波形に応じて、空気袋１０２内の内圧が周囲の大気圧よりも高い場合、第１電磁弁３０２および第２電磁弁３０３の両方を開放して空気袋１０２内の圧力を逃がすようにしてもよい。また、予め定められたサイクルで空気袋１０２の圧力開放を可能とするため、圧力開放とともに空気袋１０２内に適切な量の空気を充填してもよい。

一部の実施形態において、制御パネル４０２は、外部アラームが接続されてもよく、受信したセンサ情報の一部が異常状態を示すときにアラームを出させるようにしてもよい。これが起こると、制御パネル４０２に接続された表示およびインタラクティブモジュール４０１は、障害に関する情報を表示してもよい。制御パネル４０２は、それに接続された外部アラームに、異なる障害レベルに応じて異なるアラームを発せられるようにしてもよい。最も深刻な障害レベルに対しては、障害情報が表示され、医療用電気機器の警報システムに関する標準ＹＹ０７０９－２００９で定められたような形式で音声警報が同時に提供されてもよい。

一部の実施形態において、罨法システムは、水袋１０１と、水袋１０１の片側に設けられた空気袋１０２との両方を包むラップバッグをさらに含む。より具体的には、空気袋１０２は、水袋１０１よりも患者の身体から遠く設けられてもよく、一方、水袋１０１は、患者の身体に接触させてもよい。このようにすれば、空気袋１０２は、水袋１０１を患者の身体に押し付けることができる。

好ましくは、ラップバッグを設ける代わりに、水袋１０１を空気袋１０２に、たとえば、貼り付けること（面ファスナー）により取り付けてもよい。

一部の実施形態において、排水管２０４および進水管２０５は、保温または断熱可能なホースであってもよく、これに限定されない。実施する際、排水管２０４および進水管２０５は、いずれも、水袋１０１、水タンク２０１、ポンプ２０２および水経路２０３と連通している冷水／温水用の断熱ホースとして選択されてもよい。

一部の実施形態において、空気循環パイプ３０５は、ホースであってよく、これに限定されない。

一部の実施形態において、表示およびインタラクティブモジュール４０１はタッチスクリーンを含み、これを操作してシステムのパラメータを設定し、システムに動作を開始または停止させることを含む他の動作を実行することができる。操作および設定が不便な既存の半導体冷却器／加熱器とは対照的に、大型のタッチスクリーンは、ユーザによる操作を容易にすることができる。医療用電気機器のアラームシステムに関する規格ＹＹ０７０９－２００９に準拠したアラーム方式により、医療スタッフの監視なしに冷却、加熱、罨法を行うシステムの長期運用を可能にする。冷却、加熱、罨法、温罨法、冷罨法と温罨法との交互を含む複数の動作モードのいずれかでシステムを動作させる間、温度センサ、液面センサ、電流ループ検出センサ、空気圧センサなどが動作がどの程度進んでいるかを示すデータを取り込み、制御パネル４０２が動作に関わる構成要素の特性を監視し制御できる。異常状態が発生した場合、制御パネル４０２は、医療用電気機器における警報システムの規格ＹＹ０７０９－２００９に適合した警報を出し、患者の身体やシステムへの偶発的な損傷を防ぐために、医療スタッフの介入を呼びかけてもよい。これにより、上記規格に適合した警報方式がなく、長時間の罨法を行った場合、安全性に問題が生じる可能性があるという問題を解決することができる。

好ましくは、水循環装置２および空気圧装置３は、互いに独立して動作する。

図３は、本発明の一実施形態に係る独立して動作する水循環装置２の構造を示すための図である。図に示されるように、水循環装置２は、水循環に用いられる水袋１０１、水循環装置２および制御装置４を含む。

図３に示すように、水循環装置２は、水タンク２０１、ポンプ２０２、水経路２０３、排水管２０４および進水管２０５を含む。水タンク２０１、油圧ポンプ２０２、水経路２０３および水袋１０１の間は、進水管２０５によってこの順で順次に連通されている。水袋１０１と水タンク２０１とは、排水管２０４および進水管２０５によって連通されている。水タンク２０１、油圧ポンプ２０２、水経路２０３、進水管２０５、水袋１０１、排水管２０４および水タンク２０１は、この順に順次に連通されて水循環回路を形成している。

図３に示すように、水循環装置２は、第１半導体モジュール２０６、第２半導体モジュール２０７、第１ヒートシンク２０８、第２ヒートシンク２０９、冷却ファン２１０、第１通気窓２１６、第２冷却ファン２１７および第２通気窓２１８を含む。第１半導体モジュール２０６と第２半導体モジュール２０７は、水経路２０３の両側に設けられ、それぞれ一つの面が水経路２０３と接触し、他の一つの面が第１ヒートシンク２０８および第２ヒートシンク２０９のそれぞれに接触する。第１冷却ファン２１０は、水経路２０３から離れた第１ヒートシンク２０８の一側に設けられ、第２冷却ファン２１７は、水経路２０３から離れた第２ヒートシンク２０９の一側に設けられている。第１冷却ファン２１０および第２冷却ファン２１７のそれぞれは、一側で第１ヒートシンク２０８および第２ヒートシンク２０９と密着し、他側で第１通気窓２１６および第２通気窓２１８とそれぞれ密着している。冷却ファンが一方の側でそれぞれのヒートシンクと密着し、他方の側でそれぞれの通気窓と密着していることにより、流れる空気の圧力を高め、半導体モジュールの高温側での放熱効率を向上できる。

図３に示すように、制御装置４は、表示およびインタラクティブモジュール４０１と、制御パネル４０２とを含む。表示およびインタラクティブモジュール４０１は、たとえば、有線または無線接続によって制御パネル４０２に接続され、たとえば、水の圧力および温度、半導体モジュールの電流および電圧に関する情報等のインタラクティブおよび表示を行うように構成される。制御パネル４０２は、水循環装置２に接続され、半導体モジュールの電流または電圧を制御するように構成されている。水循環装置２は、第１温度センサ２１１、第２温度センサ２１２、第３温度センサ２１３、液面センサ２１４および第１電流ループ検出センサ２１５をさらに含む。第１温度センサ２１１は、排水管２０４に接続され、水袋１０１から流出する冷水／温水の温度を監視する。第２温度センサ２１２は、進水管２０５に接続され、水袋１０１に流入する冷水／温水の温度を監視する。第３温度センサ２１３は、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７と水経路２０３との間の接触面に接続され、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７の加熱または冷却された実際の温度を監視する。第１温度センサ２１１、第２温度センサ２１２、第３温度センサ２１３、液面センサ２１４および第１電流ループ検出センサ２１５は、全て制御パネル４０２に接続され、それらがセンシングした情報を制御パネル４０２に伝達し、制御パネル４０２はこれらの情報を処理し、表示およびインタラクティブモジュール４０１に提供する。表示およびインタラクティブモジュール４０１に表示された情報に基づいて、ユーザは、調整を行うかまたは制御を行うことができる。たとえば、ユーザは、水温や半導体モジュールの電流／電圧の方向／振幅を調整してもよい。

図４は、本発明の他の実施形態に係る独立して動作する空気圧装置３の構造を示すための図である。図に示されるように、空気圧装置３は、空気循環に用いられる空気袋１０２、空気圧装置３および制御装置４を含む。空気圧装置３は、空気圧ポンプ３０１、第１電磁弁３０２、第２電磁弁３０３および機械式減圧弁３０４を含む。空気袋１０２と空気圧ポンプ３０１とは、空気循環パイプ３０５によって互いに接続されている。第１電磁弁３０２と空気袋１０２とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されている。第１電磁弁３０２と空気圧ポンプ３０１および第２電磁弁３０３とは、空気循環パイプ３０５によって接続されている。機械式減圧弁３０４は、空気循環パイプ３０５によって、第１電磁弁３０２、空気圧ポンプ３０１および第２電磁弁３０３に接続されている。機械式減圧弁３０４は、電気制御の故障時の保護を目的としたものである。空気循環管３０５内の空気圧が所定値を超えると、自動的に開放して空気圧を低減するように構成されている。

図４に示すように、制御装置４は、表示およびインタラクティブモジュール４０１および制御パネル４０２を含む。表示およびインタラクティブモジュール４０１は、制御パネル４０２に接続され、空気圧装置３に関する情報のインタラクティブおよび表示のために構成される。制御パネル４０２は、空気圧装置３に接続され、患者の特定部位に罨法を施すためにラップバッグを駆動するための予め定められた空気圧波形を空気圧装置３に提供させるための空気圧パラメータを設定するように構成される。

図４に示すように、空圧装置３は、空気圧センサ３０６および第２電流ループ検出センサ３０７を含む。空気圧センサ３０６は、空気循環管３０５によって、第１電磁弁３０２、空気圧ポンプ３０１、第２電磁弁３０３および機械式減圧弁３０４に接続されている。第２電流ループ検出センサ３０７は、空気圧ポンプ３０１に接続されている。空気圧センサ３０６と第２カレントループ検出センサ３０７は、共に制御パネル４０２に接続されている。第２電流ループ検出センサ３０７は、空気圧ポンプ３０１の動作状態を監視し、その情報を制御パネル４０２に供給する。制御パネル４０２は、空気圧ポンプ３０１が正常に動作していない場合、罨法システム全体の動作を停止させる。

図４に示すように、空気袋１０２は、空気循環パイプ３０５によって空気圧ポンプ３０１に接続されている。空気循環パイプ３０５は、ホースとして実装されている。予め定めることにより、三角波または台形波形で大きさが固定サイクルおよび設けられた圧力にしたがって加圧されると、第１電磁弁３０２が開かれ、第２電磁弁３０３が閉じられた状態になり、空気圧ポンプ３０１は、設けられた空気圧、サイクルに応じて空気袋１０２に充填する空気の量をリアルタイムで調整できる。また、波形に応じて、空気袋１０２内の内圧が周囲の大気圧よりも高い場合、第１電磁弁３０２および第２電磁弁３０３の両方を開放して空気袋１０２内の圧力を逃がすようにしてもよい。また、予め定められたサイクルで空気袋１０２の圧力開放を可能とするため、圧力開放とともに空気袋１０２内に適切な量の空気を充填してもよい。

以上より、本発明は、より安定した罨法を行うことができる冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムを提供する。

罨法システムは、水袋１０１と、空気袋１０２と、水袋１０１に連通している水循環装置２と、空気袋１０２に連通している空気圧装置３と、を含む。

一部の実施形態において、水循環装置２は、進水管２０５および排水管２０４を含み、
空気圧装置３は、進水管２０５および排水管２０４から独立している空気循環パイプ３０５を含む。

一部の実施形態において、水循環装置２は、水タンク２０１、ポンプ２０２および水経路２０３を含み、
水袋１０１と水タンク２０１とは、排水管２０４によって連通され、水タンク２０１、ポンプ２０２、水経路２０３および水袋１０１の間は、進水管２０５によって順次に連通され、水タンク２０１、油圧ポンプ２０２、水経路２０３、進水管２０５、水袋１０１、排水管２０４および水タンク２０１は、順次に連通されて水循環回路を形成している。

一部の実施形態において、水循環装置２は、水経路２０３の両側に設けられる第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７を含む。

一部の実施形態において、水循環装置２は、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７に接触する少なくとも１つのヒートシンクを含む。

一部の実施形態において、水経路２０３から離れた少なくとも１つのヒートシンクの一側に冷却ファンが設けられている。

一部の実施形態において、水循環装置２は、少なくとも１つの通気窓を含み、冷却ファンの一つの面が少なくとも１つのヒートシンクに密着され、他の一つの面が少なくとも１つの通気窓に密着されている。

一部の実施形態において、空圧装置３は、空圧ポンプ３０１、第１電磁弁３０２および第２電磁弁３０３を含み、
空気袋１０２と空気圧ポンプ３０１とは、空気循環パイプ３０５を介して接続され、第１電磁弁３０２と空気袋１０２とは、空気循環パイプ３０５を介して接続され、第１電磁弁３０２と空気圧ポンプ３０１および第２電磁弁３０３とは、空気循環パイプ３０５を介して接続されている。

一部の実施形態において、罨法システムは、制御装置４をさらに含み、
制御装置４は、表示およびインタラクティブモジュール４０１と、制御パネル４０２と、を含み、
表示およびインタラクティブモジュール４０１は、制御パネル４０２に接続され、
制御パネル４０２は、水循環装置２および空気圧装置３の双方に接続されている。

一部の実施形態において、罨法システムは、制御パネル４０２に接続された少なくとも１つの温度センサをさらに含み、少なくとも１つの温度センサは、排水管２０４、進水管２０５、第１半導体モジュール２０６および第２半導体モジュール２０７のうちの少なくとも１つに接続されている。

一部の実施形態において、水循環装置２は、水タンク２０１に接続される液面センサ２１４を含み、液面センサ２１４は、に制御パネル４０２に接続されている。

一部の実施形態において、水循環装置２は、ポンプ２０２に接続される第１電流ループ検出センサ２１５を含み、第１電流ループ検出センサ２１５は、制御パネル４０２に接続されている。

一部の実施形態において、空気圧装置３は、空気圧ポンプ３０１に結合された第２電流ループ検出センサ３０７を含む。第２電流ループ検出センサ３０７は、制御パネル４０２にさらに結合されている。

一部の実施形態において、罨法システムは、水袋１０１と、水袋１０１の一側に設けられる空気袋１０２との両方を包む、ラップバッグをさらに含む。

一部の実施形態において、進水管および排水管は、保温ホースまたは断熱ホースであり、これに限定されない。

一部の実施形態において、空気循環パイプは、ホースであり、これに限定されない。

本発明は、既存技術のものよりも高い性能を有し、水袋と、空気袋と、水袋と連通している水循環装置と、空気袋と連通している空気圧装置と、を含む冷罨法または温罨法に用いられる罨法システムを提供する。本発明は、既存技術に比べて、以下のような効果をこうする。

１．水循環装置内の半導体モジュールは、ともに対向する両面において放熱できるため、既存の半導体冷却器／加熱器に伴う動作騒音が大きい問題や既存の冷罨治療器の使用における氷の補充が必要で、長時間の連続冷却ができない問題を緩和できる。

２．水経路に対して対称に設けられた半導体モジュールは、液体を予め設定された温度に加熱または冷却し、水循環経路を通って水袋に流入し、最終的に患者の身体の関心部位を加熱または冷却することが可能である。この結果、冷却または加熱の効率が大幅に向上し、既存の半導体モジュールの放熱効率が低いために冷却時に過剰な熱が発生し、臨床的に所望の冷却温度を達成するまでに時間がかかりすぎて、患者と医師の双方に不都合が生じるという問題を克服することができる。

３．冷却・加熱効率の向上により、高出力のファンを使用する必要がなくなり、運転中のシステム全体の騒音が低減される。

４．速度調整可能な空気圧ポンプの使用と電磁弁の追加使用により、既存の半導体冷却器／加熱器の使用から生じる罨法時の圧力や圧力波形が一定しないという問題を克服し、水袋を患者の身体の関心部位の表面に接触させてフィットさせることができ、結果として罨法療法効果を臨床的に改善することができるようになった。

５．水循環経路を空気循環経路から独立させることで、水流と空気流の干渉を回避し、水流量の安定性、水袋の表面温度の均一性、患者への優しさを向上させた。

本発明の実施形態によれば、罨法システムにおける水循環装置および空気圧装置は、互いに独立して動作することができる。したがって、冷却または加熱療法の実施中、独立した空気圧装置は、制御パネルに予め記憶されたパラメータによって定義された空気圧波形によって駆動され、水袋に患者の身体の意図する部位に冷罨法または温罨法を適用させることが可能である。水循環経路を空気循環経路から独立させることで、水流と空気流の干渉を回避し、圧力誤差を抑えてより安定した罨法を行うことができる。また、水流量の安定性、水袋の表面温度の均一性、患者への優しさを向上させることができる。さらに、改善された冷却または加熱効率に加えて、本発明のシステムは、全体として、動作中に低減されたノイズを生成する。

前述した実施形態の様々な技術的特徴は、任意に組み合わせてもよい。簡潔さのために、そのような組み合わせのすべてを上述したわけではないが、技術的特徴の間に矛盾がない限り、そのいずれもが本明細書の範囲に含まれるものとみなされる。

上記に開示された内容は、単に本発明の一部の実施形態に過ぎない。これらの実施形態は、いくつかの特殊性といくつかの詳細さで説明されているが、それらがいかなる意味でも本発明の保護範囲を制限すると解釈されるべきではない。本発明の技術的思想から逸脱することなく、いわゆる当業者によって様々な変形および修正がなされ得ることに留意されたい。したがって、そのようなすべての変形および修正が、特許請求の範囲に定義されるように、本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims

冷罨法または温罨法に用いられ、水袋（１０１）と、空気袋（１０２）と、前記水袋（１０１）に連通している水循環装置（２）と、前記空気袋（１０２）に連通している空気圧装置（３）と、を含む罨法システム。
前記水循環装置（２）は、進水管（２０５）および排水管（２０４）を含み、
前記空気圧装置（３）は、前記進水管（２０５）および前記排水管（２０４）から独立した空気循環パイプ（３０５）を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の罨法システム。
前記水循環装置（２）は、水タンク（２０１）、ポンプ（２０２）および水経路（２０３）を含み、
前記水袋（１０１）と前記水タンク（２０１）とは、前記排水管（２０４）によって連通され、前記水タンク（２０１）、ポンプ（２０２）、水経路（２０３）および水袋（１０１）の間は、前記進水管（２０５）によって順次に連通され、前記水タンク（２０１）、ポンプ（２０２）、水経路（２０３）、進水管（２０５）、水袋（１０１）、排水管（２０４）および水タンク（２０１）は、順次に連通されて水循環回路を形成している、
ことを特徴とする請求項２に記載の罨法システム。
前記水循環装置（２）は、前記水経路（２０３）の両側に設けられる第１半導体モジュール（２０６）および第２半導体モジュール（２０７）を含み、前記第１半導体モジュール（２０６）および前記第２半導体モジュール（２０７）は、前記水経路（２０３）と熱交換できるように、互いに接続されて電気回路を形成している、ことを特徴とする請求項３に記載の罨法システム。
前記水循環装置（２）は、前記第１半導体モジュール（２０６）および前記第２半導体モジュール（２０７）と接触する少なくとも１つのヒートシンクを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の罨法システム。
前記水経路（２０３）から離れた少なくとも１つのヒートシンクの一側に冷却ファンが設けられている、ことを特徴とする請求項５に記載罨法システム。
前記水循環装置（２）は、少なくとも１つの通気窓を含み、前記冷却ファンの一つの面が少なくとも１つの前記ヒートシンクに密着され、他の一つの面が少なくとも１つの前記通気窓に密着されている、ことを特徴とする請求項６に記載の罨法システム。
前記空気圧装置（３）は、空気圧ポンプ（３０１）、第１電磁弁（３０２）および第２電磁弁（３０３）を含み、
前記空気袋（１０２）と前記空気圧ポンプ（３０１）とは、前記空気循環パイプ（３０５）を介して接続され、前記第１電磁弁（３０２）と前記空気袋（１０２）とは、前記空気循環パイプ（３０５）を介して接続され、前記第１電磁弁（３０２）と前記空気圧ポンプ（３０１）および前記第２電磁弁（３０３）とは、前記空気循環パイプ（３０５）を介して接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の罨法システム。
前記空気圧装置（３）は、機械式減圧弁（３０４）を含み、
前記機械式減圧弁（３０４）と、前記第１電磁弁（３０２）、前記空気圧ポンプ（３０１）および前記第２電磁弁（３０３）とは、前記空気循環パイプ（３０５）を介して接続されている、ことを特徴とする請求項８に記載の罨法システム。
制御装置（４）をさらに含み、
前記制御装置（４）は、表示およびインタラクティブモジュール（４０１）と、制御パネル（４０２）と、を含み、
前記表示およびインタラクティブモジュール（４０１）は、前記制御パネル（４０２）に接続され、
前記制御パネル（４０２）は、前記水循環装置（２）および前記空気圧装置（３）とそれぞれ接続されるとともに前記表示およびインタラクティブモジュールと通信し、前記表示およびインタラクティブモジュールを介して前記罨法システムの複数の動作モードパラメータのインタラクティブを可能にするインターフェースを供給し、ここで、前記動作モードパラメータは、各サイクルの動作時間、各サイクルの休止時間、合計動作時間、罨法圧力パラメータ、冷罨法または温罨法の罨法モードの選択および温度設定のうちいずれか１つまたは複数の組み合わせである、
ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の罨法システム。
前記排水管（２０４）、前記進水管（２０５）、前記第１半導体モジュール（２０６）および前記第２半導体モジュール（２０７）のうちの少なくとも１つに接続される少なくとも１つの温度センサをさらに含む、ことを特徴とする請求項４～７のいずれか一項に記載の罨法システム。
前記水循環装置（２）は、前記水タンク（２０１）に接続される液面センサ（２１４）を含む、ことを特徴とする請求項３～７のいずれか一項に記載の罨法システム。
前記水循環装置（２）は、前記ポンプ（２０２）に接続される第１電流ループ検出センサ（２１５）を含む、ことを特徴とする請求項３～７のいずれか一項に記載の罨法システム。
前記空気圧装置（３）は空気圧センサ（３０６）を含み、
前記空気圧センサ（３０６）と、前記第１電磁弁（３０２）、前記空気圧ポンプ（３０１）、前記第２電磁弁（３０３）および前記機械式減圧弁（３０４）とは、前記空気循環パイプ（３０５）を介して接続されている、ことを特徴とする請求項８または９に記載の罨法システム。
前記空気圧装置（３）は、前記空気圧ポンプ（３０１）に接続される第２電流ループ検出センサ（３０７）を含む、ことを特徴とする請求項８または９に記載の罨法システム。
ラップバッグをさらに含み、前記ラップバッグは、前記水袋（１０１）と、前記水袋（１０１）の片側に設けられる前記空気袋（１０２）との両方を包んでいる、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の罨法システム。