JP2554016B2 - 極低温医療装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リウマチあるいは腰
痛等の患者を全身にわたって冷却して治療する全身冷却
治療法に使用される極低温治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リウマチあるいは腰痛等の従来の治療法
として、例えば特開昭５６−１６８１２３号公報及び特
表昭６３−５０２３２１号公報に記載されているよう
に、患者の全身を、例えば−１００℃〜−１５０℃の極
低温治療室内で冷却し、患部を一時的に麻痺させた上
で、積極的に運動させて治療するものが知られている。

【０００３】即ち、上記特開昭５６−１６８１２３号公
報記載のものは、空気から埃や水分等を除去し、この乾
燥空気を液体窒素との熱交換で冷却した後、治療室内へ
極低温の空気として供給するようになっている。また、
上記特表昭６３−５０２３２１号公報記載のものは、液
体窒素と液体酸素を混合し、または上記液体窒素と液体
酸素とを気化させて混合した後、治療室内へ極低温の人
工空気として供給ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術の前者のものでは、乾燥空気との熱交換によって気化
した、未だ低温状態の窒素ガスを大気にそのまま放出し
ているため、液体窒素の冷熱の利用率が悪く、上記治療
室を迅速に冷却することができない。

【０００５】また、上記従来技術の後者のものは、酸素
不足や過剰酸素状態とならないようにするため、酸素濃
度を一定範囲内に調整しなければならず、この濃度管理
の手間が煩わしいことになる。本発明は、簡単な操作で
治療室を効率よく、しかも安全、且つ衛生的に冷却する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、例えば図１に示すように、次のように構
成したものである。熱交換器１と治療室２と液体空気供
給源４からなり、上記治療室２内に上記熱交換器１を設
け、上記液体空気供給源４に導液路３を接続するととも
に、この導液路３を上記熱交換器１を介して上記治療室
２内に導き、上記導液路３の開放端２０を上記治療室２
内に配置し、上記液体空気供給源４に液体空気を給送す
る液体空気給送手段を設け、この液体空気給送手段によ
って上記液体空気供給源４の液体空気を液状のまま上記
導液路３内に給送可能に構成し、上記液体空気供給源４
からの液体空気を上記熱交換器１で上記治療室２内の空
気と熱交換を行って気化させたのちに上記開放端２０か
ら上記治療室２内に供給するように構成したものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明は、例えば図１に示すように、次のよう
に作用する。液体空気供給源４の液体空気が液体空気給
送手段によって液状のまま導液路３を通って熱交換器１
に給送される。この熱交換器１では、液体空気供給源４
から給送されてきた液体空気と治療室２内の空気との熱
交換が行われる。これによって、熱交換器１に給送され
てきた液体空気が治療室２内の空気を冷却する。さら
に、上記液体空気は、治療室２内の空気の熱量を吸収す
ることによって蒸発し、略全てが気化して導液路３の開
放端２０から治療室２内に供給され、治療室２内が上記
気化された液体空気によってさらに冷却される。すなわ
ち、治療室２内の空気は、上記熱交換器１内の液体空気
の気化による吸熱によっても冷却される。

【０００８】

【発明の効果】本発明は、上記ように構成され作用する
ことから次の効果を奏する。液体空気を液状のまま治療
室内に給送し、治療室内で気化させて供給することによ
り、液体空気の冷熱を無駄なく利用できる。従って、治
療室内を迅速、且つ効率よく冷却できる。また、液体空
気の全体を気化させて治療室内に供給するため、気化後
の酸素及び窒素の比率は通常の空気の比率と一致するの
で、酸素不足や過剰酸素を防止でき、酸素及び窒素を混
合して供給する場合に比して安全である。さらに、治療
室には、常に新鮮な空気が送られるために衛生的であ
る。

【０００９】なお、上記構成において、熱交換器を治療
室内の天井に設けた場合には、治療室内で暖まって天井
に上昇した空気と熱交換器内の液体空気とを熱交換する
ことができ、より効率よく液体空気を気化し、且つ、治
療室内を冷却することができる。また、熱交換器からの
気化された極低温の液体空気が治療室内に降下するの
で、気化された液体空気を治療室全体に効率よく拡散さ
せることができる。

【００１０】また、液体空気供給源として液体空気発生
装置を設けた場合には、液化した空気を直ちに送るの
で、空気の組成を確実に維持して送ることができる。

【００１１】また、局部治療器を設けた場合には、患者
の患部のみを冷却することができるので、治療室で患者
の全身を冷却治療する場合と患部のみ冷却治療する場合
とに使い分けることができる。また、大気と液体空気と
を用いているため、液体窒素等で患部を冷却する場合に
生じるおそれのある酸欠等を防止することができる。し
かも、大気との熱交換によって気化した液体空気を患部
の冷却に用いるので、液体空気を無駄なく使用すること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２を用
いて説明する。図１は極低温治療装置の概略構成図、図
２は図１に示す熱交換器の拡大斜視図である。

【００１３】上記熱交換器１は、図１に示すように、治
療室２内の天井に設けてあり、導液路３を介して液体空
気発生装置４に接続する。この液体空気発生装置４は、
大気を吸引して除塵機５で埃やゴミ等を除去し、空気圧
縮機６で圧縮冷却し、エアドライヤー７で水分及び二酸
化炭素等を除去したのち、液体空気貯蔵槽８に設けた極
低温発生部９を介して当該液体空気貯蔵槽８に導入する
ようになっている。

【００１４】上記極低温発生部９には極低温冷凍機１０
を接続してある。この極低温冷凍機１０は、ヘリウムや
アルゴン等のガスをガス圧縮機１０ａで圧縮し、冷却部
１０ｂで冷却水によって冷却したのちに上記極低温発生
部９へ供給する。そして、上記極低温発生部９からの極
低温ガスによって上記エアドライヤー７からの乾燥空気
が冷却されて液化された後、上記液体空気貯蔵槽８に貯
蔵される。なお、上記乾燥空気を冷却した極低温ガスは
極低温冷凍機１０へ戻るようになっている。

【００１５】この液体空気貯蔵槽８内には、導液路３の
入口３ａを液体空気貯蔵槽８の底部に位置するように挿
入してある。そして、上記液体空気貯蔵槽８内に貯蔵さ
れた液体空気は、液体空気貯蔵槽８内で気化して液体空
気貯蔵槽８内の上部に溜まった空気の圧力によって、導
液路３の入口３ａを介して上記熱交換器１に給送され
る。なお、液体空気貯蔵槽８には、当該液体空気貯蔵槽
８内の液体空気を排出する排気弁１１を設けてある。ま
た、上記液体空気貯蔵槽８と上記エアドライヤー７との
間には、乾燥空気閉止弁１２を設けてある。

【００１６】上記治療室２は断熱構造になっている。こ
の治療室２には断熱構造の予冷室１３を隣接し、この予
冷室１３と治療室２とは出入口１４によって連通してあ
る。また、上記出入口１４には断熱構造の内扉１５を設
け、この内扉１５を閉じた状態で予冷室１３と治療室２
とを断熱するようになっている。なお、予冷室１３と外
部とは出入口１６によって連通し、この出入口１６に断
熱構造の外扉１７を設けてある。

【００１７】上記熱交換器１は、図２に示すように、上
下多段に折り曲げ形成した銅管等で形成した導液管１８
が、横方向に並設された複数枚の熱伝導用プレート１９
を貫通することによって形成してある。この熱伝導用プ
レート１９は、銅板等の熱伝導性の高い部材によって形
成してある。上記導液管１８は、一端を上記導液路３に
接続し、他端の開放端２０を受け皿２１上に配置する。

【００１８】そして、上記熱交換器１で導液管１８へ給
送された液体空気と、治療室２内の空気とが熱交換され
る。これによって、導液管１８内の液体空気が治療室２
内の空気を冷却し、さらに治療室２内の空気の熱量を吸
収して蒸発(気化)し、この気化された液体空気が導液管
１８の開放端２０から治療室２内に供給され、治療室２
内は上記気化された液体空気によってさらに冷却され
る。

【００１９】このように、上記治療室２内の空気は、上
記導液管１８内の液体空気の気化による吸熱によっても
冷却される。これによって、治療室２内の空気は、迅
速、且つ、効率よく冷却される。なお、通常、液体空気
は熱交換器１で全て気化されるようになっているが、熱
交換器１で気化しきれずに一部残った液体空気は、上記
導液管１８の開放端２０から排出されて上記受け皿２１
に溜まり、この受け皿２１で気化する。

【００２０】また、治療室２内には、温度センサ２２及
び酸素濃度センサ２３を配設してある。これらのセンサ
２２・２３は、制御盤２４に接続されている。この制御
盤２４は、上記温度センサ２２の検出信号を受け、治療
室２内の温度が、例えば−１００℃から−１５０℃の温
度範囲になるように、導液路３の途中に設けられた温度
調節弁２５の開閉制御を行う。そして、この温度調節弁
２５の開閉に応じて液体空気の供給量が調整される。

【００２１】また、本極低温治療装置を長期間使用しな
い場合には、液体空気貯蔵槽８内に残っている液体空気
から比較的気化温度の低い窒素が徐々に気化し、上記液
体空気は酸素過剰の状態になる。この酸素過剰な液体空
気によって治療室２内が酸素過剰になることを防止する
ため、上記制御盤２４は、上記酸素濃度センサ２３の検
出信号を受け、本極低温治療装置の立ち上げ時に治療室
２内の酸素濃度が所定濃度範囲を越えた場合には、上記
排気弁１１を開いて液体空気貯蔵槽８内の液体空気を大
気へ排出するようにしている。さらに、念のために設け
た安全機能として、制御盤２４は、上記酸素濃度センサ
２３の検出信号を受け、治療室２内の酸素濃度が所定濃
度範囲より低い酸素不足になると、警報ブザー２６を鳴
らすようにしている。

【００２２】なお、制御盤２４には、温度計２７と酸素
濃度計２８とが設けられ、治療室２内の温度と酸素濃度
とを表示している。また、予冷室１３内には、温度セン
サ２９が配設されている。この温度センサ２９は、制御
盤２４に接続され、予冷室１３内の温度が温度計３０に
表示されるようになっている。

【００２３】治療室２と予冷室１３との隔壁にはリリー
フダンパー付き通風孔３１と通風孔３２とを設け、予冷
室１３と外部との隔壁にはリリーフダンパー付き通風孔
３３を設ける。そして、上記通風孔３１のリリーフダン
パーの作用によって治療室２内の気圧を予冷室１３より
も高くして、上記通風孔３１・３２を介して治療室２内
の極低温空気を予冷室１３に流す。更に、上記通風孔３
３のリリーフダンパーの作用によって予冷室１３内の気
圧を外部よりも高くして、上記通風孔３３を介して予冷
室１３内の低温空気を外部に排出する。

【００２４】これにより、予冷室１３内は−５０℃程度
に冷却される。また、大気が通風孔３３及び通風孔３１
・３２を介して予冷室１３及び治療室２に侵入すること
が防止され、換気による熱損失を低減するとともに、大
気に含まれる湿気によって予冷室１３及び治療室２に結
露・氷結を生じることを防止する。そして、患者は、外
扉１７を開いて予冷室１３内に入って低温空気に慣れた
後に、内扉１５を開いて治療室２に入り治療を行うよう
になっている。

【００２５】上記導液路３の途中に分岐路３５を形成す
る。この分岐路３５の先端には液体空気閉止弁３４を介
して極低温空気発生器３６を接続し、この極低温空気発
生器３６には局部治療器３７を接続する。上記極低温空
気発生器３６には、上記エアドライヤー７から乾燥空気
閉止弁３８及び通気路４０を介して乾燥空気を導入して
ある。この通気路４０は先端部４０ａを螺旋状に形成し
てある。そして、この先端部４０ａを上記極低温空気発
生器３６に流入された液体空気で浸漬することにより、
上記乾燥空気が上記液体空気と熱交換を行って冷却され
るとともに、その液体空気が上記熱交換によって気化す
る。そして、この冷却された乾燥空気と気化した液体空
気とが混合することによって−１８０℃〜−１７０℃程
度の極低温空気が生成されて局部治療器３７の先端に設
けた開口部３９から放出される。この放出された極低温
空気を患者の患部に吹き付けて治療を行う。

【００２６】なお、上記実施例は、次のように変更可能
である。例えば、上記液体空気給送手段として、液体空
気貯蔵槽８内の上部に溜まった空気の圧力によって、液
体空気を熱交換器１に給送するようにしたが、導液路３
の途中にポンプを設け、このポンプによって液体空気を
熱交換器１に給送してもよい。

【００２７】また、上記熱交換器１は、図２の構成に限
られるものではなく、例えば図３に示すように、導液管
１８を複数本に分岐させ、これらの導液管１８を複数枚
の熱伝導用プレート１９に貫通させて形成したものであ
ってもよい。

【００２８】また、熱交換器１を治療室２内の側壁に設
けてもよい。また、熱交換器１にファンを設け、このフ
ァンによって熱伝導用プレート１９に治療室２内の空気
を強制的に吹き付けるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る極低温治療装置の一実施例を示す
概略構成図である。

【図２】上記極低温治療装置の熱交換器を示す斜視図で
ある。

【図３】上記熱交換器の他の実施例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…熱交換器、２…治療室、３…導液路、４…液体空気
発生装置（液体空気供給源）、２０…導液路の開放端、
３５…分岐路、３６…局部治療器、３７…ヒーター（加
熱器）、３８…開口部。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器(１)と治療室(２)と液体空気供
   給源(４)からなり、 上記治療室(２)内に上記熱交換器(１)を設け、 上記液体空気供給源(４)に導液路(３)を接続するととも
   に、この導液路(３)を上記熱交換器(１)を介して上記治
   療室(２)内に導き、 上記導液路(３)の開放端(20)を上記治療室(２)内に配置
   し、 上記液体空気供給源(４)に液体空気を給送する液体空気
   給送手段を設け、 この液体空気給送手段によって上記液体空気供給源(４)
   の液体空気を液状のまま上記導液路(３)内に給送可能に
   構成し、 上記液体空気供給源(４)からの液体空気を、上記熱交換
   器(１)で上記治療室(２)内の空気と熱交換を行って気化
   させたのちに上記開放端(20)から上記治療室(２)内に供
   給するように構成した、ことを特徴とする極低温医療装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した極低温医療装置にお
   いて、前記熱交換器(１)を前記治療室(２)内の天井に設
   けたもの。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した極低温医療装置にお
   いて、前記液体空気供給源(４)は、大気を冷却して液体
   空気に変換する液体空気発生装置(４)で構成したもの。
4. 【請求項４】 請求項１に記載した極低温医療装置にお
   いて、前記導液路(３)の途中に分岐路(35)を設けるとと
   もに、その分岐路(35)の先端に極低温空気発生器(36)を
   設け、この極低温空気発生器(36)に局部治療器(37)を接
   続し、 上記極低温空気発生器(36)に大気を導入し、この大気と
   上記分岐路(35)を通って流入する液体空気との間で熱交
   換を行い、この熱交換によって冷却された大気と上記気
   化した液体空気とを混合して上記局部治療器(37)に供給
   するように構成し、 上記局部治療器(37)に設けた開口部(39)から上記供給さ
   れた空気を送り出し可能に構成したもの。