JP3676299B2 - 患者の体温を調節する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の背景）
（発明の技術分野）
本発明は、一般に人体の温度を低下及びコントロールすることに関する。より詳細に述べると、本発明は、全身を冷却する先行技術の方法に関連した有害な結果を伴うことなく、身体を冷却する方法及び血管内装置に関する。本発明は更に、冷却の体温調節の抑制を引き起こすことなく身体を冷却する方法及び血管内装置にも関する。
【０００２】
（背景情報）
人体内の臓器、例えば脳、腎臓及び心臓などは、ほぼ37℃の恒温に保たれている。低体温法では臨床的に体内中心部の温度を35℃以下に限定することができる。低体温法は時々、更にその厳格性に従って特徴付けられることがある。体の中心部温度を33℃乃至35℃とする場合、穏やかな低体温法と記される。体の中心部温度を28℃乃至32℃とする場合、中程度の低体温法と記される。体の中心部温度を24℃乃至28℃とする場合、激しい低体温法と記される。
【０００３】
低体温法は数々の神経的な障害によって引き起こされる脳傷害を少なくする点で独特の効果を有し、緊急の脳蘇生において結果的に重要な役割を果たすことができる。実験的な証明により、脳の冷却は、全般的な虚血、限局的な虚血又は外傷性脳障害後の結果を改善する。このような理由で、低体温法は、脳並びに他の臓器に対するある種の体への傷害の効果を低下させるために導入することができる。
【０００４】
脳への低体温法は、伝統的に20℃〜30℃の範囲の全身低温の条件を創り出す全身冷却により達成されてきた。現在全身の低体温法を行うために使用されている技術及び装置は、様々な副作用につながる。望ましくない副作用に加えて、全身に低体温状態をもたらす現行の方法は煩雑である。
【０００５】
全身の低体温を誘導するために、患者の血流中に挿入するカテーテルが開発されている。例えば、ダト氏に付与された米国特許第3,425,419号は、人体の温度を低下又は上昇させる方法及び装置を開示している。このダト氏の特許は、(硬質の)金属製のカテーテルを用い、患者に中程度の低体温を誘導する。該カテーテルは、水のような液体を循環させることができる内部経路を有する。該カテーテルを、大腿静脈を介して挿入し、次いで、下大静脈を介して右心房及び上大静脈まで挿入する。
該ダト氏のカテーテルは、細長い円筒形であり、ステンレススチールで構成されている。例として、ダト氏は長さ約70cmで直径約6mmのカテーテルを使用することを提案している。従って、ダト氏の装置は非常に長い装置の長手方向に沿って冷却する。ダト氏の装置の使用は、その寸法及び柔軟性の欠如のために非常に煩雑である。
【０００６】
Ginsburgに付与された米国特許第5,837,003号も、患者体温のコントロールの方法及び装置を開示している。この技術において、可撓性カテーテルは、大腿動脈又は静脈もしくは頚静脈へと挿入される。このカテーテルは、熱伝達のための表面積を増大するためにバルーン型であることができる。
熱伝導性金属箔を、吸熱面の部品として使用することができる。この装置は、熱伝達を増強するいずれかの能力を採用することを開示することも示すこともできなかった。加えて、開示された装置は、温度調節の開示に失敗している。
従って、人体の温度を低下及びコントロールする実践的方法及び装置が、長い間必要とされている。
【０００７】
（発明の要約）
ひとつの態様において、本発明の装置は、心臓に血液を供給している太い静脈の血流を冷却するために使用することができる熱伝達エレメントを備えることができる。任意の加熱エレメントを用いて、患者に快適さを提供しかつ達成されるべき低い目標の低体温を達成するために、身体の残余部分を暖めることができる。加熱エレメントは、目標温度に到達する前又は後に、適用することができる。加温操作は、外部加熱装置による静脈又は動脈の局所的加熱により、もしくは加熱毛布による実質的に全身の加温により達成することができる。これらの加温操作は、単独で、もしくは体温調節薬と組合せて実行することができる。
【０００８】
単に例としての熱伝達エレメントは、第一及び第二の細長く、連接したセグメントを備えており、各セグメントは混合−誘導性の外部表面を有する。可撓性ジョイントは、第一及び第二の細長いセグメントを連結することができる。内部ルーメンは、第一及び第二の細長いセグメント内に配置することができ、かつ第一の細長いセグメントの末端部への加圧した作動流体の輸送が可能である。
加えて、第一及び第二の細長いセグメントは、加圧された作動流体内で混合を誘導するための混合−誘導性内部表面を有している。混合−誘導性外部表面は、動脈又は静脈内に配置した際に、血流内に混合を誘導するように適合することができる。ある実施態様において、可撓性ジョイントは、熱伝達エレメントの軸方向の圧縮に加え、増強された可撓性ももたらすベロー部分を備えている。
別の実施態様において、ベロー部分は、小さい円筒型のポリマー接続管のような可撓性チューブと交換することができる。
【０００９】
ある実施態様において、該熱伝達エレメントの混合−誘導性外部表面は、1個以上のらせん状溝及び隆起を備えている。熱伝達エレメントの隣接するセグメントは、混合を増すために逆方向のらせんを有することができる。例えば、第一の細長い熱伝達セグメントは、逆時計回りのねじれを有する1個以上のらせん状隆起を備えることができる一方で、第二の細長い熱伝達セグメントは、時計回りのねじれを有する1個以上のらせん状隆起を備えている。あるいは、当然、第一の細長い熱伝達セグメントは、1個以上の時計回りのらせん状隆起を備え、かつ第二の細長い熱伝達セグメントは、1個以上の逆時計回りのらせん状隆起を有することができる。これらの第一及び第二の細長く、連接したセグメントは、金属のような伝導性の高い材料で形成することができる。
【００１０】
熱伝達装置は更に、第一及び第二の細長い熱伝達セグメント内の内部ルーメンに連結された内部カテーテルルーメンを備えた供給カテーテルも有することができる。加圧された作動流体を分配するために構成された作動流体供給装置は、内部カテーテルルーメン、あるいは供給カテーテルに連結することができる。作動流体供給装置は、温度約0℃で、約5気圧より下の圧力で加圧された作動流体を生み出すように構成されている。
【００１１】
更に別の代わりの実施態様において、熱伝達装置は、各々が追加の細長く熱伝達セグメントに接続している追加の可撓性ジョイントを伴う混合−誘導性外部表面を有する3個以上の細長く、連接した熱伝達セグメントを備える。このような実施態様のひとつにおいて、単に例として、第一及び第三の細長い熱伝達セグメントは、時計回りのらせん状隆起を有し、かつ第二の細長い熱伝達セグメントは1個以上の逆時計回りのらせん状隆起を有することができる。あるいは、当然、第一及び第三の細長い熱伝達セグメントは、逆時計回りのらせん状隆起を有し、かつ第二の細長い熱伝達セグメントは1個以上の時計回りのらせん状隆起を有することができる。
熱伝達エレメントの混合−誘導性外部表面は、任意に、凝血形成を阻止する表面コーティング又は処置を備えることができる。表面コーティングは、熱伝達エレメント及びそれに結合したカテーテルに潤滑性を提供するために使用することもできる。
【００１２】
本発明は更に、可撓性で伝導性である冷却エレメントの、心臓と圧力連絡している静脈、例えば上又は下大静脈もしくは両方への挿入による、身体に低体温を誘導する方法にも関する。大静脈には、公知の技法により、例えば、頚静脈から又は鎖骨下静脈もしくは大腿静脈から進入することができる。その後、一方又は両方の大静脈内の熱伝達エレメントは、その後、心臓に戻る血液の実際に全てを冷却することができる。冷却された血液は、右心房に進入し、この時点で血液は右心室を通りかつ肺動脈を介して肺へポンプ送りされ、そこで血液は酸化される。肺の熱容量のために、血液は酸化の間に認知できるほど温められることはない。冷却された血液は、心臓へと戻り、かつ大動脈を介して全身へポンプ送りされる。従って、冷却された血液が、脳のような選択された臓器へ間接的に送達され得る。この間接的冷却は、心臓及び脳のような血流量が大きい臓器は血管により優先的に血液が供給されるので特に有効である。加温毛布又はその他の加温装置を、患者に快適さを提供しかつ血管収縮のような体温調節反応を阻害するために、身体の一部に適用することができる。体温調節薬も同じ理由で投与することができる。
この方法は更に、大静脈の血液の温度を低下するために、可撓性で伝導性である冷却エレメントを通して作動流体を循環することを含む。可撓性で伝導性である熱伝達エレメントは、約150又は300ワットの熱よりも多くを吸熱することが好ましい。
【００１３】
この方法は更に、大静脈内の自由に流れる血流内で混合を誘導することを含む。一般にある程度の乱流又は混合はいずれにせよ大静脈内に存在することは注記しておく。循環の工程は、可撓性で伝導性の熱伝達エレメントを通る作動流体流れの混合を誘導することを含んでもよい。作動流体の圧力は、約5気圧以下に維持することができる。
【００１４】
本発明は更に、熱を供給する大静脈への、冷却エレメントを備え直径約18mm以下であるカテーテルの導入、該冷却エレメント全体に渡る血流中の混合の誘導、並びに血液から熱を奪う冷却エレメントの温度を低下することによる血液冷却を含む、患者の体における、治療のための低体温の誘導法も構想している。ある実施態様において、冷却工程は、血液から少なくとも約150ワットの熱を取り除く。別の実施態様において、冷却工程は、少なくとも約300ワットの熱を血液から取り除く。
誘導された混合は、流れのヌッセルト数の約5及び80の間の増加を生じる。
【００１５】
本方法の別の態様において、本発明は、身体の体温調節反応の介入を妨げながら、体温を低下する方法に関する。この方法は、悪寒及び血管収縮を含む体温調節反応が特定温度よりも高い温度では引き起こされず、この特定温度が正常体温よりも低いように、たらだの体温調節の設定値を下げるために薬物を送達する工程を含む。
その後大静脈のような主要静脈の血液の温度は低下され、体に低体温状態が誘導される。体温調節薬は患者に快適さをもたらす。例え低い体温が望ましいかもしくは必要とされるような場合であっても、患者の快適さを一層確実にするために加熱毛布が提供される。一般に、体心部の1℃の冷却に関して、患者に快適さをもたらすためには、加熱毛布は皮膚温度よりも5℃高くなければならない。しかし、毛布の温度は一般に42℃を越えてはならない。
【００１６】
本発明の利点は多々ある。患者には、先行技術の有害な結果に患わされることなしに、低体温法の有益な局面を提供することができる。本方法は安全かつ簡便に施される。多くの心臓及び神経系の場面にとって、低体温療法は有益であることができる。例えば、虚血及び再狭窄を最小化することができる。その他の利点は下記から理解されるであろう。
本発明それ自身に加えて、本発明の新規特徴が、下記の説明と共に、同じ部品について同じ参照番号で表している添付図面から最も良く理解されるであろう。
【００１７】
（発明の詳細な説明）
（概略）
1又は2-工程プロセス及び1又は2-部品装置を、治療のために低体温状態を誘導するために、血管内で体温低下を目的として使用することができる。冷却エレメントは、心臓への血流から熱を吸収するために、大静脈のような血流量の多い静脈に配置することができる。この熱の移動は、心臓を通る、従って血管系全体の、血流の冷却を引き起こす。このような方法及び装置は、低体温の状態を人工的に誘導するために治療上用いることができる。
【００１８】
全身性に血液を冷却する熱伝達エレメントは、血管系を通じて所望の冷却効果をもたらすのに必要な熱伝達速度を提供することが可能でなければならない。これは、最大300ワット又はそれ以上であることができ、かつ少なくとも部分的に患者の大きさ及び血流速度によって左右される。熱伝達速度を増大するために、熱伝達エレメント上で表面特徴を使用することができる。この熱伝達エレメントの表面特徴及び他の構成要素については、下記に詳細に説明する。
【００１９】
治療としての低体温法の問題点のひとつは、患者の体温調節防御反応が働き始め、低体温法を阻止するように作用することである。方法及び装置は、体温調節反応を少なくするように使用される。
例えば、加熱毛布で患者を覆うことができる。この方法で、患者はより快適になる。体温調節薬も、患者の体温調節システムが防御反応を起こし始める引金温度を低下するために使用することができる。このような薬物は、下記により詳細に説明する。体温調節薬、加熱毛布、及び熱伝達エレメントを用いる方法も、下記に説明する。
【００２０】
（解剖学的配置）
内頚静脈は、直接脳から流出する静脈である。外頚静脈は、首の基部で内頚静脈と合流している。
内頚静脈は、鎖骨下静脈に合流し、腕頭静脈を形成し、これは次に上大静脈へと流出していく。
図9の上側からわかるように、上大静脈は心臓の右心房へ流れる。上大静脈は、上半身から心臓に血液を供給している。
【００２１】
冷却エレメントは、身体を冷却するために、上大静脈、下大静脈、又は別の方法では上大静脈へさもなければ心臓へ血液供給するその他の静脈に配置することができる。医師は、上大静脈に進入するために、鎖骨下静脈又は内もしくは外頚静脈に、経皮的にカテーテルを配置する。熱伝達エレメントによって冷却された血液は、心臓により処理され、かつ身体を冷却するために伝導性媒体として使用される酸化された形で体に提供される。肺は、実に低い熱容量を有するので、肺は血流の認知可能な再加熱を生じることはない。
【００２２】
血管系は、本来脳及び心臓のような血流量の多い臓器に優先的に血流を提供する。
従って、これらの臓器は、図10に実験的に示されたような手法により、優先的に冷却される。図10は、冷却時間に対してプロットされた測定された温度を示すグラフである。このグラフは、ヒツジの上大静脈へ配置された冷却エレメントの作用を示している。食道探針により測定された体芯温度は、曲線82により示される。脳温度は曲線86により示される。実験を通して脳温度は、体芯温度よりもより迅速に低下することが認められる。本発明者らは、この作用は、脳及び心臓に供給される血液の優先的供給に起因するものとみなしている。この作用は、更に末梢血管系から離れた中心血管系へ血液供給が集中する傾向がある温度調節作用、例えば血管収縮が生じる場合に、より顕著である。
【００２３】
（熱伝達）
熱伝達エレメントを、動脈又は静脈にほぼ同軸方向に挿入する場合、熱伝達エレメントの表面と血液の間における熱伝達の主な機構は強制対流である。対流は、液体の動きに依存して熱を伝達する。外部の力がかかる場合強制対流は、液体内部に動きを起こさせる。動脈又は静脈を流れる場合、その鼓動する心臓が熱伝達エレメントの周りの血液の動きを起こさせる。
【００２４】
熱伝達速度の大きさは、熱伝達エレメントの表面積、温度差、及び熱伝達エレメントの熱伝達係数に比例する。
熱伝達エレメントを配置する受取り動脈又は静脈は、直径及び長さが限られている。従って、熱伝達エレメントの表面積は、動脈又は静脈の重篤な閉塞を避け、かつ熱伝達エレメントが血管系を抜けて容易に通過できるように限定されたものでなければならない。外頚静脈を介して上大静脈内に配置するためには、熱伝達エレメントの横断面の直径は約5〜6mmに、かつその長さはおよそ10〜15cmに制限されている。下大静脈に配置するためには、熱伝達エレメントの横断面の直径は約6〜7mmに、かつその長さはおよそ25〜35cmに制限される。
【００２５】
温度差は、熱伝達エレメントの表面温度を下げることによりより大きくすることができる。しかし、その最小許容表面温度は血液の特性により限定されている。血液は約0℃で凍結する。血液が凍りつつある場合、下流を止め得る氷の塞栓が形成され、重大な虚血性傷害を引き起こすことがある。
更にまた、血液温度の低下がその粘度を高め、それにより対流熱伝達係数の値を少し低下させる。加えて、血液の粘度増加が動脈内の血圧低下を強め、それにより脳への血流を危険にさらすこととなる。前記の条件を前提とすると、冷却エレメントの最低許容表面温度をほぼ5℃とするのが有益である。これによりおよそ32℃の血流と冷却エレメントの間に最大温度差を生じる。別の生理的理由から、加温エレメントの最大許容表面温度は限定される。
【００２６】
対流熱伝達係数の値を増加させることができる機構は複雑である。しかし、対流熱伝達係数は流体流れにおける「混合」又は「乱流」運度エネルギーのレベルにより増加することが良く知られている。従って高度に混合している血流を熱伝達エレメントに接触させることは有益である。
血流は、動脈よりも上大静脈においてかなりより安定した流れを示す。しかし、上大静脈の血流は依然高度に本来の混合又は乱流を有する。上大静脈のレイノルズ数は、例えば、2,000〜5,000の範囲である。従って上大静脈の血液冷却にとっては、熱伝達エレメントによる混合レベルが増すことが利点であるが、この利点は本来の混合により引き起こされるものよりも実質的に少ないであろう。
【００２７】
（境界層）
薄い境界層が心臓サイクルの間形成されることが示されている。境界層は動脈壁又は静脈壁に隣合い、更に熱伝達エレメントに隣接するように展開する。それぞれこれらの境界層は、熱伝達エレメントなしに、動脈壁に展開する境界層とほぼ同じ厚さを持っている。自由な流れの領域は熱伝達エレメントの回りの環状リングに発達している。このような血管内で使用される熱伝達エレメントは、このような粘性境界層の形成を低下するものでなければならない。
【００２８】
（熱伝達エレメントの特徴及び説明）
血管内熱伝達エレメントは、大静脈又はその他の静脈もしくは動脈内に配置するために可撓性でなければならない。典型的には熱伝達エレメントは、外頚静脈のような静脈に挿入されかつ連続する1本以上の枝分かれを最初に通過することにより上大静脈に進入するので、熱伝達エレメントの可撓性は重要な特性である。更に該熱伝達エレメントは、熱伝達を促進するために、例えば金属のような高度は熱伝導性材料を使って構成することが理想的である。高度な熱伝導性材料の使用は、熱伝達エレメント内の作動流体と血液の間の所定の温度差における熱伝達速度を高める。このことは、該熱伝達エレメント内でより高い温度のクーラント、又は低い温度の加温流体の使用を促進し、水又は生理食塩水のようなより安全な作動流体の使用を可能にする。例えば金属のような高度に熱伝導性の材料は、硬くなる傾向がある。従って熱伝達エレメントの設計は、固有の非可撓性材料において可撓性を促進するようなものでなければならない。
【００２９】
体温を約30℃〜34℃間に下げるために上大静脈内に配置された場合に、冷却エレメントは少なくとも約300ワットの熱量を吸収すると概算される。これらの体温は、前述の低体温法の利点を得るのに適していると考えられる。取り除かれた熱量(power)はいかに迅速に目標体温に到達することができるかを決定する。例えば、比較的低い脳の温度が望まれる卒中の治療において、300ワットを除去すると、70kgのヒトにおいて1時間で約4℃低下することができる。
【００３０】
ひとつの本発明の実施態様においてモジューラ設計を使用する。この設計は、らせん状の血流を創り出し、かつらせん状血流の方向の急激な変化を強制的、周期的に生じることにより、血流の混合レベルが形成される。この血流方向の急激な変化は、それぞれ1個以上のらせん状隆起を有する、一連の2個以上の熱伝達セグメントを使用することにより達成される。自由な流れの強い乱流を誘導するために、血流のらせん方向における周期的で急激な変化の利用を、共通する衣料洗濯装置を引用して説明することができる。洗濯装置のローターは最初、層流を起こす方向に回転する。このローターが急激に方向を逆転する場合、この変化する流れが、衣類と水のスラリーのなかにランダムな乱れの動きを起こすにつれて、十分な乱流の動的エネルギーが、全洗濯槽の中に創り出される。
これらの表面の特徴も、熱伝達エレメントの表面積を増大し、更に熱伝達を強化する傾向がある。
【００３１】
図１は、本発明の冷却エレメント14のある実施態様の正面図である。熱伝達エレメント14は、一連の細長く、連接したセグメント又はモジュール20、22、24を有する。このような3個のセグメントが、この実施態様に示されているが、しかし本発明の意図から離れることなく、2個以上のこのようなセグメントを用いることができる。図1に見られるように、最初細長い熱伝達セグメント20は、該熱伝達エレメント14の末端部に配置されている。セグメント20の混合−誘導性外部表面は、4本の平行ならせん状溝26の間に4本のらせん状隆起28を有する。また、1、2、3又はそれ以上の平行ならせん状隆起28を使用でき、それらは本発明の範囲内である。この実施態様において、熱伝達セグメント20のらせん状隆起28及びらせん状溝26は、ここに示されているように、逆時計回りらせん又はらせん回転といった左方向の回転を有し、これらは熱伝達セグメント20の末端部方向へ伸びるようになっている。
【００３２】
最初の熱伝達セグメント20は、最初のベロー部分25によって、第二の細長い熱伝達セグメント22に結合しており、該ベロー部分は、可撓性と圧縮性を与えるものである。第二の熱伝達セグメント22は、1個以上のらせん状溝30の間に、1個以上のらせん状隆起32を有している。該隆起32及び溝30は、右回り方向、すなわち時計回りの回転を有し、これらは熱伝達セグメント22の末端部方向に伸びるようになっている。第二の熱伝達セグメント22は、第二ベロー部分27によって、第三の細長い熱伝達セグメント24に結合している。第三の熱伝達セグメント24は、1個以上のらせん状溝34の間に1個以上のらせん状隆起36を有している。らせん状隆起36及びらせん状溝34は、左方向の回転、すなわち逆時計回りであり、これらは熱伝達セグメント24の末端部に伸びるようになっている。このように、熱伝達エレメント14の連続する熱伝達セグメント20、22、24は、時計方向と逆時計方向のらせん回転を交互に有する。どの特定のセグメントが実際に左又は右の回転を有するかは、隣り合うセグメントが逆のらせん回転を有する限り、重要でない。
【００３３】
加えて、また、これらの隆起28、32、36の丸くなった輪郭により、熱伝達エレメント14は比較的非外傷性の外形に保たれ、これにより血管壁に対する損傷の可能性は最小になる。本発明の熱伝達エレメントは1、2、3又はそれ以上の熱伝達セグメントを有していてもよい。
【００３４】
ベロー部分25、27は金属のような継ぎ目がなく、かつ無多孔性の材料から形成されており、従って、ガスに対して不浸透性である。このことは熱伝達エレメント14を通って循環する作動流体のタイプによっては特に重要なことになり得る。ベロー部分25、27の構造は、該ベローを曲げ、伸長及び圧縮できるようにする。これは、血管を通してより容易に操作できるように、熱伝達エレメント14の可撓性を増加させるものである。またベロー部分25、27は熱伝達エレメント14の軸方向の圧縮を与え、これにより熱伝達エレメント14の末端部が血管壁に接する場合に、傷害を限定することができる。また、ベロー部分25、27は性能を劣化させることなく、冷却温度を許容する。別の実施態様において、ベローは、熱伝達セグメントに隣接して接着されている可撓性ポリマーチューブと交替することができる。
【００３５】
熱伝達エレメント14の外部表面は金属で作ることができ、ニッケルのような非常に高い熱伝導性材料を含んでいていてもよく、これにより熱伝達を促進することができる。代わりに、ステンレススチール、チタン、アルミニウム、銀、銅などの他の金属を使っても良く、生体親和性を強化し又は凝血形成を防ぐ適当なコーティング又は処理を行っても、又は行わなくともよい。適当な生体親和性コーティングには、例えば、金、白金又はポリマーパラリンがある。熱伝達エレメント14は、心棒の上に適当なパターンを有する金属薄層を被せて製造することができる。この方法では、熱伝達エレメント14を、大量に、かつ安価に製造することができる。これは使い捨て医療器具に関し、重要な性質である。
【００３６】
熱伝達エレメント14は24〜48時間、又はそれ以上、長時間、血管内に留まることがあるので、熱伝達エレメント14を処理して凝血形成を防ぐのが望ましいであろう。特に、ベロー部分25、27を処理するのが望ましいであろう。その理由は、血流の澱みが渦巻でおき、それにより凝血が形成され、かつその表面に付いて血栓を形成するからである。血栓の形成を防ぐ手段の一つに、熱伝達エレメント14の表面に抗血栓剤を結合させることがある。例えば、ヘパリンは凝血形成を阻止することが知られており、かつバイオコーティングとして有用であることも知られている。それに代わり、熱伝達エレメント14の表面に窒素などのイオンを使って衝撃を加えてもよい。窒素による衝撃処理により表面を硬化、かつ滑らかにすることができ、それにより表面への凝血ファクターの付着を防ぐことができる。別の有益な特性をもたらすコーティングは、滑剤コーティングである。熱伝達エレメント及びそれに結合したカテーテルの両方の滑剤コーティングは、例えば大静脈内へのより簡便な配置を可能にする。
【００３７】
図２は、図１におけるライン2-2 に沿った、本発明の実施態様の熱伝達エレメント14の縦断面図である。一部の内部の輪郭は明確化のために省略されている。内チューブ42は、熱伝達エレメント14の内側に、内部ルーメン40及び外部ルーメン46を形成する。一旦、熱伝達エレメント14が血管の適所に入れられると、生理食塩水又は他の水性溶液などの作動流体を熱伝達エレメント14を通して循環させることができる。流体は、供給カテーテルを上がり、かつ内部ルーメン40に流れる。熱伝達エレメント14の末端部において、作動流体は内部ルーメン40にあり、かつ外部ルーメン46に入る。
該作動流体は外部ルーメン46を通って流れるにつれ、熱が、該作動流体から、熱伝達エレメント14の外部表面37に移る。熱伝達エレメント14は高伝導性材料から構成されているので、その外部表面37の温度は作動流体の温度に非常に近くなる。該チューブ42は断熱配分部材として形成し、内部ルーメン40を、外部ルーメン46から熱的に分離することができる。例えば、断熱は、断熱チューブ42の壁内部に、縦方向の空気通路を創ることにより達成することができる。それに代わり、断熱チューブ42をポリテトラフルオロエチレン又は他のポリマーのような非熱伝導性材料により構成することができる。
【００３８】
熱伝達エレメント14の外部表面37と、血液との間の熱伝達速度を支配する同じ機構は、また、作動流体と熱伝達エレメント14の内部表面38との間の熱伝達速度を支配することに注意することが重要である。特に、内部表面38の熱伝達特性は、作動流体として、水、生理食塩水又は液体として維持されるいくつかの他の流体を使用する場合に重要である。フレオンのような他のクーラントは沸騰し、かつ異なる機構を介して混合を創り出す。生理食塩水は安全な作動流体であり、その理由は毒性が無く、かつ生理食塩水の漏出は、沸騰性冷却材の使用により起こるガス塞栓を起こさないからである。作動流体における混合は、熱伝達エレメント14の内部表面38の形態により増幅されるので、該作動流体は、より暖かい温度で冷却エレメント14へ配送することができ、さらに必要な冷却速度を達成することができる。同様に、作動流体における混合は、熱伝達エレメントの内部表面の形態により増幅されるので、該作動流体は、より冷たい温度で加温エレメント14へ配送することができ、さらに必要な加温速度を達成することができる。
【００３９】
これはカテーテル軸の長さに沿った断熱の必要性において、多くの有益な示唆を有する。断熱の必要性が少なくなるという理由で、カテーテル軸の直径を小さくすることができる。熱伝達エレメント14の内部表面の熱伝達特性の強化は、また、作動流体をより低い流速及びより低い圧力で、熱伝達エレメント14に配送することを可能にする。高圧は熱伝達エレメントを硬くし、血管壁を押す状態を引き起こす可能性が有り、これにより、血液から熱伝達エレメント14の外部表面37の一部が覆われてしまう。交互に配置されたらせん状隆起28、32、36により熱伝達特性が強化されるので、作動流体の圧力は5気圧、3気圧、2気圧又は更に1気圧未満と低くすることができる。
【００４０】
図３は、図１のライン3-3で示された位置での本発明の熱伝達エレメント14の横断面図である。図１において4葉の実施態様が示されたのに対し、図３において5葉の実施態様が示されている。前述のように、あらゆる数の葉を使用することができる。図３において、熱伝達エレメント14の構造が明瞭に示されている。該内部ルーメン40は、断熱性チューブ42により規定されている。外部ルーメン46は、断熱性チューブ42の外部表面及び熱伝達エレメント14の内部表面38により規定されている。加えて、らせん状隆起32及びらせん状溝30が図３に示されている。図３には4個の隆起及び4個の溝を示しているが、隆起及び溝の数は変動することができる。従って、1、2、3、4、5、6、7、8又はそれ以上の隆起を有する熱伝達エレメントが特に意図されている。
【００４１】
図４は、血管内で使用する熱伝達エレメント14の透視図であり、明確化のために、単に1個のセグメントの1個のらせん状葉を示している。熱伝達エレメントの末端部から開始し(図４には示されていない)、血液が漸進するにつれ、最初のらせん状熱伝達セグメント20が血液に対し逆時計方向の回転慣性を誘導する。血液が第二セグメント22に到達すると、前記慣性の回転方向が逆転し、血液内に混合を生じる。更に、血液が第三のセグメント24に到達すると、慣性の回転方向は、再び逆転する。血流方向の急な変化は、速度ベクトルを活発に再方向付け、かつランダム化し、その結果、血液の流れ全体に渡り混合を確実に起こす。混合がおきている間、血液の速度ベクトルはよりランダムになり、時に、動脈の軸に対して垂直になる。従って、血管内の温血のかなりの容量は熱伝達エレメント14と接触するように導入され、むしろ血液の近くの層流を介する伝導により大部分が冷却されるというよりは、直接的な接触により冷却され得る。
【００４２】
図１を参照し、熱伝達エレメント14は、前記全ての設計基準に対応するように設計されている。
第一に、熱伝達エレメント14は可撓性であり、かつ高伝導性の材料で作られている。該可撓性は、関節様の機構を提供するベロー部分25、27のセグメント配置により与えられる。ベローは可撓性を付与する公知の包旋形設計を有する。第二に、外部表面領域37はらせん状隆起28、32、36及びらせん状溝26、30、34の使用により大きくなっている。また、該隆起は熱伝達エレメント14を比較的非外傷性の外形に保ち、それにより、血管壁に対する損傷の可能性を最小にする。第三に、熱伝達エレメント14は内部的及び外部的の両方の混合を促進するように設計されている。モジューラ又はセグメントの設計は、その溝の方向をセグメントの間で逆転させるようになっている。交互のらせん状回転は、後退及び前進方向にスイッチする洗濯装置のローターにより創り出される混合アクションと類似する様式で、血液を混合する交互の流れを創り出す。このアクションは、 熱伝達速度を増強するように混合を促進することが意図されている。交互するらせん状設計は有益な混合、すなわち内部を流れる作動流体の乱流の動的エネルギーを起こす。
【００４３】
図５は、熱伝達エレメント50の別の実施態様の破断透視図である。熱伝達エレメント50の外部表面52は一連の軸的な、千鳥配置された突起物54で覆われている。外側突起物54の千鳥配列の性質は、図５におけるライン6-6で示された位置で示された横断面図である図６を参照することで容易に見出せるであろう。外部表面52に沿う血液の流れは、千鳥配列の突起物54の一つと衝突し、該突起物の背後に乱れた流れを創り出す。血液は最初の千鳥配列突起物54の側面に沿って別れ、かつ渦を巻くので、それはその経路内で他の千鳥配列突起物54と衝突し、その流れが再度層流になるのを妨げ、かつまた更に混合を創り出す。このようにして、速度ベクトルはランダム化され、かつ混合が単に境界層のみではなく、自由な流れの大部分を通しても生じる。好ましい実施態様の場合、また幾何学的構造が内部の作動流体流れに対する混合作用を誘導する。
【００４４】
作動流体は、断熱チューブ58により規定される内部ルーメン56を通り、熱伝達エレメント50の末端部先端へと循環する。次いで、該作動流体は、熱伝達エレメント50の外部表面52へ熱を伝達するために、外部ルーメン60に移動する。作動流体の乱流を誘導するために、熱伝達エレメント50の内部表面は、外部表面52と似ている。内側突起物は、図６に示したように外側突起物54に並べるか、又は図５に示したように外側突起物54から離して置くことができる。
【００４５】
（使用法）
図７は、患者の体を冷却しかつ体の一部を温めるために使用される本発明の概略図である。図７に示された低体温法の装置は、好ましくは水、アルコール又はハロゲン化炭化水素のような冷却した液体を供給する、第一作動流体供給装置10、第一の供給カテーテル12、及び冷却エレメント14を有する。第一供給カテーテル12は、実質的に同軸構造であることができる。第一供給カテーテル12内の内部ルーメンは、第一作動流体供給装置10からクーラントを受け取る。このクーラントは、第一供給カテーテル12の長さに沿って、カテーテルの冷却先端として利用される冷却エレメント14へと移動する。冷却エレメント14の末端で、クーラントは、冷却エレメント14の温度を低下するように、断熱された内部ルーメンを出、かつ冷却エレメント14の長さに沿って移動する。その後クーラントは、第一供給カテーテル12の外部ルーメンを移動し、その結果これは廃棄又は再循環される。 この第一供給カテーテル12は、図７に示されたように、患者の外頚静脈のような進入可能な静脈へ経皮的にその末端部が挿入されるのに十分に小さい直径を有する可撓性カテーテルである。第一供給カテーテル12は、第一供給カテーテル12の末端部の冷却エレメント14が、患者の血管系を通過し、かつ上大静脈62、下大静脈(図示せず)、又は他のこのような静脈に配置されるのに十分な長さである。
【００４６】
患者へのカテーテル挿入法及び選択された静脈への冷却エレメント14の導入法は当該技術分野において周知である。熱伝達エレメント14の頚静脈への経皮的配置は、頚静脈は表皮に非常に近いので、直接達成される。該カテーテルは、内頚静脈、及び上大静脈へと、又は右心房にさえも留まるであろう。
作動流体供給装置10は、例証的に冷却装置として示されているが、他の装置及び作動流体も使用することができる。例えば、冷却するためには、フレオン、ペルフルオロカーボン、水、又は生理食塩水、さらには他のクーラントを使用することができる。
冷却エレメントは、血流から最大300ワット又はそれ以上の熱を吸収することができ、その結果脳から、100ワット、150ワット、170ワット又はそれ以上もの吸熱を生じる。
【００４７】
（加熱毛布）
図７は、加熱毛布として示される加熱エレメント66を示している。加温毛布66には、一般に、加熱された空気を毛布内の通気口を通って患者に向けて吹付ける強制温風送風機が装備されている。
この種の加熱は、患者の皮膚表面全体を介して生じ、かつ一部は患者の体表面積により左右される。図７に示したように、加熱毛布66は、患者を温めかつ快適さを提供するために、患者の大部分を覆うことができる。患者がより楽に呼吸できるよう、加熱毛布66は、患者の顔や頭を覆う必要はない。
【００４８】
この加熱毛布66はいくつかの目的で使用される。患者を温めることによって、血管収縮が避けられる。更に患者はより快適であることができる。例えば、体心体温が1℃低下する毎に、5℃の体表(皮膚)温度の上昇が同じく経験されるならば、患者は快適に感じ続けることが一般に認められている。
全身の低体温状態に起因する痙攣は避けることができる。患者の温度コントロールは、医師が調節することができる別の変数(熱量)を有するので、より簡便に行うことができる。
別法として、加温エレメントは、1999年4月15日に出願された米国特許出願第09/292,532号、名称「単離された選択的臓器冷却法及び装置」において開示された加熱法のいずれかであることができ、これは参照として組入れられている。
本発明の実施を、下記の制限的でない実施例において詳細に説明する。
【００４９】
（例示的な手順）
1.患者を最初に評価し、蘇生させ、かつ安定させる。
2.この手順を、X線透視装置を備えた血管造影室又は手術室で実施する。
3.上大静脈及び外頚静脈の超音波検査又は血管造影検査を用いて、血管の直径及び血流を測定し；適当なサイズを持つ熱伝達エレメントを備えたカテーテルを選択する。
4.静脈の評価を行った後、患者を無菌的に調え、かつ大腿動脈に進入できる領域にリドカインを浸透させる。
5.外頚静脈にカニューレ挿入し、誘導ワイヤを上大静脈まで挿入することができる。該誘導ワイヤの配置を、X線透視法により確認する。
【００５０】
6.血管造影カテーテルを該ワイヤを介して送り込み、静脈に造影剤を注入することにより、必要ならばさらに解剖学的に評価することができる。
7.それに代わり、外頚静脈にカニューレ挿入を行い、かつ10-12.5フレンチ(f)誘導針鞘を配置する。
8.誘導カテーテルを上大静脈に配置する。誘導カテーテルを配置した場合、それを用い、直接造影剤を必要な位置まで送り込み、更に解剖学的に評価することができる。
9.冷却カテーテルを、誘導カテーテルを介し又は誘導ワイヤにより、上大静脈に配置する。
10.所望ならば、配置をX線透視検査で確認する。
11.それに代わり、冷却カテーテルのシャフトが十分な押付け特性及びトルクの付与特性を有し、誘導ワイヤ又は誘導カテーテルの補助なしに上大静脈内に配置されるようにする。
【００５１】
12.冷却カテーテルは、生理食塩水で満たされ、かつ空気の泡が無いポンプ回路と連結されている。
該ポンプ回路は、水浴に浸漬された熱交換部分と蠕動性ポンプと連結した配管を有する。該水浴はほぼ0℃まで冷やされている。
13.冷却を、ポンプ機構をスタートすることにより開始する。冷却カテーテル内の生理食塩水は5cc／秒で循環する。該生理食塩水は冷却された水浴内の熱交換機を通り、ほぼ1℃まで冷却される。
14.該生理食塩水は、続いて冷却カテーテルに入り、そこで熱伝達エレメントに送られる。該生理食塩水は、カテーテルシャフトの内部ルーメンに沿って熱伝達エレメントの末端部に送られるにつれ、ほぼ5〜7℃に暖められる。
15.次いで、該生理食塩水は、内部金属表面に接している熱伝達エレメントを通り流れ戻る。更に該生理食塩水は熱伝達エレメント内で12〜15℃に暖められ、そのプロセスにおいて、血液から熱を吸収し、血液を30〜35℃に冷却やす。この間に、患者を加熱毛布のような外部熱源により暖めることができる。
【００５２】
16.次に冷却された血液は脳を冷却する。脳を30〜35℃に冷却するためには、1時間未満が必要であると推定される。
17.この暖められた生理食塩水はカテーテルシャフトの外部ルーメンに戻り、かつ冷却された水浴に戻り、ここで1℃に冷却される。
18.前記回路の長さに沿った圧力の低下は、1〜10気圧であると評価される。
19.該冷却は、生理食塩水の流速を増加又は低下することにより調節することができる。熱伝達エレメントに沿った生理食塩水の温度低下を監視することにより、その流れを所望の冷却効果が維持されるように調節できる。
20.該カテーテルを適切な位置に置き、例えば6〜48時間冷却し続ける。
【００５３】
図８に、熱伝達エレメント14が、外頚静脈ではなく腋窩静脈から上大静脈62に配置された別の実施態様を示す。これは、下記の静脈が、熱伝達エレメントを経皮的に挿入するのに適していることを構想している：大腿静脈、内頚静脈、鎖骨下静脈、並びに同様のサイズ及び位置のその他の静脈。
これは、下記の静脈が熱伝達エレメントを使用時に配置することに適していることも構想している：下大静脈、上大静脈、大腿静脈、内頚静脈、並びに同様のサイズ及び位置のその他の静脈。
【００５４】
図９は、熱伝達エレメント14が上大静脈62内に配置されている心臓の断面図である。該熱伝達エレメント14は、回転するらせん状溝22に加え、逆回転するらせん状溝24を有する。回転及び逆回転する溝の間に、ベロー27が存在する。この特徴を持つ設計は、上大静脈内の血流のヌッセルト数を約5から80に増加すると考えられる。
【００５５】
（体温調節薬）
前述の説明は、全身の低体温状態の有害な結果を最小にするために、患者、又は患者の一部を再加温する機械的方法を明らかにしている。機械的加温と共に又はそれに代わって行うことができる別の方法は、抗血管収縮薬及び悪寒抑制薬の投与である。このような薬物は、さもなければ熱伝達を妨害しその結果患者を冷却するような血管収縮作用を最小化する。一般に低体温法は、人体における攻撃的体温調節防御反応の引金となる傾向がある。このような薬物は、代謝率を危険なレベルまで増加することにより心臓障害を持つ患者に損傷を引き起こすことがある悪寒のような反応を阻害することもある。
【００５６】
治療のための低体温法を行う際に体温調節防御の効力を制限するために、体温調節の忍容性を誘導する薬物を使用することができる。様々なこのような薬物が発見されている。例えば、クロニジン、メペリジン、クロニジンとメペリジンの組合せ、プロポホール、マグネシウム、デキシメデトミジン及び他のこのような薬物を使用することができる。
【００５７】
特定の薬物が、それらの麻酔特性に比例して、体温調節を大雑把に阻害することが分かっている。
従って、揮発性麻酔薬(イソフルラン、デスフルランなど)、プロポホールなどが、体温調節を阻害する際には、オピオイドよりもより効果的であり、オピオイドは次にミダゾラム及び中枢性αアゴニストよりもより効果的である。クロニジンとメペリジンの併用は、血管収縮及び悪寒の閾値を相乗的に低下し、血管収縮及び悪寒の増分及び最大強度を相乗的に低下し、かつ低血圧、自律神経系の活性化又は鎮静及び呼吸障害を伴うことなく、中枢のカテーテルによる32℃への冷却を可能にするのに十分な体温調節活性の阻害を生じると考えられている。
これらの薬物は、体温調節防御反応が迅速に開始される場合特に重要である。例えば、血管収縮は、正常体温のわずかに0.5℃の体温低下で生じることがある。悪寒は、血管収縮より低い温度範囲でのみ生じる。
【００５８】
血液が低下される体温は、体温調節反応が引き起こされないような温度である。例えば、体温調節反応は、正常体温よりも1〜1.5℃低い体温で引き起こされる。従って正常体温が37℃であるならば、35℃で体温調節反応が開始されることがある。体温調節薬を用いて、体温調節の引き金となる体温の閾値を33℃に下げることができる。先に説明した加熱毛布の使用は、患者を更に冷却する場合にも可能である。例えば、患者の体温を33℃から31℃に2℃の温度差で低下するためには、体表温度の5℃の2回の上昇又は10℃の上昇が、患者が更に2℃冷たいと「感じる」ことがないように患者の皮膚上で行われる。
体温調節薬を用いる方法及び加熱毛布を用いる方法を組合せた方法を、図11に記している。この図は単なる例示である。患者の正常体温は、その体温調節閾値同様、変動する。
【００５９】
図11に示されたように、患者は、正常体温37℃で開始され、典型的には体温調節閾値は35℃である(工程102)。別の言い方をすると、35℃で、患者には悪寒及び血管収縮が始まる。体温調節反応を抑制し、閾値体温を例えば35℃に変更するように、体温調節薬が送達される(工程104)。この新たな閾値は工程106に示されている。次に熱伝達エレメントが、上もしくは下大静脈又はこれら両方のような、血流量の多い静脈内に配置される(工程108)。冷却を生じ、血液の温度を低下させる(工程110)。
この冷却は、先に詳細に説明した様式であることができる。冷却は患者を低体温状態とし、かつ低体温、例えば33℃が達成される(工程112)。より激しい冷却をこの工程で行うことができるが、体温調節閾値は33℃に低下されたに過ぎないので(工程112)、悪寒及び血管収縮が有害な結果を生じるであろう。これは本方法を完了する。あるいは、追加の薬物療法は、更に体温調節閾値を低下すると考えられる。
【００６０】
体温調節閾値を低下する別法は、加熱毛布の使用である。前述のように、一般経験則から、患者の体温が1℃低下されたとしても、その皮膚を5℃暖める様に加熱毛布が患者の表面の実質的部分に適用される限りは、患者の快適さが一定に保たれることがわかっている(工程114)。2℃の体温低下に関して、10℃(皮膚温度よりも暖かい)毛布が適用されるであろう。当然、約42℃よりも暖かい毛布が患者の皮膚を損傷し、従ってこれが毛布温度の上限であることはわかっている。患者の体温は、その後加熱毛布を使用することにより低めに維持することができる。体温1℃の低下毎に(工程116)、加熱毛布温度を5℃上昇することができる(工程118)。体温の低下の各工程後に、医師は、冷却プロセスを継続するかどうかを判断することができる(工程120)。冷却後、望ましいならば別法を行い(工程122)、かつ患者を再度暖めることができる(工程124)。
【００６１】
体温調節反応の低下法には 2種の異なる方法を個別に行うことができることに注意することが重要である。別の表現をすると、体温調節薬物又は加熱毛布のいずれかを、他方を使用することなく実施することができる。図11に示したフローチャートでは、工程104又は工程114及び118のいずれかを省略して使用することができる。
（血管収縮療法）
図10は、低体温法に対し、末梢循環よりも高血流量の臓器の方がより迅速に反応することを示している。この反応は、低体温法の実施の別法として加熱毛布ではなくむしろ冷却毛布を適用することにより、維持又は増強され得る。冷却毛布は、末梢循環における血管の収縮、さらには心臓及び脳へ向かう血流の血管収縮のために利用することができる。
【００６２】
同じ機能を実施する別法は、心臓及び脳の循環は妨げないと同時に、末梢循環を血管収縮のような方法で視床下部後方に作用する個別の血管収縮薬を投与することである。このような薬物は公知であり、α−受容体作用薬を含む。これらの薬物は、前述の冷却毛布と共に、向流交換(counter-current exchange)を増強し、同じく心臓及び脳の冷却を強制する。一般に、大規模な経皮的末梢の血管収縮反応を開始するのに十分な冷却を提供するいずれかの薬物又は冷却毛布は、強制的に冷却血流を脳及び心臓(すなわち「中枢」容量)に向けることが可能であろう。本願明細書において、用語「末梢循環」又は「末梢血管系」は、肢、腕、筋肉及び皮膚に血液供給する血管系の一部を意味する。
【００６３】
（追加療法）
現時点での体温調節薬から追加療法へ転換することで、本発明の実施態様の方法及び装置は、同じく、細胞損傷に関る様々な疾患の治療において重要な役割を果たしている。
（卒中）
先に参照として組入れられた特許明細書は、動脈に冷却血流を流すことによる凝血のフィブリン溶解を増強する装置及び方法を開示している。本発明は更に、低温で著しく血小板活性を低下することにより、血小板凝集を実質的に減少するためにも冷却している血液を使用する。このような減少は、酵素機能の阻害により生じるのかもしれないが、実際の方法論は不明である。前述のフィブリン溶解の増強に加え、この血小板凝集の減少は、tPA又はRheoproのような薬物への現在の依存度を低減又は排除している。
【００６４】
（心筋梗塞）
前述の静脈冷却は、更に、心筋梗塞の患者に多くの利点を提供する。
心筋梗塞治療の現在の治療法は、三つの分野に関連している。塞栓溶解又はステント設置が、血液再還流を確立するために使用される。患者に酸素を直接供給し、かつ硝酸化合物で血管拡張することにより酸素供給量が増大される。更に酸素要求量は、心拍数及び血圧を低下することにより減少される。
【００６５】
本発明の装置及び方法は、これらの現在の療法と組合せて良好に作動することができる。例えば前述の装置及び方法は、心臓へ冷却した血液を提供することにより、心臓の酸素要求を減らす。この冷却された血液は次に心室・心房を本質的に内側から冷却する。心筋梗塞状態の心臓は、罹患者(victim)の激昂のために、非常に早い拍動を打つことがある。しかし、冷却された血液は、心臓それ自身による酸素要求を低減する徐脈の状態を誘発し得る。
【００６６】
血液再還流及び酸素供給を確立するために、前述の増強されたフィブリン溶解も、凝血を溶解することができ、心臓へのより多くの血流及びより多くの酸素供給を可能にする。前述のように、血小板凝集は減少する。加えて冷却心臓の心内膜下伝導は、心臓の全般的代謝活性を低下することに加え、心内膜下を細胞損傷から保護することができる。
【００６７】
更に血液再還流が、更に細胞を傷つけることがある再灌流損傷に随伴することが多いことも注目される。好中球活性化が、再灌流損傷の一部として生じる。低体温法は、このような活性化を制限することができ、従って再灌流損傷を制限することができる。
従って数多くの療法を、一つの装置により送達することができる。その結果例えば現在梗塞患者において心拍数を減少するために使用される「β遮断」薬は、これらの低体温療法を受けている患者において用いる必要はない。
【００６８】
（再狭窄）
本装置及び方法の別の適応は、狭窄性動脈の治療である。狭窄性動脈は、組織及び／又は粥状斑の形成のために狭くなった血管である。狭窄性血管は、動脈を切開する血管形成術又はステント設置により治療される。治療時に血管壁は損傷されることがある。このような損傷は頻繁に(20〜50％)、炎症反応を引き起こし、これが一定期間後には結果的に血管に再狭窄を惹起し、その期間は6〜12ヶ月の範囲であるか、もしくは数年後であることさえある。
【００６９】
低体温法は炎症反応を緩和することは分かっている。例えば、再狭窄の過程の第一段階の一つは、損傷部位へのマクロファージ又は白血球細胞の遊走である。低体温法はこの遊走を制限することができる。更に低体温法は、自己分泌又はパラ分泌の形式で作用する分子により開始される反応及び過程を阻害することもできる。低体温法は、これらの様式に作用するPDGF及びEGFのようないくつかの増殖因子の放出(損傷部位において)を制限することもできる。
【００７０】
本願明細書に記した本発明は前述の目的を得ることが可能であるが、この開示は単に現時点で好ましい本発明の実施態様を例証するものであり、添付された「特許請求の範囲」に記されたもの以外を限定することを意図するものではないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1は、本発明の熱伝達エレメントのある実施態様の正面図である；
【図２】 図2は、図1の熱伝達エレメントの縦断面図である；
【図３】 図3は、図1の熱伝達エレメントの横断面図である；
【図４】 図4は、血管内で使用されている図1の熱伝達エレメントの透視図である；
【図５】 図5は、本発明の熱伝達エレメントの別の実施態様の破断透視図である；
【図６】 図6は、図5の熱伝達エレメントの横断面図である；
【図７】 図7は、全身冷却を引き起こし、その後人体を再加温することによる、患者に低体温状態を提供するためのある実施態様において使用されている熱伝達エレメントの概略図である；
【図８】 図8は、全身冷却を引き起こし、その後体を再加温することによる、患者に低体温状態を提供するための別の実施態様において使用されている熱伝達エレメントの概略図である；
【図９】 図9は、上大静脈内で使用されている実施態様における熱伝達エレメントの該略図である；
【図１０】 図10は、低体温療法下の体の血流量の多い臓器の優先的冷却を示す図である；及び
【図１１】 図11は、加熱毛布及び体温調節薬を使用する本発明の方法の例を示すチャート図である。

Claims (8)

1. 静脈に挿入可能な可撓性カテーテル、及び該可撓性カテーテルの末端部に装着された可撓性熱伝達エレメント有する、患者の体を血管を介して冷却又は加熱するシステムであって、該可撓性熱伝達エレメントが、可撓性ジョイントにより連結された複数の熱伝達セグメントを含み、該熱伝達セグメントが更に、複数の表面不規則構造を有し、該表面不規則構造が周囲流体の混合を生じるように形成され、かつ配置されている、該システム。
2. 患者の体を血管を介して冷却又は加熱するシステムであって：静脈に挿入可能な可撓性カテーテル；該可撓性カテーテルの末端部に装着された可撓性熱伝達エレメントを有し、該可撓性熱伝達エレメントが、可撓性ジョイントにより連結された複数の熱伝達セグメントを含み；かつ患者の体の選択された部分に熱を与える加温手段を含み、ここで、該加温手段が加熱毛布である、該システム。
3. 該加熱毛布が温風送風機を有し、かつ患者の選択された部位の体表面に温風を均等に送るための空気溝を含む、請求項２記載のシステム。
4. 前記加熱毛布が、電気抵抗ヒーターを備える、請求項３記載のシステム。
5. 前記可撓性ジョイントがベローを備える、請求項１記載のシステム。
6. 前記可撓性ジョイントが可撓性チューブを備える、請求項１記載のシステム。
7. 前記表面不規則構造が、各々熱伝達セグメント上に形成されたらせん状隆起、及びらせん状溝を含み；かつ各熱伝達セグメント上のらせん状隆起が、隣接する熱伝達セグメント上のらせん状隆起に対し逆らせん回転を有する、請求項１記載のシステム。
8. 該不規則構造が、該熱伝達エレメント内の流体の混合を生じるように形成され、かつ配置されている、請求項１記載のシステム。

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