JP6218727B2 - 液体式・高体温／低体温療法システム用温度制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、液体式・高体温／低体温療法システム用の温度制御装置に関する。

液体式・高体温／低体温療法システムは、例えば、独国特許第696 34 572 T2に開示されている。

液体式・高体温／低体温療法システムは、温度制御された液体を用いて人体あるいは動物の身体、体部位や臓器の温度を、正常な中核体温以上に上昇させる、または正常な中核体温以下に低下させるものであり、温度制御された液体を供給しそれによりかかる所望の体温変化を達成させる温度制御装置を必要としている。この液体の温度は、身体へ供給するあるいは身体から除去する熱量に応じて、温度制御装置内で制御されなければならない、すなわち、加熱または冷却されて所定の温度に維持されなければならない。

温度制御装置内で液体を加熱または冷却するためにはエネルギーが必要であり、これは一般にその地域（ローカル）の電力網によって供給される。したがって、従来の温度制御装置は、当該地域の電力網へ当該温度制御装置を接続可能にする電源を含んでいる。この電源のみならず温度制御装置の多くの各構成部品は、当該地域の電力網に適合しなければならない。世界の異なる領域には異なる各地域電力網があるため、温度制御装置が最終的に使用されると想定される世界の領域と、温度制御装置の電源及び温度制御装置自体が適合すべき電力網の仕様は、高体温／低体温療法用途に用いられる温度制御装置を構成するに際し、かなりの努力をもって、常に考慮されなければならない。

本発明の目的は、温度制御装置のかかる構成面を簡略化すること、及びシンプルな構成適用により世界の異なる各領域において使用することができる高体温／低体温療法システムための温度制御装置を提供することにある。

本発明の態様によれば、液体式の高体温／低体温療法システム用の温度制御装置であって、装置を地域電力網へ接続するための接続部と、液体容器、液体容器の中に設けられて、液体容器の中の液体を加熱するための加熱器、液体容器の中に設けられて、液体容器の中の液体を冷却するための冷却器、液体容器から液体を排出して、液体を高体温／低体温療法システムで使用できるように液体を外部に輸送する供給ポンプ、液体容器の中に設けられた温度センサ及び温度制御器を具備し、液体を加熱又は冷却するための液体温度制御部と、電源供給部とを備え、電源供給部を介して液体温度制御部のすべての電気消費体には、地域電力網に関係なく電力供給されると共に、消費体には直流電流で電力供給が行われ、液体温度制御部の電気消費体は、直流モータを用いた供給ポンプと、直流圧縮器を用いた冷却器を備えるものである。

本発明を、実施の形態により図１を参照して以下説明する。

本発明にかかる高体温／低体温療法システムための温度制御装置よれば、温度制御装置の構成面を簡略化できる共に、シンプルな構成の適用により世界の異なる各領域において使用することができるものである。

図１は、本発明にかかる温度制御装置の一実施形態を示す。 図２は、本発明にかかる温度制御装置の他の実施形態を示す。

本発明にかかる温度制御装置１の実施形態は、液体式・高体温／低体温療法システムにおいて使用されるもので図１に示されており、地域電力網３へ当該装置を接続する接続部（接続ユニット）２を含んでいる。この電力網は、独国では、２２０／３８０Ｖで５０Ｈｚの汎用交流系統網であり、日本では、１００Ｖで例えば６０Ｈｚの交流系統網であり、そして米国では、同様に、１２０Ｖで６０Ｈｚの交流系統網である。これらの相違は、特に各地域電力網の周波数における相違も含め、接続される交流が経時的に変化する結果により生じる漏れ電流の相違につながる。この点に関し、例えば、心臓切開手術のような場合に電流の影響を最小限に止めなければならない。特に外科環境における医療技術システムにおいては、厳しいガイドラインが適用される。かかる漏れ電流を最小限にするためには、従来の温度制御装置は、その中の送電に何らかの絶縁材を具備しなければならない。これは、材料コストの上昇につながる。特に、絶縁材は老化して、漏れ電流に関するガイドラインをもはや満たさない場合には交換しなければならないからである。

本発明にかかる温度制御装置は、接続部２を介して電力網３に接続され、液体の温度制御に必要な電力を、当該電力網から引き入れる。

液体の温度制御は、液体を加熱又は冷却するのに必要な構成部品を具備する液体温度制御部４によって行われる。これらの部品は、通常、液体容器５、加熱器６、冷却器７、供給ポンプ８、温度センサ９及び温度制御器１０を含み、単に概略的な形態で液体温度制御部４の構成部品の一例として図１に示されている。本実施形態において、供給ポンプ８は例えば直流モータで駆動するのに対し、冷却器７は直流圧縮器（コンプレッサー）を有している。一例として更にパイプライン１１が示されており、これを介して、ポンプ８は、液体容器５から液体を排出しこれを高体温／低体温療法システムで使用できるように外部へ輸送する、あるいは、これを介して、高体温／低体温療法システムから液体が輸送され液体容器５に戻される。このポンプは、本発明にかかる温度制御装置１の液体温度制御部４からの除去を可能とすべく、高体温／低体温療法システムの中に具備させることができる。温度制御装置１が用いられた高体温／低体温療法システムによるが、液体容器５内の液体用撹拌器のような他の構成部品が、液体温度制御部４に追加されても、あるいは省略されていてもよい。

本発明にかかる温度制御装置１の液体温度制御部の電気消費体、すなわち、例えば、加熱器６、冷却器７、供給ポンプ８及び温度センサ９、へ電力を供給するために、本発明によれば電源供給部１２を具備されている。電源供給部１２を介して液体温度制御部４のすべての電気消費体は一定の各接続負荷で、すなわち、地域電力網に関係なく、電気的供給を受ける。本発明によれば、例えば供給電圧４８Ｖでかつ電力３．５ｋＷまでの直流電流が供給される。このことは、本発明によれば、電源供給部を介して供給を受ける液体温度制御部４の電気消費体のすべてが電力網３に直接接続されておらず、この電力網用に設計されなくてもよいことを意味する。本発明によれば、むしろ、すべてが電源供給部１２により直流電流の供給を受けることを意味する。これにより、異なる各電気消費体には、本発明にかかる電源供給部１２によって異なる各電圧／電力を供給することができる。このことは図１において、電源供給部１２と液体温度制御部４との間の、一端側が各々破線で示された各接続によって示されている。本発明にかかる電源供給部１２はこれにより、各地域電力網への適合と、一定の各接続負荷を伴う電源への変換を行う。

本発明にかかる電源供給部によって、許容できる程度の努力で地域電力網の条件に適合させることができる温度制御装置が実現される。この装置が使用される領域の地域電力網への適合は、電源供給部を適切に設計することによって実現でき、この電源供給部における接続部への対向側は地域電力網への接続のために設計されなければならず、一方、液体温度制御部への対向側は、当該地域電力網とは関係なく、前述した均一な直流電力の供給が確保される。

本発明にかかる電源供給部として適切なものは、液体温度制御部に求められそれにより液体温度が制御できる１又は２以上の供給電圧、を標準で提供する一般的な電源（スイッチング電源を含む）である。

本発明によって提供される電源供給部により、液体温度制御部を地域電力網から電気的に分離することを実現できる。その結果、液体温度制御部について電力網からの改善された電気的非干渉化（decoupling）が実現され、電力網の帰還（feedback）及び漏れ電流を減少することができるため、高体温／低体温療法システムとしての使用において有益な効果を享受できる。この点において、医療技術システムとしての高体温／低体温療法システムは特に厳しい仕様を課せられているという事実に留意しなければならない。すなわち、本発明にかかる電源供給部によって実現される液体温度制御部による電力網からの非干渉化が有益とみなされる理由である。

液体温度制御部の各電気消費体へ直流電流を供給することは、駆動中におけるより正確な制御の可能性を提供する。個々の各電気消費体の電力制御を、例えばインバータと協働により、正確に行えるからである。このことは、液体温度制御部の加熱器／冷却器のみならず、一般に電動駆動するポンプについても当てはまる。概して、本発明にかかる温度制御装置の明確に改善された制御性は、高体温／低体温治療に使用した際の、雑音を減少させること（scenario）につながる。

本発明にかかる温度制御装置１の他の実施形態は図２に示されており、液体温度制御部４の各電気消費体へ電力を供給するバッテリ１５を更に含むものである。バッテリ１５は電源供給部１２に接続されており、電源網を介して電力供給が生じた際に当該供給部によって充電される。その結果、例えば、地域電力網が変動を受けるまたは完全に故障した場合に、各電気消費体への直流電流のフェイルセーフ供給を行うことが可能となる。この場合、バッテリ１５が電源供給部１２へ電力を供給可能だからである。したがって、温度制御装置を直流消費体で設計することにより、外科環境において、温度制御装置の連続駆動を確実にすることができる。

１ 液体式・高体温／低体温療法システム用の温度制御装置、２ 接続部、３ 地域電力網、４ 液体温度制御部、５ 液体容器、６，７，８，１０ 電気消費体、９ 温度センサ、１１ パイプライン、１２ 電源供給部、１５ バッテリ。

Claims (4)

1. 液体式の高体温／低体温療法システム用の温度制御装置（１）であって、
   上記装置を地域電力網（３）へ接続するための接続部（２）と、
   液体容器（５）、
   上記液体容器（５）の中に設けられて、上記液体容器（５）の中の液体を加熱するための加熱器（６）、
   上記液体容器（５）の中に設けられて、上記液体容器（５）の中の液体を冷却するための冷却器（７）、
   上記液体容器（５）から液体を排出して、液体を上記高体温／低体温療法システムで使用できるように液体を外部に輸送する供給ポンプ（８）、
   上記液体容器（５）の中に設けられた温度センサ（９）及び
   温度制御器（１０）を具備し、液体を加熱又は冷却するための液体温度制御部（４）と、
   電源供給部（１２）とを備え、
   上記電源供給部を介して上記液体温度制御部（４）のすべての電気消費体（５、６、７、８、１０）には、上記地域電力網（３）に関係なく、電力供給されると共に、上記消費体（６、７、８、１０）には直流電流で電力供給が行われ、
   上記液体温度制御部（４）の電気消費体は、直流モータを用いた供給ポンプ（８）と、直流圧縮器を用いた冷却器（７）を備えること
   を特徴とする温度制御装置。
2. 上記電源供給部（１２）が、一般的電源で実現されていること
   を特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
3. 上記電源供給部（１２）が、スイッチング電源で実現されていること
   を特徴とする請求項２記載の温度制御装置。
4. 上記液体温度制御部（４）の電気消費体（６、７、８、１０）に電力供給するためのバッテリ（１５）を備え、
   上記バッテリは、上記電源供給部（１２）に接続されて、上記電源供給部によって充電される、または、上記電源供給部に電力供給すること
   を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の温度制御装置。

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