KR102489989B1 - 체외 지원을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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아시아 퍼시픽 메디칼 테크놀로지 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘티디
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Abstract

예시적인 시스템, 장치, 및 방법은 신체에 말초 위치 루프를 사용하여 혈관계의 심부 영역에 결합된 전신 관류 체외 회로(SPEC)와 함께 신체의 국소 목표 영역을 관류하기 위한 국소 관류 체외 회로(LPEC)를 사용하고, 신체의 국소 목표 영역이 신체의 심부의 온도와 상이한 온도 값의 규정된 패턴이 되게 하기 위한 제어 절차를 사용한다.

Description

체외 지원을 위한 시스템 및 방법
저체온증(낮은 심부 체온)은 많은 상황에서 해로울 수 있지만, 이는 몇몇 치료적 장점을 제공하는 것으로 발견되었다. 그러므로, 이는 치료적 저체온증으로서 의도적으로 유도될 수 있다. 예를 들어, 심근 경색의 발발 및 심장 수술의 환경에서의 심박 정지의 기간은 뇌 손상 또는 다른 신경 손상을 생성할 수 있다. 의학계에서, 저체온증은 심혈관 수술 중에 허용되는 신경보호제로서 간주된다. 환자는 심혈관 수술 중에 유도된 저체온증의 상태로 유지될 수 있다. 저체온증은 또한 때때로 신경 수술 중에 신경보호제로서 유도된다. 치료적 저체온증은 유리하게는 허혈성 손상 및 다른 손상으로부터의 조직 손상을 방지하거나 그의 영향을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 허혈성 손상에 이어지는 조직 손상은 허혈의 발현 시에 시작하여, 혈류가 복원된 후에 재관류기 전반에 걸쳐 계속될 수 있다. 전임상 및 임상 연구는 재관류기가 수 시간 내지 수 일 지속될 수 있으며, 치료적 저체온증은 유리하게는 그러한 시기에서 많은 손상을 차단하기 위해 사용될 수 있음을 뒷받침한다.
심장 마비(전신 허혈)의 경우에, 치료적 저체온증은 신경보호 목적으로 치료의 표준으로 간주된다. 표준 프로토콜 하에서, 전신 저체온증이 심부 체온을 순환의 회복 후에 약 12 내지 약 24시간 동안 32℃와 35℃ 사이로 감소시킴으로써 수행될 수 있다. 그러나, 전신 저체온증은 많은 어려움을 제시한다. 환자의 전신 온도를 낮추는 것은 상당한 양의 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 심장 부정맥, 응고 문제, 감염에 대한 증가된 감수성, 및 심한 떨림과 같은 불편함의 문제를 포함한 저체온증의 해로운 부작용에 환자를 노출시킬 수 있다. 이러한 부작용을 보상하는 것은 또한 그의 고유한 위험 또는 부정적인 부작용을 갖는 약리 요법을 요구할 수 있다.
미국 특허출원 공개 공보 제2012-0029408호
본 개시내용은 작업자가 제어되고 장기적인 방식으로, 하나의 원하는 온도 대역을 신체 심부에 그리고 다른 온도 대역을 신체의 국소 목표 영역에 인가하도록 허용하는 예시적인 시스템, 장치, 및 방법을 제공한다. 본 개시내용의 이러한 기술은 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 환자에게 적용 가능하다.
국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 환자에 대한 치료 절차의 적어도 일부에 대해 신체의 적어도 일부의 2개의 상이한 온도 구역을 확립하고 제어하기 위한 예시적인 시스템, 방법, 및 장치가 제공된다. 예시적인 방법은 말초 위치 루프를 사용하여 신체에 전신 관류 체외 회로(SPEC: Systemic Perfusion Extracorporeal Circuit)를 결합시키는 단계, 및 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액에 국소 관류 체외 회로(LPEC: Local Perfusion Extracorporeal Circuit)를 결합시키는 단계를 포함한다. SPEC는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하는 SPEC 입구 유동 포트 및 SPEC 출구 유동 포트, SPEC 펌프, 및 SPEC 열 교환기를 포함한다. LPEC는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하는 LPEC 입구 유동 포트 및 LPEC 출구 유동 포트, LPEC 펌프, 및 LPEC 열 교환기를 포함하고, LPEC 입구 유동 포트는 신체의 국소 목표 영역을 관류하도록 배치된다. 예시적인 방법은 SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 측정하기 위해 적어도 하나의 SPEC 센서를 위치시키는 단계, LPEC에 의해 관류는 국소 목표 영역의 온도를 측정하기 위해 적어도 하나의 LPEC 센서를 위치시키는 단계, 적어도 최소 작동 시퀀스의 작동 단계들을 수행하는 단계, 및 적어도 하나의 LPEC 센서 및 적어도 하나의 SPEC 센서의 측정을 기록하고, 각각 SPEC 및 LPEC의 혈류량 및 열 교환기 온도를 독립적으로 제어하기 위한 제어 절차를 구현하는 단계를 포함한다. 제어 절차는 SPEC가 SPEC 온도 센서에 의해 보고되는 온도 측정을 목표 심부 체온 범위 내에 머무르도록 조정하기 위해 SPEC에 의해 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하고, LPEC가 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴에 따라 온도 측정을 보고하도록 목표 영역으로 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 한다.
임의의 예에서, 국소 목표 영역은 뇌이다.
SPEC는 혈액 산소공급기를 포함할 수 있다.
일례에서, 최소 작동 시퀀스는 SPEC의 작동을 위한 제1 시간 구간을 포함할 수 있고, 제1 시간 구간의 SPEC 목표 설정은 약 32℃와 약 37℃ 사이의 목표 심부 체온 범위 내에서의 SPEC 온도 센서 측정이다. 최소 작동 시퀀스는 LPEC의 작동을 위한, 제1 시간 구간 이후의, 제2 시간 구간을 추가로 포함할 수 있고, 제2 시간 구간의 LPEC 목표 설정은 약 10℃와 약 32℃ 사이의 국소 목표 온도 범위 내에서의 LPEC 온도 센서 측정이다. 제2 시간 구간의 SPEC 목표 설정은 심부를 정상 체온에서 또는 약 35℃와 약 37℃ 사이에서 관리하기 위한 목표 심부 체온 범위 내에서의 SPEC 온도 센서 측정일 수 있다. 일례에서, 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴은 목표 영역 온도 값을 감소시키기 위한 냉각의 적어도 하나의 시간 구간 및 이어지는 목표 영역 온도 값을 증가시키기 위한 가온의 적어도 하나의 시간 구간을 포함한다. 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴은 목표 영역 온도 값이 약 10℃와 약 30℃ 사이에 있는 적어도 제2 시간 구간을 포함할 수 있다.
본원의 원리에 따른 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는 또한 지원을 제공한다. 예시적인 시스템은 신체의 국소 목표 영역을 관류하기 위한 LPEC, SPEC, 및 제어 절차를 실행하도록 프로그램된 제어 시스템을 포함한다. LPEC는 LPEC 입구 유동 포트, LPEC 출구 유동 포트, LPEC 펌프, 및 국소 관류를 위해 신체의 국소 목표 영역으로 복귀되는 혈액의 온도를 제어하기 위한 LPEC 열 교환기를 포함하고, LPEC 입구 유동 포트 및 LPEC 출구 유동 포트는 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉한다. SPEC는 SPEC 입구 유동 포트, SPEC 출구 유동 포트, 및 SPEC 펌프를 포함하고, SPEC 입구 유동 포트 및 SPEC 출구 유동 포트는 말초 위치 루프를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉한다. 시스템은 SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 표시하기 위해, 신체에 결합된 하나 이상의 SPEC 온도 센서, 및 목표 영역 내의 온도를 표시하기 위해 신체의 국소 목표 영역에 결합된 하나 이상의 LPEC 온도 센서를 추가로 포함한다. 제어 시스템은 SPEC가 SPEC 온도 센서에 의해 보고되는 온도 측정을 목표 심부 체온 범위 내에 머무르도록 조정하기 위해 SPEC에 의해 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하는 단계 및 LPEC가 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴에 따라 온도 측정을 보고하도록 목표 영역으로 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하는 단계를 포함하는 제어 절차를 실행하도록 프로그램된다.
일례에서, 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴은 제어된 가온 루틴, 온도 평형 상태 루틴, 또는 온도 값들의 규정된 대역을 포함할 수 있다.
일례에서, 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴은 약 10℃와 약 32℃ 사이의 국소 목표 온도 범위 내에서 LPEC 온도 센서 측정을 규정한다.
일례에서, 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴은 목표 영역 온도 값을 증가시키기 위한 가온의 적어도 하나의 시간 구간 및 이어지는 목표 영역 온도 값을 감소시키기 위한 냉각의 적어도 하나의 시간 구간을 포함하는 국소 목표 온도 범위 내에 있다.
일례에서, 제어 시스템은 LPEC가 목표 영역으로의 혈액의 온도를 자동으로 또는 수동 입력에 기초하여 제어하게 하도록 프로그램된다.
본원의 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는 말초 위치 루프를 사용하여 환자에게 결합된 SPEC, 혈액을 유동시키기 위해 뇌로 이어지는 혈관계에 결합된 LPEC, SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 측정하도록 위치된 적어도 하나의 SPEC 센서, LPEC에 의해 관류되는 뇌의 온도를 측정하도록 위치된 적어도 하나의 LPEC 센서, 및 작동 콘솔을 포함할 수 있다. LPEC는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 위치되는 LPEC 입구 유동 포트 및 LPEC 출구 유동 포트를 포함하고, 입구 포트는 뇌를 관류하기 위해 좌측 또는 우측 상에서 총경동맥 또는 내부 경동맥 내에 위치된다. 작동 콘솔은 SPEC 열 교환기를 구동하기 위한 SPEC 물 냉각기/가열기, LPEC 열 교환기를 구동하기 위한 LPEC 물 냉각기/가열기, 적어도 하나의 SPEC 센서 및/또는 적어도 하나의 LPEC 센서의 적어도 하나의 측정을 기록하기 위한 적어도 하나의 센서 인터페이스, 및 그래픽 사용자 인터페이스를 포함한다. 그래픽 사용자 인터페이스는 적어도 최소 작동 시퀀스의 각각의 시기에 대해 적절한 LPEC 및 SPEC을 위한 목표 설정에서 적어도 최소 작동 시퀀스의 작동 단계들의 구현을 위한 사용자 지시를 디스플레이하도록 구성된다. 작동 콘솔은 적어도 하나의 LPEC 센서 및 적어도 하나의 SPEC 센서의 측정을 기록하고, 제어 절차가: SPEC가 SPEC 온도 센서에 의해 보고되는 온도 측정을 각각의 시기에서 심부 목표 범위 내에 머무르도록 조정하기 위해 SPEC에 의해 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하고, LPEC가 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 LPEC가 작동하는 적어도 최소 작동 시퀀스의 각각의 시기 동안 목표 영역 온도 범위 내에서 온도 측정을 보고하도록 목표 영역으로 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하도록, 각각 SPEC 및 LPEC의 혈류량 및 열 교환기 온도를 독립적으로 제어하기 위해, 제어 절차의 구현을 위한 지시를 실행한다.
일례에서, 최소 작동 시퀀스는 SPEC 목표 설정이 약 32℃와 약 37℃ 사이의 목표 심부 체온 범위 내의 SPEC 온도 센서 측정인 시기 1, 및 LPEC 목표 설정이 LPEC 온도 센서 측정이 약 10℃와 약 32℃ 사이의 국소 목표 온도 범위 내에 있는 시간 구간을 포함하는 (시기 1 이후의) 시기 2를 포함한다.
상기 개념 및 아래에서 더 상세하게 설명되는 추가의 개념들(그러한 개념들은 상호 불일치하지 않음)의 모든 조합이 본원에서 개시되는 본 발명의 보호 대상의 일부인 것으로 고려되는 것을 이해하여야 한다. 특히, 본 개시내용의 마지막에서 제시되는 청구되는 보호 대상들의 모든 조합은 본원에서 개시되는 본 발명의 보호 대상의 일부인 것으로 고려된다. 참조로 통합된 임의의 개시내용에서 또한 나타날 수 있는 본원에서 명확하게 채용되는 용어들은 본원에서 개시되는 특정 개념과 가장 일치하는 의미에 부합하여야 함을 또한 이해하여야 한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 도면은 주로 예시의 목적이며, 본원에서 설명되는 본 발명의 보호 대상의 범주를 제한하도록 의도되지 않음을 이해할 것이다. 도면은 반드시 축척에 맞지는 않고; 몇몇 경우에, 본원에서 개시되는 본 발명의 보호 대상의 다양한 양태가 상이한 특징들의 이해를 용이하게 하도록 도면에서 과장되거나 확대되어 도시될 수 있다. 도면에서, 유사한 도면 부호는 대체로 유사한 특징(예컨대, 기능적으로 유사하고 그리고/또는 구조적으로 유사한 요소)을 지칭한다.
도 1a - 도 1b는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 체외 회로를 도시한다.
도 2a - 도 2b는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 체외 회로를 도시한다.
도 3a - 도 3b는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 체외 회로를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 체외 회로를 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 원리에 따른 이중 체외 회로를 포함하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 원리에 따른 이중 체외 회로를 포함하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 7a - 도 7b는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 절차 및 온도 프로파일을 도시한다.
도 9는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 장치를 도시한다.
도 10은 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 네트워크 환경의 선도를 도시한다.
도 11은 본 개시내용의 원리에 따른, 최소 작동 시퀀스를 위한 예시적인 제어 절차의 구현을 위한 예시적인 제어 시스템 장치를 도시한다.
도 12는 본 개시내용의 원리에 따른 예시적인 연산 장치의 블록 선도를 도시한다.
국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 신체의 적어도 일 부분의 온도를 제어하기 위한 본 발명의 방법, 장치, 및 시스템에 관련된 다양한 개념 및 본 발명의 방법, 장치, 및 시스템의 실시예의 더 상세한 설명이 아래에서 이어진다. 위에서 소개되고 아래에서 더 상세하게 설명되는 다양한 개념들은 개시되는 개념들이 임의의 특정 구현 방식으로 제한되지 않으므로, 많은 방식들 중 하나로 구현될 수 있음을 이해하여야 한다. 구체적인 구현예 및 적용예의 예가 주로 예시의 목적으로 제공된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "포함하다"라는 용어는 '~를 포함하지만 그로 제한되지 않는다'를 의미하고, "포함하는"이라는 용어는 '~를 포함하지만 그로 제한되지 않는'을 의미한다. "~에 기초하여"라는 용어는 '~에 적어도 부분적으로 기초하여'를 의미한다.
본원의 원리의 다양한 예와 관련하여 본원에서 설명되는 표면에 대해, "상부" 표면 및 "바닥" 표면에 대한 임의의 언급은 기판에 대한 그리고 서로에 대한 다양한 요소/구성요소들의 상대 위치, 정렬, 및/또는 배향을 표시하기 위해 주로 사용되고, 이러한 용어들은 반드시 임의의 특정 기준 프레임(예컨대, 중력 기준 프레임)을 표시하지는 않는다. 따라서, 표면 또는 층의 "바닥"에 대한 언급은 반드시 표시된 표면 또는 층이 지면 표면을 향하는 것을 요구하지는 않는다. 유사하게, "~의 위", "~의 아래", "~을 넘어", "~의 저면" 등과 같은 용어는 반드시 중력 기준 프레임과 같은 임의의 특정 기준 프레임을 표시하지는 않지만, 오히려 다양한 요소/구성요소들의 표면에 대한 그리고 서로에 대한 상대 위치, 정렬, 및/또는 배향을 표시하기 위해 주로 사용된다.
"~ 상에 배치된" 및 "~ 위에 배치된"이라는 용어들은 "~ 내에 부분적으로 매립된"을 포함하는 "~ 내에 매립된"의 의미를 포함한다. 또한, 특징 B "상에 배치된", "사이에 배치된", 또는 "위에 배치된" 특징 A에 대한 언급은 특징 A가 특징 B와 접촉하는 예, 및 다른 층 및/또는 다른 구성요소가 특징 A와 특징 B 사이에 위치되는 예를 포함한다.
체외 생명 유지술로도 지칭되는 체외 막 산소공급(ECMO: Extracorporeal Membrane Oxygenation)이, 예컨대, 심부전 및 호흡 부전의 경우에, 집중 치료 의학에서 널리 사용되는 중재 기술로서 사용되어 왔다. ECMO는 심장 및 폐가 생명을 유지하기에는 너무 낮은 부적절한 양의 기체 교환만을 제공할 수 있는 사람에게 심장 및 호흡 지원을 제공하기 위해 사용되어 왔다. ECMO는 신체의 하나의 위치에서 혈관계로부터 혈액을 취하고, 혈액을 가능하게는 일부 변경 또는 처리 후에 다른 위치로 복귀시킴으로써 작동한다. 예를 들어, ECMO는 신체의 혈관계로부터 혈액을 제거하고, 이산화탄소를 인공적으로 제거하고, 적혈구에 산소공급하기 위해 사용될 수 있다. 체외 유지 회로의 초기 형태가 본원에서 참조로 통합된 미국 특허 제3,881,483호에 설명되어 있다. 본원에서 참조로 통합된 미국 특허 제7,704,220호 및 미국 특허 제7,789,846호는 다른 예시적인 체외 지원 시스템을 도시한다. 미국 특허 제6,508,777호는 동맥 하위계를 정맥 하위계에 각각 결합시키는 루프를 개시한다. 미국 특허 제6,508,777호는 대동맥 카테터 배치를 위해 형광투시법 또는 초음파를 사용하는 것을 요구한다.
본원의 원리에 따른 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는 신체의 국소 목표 영역에서의 환자 혈액 및 조직 온도의 개선된 제어를 제공한다. 동시에, 본원의 예시적인 시스템, 방법, 및 장치는 순환에 있어서 전신적 또는 국소적 장애를 가진 환자 내에서 혈액 유동을 유지한다. 본원의 원리에 따른 예시적인 시스템 및 방법은 신체 내의 온도 목표의 이중 제어를 제공하기 위해 2개 이상의 체외 회로 루프를 사용한다. 2개 이상의 체외 회로는 신체의 국소 목표 영역에서, 신체의 다른 영역에서와 상이한 온도를 유지하기 위해, 신체의 혈관계의 상이한 부분들에 결합될 수 있다.
체외 루프들은 모두 혈관계로의 하나의 연결부로부터 혈액을 취하고, 이를 혈관계 내의 다른 위치에서 복귀시키는 것을 포함한다. 대부분의 경우에, 혈관계를 2개의 하위 부분, 동맥 및 정맥을 갖는 것으로서 분류할 수 있다. 체외 루프는 그가 어떤 하위 부분(정맥 또는 동맥)으로부터 혈액을 취하는 지 그리고 그가 혈액을 어디(정맥 또는 동맥)로 복귀시키는 지에 의해 분류될 수 있다. 예를 들어, 하나의 공통적인 유형의 ECMO 시스템은 혈액을 정맥측으로부터 취하여, 이를 동맥측으로 복귀시키고, 이는 VA ECMO로 표기된다. 다른 가능한 체외 회로는 AV(혈액을 동맥측으로부터 취하여 정맥측으로 복귀시킴), VV(혈액을 정맥측으로부터 취하여 정맥측으로 복귀시킴), 및 AA(혈액을 동맥측으로부터 취하여 동맥측으로 복귀시킴)이다. 본원의 원리에 따른 예에서, 혈액을 대동맥궁(동맥)으로부터 취하여 이를 내부 경동맥으로 복귀시키는 국소 루프가 AA 회로이다. 국소 루프는 신체의 국소 목표 영역을 관류하기 위한 국소 관류 체외 회로(LPEC)일 수 있다. LPEC 입구 유동 포트 및 LPEC 출구 유동 포트는 제1 및 제2 동맥 위치 내에 위치되도록 구성된다. 본원의 시스템 및 방법에 따르면, 전신 루프는 (아래에서 더 상세하게 설명되는) 말초 위치 루프이고, 이에 의해 형광투시법 또는 초음파에 대한 필요를 제거한다. 따라서, 본원의 예시적인 시스템 및 방법은 카테터실로의 접근이 이용 가능하지 않은 응급 상황에서 구현될 수 있다.
또한, 본원의 예시적인 시스템 및 방법은 전신 루프가 확립되는 시간과 국소 루프가 위치되는 시간 사이에서 12시간까지 또는 24시간까지의 지연을 제공한다. 일례에서, 전신 루프는 동맥 위치와 정맥 위치 사이에 위치될 수 있다. 또한, 본원의 예시적인 시스템 및 방법은 환자에게 비동기식으로 적용되는 전신 체외 회로 및 국소 체외 회로를 제공할 수 있다. "비동기식으로"는 본원에서 전신 루프가 제1 시점(t1)에서 적용되고, 국소 루프가 제2의 이후의 시점(t2)에서 적용되는 의미에서 사용된다. 국소 루프는 또한 전신 루프를 방해하지 않고서 제3 시점(t3)에서 제거될 수 있다. 국소 루프에 대한 삽입 시간은 약 1시간, 약 6시간, 약 12시간, 또는 약 24시간, 또는 특정 환자 및 의료진에게 적절한 것으로 결정된 다른 시간 지연만큼, 전신 루프의 삽입에 대해 지연될 수 있다 (즉, Δt = t2 - t1). 국소 루프가 제거되거나 작동 중단된 후에 전신 루프가 계속하여 작동되는 시간 구간은 약 1시간, 약 12시간, 약 24시간, 약 48시간, 또는 특정 환자 및 의료진의 응답에 대해 적절한 것으로 결정된 임의의 다른 시간 구간일 수 있다. 일례에서, 전신 루프 및 국소 루프는 대체로 동시에 또는 단지 수 분의 지연 또는 그 이하로 제거되거나 작동 중단된다.
몇몇 예에서, 시스템은 신체의 국소 목표 영역이 신체의 다른 영역들과 상이한 온도로 유지되도록, 신체의 상이한 영역들에서의 온도 구배의 자동 유지를 제공하도록 구성된 제어 시스템을 포함할 수 있다.
본원의 원리에 따른 예시적인 시스템, 방법, 및 장치를 사용하면, (뇌와 같지만 이로 제한되지 않는) 신체의 국소 영역이 신체의 다른 영역들보다 더 큰 정도의 저체온증으로 유지될 수 있고, 결과적으로, 신체의 다른 부분들 내에서의 저체온증의 해로운 효과가 회피될 수 있다.
도 1a는 본원의 원리에 따른 체외 회로(100)의 일례를 도시한다. 예시적인 체외 회로는 입구 유동 포트(102), 출구 유동 포트(104), 및 펌프(106)를 포함한다. 사용 시에, 입구 유동 포트(102) 및 출구 유동 포트(104)는 신체의 하나의 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 배치된다. 펌프(106)는 체외 회로(100)를 통해 순환하는 혈류를 제어 및 조절하기 위해 사용된다.
도 1b는 입구 유동 포트(102), 출구 유동 포트(104), 펌프(106), 및 (유동하는 유체의 온도를 제어하기 위해 사용되는) 열 교환기(108)를 포함하는, 본원의 원리에 따른 다른 예시적인 체외 회로(100')를 도시한다. 사용 시에, 열 교환기(108)는 신체의 영역으로 복귀되는 혈액의 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본원의 원리에 따른 다른 예시적인 체외 회로(200, 200')를 도시한다. 도 2a에서, 예시적인 체외 회로(200)는 펌프(206)를 사용하여 조절되는 바와 같은, 체외 회로(200)를 통해 순환하는 혈류에 기초하여, 신체 내의 하나의 위치로 혈액을 복귀시키기 위한 주입기 부재(210)를 포함한다. 도 2b에서, 예시적인 체외 회로(200')는 펌프(206)를 사용하여 조절되는 바와 같은, 체외 회로(200)를 통해 순환하는 혈류에 기초하여, 신체 내의 하나의 위치로 혈액을 복귀시키기 위한 주입기 부재(210), 및 (유동하는 유체의 온도를 제어하기 위해 사용되는) 열 교환기(208)를 포함한다. 주입기 부재(210)는 혈액을 신체의 혈관계로부터 외부 회로 내로 취하기 위한 출구 유동 포트, 및 처리된 혈액을 신체의 혈관계로 복귀시키기 위한 입구 유동 포트를 포함할 수 있다. 비제한적인 예에서, 주입기 부재(210)는 혈액을 신체의 혈관계로부터 외부 회로 내로 취하기 위한 출구 포트, 및 처리된 혈액을 혈관계로 복귀시키기 위한 입구 유동 포트(주입기 부재)를 포함하는 단일 카테터의 일부 또는 구성요소일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "주입기 부재"라는 용어는 혈액을 신체의 특정 위치의 혈관계로 복귀시키기 위해 사용되는 예시적인 체외 회로 시스템의 구성요소를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "혈관계 주입 지점"은 혈액이 신체 내로 주입되는, 카테터 진입부 또는 혈관 천공 위치로부터 먼, 혈관계 내의 최원위 위치를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "말초 위치 루프"라는 용어는 형광투시법 또는 장치를 동맥 또는 정맥 가지를 지나 조향하기 위해 보통 사용되는 임의의 다른 등가의 시스템으로부터의 세부적인 안내가 없이, 신체의 혈관계의 일 부분과 접촉하여 위치될 수 있는 (신체로부터 회로로의) 혈액 출력 카테터 및 (회로로부터 신체로의) 혈액 입력 카테터 (또는 다른 입구 유동 포트 및/또는 출구 유동 포트 부재)를 갖는 예시적인 체외 회로를 지칭한다. 이는 일부는 말초 순환계를 통하고 일부는 중추 순환계를 통하는, 모든 가능한 배치의 부분 집합이다.
"말초"는 다양한 용어에서, 말초 순환계를 지칭하는 데 있어서 사용되는 것과 상이하게 본원에서 사용된다. 예를 들어, 카테터 (또는 다른 입구 유동 포트 및/또는 출구 유동 포트 부재)는 형광투시법이 없이, 대정맥과 접촉하여 또는 하행 대동맥 또는 장골 동맥 내로 낮게 위치될 수 있다. 이들은 때때로 말초 순환계가 아닌, 중추계의 일부로 간주된다.
응급 체외 막 산소공급(ECMO) 지원을 위해 사용되는 일반적인 회로가 말초 위치 루프로서 구현될 수 있다. 본원의 원리에 따르면, 예시적인 ECMO 카테터가 형광투시법을 사용하지 않고서, 대정맥 내로, 또는 하행 대동맥 또는 장골 동맥 내로 낮게 위치될 수 있다. 예시적인 응급 절차에서, 말초 위치 루프와 함께 ECMO 지원 장치를 위치시키기 위한 시간은 사람이 형광투시법 또는 등가의 시각화 시스템을 갖춘 "카테터실"로 먼저 이송될 때 요구될 수 있는 것보다 더 짧을 수 있다. 즉, 본원에서 사용되는 의미 내의 말초 위치 루프를 포함하는 예시적인 시스템 및 방법은 바람직하지 않은 지연을 도입할 수 있는, 치료 유닛에서의 편성 또는 계획 문제 때문에, 형광투시법 또는 다른 x-선 시각화 시스템을 요구하는 것보다 환자 내에서 확립하는 데 있어서 상당히 더 빠를 수 있다.
심장 마비를 겪고 심폐 소생술(CPR: Cardio-Pulmonary Resuscitation) 절차에 의해 완전한 심장 기능으로 즉시 회복될 수 없는 사람을 포함한, 심장 마비를 겪은 사람의 예에서, 사망 및 이환을 방지하기 위한 대안적인 전략은 체외 회로의 사용에 의해 그러한 환자에게 ECMO 지원을 제공하는 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같은 "전신 관류 시스템"은 대정맥(하위 대정맥 또는 상위 대정맥) 또는 장골 정맥의 수준에서의 정맥계로부터 혈액을 취하고 혈액을 (주입기 부재를 거쳐서와 같이) 장골 동맥 또는 하행 대동맥 또는 동맥 순환 내로 결합하는 다른 동맥과 같이, 심장으로부터의 공급부 부근의 동맥측으로 복귀시키는 시스템을 지칭한다.
"국소 관류 시스템"은 주입되는 혈액의 상당한 분율(약 50% 초과)이 전신 순환을 통해 심장으로 복귀하기 전에 기관계(organ system)로 공급되도록 위치된 주입기 부재를 갖는 시스템을 지칭한다.
체외 회로(100, 100', 200, 또는 200')들 중 하나를 포함하는, 본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 체외 회로가 전신 관류 시스템 및/또는 국소 관류 시스템으로서 구현될 수 있다. 체외 회로(100 또는 200)에 기초한 예에서, 전신 관류 시스템 및/또는 국소 관류 시스템은 펌프(106 또는 206)를 포함하는 체외 회로 요소이다.
체외 회로(100, 100', 200, 또는 200')들 중 하나를 포함하는, 본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 체외 회로에서, 펌프의 적어도 일 부분은 일회용일 수 있다.
임의의 체외 회로(100' 및/또는 200')를 포함하는, 열 교환기를 포함하는 본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 체외 회로에서, 열 교환기를 포함하는 구성요소는 산소공급기를 또한 포함할 수 있다. 구성요소는 일회용 구성요소일 수 있다.
본원의 원리에 따른 예에서, 전신 관류 시스템 및/또는 국소 관류 시스템은 막 산소공급 요소, 필터, 열 교환기, 투석 유닛, 광학 처리 구역, 혈액 또는 혈액의 화학적 성분의 변경을 위한 다른 구성요소 중 하나 이상을 또한 포함할 수 있다.
도 3a는 사람의 신체의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 위치되는 주입기 부재(310)를 포함하는 본원의 원리에 따른 예시적인 체외 회로(300)를 도시한다. 주입기 부재(310)는 펌프(306)를 사용하여 조절되는 바와 같은, 체외 회로(300)를 통해 순환하는 혈류에 기초하여, 신체 내의 하나의 위치로 혈액을 복귀시키기 위해 사용된다. 도 3b는 펌프(306)를 사용하여 조절되는 유동에 기초하여 신체로 혈액(314)을 복귀시키기 위해, 혈관 주입 지점(312)에서 사람의 신체의 혈관계에 결합되는 주입기 부재(310)를 도시한다.
비제한적인 예에서, 주입기 부재(310)는 신체의 국소 목표 영역의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 위치될 수 있다. 국소 목표 영역은 뇌일 수 있지만 이로 제한되지 않는다.
다른 비제한적인 예에서, 주입기 부재(310)는 말초 위치 루프를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 위치될 수 있다.
도 4는 펌프(406), 열 교환기(408), 및 주입기 부재(410)를 포함하는 본원의 원리에 따른 예시적인 체외 회로(400)를 도시한다. 주입기 부재(410)는 사람의 신체의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 위치된다. 펌프(406)는 펌프 구동부(416) 및 펌프 콘솔(417)에 결합된다. 열 교환기(408)가 물 냉각기 및 온도 제어기(418)에 결합된다. 주입기 부재(410)는 펌프(406)를 사용하여 조절되는 바와 같은 그리고 열 교환기(408)를 사용하여 제어되는 온도에서의, 체외 회로(400)를 통해 순환하는 혈류에 기초하여, 신체의 하나의 위치로 혈액을 복귀시키기 위해 사용된다.
치료적 저체온증은 유익하게는 허혈성 손상 및 다른 손상으로부터의 조직 손상의 영향을 방지하거나 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 허혈성 손상에 이어지는 조직 손상은 허혈의 발현 시에 시작하여, 혈류가 복원된 후의 재관류기 전체에 걸쳐 계속될 수 있다. 전임상 및 임상 연구는 재관류기가 수 시간 내지 수 일 지속될 수 있고, 치료적 저체온증이 유익하게는 그러한 기간에 손상의 많은 부분을 차단하기 위해 사용될 수 있다는 관찰을 뒷받침한다. 그러한 연구의 예는 [Polderman KH, "Mechanisms of action, physiological effects, and complications of hypothermia," Crit. Care Med. 37(7 Suppl): S186-202 (2009)]; [Polderman KH et al., "Therapeutic hypothermia and controlled normothermia in the intensive care unit: Practical considerations, side effects, and cooling methods," Crit. Care Med. 37(3): 1101-20 (2009)]; [Schwartz BG et al., "Therapeutic Hypothermia for Acute Myocardial Infarction and Cardiac Arrest," Am. J. Cardiol. 110(3): 461-6 (2012)]; 및 [Moore et al., "Therapeutic hypothermia: Benefits, mechanisms and potential clinical applications in neurological, cardiac and kidney injury," Injury 42(9): 843-54 (2011)]에 개시되어 있고; 이들 각각은 본원에서 참조로 통합되었다.
치료적 저체온증은 다른 기술을 사용해서는 대체로 이용 가능하지 않은, 허열 및 재관류 세포 및 조직 손상을 제한하기 위한 광범위한 조직 보호 전략을 제공한다. 이는 저체온증이 그러한 손상을 일으키는 많은 공지된 세포사멸 경로를 억제 또는 제한하기 때문이다. [Polderman KH, "Mechanisms of action, physiological effects, and complications of hypothermia," Crit . Care Med. 37(7 Suppl): S186-202 (2009)]; [Polderman KH et al., "Therapeutic hypothermia and controlled normothermia in the intensive care unit: Practical considerations, side effects, and cooling methods," Crit . Care Med. 37(3): 1101-20 (2009)]; [Schwartz BG et al., "Therapeutic Hypothermia for Acute Myocardial Infarction and Cardiac Arrest," Am. J. Cardiol. 110(3): 461-6 (2012)]; 및 [Moore et al., "Therapeutic hypothermia: Benefits, mechanisms and potential clinical applications in neurological, cardiac and kidney injury," Injury 42(9): 843-54 (2011)] 참조.
심장 마비(전신성 허혈) 시에, 치료적 저체온증은 신경보호 목적의 치료의 표준으로 간주된다. 표준 프로토콜 하에서, 냉각이 순환의 복귀 후에 약 12시간 내지 약 24시간 동안 약 32℃까지 수행될 수 있다. 예컨대, [Nolan JP et al., "Therapeutic Hypothermia After Cardiac Arrest," Circulation 108(1): 118-21 (2003)]; 및 [Peberdy MA et al., "Part 9: Post-Cardiac Arrest Care 2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care," Circulation 2; 122(18 suppl 3): S768-86 (2010)] 참조; 이들 각각은 본원에서 참조로 통합됨.
뇌졸중(뇌 속에서의 국소 허혈)의 이벤트에서, 조직 손상을 제한하기 위한 치료적 저체온증의 사용은 전임상 연구의 결과에 의해 뒷받침된다. 32℃ 아래, 24℃ - 28℃의 범위 내로의 뇌의 선택적 냉각이 효과적일 수 있다. 예컨대, [Van der Worp et al., "Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke: a systematic review and meta-analysis," Brain 130(12): 3063-74 (2007)]; 및 [Schwartz et al., "Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke: a systematic review and meta-analysis," Brain 130(12): 3063-74 (2011)] 참조; 이들 각각은 본원에서 참조로 통합됨.
ECMO 지원은 심장 마비 환자에 대해 사용될 수 있다. 예컨대, [Stub D et al., "Refractory cardiac arrest treated with mechanical CPR, hypothermia, ECMO and early reperfusion (the CHEER trial)," Resuscitation 86: 88-94 (2015)]; [Guen ML et al., "Extracorporeal life support following out-of-hospital refractory cardiac arrest," Critical Care 15(1): R29 (2011)]; 및 [Chen Y-S et al., "Cardiopulmonary resuscitation with assisted extracorporeal life-support versus conventional cardiopulmonary resuscitation in adults with in-hospital cardiac arrest: an observational study and propensity analysis," The Lancet 372(9638): 554-61 (2008)] 참조; 이들 각각은 본원에서 참조로 통합됨.
전신 저체온증, 즉, 32℃ 아래의 온도에서의, 신체의 전체 또는 상당 부분을 냉각하는 것은 심실 세동, 심장 무수축, 감소된 심박출량, 및 상승된 전신 혈관 저항과 같은 심각한 합병증의 결과를 낳을 수 있다. 이러한 심장 중심 부작용은 최소 침습적 전신 저체온증이 32℃ 아래에서 사용되는 것을 방지하였지만, 더 낮은 저체온증 온도가 수술기주위 사용을 위해 심폐 바이패스(CPB: Cardio-Pulmonary Bypass) 시스템을 통해 통상적으로 적용된다.
본원의 원리에 따른 예시적인 시스템 및 방법은 혈관계 내의 혈액의 온도 및 조직 온도의 개선된 제어를 제공하며, 동시에 사람에게서 혈류를 지원한다. 일례에서, 사람은 순환에 있어서 전신적 또는 국소적 장애를 갖는다. 본원의 예시적인 시스템 및 방법은 심장 마비, 또는 허혈성 뇌졸중, 또는 관련 질환을 겪는 사람에게서 사용하기 위해 구현될 수 있다.
본원의 원리에 따른 예시적인 시스템 및 방법은 전신 및 국소 혈류 및 조직 온도의 중기간 내지 장기간(수 시간 내지 수 일 지속됨) 제어를 달성하기에 충분한 제어를 허용하는 절차를 제공한다.
본원의 원리에 따른 예시적인 시스템 및 방법은 신체 내의 온도 목표의 이중 제어를 제공하기 위해 체외 회로의 2개 이상의 루프를 사용한다. 2개 이상의 체외 회로는 신체의 다른 영역들에 비교하여 신체의 국소 목표 영역에서 상이한 온도를 유지하기 위해, 신체의 혈관계의 상이한 부분들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 시스템은 신체의 국소 목표 영역이 신체의 다른 영역들과 상이한 온도로 유지되도록, 신체의 상이한 영역들에서의 온도 구배의 유지를 용이하게 하기 위한 제어 시스템을 포함할 수 있다.
일례에서, 본원의 원리에 따른 시스템 및 방법은 국소 목표 영역에 근접한, 결합된, 또는 국소 배치된 센서에 의해 측정되는 국소 목표 영역에서의 온도가 30℃ 아래의 치료적 저체온증 범위 또는 작동 기술자 또는 (의사를 포함한) 의료 실무자에 의해 선택된 다른 범위 내로 이동될 수 있도록, 국소 목표 영역으로 주입되는 혈액이 약 10℃ 내지 약 30℃의 온도 범위로 냉각되는 것을 용이하게 한다. 신체의 다른 영역들의 혈관계로의 혈액의 온도는 혈액 주입 온도를 조정함으로써 약한 저체온증 범위(예컨대, 약 32℃ 내지 약 34℃) 또는 정상 체온 범위(예컨대, 약 35℃ 내지 약 37℃) 내에 유지될 수 있다. 예를 들어, 장시간 작동 기간 중에, 신체의 다른 영역들의 혈관계로의 혈액의 온도는 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도가 원치 않는 범위, 예컨대, 심장 조직에 악영향을 주거나 손상을 일으킬 수 있는 온도 범위 내로 이동하는 것을 방지하기 위해 상향 조정될 수 있다.
비제한적인 예에서, 국소 목표 영역은 신체의 다른 영역들과 상이한 (더 낮은) 온도로 유지되는 뇌이다. 그러한 예에서, 하나 이상의 온도 센서는 좌측 비강 또는 우측 비강에 근접 배치되거나, 결합되거나, 국소 배치될 수 있다. 심부(예컨대, 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도) 및 국소 조직 목표 영역의 임상적으로 관련된 온도를 제어하기 위해, 하나 이상의 센서가 신체의 그러한 영역들 내에 또는 부근에 위치될 수 있다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 센서 판독의 값을 표시하는 측정된 데이터가 신체의 관심 영역의 온도의 실제 값과 정확히 동일하지는 않음을 이해한다. 오히려, 측정된 센서 값은 임상적으로 관련된 온도를 제어하기를 시도하는 제어 절차에 기초한 작동에 대해 유용할 수 있다. 비제한적인 예에서, 임상적으로 관련된 온도는 (2개 이상의 상이한 센서 판독들의 평균 또는 가중 평균을 포함한) 단일 센서로부터 측정된 값들에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 임상적으로 관련된 온도는 2개 이상의 센서로부터의 측정된 값들의 평균에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 임상적으로 관련된 온도는 2개 이상의 센서로부터의 측정된 값들의 가중 평균에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 임상적으로 관련된 온도는 측정된 센서 값들의 함수로서 관심 영역의 온도의 몇몇 다른 모델에 기초하여 결정될 수 있다. 본원에서 측정된 온도, 또는 LPEC 센서 온도, 또는 SPEC 센서 온도가 참조되지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 이는 직접 측정된 값들의 함수로서의 임상적으로 관련된 국소 온도의 모델 - 그러한 모델은 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 다양한 방법을 포함할 수 있음 -, 및 특정 환자 상황에 비추어 의사 또는 다른 실무자가 관심을 가질 수 있는 모델을 포함하는 것을 이해한다.
도 5는 본원의 원리에 따른 예시적인 시스템(500)을 도시한다. 예시적인 시스템(500)은 신체의 국소 목표 영역을 관류하기 위한 예시적인 국소 관류 체외 회로(LPEC)(501), 및 전신 관류 체외 회로(SPEC)(551)를 포함한다. LPEC(501)은 LPEC 입구 유동 포트(502), LPEC 출구 유동 포트(504), LPEC 펌프(506), 및 LPEC 열 교환기(508)를 포함한다.
LPEC 입구 유동 포트(502) 및 LPEC 출구 유동 포트(504)는 사람의 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 배치된다. 도 5의 비제한적인 예에서, LPEC 입구 유동 포트(502) 및 LPEC 출구 유동 포트(504)는 카테터(511)를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 배치된다. 다른 예에서, LPEC 입구 유동 포트(502) 및 LPEC 출구 유동 포트(504)는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 직접 접촉하여 배치된다. LPEC 열 교환기는 국소 관류를 위해 신체의 국소 목표 영역으로 복귀되는 혈액의 온도를 제어하기 위해 사용된다.
SPEC(551)은 SPEC 입구 유동 포트(552), SPEC 출구 유동 포트(554), 및 SPEC 펌프(556)를 포함한다. SPEC 입구 유동 포트(552) 및 SPEC 출구 유동 포트(554)는 말초 위치 루프를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉한다. 시스템(500)은 SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 표시하기 위해, 신체에 결합된 하나 이상의 SPEC 온도 센서(560)를 포함한다. 시스템(500)은 목표 영역 내의 온도를 표시하기 위해 신체의 국소 목표 영역에 결합된 하나 이상의 LPEC 온도 센서(565)를 또한 포함한다. 시스템(500)은 LPEC(501) 및 SPEC(551)에 결합된 제어 시스템(570)을 또한 포함한다.
시스템(500)의 일례에서, 하나 이상의 SPEC 온도 센서(560)는 방광 온도 센서 및/또는 직장 온도 센서를 포함할 수 있다.
제어 시스템(570)은 SPEC(551)이 하나 이상의 SPEC 온도 센서(560)가 약 32℃ 내지 약 37℃의 범위 내의 평균 온도를 표시하도록 신체의 전신 온도를 조정하게 하고, LPEC(501)이 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 약 30℃ 아래의 온도를 표시하도록 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하는 제어 절차를 실행하도록 프로그램될 수 있다.
제어 시스템은 SPEC 펌프(556)에서 유량을 설정하는 것과 독립적으로 LPEC 펌프(506) 및 LPEC 열 교환기(508)에서 유량 및 온도를 설정하도록 프로그램된다.
시스템(500)의 일례에서, 제어 시스템(570)은 SPEC가 신체의 전신 온도를 조정하기 위해 사용된 후에, LPEC가 약 12시간 또는 약 24시간 내에 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하도록 프로그램될 수 있다.
제어 시스템(570)은 프로세서 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있고, 지시를 실행하기 위해 메모리에 결합된 하나 이상의 처리 유닛은 LPEC(501) 및 SPEC(551)이 원하는 온도를 달성하기 위해, SPEC 펌프(556)에서 유량을 설정하는 것과 독립적으로 LPEC 펌프(506) 및 LPEC 열 교환기(508)에서 유량 및 온도를 설정하기 위한 절차를 실행하게 한다.
시스템(500)의 일례에서, 제어 시스템(570)은 LPEC(501)이 목표 영역으로의 혈액의 온도를 자동으로 제어하게 하도록 프로그램될 수 있다. 다른 예시적인 시스템(500)에서, 제어 시스템(570)은 LPEC(501)이, 예컨대, 의료 실무자 및/또는 기술자로부터의 수동 입력에 기초하여 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하도록 프로그램될 수 있다.
시스템(500)의 일례에서, 제어 시스템(570)은 SPEC 펌프(556)에서의 유량을 약 1.0L/min 내지 약 5.0L/min의 범위 내의 값으로 설정하도록 프로그램될 수 있다.
시스템(500)의 일례에서, 제어 시스템(570)은 SPEC가 평균 온도가 약 32℃ 아래로 떨어지는 것을 방지하기 위해 혈액의 온도를 증가시키게 하도록 프로그램될 수 있다. 시스템(500)의 다른 예에서, 제어 시스템(570)은 LPEC 온도 제어가 개시되기 전에 심부 온도를 약 32℃와 약 34℃ 사이의 대역(즉, 온도 범위) 내에서 유지하고, LPEC 제어가 작동하는 동안 심부 온도를 정상 체온 수준(즉, 약 35℃ 내지 약 37℃)으로 유지하기 위해, SPEC가 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하도록 프로그램될 수 있다.
시스템(500)의 일례에서, 제어 시스템(570)은 LPEC 펌프에서의 유량을 약 100mL/min 내지 약 500mL/min의 범위 내의 값으로 설정하도록 프로그램될 수 있다.
시스템(500)의 일례에서, 제어 시스템(570)은 LPEC가 LPEC 센서 측정을 약 10℃ 내지 약 32℃, 더 바람직하게는 약 10℃ 내지 약 30℃의 범위 내에서 최대값 및 최소값을 갖는 제어된 대역 내에 유지하기 위해 주입되는 혈액의 온도를 조정하게 하도록 프로그램될 수 있다.
본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 시스템에서, LPEC 입구 유동 포트는 좌측 또는 우측 총경동맥, 또는 그러한 위치들 중 하나의 하류의 동맥과 접촉하여 배치될 수 있다.
임의의 예시적인 시스템에서, LPEC는 국소 목표 영역으로 유동하지 않는 LPEC에 의해 주입되는 혈류의 백분율을 감소시키기 위해, 협착, 폐색, 또는 부분 폐색을 위한 수단을 포함할 수 있다.
임의의 예시적인 시스템에서, SPEC는 응급 체외 막 산소공급 지원 시스템일 수 있다.
임의의 예시적인 시스템에서, SPEC는 말초 위치 루프를 거쳐 혈관계로 복귀되는 혈액의 온도를 제어하기 위한 SPEC 열 교환기를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 제어 시스템은 SPEC 열 교환기에서의 온도를 독립적으로 설정하도록 프로그램될 수 있다.
도 6은 본원의 원리에 따른 예시적인 시스템(600)을 도시한다. 예시적인 시스템(600)은 신체의 국소 목표 영역을 관류하기 위한 예시적인 국소 관류 체외 회로(LPEC)(601), 및 전신 관류 체외 회로(SPEC)(651)를 포함한다. LPEC(601)은 LPEC 입구 유동 포트(602), LPEC 출구 유동 포트(604), LPEC 펌프(606), 및 LPEC 열 교환기(608)를 포함한다. LPEC 펌프(606)는 LPEC 펌프 구동부(616) 및 LPEC 펌프 콘솔(617)에 결합된다. LPEC 열 교환기(608)가 물 냉각기 및 온도 제어기(618)에 결합된다.
LPEC 입구 유동 포트(602) 및 LPEC 출구 유동 포트(604)는 사람의 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 배치된다. 도 6의 비제한적인 예에서, LPEC 입구 유동 포트(602) 및 LPEC 출구 유동 포트(604)는 카테터(611)를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하여 배치된다. 다른 예에서, LPEC 입구 유동 포트(602) 및 LPEC 출구 유동 포트(604)는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 직접 접촉하여 배치된다. LPEC 열 교환기는 국소 관류를 위해 신체의 국소 목표 영역으로 복귀되는 혈액의 온도를 제어하기 위해 사용된다.
SPEC(651)은 SPEC 입구 유동 포트(652), SPEC 출구 유동 포트(654), 및 SPEC 펌프(656)를 포함한다. SPEC 펌프(656)는 펌프 구동부(667) 및 펌프 콘솔(669)에 결합된다. SPEC 열 교환기(658)가 물 냉각기 및 온도 제어기(668)에 결합된다. SPEC 입구 유동 포트(652) 및 SPEC 출구 유동 포트(654)는 말초 위치 루프를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉한다. 시스템(600)은 SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 표시하기 위해, 신체에 결합된 하나 이상의 SPEC 온도 센서(560)를 포함한다. 시스템(600)은 목표 영역 내의 온도를 표시하기 위해 신체의 국소 목표 영역에 결합된 하나 이상의 LPEC 온도 센서(665)를 또한 포함한다. 시스템(600)은 LPEC(601) 및 SPEC(651)에 결합된 제어 시스템(670)을 또한 포함한다.
시스템(600)의 일례에서, 하나 이상의 SPEC 온도 센서(660)는 방광 온도 센서 및/또는 직장 온도 센서를 포함할 수 있다.
제어 시스템(670)은 SPEC(651)이 하나 이상의 SPEC 온도 센서(660)가 약 32℃ 내지 약 37℃ 미만의 범위 내의 평균 온도를 표시하도록, 주입되는 혈액의 온도를 제어함으로써 신체의 전신 온도를 조정하게 하고, LPEC(601)이 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 약 30℃ 아래의 온도를 표시하도록 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하는 제어 절차를 실행하도록 프로그램될 수 있다. 제어 시스템은 SPEC 펌프(656)에서 유량을 설정하는 것과 독립적으로 LPEC 펌프(606) 및 LPEC 열 교환기(608)에서 유량 및 온도를 설정하도록 프로그램된다.
제어 시스템(670)은 프로세서 실행 가능 지시를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있고, 지시를 실행하기 위해 메모리에 결합된 하나 이상의 처리 유닛은 LPEC(601) 및 SPEC(651)이 원하는 온도를 달성하기 위해, SPEC 펌프(656)에서 유량을 설정하는 것과 독립적으로 LPEC 펌프(606) 및 LPEC 열 교환기(608)에서 유량 및 온도를 설정하기 위한 절차를 실행하게 한다.
시스템(600)의 일례에서, 제어 시스템(670)은 LPEC(601)이 목표 영역으로의 혈액의 온도를 자동으로 제어하게 하도록 프로그램될 수 있다. 다른 예시적인 시스템(600)에서, 제어 시스템(670)은 LPEC(601)이, 예컨대, 의료 실무자 및/또는 기술자로부터의 수동 입력에 기초하여 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하도록 프로그램될 수 있다.
도 1a 내지 도 6 중 하나의 예시적인 시스템을 포함하는, 본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 시스템에서, 열 교환기는 고체 상태 열전 가열기/냉각기 시스템일 수 있지만 이로 제한되지 않는다. 열전 장치는 능동 소자에 인가되는 전압의 극성에 기초하여 발열 또는 냉각하게 될 수 있다. 그러한 예시적인 열 교환기는 본원에서 설명되는 바와 같이 신체의 상이한 부분들을 원하는 온도 범위로 유지하기 위해 필요한 대로, 열을 발생시키거나 혈액으로부터 열을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 열 교환기는 별도의 유닛을 포함할 수 있고, 하나는 가열을 위해 사용되고 다른 하나는 냉각을 위해 사용된다. 다른 예에서, 열 교환기를 포함하는 열 교환기 시스템은 열 교환 유체를 펌핑하여 이것이 열 교환기를 통해 순환하게 하기 위해 펌프 헤드를 활성화하기 위한 펌프 구동 메커니즘을 또한 포함할 수 있다. 비제한적인 예에서, 열 교환기 시스템은 4개의 포트(혈액 유입 포트, 혈액 유출 포트, 물 유입 포트, 물 유출 포트)를 포함하는 일회용 구성요소일 수 있고, 여기서 물측 튜빙(물 유입/물 유출 포트)은 펌프를 포함하는 가열기/냉각기 유닛에 결합되고, 열전식일 수 있거나 물을 냉각하기 위해 압축기를 사용할 수 있다. 가열기/냉각기 유닛은 열 교환기 시스템을 통해 설정된 온도 및 유량의 물을 유동시키기 위해 사용된다. 온도 센서가 혈액 회로 내에서 열 교환기 이후에 혈액의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 열 교환기 시스템은 스크루 펌프, 기어 펌프, 다이어프램 펌프, 연동 롤러 펌프, 또는 열 교환 유체를 순환시키기 위한 임의의 적용 가능한 펌핑 기술을 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 6 중 하나의 예시적인 시스템을 포함하는, 본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 시스템에서, (SPEC 또는 LPEC 센서를 포함한) 하나 이상의 온도 센서는 귀, 뇌 영역, 방광, 직장, 식도, 또는 의료 실무자, 의사, 또는 기술자에 의해 규정되는 바와 같은 다른 위치 중 적어도 하나로부터 측정 데이터를 얻도록 배치되고 구성될 수 있다. 카테터가 신체의 일 부분의 혈관계에 SPEC 및/또는 LPEC을 결합시키기 위해 사용되는 비제한적인 예에서, 적어도 하나의 센서가 카테터의 원위 팁에서, 풍선의 근위 팁에서, 또는 다른 원하는 위치에서, 혈액의 온도를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 온도의 측정은 혈액 회로의 단부에서 또는 열 교환기 직후에 취해지고, 측정은 카테터의 원위 팁에서 취해지지 않는다.
도 1a 내지 도 6 중 하나의 예시적인 시스템을 포함하는, 본원의 원리에 따른 예시적인 시스템은 열 교환기의 구성요소의 온도를 모니터링하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 시스템은 하나 이상의 압력 센서를 포함할 수 있다.
도 7a는 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 환자에 대한 치료 절차의 적어도 일부에 대해 신체의 적어도 일부의 2개의 상이한 온도 구역을 확립하고 제어하는 것을 제공하는 본원의 원리에 따른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다. 블록(702)에서, SPEC가 말초 위치 루프를 거쳐 신체에 결합된다. 블록(704)에서, LPEC가 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액에 결합된다.
도 7a의 블록(706, 708)에서, 온도 센서는 신체의 관심 영역 내의 온도 파라미터를 결정하도록 위치된다. 블록(706)에서, 적어도 하나의 SPEC 센서가 SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 측정하도록 위치된다. 블록(708)에서, 적어도 하나의 LPEC 센서가 LPEC에 의해 관류되는 국소 목표 영역의 온도를 측정하도록 위치된다.
블록(710)에서, 적어도 최소 작동 시퀀스의 작동 단계들이 (도 8과 관련하여 더 상세하게 설명되는) 적어도 최소 작동 시퀀스의 각각의 시기에 대해 적절한 LPEC 및 SPEC에 대한 목표 설정에서 수행된다.
블록(712)에서, 제어 절차가 적어도 하나의 LPEC 센서 및 적어도 하나의 SPEC 센서의 측정을 기록하고, 각각 SPEC 및 LPEC의 혈류량 및 열 교환기 온도를 제어하도록 구현된다. 제어 절차는 SPEC가 SPEC 온도 센서에 의해 보고되는 온도 측정을 각각의 시기에서 목표 심부 체온 범위 내에 머무르도록 조정하기 위해 SPEC에 의해 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하고, LPEC가 하나의 이상의 LPEC 온도 센서가 적어도 LPEC가 작동하는 최소 작동 시퀀스의 각각의 시기 동안 목표 영역 온도 범위 내에서 온도 측정을 보고하도록 목표 영역으로 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 한다.
도 7b는 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 환자에 대한 치료 절차의 적어도 일부에 대해 신체의 적어도 일부의 2개의 상이한 온도 구역을 확립하고 제어하는 것을 제공하는 본원의 원리에 따른 다른 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다. 블록(752)에서, 펌프를 포함하는 SPEC가 말초 위치 루프를 거쳐 결합된다. 이는 말초 위치 루프를 거쳐 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하도록 SPEC 입구 유동 포트 및 SPEC 출구 유동 포트를 결합시키는 것을 포함한다. 블록(754)에서, 펌프 및 열 교환기를 포함하는 LPEC가 신체의 국소 목표 영역을 관류하기 위해, 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액에 결합된다. 이는 신체의 국소 목표 영역으로의 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하도록 LPEC 입구 유동 포트 및 LPEC 출구 유동 포트를 결합시키는 것을 포함한다.
도 7b의 블록(756, 758)에서, 온도 센서로부터의 측정은 신체의 관심 영역 내의 온도 파라미터를 결정하기 위해 사용된다. 블록(756)에서, SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도는 신체에 결합된 하나 이상의 SPEC 온도 센서로부터의 측정 데이터를 사용하여, 연산된다. 블록(758)에서, 국소 목표 영역 내의 온도는 국소 목표 영역에 결합된 하나 이상의 LPEC 온도 센서로부터의 측정 데이터를 사용하여, 연산된다. 블록(756)에서의 연산은 블록(758)에서의 연산 이전에, 이후에, 또는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.
블록(760)에서, LPEC 및 SPEC에 결합된 하나 이상의 처리 유닛을 포함하는 제어 시스템이 SPEC가 하나 이상의 SPEC 온도 센서가 약 32℃ 내지 약 37℃ 미만의 범위 내에서 평균 온도를 표시하도록 신체의 전신 온도를 조정하게 하고, LPEC가 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 약 30℃ 아래의 온도를 표시하도록 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하기 위한 프로세서 실행 가능 지시를 실행하기 위해 사용된다. 제어 시스템은 SPEC 펌프에서의 유량과 독립적으로 LPEC 펌프 및 LPEC 열 교환기에서의 유량 및 온도를 설정하도록 프로그램된다.
본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 방법에서, 제어 시스템은 펌프 및/또는 열 교환기가 신체의 일 부분의 연산된 온도가 규정된 원하는 온도 범위 위 (또는 아래)에 있으면, 혈액이 냉각되는 속도를 증가 (또는 감소)시키게 하도록 프로그램될 수 있다. 제어 시스템은 펌프 및/또는 열 교환기가 신체의 국소 목표 영역 또는 다른 부분이 원하는 온도 범위 내에 있다는 신호를 수신하면 작동을 중단하게 하도록 프로그램될 수 있다.
본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 방법에서, 제어 시스템은 펌프 및/또는 열 교환기가 신체의 영역들의 온도의 원하는 값과 상이한 설정점 작동 온도의 상한 및 설정점 작동 온도의 하한에 기초하여 혈액이 냉각되는 속도를 증가 (또는 감소)시키게 하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 열 교환기의 설정점 작동 온도는 약 1℃, 약 1.5℃, 또는 약 2℃의 값만큼 열 교환기에 결합된 신체의 영역의 온도의 원하는 값과 상이할 수 있다. 예시적인 제어 시스템은 펌프 및/또는 열 교환기가 설정점 작동 온도의 상한 또는 설정점 작동 온도의 하한이 도달될 때까지 작동하게 하도록 프로그램될 수 있다. 예시적인 제어 시스템은 펌프 및/또는 열 교환기가 신체의 관심 영역의 온도가 작동 범위의 다른 극한으로 변이할 때까지 작동을 중단하게 하도록 프로그램될 수 있다.
본원의 원리에 따른 임의의 예시적인 방법에서, 제어 시스템은 본원에서 설명되는 바와 같이 SPEC 펌프에서의 유량과 독립적으로 LPEC 펌프 및 LPEC 열 교환기에서의 유량 및 온도를 설정하도록 프로그램될 수 있다.
예시적인 방법에서, LPEC 입구 포트는 좌측 경동맥, 우측 경동맥, 좌측 또는 우측 내부 경동맥, 또는 그러한 위치들 중 하나의 하류의 동맥과 접촉하여 배치될 수 있다. 방법은 국소 목표 영역으로 유동하지 않는 LPEC에 의해 주입되는 혈류의 백분율을 감소시키고, LPEC 주입 혈액과 혼합되는 심부로부터의 혈류를 제한하기 위해, 협착, 폐색, 또는 부분 폐색을 위한 수단을 사용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일례에서, 방법은 SPEC가 SPEC 펌프에서의 유량을 약 1.0L/min 내지 약 5.0L/min의 범위 내의 값으로 설정하게 하도록 제어 시스템을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 또한 SPEC가 신체의 전신 온도를 조정하기 위해 사용된 후에, LPEC가 약 12시간 또는 약 24시간 내에 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하도록 사용될 수 있다. 제어 시스템은 SPEC가 평균 온도가 약 32℃ 아래로 떨어지는 것을 방지하기 위해 혈액의 온도를 증가시키게 하도록 사용될 수 있다.
일례에서, 방법은 LPEC가 LPEC 펌프에서의 유량을 약 100mL/min 내지 약 500mL/min의 범위 내의 값으로 설정하게 하도록 제어 시스템을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 LPEC가 혈액의 온도를 약 10℃ 내지 약 30℃의 범위 내의 값으로 냉각시키게 하도록 사용될 수 있다.
도 8은 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 신체의 적어도 일 부분의 온도를 제어하기 위한 본원의 원리에 따른 예시적인 절차를 도시한다. 비제한적인 예에서, SPEC는 ECMO이다. 도 8의 막대(802)는 예시적인 절차의 전체 타임라인을 도시하고, 의료 시설 또는 다른 시설에서의 사람의 접수 후의 절차 중에 구현되는 각각의 기술의 개시 및 종료를 표시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 타임라인은 시간(T1)에서의 접수 및 CPR이 이어지는 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상의 발생 시간(T0)으로부터 측정된다. SPEC는 시간(T2)에서 개시되고, 환자는 T3에서 카테터실로 들어가고, LPEC는 T4에서 개시된다. 목표 온도는 시간(T5)에서 도달된다. 시간(T6)에서, LPEC는 중단되고, SPEC는 시간(T7)에서 중단된다. 막대(802)는 ECMO 절차가 허혈 발작을 겪은 사람의 접수(막대 808) 후에 재관류(막대(810))와 실질적으로 동시(T2)에 시작된다. 이는 또한 환자가 비충격적 심장 마비를 가지며 ECMO가 심장이 기능하기 시작하기 전에 켜지면, ECMO 혈류는 전신 관류의 복원인 경우이고, 따라서 ECMO가 재관류와 동시에 발생하는 것은 아니지만, ECMO의 시작은 재관류를 일으킨다. 막대(806)는 재관류 기간 및 ECMO의 적용 중에 신체의 국소 목표 영역을 치료적 저체온증 온도 범위 내로 이동시키기 위한 LPEC의 사용의 발현 및 종료를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, ECMO는 치료적 저체온증이 중단된 후에 소정의 기간 동안 계속된다. 도 8은 사람이 국소 치료적 저체온증이 수행되도록 카테터실로 들어갈 수 있음을 도시한다. 많은 의료 시설 또는 다른 시설은 사람이 카테터실로 들어갈 수 있기 전에 규정된 평가(분류)를 요구하는 준비된 프로토콜을 가질 수 있다. 결과적으로, 치료적 저체온증의 발현 이전에 추가의 시간 지연이 있을 수 있어서, 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상 후의 조직 손상의 위험을 증가시킨다. 본원의 예시적인 시스템 및 방법은 사람이 카테터실로 들어갈 필요가 없이 구현될 수 있어서, 조직 손상의 위험을 감소시킨다.
본원의 비제한적인 예시적인 시스템을 사용하여, 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 신체의 적어도 일 부분의 온도를 제어하기 위한 본원의 원리에 따른 비제한적인 예시적인 절차는 다음과 같다. 가장 빠른 응급 스테이지에서, ECMO 지원이 말초 위치 루프를 사용하여 사람에게 적용되어, 막 산소공급 구성요소 및 열 교환기를 구비한 전신 관류 시스템("제1 루프")을 제공한다. 전신 관류 시스템은 약 1.0L/min 내지 약 5L/min 범위의 유량에서의 펌프 기인 유동에 의해 작동될 수 있다. 혈액은 신체의 영역들을 약 34±2℃의 온도에서의 전신 저체온증으로 만드는 온도에서 주입될 수 있다. 사람에게 결합된 온도 센서로부터의 데이터 측정은 심부 또는 전신 온도를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 적절한 온도 센서는 방광에 결합된 센서, 직장 온도 센서, 또는 다른 센서일 수 있다.
이어지는 24시간, 바람직하게는 약 12시간 미만, 또는 약 6시간 미만 이내에, 더 바람직하게는 가능한 한 빨리, 독립된 국소 관류 회로("제2 루프")가 치료적 저체온증을 위해 뇌 또는 머리 영역(신체의 국소 목표 영역) 내로 직접 혈액을 관류하기 위해 신체에 적용된다. 주입 부재는 좌측 또는 우측 총경동맥, 또는 좌측 또는 우측 내부 경동맥 내로 위치된다. 제2 루프의 펌프는 정상 내부 경동맥의 유량에 비교할 만한, 즉, 약 100mL/min 내지 약 500mL/min의 값에서 유량을 유지하도록 작동될 수 있다. 국소 관류 회로는 뇌에 대해 국소적인 센서(예를 들어, 좌측 또는 우측 비강 센서)에 의해 측정되는 국소 목표 영역(뇌)으로의 온도가 30℃ 아래의 치료적 저체온증 범위 또는 조작하는 의사, 기술자, 또는 다른 의료 실무자에 의해 선택된 다른 범위 내로 들어갈 수 있도록, 주입되는 혈액이 10℃ 내지 30℃의 범위로 냉각되도록 허용하기 위해 적어도 열 교환기를 포함할 수 있다.
제2 루프의 적용의 발현에 의해, 국소 목표 영역 내로 주입되는 혈액은 정상 체온 혈액(37℃)보다 상당히 더 차가울 수 있다. 혈액이 전신 유동의 정맥측으로 복귀하므로, 제2 루프는 또한 전신계를 냉각시키는 데 기여할 수 있다. 그러한 이유로, 제2 루프의 장기간의 작동에 걸쳐, 제1 루프로부터 주입되는 혈액의 온도는 심부 체온이 원치 않는 범위 내로 이동할 가능성을 감소시키거나 이동하는 것을 방지하기 위해 상향 조정될 수 있다. 심부 온도는 약 32℃ 내지 약 34℃의 약한 저체온증 범위 내에 유지될 수 있거나, 제1 루프 혈액 주입 온도를 조정함으로써 약 35℃ 내지 약 37℃의 정상 체온 범위 내로 상향 이동될 수 있다. 도 8은 (온도 대 시간의 그래프로 플로팅된) LPEC 및 SPEC 온도 프로파일에 대한 비제한적인 예시적인 작동 시퀀스를 도시한다. 도 8은 SPEC가 33℃로 설정되는 시기 1(SPEC 작동) 중의 온도 프로파일, SPEC가 정상 체온으로 설정되고 LPEC가 30℃로 설정되는 시기 2(SPEC 및 LPEC 작동) 중의 온도 프로파일, 및 환자가 정상 체온으로 완전히 복귀되는 시기 3(LPEC는 꺼지고 SPEC는 켜짐) 중의 온도 프로파일을 도시한다.
본원에서 정의되는 바와 같은 "최소 작동 시퀀스"는 도 8의 구현예와 관련된 소정의 단계들을 포함한다. 예를 들어, 최소 작동 시퀀스는 다음의 5개의 이벤트를 포함할 수 있다: (T0) 초기 환자 이벤트(심장 마비, 뇌졸중, 또는 다른 허혈 또는 순환 손상 이벤트), (T2) 본원에서 정의되는 바와 같이 말초 위치 루프를 사용한 제1 SPEC 유동 시작, (T4) LPEC 유동의 발현, (T6) LPEC 유동의 종료, 및 (T7) SPEC 유동 정지.
비제한적인 예시적인 최소 작동 시퀀스는 LPEC가 종결된 후에만, 시기 1 SPEC, 시기 2 SPEC 및 LPEC, 및 시기 3 SPEC에서 온도 대역을 설정하는, 비제한적인 3개의 시기에서 온도 제어를 구현하는 것을 포함할 수 있다. 비제한적인 예시적인 최소 작동 시퀀스는 더 복잡한 온도 제어 시기들의 배열을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 온도 대역들은 (LPEC가 시작하기 전에) 시기 1이 SPEC만을 설정하고, 시기 2에서, 시기의 최초 12시간 동안, LPEC가 28℃ - 30℃의 냉간 대역으로 설정되고, 그 다음 대역이 정상 체온(35℃ 내지 37℃)일 때까지 7시간 동안 시간당 1℃에서의 제어된 재가온이 이어지는 동안, SPEC가 약 1시간 동안 변화되지 않고 방치되고, 그 다음 SPEC가 제어된 정상 체온 대역으로 변화되고, 그 다음 시기 3에서, LPEC 유동이 없고, SPEC가 제어된 정상 체온이 되도록, 설정될 수 있다.
비제한적인 예에서, 3개의 단순 시기에 의해 최소 작동 시퀀스를 실행하기 위해, 의사 또는 작업자는 각각의 시기 내에서 작동하는 SPEC 및 LPEC 각각에 대한 각각의 시기 내에서의 온도 목표에 대해 결정한다.
본원의 임의의 예에서, SPEC 및/또는 LPEC 중의 온도 제어는 임의의 패턴에 따를 수 있다. 본원의 임의의 예에서, 최소 작동 시퀀스에 따른 제어 절차는 온도 센서가 목표 영역 온도 값의 규정된 패턴에 따라 온도 측정을 보고하도록 온도 제어 패턴을 구현한다. 예를 들어, 온도 제어 패턴은 가온 구간 및 이어지는 냉각 구간을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 온도 제어 패턴은 온도의 임의의 함수에 따를 수 있다.
일례에서, 더 복잡한 시퀀스는 (T0) 초기 환자 이벤트(심장 마비, 뇌졸중, 또는 다른 허혈 또는 순환 장애 이벤트), (T2) 본원에서 정의되는 바와 같이 말초 위치 루프를 사용한 최초 SPEC 연결 및 유동 시작, (T4) LPEC 저체온증의 발현 및 필요하다면 SPEC 목표 온도 대역 절환, (T6) LPEC의 종료, LPEC 철회, 표시된다면 SPEC 온도 대역 변화, (T7) SPEC 정지와 같은 추가의 이벤트를 포함할 수 있다. 이러한 더 복잡한 작동 시퀀스는 LPEC가 종결된 후에 작동하는, 시기 1 SPEC, 시기 2 SPEC 및 LPEC, 및 시기 3 SPEC의 적어도 최소 3개의 온도 제어 시기를 포함한다. 더 복잡한 작동 시퀀스를 실행하기 위해, 의사 또는 작업자는 각각의 시기에 작동된다면 SPEC 및 LPEC 각각에 대한 각각의 시기에서의 온도 목표에 대해 결정한다. 다른 더 정교한 데이터 지점들이 추가되거나 관찰될 수 있고, 예를 들어, 냉각은 즉각적이지 않고, T4에서의 개시되면, 국소 영역은 T4 이후의 일정 시간(도 8의 T5)에 목표 온도에 도달할 수 있고, 그러한 시간은 그러한 구간 내에서 LPEC 루프의 특정 유량 및 주입 온도와, 심부 온도 및 SPEC 루프에 대한 설정에 의존할 수 있다. 최소 작동 시퀀스의 다른 비제한적인 확장예에서, 시기 2의 종료(LPEC의 종료) 시의 온도의 상승은 LPEC 센서가 정상 체온 부근의 영역에 도달할 때까지, 주입되는 LPEC 혈액 온도가 LPEC 센서 온도를 1℃/hr 또는 2℃/hr 또는 0.1℃/hr 또는 작업자가 선택할 수 있는 바와 같은 다른 속도로 상승시키도록 변경되는 제어된 재가온 절차로 행해질 수 있다. 그러한 변경예는 제어된 재가온의 최소 시기 2와 시기 3 사이에 제4 시기를 추가하였다. 최소 작동 시퀀스의 다른 비제한적인 확장예에서, SPEC 또는 LPEC의 온도의 단계식 강하는 제어된 속도일 수 있다. 최소 작동 시퀀스의 다른 비제한적인 확장예에서, 시퀀스 내의 임의의 지점이 분할될 수 있고, 예를 들어, SPEC 작동의 시작은 SPEC 유동의 시작 및 이후의 시간에서의 SPEC 냉각의 시작으로 분할될 수 있다.
제2 루프가 적용되는 제1 루프의 부재 시에 적용되면, 전체 신체의 온도는 제2 루프의 냉각 부하 하에서, 더 낮게 변이할 수 있다. 그러나, 심장의 온도 또는 심부 온도가 약 32℃ 아래로 변이하는 것은 바람직하지 않고, 회피되어야 한다. 본원의 예시적인 시스템 및 방법은 전신 저체온증 및 심장 지원이 사람이 카테터실로 들어가기 전에, 더 짧은 타임라인에서 이용 가능하도록 허용한다. 본원의 예시적인 시스템 및 방법을 사용하면, 국소 관류 회로가 국소 목표 영역(일례에서, 뇌)을 약 32℃ 아래의 온도 범위로 냉각시키기 위해 개시된 후에, 제1 루프는 보조식 산소화된 혈액을 제공하고, 심부 온도를 (온도 센서 측정 데이터에 기초하여) 정상 체온 수준에 또는 약 32℃ 위에 머무르도록 가온하기 위해 사용될 수 있다. 본원의 예시적인 시스템 및 방법의 제어 시스템은 제1 루프 및 제2 루프의 독립적인 작동을 허용한다. 결과적으로, 제2 루프는 원하는 기간(비제한적인 예로서, 약 6시간, 및 바람직하게는 약 12시간) 및 추가의 6 내지 24시간의 적절한 재가온 기간 후에 제거될 수 있다. 제2 루프 내에서의 냉각 부하가 국소 목표 영역(일례에서, 뇌)이 재가온됨에 따라 감소되는 동안, 제1 루프의 작동이 심부 온도를 안정화하기 위해 계속될 수 있다.
도 9는 제어 시스템으로서 사용될 수 있는 본원에서 설명되는 원리에 따른 장치(900)의 비제한적인 예를 도시한다. 장치(900)는 적어도 하나의 통신 인터페이스(902), 적어도 하나의 메모리(904), 및 적어도 하나의 처리 유닛(906)을 포함한다. 적어도 하나의 처리 유닛(906)은 적어도 하나의 통신 인터페이스(902) 및 적어도 하나의 메모리(904)에 통신 결합된다.
적어도 하나의 메모리(904)는 프로세서 실행 가능 지시(908) 및 적어도 하나의 에너지 저장 자산을 위한 분석기(910)를 저장하도록 구성된다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 분석기(910)는 하나 이상의 LPEC 온도 센서 및/또는 하나 이상의 SPEC 온도 센서의 측정으로부터의 데이터(912)에 기초하여 신체의 관심 영역 내의 온도 파라미터를 결정하기 위해 사용된다. 분석기(910)는 신체에 결합된 하나 이상의 SPEC 온도 센서로부터의 측정 데이터를 사용하여, SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및/또는 평균 전신 온도를 연산하기 위해 사용될 수 있다. 분석기(910)는 국소 목표 영역에 결합된 하나 이상의 LPEC 온도 센서로부터의 측정 데이터를 사용하여, 국소 목표 영역 내의 온도를 연산하기 위해 사용될 수 있다.
비제한적인 예에서, 적어도 하나의 처리 유닛(906)은 분석기(910)로부터의 연산에 기초하여, 적어도 SPEC 및/또는 LPEC을 위한 제어기(914)(들)로 신호를 보내기 위해 메모리(904) 내에 저장된 프로세서 실행 가능 지시(908)를 실행한다. SPEC 및/또는 LPEC을 위한 제어기(914)(들)로 보내지는 신호는 SPEC가 하나 이상의 SPEC 온도 센서가 약 32℃ 내지 약 37℃ 미만의 범위 내에서 평균 온도를 표시하도록 신체의 전신 온도를 조정하게 하고, LPEC가 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 약 30℃ 아래에서 온도를 표시하도록 목표 영역으로의 혈액의 온도를 제어하게 하도록 구성된다. 적어도 하나의 처리 유닛(906)은 제어기(914)(들)로 신호를 송신하기 위해 통신 인터페이스(902)를 제어하고 그리고/또는 연산된 온도 데이터 및/또는 제어기(914)(들)을 위한 신호를 저장하도록 메모리(904)를 제어하기 위해 프로세서 실행 가능 지시(908)를 실행할 수 있다. 비제한적인 예에서, 처리 유닛(906)은 통신 인터페이스(902)가 제어기(914)(들)로 무선으로 제어기로 신호를 송신하게 하도록 프로세서 실행 가능 지시(908)를 실행할 수 있다.
도 10은 본원의 예시적인 시스템의 분배식 구현을 위해 구성된 예시적인 네트워크 환경(1000)의 선도이다. 네트워크 환경(1000)은 하나 이상의 서버(1005, 1006)를 포함할 수 있다. 이해될 바와 같이, 다양한 분배형 또는 집중형 구성이 구현될 수 있고, 몇몇 예에서, 단일 서버가 사용될 수 있다. 네트워크 환경은 서버(1005, 1006)와 관련된 데이터베이스(1009)를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 데이터베이스(1009)는 측정 데이터, 분석기 연산, 제어기 신호 데이터 등을 저장할 수 있고, 하나 이상의 서버(1005, 1006)는 도 1a 내지 도 8 중 하나에 대해 본원에서 설명된 공정들 중 하나 이상을 구현할 수 있는 모듈을 저장할 수 있다. 네트워크 환경은 통신 인터페이스의 일 부분을 담당하기 위해 사용자에게 적어도 하나의 GUI를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 전자 장치(1003)를 또한 포함할 수 있다. 전자 장치(1003)가 하나 이상의 서버(1005, 1006)로부터 지시를 수신하면, GUI는 사용자가 본원에서 설명되는 원리에 따른 임의의 예시적인 방법을 구현하기 위해 서버와 상호 작용하도록 허용하기 위해 전자 장치(1003) 상에서 구현될 수 있다.
예시적인 시스템에서, 서버(1005, 1006), 데이터베이스(1009), 및 전자 장치(1003)는 통신 네트워크(1001)를 거쳐 서로 통신할 수 있다. 통신 네트워크(1001)는 인터넷, 인트라넷, LAN(Local Area Network: 근거리 통신망), WAN(Wide Area Network: 원거리 통신망), MAN(Metropolitan Area Network: 도시권 통신망), 무선 네트워크, 광학 네트워크 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 예시적인 시스템에서, 서버(1005, 1006) 및 데이터베이스(1009)와 통신하는 전자 장치(1003)는 데이터베이스(1009)로부터 정보를 요청하는 데이터베이스 질의를 생성하여 송신할 수 있다. 하나 이상의 서버(1005, 1006)는 통신 네트워크(1001)를 거쳐 전자 장치(1003)에 지시를 송신할 수 있다. 서버(1005, 1006)는 전자 장치(1003) 상에서 GUI를 구현하기 위해 통신 네트워크(1001)를 거쳐 전자 장치(1003) 및 데이터베이스(1009)와 상호 작용할 수 있다.
도 11은 본원의 원리에 따른 최소 작동 시퀀스를 위한 제어 절차를 구현하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 장치(1100)를 도시한다. 도 11의 예시적인 장치(1100)는 인터페이스(1103)를 포함하는 디스플레이(1102), SPEC 냉각기/가온기(1104), LPEC 냉각기/가온기(1105), 적어도 하나의 SPEC 센서(1106) 및 LPEC 센서(1108, 1110), 및 LPEC 혈액 펌프(1112)를 포함한다. 예시적인 디스플레이(1102)는 사용자에게 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하기 위해 사용될 수 있고, 그래픽 사용자 인터페이스는 제어 절차의 단계들을 수행하기 위해 사용자로부터 입력 데이터를 수신하고, 제어 절차의 구현과 관련된 출력 데이터를 제시하도록 구성된다. 환자가 긴 프로토콜의 구현을 위해 이동될 수 있는 일반적인 "카테터실", 하이브리드 수술실(OR: Operating Room), 또는 ICU 내에서, 많은 장치들이 존재하고, 의료 인력은 많은 동시 또는 중복 작업들을 수행할 수 있다. 이산된 유닛들의 수 및 환자 치료 시에 요구되는 작업/단계의 수를 단순화하는 것은 항상 고도로 바람직하다. 본원의 원리에 따른 예시적인 제어 절차는 (1) 주입되는 SPEC 혈액을 제어하기 위해 SPEC 루프 내의 혈액 열 교환기를 구동하기 위한 물 냉각기/가온기, (2) 주입되는 LPEC 혈액의 온도를 제어하기 위해 LPEC 루프 내의 혈액 열 교환기를 변화시키거나 구동하기 위한 물 냉각기/가열기, (3) 적어도 SPEC 및 LPEC 센서를 판독하여 기록하기 위한 센서 인터페이스, (4) LPEC 및 SPEC 센서 온도 및 LPEC 및 SPEC 주입 혈액 온도를 작업자에게 보여줄 수 있는 적어도 하나의 디스플레이, 및 (5) 작업자가 냉각기 온도를 직접적으로 또는 간접적으로 설정하도록 허용하기 위한 인터페이스에 의해 구현될 수 있다. [간접적으로는 컴퓨터를 사용하는 것을 의미한다] 예시적인 장치는 적어도 SPEC 냉각기/가온기, LPEC 냉각기/가온기, (SPEC 센서 및/또는 LPEC 센서와 통신하기 위한) 적어도 하나의 센서 인터페이스, 및 사용자 인터페이스를 포함하는 디스플레이를 최소 단위 작업자 콘솔(MUOC: Minimum Unitary Operator Console)로서 포함하는 단일 장치로서 구성될 수 있다. 일례로서, MUOC는 본원에서 서술되는 바와 같은 수동 제어 절차에 적용 가능할 수 있는 메드트로닉 퍼포머 CPB(Medtronic Performer CPB)® 체외 순환 지원 시스템(메드트로닉, 인크., 미국 미네소타주 미니애폴리스)과 같은 표준 심마비 펌프 시스템에 대한 최소의 추가물로서 구성될 수 있다. 비제한적인 예시적인 MUOC는 100 - 500mL/min의 범위 내에서 LPEC을 구동하기 위한 펌프를 또한 포함할 수 있다. 비제한적인 예시적인 MUOC는 작동의 모든 시기에서, 온도 대역이 장치 내에서 설정될 수 있고, 시스템이 (본원에서 정의되는 바와 같은 최소 작동 시퀀스 내에서 정의되는 시기의 의미 내에서) 각각의 시기 중에 센서 온도가 목표 한도의 외부로 변이하면, 작업자가 냉각기 온도를 조정하도록 경고하도록, 반자동 제어 절차를 구현하기 위한 본원에서 정의되는 바와 같은 사용자 인터페이스 및 연산 장치를 포함할 수 있다. MUOC에 대한 비제한적인 확장예는 작동의 모든 시기에서, 온도 대역이 장치 내에서 설정될 수 있고, 시스템이 (본원에서 정의되는 바와 같은 최소 작동 시퀀스 내에서 정의되는 시기의 의미 내에서) 각각의 시기 중에 센서 온도가 목표 한도의 외부로 변이하면, 냉각기 온도를 자동으로 조정하도록, 완전 자동 제어 절차를 구현하기 위한 본원에서 정의되는 바와 같은 사용자 인터페이스 및 연산 장치를 포함한다.
본원에서 설명되는 예시적인 시스템의 하나의 양태는 의사, 기술자, 및 다른 실무자가 치료되는 환자의 임상적 유익을 위해 환자의 2개의 상이한 영역 또는 구역에 2개의 상이한 제어된 온도-시간 프로파일을 적용하는 제어 절차를 적용하는 것을 가능케 하는 것이다. 신체 심부의 구역 및 국소 목표 조직 구역(예를 들어, 뇌)에 적용되는 바와 같은 그러한 제어 절차 및 온도-시간 프로파일의 하나의 비제한적인 예가 도 8의 비제한적인 예에 도시되어 있다. 예는 3개의 시간, 시기 1(LPEC가 없이 SPEC 작동), 시기 2(SPEC 및 LPEC 작동), 및 시기 3(다시 LPEC가 없이 SPEC 작동)에 대한 온도 제어 설정을 단순화하였다. 이러한 예에서, SPEC는 초기(시기 1)에 SPEC 센서를 약 33℃의 온도 대역 내에 유지하도록 설정되고, 시기 2에서, SPEC는 온도 대역을 정상 체온(35℃ 내지 37℃)에서 유지하도록 설정되고, LPEC는 LPEC 센서를 약 30℃의 온도 대역 내에 유지하도록 설정된다. 시기 3에서, LPEC는 꺼지고, SPEC는 제어된 정상 체온(35℃ 내지 37℃)을 유지하도록 설정된다. 도 8의 예는 임상적 유익을 제공할 수 있는 제어된 저체온증 온도-시간 프로파일의 특징을 예시하고, 예를 들어, 시기 1은 일정 저체온증을 환자에게 신속하게 또는 관류 기반 냉각 및 말초 위치 루프의 사용이 주어지면 가능한 한 신속하게 전달한다. 시기 2는 가능한 한 빨리 시작하지만, 이는 적절성을 결정하고 형광투시법을 구비한 카테터실로 들어간 다음, 심부 저체온증 부작용 및 위험 요소를 회피하기 위해 심부를 다시 정상 체온으로 이동시키면서, 목표 국소 영역에 더 강한 저체온증을 전달하기 위해 더 많은 시간을 요구할 수 있다. 마지막으로, 시기 3은 전체 치료 프로토콜의 원하는 종료까지, 전신, 양 구역을 제어된 정상 체온 상태로 복귀시킨다. 그러나, 제어 절차의 더 정교한 세부 또한 유익할 수 있다. 의사 작업자, 기술자, 또는 다른 작업자는 냉각 시간 및 재가온 시간을 제어하기를 원할 수 있다. 예를 들어, 분당 또는 10분당 또는 시간당 1℃로 시기 1의 시작 시에 목표에 도달하기 위해 냉각의 속도를 제한하거나 설정하기 위함. 다른 예에서, SPEC 제어 프로파일 내에서의 시기 1의 종료 또는 LPEC 제어 프로파일 내에서의 시기 2의 종료 시의 재가온 시기는 시간당 또는 30분당 1℃의 제어 속도 또는 의사 작업자가 원하는 몇몇 다른 속도일 필요가 있을 수 있다. 추가의 세부는 인체가 제어 시스템 내의 일정한 부하가 아니라는 것이다. 수 분, 수 시간, 또는 수 일 정도의 기간에 걸쳐, 인체는 혈관 (예를 들어, 혈관 확장 및 혈관 수축) 상태 및 그 자신의 열 에너지 생성(예를 들어, 떨림은 그가 시작되면 상당한 열을 생성할 것이고, 수면 또는 낮은 인지 상태가 대체로 근육 및 신경 질량당 더 낮은 열을 생성할 것임)에 있어서 변한다. 또한, 가능하게는 치료 중에 공통의 이환율을 갖는 질환에 대해 치료 중인 환자는 임의의 12시간 기간에 걸쳐 매우 다양한 약물을 받을 수 있고, 이들 모두는 혈관 상태 및 열 생성에 대해 부작용을 가질 수 있고, 이는 SPEC 및 LPEC 제어 설정(주입되는 혈액의 유량 및 온도)에 대한 조직 온도에 영향을 줄 수 있다. 루프(SPEC 또는 LPEC)들 중 임의의 하나에 대한 임의의 짧은 시간 내의 제어 절차는 루프 센서 측정을 관찰하고 루프 센서 측정을 그의 목표 값에 더 가까이 이동시키기 위해 주입되는 혈액 온도 및/또는 유량을 조정하기 위한 절차이다. 이는 디스플레이되는 규칙을 따르는 사람에 의해, 또는 연산 장치, 컴퓨터 시스템에 의해, 또는 사람으로부터의 입력과 컴퓨터 상호 작용을 조합하는 하이브리드 시스템에 의해, 원칙적으로 행해질 수 있는 조정이다. 그러한 제어 절차는 환자 내에서의 작은 변동에 대해 주입되는 혈액 온도를 조정하는 능력만이 아니라, 또한 적어도 큰 환자 변동(예를 들어, 뇌졸중 또는 2차 약물 투여로부터의 혈관 확장의 급상승)의 특수한 중재 또는 통지를 요구할 수 있는 경보 상태를 선언하는 일정 능력을 포함할 수 있다.
제어 절차에 따른 프로토콜의 시간 경로는 다른 고려를 표시할 수 있다. 치료적 저체온증 프로토콜은 대체로 흔히 긴 12시간 또는 24시간 재가온 기간을 갖는, 많은 시간(12시간 및 24시간 기간이 드문 것은 아님) 동안 저체온증을 적용한다. 제어 절차는 그러한 긴 기간에 걸쳐 작동할 수 있고, 제어 절차가 수 분 내에 온도를 조정하거나 단계식으로 조정할 때, 분당 약 1℃ 내지 분당 약 10℃의 냉각기 온도 변화가 가능하다. 열 교환기의 몇몇 모델에서, 주입되는 혈액 온도는 그렇게 빠르게 또는 유사한 속도로 변화할 수 있다. 결과적으로, 목표 온도의 작고 빠른 변화를 안정화하는 것은 적절하게는 (사람이 수동 모드에서 수 시간의 경로에 걸쳐 실행하기 어려운) 컴퓨터 구동식 제어 하위 시스템에 대해 달성될 수 있다.
최소 작동 시퀀스를 지원하기 위한 완전 제어 절차를 구현하기 위해, SPEC와 그 다음 LPEC을 연결하는 단계들이 보정되어야 하고, 적절한 시간에, SPEC 내의 유동 및 LPEC 내의 유동이 개시되어야 한다. 유동이 개시되면, 유량은 필요한 대로 설정되고 변화될 수 있다. 유동이 각각의 루프 내에서 시작되면, 온도 제어는 의사, 기술자, 또는 다른 실무자가 원하는 온도 대 시간 프로파일을 얻기 위해 그러한 루프 내에서 구현된다. 그러한 온도-시간 프로파일은 목표 온도 및 허용 가능한 것으로 지정된 온도 대역(예를 들어: 27℃±3℃)을 가질 수 있다. 제어 절차는 시스템이 그의 지정된 온도 대역 내에서 온도를 유지할 수 없으면, 오류 또는 중재를 위한 호출을 선언할 수 있어야 한다. 중재의 비제한적인 예는 자동일 수 있거나, 진료를 위해 다른 의사를 호출하는 것을 포함할 수 있다. 중재의 비제한적인 예는 SPEC 및 LPEC 2-루프 시스템 내에서의 변화일 수 있거나, 루프 카테터를 통한 또는 정맥으로의 약물의 투여일 수 있다. 제어 시스템의 하나의 가능한 비제한적인 구현예에서, 목표 온도의 달성은 처음에 냉각기 조정에 의해 주입되는 혈액 온도의 자동 조정을 구현할 수 있지만, 시스템이 이것이 무효함을 검출하면, 기술자 또는 다른 실무자가 루프 내의 유량을 조정하기 위해 작업 콘솔로부터 별도의 콘솔(펌프 콘솔)로 이동할 수 있도록, 경보가 설정될 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같이, 본원의 예시적인 MUOC는 (1) 주입되는 SPEC 혈액을 제어하기 위해 SPEC 루프 내의 혈액 열 교환기를 구동하기 위한 물 냉각기/가온기, (2) 주입되는 LPEC 혈액의 온도를 제어하기 위해 LPEC 루프 내의 혈액 열 교환기를 변환시키거나 구동하기 위한 물 냉각기/가열기, (3) 적어도 SPEC 및 LPEC 센서를 판독하여 기록하기 위한 센서 인터페이스, (4) 적어도 LPEC 및 SPEC 센서 온도 및 LPEC 및 SPEC 주입 혈액 온도를 작업자에게 보여줄 수 있는 디스플레이, 및 (5) 작업자가 냉각기 온도를 직접적으로 또는 간접적으로 설정하도록 허용하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 냉각기 온도의 설정은 사람에 의해 직접적으로 또는 컴퓨터 시스템 또는 다른 연산 장치를 사용하여 간접적으로 달성될 수 있다. 직접 설정은 사용자가 사용자 인터페이스로의 입력으로서 냉각기 지시를 위한 온도를 입력하는 것 또는 그러한 물 온도를 설정하기 위해 콘솔의 사용자 인터페이스 내의 컴퓨터 시스템을 무시하는 것을 포함한다. "간접적으로"는 비제한적인 예에서, 허용되는 온도 대역의 규정된 값 및 그러한 온도에 도달하기 위한 규정된 시간에 의해, 원하는 목표 온도를 설정하는 것을 의미하고, 콘솔 컴퓨터 시스템은 그러한 설정을 달성하기 위해 냉각기 온도를 제어하기 위한 지시를 실행한다. 온도를 "간접적으로" 설정하는 추가의 비제한적인 예는 시스템이 목표 루프 센서 측정을 시간당 0.5℃만큼 현재의 측정 값으로부터 37℃까지 제어된 재가온 루틴으로 상승시키게 하기 위한 지시를 실행하도록 콘솔 컴퓨터 시스템을 설정하는 것이다. 간접의 추가의 비제한적인 예는 임의의 센서 판독 주위에서 경보 대역을 설정하는 능력을 사용자에게 제공하고 그러한 센서 판독이 설정 내에서 표시되는 허용 가능한 값의 범위 외부의 값이면, 사용자 중재 또는 재설정을 위한 경보 호출을 활성화하도록 프로그램되는 컴퓨터 시스템을 포함한다. 예시적인 MUOC는 모든 냉각기 온도를 직접적으로 설정하는 능력을 구비하여 구성될 수 있고, 적어도 하나의 컴퓨터 시스템 작동식 루틴이 냉각기 값 또는 콘솔이 설정할 수 있는 그러한 다른 값의 간접적인 설정을 위해 구현될 수 있다.
도 11은 본원에서 설명되는 원리에 따른 예시적인 방법들 중 하나의 수행 시에 사용될 수 있는 예시적인 연산 장치(1200)의 블록 선도이다. 연산 장치(1200)는 본원에서 설명되는 원리에 따른 임의의 예시적인 방법을 구현하기 위한 (소프트웨어 또는 펌웨어와 같지만 이들로 제한되지 않는) 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 지시를 저장하기 위한 하나 이상의 비일과성 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 비일과성 컴퓨터 판독 가능 매체는 하나 이상의 유형의 하드웨어 메모리, 비일과성 유형 매체(예를 들어, 하나 이상의 자기 저장 디스크, 하나 이상의 광 디스크, 하나 이상의 USB 플래시 드라이브) 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 연산 장치(1200) 내에 포함된 메모리(1206)는 분석기(1231) 및 본원에서 설명되는 공정을 수행하도록 프로그램된 제어기 신호 발생기(1233)와 같은, 예시적인 모듈을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능 및 컴퓨터 실행 가능 지시 또는 소프트웨어를 저장할 수 있다. 연산 장치(1200)는 프로세서(1202) 및 관련 코어(1204), 및 선택적으로 메모리(1206) 내에 저장된 컴퓨터 판독 가능 및 컴퓨터 실행 가능 지시 또는 소프트웨어 및 시스템 하드웨어를 제어하기 위한 다른 프로그램을 실행하기 위한, (예를 들어, 다중 프로세서/코어를 갖는 컴퓨터 시스템의 경우에) 하나 이상의 추가의 프로세서(1202')(들) 및 관련 코어(1204')(들)을 또한 포함한다. 프로세서(1202) 및 프로세서(1202')(들)은 각각 단일 코어 프로세서 또는 다중 코어(1204, 1204') 프로세서일 수 있다.
가상 현실화가 연산 장치 내의 기반 구조 및 자원이 동적으로 공유될 수 있도록 연산 장치(1200) 내에서 채용될 수 있다. 가상 머신(1214)은 공정이 다중 연산 자원이 아닌 단일 연산 자원만을 사용하는 것으로 보이도록 다중 프로세서 상에서 실행되는 공정을 처리하도록 제공될 수 있다. 다중 가상 머신은 또한 하나의 프로세서와 함께 사용될 수 있다.
메모리(1206)는 DRAM, SRAM, EDO RAM 등과 같은, 컴퓨터 시스템 메모리 또는 임의 접근 메모리를 포함하는 비일과성 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다. 메모리(1206)는 다른 유형의 메모리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
사용자는 본원의 예시적인 시스템에 따라 제공될 수 있는 하나 이상의 사용자 인터페이스(1229)를 디스플레이할 수 있는 터치 스크린 디스플레이 또는 컴퓨터 모니터와 같은, 시각 디스플레이 장치(1218)를 통해 연산 장치(1200)와 상호 작용할 수 있다. 연산 장치(300)는 사용자로부터 입력을 수신하기 위한 다른 I/O 장치, 예를 들어, 키보드 또는 임의의 적합한 다중 지점 터치 인터페이스(1208), 포인팅 장치(1210)(예컨대, 펜, 스타일러스, 마우스, 또는 트랙패드)를 포함할 수 있다. 키보드(1208) 및 포인팅 장치(1210)는 시각 디스플레이 장치(1218)에 결합될 수 있다. 연산 장치(1200)는 다른 적합한 종래의 I/O 주변 장치를 포함할 수 있다. 다양한 예에서, 시각 디스플레이 장치(1218)는 전자-종이 배지(badge), 전자 잉크 장치, LCD 배지, 또는 전자 선반 라벨(ESL: Electronic Shelf Label)형 장치일 수 있다.
연산 장치(1200)는 분석기(1231) 및 본원에서 설명되는 원리에 따른 예시적인 방법 및 시스템 또는 그의 일부를 구현하는 사용자 인터페이스(1229)를 생성할 수 있는 제어기 신호 발생기(1233)와 같은, 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 지시 및/또는 소프트웨어를 저장하기 위한, 하드 드라이브, CD-ROM, 또는 다른 비일과성 컴퓨터 판독 가능 매체와 같은 하나 이상의 저장 장치(1224)를 또한 포함할 수 있다. 예시적인 저장 장치(1224)는 또한 본원에서 설명되는 원리에 따른 방법 및 시스템을 구현하기 위해 요구되는 임의의 적합한 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 데이터베이스(1226)를 저장할 수 있다. 데이터베이스는 데이터베이스 내에서 하나 이상의 항목을 추가, 삭제, 또는 갱신하기 위해, 임의의 적합한 시점에서 사용자에 의해 또는 자동으로 갱신될 수 있다. 예시적인 저장 장치(1224)는 센서 측정 데이터, 분석기 연산 결과, 제어기 신호 데이터, 및 본원에서 설명되는 예시적인 시스템 및 방법 중 하나를 구현하기 위해 사용되는 임의의 다른 데이터/정보를 저장하기 위한 하나 이상의 데이터베이스(1226)를 저장할 수 있다.
연산 장치(1200)는 표준 전화선, LAN 또는 WAN 링크(예를 들어, 802.11, T1, T3, 116kb, X.211), 광대역 연결(예를 들어, ISDN, 프레임 릴레이(Frame Relay), ATM), 무선 연결, 계측 제어기 통신망(CAN: Controller Area Network), 또는 상기 중 하나 또는 전부의 몇몇 조합을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 다양한 연결을 통해, 하나 이상의 네트워크, 예를 들어, 근거리 통신망(LAN), 원거리 통신망(WAN), 또는 인터넷과, 하나 이상의 네트워크 장치(1222)를 거쳐 접속하도록 구성된 네트워크 인터페이스(1212)를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(1212)는 내장형 네트워크 어댑터, 네트워크 접속 카드, PCMCIA 네트워크 카드, 카드 버스 네트워크 어댑터, 무선 네트워크 어댑터, USB 네트워크 어댑터, 모뎀, 또는 통신이 가능하며 본원에서 설명되는 작동을 수행할 수 있는 임의의 유형의 네트워크에 연산 장치(1200)를 접속하기에 적합한 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 또한, 연산 장치(1200)는 워크스테이션, 데스크탑 컴퓨터, 서버, 랩탑, 휴대형 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터(예컨대, 아이패드(iPad)® 태블릿 컴퓨터), 이동식 연산 또는 통신 장치(예컨대, 아이폰(iPhone)® 통신 장치), 또는 통신이 가능하며 본원에서 설명되는 작동을 수행하기에 충분한 프로세서 능력 및 메모리 용량을 갖는 다른 형태의 연산 또는 원격 통신 장치와 같은 임의의 컴퓨터 시스템일 수 있다.
연산 장치(1200)는 마이크로소프트® 윈도우즈® 운영 체제의 임의의 버전, 유닉스 및 리눅스 운영 체제의 상이한 버전, 맥킨토시 컴퓨터를 위한 맥오에스(MacOS)®의 임의의 버전, 임의의 내장형 운영 체제, 임의의 실시간 운영 체제, 임의의 오픈 소스 운영 체제, 임의의 특허 운영 체제, 이동식 연산 장치를 위한 임의의 운영 체제, 또는 연산 장치 상에서 실행되며 본원에서 설명되는 작동을 수행할 수 있는 임의의 다른 운영 체제와 같은, 임의의 운영 체제(1216)를 실행하도록 구성될 수 있다. 일례에서, 운영 체제(1216)는 고유 모드 또는 모방 모드로 실행될 수 있다. 일례에서, 운영 체제(1216)는 하나 이상의 클라우드 머신 인스턴스(cloud machine instance) 상에서 실행될 수 있다.
도 1a - 도 6 중 임의의 하나 이상의 예를 포함한, 본원의 원리에 따른 임의의 예에서, "연산 장치" 또는 "연산 시스템"은 예시적인 절차가 하나 이상의 센서 판독을 관찰하고 국소 및 전신 온도를 작업자 결정 온도 범위 내로 이동시키거나 그 안에서 유지하기 위해 SPEC 및 LPEC의 유량 및/또는 주입 혈액 온도 설정을 조정하도록 채택되는 제어 절차를 실행하도록 프로그램될 수 있다. 그러한 예시적인 절차는 또한 관련 부위에서의 혈압, 혈액 화학 데이터, 심박수, (약물 투여량에 기초하는 것을 포함한) 약리학적 조작의 상태, 또는 다른 관찰 또는 설정과 같지만 이들로 제한되지 않는 다른 환자 관찰을 고려할 수 있다. 본원의 원리에 따른 예시적인 제어 절차는 작업자가 다이얼 또는 숫자 설정 수단을 변화시키게 하기 위한 지시 또는 훈련의 세트에 의해 수동으로 조작될 수 있고, 이에 의해 지시 또는 훈련의 세트에 따라 연산 장치 또는 컴퓨터 시스템에 입력을 제공하고, 연산 장치 또는 컴퓨터 시스템이 절차를 실행하게 한다. 본원의 원리에 따른 다른 예시적인 제어 절차는 작업자가 센서 온도에 대한 목표 범위(온도 대역)를 설정하고, 연산 장치 또는 컴퓨터 시스템이 SPEC 및 LPEC가 설정된 목표 온도 범위 내에 있는 센서 판독을 달성하게 하기 위한 조정을 수행하도록 수신된 지시를 실행하는 컴퓨터 시스템 제어를 사용하여 구현될 수 있다. 본원의 원리에 따른 예시적인 제어 절차는 몇몇 하이브리드 배열을 구현하도록 구성될 수 있고, 예를 들어, 작업자는 SPEC 및 LPEC의 몇몇 설정을 직접 조정할 수 있고, 이러한 조정된 설정을 표시하는 입력을 수신하는 것에 기초하여, 연산 장치 또는 컴퓨터 시스템은 원하는 온도 제어를 달성하기 위해 SPEC 및 LPEC의 다른 설정을 조정할 수 있다. 본원의 원리에 따른 예시적인 제어 절차는 작업자가 연산 장치 또는 컴퓨터 시스템에 의해 출력되는 컴퓨터 제안 설정 변화를 무시하도록 위치되거나 승인하도록 요구될 수 있도록, 작업자로부터의 무시 신호 및/또는 승인 신호에 응답하도록 구성될 수 있다.
도 1a - 도 6 중 임의의 하나 이상의 예를 포함한, 본원에서 설명되는 원리에 따른 2-루프 시스템의 이점은 SPEC가 형광투시법 또는 x-선 안내를 요구하지 않는 접근, 즉, 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하는 말초 위치 루프를 사용하는 접근에 의해 구현되므로, 이는 카테터실 또는 적절한 형광투시법을 구비한 수술실로의 접근을 마련하는 더 많은 시간이 걸리는 단계가 없이 더 빠르고 더 즉각적인 세팅(응급실 또는 ER과 같지만 이로 제한되지 않음)에서 환자에게 적용될 수 있는 것이다. 이는 SPEC을 사용한 전신 수준에서의 약한 저체온증의 초기 적용이 기존의 시스템 또는 절차를 사용하여 달성 가능한 것보다 더 빠를 수 있어서, LPEC만을 대기하도록 요구되었을 때 이용 가능한 것보다 더 조기의 저체온증의 몇몇 이점을 생성함을 의미한다. 도 1a - 도 6 중 임의의 하나 이상의 예를 포함한, 본원에서 설명되는 원리에 따른 2개의 독립된 루프의 다른 이점은 이들이 동기하여 적용될 수 있는 것, 따라서 특정 희망이 SPEC 루프 성능 및 환자 지원을 훼손하지 않을 때, LPEC을 시작하고 LPEC을 멈추기 위한 조작하는 의사의 특정 희망이다.
결론
다양한 본 발명의 실시예가 본원에서 설명되고 도시되었지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 기능을 수행하고 그리고/또는 결과 및/또는 본원에서 설명된 장점들 중 하나 이상을 획득하기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조를 쉽게 생각할 것이고, 그러한 변경예 및/또는 변형예 각각은 본원에서 설명되는 본 발명의 실시예의 범주 내에 있는 것으로 간주된다. 더 일반적으로, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 본원에서 설명된 모든 파라미터, 치수, 재료, 및 구성이 예시적으로 의도되며, 실제 파라미터, 치수, 재료, 및/또는 구성은 본 발명의 교시가 사용되는 구체적인 용도 또는 용도들에 의존할 것임을 쉽게 이해할 것이다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 단지 통상적인 실험을 사용하여, 본원에서 설명된 구체적인 본 발명의 실시예에 대한 많은 등가물을 인식하거나, 확인할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 실시예들은 단지 예시적으로 제시되고, 첨부된 청구범위 및 그에 대한 등가물의 범주 내에서, 본 발명의 실시예들은 구체적으로 설명되고 청구되는 바와 달리 실시될 수 있음을 이해하여야 한다. 본 개시내용의 본 발명의 실시예들은 본원에서 설명되는 각각의 개별 특징, 시스템, 물품, 재료, 키트, 및/또는 방법에 관한 것이다. 또한, 2개 이상의 그러한 특징, 시스템, 물품, 재료, 키트, 및/또는 방법의 임의의 조합은, 그러한 특징, 시스템, 물품, 재료, 키트, 및/또는 방법이 상호 불일치하지 않으면, 본 개시내용의 본 발명의 범주 내에 포함된다.
본 발명의 위에서 설명된 실시예들은 많은 방식들 중 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 일 실시예의 임의의 양태가 적어도 부분적으로 소프트웨어로 구현되면, 소프트웨어 코드는 단일 컴퓨터 내에 제공되든 지 또는 다중 컴퓨터들 사이에서 분배든지 간에, 임의의 적합한 프로세서 또는 프로세서들의 집합체 상에서 실행될 수 있다.
이러한 관점에서, 본 발명의 다양한 양태들은 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 프로세서 상에서 실행될 때, 위에서 설명된 기술의 다양한 실시예들을 구현하는 방법을 수행하는 하나 이상의 프로그램으로 엔코딩된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 (또는 다중 컴퓨터 판독 가능 저장 매체)(예컨대, 컴퓨터 메모리, 하나 이상의 플로피 디스크, 컴팩트 디스크, 광 디스크, 자기 테이프, 플래시 메모리, 현장 프로그램식 게이트 어레이 또는 다른 반도체 장치 내의 회로 구성, 또는 다른 유형(tangible)의 컴퓨터 저장 매체 또는 비일과성 매체)로서 적어도 부분적으로 실시될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 매체들은 그에 저장된 프로그램 또는 프로그램들이 위에서 설명된 바와 같은 본 기술의 다양한 양태를 구현하기 위해 하나 이상의 상이한 컴퓨터 또는 다른 프로세서 상으로 로딩될 수 있도록, 운반 가능할 수 있다.
"프로그램" 또는 "소프트웨어"라는 용어는 가장 포괄적인 의미에서, 위에서 설명된 바와 같은 본 기술의 다양한 양태를 구현하도록 컴퓨터 또는 다른 프로세서를 프로그램하기 위해 채용될 수 있는 임의의 유형의 컴퓨터 코드 또는 컴퓨터 실행 가능 지시들의 세트를 지칭하도록 본원에서 사용된다. 추가로, 이러한 실시예의 하나의 양태에 따르면, 실행될 때, 본 기술의 방법을 수행하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램은 단일 컴퓨터 또는 프로세서 상에 상주할 필요는 없지만, 본 기술의 다양한 양태들을 구현하기 위해 다수의 상이한 컴퓨터들 또는 프로세서들 사이에서 모듈식으로 분배될 수 있음을 이해하여야 한다.
컴퓨터 실행 가능 지시는 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 장치에 의해 실행되는, 프로그램 모듈과 같은 많은 형태일 수 있다. 대체로, 프로그램 모듈은 특정 과제를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등을 포함한다. 전형적으로, 프로그램 모듈의 기능은 다양한 실시예에서 원하는 대로 조합 또는 분배될 수 있다.
또한, 본원에서 설명되는 기술은 하나의 방법으로서 실시될 수 있고, 그의 적어도 하나의 예가 제공되었다. 방법의 일부로서 수행되는 작용들은 임의의 적합한 방식으로 순서화될 수 있다. 따라서, 작용들이 예시적인 실시예에서 순차적인 작용들로서 도시되어 있지만, 몇몇 작용들을 동시에 수행하는 것을 포함할 수 있는, 도시된 것과 상이한 순서로 수행되는 실시예가 구성될 수 있다.
본원에서 정의되고 사용되는 바와 같은 모든 정의는 사전적 정의, 참조로 통합된 문헌에서의 정의, 및/또는 정의된 용어의 통상적 의미에 우선하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 및 청구범위에서 본원에서 사용되는 바와 같은 "하나" 및 "일"이라는 부정 관사는 명확히 반대로 표시되지 않으면, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 및 청구범위에서 본원에서 사용되는 "및/또는"이라는 문구는 그렇게 연접된 요소들, 즉, 몇몇 경우에 결합하여 존재하고 다른 경우에 분리하여 존재하는 요소들 중 "하나 또는 모두"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"과 함께 열거된 복수의 요소들은 동일한 방식, 즉, 그렇게 연접된 요소들 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. 구체적으로 식별된 그러한 요소들에 관련되든 지 또는 무관하든 지 간에, "및/또는" 문구에 의해 구체적으로 식별된 요소들 이외의 다른 요소들이 선택적으로 존재할 수 있다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및/또는 B"에 대한 언급은 "포함하는"과 같은 개방형 언어와 관련하여 사용될 때, 하나의 실시예에서, (B 이외의 요소를 선택적으로 포함하는) A만을; 다른 실시예에서, (A 이외의 요소를 선택적으로 포함하는) B만을; 또 다른 실시예에서, (다른 요소들을 선택적으로 포함하는) A 및 B를 지칭할 수 있다.
명세서 및 청구범위에서 본원에서 사용되는 바와 같이, "또는"은 위에서 정의된 바와 같은 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 목록 내에서 항목들을 분리할 때, "또는" 또는 "및/또는"은 포괄적인 것으로서, 즉, 다수의 요소들 또는 요소들의 목록 중 적어도 하나의 포함뿐만 아니라 1개 초과를 포함하며, 선택적으로 추가의 미열거 요소를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "~ 중 단지 하나" 또는 "~ 중 정확히 하나", 또는 청구범위에서 사용될 때, "~로 구성된"과 같은, 명확히 반대로 표시되는 용어만이 다수의 요소들 또는 요소들의 목록 중 정확히 하나의 요소의 포함을 지칭할 것이다. 대체로, 본원에서 사용되는 바와 같은 "또는"이라는 용어는 "각", "~ 중 하나", "~ 중 단지 하나", 또는 "~ 중 정확히 하나"와 같은, 배타적인 용어가 선행할 때, 배타적인 대안(즉, "양자가 아닌 하나 또는 다른 하나")을 표시하는 것으로서만 해석되어야 한다. "~로 본질적으로 구성된"은 청구범위에서 사용될 때, 특허법의 분야에서 사용되는 바와 같은 그의 통상적인 의미를 가질 것이다.
명세서 및 청구범위에서 본원에서 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 요소들의 목록에 대한 언급 시의 "적어도 하나"라는 문구는 요소들의 목록 내의 요소들 중 임의의 하나 이상으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하지만, 반드시 요소들의 목록 내에서 구체적으로 열거된 각각의 모든 요소 중 적어도 하나를 포함하지는 않고, 요소들의 목록 내의 요소들의 임의의 조합을 배제하지는 않는다. 이러한 정의는 또한 구체적으로 식별된 그러한 요소들에 관련되든 지 또는 무관하든 지 간에, "적어도 하나"라는 문구가 지칭하는 요소들의 목록 내에서 구체적으로 식별된 요소들 이외의 요소들이 선택적으로 존재할 수 있음을 허용한다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나" (또는, 등가적으로, "A 또는 B 중 적어도 하나", 또는, 등가적으로, "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는 하나의 실시예에서, B가 존재하지 않으며 (B 이외의 요소들을 선택적으로 포함하며), 1개 초과를 선택적으로 포함하는, 적어도 하나의 A; 다른 실시예에서, A가 존재하지 않으며 (A 이외의 요소들을 선택적으로 포함하며) 1개 초과를 선택적으로 포함하는, 적어도 하나의 B; 또 다른 실시예에서, 1개 초과를 선택적으로 포함하는, 적어도 하나의 A, 및 1개 초과를 선택적으로 포함하는, 적어도 하나의 B(다른 요소들을 선택적으로 포함함)을 지칭할 수 있다.
청구범위, 및 상기 명세서에서, "포함하는", "보유하는", "갖는", "함유하는", "내포하는", "유지하는", "~로 이루어진" 등과 같은 모든 연결구는 개방형인 것으로, 즉, '포함하지만 제한되지 않는'을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "~로 구성된" 및 "~로 본질적으로 구성된"이라는 연결구만이 미국 특허청의 특허 조사 절차의 업무 매뉴얼, 섹션 2111.03에 설명되어 있는 바와 같이, 각각 폐쇄형 또는 반폐쇄형 연결구일 것이다.

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  49. 국소적 또는 전신적 허혈 발작 또는 순환 손상을 겪은 환자에 대한 치료 절차의 적어도 일부에 대해 신체의 적어도 일부의 2개의 상이한 온도 구역을 확립하고 제어하기 위한 시스템이며,
    말초 위치 루프를 사용하여 신체에 결합된 전신 관류 체외 회로(SPEC)로서, SPEC는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하는 SPEC 입구 유동 포트 및 SPEC 출구 유동 포트; SPEC 펌프; 및 SPEC 열 교환기를 포함하는, 전신 관류 체외 회로;
    혈액을 유동시키기 위해 뇌로 이어지는 혈관계에 결합된 국소 관류 체외 회로(LPEC)로서, LPEC는 혈관계 내에서 유동하는 혈액과 접촉하는 LPEC 입구 유동 포트 및 LPEC 출구 유동 포트; LPEC 펌프; 및 LPEC 열 교환기를 포함하고, LPEC 입구 유동 포트는 뇌를 관류하기 위해 좌측면 또는 우측면 상에서 총경동맥 또는 내부 경동맥 내에 위치되는, 국소 관류 체외 회로;
    SPEC에 의해 관류되는 신체의 평균 심부 체온 및 평균 전신 온도 중 적어도 하나를 측정하도록 위치된 적어도 하나의 SPEC 온도 센서;
    LPEC에 의해 관류되는 뇌의 온도를 측정하도록 위치된 적어도 하나의 LPEC 온도 센서;
    SPEC 열 교환기를 구동하기 위한 SPEC 물 냉각 및 가열 유닛; LPEC 열 교환기를 구동하기 위한 LPEC 물 냉각 및 가열 유닛; 적어도 하나의 SPEC 온도 센서 및 적어도 하나의 LPEC 온도 센서 중 적어도 하나의 온도 센서의 하나 이상의 측정을 기록하기 위한 적어도 하나의 센서 인터페이스; 및 그래픽 사용자 인터페이스를 포함하는 작동 콘솔
    을 포함하고,
    그래픽 사용자 인터페이스는 적어도 최소 작동 시퀀스의 각각의 시기에 대해 LPEC 및 SPEC에 대한 목표 설정에서 적어도 최소 작동 시퀀스의 작동 단계들의 구현을 위한 사용자 지시를 디스플레이하도록 구성되고,
    상기 작동 콘솔은 적어도 하나의 LPEC 온도 센서 및 적어도 하나의 SPEC 온도 센서의 측정을 기록하기 위해, 그리고 각각 SPEC 및 LPEC의 혈류량 및 열 교환기 온도를 독립적으로 제어하기 위해, 제어 절차의 구현을 위한 지시를 실행하도록 LPEC 및 SPEC을 제어하고, - 이에 의해 상기 제어 절차가, SPEC가 SPEC 온도 센서에 의해 보고되는 온도 측정을 각각의 시기에서 심부 목표 범위 내에 머무르도록 조정하기 위해 SPEC에 의해 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 하고; LPEC가 하나 이상의 LPEC 온도 센서가 적어도 LPEC가 작동하는 최소 작동 시퀀스의 각각의 시기 동안 목표 영역 온도 범위 내에서 온도 측정을 보고하도록 목표 영역으로 주입되는 혈액의 온도를 제어하게 함 -,
    최소 작동 시퀀스는 시기 1을 포함하고, 시기 1의 SPEC 목표 설정은 32℃와 37℃ 사이의 목표 심부 체온 범위 내에서의 SPEC 온도 센서 측정이고,
    최소 작동 시퀀스는 시기 1 이후의 시기 2를 포함하고, 시기 2의 LPEC 목표 설정은 LPEC 온도 센서 측정이 10℃와 32℃ 사이의 국소 목표 온도 범위 내에 있는 시간 구간을 포함하는,
    시스템.
  50. 삭제
  51. 제49항에 있어서, 작동 콘솔은 100mL/min 내지 500mL/min의 속도로 LPEC에 대해 펌핑할 수 있는 펌프를 추가로 포함하는, 시스템.
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
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