JP2023512119A - 化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
身体部分を冷却するように構成された、治療用冷却および/または圧迫システムは、身体部分から熱エネルギーを抽出するように構成された身体部分を覆うためのコンフォーマルカバーと、身体部分のパラメータを感知するためのコンフォーマルカバー内のセンサ装置と、身体部分から抽出される熱エネルギーの量を変化させるように構成されたアクチュエータと、センサ装置からの制御入力に応答してアクチュエータを調整するように構成された制御ユニットとを備える。システムは可搬式であってもよく、患者が治療を受けながら歩行することを可能にする。【選択図】図1
Description
関連出願
本願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2020年1月28日に出願された、Spangler Vaughnに対する米国仮出願第62/966,912号「Method and Device for Scalp Cooling」の優先権を主張する。
本願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2020年1月28日に出願された、Spangler Vaughnに対する米国仮出願第62/966,912号「Method and Device for Scalp Cooling」の優先権を主張する。
本発明の実施形態は、医療機器の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法に関する。
化学療法は、急速に増殖する細胞を死滅させるために強力な化学物質を使用する薬物治療を説明または言及するものである。がん細胞は一般に体内のほとんどの細胞よりもはるかに速く成長および増殖するため、化学療法が様々ながんを治療するために使用されることが多い。化学療法を受けている医療患者の場合、化学療法薬の毒性は、治療を忍容しにくくするいくつかの問題(副作用)を引き起こす可能性がある。一部の一般的な副作用が、例えば頭部からの毛髪の喪失、末梢神経障害、口腔粘膜炎(粘膜の炎症および潰瘍化)、および爪甲剥離(爪床からの爪の剥離)である。
いくつかの研究は、頭皮の毛髪の喪失が最も苦悩を与える副作用の1つであることを報告している。1つの研究では、女性の最大8%が毛髪の喪失のために化学療法を拒否することが報告された(Tierney AJ,Taylor J,Closs SJ,Knowledge,expectations and experiences of patients receiving chemotherapy for breast cancer,Scand J Caring Sci 1992:6:75-80)。一部の患者は、そのような副作用の認識された重症度のために化学療法を中止することがある。一部の患者は、予想されるまたは経験された副作用を考慮して化学療法の変更および/または減少を要求し、および/または要請することがあり、治療の有効性を有害に低下させる。
したがって、化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法が必要とされている。さらに必要とされるのは、可搬式であり、患者が治療中に歩行する、および/または例えば自動車もしくはバスに搬送されることを可能にする化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法である。さらに、患者および/または介護者に温度および/または圧力制御をもたらす化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法が必要とされている。化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法であって、化学療法を投与する既存のシステムおよび方法と適合し、かつ相補的であるシステムおよび方法がさらに必要とされている。
本発明の実施形態によれば、身体部分を冷却および/または圧迫するように構成された、圧迫を制御する能力も含み得る治療用冷却システムは、身体部分から熱エネルギーを抽出するように構成された身体部分を覆うためのコンフォーマルカバーと、身体部分のパラメータを感知するためのコンフォーマルカバー内のセンサ装置と、身体部分から抽出される熱エネルギーの量を変化させるように構成されたアクチュエータと、センサ装置からの制御入力に応答してアクチュエータを調整するように構成された制御ユニットとを備える。システムは可搬式であってもよく、患者が治療を受けている間に歩行または搬送することを可能にする。アクチュエータは、身体部分に加えられる圧迫量を変更するように構成され得る。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示のいくつかの実施形態を例示し、本説明と供に、本発明の原理を説明する役割を果たす。他で断らない場合、図面は拡大縮小させて描かれていない場合がある。
ここで、本発明の様々な実施形態を詳細に参照し、本発明の例は添付の図面において例示される。本発明は、これらの実施形態と併せて説明されるが、それらは、本発明をそれらの実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される場合に本発明の精神または範囲に含まれ得る、代替物、修飾物、および均等物を網羅することが意図される。さらに、以下の詳細な説明には、本発明の完全な理解をもたらすために、多くの特定の詳細が示されている。しかし、本発明がこれらの特定の詳細なしで実施され得ることが、当業者に明らかであろう。他の例では、本発明の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の方法、手順、構成要素、および回路は、詳細には説明されていない。
以下の詳細な説明のいくつかの部分(例えば、方法3200)は、手順、ステップ、論理ブロック、処理、およびコンピュータメモリ上で実行され得るデータビットに対する動作の他の記号表現に関して提示される。これらの説明および表現は、作業の実質を他の当業者に最も効果的に伝達するために、データ処理技術の当業者によって一般的に使用される手段である。手順、コンピュータ実行ステップ、論理ブロック、プロセスなどは、ここでは、一般に、所望の結果をもたらすステップまたは命令の自己矛盾のないシーケンスであると考えられる。ステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。通常、必ずしもそうとは限らないが、これらの量は、コンピュータシステム内で記憶、転送、結合、比較、および他の方法で操作することができる電気信号または磁気信号の形態をとる。主に一般的な使用の理由から、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字、データなどと呼ぶことが時には便利であることが分かっている。
しかしながら、これらの用語と類似の用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、これらの量に適用される便利なラベルにすぎないことに留意されたい。特に明記しない限り、以下の説明から明らかなように、本発明を通して、「試験する」または「加熱する」または「温度を維持する」または「持ち運ぶ」または「捕捉する」または「記憶する」または「読み取る」または「分析する」または「生成する」または「解決する」または「受け入れる」または「選択する」または「決定する」または「表示する」または「提示する」または「計算する」または「送信する」または「受信する」または「減少する」または「検出する」または「設定する」または「アクセスする」または「配置する」または「試験する」または「形成する」または「取り付ける」または「除去する」または「停止する(ceasing)」または「停止する(stopping)」または「コーティングする」または「処理する」または「実行する(performing)」または「生成する」または「調整する」または「作成する」または「実行する(executing)」または「継続する」または「インデックス付与する」または「並進する」または「計算する」または「測定する」または「収集する」または「実行する(running)」などの用語を利用した論考は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理(電子)的な量として表されるデータを、操作し、コンピュータシステムのメモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報記憶装置、伝送装置もしくは表示装置内の物理的な量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータシステム、もしくは類似の電子コンピューティングデバイスの動作およびプロセス、またはそれらの制御下の動作およびプロセスを参照するということを理解されたい。
「非一時的コンピュータ可読媒体」の意味は、35U.S.C.§101 In re Nuijten,500F.3d 1346,1356-57(Fed.Cir.2007)の下で特許性のある主題の範囲外にあることが判明した類の一時的なコンピュータ可読媒体のみを除外すると解釈されるべきである。この用語の使用は、伝播する一時的信号自体のみを特許請求の範囲から除外するものと理解されるべきであり、伝播する一時的信号自体のみではないすべての標準的なコンピュータ可読媒体に対する権利を放棄するものではない。
以下の説明では、本発明による実施形態の様々な要素および/または特徴は、そのような特徴をよりよく説明し、本発明の態様を不必要に不明瞭にしないように、単独で提示される。しかしながら、例えば第1の図面に関して開示されるようなそのような特徴は、他の図面に開示される他の特徴と様々な組み合わせで組み合わせることができることを理解されたい。そのような実施形態はすべて予想および検討され、本発明による実施形態を表すことができる。
図1は、本発明の実施形態による、例えば冷却キャップ6などの加熱/冷却/圧迫機器と共に使用するための例示的な閉ループのコントローラ2のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫機器は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。以下でさらに説明するように、本発明による実施形態は、頭部の冷却、加熱、および/または圧迫に限定されない。むしろ、本発明による実施形態は、例えば、腕、脚、胴体、腰、手、指、指先、耳、足、足指、顔、唇、眉毛、および/または舌を含む任意の適切な身体部分への適用に適用可能である。
コントローラ2は、測定装置3と、制御ユニット4と、アクチュエータ5とを備える。測定装置3は、サーミスタ、光ファイバ温度計、非接触温度計、例えば赤外線温度計、または他の温度測定装置を含むことができる。測定装置3は、皮膚の温度、皮膚に近接する空気または流体もしくはゲルなどの媒体の温度、毛髪の温度、皮膚に近接するカバーもしくは衣服の温度、またはこれらの任意の組み合わせを測定することができる。
制御ユニット4は、サーモスタット、PID(比例-積分-微分)コントローラなどの電子コントローラ、コンピュータ制御ユニット、または任意の他の制御装置であり得る。アクチュエータ5は、皮膚、または皮膚のすぐ近くの空間に適用される加熱/冷却/圧迫の程度を制御するための任意の機器であり得る。コントローラは、投与されている薬物に関する介護者または患者からの入力、および治療プロトコルに関する追加情報または患者の人口統計情報を受信することによってプログラムすることができる。そのようなプログラミングは、加熱、冷却、および/または圧迫の結果を最適化するように、加熱/冷却/圧迫プロトコルを患者、薬物、または治療プロトコルに適合させることを可能にし得る。制御ユニット4は、皮膚への衝撃を防止するために、皮膚の温度および/または圧迫を有限および/またはカスタマイズされた速度で変化させる、例えば勾配を設けることをもたらすことができる。そのような制御は、皮膚の冷却もしくは加温または圧迫のいずれかのために独立して提供され得る。コントローラは、冷却、圧迫、および/または加熱の量を変更することによって、皮膚の組織およびその下の組織の安全性を保証する安全システムおよび方法を提供することができる。
本発明の実施形態によれば、測定装置3は、例えば、温度を直接感知するのではなく、またはそれに加えて、冷却されている組織の特性を感知することができる。そのようなセンサは、血流、脈拍および/または脈拍数、物質の有無、例えばNADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドおよび水素)蛍光センサを介した細胞の代謝、圧力および/もしくは圧迫、または任意の他の適切な感知された特性を感知することができる。感知された物質は、化学療法剤および/もしくはそれらの代謝産物、または組織の状態もしくは組織の代謝を示す他の物質を含み得る。任意のそのようなセンサからの出力は、感知された特性の変化が冷却、加熱、および/または圧迫の制御の対応する変化を引き起こすように制御に組み込むことができる。任意のそのようなセンサの出力を制御にそのように組み込むことは、そのような組織が冷却される危険な状態を回避するために、制御により冷却、加熱、および/または圧迫を変更することが可能になるようにし得る。いくつかの実施形態では、センサは、腕、脚、手、足、指、顔、眉毛、足指、唇および/もしくは口、またはそれらの任意の組み合わせなどの頭部または四肢の組織の特性を感知することができる。
図2は、本発明の実施形態による、例示的なガスベースの加熱/冷却/圧迫システム20のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫システム20は、頭部または頭皮上に適用するための加熱/冷却/圧迫機器26、例えば冷却キャップを備える。加熱/冷却/圧迫機器26は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。機器26は、冷却されるべき皮膚に近接する内面21を有することを特徴とすることができる。内面21は、圧縮ガスが内面と頭皮との間の狭い空間に放出されることを可能にするように設計された小さなオリフィス24のアレイ(規則的または不規則的)によって貫通され得る。窒素、アルゴン、二酸化炭素、または他のガスなどのガスは、ガスボトル(圧力タンク)または化学ガス発生器などのガス供給源23から供給することができる。ガス供給源は、例えば管またはパイプによって、ならびに/あるいは分岐管および/またはプレナムのいずれかによってオリフィスに結合され得る。
加圧ガスは、オリフィスによって放出されると、ジュールトンプソン効果によって冷却される。放出された冷却されたガスは、狭い空間から漏れ出るときに皮膚の近くを通り、したがって皮膚を加熱、冷却、および/または圧迫する。いくつかの実施形態では、温度の制御は、その供給源23におけるガスの加熱および/または冷却を利用することができる。温度の制御は、ガスの流量を変えることによって達成することができる。このような変動は、バルブ、可変ポンプなどのアクチュエータ22によって、または化学ガス発生器がガスを発生する速度を調整することによって達成することができる。いくつかの実施形態では、ガス供給源23は、患者が場所を移動することを可能にする可搬式であり得る。図2の実施形態は、図1の実施形態による温度の制御に適用可能であることが理解される。
図3は、本発明の実施形態による、例示的なガスベースの加熱/冷却/圧迫システム30のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫システム30は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器36を備える。加熱/冷却/圧迫機器36は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。加熱/冷却/圧迫機器36は、内面31と孔のアレイ33とを備える。予冷ガス32は、ガス32が皮膚の上に流れることができるように孔のアレイ33に結合することができる。
内面は、内面と皮膚との間の狭い空間にガスが放出されることを可能にするように設計された、複数のまたは(規則的または不規則な)孔33のアレイによって貫通され得る。いくつかの実施形態は、キャップの孔に予冷ガスを供給するガス供給部32をさらに備え得る。予冷ガス供給源32は、チューブ、プレナム、または他の接続によってキャップの孔33に接続され得る。放出された予冷(または加熱)ガスは、狭い空間から漏れ出るときに皮膚の近くを通り、したがって皮膚を冷却(加熱)する。温度の制御は、ガス32の流量または予冷ガス32の温度を変化させることによって達成することができる。そのような変動は、バルブ、可変ポンプ、または他の制御システムなどのアクチュエータによって達成することができる。いくつかの実施形態では、予冷ガスをジュールトンプソン効果によってさらに冷却することができる。いくつかの実施形態では、予冷ガス供給源32は、患者が場所を移動することを可能にする可搬式であり得る。図3の実施形態は、図1の実施形態による温度の制御に適用可能であることが理解される。
図4は、本発明の実施形態による、例示的な熱電冷却器(TEC)ベースの加熱/冷却/圧迫システム40のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫システム40は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器43と、制御ユニット44とを備える。加熱/冷却/圧迫機器43は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。加熱/冷却/圧迫機器43は、内面41と、例えばラジエータなどの対流構成要素42と、複数の熱電冷却器45とを備える。いくつかの実施形態では、熱電冷却器はペルチェ素子を備え得る。
加熱/冷却/圧迫機器43は、皮膚に近接した内面41に関して、例えば頭部、手、指、足、および/または足指などの身体に嵌合する。加熱/冷却/圧迫機器43は、皮膚に近接する表面から熱を除去し、したがって皮膚を冷却する複数の熱電冷却器45を備える。いくつかの実施形態では、熱電冷却器45は、皮膚に近接する表面に熱を加え、したがって皮膚を加熱することができる。キャップは、複数の熱電冷却器45から除去された熱を受け取る放射または対流構成要素42と、室内空気などの患者の周囲の環境に加熱するダンプとをさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、制御ユニット44は、患者が場所を移動することを可能にする可搬式であり得る。図4の実施形態は、図1の実施形態による温度の制御に適用可能であることが理解される。
図5は、本発明の実施形態による、例示的な熱電冷却器(TEC)ベースの加熱/冷却/圧迫システム50のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫システム50は、冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器51と、遠隔ラジエータ53とを備える。加熱/冷却/圧迫機器51は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。図4による実施形態とは対照的に、放射要素53は冷却機器51の一部ではなく、むしろ冷却機器51から離れている。この実施形態では、冷却機器51から遠隔ラジエータ53に熱を伝導する熱伝導体52が設けられ得る。そのような導体は、高い熱伝導率を提供する金属媒体、例えば、銅、銀、水銀、もしくは他の金属、ヒートパイプ、脈動もしくはループ型ヒートパイプ、圧送される液体、例えば水、アルコール、ポリエチレングリコールを含む溶液、もしくは他の液体、圧送されるプガス、例えば窒素、アルゴン、二酸化炭素、もしくは他のガス、または熱を伝導する他のシステムおよび方法を含むことができる。除去された熱は、ラジエータに伝導されると、ラジエータによって環境に放出され得る。いくつかの実施形態では、遠隔ラジエータ53は、患者が場所を移動することを可能にする可搬式であり得る。図5の実施形態は、図1の実施形態による温度の制御に適用可能であることが理解される。
図6は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム60のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫システム60は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器63を備える。加熱/冷却/圧迫機器63は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。熱伝導性材料61は、冷却機器63の内面61と皮膚との間に配置され得る。内面61は、冷却されたガス、冷却された液体、熱電冷却器、相変化冷却器、または任意の他の冷却装置62によって冷却され得る。キャップ63は、皮膚領域から除去された熱を受け取り、室内空気などの患者の周囲の環境に熱を放出する放射または対流構成要素65をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、放射要素65は通気孔を含み得る。
内面64は、内面64と皮膚との間の狭い空間に低温境界条件を設ける。内面と皮膚との間に介在する物質61は、皮膚から内面に熱を伝え、皮膚を冷却する。熱の伝達は、熱コンダクタンス、もしくは物質が対流を形成する傾向、または他の特性などの物質61の固有の特性に起因し得る。物質は再使用可能または使い捨て可能であり得、皮膚に圧力および/または圧迫を引き起こし得る。図6の実施形態は、図1の実施形態による温度の制御に適用可能であることが理解される。
図7は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム70のブロック図を示す。加熱/冷却/圧迫システム70は、冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器71を備える。加熱/冷却/圧迫機器71は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。冷却は、気体、液体、加熱/冷却/圧迫機器71、加熱/冷却/圧迫機器71と皮膚との間の物質、例えば図6の物質61、または、皮膚のいずれかに閉ループヒートポンプ72などの冷凍機、例えばスターリングサイクル冷凍機、熱音響冷凍機、熱電冷却器、または熱の輸送を強制する他の方法によって、供給され得る。いくつかの実施形態では、閉ループヒートポンプ72は、患者が場所を移動することを可能にする可搬式であり得る。図7の実施形態は、図1の実施形態による温度の制御に適用可能であることが理解される。
図8は、本発明の実施形態による、例示的なマルチゾーン熱管理システム80のブロック図を示す。システム80は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器71と、例えば衣類などの加温機器82とを備える。加熱/冷却/圧迫機器71、82は、特定の身体部分、例えば人間の頭部および/または胴体に適合するように構成される。本発明の実施形態によれば、1つまたは複数の身体部分、例えば頭皮の冷却によって除去された熱は、患者を保温する目的で患者の身体の他の領域に供給され得る。例えば、流体は、頭皮から抽出された熱を他の身体領域に輸送することができる。熱は、患者に吹き付ける温かい空気によって、および/または液体によって、身体の皮膚に近接したベスト、レッグウォーマー、ソックス、ブーティ、スリッパ、手袋もしくはミトン、スリーブ、カフ、および/またはマスクなどの加温機器82に、あるいは患者を保温する他のシステムによって供給され得る。図8の実施形態は、図1の実施形態による加熱および冷却の両方のための温度の制御に適用可能であることが理解される。
図9は、本発明の実施形態による、例示的なマルチゾーン熱管理システム90のブロック図を示す。システム90は、冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器91と、低温ガス92と、圧縮ガスのコンテナ93と、ボルテックスチューブ94と、高温ガス95と、衣類などの加温機器96とを備える。加熱/冷却/圧迫機器91、96は、特定の身体部分、例えば人間の頭部および/または胴体に適合するように構成される。冷却機器91および/または加温機器96は、いくつかの実施形態では、キャップもしくは帽子、ベスト、レッグウォーマー、ソックス、ブーティ、スリッパ、手袋もしくはミトン、スリーブ、カフ、および/またはマスクを備えることができる。
本発明の実施形態によれば、身体の1つまたは複数の部分、例えば頭部を冷却しながら、身体の他の部分、例えば胴体は温めることができる。低温ガス92を供給して身体の一部を冷却し、高温ガス95を供給して身体の一部を加温することができる。低温ガス92および高温ガス95は、ボルテックスチューブ94、例えばヒルシュ(Hilsch)ボルテックスチューブによって生成される。ボルテックスチューブは、ガスボトルもしくはタンクなどの圧縮ガス供給源93、もしくはガス圧縮機、または他の圧縮ガス供給源によって駆動され得る。低温ガスは、キャップまたは他のシステムによって冷却される身体部分に供給され得る。高温ガスは、衣服、例えばベスト、レッグウォーマー、ソックス、ブーティ、スリッパ、手袋もしくはミトン、スリーブ、カフ、および/またはマスクを介して、温められる身体部分に供給され得る。図9の実施形態は、図1の実施形態による加熱および冷却の両方のための温度の制御に適用可能であることが理解される。
図10は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム100のブロック図を示す。システム100は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器106と、エネルギー貯蔵装置109とを備える。加熱/冷却/圧迫機器106は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。冷凍機、熱電発電機、圧迫機、またはポンプを駆動するのに必要なエネルギーは、患者に対して可搬であり得るバッテリまたは他のエネルギー貯蔵装置109によって供給することができ、したがって患者が長距離にわたって移動することを可能にする。いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵装置109は、バックパック、チェストパック、ウエストパック、ポケット、および/または他の着用可能なコンテナに収容され得る。いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵装置109は、例えば、ストラップおよび/またはスリーブを介して患者に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、バッテリが患者を移動させるのに適した期間持続するように、貯蔵装置と外部電力との組み合わせによってエネルギーを供給することができる。そのような適切な期間は、5、15、30、もしくは60分、または2、3、4、5、6、8、10、もしくは12時間であり得る。いくつかの実施形態では、エネルギーを供給する持続時間は、治療に適切な持続時間に対応し得る。いくつかの実施形態では、エネルギーを供給する持続時間は、化学療法薬が身体から排出されるか、または有害な副作用に関連しないレベルまで減少するのに必要な持続時間に対応し得る。いくつかの実施形態では、外部電力は、AC商用電力によって、誘導的な結合電力によって、自動車の電源コンセント(ACまたはDC)によって、または他の外部電源によって供給され得る。
いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵装置199は、冷却機器106に加えて、またはその代わりに、図8の加温機器82などの加温装置に電力を供給し得る。いくつかの実施形態では、冷却機器106と加温機器82との間で熱流体を循環させることができる。図10の実施形態は、図1の実施形態による加熱および/または冷却の両方のための温度の制御に適用可能であることが理解される。
図11は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム110のブロック図を示す。システム110は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器111を備える。加熱/冷却/圧迫機器111は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。加熱/冷却/圧迫機器111の内面は、吸熱化学反応112によって冷却され得る。吸熱化学反応は、内面に隣接して行われてもよく、または熱伝導媒体が内面から吸熱化学反応に熱を伝導するように内面から除去されて行われ得る。いくつかの実施形態では、発熱化学反応112を利用して、身体の一部を相補的に加温することができる。図11の実施形態は、図1の実施形態による加熱および冷却の両方のための温度の制御に適用可能であることが理解される。例えば、化学反応物質の流量は、化学反応112によって生成および/または吸収される熱量を制御するように制御することができる。
図12は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム120のブロック図を示す。システム120は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器121を備える。加熱/冷却/圧迫機器121は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。吸熱化学反応は、水などの溶媒125による固体122、例えば塩化アンモニウムの溶解を含む。いくつかの実施形態では、固体122は、加熱/冷却/圧迫機器121に収容されてもよく、溶媒は、ポンプ、加圧タンク、または他の供給システム123によって加熱/冷却/圧迫機器121に供給され得る。
いくつかの実施形態では、溶媒125の供給速度は、所望の量の加熱/冷却/圧迫を達成するように制御ユニット124によって制御され得る。そのような制御ユニットは、閉ループコントローラ、例えば、図1に関して前述したような閉ループコントローラ2の一部であり得る。いくつかの実施形態では、固体122を含む加熱/冷却/圧迫機器121は、固体122が部分的または完全に溶解され得る場合、加熱/冷却/圧迫機器121を廃棄または再処理することができるような使い捨て装置であり得る。いくつかの実施形態では、溶媒供給源123および制御ユニット124は可搬式であり、患者が場所を移動することを可能にする。
いくつかの実施形態では、固体反応物122の量は、例えば、患者が動くことを可能にするために適切な期間継続するようにサイズ設定および/または提供される量に設定され得る。そのような適切な期間は、5、15、30、もしくは60分、または2、3、4、5、6、8、10、もしくは12時間であり得る。いくつかの実施形態では、固体反応物122の量は、適切な処理期間に対応し得る。いくつかの実施形態では、固体反応物122の量は、化学療法薬が身体から排出されるか、または有害な副作用に関連しないレベルまで減少するのに必要な持続時間に対応し得る。いくつかの実施形態では、溶媒供給源123は、ユーティリティスケールの給水へのカップリングによって供給され得る。
図13は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム130のブロック図を示す。システム130は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器131を備える。加熱/冷却/圧迫機器131は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。加熱/冷却/圧迫機器131は、任意の適切な機構によって冷却され得る。本発明の実施形態によれば、キャップ131は、ストラップ132、例えば顎の下で座屈するストラップ、フックおよびループ材料によって、またはゴムもしくは頭部に適合し摩擦によってキャップを頭部に対して保持する他のエラストマー材料などの弾性力によって接合されるストラップによって、頭部に対して保持され得る。いくつかの実施形態では、キャップは、頭皮に圧力を加えて、頭皮または皮膚の組織およびその下の組織の圧迫を引き起こす。
図14は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫システム140のブロック図を示す。システム140は、例えば冷却キャップなどの加熱/冷却/圧迫機器141を備える。加熱/冷却/圧迫機器141は、特定の身体部分、例えば人間の頭部に適合するように構成される。加熱/冷却/圧迫機器141は、任意の適切な機構によって冷却され得る。本発明の実施形態によれば、加熱/冷却/圧迫機器141は、周囲環境からの熱が頭皮に対して冷却を施すのを妨げることを防止する断熱材142を備える。断熱材142は、毛髪または頭皮に近接する側とは反対側の内面の外側に配置することができる層を含むことができる。いくつかの実施形態では、例えばベスト、レッグウォーマー、ソックス、ブーティ、スリッパ、手袋もしくはミトン、スリーブ、カフ、および/またはマスクを含む他の形態の冷却機器141は、形態および機能において断熱材142に匹敵する断熱材を含むことができる。
図15は、本発明の実施形態による、例示的な熱安全システム150のブロック図を示す。熱安全システム150は、熱および/または圧迫安全装置151を備える。熱安全装置151は、皮膚の温度が特定の身体部分、例えば頭部の皮膚にとって安全な温度の範囲を超えないように安全な作動をもたらす。そのような安全な温度の範囲は、例えば、摂氏-37度(華氏-35度)と摂氏48度(華氏120度)の間であり得る。いくつかの実施形態では、熱安全システム150は、加熱、冷却、および/または圧迫プロセスを停止することができる。いくつかの実施形態では、熱安全システム150は、加熱、冷却、および/または圧迫プロセスを調整することができる。いくつかの実施形態では、熱安全装置151は、図2に関して説明したように、閉ループコントローラ、例えば閉ループコントローラ2内で動作するか、その一部であり得る。いくつかの実施形態では、熱安全装置151は、安全限界を超える加熱、冷却、および/または圧迫を防止するために、例えばヒューズとして開ループ方式で動作することができる。いくつかの実施形態では、熱安全装置151は、例えば、弁を閉じることおよび/または反応物を注入して化学反応を停止させることによって、そのような反応を停止させることができる。
図16は、本発明の実施形態による、例示的な熱制御システム160のブロック図を示す。熱制御システム160は、冷却(または加熱)機器161と、コンピュータインターフェース装置162とを備える。コンピュータインターフェース装置162は、いくつかの実施形態では、例えばスマートフォンなどの手持ち式コンピュータであり得る。コンピュータインターフェース装置162は、冷却機器161にリンク163され得る。リンク163は、いくつかの実施形態では、一方向のみであってもよく、例えば、コンピュータインターフェース装置162は、冷却機器161にコマンドを送信する。いくつかの実施形態では、リンク163は双方向であり得る。例えば、冷却機器161は、コマンドを冷却機器161に送信するコンピュータインターフェース装置162に加えて、例えば測定された皮膚の温度および/または冷却剤の温度などの情報をコンピュータインターフェース装置162に送信する。
コンピュータインターフェース装置162は、冷却機器161のための一連の制御をもたらすソフトウェアを実行する。そのようなコンピュータインターフェース装置は、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、スマートTV、または他のそのようなインターフェース装置であり得る。コンピュータインターフェース装置162の実施形態は、以下の図31に関して以下でさらに説明される。特定の冷却(または加熱)プロトコルは、注入されている特定の薬物に入る患者に基づいて自動的に選択することができ、血液クリアランス時間がより長い薬物については冷却時間がより長い。いくつかの実施形態では、コンピュータインターフェース装置162(または図示されていない結合されたコンピュータシステム)は、治療セッション中に、例えば間隔を置いて実際の温度を記録することができる。いくつかの実施形態では、コンピュータインターフェース装置162は、治療セッション中にリアルタイムの皮膚の温度、経過時間、残り時間、および/または他の測定パラメータを表示することができる。いくつかの実施形態では、コンピュータインターフェース装置162は、例えば、図1に関して説明したように、閉ループの温度制御システムの一部であり得る。例えば、コンピュータインターフェース装置162は、制御ユニット4として機能し得るか、または制御ユニット4の機能を増強し得る。
図17は、本発明の実施形態による、例示的な熱管理システム170のブロック図を示す。熱管理システム170は、手および/または指用の加熱および/または冷却要素、例えばミット171、ならびに/あるいは足および/または足指用の加熱および/または冷却要素、例えばブーティ172を含むことができる。加熱/冷却/圧迫機器171、172は、特定の身体部分、例えば人間の手および/または足に適合するように構成される。例えば手にもたらされる熱の管理は、患者が通常の方法で手を使用し続けることを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、手にもたらされる冷却は、指の先端に優先的になされてもよく、したがって、指の先端に出入りする神経の保存を可能にする。いくつかの実施形態では、ミット171および/またはブーティ172は、身体の他の領域の組織の圧迫をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、熱の管理および圧迫がもたらされる。
図18は、本発明の実施形態による、例示的な毛髪管理システム180のブロック図を示す。毛髪管理システム180は、孔または毛髪ポート183.18を有する圧迫装置181を備える。毛髪の保持を監視するために、実施形態は、毛髪を束182、例えばポニーテールに集めることと、束の毛髪の量の態様を測定することとを含む。いくつかの実施形態では、束を所定の圧迫まで圧迫181することができ、圧迫装置181の毛髪ポート183を通過する際に毛髪が占める面積を測定することができる。いくつかの実施形態では、領域の直線の寸法が測定される。そのような直線の寸法は、円形もしくはほぼ円形の領域の直径、楕円形もしくはほぼ楕円形の領域の長軸および/もしくは短軸、もしくは直線状もしくはほぼ直線状の領域の幅および高さ、または毛髪が占める領域のいずれかのそのような線形の特性であり得る。いくつかの実施形態では、毛髪の量は、束による電磁放射の散乱の測定値から推定することができる。そのような放射は、可視光、赤外線放射、テラヘルツ放射、ミリメートル波放射、マイクロ波放射、または任意の他の適切な電磁放射であり得る。場合によっては、毛髪の長さは、毛髪のすべてを単一の束に集めるのに十分でないことがある。いくつかの実施形態では、別個の束を作成することができ、それらの別個の束のそれぞれは、上記と同様のシステムおよび方法によって測定することができる。いくつかの実施形態では、毛髪の保持は、上述のように、頭皮の一部から集められた毛髪を測定し、毛髪の一部の束の態様を測定することによって推定され得る。図18による実施形態は、例えば、顔の毛、例えばひげ、および/または体毛を含む、頭皮に加えて毛髪の他の領域に適用可能であることが理解される。
図19は、本発明の実施形態による、例示的な毛髪管理システム190のブロック図を示す。本発明の実施形態によれば、毛髪の量は、毛髪の量の代替的な態様191を測定することによって推定することができる。いくつかの実施形態では、態様は毛髪の重量であり得る。この場合、頭部の重量などの患者の身体の残りの部分の重量が、毛髪の重量の測定を乱さないように、重量を測定しなければならない。いくつかの実施形態では、この態様は、毛髪が乾燥状態から開始して、湿潤し得るときに毛髪によって取り込まれる水の重量または体積であり得る。いくつかの実施形態では、毛髪の量の態様は、空気もしくは他の気体または他の流体のひと吹きまたは流れが毛髪を移動または他の方法で乱す容易さであり得る。
図20は、本発明の実施形態による、例示的な毛髪管理システム200のブロック図を示す。本発明の実施形態によれば、態様は、毛髪を通って伝播する音響エネルギーの減衰または他の変更であり得る。いくつかの実施形態では、音響エネルギーは、音響源201から頭部に向けられてもよく、頭部によって反射された音響エネルギーの量は、音響検出器202によって測定され得る。毛髪は、最初に頭部に向かって伝播し、次いで頭部から離れるにつれて音響波を減衰させる。減衰の程度は、毛髪の量および毛髪の構造特性に関連する。このような反射の音響波の減衰の程度の変化から、毛髪の保持の変化を推測することができる。いくつかの実施形態では、音響検出器および音響源は同じ器具を含み、2つの機能は、最初に例えばパルスとして音響エネルギーを生成し、次いでリターンパルスを検出することによって促進される。いくつかの実施形態では、音響エネルギーは、毛髪を通るが、頭部に反射しないよう狙うことができる。これは、例えば、毛髪が頭部から自由に垂れることを可能にすることによって達成され得る。毛髪の保持は、毛髪に対して音響源の反対側に配置された音響検出器によって測定された、毛髪を通って伝達された音響エネルギーの量から推測することができる。
図21は、本発明の実施形態による、例示的な毛髪管理システム210のブロック図を示す。本発明の実施形態によれば、毛髪の視覚的な密度を測定することができる。カメラ211は、毛髪の1つ以上の画像を取り込むために使用され得る。分析ソフトウェアは、例えば毛束をカウントすることによって、取り込まれた画像にどのくらいの毛髪が存在し得るかを評価することができる。これは、毛髪の近くで、またはかなりの距離から行われ得る。
図22は、本発明の実施形態による、例示的な毛髪管理システム220のブロック図を示す。本発明の実施形態によれば、毛髪の保持は、毛髪の機械的態様を測定することによって監視することができる。そのような一実施形態では、毛髪の湾曲は、毛髪が隆起特徴部221を含む実質的に水平な表面を横切って位置することを可能にすることによって測定され得る。隆起特徴部221は、フィールドからそびえ立つフェンスと同様に、表面から実質的に垂直に突出する薄板であり得る。毛髪をプレートにわたってドレープさせることができ、毛髪がとる形状を分析して、毛髪が曲げられてもまっすぐなままである傾向をもたらすことができる。毛髪の強度、したがって毛髪の保持は、このような湾曲の分析から推定することができる。
図23は、本発明の実施形態による、例示的な毛髪管理システム230のブロック図を示す。本発明の実施形態によれば、毛髪の保持は、櫛231または櫛状装置の歯との毛髪の相互作用を測定することによって監視することができる。相互作用は、櫛が毛髪を通って引っ張られ得るときの毛髪の、例えば力として表される抵抗であり得る。いくつかの実施形態では、歯は、それらの間の毛髪の密度を測定する光学または音響センサを備えることができる。
図24は、本発明の実施形態による、例えば冷却スリーブ241などの加熱/冷却/圧迫機器と共に使用するための例示的な閉ループコントローラ2のブロック図を示す。コントローラ2は、冷却スリーブ241に埋め込まれた測定装置3を備える。測定装置3は、サーミスタ、光ファイバ温度計、非接触温度計、例えば赤外線温度計、または他の温度測定装置を含むことができる。測定装置は、皮膚の温度、皮膚に近接する空気または流体もしくはゲルなどの媒体の温度、毛髪の温度、皮膚に近接するカバーもしくは衣服の温度、またはこれらの任意の組み合わせを測定することができる。
本発明の実施形態によれば、測定装置3は、温度を直接感知するのではなく、またはそれに加えて、例えば冷却されている組織の特性を感知することができる。そのようなセンサは、血流、脈拍および/または脈拍数、物質の有無、例えばNADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドおよび水素)蛍光センサを介した細胞の代謝、圧力および/もしくは圧迫、または任意の他の適切な感知された特性を感知することができる。感知された物質は、化学療法剤および/もしくはそれらの代謝産物、または組織の状態もしくは組織の代謝を示す他の物質を含み得る。任意のそのようなセンサからの出力は、感知された特性の変化が冷却、加熱、および/または圧迫の制御の対応する変化を引き起こすように制御に組み込むことができる。任意のそのようなセンサの出力を制御に組み込むことにより、そのような組織が冷却されるための危険な状態を回避するために、制御が冷却、加熱、および/または圧迫を変更することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、センサは、腕、脚、手、足、指、顔、眉毛、足指、唇、および/もしくは口、またはそれらの任意の組み合わせなどの頭部または四肢の組織の特性を感知することができる。
図25A、図25B、および図25Cは、本発明の実施形態による、手、指、および腕をそれぞれ加熱、冷却、および/または圧迫する例示的なシステムを示す。本発明の実施形態によれば、加熱、冷却、および/または圧迫は、組み合わせて、および/または単独で、手および/または指および/または腕に集合的にもたらし得る。図25Aに示すように、加熱、冷却、および/または圧迫は、閉じた指または実質的に1つの開口部を有する任意の他の形態で、各指が独立して覆われた手袋251によって適用される。いくつかの実施形態では、手および/または手首は、加熱、冷却および/または圧迫されなく得る。図25Bに示すように、加熱、冷却、および/または圧迫は、例えば個々の指用機器252を介して、個々に1本以上の指に適用することができる。例えば、すべてではない指が冷却され得る。いくつかの実施形態では、異なる指を異なる温度または他の基準、例えば血流または化学療法薬の存在に制御することができる。図25cに示すように、加熱、冷却、および/または圧迫は、スリーブ253もしくはカフもしくは指のない手袋または実質的に複数の開口部を有する任意の他の形態によって腕または腕の一部に適用され得る。
本発明の実施形態によれば、加熱、冷却および/または圧迫機器は、患者が指または手または腕をそのいずれかの通常の使用のために使用できることをもたらすことができる。そのような使用は、筆記、タイピング、例えばスマートフォンを含む電話の使用、操作装置、自動車の操作制御装置、本の取り扱い、食品の取り扱い、身体機能の補助、または任意の他の通常の使用を含むことができる。いくつかの実施形態では、指または手を使用できることは、取り外し可能な指先を有する1つまたは複数の手袋、例えば個々の指用機器252を含み得る。
図26Aおよび図26Bは、本発明の実施形態による、脚部および/または脚部を加熱、冷却、および/または圧迫する例示的なシステムを示す。本発明の実施形態によれば、加熱、冷却、および/または圧迫を足または脚にもたらすことができる。いくつかの実施形態では、加熱、冷却および/または圧迫は、閉じた足指のブーティ261または靴もしくはソックス、または実質的に1つの開口部を有する任意の他の形態によって適用される。いくつかの実施形態では、例えば、足または脚の他の部分に治療を適用することなく、1本以上の足指にのみ加熱、冷却、および/または圧迫を適用することができる。いくつかの実施形態では、加熱、冷却、および/または圧迫を個々の足指に適用することができる。いくつかの実施形態では、加熱、冷却、および/または圧迫は、図25Bの指用機器252と同様に、例えば個々の足指継手を介して、1本以上の足指に個別に適用することができる。例えば、すべてではない足指が冷却され得る。いくつかの実施形態では、異なる足指を異なる温度または他の基準、例えば血流または化学療法薬の存在に制御することができる。いくつかの実施形態では、加熱、冷却および/または圧迫は、レギンス262もしくはスリーブもしくはカフもしくはトールレスブーツもしくはトールレス靴もしくはトールレスソックス、または実質的に複数の開口部を有する任意の他の形態によって適用される。
本発明の実施形態によれば、加熱、冷却および/または圧迫機器は、患者が足または脚をそのいずれかの通常の使用のために使用できることをもたらすことができる。そのような使用は、立っていること、歩いていること、走っていること、自転車をペダリングすること、自動車の制御装置を操作すること、または任意の他の通常の使用を含むことができる。いくつかの実施形態では、足または脚を使用できることは、1つまたは複数のブーツを含むことができる。そのような1つまたは複数のブーツは、足または脚の使用と、加熱、冷却、および/または圧迫とを同時に可能にすることができる。
図27は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫機器ライナ271を示す。ライナ271は、例えば、冷却キャップ、例えば、冷却キャップ6(図1)、ブーティ261(図26A)、レギンス262(図26B)、手袋251(図25A)、個々の指用機器252(図25B)、スリーブ253(図25C)、スリーブ241(図24)、および/またはミット171(図17)を含む任意の加熱/冷却/圧迫機器の一部であり得る。本発明の実施形態によれば、ライナ271は、身体部分の皮膚に実質的に直接隣接して配置され得る。ライナ271は、皮膚からの熱の迅速な伝達を可能にするために高い熱伝導率を有することを特徴とすることができる。いくつかの実施形態では、ライナ271は、皮膚からの熱の過剰な伝達を防止し、したがって皮膚にとって安全でない状況を回避するために、低い熱伝導率を有するものとして特徴付けることができる。ライナ271は、圧迫を引き起こし、低温および/または熱による損傷から皮膚を保護することができる。いくつかの実施形態では、ライナ271は、交換可能、取り外し可能、および/または使い捨てであり得る。いくつかの実施形態では、ライナ271は、加熱/冷却/圧迫機器の以前の患者が汚染するのを防止するのに役立つことができる。
図28Aおよび図28Bは、本発明の実施形態による例示的なライナ285および286をそれぞれ示す。本発明の実施形態によれば、ライナ285、286は、身体部分の形状に適合する傾向があるように、可撓性ポリマーもしくは可撓性布または任意の他の可撓性膜を含むことができる。そのような形状は、皮膚に直接隣接していないライナの表面に圧力281を加えることによって強調され得る。ライナ286は、空気、水、気体、液体、または任意の他のそのような流体などの流体283に対して実質的に不透過性であり得る。そのような不浸透性ライナは、いずれかのそのような流体による圧力が加わるようにしながらもそのような流体がライナを通れないことを可能にすることができる。ライナ285、286は、それぞれ、身体部分に治療で圧迫の力を加えるための膜282、283を含むことができる。
いくつかの実施形態では、ライナ285、286は、環境からの、隣接する皮膚を害する可能性のある汚染に対し、バリアを設けることができる。そのような汚染には、化学物質もしくは感染因子または任意の他の汚染が含まれ得る。ライナ285、286は、洗浄可能、単回使用、単一患者使用、または使い捨てであってもよく、ある患者から別の患者へ汚染が伝わるのを回避するようにする。
図29は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫機器290を示す。機器290は、外側コンテナ291を備える。いくつかの実施形態では、外側コンテナ291は、例えば剛性であり得、形状の変化に耐性がある。外側コンテナ291は、ライナと共に、実質的に閉じた容積部に外接することができる。そのような容積部は、空気もしくは他の気体、または水もしくは他の液体などの流体で満たされ得る。そのような流体は、隣接する皮膚の温度より低い温度で導入されることによって冷却をもたらすことができる。そのような流体は、隣接する皮膚の温度より高い温度で導入されることによって加熱をもたらすことができる。そのような流体はまた、局所的な大気圧より高い圧力で導入されることによって圧迫をもたらすことができる。流体の温度および圧力の任意の組み合わせをもたらすことができる。いくつかの実施形態では、機器290は、治療で圧迫する力を身体部分に加えるように構成された膜292を含むことができる。
いくつかの実施形態では、流体を供給することができる温度および/または圧力は、コントローラ293によって制御することができる。いくつかの実施形態では、導入された流体の温度および圧力の制御は、治療的な組み合わせを達成するように制御される。そのような治療的な組み合わせは、患者によって知覚される痛みまたは不快感のレベルを低下させることができる。あるいは、そのような治療的な組み合わせは、患者が受けている治療による手または足への害の軽減に関してより高いレベルの有効性を提供し得る。そのような治療的な組み合わせは、疼痛の軽減および/または不快感の軽減、ならびにより高いレベルの有効性を提供し得る。
本発明の実施形態によれば、加熱、冷却および/または圧迫は、頭皮、指、足指、手、足、腕、脚、口、唇、舌、および/または眉毛を含む身体部分の任意の組み合わせにもたらされ得る。
図30は、本発明の実施形態による、例示的な加熱/冷却/圧迫機器300を示す。機器300は、化学療法誘発性粘膜炎を含む化学療法副作用を予防または緩和するために、例えば、唇、歯肉(歯肉)、頬粘膜(唇および頬の内層)、口の底、舌、硬口蓋、および/または軟口蓋を含む、任意の組み合わせで口の解剖学的構成要素に加熱、冷却、および/または圧迫をもたらす。機器300は、本明細書の他の箇所に記載されている機構を含む、加熱、冷却、および/または圧迫機構の任意の適切な組み合わせを含むことができる。機器300は、本明細書の他の箇所に記載されているセンサおよび感知機構を含むセンサまたは感知機構の任意の適切な組み合わせを含むことができる。機器300は、本明細書の他の箇所に記載されている制御システムおよび方法を含む、加熱、冷却、および/または圧迫のための制御システムの任意の適切な組み合わせを含むことができる。
機器300は、患者または患者の介護者が加熱、冷却、および/または圧迫の調整を手動で行うことができるように制御機構を備えることができる。機器300は、装置が注入された薬物に基づいて治療時間を自動的に設定するように、制御機構を備えることができる。例えば、患者は、インターフェース装置、例えば、図16に関して説明したようなコンピュータインターフェース装置162を介して、注入された薬物の名前を入力および/または選択することができる。薬剤情報に応答して、機器300は、治療時間を自動的に設定することができる。いくつかの実施形態では、機器300は、より長い治療時間を、より長い血液クリアランス時間である薬物に割り当てることができる。機器300は、装置に組み込まれたセンサまたは検知に応答して、装置が加熱、冷却、および/または圧迫を自動的に調整するような制御機構を備えることができる。機器300は、装置を患者の口内の適所に留めるまたは保持するための任意の適切な構造303、例えば頭部ストラップを備えることができる。機器300は、患者が機器300を患者の口内の定位置に配置した状態で液体飲料302を消費することを可能にするための特徴を備えることができる。
図31は、本発明の実施形態を実施するためのプラットフォームおよび/または制御システムとして使用することができる例示的な電子システム3100のブロック図を示す。電子システム3100は、いくつかの実施形態では、「サーバ」コンピュータシステムであり得る。電子システム3100は、情報を通信するためのアドレス/データバス3150と、情報および命令を処理するためにバスと機能的に結合された中央処理装置複合体3105とを含む。バス3150は、例えば、周辺機器相互接続エクスプレス(PCIe)コンピュータ拡張バス、業界標準アーキテクチャ(ISA)、拡張ISA(EISA)、マイクロチャネル、マルチバス、IEEE796、IEEE1196、IEEE1496、PCI、コンピュータ自動測定および制御(CAMAC)、MBus、ランウェイバス、コンピュート・エクスプレス・リンク(CXL)などを含むことができる。
中央処理装置複合体3105は、いくつかの実施形態では、単一のプロセッサもしくは複数のプロセッサ、例えばマルチコアプロセッサ、または複数の別個のプロセッサを含むことができる。中央処理装置複合体3105は、例えば、デジタル信号プロセッサ(DSP)、グラフィックプロセッサ(GPU)、複合命令セット(CISC)プロセッサ、縮小命令セット(RISC)プロセッサ、および/または超長命令語セット(VLIW)プロセッサを含む、任意の組み合わせの様々な種類の周知のプロセッサを含むことができる。電子システム3100はまた、中央処理装置複合体3105のための情報および命令を記憶するためにバス3150に結合された揮発性メモリ3115(例えば、ランダムアクセスメモリRAM)と、プロセッサ複合体3105のための静的情報および命令を記憶するためにバス3150に結合された不揮発性メモリ3110(例えば、読み出し専用メモリROM)とを含むことができる。電子システム3100はまた、任意選択的に、システム3100の製造後に更新することができる中央処理装置複合体3105のための情報および命令を記憶するための変更可能な不揮発性メモリ3120(例えば、NORフラッシュ)を含む。いくつかの実施形態では、ROM3110またはフラッシュ3120の一方のみが存在し得る。
図31の電子システム3100には、オプションの入力装置3130も含まれている。装置3130は、情報およびコマンド選択を中央処理装置3100に通信することができる。入力装置3130は、情報および/またはコマンドを電子システム3100に通信するための任意の適切な装置であり得る。例えば、入力装置3130は、キーボード、ボタン、ジョイスティック、トラックボール、オーディオトランスデューサ、例えばマイクロフォン、タッチセンシティブデジタイザパネル、アイスキャナなどの形態をとることができる。
電子システム3100は、表示ユニット3125を備え得る。表示ユニット3125は、液晶ディスプレイ(LCD)装置、陰極線管(CRT)、電界放出装置(FED(フラットパネルCRTとも呼ばれる))、発光ダイオード(LED)、プラズマディスプレイ装置、エレクトロルミネセンスディスプレイ、電子ペーパー、電子インク(e-ink)、またはユーザが認識可能なグラフィック画像および/または英数字を作成するのに適した他の表示装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、表示ユニット3125は、関連する照明装置を有することができる。
電子システム3100はまた、任意選択的に、バス3150に結合された拡張インターフェース3135を含む。拡張インターフェース3135は、限定はしないが、セキュアデジタルカードインターフェース、ユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェース、コンパクトフラッシュ、パーソナルコンピュータ(PC)カードインターフェース、カードバス、周辺構成要素相互接続(PCI)インターフェース、周辺構成要素相互接続エクスプレス(PCI Express)、ミニPCIインターフェース、IEEE 1394、スモールコンピュータシステムインターフェース(SCSI)、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会(PCMCIA)インターフェース、業界標準アーキテクチャ(ISA)インターフェース、RS-232インターフェースなどを含む多くの周知の標準拡張インターフェースを実装することができる。本発明のいくつかの実施形態では、拡張インターフェース3135は、バス3150の信号に実質的に準拠する信号を含むことができる。
多種多様な周知のデバイスを、バス3150および/または拡張インターフェース3135を介して電子システム3100に取り付けることができる。そのようなデバイスの例には、回転磁気メモリデバイス、フラッシュメモリデバイス、デジタルカメラ、無線通信モジュール、デジタルオーディオプレーヤ、および全地球測位システム(GPS)デバイスが含まれるが、これらに限定されない。
システム3100はまた、任意選択的に、通信ポート3140を含む。通信ポート3140は、拡張インターフェース3135の一部として実装され得る。別個のインターフェースとして実装される場合、通信ポート3140は、典型的には、通信指向のデータ転送プロトコルを介して他の装置と情報を交換するために使用され得る。通信ポートの例には、RS-232ポート、ユニバーサル非同期受信機送信機(UART)、USBポート、赤外線トランシーバ、イーサネットポート、IEEE1394、および同期ポートが含まれるが、これらに限定されない。
システム3100は、任意選択的に、有線または無線ネットワークインターフェースを実装することができるネットワークインターフェース3160を含む。電子システム3100は、いくつかの実施形態では、追加のソフトウェアおよび/またはハードウェア機能(図示せず)を備え得る。
システム3100の様々なモジュールは、コンピュータ可読媒体にアクセスすることができ、この用語は、リムーバブルメディア、例えばセキュアデジタル(「SD」)カード、CDおよび/またはDVD ROM、ディスケットなど、ならびに非リムーバブルメディアまたは内部メディア、例えばハードドライブ、ソリッドステートドライブ(SSD)、RAM、ROM、フラッシュなどを含むことが知られている、または理解されている。
図32は、本発明の実施形態による、化学療法の副作用を軽減するための例示的な方法3200を示す。3210において、コンフォーマルカバー、例えば冷却キャップ6(図1)および/または手袋251(図25A)は、化学療法の副作用を受けやすい身体部分、例えば頭部に配置される。3220において、冷却プロトコルが開始され、身体部分を冷却する。いくつかの実施形態では、冷却プロトコルは、身体部分への熱での衝撃を回避するために、周囲温度からの温度の上昇を含むことができる。いくつかの実施形態では、冷却は、特定の薬物治療に合わせて調整することができる。いくつかの実施形態では、冷却は、身体部分内部の薬物の検出レベルに基づき得る。
3230において、冷却プロトコルはある期間にわたって維持される。冷却プロトコルは、例えば、制御ユニット4(図1)、コンピュータインターフェース装置162(図16)、および/または電子システム3100(図31)によって制御することができる。いくつかの実施形態では、身体部分の温度は、一定に保持されてもよく、および/または身体部分の感知された態様に従って変化し得る。いくつかの実施形態では、細胞の代謝が感知され得る。いくつかの実施形態では、血流を感知することができる。3240において、身体部分の冷却は、治療の終了時に停止される。処置の終了は、処置の経過時間および/または身体部分の任意の感知された態様、例えば処置薬の存在もしくは欠如によって決定され得る。冷却は、身体部分への熱の衝撃を回避するために、治療温度から周囲温度まで上昇させることができる。
本発明による実施形態は、化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法を提供する。さらに、本発明による実施形態は、可搬式であり、治療中に患者が歩行することを可能にする化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法を提供する。さらに、本発明による実施形態は、患者および/または介護者に温度および/または圧力制御をもたらす化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法を提供する。さらにまた、本発明による実施形態は、化学療法の副作用を軽減するためのシステムおよび方法であって、化学療法を投与する既存のシステムおよび方法と適合性があり、また相補的であるシステムおよび方法を提供する。
単数または複数の特定の例示的な実施形態に関して本発明を図示および説明してきたが、本明細書および添付の図面を読んで理解すると、同等の変更および修正が当業者は思い浮かぶであろう。特に、上述の構成要素(アセンブリ、装置など)によって実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を説明するために使用される用語(「手段」への参照を含む)は、特に指示しない限り、本明細書に示される本発明の例示的な実施形態において機能を実行する開示された構造と構造的に同等ではないとしても、記載された構成要素(例えば、これは機能的に等価である)の特定の機能を実行する任意の構成要素に対応することを意図している。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの実施形態のうちの1つのみに関して開示されている場合があるが、そのような特徴は、いずれかの所与のまたは特定の用途にとって所望され、有利であり得るように、他の実施形態の1つまたは複数の特徴と組み合わせることができる。
本発明の様々な実施形態が、このように記載されている。本発明を特定の実施形態で説明したが、本発明はそのような実施形態によって限定されると解釈されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の範囲に従って解釈されるべきであることを理解すべきである。
Claims (32)
- 身体部分を冷却するように構成された治療用冷却システムであって、
前記身体部分から熱エネルギーを抽出するように構成された前記身体部分を覆うためのコンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)、
前記身体部分のパラメータを感知するための前記コンフォーマルカバー内のセンサ装置(3、151)、
前記身体部分から抽出される熱エネルギーの量を変化させるように構成されたアクチュエータ(5、22)、
前記センサ装置(3、151)からの制御入力に応答して前記アクチュエータ(5、22)を調整するように構成された制御ユニット(4、44、124、162、3100)を含む、冷却システム。 - 前記センサ装置(3、151)は、前記身体部分に近接して温度を測定する、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記センサ装置(3、151)は、前記身体部分の身体の代謝の状態を測定する、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記センサ装置(3、151)は、前記身体部分における治療薬の存在を測定する、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、前記身体部分における治療薬の前記存在に基づいて、前記身体部分から抽出される熱の量を調節するようにさらに構成される、請求項4に記載の治療用冷却システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、手動での入力に基づいて、前記身体部分から抽出される熱の量を調節するようにさらに構成される、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、皮膚の表面と前記コンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)との間の毛髪の量に基づいて、前記身体部分から抽出される熱の量を調節するようにさらに構成される、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、前記身体部分から抽出される熱の量を調節して、前記身体部分の安全な温度を維持するようにさらに構成される、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記身体部分の安全な温度を維持するために前記身体部分の冷却を調整するように構成された安全装置(151)をさらに備える、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記アクチュエータ(5、22)、前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)、および冷却源は、治療中に患者が歩行できるように前記患者に固定される、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記身体部分が手を含み、前記コンフォーマルカバー(241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)が前記手の使用を可能にするように構成されている、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記コンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)が、前記身体部分に圧迫を加えるようにさらに構成されている、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 第2の身体部分から熱エネルギーを抽出するように構成された前記第2の身体部分を覆うための第2のコンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)であって、前記第1のコンフォーマルカバーとは独立して動作するように構成されている、第2のコンフォーマルカバーをさらに備える、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記コンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)が、1本以上の指を他の身体部分から隔離して冷却するように構成されている、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 前記コンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)が、1本以上の足指を他の身体部分から隔離して冷却するように構成されている、請求項1に記載の治療用冷却システム。
- 第1の身体部分を冷却し、第2の身体部分を加温するように構成された治療用熱管理システムであって、
前記第1の身体部分から熱エネルギーを抽出するように構成された前記第1の身体部分を覆うための第1のコンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)、
前記第2の身体部分から熱エネルギーを加えるように構成された前記第2の身体部分を覆うための第2のコンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)、
前記第1および第2の身体部分のパラメータを感知するための、前記第1および前記第2のコンフォーマルカバー内の第1および第2のセンサ装置(3、151)、
前記第1の身体部分から抽出され、前記第2の身体部分に加えられる熱エネルギーの量を変化させるように構成されたアクチュエータ(5、22)、
前記第1および第2のセンサ装置(3、151)からの制御入力に応答して前記アクチュエータ(5、22)を調整するように構成された制御ユニット(4、44、124、162、3100)を備える、システム。 - 前記第1の身体部分から抽出された熱が、前記第2の身体部分に加えられる、請求項16に記載の治療用熱管理システム。
- 前記第1および第2のセンサ装置(3、151)の少なくとも一方が、細胞の代謝を測定するように構成されている、請求項16に記載の治療用熱管理システム。
- 交換可能なライナ(271、285、286)をさらに備える、請求項16に記載の治療用熱管理システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、患者の皮膚への衝撃を防止するために、前記第1および第2のコンフォーマルカバーの少なくとも一方を周囲温度から治療温度まで上昇させるようにさらに構成されている、請求項18に記載の治療用熱管理システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、患者の皮膚への衝撃を防止するために、前記第1および第2のコンフォーマルカバーの少なくとも一方をゼロの圧力から治療圧力まで制御するようにさらに構成されている、請求項16に記載の治療用熱管理システム。
- 前記制御ユニット(4、44、124、162、3100)は、前記第1および/または前記第2のコンフォーマルカバーの所望の温度を制御するために可搬式コンピュータ装置(162、3100)から手動の制御入力を受け取るようにさらに構成されている、請求項16に記載の治療用熱管理システム。
- 前記可搬式コンピュータ装置(162、3100)は、経過した治療時間および残りの治療時間を表示するようにさらに構成される、請求項22に記載の治療用熱管理システム。
- 前記可搬式コンピュータ装置(162、3100)は、特定の薬物療法のユーザの入力を受け取り、前記入力に応答して、前記特定の薬物療法のための適切な冷却プロトコルを自動的に開始するようにさらに構成される、請求項22に記載の治療用熱管理システム。
- 身体部分を冷却するように構成された治療用冷却システムであって、前記冷却装置が、
前記身体部分から熱エネルギーを抽出するように構成された前記身体部分を覆うためのコンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)、
前記コンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)を冷却するように構成された冷却装置(23、32、45、53、62、72、94、121)、
前記身体部分のパラメータを感知するための前記コンフォーマルカバー内のセンサ装置(3、151)、
前記身体部から取り出される熱エネルギーの量を変化させるように構成されたアクチュエータ(5、22)、
前記センサ装置(3、151)からの制御入力に応答して前記アクチュエータ(5、22)を調整するように構成された制御ユニット(4、44、124、162、3100)を含む、冷却システム。 - 前記冷却装置が周囲温度のガス供給源を含み、冷却が前記ガス(23)の膨張によって行われる、請求項25に記載の治療用冷却システム。
- 前記冷却装置は、予冷されたガス(32)を備える、請求項25に記載の治療用冷却システム。
- 前記冷却装置が熱電冷却器(45)を備える、請求項25に記載の治療用冷却システム。
- 前記冷却装置が遠隔ラジエータ(53)を備える、請求項25に記載の治療用冷却システム。
- 前記冷却装置が、閉ループヒートポンプ(72)を備える、請求項25に記載の治療用冷却システム。
- 前記冷却装置がボルテックスチューブ(94)を備える、請求項25に記載の治療用冷却システム。
- 前記冷却装置(23、32、45、53、62、72、94、121)は、前記コンフォーマルカバー(6、26、36、43、51、63、71、81、82、91、96、106、111、121、131、141、161、171、172、241、251、252、253、261、262、271、282、284、292、301)の一部である、請求項25に記載の治療用冷却システム。
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