JP6883026B2 - 空気循環療法のための空気流装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気循環療法のための装置及び方法に関するものである。本発明は、温度と速度と方向とを制御して空気を供給する空気流装置に関するものである。本発明は、空気循環又は空気対流療法のための装置に関するものである。特に、本発明は、炎症の治療又は傷害のリハビリのために温度を制御された空気流に係るものである。更に、本発明は、空気流装置からの制御された空気を受けるフローチャンバー内において治療部位の炎症を治療するための方法に係るものである。

痛み、熱、発赤、腫脹及び機能喪失は、体内の炎症に対する反応である。炎症は、軟部組織損傷、病原菌ないしウイルス又は刺激物による損傷細胞等の有害な刺激に対する防御反応である。炎症は、免疫細胞その他の分子及び血流を含む身体の防御システムとしての免疫システムの一部である。特に、白血球及び免疫システムの化学物質は、感染症及びバクテリア、ウイルス等の異物と戦うことができる。炎症は組織修復を開始し、組織から死んだ細胞又は損傷した細胞を除去する。

急性炎症は、通常、負傷に対する初期反応として、血液を損傷組織に送る。血漿と白血球が最初に到着するかも知れないが、最終的には完全な免疫応答が損傷組織にもたらされる。慢性炎症は、免疫応答によって引き起こされる新しい細胞への長引く曝露である。炎症により組織への新しい損傷が引き起こされるが、同時に、炎症は該組織を修復する。

炎症の治療は公知である。薬は痛みの面に対処することができる。従来の治療はＲＩＣＥ（安静、冷却、圧迫、挙上）をも含む。安静は損傷組織の緊張を軽減する。冷却療法ないし寒冷療法は血管収縮を引き起こし、血管収縮は損傷組織への流れを制限する。圧迫と挙上も炎症の張れと痛みに対処する。

寒冷療法の分野においては、アイスパックは基本的な処置である。布で覆われたアイスパックを損傷組織に当てることができるが、限界がある。アイスパックは限定的な接触の場合のみ効果的である。アイスパックは、損傷組織に乗せ或いは直接当てると、特に皮膚の薄い高齢者の場合には、低温火傷ないし凍傷を引き起こすおそれがある。

通常はリハビリ目的のために温熱療法を炎症の治療に用いることも知られている。増加した血流は、関節剛性を解除し、痛みを軽減し、治癒再生組織に酸素を与える。

寒冷療法は急性炎症と障害の初期治療のために伝統的に用いられており、温熱療法はリハビリ目的のために伝統的に用いられているが、温度制御療法として両者を提供する装置が必要である。

寒冷療法と温熱療法との両者を含む温度制御療法のための装置は、過去において種々の特許及び特許公報により開示されている。

２０１２年１月３１日、オーガスチン、スコットに与えられたアメリカ特許第８１０５３７０号は、空気注入式の熱ブランケットを開示している。該熱ブランケットは、身体及び治療部位に空気流を送る。外科医が該ブランケットを通して外科手術のために患者に届くように、該ブランケットを貫通する窓を有する手術用ドレープがある。該ブランケットを介して高温又は低温の空気を制御することにより、該ブランケットは身体及び治療部位又は手術部位の温度を制御する。

２０１１年４月２８日公開、ロー、マークＨ等の米国特許出願公開第２０１１００９８７９２号は、温度制御療法のための治療用ラップを開示している。入口と出口と少なくとも一つの流体チャネルとを有する流体袋が該治療用ラップに組み込まれている。治療部位のある身体部分に該ラップが着装されているときには、該流体チャネルを流れる流体の温度を制御することにより、治療部位に対する高温又は低温の伝達が制御される。該治療用ラップには、治療部位に対する高温又は低温の伝達を更に制御するために、絶縁層を備えさせてもよい。

２０１５年８月６日公開、ディラー、ケネスＲ等の米国特許出願公開第２０１５０２１６７１８号は、哺乳動物組織の電熱加熱又は電熱冷却用の別の装置を開示している。時間的および空間的次元を備えた複数の熱電素子が組織に当接される。各素子は高温又は低温を組織に伝達するように制御され、素子の調整は、高温及び低温のセットパターンをプログラムされたシーケンスと異なる持続時間で送達することができる。

従来技術においては、高温及び低温を流体又は空気の流れにより伝達することも知られている。空気の流れは、身体の治療部位に熱源及び冷熱源を与えるように温度制御されることが知られている。

２０１３年９月１２日公開、ギルダースリーブ、リチャード等の米国特許出願公開第２０１３０２３８０４２号は、温度制御療法を提供する装置と方法を開示している。治療用ラップは患者の身体における治療部位に温度制御された空気その他の気体を与える。整形外科的傷害その他の障害のために、治療部位は、可変の時間量、種々の温度にさらされる。また、気体温度の患者管理のためのフィードバック機構もある。

２００９年１０月２９日公開、ハーゲンズ、アランＲ等の米国特許出願公開第２００９０２７０９１０号は、身体部分の血流を増加させるための方法及び装置を開示している。身体部分の患部を収容する囲いが取り付けられる。該囲いは、略気密の囲いを形成するように、患部周囲の身体部分に着脱自在に密着される。治療する部位に接触することなく身体部分を囲む囲いを膨張させるためにポートを介して空気がポンプにより圧送される。空気圧による圧縮は、患部に接触することなく、患部への血流を増加させる。ポンプは、患部により高い又はより低い圧力を加える空気及び真空ポンプである。

本発明の目的は、空気循環療法ないし空気迂回療法のための装置を提供することにある。

本発明の目的は、空気対流療法のための装置を提供することにある。

本発明の目的は、温度制御を備えた空気流療法のための装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、循環療法のための制御空気流を備えた装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、空気対流に基く温度制御療法のための装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、炎症を治療するための制御空気流と温度制御とを備えた装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、第一の温度で空気を供給すること及びフローチャンバーから第二の温度で空気を回収することを制御するための空気流装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、空気をフローチャンバーに供給し、該フローチャンバーから回収する通路を制御する空気流装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、患者の身体の治療部位における炎症を調節された温度の空気流により治療することにある。

本発明の更に別の目的は、空気流の速度と空気の温度とを共に変えることにより治療を調整することにある。

本発明の上記その他の目的と利点は、添付の明細書から明らかになる。

本発明の実施例は、第一の温度と第一の速度で空気を供給し、第二の温度と第二の速度で空気を回収する空気流装置を含む。供給される空気が通る通路は、患者の身体部分における炎症の周囲を循環し、空気流装置に戻ることを含む。該空気流装置はホース部材を含み、該ホース部材は、外部流路を形成する外部流管と、内部流路を形成する内部流管とを有する。該内部流路は空気を回収し、該外部流路は空気を供給し又は送る。

該空気流装置は遠位コネクタを含み、該遠位コネクタは、外側スリーブ流路を有する外側スリーブと、内側スリーブ流路を有する内側スリーブとを備えている。該外側スリーブは、外側接続部と、シーリングフランジを備えたネジ部とを有する。内側スリーブは内側接続部とテーパ部とを有する。テーパ部とねじ部は、空気流装置を介して空気の供給と回収とを行うための他のアッタチメントと交換することができる。空気ポンプ供給手段は該ネジ部に接続することができる。一部の実施例においては、Ｏリングを該空気ポンプ供給手段に螺合させて該空気ポンプ供給手段を該外側スリーブに密閉させることができる。空気回収ユニットは、内側スリーブのテーパ部に接続することができる。空気は、外側スリーブを介して供給され、内側スリーブを介して回収される。

空気流装置の実施例は、炎症の治療部位に最も近いホース部材に取り付けられる近位コネクタをも含む。該近位コネクタは、外側ノズルボディ流路を有する外側ノズルボディと、内側ノズルボディ流路を有する内側ノズルボディとを備えている。空気は、外側ノズルボディを介して供給され、内側ノズルボディを介して回収される。一部の例においては、通路は、空気ポンプ供給手段から、遠位コネクタの外側スリーブ流路を通り、外部流管の外部流路を通り、近位コネクタの外側ノズルボディ流路を通り、治療部位に達し、近位コネクタの内側ノズルボディ流路に戻り、内部流管の内部流路を通り、空気回収ユニットに戻る。通路における温度と速度は、治療部位における効果的な治療的処置のために制御される。

通路の方向は、本発明の実施例にもよる。特に、近位コネクタは、供給用と回収用との流れの方向を変更する分散ヘッドとノズルヘッドとを備えている。通路の制御は、更に、近位コネクタの周囲に取り付けたリング部材と停止部材とを備えた空気流装置の実施例による影響を受ける。一部の例においては、リング部材は、内側ノズルボディに向かう凹面状のフランジ付きリムを備えている。該フランジ付きリムは、ノズルヘッド及び分散ヘッドと協働し、供給された空気の方向を更に変更する。この方向の変更は、空気流の温度と速度についての治療上の推奨事項に従って、ランダム化し又は予め設定することができる。様々な設定により、治療セッション用に炎症の治療を行うために、所定の範囲の温度と速度とを可能にすることができる。

本発明の実施例は、空気循環療法のための装置を含む。空気循環用の該装置は、患者を治療するための治療装置の意味における空気流装置を含む。空気循環療法又は空気対流療法は、炎症および関節剛性を軽減するための空気流により治療部位に加熱と冷却とを加えることである。該装置の実施例は、内部容積と開口部とを有するフローチャンバーを含む。近位コネクタは、該フローチャンバーを介して空気の供給と回収とを行うために該開口部に密嵌される。身体取付手段は、身体部分がフローチャンバーに挿入されるように該フローチャンバーと一体化されている。該装置は、遠位コネクタにて空気ポンプ供給手段と空気回収ユニット手段とを接続し、空気の通路を完成させる。温度センサと空気流量センサは、開口部又は治療部位に近接しており、これらのセンサに接続された制御手段は、該センサからのデータにより、空気ポンプ供給手段と空気回収ユニット手段とを調節する。回収される空気用のフィルタは、微粒子、香り、薬、鎮痛剤その他の汚染物質を濾す。本発明の実施例は、治療部位の炎症を治療する方法を含む。治療部位を有する身体部分をフローチャンバー内に挿入する。身体部分を閉じた後、空気ポンプ供給手段は、遠位コネクタの外側スリーブと、外部流管と、近位コネクタの外側ノズルボディとを介して、フローチャンバー内の治療部位に至る空気流を起こす。一部の空気は、フローチャンバーから、近位コネクタの内側ノズルボディと、内部流管と、遠位コネクタの内側スリーブとを介して、空気回収ユニット手段に戻る。特定の流速の第一の温度で供給される空気の高温又は低温により炎症を治療する。続いて、空気は、フローチャンバーから第二の温度で空気回収ユニット手段に排出される。装置のセンサは、調整、アクティブ制御又は特定の治療用の所定範囲の温度と速度のために、温度と流速とを検出することができる。

図１は、本発明による空気流装置の一実施例を示す断面図である。 図２は、図１の空気流装置における遠位コネクタの一実施例を示す上方斜視図である。 図３は、図２の遠位コネクタの側面図である。 図４は、図２の遠位コネクタの端面図である。 図５は、図１の空気流装置における近位コネクタの一実施例を示す上方斜視図である。 図６は、図５の近位コネクタの側面図である。 図７は、図１の空気流装置におけるリング部材の一実施例の上方斜視図である。 図８は、図５のリング部材の側面図である。 図９は、遠位コネクタのネジ部に取り付けられるＯリングの一実施例の上方斜視図である。 図１０は、近位コネクタに対してリング部材を取り付けるための固定部材の一実施例の上方斜視図である。 図１１は、循環療法のための装置の斜視図であり、フローチャンバーまたはカフ内の患者の手又は足を示している。 図１２は、循環治療のための装置を示す概略図であり、処置の推奨例による空気速度と空気温度との調整を示す。

図１〜図９において、本発明の空気流装置１０の実施例は、空気を供給し、空気を回収する。供給される空気の温度と回収される空気の温度は異なる。供給される空気は、第一の温度で供給される。供給される空気が移動する通路は、患者の身体部分における炎症の周囲を循環し、空気流装置に戻る。空気は第二の温度で回収され、炎症から離れて排出される。

空気流装置１０の実施例は、近位端２０'と、該近位端に対向する遠位端２０''とを有するホース部材２０を含む。該ホース部材は、外部流路２２'を形成する外部流管２２と、内部流路２４'を形成する内部流管２４とを有する。図１は波形のース部材２０を示すが、本発明は特定の表面を必要とするものではない。内部流管２４は外部流管２２と同心に配設され、以て内部流管２４と外部流管２２とが同軸上となる。図１は、外部流管２２内に取り付けられた内部流管２４を示すが、内部流管２４と外部流管２２とは、それぞれ別の管であってもよい。内部流路２４'は空気を回収するのに対し、外部流路２２'は空気を供給するのであるから、内部流路２４'は外部流路２２'に対して密閉されなければならない。内部流路２４'は外部流路２２’の内側にあってもよいが、該内部流路２４'と該外部流路２２’とはホース部材２０内で直接流体連通するものではない。供給される空気と回収される空気とは分離されなければならない。

図１〜図４は、ホース部材２０の遠位端２０”に取り付けられた遠位コネクタ３０の実施例を示す。遠位コネクタ３０は、外側スリーブ流路３２’を有する外側スリーブ３２と、内側スリーブ流路３４’を有する内側スリーブ３４とを備えている。外部流路２２'は外側スリーブ流路３２'と流体接続され、内部流路２４’は内側スリーブ流路３４'と流体接続されている。外側スリーブ３２は、外側接続部３６と、シーリングフランジ４０を備えたネジ部３８とを有する。図１は、外側接続部３６が外部流管２２に摩擦嵌合または機械的嵌合する状態を示す。ねじ部３８は、ホース部材２０の反対側にある。内側スリーブ３４は内側接続部４２とテーパ部４４とを有し、該内側接続部４２は内部流管２４に摩擦嵌合する。図２、図４は、外側スリーブ３２と同心円状に該外側スリーブ３２の内側に取り付けられた内側スリーブ３４を示す。

図２は、遠位コネクタ３０の端部と同一平面にある外側接続部３６及び内側接続部４２を示す。ホース部材２０は、遠位コネクタ３０内に均一に挿入することができる。図３、図４は、ネジ部３８を貫通するテーパ部４４を備えた遠位コネクタの反対側を示す。テーパ部４４とフランジ付きねじ部３８は、空気流装置１０を介して空気の供給と回収とを行うための他のアッタチメントと交換することができる。例えば、図１２の空気ポンプ供給手段１００は、ネジ部３８に着脱自在に接続し、外側スリーブ流路３２'と流体接続することができる。その結果、図１、図９のＯリング１１０はネジ部３８に螺合し、空気ポンプ供給手段１００を外側スリーブ３２に密閉することができる。内側スリーブ３４については、図１２の空気回収ユニット手段１３０は、テーパ部４４に着脱自在に接続され、内側スリーブ流路３４'と流体接続される。空気は、外部流管２２と内部流管２４とに対応して、外側スリーブ３２を介して供給され、内側スリーブ３４を介して回収される。流路２２'、２４'と同様に、内側スリーブ流路３４'は、外側スリーブ流路３２'内にあってもよいが、これらの流路３２'、３４'は、遠位コネクタ３０内で直接流体連通していない。

図４は、外側スリーブ３２の内面と内側スリーブ３４の外面との間に複数のバッフル１２０を有する別の実施例を示す。各バッフル１２０は、空気を遠位コネクタ３０からホース部材２０の近位端２０’に向けるように、湾曲させてもよい。空気速度を増加させるための湾曲若しくはねじれ、又は空気速度を遅くするための妨害的な形状もそれぞれ可能である。バッフル１２０は、外側スリーブ流路３２'内にあり、外側スリーブ３２と外部流管２２とに関し内側スリーブ３４と内部流管２４との整列を支持する。

図１、図５、図６は、空気外側ノズル流装置１０の近位コネクタ５０の実施例を示す。該近位コネクタ５０はホース部材２０の近位端２０'に取り付けられる。近位端２０'は炎症の治療部位に最も近い。近位コネクタ５０は典型的には患者の身体部分に近い。図1は、外側ノズルボディ流路５２'を有する外側ノズルボディ５２と、内側ノズルボディ流路５４'を有する内側ノズルボディ５４とを備えた近位コネクタ５０を示す。更に二つのフローチャンネルがある。同様に、空気は、外側ノズルボディ５２を介して供給され、内側ノズルボディ５４を介して回収され、これらノズルボディは外部流管２２/外側スリーブ３２と内部流管２４/内側スリーブ３４とに対応する。流路２２’、２４’、３２’、３４’と同様に、内側ノズルボディ流路５４'は外側ノズルボディ流路５２'内にあってもよいが、これらの流路５２'、５４'は各別である。これらの流路５２'、５４'は、近位コネクタ５０内で直接流体連通していないが、治療部位を介して流体連通する。通路は、空気ポンプ供給手段１００から、遠位コネクタ３０の外側スリーブ流路３２’を通り、外部流管２２の外部流路２２'を通り、近位コネクタ５０の外側ノズルボディ流路５２'を通り、治療部位に達し、近位コネクタ５０の内側ノズルボディ流路５４'に戻り、内部流管２４の内部流路２４'を通り、空気回収ユニット手段１３０に戻る。通路における温度と速度は、治療部位における効果的な治療的処置のために制御される。

図５〜図６は、外側取付部５６と分散ヘッド５８とを備えた外側ノズルボディ５２を示す。外部流管２２は図１の外側取付部５６に摩擦嵌合され、外部流路２２'は外側ノズルボディ流路５２'と流体接続される。また、図１に示すように、内側ノズルボディ５４は内側取付部６０とノズルヘッド６２とを備えている。内部流管２４は内側取付部６０と摩擦嵌合され、内部流路２４'は内側ノズルボディ流路５４'と流体接続される。図１、図５、図６は、内側ノズルボディ流路５４'と流体接続する開口部６４を備えたノズルヘッド６２を示す。

ノズルヘッド６２は、図５〜図６に示すように、歯付き開口部６８を有する略円錐台形キャップ６６を備えている。歯付き開口部６８の抗力と空気速度は、推奨される治療又は特定の温度において必要な速度の範囲に応じて、開口部６４を変更することにより、又は空気速度若しくはその両方を変更することにより、調整することができる。図１は、外側ノズルボディ５２に垂直なフランジ５９を備えた分散ヘッド５８に適合する実施例を示す。ノズルヘッド６２と分散ヘッド５８は、外側ノズルボディ流路５２'を内側ノズルボディ流路５４'に垂直に協動的に向ける。乱流を避け、供給された空気を直接回収するためには、ミスディレクションが重要である。分散ヘッド５８からの空気は、開口部６４に戻される前に治療部位に到達しなければならない。更に、図１、図５、図６は、空気の回収用にこの通路を流路５４’、３４’、２４’に垂直に維持するために、分散ヘッド５８のフランジ５９に合わせた状態のキャップ６６の裏側６７を示す。図５〜図６に示すように、分散ヘッド５８のフランジ５９とキャップ６６の裏側６７との間に複数のスペーサ６９がある。該スペーサ６９は、内側ノズルボディ５４の周囲に配設してもよい。

前記通路の制御は、リング部材７０を近位コネクタ５０の周囲に取り付けた空気流装置１０の実施例により更に影響を受ける。他の従来技術は、速度又は温度の効果と効率とに関わる追加の構造なしに、速度又は温度を増加又は減少させるのみである。本発明は、種々の速度で通路と熱風とを制御することにより、熱風以上のものを治療部位に供給する。リング部材７０は、近位コネクタ５０の周囲に係合しているリングボディ７２として図１、図７、図8、に示されている。リングボディ７２は第一端７２’と第二端７２”とを有し、第一端７２’上にはフランジ付きリム７４がある。

リング部材７０の実施例は、内側ノズルボディ５４の開口部６４に向かう凹面としてフランジ付きリム７４を示している。一例として、フランジ付きリム７４は一つの平面部７６と該平面部７６の両側の二つの曲面部７８とよりなる。フランジ付きリム７４は図１の分散ヘッド５８に隣接する。フランジ５９とフランジ付きリム７４は外側ノズルボディ流路５２'からの空気を導く。フランジ付きリム７４はノズルヘッド６２及び分散ヘッド５８と協働し、空気を回収するために外側ノズルボディ流路５２'を他の流路５４’、３４’、２４’に対する垂直から変更する。リング部材７０は分散ヘッド５８からの空気の噴霧をランダム化するために回転自在である。ランダム化は、空気流が分散ヘッド５８から直接解放されて開口部６４に戻ることを防止する。速度と方向は、特定の速度と温度の空気を治療部位に供給するに足る種々の割合で回転させることができる。

また、図１、図１０は、近位コネクタ５０の周囲に取り付けた停止部材８０を示す。停止部材８０は、内側ノズルボディ５４、特に内側ノズルボディ５４のキャップ６６、に関連してリング部材７０の位置を定めるように、円筒体８２を近位コネクタ５０の周囲に取り付けると共にリング部材７０の第二端７２”に当接させてなるものである。停止部材８０はリング部材７０と協働して通路を分散ヘッド５８から治療部位に変え、最終的には開口部６４に戻す。図１は、リング部材７０内にばね手段１４０を配設した一つの実施例を示す。ばね手段１４０は、停止部材８０とリング部材７０とに係合し、フランジ付きリム７４により分散ヘッド５８に圧力を加えるようにした圧縮ばね、引張ばね又は他の公知の弾性ばねでよい。より速い空気は、フランジ付きリム７４を分散ヘッド５８から更に離し、フランジ５９の垂直からのずれを変える。より遅い空気は、ばね手段１４０にあまり抵抗せず、別の通路が治療部位に至る。治療セッション用に炎症を処置するために、種々の設定により予め定められた温度と速度とを得ることができる。

本発明は、空気循環療法のための装置２００をも含む。空気循環用の該装置２００は、患者を治療するための治療装置の意味における空気流装置１０を含む。空気循環療法又は空気迂回療法は、炎症および関節剛性を軽減するための空気流により治療部位２０２に加熱と冷却とを加えることである。温度調節された環境の利用も可能である。アイスパック、加温パッド等の従来の温度制御療法は損傷組織との面接触を必要とする。開放創又は関節内の傷害の治療は可能又は効果的ではなかった。他の空気流療法は、炎症の治療のための空気圧による圧縮又は治療のための空気温度の使用のみに頼るものであった。本発明における対流を伴う移動空気は障害の治療により効率的である。本発明における種々の速度での温度制御された移動空気は、表面処理よりも深く損傷組織内に加熱又は冷却を浸透させる。装置２００は、加熱又は冷却された空気を種々の速度で炎症又は他の健康状態に送り込む。図１１〜図１２は、空気流装置１０を備えた空気循環療法のための装置２００を示す。

内部容積１５４を定める表面壁１５２と開口部１５６とを有するフローチャンバー１５０が配設されている。該フローチャンバー１５０は、空気流装置１０が供給する空気の量により、膨張した形状と収縮した形状とを有する。膨張した形状は、表面壁１５２が身体部分又は治療部位に接触していない膨張した設定である。また、フローチャンバー１５０は、内部容積１５４の空気流が膨張した形状よりも少ない収縮した形状もある。収縮した形状の収縮した設定は、空気流が少量若しくは皆無であるため、フローチャンバー１５０を身体部分から除去することができる。収縮した形状においては、表面壁１５２は身体部分に接触することもある。

図１１に示すように、近位コネクタ５０が開口部１５６に着脱自在に取り付けられ、以て外部流管２２とフローチャンバー１５０とが密嵌されると共に、フローチャンバー１５０とホース部材２０における外部流路２２'及び内部流路２４'とが流体接続される。

図１１には身体取付手段１６０も示されているが、このものは身体部分がフローチャンバー１５０に挿入されるように該フローチャンバー１５０と一体化されている。図１１は、膝関節に治療部位２０２を有する膝としての鍼体部分を示す。一定の温度の動く空気が近位コネクタ５０を介してホース部材２０により治療部位２０２に供給される。身体取付手段１６０は、フローチャンバー１５０の上端と下端とを身体部分に閉めることにより、フローチャンバー１５０の内部容積１５４を最初に設定することができる。該内部容積１５４を設定することにより、膨張した形状と収縮した形状も設定される。図１１は、弾性バンドとしての身体取付手段１６０を示す。他の公知の身体取付手段１６０には、面ファスナーが付いたストラップ、引き紐、スナップフィットコネクタ、摩擦フィットバンド及び接着剤が含まれる。身体取付手段１６０は、空気流装置からの空気の通路が治療部位２０２に到達するように、身体部分に略密着しなければならない。身体取付手段１６０における漏れが大きすぎる場合には効率が低下するおそれがあるが、気密シールする必要はなく、身体取付手段１６０は内部容積における特別な圧力を維持するものではない。その圧力は、治療中の患者が温度と速度の範囲を経験するにつれて変わることもある。

装置２００は、更に、ネジ部３８に着脱自在に取り付けられると共に外側ノズルボディ流路５２'に流体接続される空気ポンプ供給手段１００と、テーパ部４４に着脱自在に連結されると共に内側スリーブ流路３４’に流体接続される空気回収ユニット手段１３０とを備えている。

一部の実施例においては、空気ポンプ供給手段１００は、治療部位２０２に供給される空気の流速と温度との熱力学により、空気回収ユニット手段１３０であってもよい。一般に、空気ポンプ供給手段１００は、図１２に示すように、ファン手段１０２と温度調節手段１０４とよりなる。空気ポンプ供給手段１００のファン手段１０２は、ポンプ１０２’’’、ファン１０２’、ブロワー１０２’’又はその他の装置を含む。空気の速度を更に調節するためのアクセレレータ１０６もある。温度調節手段１０４は、熱交換器１０４’’’、ラジエータ１０４’’、コンプレッサ１０４’又はその他の装置を含む。熱交換器１０４’’’は、例えば、空気を設定温度のコイル状チューブを通過させるようにしたもの等、公知のものでよい。したがって、空気ポンプ供給手段１００は、温度調節手段１０４により一定温度の空気の流れを発生させる。加熱された空気と冷却された空気とが特定の速度で発生される。同様に、空気回収ユニット手段１３０は、各々のファン手段１３２と各々の温度調節手段１３４とにより構成される。各々のファン手段１３２もポンプ、ファン、ブロワー又は他の装置でよい。各々の温度調節手段１３４もヒーター、熱交換器、コンプレッサ又は他の装置でよい。空気回収ユニット手段１３０は治療部位２０２からの排気を受けるため、空気は空気ポンプ供給手段１００により供給された空気よりも高温又は低温となる。

別の実施例における空気ポンプ供給手段１００ａを図１２に示す。該空気ポンプ供給手段１００ａは、熱電カプラー１０２ａとベースプレート１０４ａとインペラー１０６ａと固定フィン１０８ａとよりなる。カプラー１０２ａは回路用ヒートシンクその他の電子発熱体又は電子冷却体１０５ａである。熱電カプラー１０２ａは熱をベースプレート１０４ａに伝える。他の実施例においては、熱電カプラー１０２ａは冷却用に熱をベースプレート１０４ａから伝える。ベースプレート１０４ａとインペラー１０６ａとはエアギャップ１０１ａにより分離され、該エアギャップ１０１ａを横切って熱伝達させるようにしている。空気は、インペラー１０６ａの回転により取り入れ口に入る。空気は、開ループ構成の大気又は閉ループ構成の遠位コネクタ３０の内側スリーブ流路３４’からの大気である。空気は、インペラー１０６ａとベースプレート１０４ａとの間のエアギャップ１０１ａに流れる。熱伝達は、ベースプレート１０４ａがエアギャップ内の空気から熱を集散させることにより、加熱又は冷却する。加熱又は冷却された空気は、エアギャップ１０１ａから固定フィン１０８ａに流れる。一部の実施例においては、空気は、固定フィン１０８ａを通過し、遠位コネクタ３０の外側スリーブ流路３２’に至る。エアギャップ１０１ａ内の加熱された空気又は冷却された空気は、装置２００により治療部位２０２に向けられる。インペラー１０６ａは、大気から及びエアギャップ１０１ａから固定フィン１０８ａを通して、空気を流す。結合された空気の供給源は、エアギャップ１０１ａからの加熱された空気は加熱用の大気よりも既に温度が高いため、より効率的である。エアギャップ１０１ａからの冷却された空気は、固定フィン１０８ａを通過する冷却用の大気よりも既に温度が低い。固定フィン１０８ａは、インペラー１０６ａにより引き込まれる大気のための熱伝達の単一源ではない。大気及びエアギャップからの十分に加熱又は冷却された空気は固定フィンを通過する。温度調節のためのエアギャップの加熱と散逸は、もう一つの可能な温度調節手段１０４である。無駄に使われる熱のためのヒートシンクの代わりに、本発明は、空気の動きによる一層効率的な加熱及び冷却の温度調節用の熱電熱を取り入れている。

図１２は、開ループ構成と閉ループ構成を含む実施例を示唆している。閉ループ構成の実施例は、空気ポンプ供給手段１００を含む。該空気ポンプ供給手段１００は、同時に空気回収ユニット手段１３０でもあるが、制御された空気が一端（外側スリーブ流路３２’）から吹き、換気された排気が他端（内側ノズルボディ流路５４'）から回収される。このような実施例の熱力学は、エネルギーの交換と損失における主要な考察事項である。閉ループであっても、装置２００はクローズドシステムではない。加えられるエネルギーと損失は対処する必要がある。図１２は、空気ポンプ供給手段１００と空気回収ユニット手段１３０とが分離した開ループ構成の実施例を示しているが、種々のバッフルと、ばねと、流速の障害とを備える閉ループ構成も可能である。

図１１〜図１２は、フローチャンバー１５０と流体接続される温度センサ１６２と空気流量センサ１６４とを備えた装置２００を示す。これらのセンサ１６２、１６４は、開口部１５６又は治療部位２０２に近接している。図１２は、温度センサ１６２及び空気流量センサ１６４からのフィードバックデータを回収するために、空気ポンプ供給手段１００と、空気回収ユニット手段１３０と、温度センサ１６２と、空気流量センサ１６４とに接続された制御手段１６６を含む。制御手段１６６は、回収したデータにより、空気ポンプ供給手段１００と空気回収ユニット手段１３０とを調節する。装置２００は、より効率的であり、所望の温度調節のためにあまり多くの熱を必要としない。更に別の実施例は、内側ノズルボディ流路５４'を介して空気と流体接続されているフィルタ１６８を含む。ホース部材２０に入る空気は、微粒子、香り、薬、鎮痛剤その他の汚染物質を濾す必要がある。近位コネクタのノズルヘッド６２と遠位コネクタ３０の内側スリーブ３４との間にフィルタ１６８を配設することができる。

本発明の実施例は、治療部位２０２の炎症を治療する方法を含む。空気流装置１０を組み立て、近位コネクタ５０をフローチャンバー１５０に取り付け、外部流路２２'と内部流路２４'とを内部容積１５４内で流体接続させる。治療部位２０２を有する身体部分をフローチャンバー１５０内に挿入し、続いて、フローチャンバーを内部容積１５４内の治療部位がある身体部分に閉じ又は密着させる。空気ポンプ供給手段１００をネジ部３８に接続して外側スリーブ流路３２’と流体接続させ、空気回収ユニット手段１３０をテーパ部４４に接続して内側スリーブ流路３４’と流体接続させる。空気は、空気ポンプ供給手段１００から外部流管２２を介して第一の温度でフローチャンバー１５０に入り、フローチャンバー１５０を満たす。空気は、特定の流速で高温又は低温で炎症を治療する。続いて、空気は、第二の温度でフローチャンバーから抜かれ、内部流管２４を通って空気回収ユニット手段１３０に達する。温度センサ１６２と空気流量センサ１６４とがフローチャンバー１５０と流体接続するように取り付けられているときには、該温度センサと該空気流量センサとから得られたフィードバックデータは前記第一の温度、前記第二の温度その他のパラメーターを確認する。空気ポンプ供給手段と空気回収ユニット手段は、該空気ポンプ供給手段と空気回収ユニット手段と温度センサと空気流量センサとに接続された制御手段により、該フィードバックデータに応じて調整することができる。温度のほか、空気ポンプ供給手段と空気回収ユニット手段の流量は、該空気ポンプ供給手段と該空気回収ユニット手段の調節をおこなうためにも使用することができる。

本発明は、特定の温度と速度の空気の流れを備えたフローチャンバーの装置及び方法を提供する。炎症の治療と関節の治療的使用は装置の実用例であるが、他の用途も可能である。装置の空気循環又は空気迂回は、動く空気からの加熱又は冷却を治療又は治療部位における炎症を軽減させるために使用する。空気の温度と圧力ではなく空気の動きは他の分野でも使用することができる。本発明の通路における空気の流れの制御された温度と速度とを備えた空気対流は、加熱空気又は冷却空気を身体部分の治療部位に送る。温度が制御された治療は、単なる加熱空気ではなく、動く空気に基くものである。対流は、低温火傷のリスク又は身体部分に対する他の表面接触リスクを伴うことなく、損傷組織により完全に深く浸透する。本発明の装置は、炎症の治療のための制御された空気の流れと温度の制御とを提供する。

本発明の実施例は、第一の温度と第一の速度で空気を供給し、フローチャンバーから第二の温度と第二の速度で空気を回収する。フローチャンバー内の炎症又は他の治療部位は、治療のために高温又は低温及び空気の動きを受ける。フローチャンバーを閉じた状態で、空気の一部は回収され又は少なくとも装置内に再循環される。装置内の空気の通路は、フローチャンバーに供給される空気とフローチャンバーから回収される空気とを含む。回収前に、患者の身体における炎症等の治療部位は、規制された温度、速度及び方向の空気の流れにさらされる。空気の流れの速度と温度は、所望の治療効果により、同時に又は各別に変更され得る。

本発明における上述の開示及び説明は例示的なものである。例示した構造、構成及び方法は、本発明の要旨から逸脱することなく、細部を種々に変更することができる。

Claims (18)

1. 近位端２０'と該近位端の反対側にある遠位端２０''とを有するホース部材２０を備え、該ホース部材は外部流路２２'を形成する外部流管２２と内部流路２４'を形成する内部流管２４とよりなり、該内部流管は該外部流管内に該外部流管と同心円状に配設され、該内部流路は該外部流路に対して密閉され、
   前記ホース部材の遠位端には遠位コネクタ３０を取り付け、該遠位コネクタは外側スリーブ流路３２’を有する外側スリーブ３２と内側スリーブ流路３４’を有する内側スリーブ３４とを備え、
   前記外側スリーブは、外側接続部３６と、シーリングフランジ４０を備えたネジ部３８とを有し、該外側接続部を前記外部流管に摩擦嵌合し、前記外部流路を前記外側スリーブ流路と流体接続してなり、
   前記内側スリーブは、内側接続部４２とテーパ部４４とを備え、該内側接続部を前記内部流管に摩擦嵌合し、前記内部流路を前記内側スリーブ流路に流体接続し、該内側スリーブを前記外側スリーブ内に該外側スリーブと同心円状に配設してなり、
   前記ホース部材の近位端に近位コネクタ５０を取り付け、該近位コネクタは、外側ノズルボディ流路５２'を有する外側ノズルボディ５２と内側ノズルボディ流路５４'を有する内側ノズルボディ５４とを備えてなり、
   前記外側ノズルボディは外側取付部５６と分散ヘッド５８とを備え、前記外部流管は該外側取付部に摩擦嵌合され、前記外部流路は前記外側ノズルボディ流路に流体接続され、
   前記内側ノズルボディは内側取付部６０とノズルヘッド６２とを備えてなり、前記内部流管は該内側取付部と摩擦嵌合され、前記内部流路は前記内側ノズルボディ流路と流体接続され、
   前記ノズルヘッドは前記内側ノズルボディ流路と流体接続する開口部６４を備え、
   前記近位コネクタの周囲にリング部材７０を取り付け、該リング部材は、該近位コネクタの周囲に係合し、第一端７２’と第二端７２”とを有するリングボディ７２と、該一端上のフランジ付きリム７４とよりなり、
   前記フランジ付きリム７４は前記内側ノズルボディの開口部に向かう凹面を有し、
   更に、停止部材８０を前記近位コネクタの周囲に取り付け、該停止部材は、該近位コネクタの周囲に取り付けると共に前記内側ノズルボディのキャップに関連して前記リング部材の位置を定めるように該リング部材の第二端に当接させた円筒体８２よりなる、
   空気流装置１０。
2. 前記内側接続部は前記外側接続部と整列し、前記テーパ部は前記ネジ部を貫通し、前記内部流路と前記内部流管とは前記外部流路内にあることを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
3. 更に、空気ポンプ供給手段１００を前記ネジ部に着脱自在に接続すると共に前記外側スリーブ流路に流体接続したことを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
4. 更に、Ｏリング１１０を前記ネジ部に螺合し、該Ｏリングは前記空気ポンプ供給手段を前記外側スリーブに密閉することを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
5. 更に、前記外側スリーブの内面と前記内側スリーブの外面との間に複数のバッフル１２０を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
6. 前記各バッフルは、流れを前記ホース部材の近位端に向けるように湾曲形状を有することを特徴とする請求項５に記載の空気流装置。
7. 更に、空気回収ユニット手段１３０を前記テーパ部に着脱自在に接続すると共に前記内
   側スリーブ流路に流体接続したことを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
8. 前記ノズルヘッドは歯付き開口部６８を有する略円錐台形キャップ６６を備え、前記分散ヘッドは前記外側ノズルボディに垂直なフランジ５９を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
9. 前記ノズルヘッドと前記分散ヘッドは前記外側ノズルボディ流路を前記内側ノズルボディ流路に垂直に協動的に向けることを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
10. 前記ノズルヘッドのキャップの裏側６７を前記フランジに合わせたことを特徴とする請求項８に記載の空気流装置。
11. 更に、前記フランジとキャップの前記裏側との間に複数のスペーサ６９を配設をしたことを特徴とする請求項１０に記載の空気流装置。
12. 前記フランジ付きリムは一つの平面部７６と該平面部の両側の二つの曲面部７８とよりなることを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
13. 前記フランジ付きリムは前記ノズルヘッド及び前記分散ヘッドと協働して前記外側ノズルボディ流路を垂直から変更することを特徴とする請求項１２に記載の空気流装置。
14. 更に、前記リング部材内にばね手段１４０を配設し、該ばね手段は前記停止部材と前記リング部材とに係合して前記フランジ付きリムにより前記分散ヘッドに圧力を加えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空気流装置。
15. 近位端２０'と該近位端の反対側にある遠位端２０''とを有するホース部材２０を備え、該ホース部材は外部流路２２'を形成する外部流管２２と内部流路２４'を形成する内部流管２４とよりなり、該内部流管は該外部流管内に該外部流管と同心円状に配設され、該内部流路は該外部流路に対して密閉され、
    前記ホース部材の遠位端には遠位コネクタ３０を取り付け、該遠位コネクタは外側スリーブ流路３２’を有する外側スリーブ３２と内側スリーブ流路３４’を有する内側スリーブ３４とを備え、
    前記外側スリーブは、外側接続部３６と、シーリングフランジ４０を備えたネジ部３８とを有し、該外側接続部を前記外部流管に摩擦嵌合し、前記外部流路を前記外側スリーブ流路と流体接続してなり、
    前記内側スリーブは、内側接続部４２とテーパ部４４とを備え、該内側接続部を前記内部流管に摩擦嵌合し、前記内部流路を前記内側スリーブ流路に流体接続し、前記内部流路を前記外側スリーブ内に該外側スリーブと同心円状に配設してなり、
    前記ホース部材の近位端に近位コネクタ５０を取り付け、該近位コネクタは、外側ノズルボディ流路５２'を有する外側ノズルボディ５２と内側ノズルボディ流路５４'を有する内側ノズルボディ５４とを備えてなり、
    前記外側ノズルボディは外側取付部５６と分散ヘッド５８とを備え、前記外部流管は該外側取付部に摩擦嵌合され、前記外部流路は前記外側ノズルボディ流路に流体接続され、
    前記内側ノズルボディは内側取付部６０とノズルヘッド６２とを備えてなり、前記内部流管は該内側取付部と摩擦嵌合され、前記内部流路は前記内側ノズルボディ流路と流体接続され、
    前記ノズルヘッド６２は前記内側ノズルボディ流路と流体接続する開口部６４を備え、
    前記近位コネクタの周囲にリング部材７０を取り付け、該リング部材は、該近位コネクタの周囲に係合し、第一端７２’と第二端７２”とを有するリングボディ７２と、該一端上のフランジ付きリム７４とよりなり、
    前記フランジ付きリム７４は前記内側ノズルボディの開口部に向かう凹面を有し、
    更に、停止部材８０を前記近位コネクタの周囲に取り付け、該停止部材は、該近位コネクタの周囲に取り付けると共に前記内側ノズルボディのキャップに関連して前記リング部材の位置を定めるように該リング部材の第二端に当接させた円筒体８２よりなり、
    内部容積１５４を定める表面壁１５２と開口部１５６とを有するフローチャンバー１５０を備え、該フローチャンバーは膨張した形状と収縮した形状とを有し、該フローチャンバーは前記外部流路と前記内部流路との間で流体接続され、
    前記近位コネクタ５０は前記開口部に着脱自在に取り付けられ、以て前記外部流管と前記フローチャンバーとが密嵌されると共に、該外部流管と該フローチャンバーとの間及び前記内部流管と該フローチャンバーとの間が流体接続され、
    前記フローチャンバーと一体化された身体取付手段１６０を備え、
    前記ネジ部３８に着脱自在に接続されると共に前記外側スリーブ流路と流体接続された空気ポンプ供給手段１００を備え、
    前記テーパ部４４に着脱自在に接続されると共に前記内側スリーブ流路と流体接続された空気回収ユニット手段１３０を備え、
    前記フローチャンバーと流体接続された温度センサ１６２を備え、
    前記フローチャンバーと流体接続された空気流量センサ１６４を備え、
    前記空気ポンプ供給手段と前記空気回収ユニット手段と前記温度センサと前記空気流量センサとに接続された制御手段１６６とを備えた、
    空気循環療法のための装置２００。
16. 前記空気ポンプ供給手段１００はファン手段１０２と温度調節手段１０４とよりなり、前記空気回収ユニット手段１３０は別のファン手段１３２と別の温度調節手段１３４とよりなることを特徴とする請求項１５の空気循環療法のための装置。
17. 前記空気ポンプ供給手段１００ａは熱電カプラー１０２ａとベースプレート１０４ａとインペラー１０６ａと固定フィン１０８ａとよりなり、
    該熱電カプラーは熱を前記ベースプレートに伝え、
    該ベースプレートと該インペラーとはエアギャップ１０１ａにより分離され、
    該エアギャップを横切る熱伝達は加熱された空気１０３ａを生成し、
    該インペラーは、大気から及び前記エアギャップから前記固定フィンを通して、空気を流し、
    加熱された空気は、前記固定フィンを通過し、前記外側スリーブ流路３２’に至る、
    以上を特徴とする請求項１５の空気循環療法のための装置。
18. 更に、前記内側ノズルボディのノズルヘッドと前記遠位コネクタとの間にフィルタ１６８を備えさせたことを特徴とする請求項１５の空気循環療法のための装置。

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