KR20150127244A - 유체 전달 시스템 및 치료 방법 - Google Patents

유체 전달 시스템 및 치료 방법 Download PDF

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Abstract

치료 시스템은 환자에게 액체 냉각제를 냉각하여 전달하는 유체 냉각 공급 시스템을 포함한다. 유체 냉각 공급 시스템은 냉각 장치와 열교환 장치를 포함한다. 열교환 장치는 냉각 장치에 바이어싱되어 환자내의 치료 장치와 유체 연통하고 있다. 유체 냉각 공급 시스템은 열교환 장치와 냉각 장치사이에 소정의 바이어싱 힘을 제공하여 열교환을 수행하고 향상하도록 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함한다. 액체 냉각제는 조직을 유지하기 위해 환자의 기도에 위치된 에너지 전달 장치를 통해 순환될 수 있다. 시스템은 환자의 폐 치료 동안 선택된 시간에 대해 주어진 온도 및 압력에서 액체 냉매를 순환시키도록 제어된다.

Description

유체 전달 시스템 및 치료 방법{FLUID DELIVERY SYSTEM AND METHOD FOR TREATMENT}
본 출원은 전체 내용이 참고로 본 명세서에 포함된 2013년 3월 13일자 출원된 미국가출원 제61/779,371호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 환자의 치료 시에 냉각 유체를 제공하기 위한 시스템 및 관련 방법에 관한 것이다.
종래의 여러 의학적 치료는 인체에 직접 냉각 액체를 공급하는 과정을 포함한다. 예를 들어, 냉각된 액체는 뇌와 같은 기관을 냉각하여 부상으로부터 기관을 보호하기 위해 혈류에 공급될 수 있다.
기타 통상적인 의학적 치료는 인체를 치료하는 데 사용되는 장치에 냉각된 액체를 공급하는 것을 포함한다. 예를 들어, 폐 질환에 특히 효과적인 몇가지 치료법은, 예를 들어 "기관지 치료용 시스템, 어셈블리 및 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제8,088,127호 및 "냉각가능한 에너지 방출 조립체를 가지는 전달 장치"라는 명칭의 미국 특허출원 공개 제2011/0152855호에 개시되어 있다. 이들 특허에 개시된 치료예의 하나로, 폐 치료 시스템은 환자의 기도를 따라 연장되는 신경 줄기를 손상하도록 에너지를 전달한다. 이 예에서, 에너지는 냉각 가능한 에너지 방출 조립체로 전달되는 동시에, 냉각된 유체는 에너지 방출 조립체를 냉각하도록 에너지 방출 조립체에 전달되어, 목표가 아닌 조직의 파괴를 피하거나 제한하다.
종래의 냉각제 공급 시스템은 일반적으로 환자 및/또는 치료 장치에 저장 용기로부터의 액체 냉매를 펌핑하는 펌프를 포함한다. 수행되는 치료의 종류에 따르면, 종래의 액체 냉매 공급 시스템은 액체 냉각제가 열 치료 카테터(catheter)로 공급되는 액체 냉매보다 다섯 갤런을 함유할 정도의 비교적 큰 저장 용기를 포함할 수 있다. 큰 저장 용기내에 함유된 액체 냉매는, 대부분의 경우에, 단순히 실온에서 유지된다. 다른 종래의 액체 냉각제 공급 시스템은 유체가 저장 용기로 부터 펌핑되어 환자내의 장치를 통하여 순환 후 저장 용기로 리턴하는 폐 루프 시스템을 가진다.
치료 중에 환자의 치료 부위에 액체 냉매를 제공하는 것은 의사들에게는 여러 어려움을 제공할 수 있음이 인식되고 있다. 예를 들어, 처리 기간 동안 원하는 간격으로 환자내의 치료 부위를 원하는 온도(또는 온도 범위)로 유지하기 어려울 수 있다. 이것은 유체가 냉각되는 시간부터 유체가 상기 조직을 치료하기 위해 환자에게 공급되는 시간까지 존재할 수 있는 부분적인 열손실로 기인한다.
종래의 액상 냉각제 공급 시스템은 환자에 위치된 치료 장치에 공급되는 액체 냉매의 압력과 온도를 제어하는 매우 콤팩트하고 효율적인 폐 루프 시스템을 제공하지 못하는 것으로 인식되어 왔다. 또한, 종래의 액체 냉매 공급 시스템은 고가이고, 일부 경우에, 다른 환자의 치료 사이에 시간과 비용을 소모하는 살균을 넓은 범위에 걸쳐서 요구할 수 있다. 더욱이, 삽입 장치의 크기, 치료 부위의 온도, 치료 기간, 시스템의 제어가능성, 및 기타 요구 조건에 따른 요구 사항이 환자의 치료에 특정되어 있기 때문에, 종래의 액체 냉각제 공급 시스템은 예컨대 상술한 폐 치료와 같은 치료의 사용에는 적합하지 않을 수 있음을 인식하고 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 치료 시스템은 환자의 치료를 위한 유체 냉각 공급 시스템을 포함하며, 또한 유체를 냉각하고, 환자의 내부에 위치하는 에너지 전달 장치와 같은 치료 장치를 통해 냉각 유체를 순환하도록 구성된다. 유체 냉각 공급 시스템은 유체 저장 용기 내부에 유체 또는 냉각제를 가지는 유체 저장 용기를 포함(또는 결합)할 수 있다. 냉각 유체 공급 시스템은 유체를 열처리하는 서멀 플레이트를 가지는 냉각 장치를 포함할 수 있다. 열교환기는 열교환기에 함유되거나 열교환기를 통해 순환하는 유체로부터 열전달을 수행하기 위해 소정의 바이어싱 힘(biasing force)으로 냉각 장치에 제거가능하게 결합될 수 있다. 열교환기는 열전도성 표면과, 카트리지를 통해 연장되는 유체 채널을 포함하는 교체가능 또는 일회용 열교환 카트리지일 수 있다. 상기 카트리지 내의 유체 채널의 적어도 일 부분은 열전도성 표면에 인접되게 배치된다. 유체 채널은 냉각 장치에 의한 유체의 열 처리 중에 유체의 흐름을 허용한다. 따라서, 카트리지가 냉각 장치에 결합되는 경우, 열전도성 표면 및 서멀 플레이트는 서로에 대해 바이어싱되어, 냉각 장치를 작동하면 카트리지의 유체 채널에 함유된 유체로부터 열을 드로우(draw)하며, 다음에 냉각된 유체는 치료를 위해 환자에게 공급될 수 있다.
일 양태에 있어서, 열교환 카트리지는 열전도성 표면을 갖는 플레이트에 결합된 가요성 및 바람직하게는 일회용, 열 성형 트레이이다. 가요성 열 성형 트레이는 트레이가 플레이트에 결합될 때 유체 채널을 형성하는 리세스형의 구불구불한 구조체를 포함한다. 채널의 제 1 단부는 유입 공급 라인에 연결하기 위한 유입 포트를 포함하고, 상기 채널의 제 2 단부는 유출 공급 라인에 연결하기 위한 유출 포트를 포함한다. 리세스형의 구불구불한 구조체의 깊이와 폭은 카트리지 내의 유체의 원하는 체류 시간을 기반으로 결정되고, 이때 체류 시간은 유체의 흐름 속도와 카트리지의 유입구로부터 유출구까지 유체의 원하는 온도 변화를 기반으로 계산된다.
다른 양태에 있어서, 열교환기는 백에 함유되거나 백을 통해 유동하는 유체로부터 열전달을 수행하기 위한 소정의 바이어싱 힘으로 냉각 장치에 제거가능하게 결합된 백이다. 백이 냉각 장치와 플레이트사이에 위치되거나 또는 백이 기타 부착 장치에 의해 부착될 수 있도록 백은 플레이트에 의해 냉각 장치에 제거가능하게 결합될 수 있다. 원하는 유체 온도를 달성하기에 적절한 열전달을 수행하는 공통적인 특징은 냉각 장치에 대해 열교환기의 소정의 바이어싱 힘을 보장하는 것이다. 따라서, 백은 클램프, 파스너를 가지는 플레이트 또는 기타 장치에 의해 냉각 장치에 바이어싱될 수 있다. 백(bag)은 백을 통해 구불구불한 형태로 연장되는 유체 채널을 포함할 수 있다. 백의 적어도 일부는 냉각 장치에 인접 배치되고 대향되게 바이어싱되어, 냉각 장치를 작동하면, 백의 유체 채널내에 함유된 유체로부터 열을 드로우하며, 다음에 냉각된 유체는 치료를 위해 환자에게 공급할 수 있다.
유체 냉각 공급 시스템은 환자에게 일정 체적의 유체를 공급 및/또는 순환시키는 펌프를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 컨트롤러는 환자에게 공급되는 열전달량과 유체 체적과 압력을 조절하기 위해 펌프와 냉각 장치에 결합될 수 있다. 유체 냉각 공급 시스템은 또한 공급 통로 및 리턴 통로를 포함할 수 있고, 이는 일련의 라인 또는 튜브 또는 유체 통로를 포함할 수 있다. 공급 통로는 유체가 열교환기 카트리지를 통해 냉각된 후, 유체 저장 용기에서 시작되어 치료 부위에서 냉각을 위해 환자의 치료 장치로 이송된다. 리턴 통로는 환자 내의 치료 장치에서 시작하여, 시스템을 통해 유체의 연속 순환을 위해 유체 저장 용기로 되돌아서 이송될 수 있다. 따라서 유체 저장 용기, 공급 및 리턴 튜브, 카트리지의 유체 채널, 및 치료 장치는 모두 서로 유체 연통하고 있다. 따라서, 냉각 장치는 유체를 냉각하고, 펌프는 환자의 치료 중에 시스템을 통해 순환한다.
본 발명의 임의의 양태에서 알 수 있는 바와 같이, 유체 냉각 공급 시스템은 폐쇄 루프 시스템 또는 개방 루프 시스템일 수 있다. 폐쇄 루프 시스템에서, 유체는 계속적으로 공급되고 재순환을 위해 유체저장용기로 복귀된다. 개방 루프 시스템에서는, 유체는 유체 저장 용기로부터 치료 장치로 공급된 후 치료 장치를 통한 순환 이후에 버려진다.
상기 소개되고 또한 일부 양태들에 따른 유체 냉각 시스템의 특정 구성 요소에 대해서, 유체 저장 용기는 유체를 수용할 수 있는 백 또는 기타 다른 장치일 수 있다. 폐쇄 루프 시스템에서, 유체 저장 용기는 유체를 제공하는 공급 포트와 시스템을 통해 순환되면 유체를 수용하는 리턴 포트를 가지는 접을 수 있는 백(예를 들어, 식염수 또는 다른 유체를 보유하고 제공하기 위해 사용된 IV 백)일 수 있다. 접을 수 있는 백을 사용하면, 바람직하게는, 순방향 또는 역방향 방식의 펌핑 여부에 따라 유체 저장 용기로부터 시스템을 통해 유체를 펌핑함으로써 생기는 유체의 압력 변화를 수용할 수 있다.
일부 양태에 있어서, 유체 저장 용기는 공축 백 스파이크 조립체를 거쳐 폐쇄 루프 시스템으로 유체 접속될 수 있다. 공축 이중 스파이크는 암 루어(female luer)의 루멘 내부를 통해 삽입된 하이포튜브를 포함할 수 있고, 내부 채널 및 외부 채널의 공축 배열을 형성한다. 조립체는 유체 공급 및 리턴 라인을 조립체의 내부 채널과 외부 채널과 접속하는 두개의 포트를 가지는 백 스파이크 어댑터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 채널은 리턴 라인과 유체 연통하고 있고, 외부 채널은 공급 라인과 유체 연통하고 있다. 대안적인 실시예에서, 외부 채널은 리턴 라인과 유체 연통하고 있고, 내부 채널은 공급 라인과 유체 연통하고 있다. 따라서, 공축 백 스파이크 조립체는 유체 저장 용기로 부터와 유체 저장 용기로의 유체의 흐름을 동시에 허용함으로써 별도의 공급 및 리턴 스파이크에 대한 필요성을 배제한다. 이는 또한 상업적으로 이용가능한 IV 백을 냉각제 저장 용기로서 이용하는 것이 가능하다.
냉각 장치는 열교환기가 서멀 플레이트에 결합되면 유체로부터 효과적인 열 전달을 위한 서멀 플레이트를 가지는 열전기 쿨러(이하 "TEC")와 같은 임의의 적절한 냉각 장치일 수 있다. TECs는 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 일반적으로 애플리케이션을 냉각하고, 물질 또는 유체로부터의 열전달량을 제어하기 위해 사용된다. TECs는 2가지 다른 종류 물질의 접합부사이의 열 플럭스를 만드는데 펠티에 효과(Peltier effect)(또는 열전 효과(thermoelectric effcet))를 사용한다. 따라서, 대표적인 TEC는 플레이트들사이에 끼워진 복수의 p형과 n형 반도체를 가지는 갖는 "핫 플레이트(hot plate)"와 "콜드 플레이트(cold plate)"를 포함한다. 전압이 반도체에 인가되면, TEC는 콜드 플레이트로부터 핫 플레이트로 열을 전달하고, 열은 예를 들어 히트 싱크(heat sink) 및 팬(fan)에 의해 핫 플레이트에서 분산된다. 따라서, 본 발명의 냉각 장치는 카트리지에 함유된 유체로부터 열을 제거하기 위해 열교환 카트리지에 대해 바이어싱되는 서멀(콜드) 플레이트를 가지는 TEC가 바람직하다. 냉장고 시스템 또는 열교환기를 포함하거나 이에 결합된 기타 냉각 장치와 같은 기타의 장치 또는 냉각 시스템이더라도 유체를 냉각하는 동일한 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
펌프는 치료 장치를 통해 냉각된 유체를 공급하고 순환하도록 구성된다. 펌프는 시스템을 통과하는 유체의 체적과 압력을 조절하도록 더 구성될 수 있다. 일부 양태에서, 펌프는 냉각 장치 및 카트리지에 인접되게 결합된 연통 펌프이다. 연통 펌프는 유체의 살균성(sterility)을 유지하도록 유체를 접촉함이 없이 튜브를 통해 유체를 드로우하고 푸쉬할 수 있는 능력을 가지고 있다. 일 예로, 펌프가 음압에서 카트리지를 통해 유체를 드로우하고 양압에서 치료 장치에 냉각된 유체를 공급하도록 열교환기 카트리지와 환자사이의 공급 통로(또는 카트리지의 하류)에 펌프가 위치된다. 이러한 방식으로 펌프를 카트리지의 하류에 위치하는 것은 몇 가지 이점을 제공한다. 예를 들면, 카트리지내의 얻어진 음압은 카트리지의 설계에 대한 선택과 재질의 유연성을 더 크게 한다. 더 작고 더 얇은 구성 요소가 카트리지에 사용될 수 있으며, 이것은 시스템의 작동 중에 유체로부터의 열전달을 더 크게 할 수 있다. 일부 양태에서, 시스템내의 압력이 시스템과 환자의 요구사항에 따라 변할 수 있다 하더라도, 에너지 전달 장치에 공급된 양압은 적어도 80 psi이고, 유체는 10 psi 이하의 압력에서 치료 장치로부터 유체 저장 용기 및/또는 카트리지로 리턴된다.
일부 양태에서, 펌프는 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 시스템을 통해 유체를 순환하도록 구성되지만, 이러한 속도는 상기 범위 이상으로 변할 수 있다. 바람직하게, 흐름 속도는 분당 100 밀리리터이다. 일부 양태에서, 펌프는 25 psi 내지 150 psi의 압력에서 치료 장치에 냉각된 유체를 공급하도록 구성되지만, 이러한 흐름속도는 이러한 범위 이상으로 변할 수 있다. 바람직하게 압력은 80 psi 내지 100 psi이다.
일부 양태에서, 펌프는 전진 기어 및 후진 기어를 포함한다. 후진 기어는 환자의 치료 전 또는 치료 중에 시스템으로부터 가스를 제거하기 위해 시스템을 통해 유체의 흐름을 후진하기에 적합하다. 가스 또는 공기 버블을 시스템으로부터 제거하면, 치료 중에 유체를 중단없이 공급하여 카트리지내의 유체의 냉각을 최대화한다. 카트리지는 또한 카트리지의 하부에 위치된 유출 포트와 카트리지의 상부에 위치된 유입 포트를 포함하도록 수평에 대해 실질적으로 수직으로 위치될 수 있다. 이러한 배열에 있어서, 펌프의 방향을 반대로 하면, 유체는 시스템을 통해 반대로 구동함으로서, 카트리지의 유체 채널로부터 가스를 제거한다. 특히 가스는 카트리지를 통해 수직으로 상승하여, 결국 유체 저장 용기로 소산한다. 다음에 펌프는 환자의 치료 중에 냉각된 유체를 공급하도록 전진 기어에 의해 결합될 수 있다. 펌프가 정상 작동하여 전진하는 동안 조차, 카트리지에 남아 있을 수 있는 가스는 카트리지의 특정 배열 및 구조로 인하여 상방으로 상승하는 경향이 있다.
일부 양태에서, 유체 채널은 그 제1 벽과 제2 벽사이의 전환부에 가장 근접한 적어도 하나의 코너부를 포함한다. 상기 적어도 하나의 코너부는 가스 버블이 시스템의 작동 중에, 적어도 하나의 코너부에 근처에서 또는 가장 근접하여 포획되지 않도록 구성된다. 코너부에는 채널의 제1 및 제2 벽 사이의 전이부에 반경 또는 챔퍼(chmafer)를 가질 수 있다. 또한, 유체 채널은 횡단면의 상부 및 하부 코너에 라운드 형상의 코너부를 가질 수 있다. 이들 특징은 유체 채널의 횡단면 면적을 감소하여, 카트리지의 수직 방향성으로 인해 코너에 가스 버블이 포획될 수 있는 표면 장력을 극복하도록 할 수 있다.
일 양태에서, 열교환기 카트리지는 서로 결합되는 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 포함한다. 제 1 플레이트는 구리, 알루미늄, 및/또는 스테인리스 스틸로 구성될 수 있는 열전도성 표면을 포함한다. 열전도성 표면은 구리로 구성되는 것이 바람직하고, 양극산화 알루미늄 또는 은도금 구리와 같은 도금 또는 양극산화 금속으로 구성되는 것이 더욱 바람직하다. 제 2 플레이트는 폴리머 또는 플라스틱과 같은 열절연 물질을 포함하고, 유체 채널의 적어도 일부를 형성하는 구불구불한 홈을 포함한다. 구불구불한 홈은 유체로부터의 열전달을 최대로 하기 위하여 서멀 플레이트에 상대적으로 평탄한 프포파일일 수 있다. 카트리지는 유체를 공급하는 유체 저장 용기에 결합된 유입 포트와, 냉각된 유체를 공급하는 치료 장치에 결합된 유출 포트를 포함할 수 있다. 이에 따라, 유입 및 유출 포트는 유체 채널과 치료 장치와 유체 연통한다. 일부 양태에서, 카트리지는 유체가 다른 기타의 저장원으로 부터는 드로우되지 않고, 가변 체적 유체 용기로부터만 드로우되도록 카트리지내에 함유된 가변 체적 유체 용기를 포함한다. 이때, 유체는 치료 장치(개방 루프 시스템)를 통해 순환한 후 배제되거나, 유체는 가변 체적 저장 용기의 유입구로 리턴될 수 있다(폐쇄 루프 시스템). 일부 양태에서, 리턴 유체 채널은 내부의 유체가 재순환용 유체 저장 용기로 회귀되기 전에 사전 냉각되도록 열전도성 표면에 인접 배열된 리턴 유체 채널의 적어도 일부와 카트리지의 일부를 통해 연장되어 있다.
일 양태에 있어서, 유체 냉각 공급 시스템은 카트리지와 냉각 장치사이에 충분한 소정의 바이어싱 힘을 제공하도록 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함할 수 있다. 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 카트리지를 제거가능하게 결합하도록 배열된 적어도 하나의 자석일 수 있다. 적어도 하나의 자석은 냉각 장치의 서멀 플레이트에 인접하는 적어도 하나의 대응 자석에 자력으로 결합될 수 있거나, 냉각 장치의 자력으로 끌리는 요소에 자력으로 결합될 수 있다. 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 카트리지의 개방 단부에 위치된 두 쌍의 자석을 포함하고, 각각은 냉각 장치의 서멀 플레이트에 결합된 바이어싱 프레임에 고정될 수 있다. 바이어싱 프레임은 서멀 플레이트의 주변 둘레에 연장될 수 있다. 바이어싱 프레임의 자석의 대응 쌍은 소정의 바이어싱 힘으로 서멀 플레이트에 카트리지를 바이어싱하도록 카트리지의 자석 쌍과 정렬되어 끌릴 수 있다. 자연 발생 수단과 메카니즘의 이용 결과 카트리지의 열전도성 표면의 대부분 또는 모든 표면 영역은 소정의 바이어싱 힘에서 냉각 장치의 서멀 플레이트의 대부분 또는 모든 표면 영역에 대해 바이어싱되어 유체의 냉각 동안 유체를 효과적이고 효율적으로 열전달한다.
본 발명의 여러 양태에 있어서, 냉각 시스템은 유체로부터 열전달을 수행하고 향상하기에 충분한 소정의 힘으로 냉각 장치에 카트리지를 바이어싱하도록 작용하는 특징을 포함한다. 대표적으로, 이용가능한 TECs는 TEC에 의해 소멸될 수 있는 열 플럭스의 양에 의해 제한된다. 그래서, 유체의 바람직한 열전달은 일부 어플리케이션에서는 어느 정도 제한된다. 또한 TECs는 어느 면에서 기타의 냉각 장치에 비해 비효율적인 것으로 알려져 있어서, 펌프의 위치와 유사하게, 시스템내의 기타 구성요소의 형태와 카트리지의 설계와 같은 다른 측면에서는, 시스템의 효율을 줄이는 것이 중요하다. 더구나 서로 바이어싱되는 표면의 물성 때문에 카트리지의 열전도성 표면과 냉각 장치의 서멀 플레이트사이에 충분한 바이어싱 힘은 중요한 사항이다. 열전도성 표면은 구리일 수 있고, 서멀 플레이트는 세라믹 기판이 대표적이다. 현미경으로 보면, 가장 매끄러운 구리 및 세라믹 기판이더라도 울퉁불퉁하게 보이므로, 열전달 동안 충분한 바이어싱 힘이 인가되어 유지되지 않으면, 두개의 물질사이의 열전도성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명은 환자의 치료 중에 유체를 효과적으로 냉각하고자 바이어싱되는 표면사이에 표면 대 표면(surface-to-surface) 접촉을 증가하도록 냉각 장치에 카트리지를 적절히 바이어싱하는 효과적인 수단과 다양한 메카니즘을 제공한다. 이러한 향상된 표면 접촉은 결국 시스템내의 열손실을 줄여서, 냉각제와 제어가능한 유체 온도를 환자내의 치료 장치에 공급한다. 이는 치료 시 특정 기간 동안 일정한 유체 온도와 압력을 주기적으로 요구하는 폐 치료 동안의 냉각 시스템을 작동할 때 특히 중요한 것이다.
일 실시예에 있어서, 카트리지는 열전달을 향상하고 열 손실을 줄이도록 사전 응축되게 형성되거나 구성될 수 있다. 따라서 카트리지는 냉각 장치로부터 해체될 때의 제 1 상태(사전 응력이 가해된)와 냉각 장치에 결합된 때의 제 2 상태로 제조될 수 있다. 제 1 상태는 카트리지의 측면 아치부가 카트리지의 좌측에서 우측으로 연장되도록 냉각 장치의 서멀 플레이트에 상대적인 볼록 형상의 프로파일을 가지도록 카트리지를 형성함에 의해 달성된다. 따라서, 카트리지가 볼록 형상과 자석의 힘으로, 즉 카트리지의 좌우측의 자석 쌍을 이용하여 서멀 플레이트에 결합되는 경우, 카트리지의 열전도성 표면은 카트리지의 측면의 자석이 카트리지의 프로파일을 "플래튼 아웃(flatten out)"으로 점차 평평해지는 경향이 있기 때문에 서멀 플레이트에 대하여 실질적으로 평평한 형상의 프로파일을 가지게 된다. 이러한 사전 응력이 가해진 구성은 카트리지에 의해 있을 수 있는 약간의 "버클링(buckling)"을 방지하게 되고, 그 결과 냉각기에 완전히 바이어싱하거나 적절히 바이어싱되지 않게 되는 오목 카트리지를 초래한다. 그래서 카트리지의 사전 응력이 가해진 구성은 열전도성 표면과 서멀 플레이트사이에 더 큰 표면 대 표면 접촉을 제공함으로서, 결과적으로 시스템의 열 손실은 줄이면서 향상된 열전달을 행하게 된다. 이는 폐 치료에서 치료 시 특정 기간 동안 일정한 유체 온도와 압력을 주기적으로 요구하기 때문에 환자의 치료 동안 냉각 시스템을 작동할 때 중요한 사항이다.
환자의 치료 시 냉각 시스템으로 부터 열교환기 카트리지를 부착하고 제거하는 방법이 제공된다. 다양한 실시예에 따른 방법은 본 명세서에 개시된 바와 동일 또는 유사한 특징을 가지는 카트리지와 냉각 장치와 같은 냉각 장치의 서멀 플레이트에 열교환기 카트리지를 바이어싱하는 과정을 포함한다. 방법은 냉각 장치의 서멀 플레이트에 교체 열교환기 카트리지를 바이어싱하는 과정을 포함한다. 카트리지를 바이어싱하는 단계는 유체로 부터의 효율적인 열전달을 위해 소정의 바이어싱 힘이 카트리지에 인가되도록 자석 또는 기타 바이어싱 메카니즘을 결합하는 과정을 포함한다. 바람직하게는 소정의 바이어싱 힘은 적어도 10 파운드 이상이되, 10과 60 파운드 사이의 힘이지만, 소정의 바이어싱 힘은 상술한 값과 범위를 초과하여 변할 수 있다. 자석에 의해 제공되는 바이어싱 힘은 냉각 장치의 서멀 플레이트에 카트리지의 열전도성 표면의 바이어싱을 허용한다. 자석의 형상때문에, 각각의 교체 카트리지와 냉각 장치상의 거의 동일한 위치에 카트리지가 위치하도록 냉각 장치에 카트리지를 자동으로 바이어싱한다. 이는 냉각 장치에 결합된 모든 교체 카트리지에 대해 위치의 일치성을 유지하는 시스템상의 하나의 이점을 제공하므로, 시스템의 반복 사용과 교체 카트리지를 카트리지내의 유체에 대한 냉각 효율성의 일치를 제공한다. 방법은 냉각 장치로부터 열교환기 카트리지를 제거하기 전에 열교환기 카트리지를 통해 유체를 펌핑하여 환자에게 전달하는 과정을 더 포함할 수 있다. 방법은 폐 치료 동안 환자의 폐 조직에 인접하게 위치된 치료 장치(즉, 에너지 전달 장치)에 냉각된 유체를 공급하는 과정을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예로서, 유체 냉각 공급 시스템은 유체 냉각용 서멀 플레이트를 구비하는 냉각 장치와, 서멀 플레이트에 제거가능하게 결합된 일회용 열교환기 카트리지 및 카트리지내에 함유된 유체로 부터의 열전달을 행하도록 냉각 장치 및 카트리지에 결합된 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함할 수 있다. 카트리지는 서로 결합된 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 포함하되, 제 1 플레이트는 구리, 알루미늄, 및/또는 스테인리스 스틸과 같은 열전도성 표면을 포함하고, 제 2 플레이트는 폴리머, ABS, 나일론, 또는 폴리카보네이트와 같은 열절연 물질을 포함한다. 제 2 플레이트는 자력으로 교체가능한 카트리지를 참고로 논의된 카트리지와 유사한 유체 채널을 형성하는 구불구불한 홈을 포함할 수 있다. 일 형태로서, 카트리지는 냉각 장치로 바이어싱하기 위해 전면 플레이트로 수용되도록 상부 각형성 표면과 대응하는 하부 각형성 표면을 포함할 수 있다. 카트리지는 카트리지의 제거 및 교체를 용이하게 하고자 카트리지의 단부에 핸들을 포함할 수 있다. 제 2 플레이트의 후면에는 냉각 장치를 경유해서 유체의 향상된 열전달을 위한 복수의 리세스를 포함할 수 있다.
카트리지는 시스템을 통해 유체를 공급하는 유체 저장 용기를 포함할 수 있고; 유체 저장 용기는 카트리지내에 전체적으로 포함될 수 있거나 카트리지의 외부에 결합될 수 있다. 따라서, 제 2 플레이트는 유체 채널과 유체 연통하여 카트리지의 상부에 위치되는 유체 저장 용기를 포함한다. 이때의 유체 저장 용기는 제 2 플레이트내의 캐비티에 위치된 접을 수 있는 백일 수 있다. 유체는 유체 저장 용기로 부터 치료 장치로 공급되어 폐쇄 루프 시스템으로 유제 저장 용기로 리턴되거나 개방 루프 시스템으로 폐기물로서 제거될 수 있다. 카트리지 자체의 내측에 유체 저장 용기를 제공하면 시스템을 설정하고 작동하는 다수의 구성 요소 및 단계를 줄일 수 있는 이점을 제공하고, 부정확한 설치로 인한 인체 손상의 위험 요소 또는 비살균 구성 요소의 사용을 줄일 수 있기 때문에 유체의 살균도를 보증한다. 또한 외부 유체 저장 용기로 부터 실온의 유체 제공과 대조적으로, 작동 동안 냉각 장치에 의해 저장 용기내의 유체가 냉각되는 이점을 제공한다.
적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 카트리지를 결합하기 위한 제 1 위치와 냉각 장치로 부터 카트리지를 분리하기 위한 제 2 위치를 가지는 캠 시스템일 수 있다. 본 발명에서 더 논의되는 바와 같이, 캠 시스템과 같은 바이어싱 메카니즘을 제공하는 것은 카트리지와 냉각 장치사이에 표면 대 표면 접촉을 증가하기 위하여 충분한 소정의 힘으로 냉각 장치의 서멀 플레이트에 대해 카트리지의 열전도성 표면을 적절히 바이어싱하는 효과적인 수단을 제공한다. 일부 양태에 있어서, 전면 플레이트는 냉각 장치를 함유하는 하우징의 전면에 결합된다. 캠 시스템, 전면 플레이트 및 카트리지는 서멀 플레이트에 카트리지를 바이어싱하도록 함께 작동한다. 전면 플레이트는 서멀 플레이트에 편리하게 카트리지의 바이어싱을 행하고 냉각 장치의 서멀 플레이트를 수용하는 개구부를 포함한다. 전면 플레이트는 카트리지를 슬라이딩가능하게 수용하는 크기의 슬롯을 가질 수 있다. 전면 플레이트의 슬롯은 상부 바이어싱 표면과 하부 바이어싱 표면을 포함한다. 상부 및 하부 바이어싱 표면은 각각 서멀 플레이트에는 평행하지 않지만, 카트리지의 상부 및 하부 각형성 표면에는 대응될 수 있다. 그래서, 슬롯은 카트리지의 사다리꼴 횡단면 프로파일에 대응하는 사다리꼴 횡단면 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 카트리지는 캠 시스템이 분리(또는 언록킹)되면 전면 플레이트의 슬롯에 슬라이딩가능하도록 수용될 수 있다. 카트리지가 슬롯에 위치되면, 캠 시스템은 시스템의 작동 동안 유체를 효율적으로 냉각하도록 냉각 장치에 대해 카트리지에 소정의 바이어싱 힘을 인가하도록 결합(또는 록킹)될 수 있다.
일부 구성예에 있어서, 캠 시스템은 캠 레버, 적어도 하나의 캠 로브를 가지는 캠 샤프트, 카트리지에 결합된 작동 부재 및 작동 부재에 결합되어 캠 로브에 결합가능한 적어도 하나의 작동 장치를 포함한다. 캠 레버는 캠 샤프트에 직접 부착되거나 캠 샤프트에 연동된다. 일부 구성예에 있어서, 4개의 캠 로브가 단일 캠 로브 또는 캠 장치일 수 있다 하더라도, 4개의 캠 로브는 캠 샤프트의 길이를 따라 분리되어 서로 공간을 두고 형성된다. 4개의 캠 로브의 위치에 대응하여 작동 부재에 결합되고 각각의 캠 로브에 인접하게 위치된 4개의 작동 장치일 수 있다. 4개의 작동 장치는 캠 샤프트가 분리 상태로부터 결합된 상태로 캠 레버의 이동에 의해 회전되면 각각의 캠 로브에 의해 하방으로 작동된다. 작동 부재는 카트리지의 상부 각형성 표면의 각도에 대응할 수 있는 각도에서 형성될 수 있는 하부 작동 표면을 가진다. 그래서 캠 시스템을 결합하면 카트리지의 상부 각형성 표면에 하부 작동 표면을 바이어싱하여, 하부 작동 표면의 각도와 슬롯의 사다리꼴 형상의 프로파일 때문에 냉각 장치를 향하여 약간 하방 안쪽으로 카트리지를 가압하게 되고, 캠 시스템이 결합되면 소정의 바이어싱 힘으로 측면 방향으로 냉각 장치에 대해 카트리지를 총체적으로 바이어싱한다.
캠 시스템을 이용하여 냉각 장치에 교체가능의 열교환기 카트리지를 제공하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 캠 시스템을 결합 상태로 작동함에 의해 냉각 장치에 카트리지를 바이어싱하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 카트리지상의 바이어싱 힘을 해제하도록 캠 시스템을 분리된 상태로 작동하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 카트리지를 제거하고 교체 카트리지로 교체하는 과정을 포함하되, 환자의 치료 동안 캠 시스템으로 냉각 장치에 바이어싱될 수 있다.
또 다른 양태에 있어서, 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 힌지결합되어 폐쇄 위치를 향하여 바이어싱되는 힌지부착 도어일 수 있으며, 이로써 냉각 장치의 냉각 표면과 힌지부착 도어사이에 카트리지가 끼워넣어진다. 이때, 냉각 장치와 카트리지사이의 표면 대 표면 접촉을 증가하기 위하여 충분한 힘을 제공하도록 하나 이상의 자석이 도어의 대향 표면 및/또는 냉각 장치에 채용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 카트리지가 정상 작동하는 방향으로 삽입되도록 하나 이상의 키를 가지는 냉각 장치와 정렬하는 카트리지의 적어도 하나의 측면 엣지에 형성된 하나 이상의 노치로 구현될 수 있다.
본 발명의 일부 양태에 있어서, 환자의 치료를 위한 유체의 냉각 방법이 제공된다. 상기 방법은 음압에서 열교환기를 통해 냉각제를 드로우하여 냉각제를 냉각하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 환자의 기관지 내측에 치료 장치를 위치시키고, 치료시 환자로부터 열을 전달하도록 치료 장치에 냉각제를 공급하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 저장 용기로부터 냉각제를 공급하고, 폐쇄 루프 시스템으로 저장 용기로 유체를 리턴하는 과정을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 방법은 저장 용기로부터 냉각제를 공급하고 개방 루프 시스템으로 환자로부터 유체에 열을 전달한 후, 유체를 폐기하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 양압에서 치료 장치에 유체를 공급하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 냉각 장치에 결합된 컨트롤러로 냉각제로부터의 열 전달량을 조절하고, 펌프에 결합된 컨트롤러로 환자의 치료용으로 공급하는 유체의 체적량을 조절하는 과정을 포함한다.
본 발명의 일부 양태에 있어서, 환자 치료용 유체 냉각 방법이 제공된다. 상기 방법은 냉각 장치에 대해 열교환기를 위치하는 과정을 포함할 수 있다. 열교환기는 본 발명에 개시된 바와 같은 카트리지의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 상기 방법은 열교환기내에 가스가 상승하도록 수직 방향으로 열교환기를 위치시키는 과정을 포함한다. 상기 방법은 열교환기의 하류에 펌프를 위치시키고, 열교환기와 시스템으로부터 가스를 제거하고자 반대의 방식으로 열교환기를 통해 유체를 펌핑하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 본 발명에 개시된 바와 같이 환자에게 냉각된 유체를 제공하는 단계의 일부 또는 전부를 더 포함한다.
본 발명의 일부 양태에 따르면, 환자 치료용 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 음압에서 열교환기를 통해 유체를 드로우하고 양압에서 유체를 냉각하여 환자에게 냉각된 유체를 공급하도록 구성된 유체 냉각 공급 장치를 포함할 수 있다. 유체 냉각 공급 장치는 냉각 장치, 펌프, 컨트롤러, 하우징 및 전면 플레이트와 같은 본 발명에 개시된 바와 같은 특징의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 열교환기는 본 발명에 개시된 바와 같은 카트리지의 특징의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 시스템은 환자내에 위치되어 유체 냉각 공급 장치에 결합된 에너지 전달 장치를 포함할 수 있고, 유체 냉각 공급 장치가 환자의 치료 동안 에너지 전달 장치를 냉각하도록 에너지 전달 장치를 통해 냉각 유체를 순환한다. 에너지 전달 장치는 전극에 인접 배열된 냉각 부재를 포함할 수 있다. 냉각 부재는 유체 냉각 공급 장치로부터의 유체를 순환하도록 구현될 수 있다. 전극과 냉각 부재는, 전극으로의 에너지 전달과 냉각 부재를 통한 냉각 유체의 순환이 신경 조직을 손상하여 조직을 보존하는 동안 환자내의 신경 시스템 신호가 약화되도록, 환자 기도의 벽에 인접 배열된다. 시스템은 냉각 장치의 하류에 양압에서 에너지 전달 장치를 통해 유체를 순환하도록 구현된 펌프를 포함할 수 있다. 방법은 본 발명에 개시된 바와 같은 환자에게 냉각된 유체를 제공하는 단계의 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 양태에 따르면, 유체 냉각 공급 시스템에 의해 (또는 본 발명에 개시된 임의의 다른 시스템 및 방법에 의해) 공급된 유체의 온도는 에너지 전달 장치 또는 다른 치료 장치의 위치에서 주어진 온도 또는 범위로 제공될 수 있다. 에너지 전달 장치에서의 온도는 환자의 치료 중에 20℃ 또는 그 미만에서 유지되는 것이 바람직하다. 바람직한 구성예에서, 에너지 전달 장치에서의 온도는 환자의 치료 중에 20℃ 내지 -5℃로 유지된다. 더욱 바람직한 구성예에서, 에너지 전달 장치에서의 온도는 환자의 치료 중에 5℃ 내지 -2℃로 유지된다. 하지만, 온도는 시스템과 환자의 요구사항에 따라 상술한 범위를 초과하여 변화할 수 있다. 일부 측면에서, 유체는 환자의 치료 부분에 따라 또는 환자의 전체 치료 과정 동안 선택된 시간만큼 주어진 온도로 환자에게 공급된다. 일부 구성예에서, 주어진 온도를 갖는 유체를 제공하기 위해, 특정한 처리부분을 위한 선택된 시간의 량은 120초까지이다. 일부 구성예에서, 주어진 온도를 갖는 유체를 제공하기 위해, 특정한 처리부분을 위한 선택된 시간의 량은 60초까지이다. 일부 구성예에서는 주어진 온도를 갖는 유체를 제공하기 위해, 특정한 처리부분을 위한 선택된 시간의 량은 60 내지 120초이다. 일부 구성예에서, 주어진 온도를 갖는 유체를 제공하기 위해, 특정한 처리부분을 위한 선택된 시간의 량은 적어도 120초이다. 하지만, 선택된 시간의 량은 시스템과 환자의 요구 사항에 따라 상술한 값과 범위를 초과하여 변화할 수 있다. 일부 구성예에서, 열교환기내에 함유된 유체는 카트리지를 나올 때, 적어도 20℃의 온도로 냉각될 수 있고, 더욱 바람지하게 유체는 카트리지내의 유체의 온도가 상술한 값과 범위를 초과한다 하더라도 카트리지를 나올 때 5℃ 내지 -5℃의 온도로 냉각된다.
일부 측면에서는, 환자의 치료방법이 제공된다. 이 방법은 본 발명에 개시된 냉각 장치와 열교환기와 같이, 환자에게 유체를 전달하는 유체 열교환기를 가지는 냉각 장치를 제공하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제거 조립체가 기도의 벽에 기대어 놓이도록 환자의 기도내에 전달 장치의 제거 조립체를 위치하는 과정을 포함할 수 있다. 제거 조립체는 에너지를 전달하기에 적합한 전극을 포함할 수 있다. 상기 방법은 서로 유체 연통하도록 제거 조립체에 유체 열교환기를 결합하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방법은 냉각 장치로 유체 열교환기내의 유체를 냉각하고 전달 장치를 통해 유체 열교환기로부터 유체를 순환함에 의해 조직을 치료하는 과정을 포함할 수 있다. 동시에 방법은 환자의 기도에 인접하여 조직을 치료하도록 제거 조립체의 전극으로부터 에너지를 전달하는 과정을 포함할 수 있다, 이때 방법은 기관세지(bronchial tree)의 일부에 전달된 신경 시스템 신호가 약화되도록 기도에 인접하는 신경 줄기(nerve trunk)의 신경 조직을 손상하는 과정을 포함할 수 있다. 본 발명에 개시된 바와 같이, 유체는 음압에서 유체 열교환기를 통해 드로우되고 양압에서 전달 장치로 공급될 수 있다. 치료 동안, 열교환기내의 유체는 주어진 온도로 냉각 장치에 의해 냉각되고, 유체는 본 발명에 더욱 개시된 바와 같이 선택된 시간 만큼 주어진 온도로 전달 장치로 공급되거나 전달 장치를 통해 순환된다.
당업자라면 본 발명의 상기 다양한 실시예들에 따른 유체 냉각 공급 시스템과 열교환기 카트리지에 관한 방법 및 시스템을 다양한 형태로 결합하여, 환자의 치료 동안 환자 내에 위치된 치료 장치를 통해 냉각된 유체를 순환하는 결과를 달성할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 냉각 전달 시스템을 가지는 치료 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 냉각 전달 시스템의 일부 확대도이다.
도 3은 환자에 결합된 유체 냉각 전달 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 치료 기간 동안 치료 시스템을 예시하는 개략도로서 유체 냉각 전달 시스템의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 치료 기간 동안 환자 내부에 위치된 에너지 전달 장치에 결합된 유체 냉각 전달 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 5A는 도 5의 5A-5A선을 따라 취한, 도 5의 치료 장치의 공급 및 리턴 라인의 횡단면도이다.
도 6A는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 카트리지의 개략도이다.
도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 확대도이다.
도 6C는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 확대도이다.
도 6D는 도 6A의 6D-6D선을 따라 취한, 도 6A의 열교환기 측면의 횡단면도이다.
도 6E는 도 6D의 열교환기의 일부의 절개도이다.
도 7A는 냉각 장치로부터 분리된 제 1 상태의 카트리지를 나타내는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 측면도이다.
도 7B는 냉각 장치에 결합된 제 2 상태의 열교환기를 나타내는 도 7A의 열교환기의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 기간 동안의 유체 냉각 전달 시스템의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 냉각 전달 시스템의 일부 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 기간 동안의 유체 냉각 전달 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 11A는 캠 시스템이 해체되고 열교환기가 제거된 상태를 나타내며, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 냉각 전달 시스템의 일부의 후면 사시도이다.
도 11B는 캠 시스템이 결합되고 열교환기가 설치된 상태를 나타내며, 도 11A의 후면 사시도이다.
도 12A는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 11A의 전면 플레이트의 측면도이다.
도 12B는 도 11B의 12B-12B 선을 따라 취한, 도 11B의 유체 냉각 전달 시스템의 측면 일부의 횡단면도이다.
도 13A는 도 11A의 열교환기 카트리지의 개략도이다.
도 13B는 도 11A의 열교환기 내부의 사시도이다.
도 13C는 도 13A의 13C-13C 선을 따라 취한, 도 13A의 열교환기의 횡단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 냉각 전달 시스템을 가지는 치료 시스템의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 기간 동안의 치료 시스템을 예시하는 개략도로서 유체 냉각 전달 시스템의 정면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 냉각 전달 시스템의 일부 확대도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지부착 도어 조립체의 후면 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 기간 동안의 환자 내부에 위치된 에너지 전달 시스템에 결합된 유체 냉각 전달 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 19A는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 카트리지의 정면 사시도이다.
도 19B는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 카트리지의 후면 사시도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 공축 이중 스파이크 조립체의 후면 사시도이다.
본 발명에 따르면, 도 1 내지 도 7B는 환자 치료용 유체 냉각 공급 시스템을 가지는 치료 시스템의 제 1 실시예를 예시하고, 도 8 내지 도 13C는 환자 치료용의 유체 냉각 공급 시스템을 가지는 치료 시스템의 제 2 실시예를 예시하고, 도 14 내지 도 20은 환자의 치료를 위한 유체 냉각 공급 시스템을 가지는 치료 시스템의 제 3 실시예를 예시하고 있다. 제 1 및 제 2 실시예를 참고로 설명되는 다양한 형태는 다른 형태와 양태로 결합될 수 있고, 특정 형태에 관하여 본 발명에서 더욱 설명될 수 있다.
도 1 및 도 2는 치료 시스템(17)에 결합된 유체 냉각 공급 시스템(12)을 포함하는 시스템(10)을 예시하고 있다. 도 2는 도 1의 유체 냉각 공급 시스템(12)의 구성 요소에 대한 부분 확대도를 나타내고 있다.
도 1의 예에 있어서, 유체 냉각 공급 시스템(12)은 치료 시스템(17)에 결합된다. 치료 시스템(17)은 환자내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다(도 4). 유체 냉각 공급 시스템(12)은 유체를 냉각하고, 유체를 펌핑하여 치료 시스템(17)을 통해 유체를 공급하도록 구성된다. 폐쇄 루프 시스템에 있어서, 유체 냉각 공급 시스템(12)은 유체 저장 용기(22), 유체(24), 냉각 시스템(26), 열교환기 카트리지(28) 및 공급 라인(14)과 리턴 라인(16)을 포함하되, 치료 동안 치료 시스템(17)을 통해 냉각된 유체를 순환하도록 총괄적으로 공조할 수 있다. 공급 라인(14)은 유체 저장 용기(22)에서 시작하여 펌프(30)를 따라 카트리지(28)를 통해 연장된다. 공급 라인(14)은 펌프(30)의 작동 동안 공급 라인(14)의 진동을 감쇠하는 펄스 댐퍼(37)를 통해 연장될 수 있다. 마지막으로 공급 라인(14)은 환자 내에 위치가능한 치료 시스템(17)으로 연장되어 있다. 공급 라인(14)과 유체 연통하는 리턴 라인(16)은 치료 시스템(17)에서 시작하여 환자의 내측으로부터 연장되어 치료 시 유체의 재순환을 위해 유체 저장 용기(22)로 되돌아간다.
도 2는 냉각 시스템(26)의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 냉각 시스템(26)은 하우징(32), 냉각 장치(36), 열교환기 카트리지(28), 컨트롤러(42) 및 펌프(30)를 포함할 수 있다. 하우징(32)은 제 1 부분(31), 제 2 부분(33) 및 제 1 부분(31)에 결합된 전면 플레이트(34)를 포함한다. 하우징(32)의 제 1 부분(31)과 제 2 부분(33)은 서로 제거가능하게 부착되고 시스템의 여러 구성 요소를 구조적으로 지지하여 내장하도록 구현된다. 냉각 장치(36)는 전면 플레이트(34)를 통해 적어도 부분적으로 연장하고 있는 서멀 플레이트(38)를 가진다. 전면 플레이트(34)는 하우징(32)의 제 1 부분(31)의 전면 영역에 고정된다. 전면 플레이트(34)와 하우징(32)은 냉각 장치(36)를 구조적으로 지지하여 서멀 플레이트(38)를 수직으로 위치한다. 전면 플레이트(34)는 냉각 장치(36)의 서멀 플레이트(38)를 수용하여 서멀 플레이트(38)에 대한 카트리지(28)의 바이어싱을 편리하게 하는 개구부(34a)를포함한다(도 7B). 하우징(32)은 전면 플레이트(34)를 통해 서멀 플레이트(38)를 노출하도록 냉각 장치(36)의 추가 지지를 위해 냉각 장치(36)와 전면 플레이트(34)사이에 위치된 스페이서(40)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 냉각 장치(36)는 서멀 플레이트(38), 핫 플레이트(39), 핀(46), 및 팬(48)을 포함하는 종래의 TEC일 수 있다. 하우징(32) 전면의 제 1 부분(31)은 서멀 플레이트(38)가 하우징(32)으로부터 연장되도록 냉각 장치(36)를 수용하는 개구부(35)를 포함한다. 냉각 장치(36)의 지지 플레이트(47)는 냉각 장치(36)를 적절히 위치하도록 하우징(32)의 제 1 부분(31)에 고정될 수 있다. 지지 플레이트(47)는 추가적인 구조적 지지를 위해 스페이서(40)와 전면 플레이트(34)에 더 고정될 수 있다.
스페이서(40)는 전면 플레이트(34)와 냉각 장치(36) 사이에 결합된다. 스페이서(40)는 전면 플레이트(34)의 개구부(34a)에 인접하여 서멀 플레이트(38)에 위치하는 개구부(40a)를 포함하여 서멀 플레이트(38)를 노출한다. 스페이서(40)는 서멀 플레이트(38)와 핫 플레이트(39)의 주변 둘레를 연장하고 있다. 따라서, 스페이서(40)의 외부 표면(49)과 서멀 플레이트(38)의 평탄 표면(51)은 카트리지(28)가 서멀 플레이트(38)에 바이어싱될 수 있도록 서로 평탄하게 되어 있다(도 7B).
열교환기 카트리지(28)는 제 1 플레이트(41)와 제 2 플레이트(43)를 포함한다. 자석(99)은 제 2 플레이트(43)내에 위치된다(도 6A). 스페이서(40)는 열교환기 카트리지(28)의 자석(99)을 결합하도록 대응하는 위치에 위치되는 4개의 자석(53)을 포함한다. 그래서, 제 2 플레이트(43)의 자석(99)은 서멀 플레이트(38)에 카트리지(28)를 제거가능하게 결합하도록 스페이서(40)내의 자석(53)에 자력으로 결합된다. 그래서 제 1 플레이트(41)는 카트리지(28)내에 함유된 유체를 효율적으로 열전달하도록 소정의 바이어싱 힘으로 서멀 플레이트(38)의 평탄 표면(51)에 바이어싱된다(도 6A 내지 도 6C 및 도 7B).
컨트롤러 플레이트(55)는 하우징(32)의 제 1 부분(31)의 전면 영역에 고정될 수 있다. 컨트롤러 플레이트(55)는 펌프(30)를 수용하는 개구부(57)를 포함할 수 있다. 펌프(30)는 공급 라인(14)에 결합하여 이용할 수 있는 커버(50)와 회전 장치(59)를 가지는 연동 펌프일 수 있다. 유체 공급 튜브는 회전 장치와 접촉하여 펌프에 위치된다. 회전 장치의 캠형상 표면은 유체 공급 라인내의 유체를 주기적으로 가압한다. 펌프(30)의 펌핑 방향이 반대가 되면, 유체 공급 라인이 빨려들어가지 않도록 펌프(30)는 그 상류 및 하류에 클램핑 메카니즘을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 치료 장치의 정상 작동 동안 카트리지(28)가 음 유체압에 있고, 치료 시스템(17)이 양 유체압에 있도록 펌프(30)는 카트리지(28) 하류에 위치된다.
펄스 댐퍼(37)는 컨트롤러 플레이트(55)에 제거가능하게 부착될 수 있다. 댐퍼(37)는 예를 들어, 유입구와 유출구를 포함하는 챔버일 수 있다. 챔버는 펌프 바로 하류에 유체를 축적한다. 댐퍼는 펌프의 회전 장치에 의해 발생되는 압력 진동을 부드럽게 하는 신호 필터링 장치내의 커패시터와 유사하게 작동한다.
컨트롤러 시스템(60)은 유체 온도, 압력 및 속도를 제어하는 제어 장치(62) 및 컨트롤러(42)를 포함한다. 제어 장치(62)는 컨트롤러 플레이트(55)에 제공되어 컨트롤러(42)에 결합된다. 의사는 시스템을 제어하도록 제어 장치(62)를 작동할 수 있다. 컨트롤러(42)는 펌프(30)의 속도 및 방향을 조절하도록 펌프(30)에 작동가능하게 결합될 수 있어서, 시스템을 통해 유체 카트리지의 흐름 방향과 체적량을 조ㅈ절다(도 3). 컨트롤러(42)는 또한 카트리지(28)내의 유체의 온도를 조절하기 위해 냉각 장치(36)에 작동가능하게 결합될 수 있어서, 치료 장치(17)를 통해 순환하는 유체의 온도를 조절할 수 있고, 이로써 치료 장치 및/또는 환자 조직의 온도를 더 조절한다(도 4). 센서로부터의 피드백을 기반으로 성능을 최적화할 수 있고, 센서는 유체와 조직 온도, 조직 임피던스, 및 치료 장치에의 유체 공급을 검출하며, 압력 센서, 온도 센서, 열전대, 접촉 센서 등을 포함한다. 따라서, 환자 조직의 표면 온도가 과도하게 뜨거우면, 표면 조직을 보호하면서 깊은 병변을 생성하기 위해 유체 냉각은 냉각 장치(36)에 의해 증가될 수 있고, 전극 파워는 감소될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 시스템(101)을 개략적으로 나타내고 있다. 치료 시스템(101)은 냉각 시스템(26), 열교환기 카트리지(28) 및 유체 저장 용기(22)를 가지는 유체 냉각 공급 시스템(12)을 포함한다. 유체 냉각 공급 시스템(12)은 냉각 장치(36), 컨트롤러(42) 및 펌프(30)를 포함한다. 열교환기 카트리지(28)는 유체 저장 용기(22), 냉각 장치(36) 및 펌프(30)에 결합된다. 공급 통로(66)와 리턴 통로(68)는 유체 냉각 공급 시스템(12)으로부터 연장되어 환자(64) 내부에 위치될 수 있는 치료 장치(20)에 결합된다. 공급 통로(66)는 유체 저장 용기(22)에서 시작하여, 열교환기 카트리지(28)를 통과한 후, 펌프(30)를 통과하여 연장된 후, 환자(64)로 연장되어 치료 장치(20)에 결합된다. 리턴 통로(68)는 치료 장치(20)에서 시작하여 시스템(101)을 통한 유체 재순환을 위해 유체 저장 용기(22)까지 형성된다. 따라서 리턴 통로(68)는 개방 루프 시스템에서 폐기물 저장 용기(67)에 결합될 수 있다.
예시된 실시예에 있어서, 펌프(30)는 음압에서 유체 저장 용기(22)로부터 열교환기(28)를 통해 유체를 드로우한다. 유체는 열교환기(28)를 통해 이동할 때 냉각 장치(36)에 의해 냉각된다. 그 후 유체는 공급 통로(66)를 통해서 양압에서 펌프(30)에 의해 치료 장치(20)로 공급된다. 유체는 치료 장치(20)를 통해 순환된 후, 치료 장치(20)로부터 리턴된다. 일부 측면에서, 열교환기(28)는 열교환기(28) 내부에 유체 저장 용기(22)를 포함할 수 있다(도 6C).
일 실시예에 있어서, 펌프(30)는 화살표 P로 표시된 바와 같이 전진 기어와 후진 기어를 포함한다. 전진 기어는 치료 장치(20)를 통해 냉각 유체를 순환하도록 유체 저장 용기(22)로부터 열교환기(28)를 통해 유체를 드로우한다. 이와 달리, 후진 기어는 시스템(101)에 남아 있을 수 있는 가스를 방출하고자 열교환기 카트리지(28)를 통해 반대로 유체를 푸시한다. 일부 양태에 있어서, 펌프(30)는 치료 장치에 전달되는 유체량을 제어하기 위하여 펌프의 속도를 가변 제어하는 컨트롤러에 결합된다. 그래서, 치료 장치의 크기 및 부가 압력은 가변 속도 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 더구나, 비 접촉성 압력 측정 장치가 전기작동하도록 펌프에 결합될 수 있고, 예를 들어 비 접촉성 압력 측정 장치에 의해 측정된 압력에 응답하여 펌프의 속도를 변속하는 것처럼 시스템 압력을 조절하도록 유체 통로의 고압측에 가장 가깝게 위치될 수 있다.
일부 양태에 따르면, 펌프(30a)는 치료 장치(20)로부터 유체를 드로우하도록 치료 장치(20)의 하류에 제공된다. 따라서, 펌프(30)와 보조 펌프(30a)는 협력해서 시스템을 통해 냉각된 유체를 순환하도록 작동한다. 펌프(30a)는 치료 장치(20)로부터 14 psi의 유체 압력까지 드로우할 수 있다. 따라서, 치료 장치(20)의 압력 하한은 10 psi 내지 20 psi 정도로 낮을 수 있는 반면, 치료 장치(20)의 압력 상한은 80 psi 내지 100 psi 정도로 높을 수 있다. 치료 장치의 하류에 추가 펌프를 제공하는 것은 하나의 펌프로 유체을 푸싱하는 동시에, 다른 하나의 펌프로 유체를 드로우함에 따라 치료 장치를 통해 흐름 속도가 증가되기 때문에 환자내 치료 영역에서의 냉각을 향상한다. 더구나 치료 장치(20)로부터 펌프(30a)를 통해서 유체를 드로우함에 의해, 추가 펌프가 없는 것보다 낮은 유체 압력이 치료 장치(20)에 나타날 수 있다. 일부 양태에 있어서, 펌프(30a)는 시스템을 통해 유체를 순환하는 유일한 펌프 또는 장치이다. 이러한 구성은 치료 장치 하류를 더 낮은 유체 압력으로 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 치료 시스템(201)을 나타내고 있다. 치료 시스템(201)은 유체 냉각 공급 시스템(12)과 폐 치료 시스템(19)을 포함할 수 있다. 유체 냉각 공급 시스템(12)은 공급 라인(14)과 리턴 라인(16)에 의해 폐 치료시스템(19)에 결합될 수 있다. 폐 치료 시스템(19)은 제어부(68), 스티어링 메카니즘(70) 및 비디오 시스템(72)을 가지는 가요성 기관지경(18)을 포함할 수 있다. 가요성 기관지경(18)은 환자의 몸 외부의 제어부(76)로부터, 기도(78)를 통해 환자의 폐(81)의 좌측 메인 기관지(80)내의 치료 부위의 치료 장치(20)로 연장되는 삽입관(74)을 포함할 수 있다. 치료 장치(20)는 좌측 메인 기관지(80)내에 위치되거나 우측 메인 기관지, 엽 기관지 및 중간 기관지와 같은 기타 위치에 위치될 수 있다. 치료 장치(20)는 예를 들어, 폐엽의 일부, 폐엽 전체, 다수개의 폐엽, 또는 한쪽 폐 또는 양쪽 폐의 신경 제거와 같은 넓은 범위의 기타의 시술을 실행하도록 구불구불한 기도를 통해 안내될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 엽 기관지는 폐 엽 신경 제거를 위해 치료된다. 치료의 효율성을 기반으로, 내과의는 추가 폐엽들에 대해 동시에 또는 순차적으로 치료를 행할 수 있다.
스티어링 메카니즘(70)은 기관지경(18)에 결합될 수 있으며 또한 라인들이 기관지경(18)으로 나가서 궁극적으로 치료 장치(20)로 들어가는 공급 라인(14)과 리턴 라인(16)을 수용할 수 있다 (도 5). 기관지경(18)은 삽입관(74)이 제어부(68)의 지원으로 조향되기 때문에 의사가 모니터(82)상의 환자를 통해 삽입관(74)의 전진을 관찰하는 비디오 시스템(72)에 결합될 수 있다. 비디오 시스템(72)은 의사가 치료 장치(20)에 유체가 공급되는 지를 확인할 수 있다. 기관지경(18)은 치료 장치(20)에 전달된 에너지의 양과 같은 치료의 일부 또는 모든 과정을 제어하도록 제어부(68)에 결합될 수 있다.
유체 냉각 공급 시스템(12)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하는 시스템과 동일하거나 유사한 특징을 가질 수 있다. 유체 냉각 공급 시스템(12)의 공급 라인(14)은 유체 저장 용기(22)를 시작으로 열교환기 카트리지(28)와 펌프(30)를 통과한다. 공급 라인(14)은 댐퍼(37)를 통한 후 치료 장치(20)에 유체를 공급하는 스티어링 메카니즘(70)을 통해 연장된다. 리턴 라인(16)은 치료 장치(20)에서 시작하여 스티어링 메카니즘(70)을 통해 연장된 다음, 유체 저장 용기(22)로 리턴된다. 따라서, 펌프(30)는 유체가 냉각 장치(36)(도 3)에 의해 냉각되는 동안 유체 저장 용기(22)로부터 열교환기 카트리지(28)를 통해 유체를 드로우할 수 있다. 유체는 열교환기 카트리지(28)의 유체 채널(114)을 통해 이동할 수 있다. 유체는 공급 라인(14)을 통해서 양압에서 치료 장치(20)에 공급될 수 있다. 유체는 폐쇄 루프 시스템에서 치료 장치(20)를 통해 순환되어 치료 장치(20)로부터 유체 저장 용기(22)로 리턴될 수 있다. 냉각 장치(36)와 펌프(30)는 제어 장치(62)에 의해 수동으로 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 양태에 따른 치료 시스템(301)을 나타내고 있다. 시스템(301)은 환자내에 위치된 치료 장치(20')를 통해 유체를 순환하는 치료 장치(20')에 결합된 유체 냉각 공급 시스템(12)을 포함한다. 예시의 목적으로, 치료 장치(20')는 기관지(80)내에 위치된 측면도로 도시된다. 예를 들면, 도 3에 개략 도시된 유체 냉각 공급 시스템(12)은 치료 장치(20')와 유체 연통하는 공급 통로(66)와 리턴 통로(68)를 가진다. 유체 냉각 공급 시스템(12)은 예들 들어, 도 3과 도 8을 참조하여 설명한 특징의 일부 또는 전부와 동일한 특징을 포함할 수 있기 때문에 도 5를 참조로 상세히 설명하지는 않는다.
일부 양태에 있어서, 치료 장치(20')는 길고 가느다란 장척 부재(91)의 말단부로부터 연장되는 팽창 부재(82)를 포함한다. 도 5A는 5A-5A선을 따라 취한 장척 부재(91)의 횡단면을 나타내고 있다. 장척 부재(91)는 공급 루멘(93)과 리턴 루멘(95)을 포함할 수 있다. 공급 루멘(93)은 유체 냉각 공급 시스템(12)의 공급 통로(66)와 유체 연통하고, 리턴 루멘(95)은 리턴 통로(68)와 유체 연통한다. 유체 공급 채널(97)은 또한 장척 부재(91)의 말단부로부터, 팽창 부재(82)의 둘레 일부를 둘러서, 팽창 부재(82)의 말단부로 연장된다. 유체 공급 채널(97)의 근접 단부는 공급 루멘(93)과 유체 연통하고, 유체 공급 채널(97)의 말단부는 팽창 부재(82)의 내부와 유체 연통한다. 리턴 루멘(95)은 팽창 부재(82)의 근접 단부에서 팽창 부재(82)의 내부와 유체 연통한다. 리턴 루멘(95)은 장척 부재(91)내의 공급 루멘(93)을 둘러쌀 수 있다. 공급 루멘(93)내의 유체는 리턴 루멘(95)내의 냉각 유체보다 높은 압력과 낮은 온도이다. 바람직하게는, 리턴 루멘(95)내에 공급 루멘(93)을 위치하는 것이 치료 장치(20')의 전달 크기를 줄이고 공급 루멘(93)내의 열손실을 줄인다. 전극(90)은 유체 공급 채널(97)의 외부 표면에 인가되어 환자의 기관지(80)에 인접하는 병변(92)을 형성한다.
유체는 전극(90)에 에너지를 전달하는 동안 유체 냉각 공급 시스템(12)에 의해 치료 장치(20')를 통해 순환된다. 유체는 공급 루멘(93)으로부터, 유체 공급 채널(97)을 통해, 팽창 부재(82)로 연속해서 순환되고 리턴 구멘(95)을 통해 나간다. 유체 공급 채널(97)과 팽창 부재(82)을 통해 순환하는 유체는 기도 벽내에 위치되고 기도의 내부 벽으로부터 방사상으로 이격된 목표 치료 영역과 기도 내부 벽사이의 조직의 영역을 보호한다. 일 실시예에 있어서, 치료 장치(20)는 에너지를 사용하여 목표 영역을 손상한다. 본 명세서에서 사용되는 "에너지"는 제한없이, 열 에너지, 극저온 에너지(즉 냉각 에너지), 전기 에너지, 음향 에너지(즉 초음파 에너지), 무선 주파수 에너지, 펄스 고전압 에너지, 기계 에너지, 이온 에너지, 광학 에너지(즉 광 에너지), 마이크로파, 및 그 조합과, 이 뿐만 아니라 조직을 치료하는데 적합한 기타 에너지를 포함하도록 폭넓게 구성된다. 다양한 실시예에 따르면, 치료 장치는 에너지와 하나 이상의 기질(즉 방사능 종자, 방사능 물질 등), 치료제 등을 전달한다. 도 5 및 도 5A에 도시된 실시예에 있어서, 치료 장치는 초음파, 마이크로파, 전기 에너지 및/또는 무선 주파수(RF) 에너지를 출력하도록 각각 작동가능한 하나 이상의 전극(90)을 포함할 수 있다.
일부 양태에 따르면, 유체는 전극(90)에 직접 인접하는 유체 냉각 공급 시스템(12)에 의해 순환된다. 따라서 공급 및 리턴 루멘들이 전극(90)의 표면을 가로질러 냉각 유체의 고속 대량의 흐름 속도를 제공할 수 있도록 전극(90)에 인접하게 위치될 수 있다.
다른 양태로서, 에너지 전달부는 냉각 유체를 순환하도록 구성된 팽창 부재내에 위치된다. 예를 들어, 초음파 에너지 전달 장치 또는 마이크로파 안테나는 냉각된 유체가 순환되는 팽창식 풍선내에 위치될 수 있다.
에너지 전달 장치를 통한 냉각된 유체의 연속 흐름은 환자의 조직을 통해 동일량의 에너지를 전달하면서, 에너지 전달부는 더욱 깊은 병변을 형성한다. 그래서 목표 영역에서의 신경 조직이 더욱 효과적이고 효율적으로 손상되기 때문에, 본 발명에 개시된 바와 같은 치료 장치를 통해 냉각된 유체를 연속 제공함이 없는 경우 보다 치료가 빠르고 더욱 효과적이다.
상술한 바와 같이, 도 1 내지 도 5B를 참조하여 설명된 열교환기는 대신, 백(bag)에 함유되거나 백을 통해 유동하는 유체로부터 열전달을 수행하기 위해 소정의 바이어싱 힘으로 냉각 장치에 제거가능하게 결합된, 탄성 본체, 예를 들어 백일 수 있다. 백은 설명된 카트리지와 동일하거나 유사한 특징을 포함할 수 있다. 예를 들면, 백은 구불구불한 패턴(serpentine pattern)을 가지는 유체 채널을 가질 수 있다. 백은 환자내에 위치된 치료 장치와 유체 연통하는 유출구를 가질 수 있다. 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘이, 본 명세서에 더 개시된 바와 같이, 백에 결합되어 선택된 온도로 환자에게 전달되는 유체를 냉각하기 위해 소정의 힘으로 백을 바이어싱하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 제거가능하게 부착된 플레이트일 수 있어, 상기 백이 냉각 장치와 상기 플레이트사이에 위치되거나, 또는 상기 백이 대상물에 대해 바이어싱 힘을 나타내는 클램프 또는 기타 장치와 같은 별도의 부착 장치에 의해 냉각 장치에 바이어싱될 수 있다. 상기 백은, 냉각 장치에 인접 위치되고 2 내지 4 밀리미터의 두께를 가진 멤브레인을 포함할 수 있으며, 단 상기 두께는 백의 재질에 따라 2 밀리미터 이하일 수 있다. 또한 백은 냉각 장치에 대해 수평으로 위치될 수 있고, 원하는 유체 온도로 유체를 냉각하기에 충분한 바이어싱 힘을 제공하도록 금속 플레이트와 같은 무게의 물체가 백 위에 위치될 수 있다. 백과 냉각 장치사이의 소정의 바이어싱 힘은 5 내지 10 파운드의 힘일 수 있거나, 상기 범위를 넘어서 변할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 카트리지와 백은 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 카트리지는 유체를 함유하도록 구성된 백을 수용하는 슬롯을 가질 수 있다. 백이 슬롯 내로 삽입될 수 있고, 유체가 백으로 삽입될 수 있어서, 슬롯내의 백이 팽창하며, 이는 백과 카트리지의 열표면 사이에 충분한 소정의 바이어싱 힘을 제공하여, 예를 들어 카트리지가 인접 위치된 냉각 장치에 의해 유체의 열 전달을 수행할 수 있다.
도 6A 및 도 6B는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 카트리지(28)를 나타내고 있다. 도 6A는 서로 부착된 제 1 플레이트(41) 및 제 2 플레이트(43)를 나타내고 있다. 제 1 플레이트(41)는 구리와 같은 열전도성 물질로 구성되어, 냉각 장치(36)에 바이어싱하는 열전도성 표면(98)을 포함하는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2). 제 1 플레이트(41)는 열교환기 카트리지(28)내의 유체 및 냉각 장치(36) 사이의 열전달을 향상하고자 구리에 은을 0.5 내지 1 마이크론 함유할 수 있고, 또한 유체가 열교환기 카트리지(28)에 접촉하도록 생체적합성의 불활성 표면을 제공한다. 제 2 플레이트(43)는 폴리머, ABS, 나일론, 또는 폴리카보네이트와 같은 절연 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 단열 발포제품 또는 천연 코르크 단열재가 카트리지(28) 내측 또는 카트리지(28)의 외부 표면상에 위치되어 카트리지(28) 주변의 외기 온도로부터 유체를 열적으로 분리할 수 있다.
카트리지(28)는 4개의 자석(99)이 부착될 수 있는 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 가질 수 있다. 자석(99)은 제 2 플레이트(43)의 각각의 모서리에서 보어(100)에 부착될 수 있다. 이와 달리, 하나의 길다란 장척 자석 또는 복수의 자석들이 카트리지의 여러 부분을 따라 부착되어 본 발명에 추가로 개시된 바와 같은 냉각 장치에 대한 동일한 바이어싱 힘을 달성할 수 있다. 자석은 서멀 플레이트(38)에 대해 바이어싱될 때 열전도성 표면(98)의 대부분의 표면적을 따라 균일한 바이어싱 힘을 제공하는 경향이 있기 때문에, 카트리지(28)의 4개 모서리에 자석(99)을 부착하는 것은 제1 플레이트(41)의 열전도성 표면(98)과 냉각 장치(36)의 서멀 플레이트(38)사이에 향상된 표면 대 표면을 제공하므로, 치료 동안 유체로부터 일관되고 효율적이도록 열전달을 향상하고 지속한다(도 7B).
카트리지(28)는 또한 제 2 플레이트(43)의 제 1 단부(106)의 상부(104)에 위치된 유입 포트(102)와 제 2 플레이트(43)의 제 2 단부(112)의 하부(110)에 위치된 유출 포트(108)를 더 포함한다. 유입 포트(102)는 유체 저장 용기에 결합가능하고, 유출 포트(108)는 환자내에 위치된 치료 장치에 결합가능하다.
도 6B를 계속해서 참조하면, 제 2 플레이트(43)는 유입 포트(102) 및 유출 포트(108)와 유체 연통하는 유체 채널(114)을 포함한다. 유체 채널(114)은 상부(104)로부터 하부(110)로 수직으로 카트리지를 통해 구불구불한 형태여서 시스템내의 가스가 유체 채널(114)의 상부를 향하여 상승하는 경향이 있다. 유체 채널(114)은 유체가 횡단하는 실질적으로 평탄한 단면을 가지도록 형성되고(도 6D), 열동력학적 원리로 유체로부터 열전달을 최대로 할 수 있는 실질적으로 얇고 또는 평탄한 방식으로 제 1 플레이트(41)에 인접해서 유체가 가로지르고 있기 때문에 치료 동안 유체로부터의 열전달을 향상하는 하나의 이점을 제공한다. 제 2 플레이트(43)는 열전도성 표면(98)이 제 2 플레이트(43)의 바이어싱 표면(118)과 플러쉬되어 동일 평면에 있도록 제 1 플레이트(41)를 수용하도록 형성된 외주 리세스(perimeter recess)(116)를 더 포함한다. 외주 리세스(116)는 제 2 플레이트(43)에 제 1 플레이트(41)를 부착하기 위해 접착제를 수용할 수 있는 실링 채널(120)을 포함할 수 있다(도 6D 및 도 6E). 따라서, 제 1 플레이트(41)는 제 1 플레이트(41)의 여러 부분을 교차하여 제 2 플레이트(43)에 부착될 수 있어서, 흡입력 또는 기타 힘으로 인하여 제 1 플레이트(41)의 팽윤(bulging) 또는 왜곡(distortion)을 방지하거나 감소할 수 있다. 그 결과, 카트리지의 특정 형태로 인한 제 1 플레이트(41)와 서멀 플레이트(38)사이에 더 큰 표면 대 표면 접촉이 유지되기 때문에 서멀 열전달이 증가된다.
도 6C는 본 발명의 일 양태에 따른 열교환기 카트리지(28')를 나타내고 있다. 카트리지(28')는 도 6A 및 도 6B를 참조하는 것과 동일 또는 유사한 특징을 포함할 수 있다. 카트리지(28')는 제 1 플레이트(41')와 제 2 플레이트(43') 및 제 2 플레이트(43')의 각각의 모서리에서 보어(100)에 위치된 4개의 자석(99)을 포함하다. 그래서 카트리지(28')는 도 6A 및 도 6B를 참조하는 것과 동일 또는 유사한 특징을 포함하되, 다음과 같은 현저한 차이가 있다: 제 2 플레이트(43')는 유체 냉각 공급 시스템을 작동하는데 외부 유체 저장 용기가 필요없도록 카트리지(28')의 캐비티(124)내에 전체적으로 포함된 유체 저장 용기(122)를 포함한다. 유체 저장 용기(122)로부터, 유체 채널(114')은 상부에서 하부로 수직으로 카트리지를 통해 구불구불한 형태여서, 시스템내의 가스가 유체 채널(114')의 상부와 유체 저장 용기(122)로 상승하는 경향이 있을 수 있다. 의사가 치료 동안 다루고 연결하고 분리해야 하는 다양한 공급 튜브 및 접속부을 구비하는 외부 저장 용기를 더 이상 제공할 필요가 없기 때문에, 카트리지(28') 내측에 유체 저장 용기(122)를 제공하는 것은 무균성을 향상하는 이점을 제공한다. 카트리지(28')내에 유체 저장 용기(122)를 제공하는 것은 일회용 카트리지를 가지는 이점을 더 제공하는 것이며, 일회용 카트리지는 의사에게 냉각 장치의 급속 부착, 치료 동안의 유체의 멸균 사용, 및 치료 중간의 카트리지의 용이 탈착 및 교체를 위해 용이하게 제작되어 공급될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 소형 백(bag)이 캐비티(124)내에 위치되어 유체 채널(114')에 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 유체가 백으로부터 드로우될 때 백을 접을 수 있기 때문에 수술시 유체 채널(114')내의 유체 압력을 일정하게 유지한다.
일부 양태에 있어서, 본 발명에 개시된 바와 같은 각각의 카트리지내의 유체 채널의 코너부는 도 6C의 코너부(121)의 음영선에 의해 예시된 바와 같이 비교적 큰 반경을 가질 수 있다. 코너부(121)는 유체 채널의 코너에 부딪칠 수 있는 기체 거품의 표면 장력을 극복하도록 유체 채널의 수평 및 수직 측벽사이에 단계적인 전이를 제공하고, 이는 예를 들어 카트리지가 작은 반경의 코너를 가지면 유체 채널내의 가스 거품이 보다 적어지기 때문에 카트리지내의 유체 압력이 증가하게 된다.
도 6D는 도 6A의 6D-6D 선을 따라 취한 열교환기 카트리지(28)의 횡단면을 나타내고 있다. 도 6E는 도 6D의 일부를 나타내고 있다. 도 6D 및 도 6E에 도시된 특징들은 도 6C를 참조하는 것과 동일 또는 유사한 특징을 포함할 수 있다. 카트리지(28)는 서로 부착되는 제 1 플레이트(41) 및 제 2 플레이트(43)를 포함한다. 제 2 플레이트(43)는 제 1 플레이트(41)에 인접하여 카트리지(28)를 통해 구불구불한 형태의 유체 채널(114)을 포함한다. 제 2 플레이트(43)는 제 2 플레이트(43)에 제 1 플레이트(41)를 부착하기 위해 접착제를 수용할 수 있는 외주 리세스(116) 및 실링 채널(120)을 포함한다. 따라서, 제 1 플레이트(41)는 제 1 플레이트(41)의 다양한 부분을 교차해서 제 2 플레이트(43)에 부착될 수 있으므로, 흡입력 또는 기타 힘으로 인한 왜곡을 방지하거나 감소할 수 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 도시되어 설명된 형태는 비교적 얇은 제 1 플레이트(41)(본 발명에서 추가로 논의되는 바와 같이)가 유체의 냉각으로 유체 채널(114)내의 유체로부터의 열전달을 향상한다.
제 1 플레이트(41)는 카트리지(28)와 서멀 플레이트(38) 사이에 실질적인 평탄 표면을 유지하는 두께(T)를 가질 수 있다. 제 1 플레이트(41)가 특정 금속으로 매우 얇고, 진공하에 놓여있으면, 제 1 플레이트(41)는 위치된 유체 채널(114)을 따라 물결 표면이 나타날 수 있다. 이것은 서멀 플레이트(38)의 열전도성 표면(41)과 평탄 표면(51)사이에 에어 포켓(air pocket)을 만들 수 있어, 유체로부터 열전달을 저조하게 할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 제 1 플레이트(41)의 두께(T)는 0.005 인치와 0.01 인치 사이에 있지만, 이 두께 T는 그 범위를 초과해서 변할 수 있다. 두께(T)는 0.01 인치가 바람직하다.
또한, 유체 채널(114)의 횡단면 프로파일은 직각 프로파일(도 6D)을 가지는 것에 비해서, 반경을 가지는 코너(R)를 포함할 수 있다(도 6E). 코너(R)는 예시의 목적으로 유체 채널의 하부 코너부에서 도시되고; 코너 (R)은, 직각 형태 코너에서, 특히 유체 채널이 수직 채널 부분에서 수평 채널 부분으로 전이하는 상부 코너 근처에서 가스 버블이 포획되는 것을 방지하기 위해 유체 채널의 상부 부분에 형성되는 것이 이상적이다(도 6C). 둥근 코너를 제공하는 것은 예를 들어, 채널이 직각을 갖는 코너를 가진 경우, 유체 채널내의 가스 버블이 적게 있기 때문에 카트리지내의 유체 압력을 증가할 수 있다.
도 7A 및 도 7B는 일 실시예에 따른 열교환기 카트리지(28)의 평면도를 나타낸다. 카트리지(28)는 도 1 내지 도 6E를 참고하는 카트리지와 동일 또는 유사한 특징을 가질 수 있다. 따라서, 카트리지는 서로 부착된 제1 플레이트(141) 및 제 2 플레이트(143)를 포함한다. 제1 플레이트(141)는 열전도성 표면(98)을 포함할 수 있다. 자석(99)은 카트리지(28)의 대향 단부에서 카트리지(28)에 부착될 수 있다. 마찬가지로, 서멀 플레이트(38)와 핫 플레이트(39)를 갖는 냉각 장치(36)는 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명된 바와 동일 또는 유사한 특징을 가질 수 있다. 서멀 플레이트(38)은 카트리지(29)의 열전도성 표면(98)에 대해 바이어싱하도록 평탄 표면(51)을 포함한다. 스페이서(40)는 서멀 플레이트(38)와 핫 플레이트(39)의 주변 둘레로 연장될 수 있다(도 2). 스페이서(40)는 카트리지의 자석(99)에 대하여 대응 위치에서 위치된 자석(53)을 포함할 수 있다. 스페이서(40)는 카트리지(28)가 바이어싱될 수 있는 플러쉬 표면 범위를 집단적으로 제공하도록 서멀 플레이트(38)의 평탄 표면(51)과 실질적으로 같은 평면에 있는 외부 표면(49)을 포함할 수 있다.
카트리지(28)가 서멀 플레이트(38)로부터 분리되는 경우 제 1 상태(A)에 있고(도 7A), 서멀 플레이트(38)에 결합되는 경우 제 2 상태(B)에 있도록(도 7B) 제조되거나 형성될 수 있다. 따라서 도 7A는 서멀 플레이트(38)의 평탄 표면(51)에 대하여 볼록 형상의 프로파일을 가지도록 카트리지(28)의 제 1 플레이트(141) 및 제 2 플레이트(143)를 형성함에 의해 달성되는 제 1 상태(A)(사전 응축된 형태)의 카트리지(28)를 나타내고 있다. 그리하여, 카트리지(28)의 제 1 단부(106)와 제 2 단부(112)는 카트리지(28)의 단부(106, 112)상에 도시된 거리(X)로 예시되는 카트리지의 중심 영역(115)으로부터 약간 멀리 떨어져서 위치될 수 있다. 도 7B에 도시된 바와 같이, 카트리지(28)가 냉각 장치(36)에 결합되면, 사전 응축된 형태 및 자력때문에 카트리지(28)는 서멀 플레이트(38)에 플러쉬되어 바이어싱된다. 그래서 카트리지(28)는 자력으로 인해 평평해지는 경향이 있기 때문에 카트리지(28)는 서멀 플레이트(38)에 상대적으로 평평한 프로파일을 가진다. 이러한 형태 및 바이어싱 수단은 제 1 플레이트(141)의 열전도성 표면(98)과 냉각 장치(36)의 서멀 플레이트(38)사이에 향상된 표면 대 표면 접촉을 제공한 결과, 열전달을 향상하면서 열 손실을 저감한다. 열전달을 향상하고 열 손실을 저감하는 것은 본 명세서에 논의된 페 치료 시스템과 같은 치료 시스템은 치료 시의 소정 시간 동안 소정 유체 온도 및 압력을 요구할 수 있기 때문에 중요하다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 양태에 따른 치료 시스템(210)을 예시한다. 도 8은 공급 라인(214)과 리턴 라인(216)에 의해 서로 결합된 유체 냉각 공급 시스템(212)과 폐 치료 시스템(217)을 가지는 치료 시스템(210)을 나타내고 있다. 도 9는 도 8의 유체 냉각 공급 시스템(212)의 구성요소를 일부 확대하여 나타내고 있다.
도 8 내지 도 13B에 도시된 치료 시스템(210)은 도 1 내지 도 7B를 참조하여 설명하고 도시된 시스템과 동일 또는 유사한 특징을 가질 수 있다. 따라서, 폐 치료 시스템(217)은 치료 장치(20), 제어부(68), 스티어링 메카니즘(70), 및 비디오 시스템(72)을 가지는 가요성 기관지경(18)을 포함할 수 있다. 가요성 기관지경(18)은 환자의 신체에 대해 외부의 제어부(76)로부터 기도(78)를 통해서 환자의 폐(81)의 좌측 메인 기관지(80)내의 치료 부위로 연장하고 있는 삽입관(74)을 포함할 수 있다. 치료 장치(20)는 좌측 메인 기관지(80) 또는 우측 메인 기관지, 엽 기관지, 및 중간 기관지와 같은 기타 위치에 위치될 수 있다. 치료 장치(20)는 예를 들어 일부 엽, 전체 엽, 다수의 엽, 또는 한쪽 또는 양쪽 폐의 신경절제와 같은 넓은 범위의 기타의 절차를 실행하기 위해 구불구불한 기도를 통해 안내될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 치료의 효율성을 기반으로 의사는 추가의 엽들을 동시에 연속적으로 치료할 수 있다.
스티어링 메카니즘(70)은 기관지경(18)에 결합될 수 있고, 공급 라인(214)과 리턴 라인(216)을 수용하여 라인들이 기관지경(18)으로 나와 결국 치료 장치(20)로 나오게 할 수 있다. 기관지경(18)은 비디오 시스템(72)에 결합되어, 삽입관(74)이 제어부(68)의 지원으로 조향될 때, 의사는 모니터(82)상의 환자를 통해 삽입관(74)의 진행을 관찰할 수 있다. 비디오 시스템(72)은 또한 유체가 유체 냉각 공급 시스템(212)으로부터 치료 장치(20)로 공급되는 지를 의사가 확인할 수 있도록 한다. 또한 기관지경(18)은 치료 장치(20)로 전달된 에너지의 양과 같은 치료의 모든 양태를 제어하도록 제어부(68)에 결합될 수 있다. 따라서, 기관지경(18)의 치료 장치(20)는 유체 냉각 공급 시스템(212)의 공급 라인(214) 및 리턴 라인(216)과 유체 연통하고 있다. 이때 유체 냉각 공급 시스템(212)은 유체를 냉각하여, 유체를 펌핑하고, 치료 장치(20)를 통해 유체를 순환하기에 적합하게 되어있다.
계속해서 도 8 및 도 9를 참조하면, 실시 양태에 따라, 유체 냉각 공급 시스템(212)은 전면 플레이트(234)를 가지는 하우징(232); 전면 플레이트(234)를 통해 연장된 서멀 플레이트(238)를 가지는 냉각 장치(236); 유체를 펌핑하는 펌프(230); 전면 플레이트(234)에 결합되어 냉각 장치(236)에 바이어싱되는 열교환기 카트리지(228); 카트리지(228)를 서멀 플레이트(238)에 바이어싱하는 전면 플레이트(234)에 결합된 캠 시스템(237); 및 펌프(230)와 냉각 장치(236)에 결합된 컨트롤러(242)를 포함할 수 있다.
하우징(232)은 시스템의 여러 구성요소를 구조적으로 지지하고 내장하도록 서로 부착된 제 1 부분(231)과 제 2 부분(233)를 포함할 수 있다. 제 1 부분(231)은 냉각 장치(236)의 전면부를 수용하고 지지하는 개구부(235)를 포함할 수 있다. 냉각 장치(236)는 공통으로 이용가능한 TECs로서 서멀 플레이트(238), 핫 플레이트(239), 핀(fin)(246), 팬(248)을 포함한다. 서멀 플레이트(238)는 카트리지(228)에 바이어싱하는 평탄 표면(251)을 포함할 수 있다. 냉각 장치(236)는 하우징(232)의 제 1 부분(231)에 부착된 지지 플레이트(247)를 포함할 수 있다. 스페이서(240)는 전면 플레이트(234)를 통해 서멀 플레이트(238)를 노출하고, 냉각 장치(236)의 추가 지지를 위해 냉각 장치(236)와 전면 플레이트(234)사이에 부착될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 카트리지(228)는 전면 플레이트(234)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 냉각 장치(236)의 서멀 플레이트(238)에 대해 바이어싱된다(도 11A 및 도 11B). 이하 더욱 논의되는 바와 같이, 카트리지(228)는 카트리지(228)내에 함유된 유체 저장 용기(222)를 포함할 수 있고, 또는 시스템은 카트리지(228)의 외부에 유체 저장 용기를 가질 수 있으며 카트리지(228)와 유체 연통하고 있다. 도시된 양태에 있어서, 카트리지는 공급 라인(214)에 결합된 유출 포트(208)를 포함한다. 공급 라인(214)은 펌프(230)를 따라 더 결합된 후 기관지경(18)을 통해서 환자의 치료 장치(20)에 결합된다. 따라서, 공급 라인(214)은 치료 장치(20)와 유체 연통하며, 또한 리턴 라인(216)도 치료 장치(20)와 유체 연통하며, 삽입관(74)으로 부터 연장되어 폐쇄 루프 시스템에서 치료 동안 유체를 재순환하기 위해 카트리지(228)로 되돌아간다. 대안적으로, 리턴 라인(216)은 개방 루프 시스템에서 폐기물 저장 용기(219)로 연장될 수 있다.
계속해서 도 9를 참조하면, 전면 플레이트(234)는 하우징(232)의 전면부(231)에 부착된다. 전면 플레이트(234) 및 하우징(232)은 냉각 장치(236)와 펌프(230)를 구조적으로 지지하도록 협력한다. 전면 플레이트(234)는 냉각 장치(236)의 서멀 플레이트(238)를 수용하고, 냉각 장치(236)에 대한 카트리지(228)의 바이어싱을 용이하게 하는 개구부(243)를 포함한다. 전면 플레이트(234)는 펌프(230)의 일부를 수용하는 개구부(244)를 포함할 수 있다. 펌프(230)는 공급 라인(214)에 결합하기 위한 커버(250) 및 회전 장치(259)를 포함할 수 있다. 중요하게는 펌프(230)는 카트리지(228)의 하류에 위치되어, 치료 시스템의 정상 작동 동안, 카트리지(228)내의 유체는 음압 상태가 되고 치료 장치(20)에 공급된 유체는 양압 상태가 된다. 전면 플레이트(234)는 시스템의 양태를 제어하는 컨트롤러(242)에 결합된 제어 장치(262)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(242)는 펌프(230)의 속도 및 방향을 조절하도록 펌프(230)에 결합될 수 있어, 시스템을 통해 순환하는 유체의 흐름 방향 및 체적을 조절한다. 컨트롤러(242)는 또한 카트리지(228)내의 유체의 온도를 조절하도록 냉각 장치(236)에 결합될 수 있어, 치료 동안 환자 조직의 온도를 조절한다. 도 8 및 도 9를 참조하여 논의된 치료 장치(20)는 도 1 내지 도 7B, 특히 도 5를 참조하여 논의된 바와 동일 또는 유사한 특징으로 포함할 수 있다.
도 10은 도 8 및 도 9 특징의 일부 또는 전부를 포함할 수 있는 일 양태에 따른 치료 시스템(310)을 나타내고 있다. 치료 시스템(310)은 환자(264)내에 위치된 치료 장치(20)에 결합된 유체 냉각 공급 시스템(212)을 포함한다. 유체 냉각 공급 시스템(212)은 냉각 장치(236), 열교환기 카트리지(228), 펌프(230) 및 컨트롤러(242)를 포함한다. 컨트롤러(242)는 온도 및 유체 순환을 조절하도록 냉각 장치(236)와 펌프(230)에 결합될 수 있다. 열교환기 카트리지(228)는 냉각 장치(236)에 제거가능하게 결합될 수 있다. 공급 통로(266)는 열교환기 카트리지(228)내에 전체적으로 함유된 유체 저장 용기(222)에서 시작한다. 공급 통로(266)는 열교환기 카트리지(228)와 펌프(230)를 통해 연장되어 환자(264)에게 냉각된 유체를 공급하는 치료 장치(20)에서 종료한다. 리턴 통로(268)는 치료 장치(20)에서 시작하여 재순환을 위해 유체 저장 용기(222) 또는 폐기물 저장 용기(219)로 리턴될 수 있다. 따라서, 유체는 저장 용기(222)로부터 펌프(230)에 의해 음압에서 열교환기 카트리지(228)를 통해 드로우될 수 있다. 유체는 열교환기 카트리지(228)를 통해 이동함에 따라 냉각 장치(236)에 의해 냉각된다. 유체는 펌프(230)에 의해 양압에서 치료 장치(20)에 공급된다. 다음에 유체는 치료 장치(20)를 통해 순환된 후 치료 장치(20)로부터 환자 (264)의 외부로 복귀될 수 있다.
펌프(230)는 치료 동안 화살표 P로 도시된 바와 같이 열교환기 카트리지(228)를 통해 유체를 전방으로 드로우하고 푸쉬하도록, 전진 및 후진 기어를 포함할 수 있다. 전진 기어는 시스템(310)의 정상 작동 동안 열교환기 카트리지(228)로부터의 유체를 드로우한다. 이와 반대로, 후진 기어는 시스템(310)내에 존재할 수 있는 가스를 방출하도록 열교환기 카트리지(228)를 통해 역으로 유체를 푸쉬할 수 있다. 펌프(230)의 속도 및 방향은 컨트롤러(242)에 의해 제어될 수 있다.
어느 실시예에서, 펌프(230)는 치료 장치에의 유체 전달량을 제어하기 위하여 펌프의 속도를 초과하는 가변 제어를 위한 컨트롤러에 결합된다. 그래서, 치료 장치의 크기 및 이에 부합하는 압력이 가변 속도 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 더구나 비접촉성 압력 측정 장치가 펌프에 전기적으로 결합되어, 예를 들어 비접촉성 압력 측정 장치에 의해 측정된 압력에 응답하여 펌프의 속도를 변하는 것과 같이 시스템 압력을 조절하도록 유체의 고압측에 인접하게 위치될 수 있다.
도 11A 내지 도 13C는 유체 냉각 공급 시스템(212)의 전면 플레이트(234), 캠 시스템(237) 및 카트리지(228)의 특정한 측면을 나타내고 있다. 도 11A 및 도 11B는 전면 플레이트(234)와 카트리지(228)의 후면 사시도를 나타내고 있다. 전면 플레이트는 결합 상태(E)와 해제 상태(D)사이에 작동될 때, 카트리지(228)가 제거되는 캠 시스템(237)을 포함할 수 있다. 도 12A는 전면 플레이트(234)의 측단면도를 나타내고, 도 12B는 도 11B의 12B-12B 선을 따라 취한 횡단면도로서, 전면 플레이트(234), 캠 시스템(237), 카트리지(228) 및 냉각 장치(236)를 나타내고 있다. 도 13A 내지 도 13C는 카트리지(228)의 여러 상태를 나타내고 있다.
계속해서 도 11A 및 도 11B를 참조하면, 카트리지(228)는 서로 부착된 제 1 플레이트(241)와 제 2 플레이트(243)를 포함한다. 제 1 플레이트(241)는 냉각 장치의 서멀 플레이트에 대해 바이어싱하는 열전도성 표면(298)을 포함한다(도 9 및 도 12B). 전면 플레이트(234)는 개구부(243) 및 수용 표면(245)을 포함한다. 개구부(243)는 냉각 장치(236)의 서멀 플레이트에 대한 카트리지(228)의 바이어싱을 용이하게 하는 크기일 수 있다. 수용 표면(245)은 서멀 플레이트(238)가 개구부(243)를 통해 부분적으로 연장될 수 있도록 냉각 장치(236)의 일부를 수용하는 크기이다. 전면 플레이트(234)는 카트리지(228)를 통해 유체를 펌핑하는 펌프를 수용하도록 개구부(244)를 가질 수 있다. 전면 플레이트(234)는 냉각 장치에 대해 카트리지(228)를 바이어싱 하는 캠 시스템(237)을 내장하여 지지할 수 있다. 어느 형태에서 캠 시스템(237)는 4개의 캠 로브(lobe)(342)를 가지는 캠 샤프트(340)에 결합된 캠 레버(338)를 포함한다. 캠 레버(338)는 캠 샤프트(340)에 직접 부착되거나, 다른 형태로 캠 샤프트(340)에 동역학적으로 링크될 수 있다. 4개의 캠 로브(342)는 캠 샤프트(340)의 길이를 따라 서로 공간적으로 이격되도록 형성된다. 캠 시스템(237)은 작동 부재(344)와 작동 장치(346)를 포함할 수 있다. 각각의 작동 장치(346)는 피스톤 로드(354)와 각각의 피스톤 로드(354) 아래에 위치된 스프링(356)으로 구성될 수 있다. 작동 장치(346)는 작동 부재(344)의 각각의 보어(348)내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있고, 캠 로브(342)의 회전이 피스톤(354)을 하류 방향으로 작동하도록 각각의 캠 로브(342)에 인접하여 위치될 수 있다(도 12B).
캠 시스템(237)이 분리 상태(D)에 있으면, 캠 시스템(237)은 전면 플레이트(234)가 카트리지(228)를 슬라이딩가능하게 수용하도록 위치된다. 카트리지(228)가 전면 플레이트(234)에 완전히 결합되면, 캠 시스템(237)은 전면 플레이트((234)내의 카트리지(228)를 부착하여 냉각 장치(236)의 서멀 플레이트(238)에 대해 카트리지(228)를 바이어싱하기 위하여(도 12B), 화살표 C의 방향으로 표시된 하류 회전 방향으로 캠 레버(338)와 캠 샤프트(340)를 회전함에 의해 결합 상태(E)로 작동될 수 있다. 그래서, 결합 상태(E)로 이동되면, 캠 로브(342)는 작동 장치(346)를 화살표 F의 방향으로 표시된 하방으로 가압하고, 이하 더 논의되는 바와 같은 화살표 G로 표시된 방향에 근접해서 카트리지(228)에 대해 작동 부재(344)를 가압하는 경향이 있는 작동 장치(346)의 각각의 피스톤 로드(354)에 대해 동시에 바이어싱한다(도 12B). 이와 반대로, 화살표 B로 표시된 방향으로 캠 레버(338)를 작동함에 의해 캠 시스템(237)이 결합 상태(E)로부터 카트리지(228)를 제거하는 분리 상태(D)로 이동되면, 캠 샤프트(340)와 캠 로브(342)는 작동 장치(346)에 인가된 힘을 제거하는 경향이 있는 유사 방향으로 회전하여 작동 부재(344)에 의해 인가된 힘을 제거하며, 카트리지(228)가 제거될 수 있다(도 11A). 상술한 바와 같이, 카트리지와 냉각 장치 사이에 소정의 현저한 바이어싱 힘을 제공하는 것은 카트리지와 냉각 장치사이의 표면 대 표면 접촉을 향상하므로, 카트리지를 통해 환자에게 공급하도록 유동하는 유체의 냉각을 효과적이고 효율적으로 행한다.
도 12A는 본 발명의 일 양태에 따른 도 11A의 전면 플레이트(234)의 좌측면도를 나타내고 있다. 전면 플레이트(234)는 캠 시스템(237)이 해제 상태(D)에 있으면 카트리지(228)를 느슨하게 수용하는 크기의 슬롯(358)을 포함한다. 전면 플레이트(234)는 카트리지(228)를 기밀하게 수용하는 크기의 상부 바이어싱 표면(360)과 하부 바이어싱 표면(362)을 포함한다. 상부 바이어싱 표면(360)은 서멀 플레이트(238)의 평탄 표면(251)에 평행하지 않은 각도로 형성된다(도 12B). 마찬가지로, 하부 바이어싱 표면(362)은 서멀 플레이트(238)의 평탄 표면(251)에 평행하지 않은 각도로 형성된다. 그래서 슬롯(358)은 카트리지(228)를 수용하도록 사다리꼴 횡단면 프로파일을 가질 수 있고, 카트리지(228)는 또한 대응하는 사다리꼴 횡단면 프로파일을 가질 수 있다(도 13C). 도 12A는 분리 상태(D)의 캠 레버(338)와 공급 라인(214)(도 8 및 도 9)과 통하는 리세스 부분(364)을 더 나타내고 있다.
도 12B는 전면 플레이트(234), 전면 플레이트(234)내에 위치된 카트리지(228), 카트리지(228)에 인접 위치된 냉각 장치(236)와 서멀 플레이트(238), 및 결합 상태(E)의 캠 시스템(237)의 횡단면도를 나타내고 있다. 캠 시스템(237)과 관련하여, 작동 부재(344)는 서멀 플레이트(238)의 평탄 표면(251)에 상대적인 각도로 형성된 하부 작동 표면(366)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 캠 레버(338)와 캠 샤프트(340)를 경유해서 캠 시스템(237)을 결합하면, 캠 로브(342)는 하방향으로 작동 장치(346)를 가압하므로, 작동 장치(346)는 작동 부재(344)를 화살표 F로 표시된 하향 방향으로 가압한다. 결국 하부 작동 표면(366)은 카트리지(228)의 상부 각형성 표면(368)을 바이어싱하는 동시에, 하부 바이어싱 표면(362)은 카트리지(228)의 하부 각형성 표면(374)을 바이어싱하는 경향이 있고, 이에 카트리지(228)를 화살표 G로 표시된 내향 방향으로 가압한다. 이러한 형태 및 방향은 유체로 부터 효과적으로 열전달하고, 카트리지(228)와 냉각 장치(236) 사이에 표면 대 표면 접촉을 향상하도록 소정의 힘으로 카트리지(228)는 서멀 플레이트(238)에 대해 대략 측면 방향으로 바이어싱된다. 이는 슬롯(358)과 카트리지(228)의 사다리꼴 형상과 각각의 각형성 표면을 따라 카트리지(228)를 화살표 G로 표시된 방향으로 집합적으로 "슬라이드"하는 경향이 있기 때문에 부분적으로 달성된다. 그래서, 캠 시스템(237), 전면 플레이트(234), 및 카트리지(228)는 카트리지(228)내에 함유된 유체로부터 열전달을 수행하도록 카트리지(228)를 서멀 플레이트(238)에 바이어싱하는데 협동적으로 작동하는 크기이다.
도 13A는 본 발명의 일 양태에 따른 카트리지(228)의 전면 사시도를 나타내고 있다. 카트리지(228)는 상술한 바와 같이, 전면 플레이트(234)의 슬롯(358)으로 카트리지(228)를 용이하게 삽입하고 제거하는 카트리지의 좌측 단부에 위치된 핸들(370)을 포함한다. 카트리지(228)는 전면 플레이트(234)로 카트리지(228)를 삽입하는 각각의 각도로 형성된 상부 각형성 표면(368)과 하부 각형성 표면(374)을 포함한다. 카트리지(228)는 복수의 크로스 부재(375)에 의해 형성된 복수의 캐비티(372)를 더 포함한다. 캐비티(372)는 시스템의 작동 동안 카트리지(228)내의 유체로부터의 열전달을 향상하도록 카트리지의 전면 부분에 따른 크기로 형성된다.
도 13B는 본 개시의 일 양태에 따른 카트리지(228)의 배면 사시도를 나타내고 있다. 카트리지(228)는 서로 부착되는 제 1 플레이트(241)와 제 2 플레이트(243)를 포함한다. 제 1 플레이트(241)는 바람직하게 구리 재질로 구성되어, 냉각 장치(도 12B)에 대해 바이어싱하는 열전도성 표면(298)을 포함한다. 제 1 플레이트(241)는 열교환기 카트리지(228)내의 유체와 냉각 장치(236)사이의 열전달을 향상하기 위해 0.5 내지 1 마이크론의 은 재질이 함유된 구리 재질을 포함할 수 있다. 이는 유체가 열교환기 카트리지(228)에 접촉하기 위한 생체 적합성 및 불활성 표면을 제공한다. 제 2 플레이트(243)는 ABS, 나일론, 또는 폴리카보네이트와 같은 절연 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 단열 발포 제품 또는 천연 코르크 단열재는 카트리지(228) 둘레의 외기 온도로부터 유체를 열적으로 차단하도록 카트리지(228) 내측 또는 카트리지 (228)의 외부 표면상에 위치될 수 있다. 제 2 플레이트(243)는 카트리지(228)의 상부 부분(376)에 위치된 유체 저장 용기(322)를 포함한다. 유체 채널(314)은 제2 플레이트(243)상에 형성되어 유체 저장 용기(322)와 유체 연통한다. 유체 채널(314)은, 시스템내의 가스가 유체 채널(314)의 상부 부분(376)으로 상승하는 경향을 나타내도록, 상부로부터 바닥으로 수직하는 방식으로 카트리지를 통해 유체 저장 용기(322)로 구불구불 형태를 갖는다, 제 2 플레이트(243)는 제 1 플레이트(241)를 수용하도록 리세스된 실링 표면(240)을 포함할 수 있다. 실링 표면(240)은 제 1 플레이트(241)를 제 2 플레이트(243)에 부착하도록 접착제를 수용할 수 있다. 그래서 제 1 플레이트(241)는 여러 부분에 교차하여 제 2 플레이트(243)에 부착되어, 제 1 플레이트(241)에 작용하는 흡입력 또는 기타 힘들로 인한 구리판의 왜곡을 방지한다.
제 2 플레이트(243)는 카트리지(228)의 하부 부분(378)에 위치된 유출 포트(308)를 포함하고 유체 채널(314)과 유체 저장 용기(322)와 유체 연통할 수 있다. 유출 포트(308)는 환자에게 유체를 공급하는 공급 라인에 결합될 수 있다. 어느 실시예에서 카트리지(228)는 유체 저장 용기(322)와 유체 연통하는 유입 포트(302)를 포함할 수 있다. 유출 포트(302)는 환자 내부로부터 유체를 리턴하는 리턴라인에 결합가능할 수 있다. 어느 실시예에서 유체 저장 용기(322)는 유체 채널(314)과 유출 포트(308)와 유체 연통하는 접을 수 있는 백을 포함할 수 있어서, 시스템에 의해 경험되는 유체 압력 힘이 감소되거나 최소화된다. 어느 실시예에서는, 카트리지(228)은 카트리지내에 유체 저장 용기(322)를 갖지 않을 수 있고; 도 1에 도시된 바와 같이, 간단하게 외부 저장 용기에 결합된 유체 채널을 가질 수 있다.
도 13C는 13C-13C 선을 따라 취한 도 13A 및 도 13B의 카트리지(228)의 횡단면도를 나타낸다. 카트리지(228)는 서로 부착된 제 1 플레이트(241)와 제 2 플레이트(243)를 포함한다. 제1 플레이트(241)은 유체 저장 용기(322)와 유체 채널(314)에 인접 위치된 열전도성 표면(298)을 포함한다. 제 2 플레이트(243)는 카트리지(228)의 상부 부분(376)에 위치된 유체 저장 용기(322)와 유체 저장 용기(322)와 유체 연통하는 유체 채널(314)을 포함한다. 카트리지(228)는 복수의 크로스 부재(375)(도 13A)에 의해 형성된 복수의 캐비티(372)를 포함할 수 있다. 캐비티(372)는 제 2 플레이트의 평균 두께를 감소하도록 카트리지 전면 부분의 크기로 형성되어, 냉각 시스템의 작동 동안 카트리지(228)내의 유체로부터의 열전달을 향상한다. 카트리지(228)는 상부 각형성 표면(368)과 하부 각형성 표면(374)을 포함한다. 카트리지(228)는 상술한 바와 같이, 냉각 장치(236)에 대해 바이어싱하는 전면 플레이트(234)의 슬롯(358)으로 카트리지(228)를 삽입하는 형상을 가진다.
제 1 플레이트(241)는 카트리지(228)와 서멀 플레이트(238)사이의 평탄 표면을 유지하기 위한 두께(T)를 가질 수 있다. 제 1 플레이트(241)가 특정 금속으로 너무 얇은 상태로 진공에 있을 때, 제 1 플레이트(241)는 유체 채널(314)을 따라 물결 표면을 나타낼 수 있다. 이는 열전도성 표면(251)과 서멀 플레이트(238)사이에 에어 포켓을 만들 수 있어, 유체로부터의 열전달을 빈약하게 만든다. 어느 실시예에서 제 1 플레이트(241)의 두께(T)는 0.005 내지 0.01 인치지만, 이 범위를 초과해서 변할 수 있다. 바람직하게는 0.01 인치이다.
도 1 내지 도 5A를 참조하여 상술한 바와 같이, 도 8 내지 도 13C를 참조하여 논의된 열교환기 카트리지는, 대신 백과 같은 탄성 본체일 수 있고, 탄성 본체는 백내에 함유되거나 백을 통해 유동하는 유체로부터 열전달을 수행하기 위한 소정의 바이어싱 힘으로 냉각 장치에 제거가능하게 결합된다. 백은 본 개시에 논의된 카트리지와 동일 또는 유사한 특징을 포함할 수 있다. 예를 들면, 백은 구불구불한 패턴을 가지는 유체 채널을 가질 수 있다. 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘이, 본 발명에 개시된 바와 같이 환자에 전달되기 위해 선택된 온도로 유체를 냉각하도록 소정의 힘으로 백을 바이어싱하도록 구성된 냉각 장치에 결합될 수 있다. 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 상술한 캠 시스템(237)일 수 있다. 따라서, 유체를 유지하는 유체 챔버를 가지는 백은 슬롯으로 삽입될 수 있고, 플레이트와 같은 바이어싱 부재는 백에 대해 바이어싱 부재를 바이어싱하도록 캠 시스템에 의해 작동될 수 있어서, 소정의 바이어싱 힘으로 냉각 장치에 대해 백을 바이어싱한다. 그래서 도 8 내지 도 13C를 참조하여 설명된 바와 동일 또는 유사하게, 캠 시스템과 바이어싱 플레이트를 백으로부터 분리함에 의해, 백을 제거하여, 백을 다른 백으로 교체할 수 있다.
도 14 내지 도 20은 치료 장치(417)에 결합된 유체 냉각 공급 시스템(412)을 포함하는 시스템(410)을 예시한다. 도 14 내지 도 20에 도시된 치료 시스템(410)은 도 1 내지 도 7B와 도 8 내지 도 13C를 참고로 설명되고 도시된 시스템과 동일 또는 유사한 특징을 가질 수 있다.
도 14의 예에 있어서, 유체 냉각 공급 시스템(412)은 치료 시스템(417)에 결합된다. 상술한 바와 같이, 치료 시스템(417)은 환자(464)(도 15)내에 적어도 부분적으로 위치가능할 수 있다. 유체 냉각 공급 시스템(412)은 유체를 냉각하고, 유체를 펌핑하여, 치료 시스템(417)을 통해 유체를 공급하도록 구현된다. 폐쇄 루프 시스템에 있어서, 유체 냉각 공급 시스템(412)은 유체 저장 용기(422), 유체(424), 냉각 시스템(426), 열교환기 카트리지(428), 공급 라인(414) 및 리턴 라인(416)을 포함할 수 있고, 연대해서 협력하여 치료 동안 치료 시스템(417)을 통해 냉각된 유체를 순환한다. 공급 라인(414)은 유체 저장 용기(422)에서 시작하여 카트리지(428)를 통해 펌프(430)를 따라 연장된다. 공급 라인(414)은 펌프(430)의 작동 동안 공급 라인(414)의 진동을 감쇠하는 펄스 댐퍼(도시하지 않음)를 통해 연장될 수 있다. 마지막으로, 공급 라인(414)은 환자내에 위치된 치료 시스템(417)으로 연장된다. 공급 라인(414)과 유체 연통하는 리턴 라인(416)은 치료 시스템(417)에서 시작하여 환자내측으로부터 연장되어 치료 동안 유체의 재순환을 위한 저장 용기(422)로 되돌아 온다. 어느 실시예에서 공급 라인(414)과 리턴 라인(416)은 이하 상세히 설명될 공축 이중 스파이크(423)(도 15 및 도 16)에 의해 유체 저장 용기(422)에 접속된다.
도 15를 참조하고 또한 이전 실시예의 설명과 유사하게, 일부 측면에서, 폐 치료 시스템(417)은 치료 장치(420), 제어부(468), 스티어링 메카니즘(470), 및 비디오 시스템(472)을 가지는 가요성 기관지경(418)을 포함할 수 있다. 가요성 기관지경(418)은 환자 신체의 외부의 제어부(476)로부터 기도(478)를 통해 환자의 폐(481)의 좌측 메인 기관지(480)내의 치료 부위로 연장되는 삽입관(474)을 포함할 수 있다. 치료 장치(420)는 메인 기관지(480)에 위치할 수 있거나, 또는 다른 위치에서, 예를 들면 우측 메인 기관지, 엽기관지, 및 중간 기관지내에 위치할 수 있다. 치료 장치(420)는 예를 들어 일부 엽, 전체 엽, 다수 엽 또는 한쪽 또는 양쪽 폐의 신경절제와 같은 넓은 범위의 다른 절차를 실행하도록 구불구불한 기도를 통해 안내될 수 있다. 어느 실시예에서 엽 기관지는 폐엽의 신경을 제거하도록 치료된다. 치료의 효과를 기반으로, 의사는 추가 엽을 동시에 또는 연속해서 치료할 수 있다.
스티어링 메카니즘(470)은 기관지경(418)에 결합되어 공급 라인(414)과 리턴 라인(416)을 수용할 수 있어, 라인들이 기관지경(418)으로 나와 치료 장치(420)에 결합한다. 기관지경(418)은 삽입관(474)이 제어부(468)의 지원으로 조향되기 때문에 의사가 모니터(482)로 환자를 통해 삽입관(474)의 진행을 관찰하도록 비디오 시스템(472)에 결합될 수 있다. 비디오 시스템(472)은 유체 냉각 공급 시스템(412)으로부터 치료 장치(420)로 유체가 공급되는지를 확인하도록 할 수 있다. 또한 기관지경(418)은 치료 장치(420)에 전달된 에너지의 양과 같은 치료에 대한 일부 또는 모든 양태를 제어하도록 제어부(468)에 결합될 수 있다. 따라서, 기관지경(418)의 치료 장치(420)는 유체 냉각 공급 시스템(412)의 공급 라인(414)과 리턴 라인(416)과 유체 연통한다. 이때 유체 냉각 공급 시스템(412)은 유체를 냉각하고, 유체를 펌핑하고, 치료 장치(420)를 통해 유체를 순환하기에 적합하다.
도 14 및 도 15의 유체 냉각 공급 시스템(412)의 구성요소를 부분 확대하여 나타내는 도 16을 참조하면, 상기 실시예들의 설명과 유사하되, 어느 실시예에 따른 유체 냉각 공급 시스템(412)은 전면 플레이트(434)를 가지는 하우징(432); 전면 플레이트(434)를 통해 연장되는 서멀 플레이트(438)를 가지는 냉각 장치(436); 유체를 펌핑하는 펌프(430); 전면 플레이트(434)에 제거가능하게 결합되고 냉각 장치(436)와 접촉하여 바이어싱되는 열교환기 카트리지(428); 서멀 플레이트(438)에 카트리지(428)를 바이어싱하는 하우징(432)의 전면 플레이트(434)에 힌지가능하게 결합된 힌지부착 도어(437); 및 펌프(430)와 냉각 장치(436)에 결합된 컨트롤러(442)(도 18)를 포함할 수 있다.
하우징(432)은 서로 부착된 제 1 부분(431)과 제 2 부분(433)을 포함할 수 있고, 시스템의 여러 구성요소를 지지하고 내장할 수 있다. 제 1 부분(431)은 냉각 장치(436)의 전면을 수용하고 지지하는 개구부(435)를 포함할 수 있다. 냉각 장치(436)는 TECs를 공통으로 이용하여, 서멀 플레이트(438), 핫 플레이트(439), 핀(446) 및 팬(448)을 포함한다. 서멀 플레이트(438)는 카트리지(428)에 바이어싱하기 위한 평탄 표면(451)을 포함할 수 있다. 냉각 장치(436)은 하우징(432)의 전면 부분(431)에 부착된 지지 플레이트(447)를 포함할 수 있다.
전면 플레이트(434)는 펌프(430)의 일부를 수용하는 개구부(444)를 포함할 수 있다. 펌프(430)는 공급 라인(414)에 결합하기 위한 커버(450)와 회전 장치(459)를 포함할 수 있다. 펌프(430)는 치료 시스템의 정상 작동 동안 카트리지(428)내의 유체가 음 유체압에 있고 치료 장치(420)에 공급된 유체가 양 유체압에 있도록 카트리지(428)의 하류에 위치된다.
계속해서 도 16을 참조하면, 전면 플레이트(434)는 하우징(432)의 전면 부분(431)에 부착될 수 있다. 전면 플레이트(434)와 하우징(432)은 냉각 장치(436)와 펌프(430)를 구조적으로 지지하도록 협력한다. 전면 플레이트(434)는 냉각 장치(436)의 서멀 플레이트(438)를 지지하는 개구부(443)를 포함한다. 어느 실시예에서 힌지부착 도어(437)는 전면 플레이트(434)에 상대적으로 개방 위치와 폐쇄 위치사이를 피봇한다. 개방 위치에서, 카트리지(428)는 개구부(443)로 삽입되거나 개구부로부터 제거될 수 있다. 폐쇄 위치에서, 카트리지(428)는 냉각 장치(436)의 서멀 플레이트(438)에 대해 바이어싱된다.
도 17은 본 발명의 일 양태에 따른 힌지부착 도어 조립체(440)의 후면 사시도를 나타내고 있다. 임의의 양태에서, 힌지부착 도어(437)는 폐쇄 위치에 힌지부착 도어(437)를 부착하는 복수의 자석(453)(도 17)을 포함할 수 있는 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 가질 수 있다. 자석(453)은 힌지부착 도어(437)에 형성된 보어(455)에 부착될 수 있다. 이와 달리 하나의 장척 자석 또는 복수의 자석들이 힌지부착 도어(437) 또는 전면 플레이트(434)의 여러 부분을 따라 부착되어 본 발명에 논의된 바와 동일한 바이어싱 힘을 달성한다. 바이어싱 힘은 열교환기 카트리지(428)와 냉각 장치(436)의 서멀 플레이트(438)사이에 향상된 표면 대 표면 접촉을 제공하여 치료 동안 유체로부터 지속적으로 효과적인 열전달을 향상하고 유지한다.
힌지부착 도어 조립체(440)는 힌지부착 도어(437)를 하우징(432)의 전면 플레이트(434) 또는 제 1 부분(431)에 결합하도록 복수의 힌지부(460)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 힌지부착 도어 조립체(440)는 두개의 힌지부(460)를 포함할 수 있어서, 하우징(432)의 전면 플레이트(437) 또는 제 1 부분(431)에 상대적으로 힌지부착 도어(437)가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이를 피봇가능하게 시프트되도록 한다.
일 실시예에 있어서, 힌지부착 도어(437)는 절결부(461)에 의해 열교환기 카트리지(428)의 일부를 수용하여 내장하는 크기로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 힌지부착 도어(437)는 열교환기 카트리지(428)의 관련 버블 포획 및 유입 포트(402)와 유출 포트(408)를 수용하고 내장하는 크기의 하나 이상의 절결부(462)를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 시스템(410)을 나타내는 것으로 도 5의 치료 시스템(310)과 유사하다. 치료 시스템(410)은 환자(464)내에 위치된 치료 장치(420)에 결합된 유체 냉각 공급 시스템(412)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 치료 장치(420)는 초음파, 전자기파, 전기 에너지 및/또는 무선주파수(RF) 에너지를 각각 출력할 수 있는 하나 이상의 전극(90)을 포함할 수 있다.
유체 냉각 공급 시스템(412)은 냉각 장치(436), 열교환기(428), 펌프(430), 및 컨트롤러(442)를 포함한다. 컨트롤러(442)는 온도와 유체 순환을 조절하도록 냉각 장치(436)와 펌프(430)에 결합될 수 있다. 열교환기(428)는 냉각 장치(436)에 제거가능하게 결합될 수 있다. 유체 공급 라인(414)은 유체 저장 용기(422)에서 시작한다. 유체 공급 라인(414)은 열교환기(428)로 이어져서 펌프(430)를 통해 환자(464)에게 냉각된 유체를 공급하는 치료 장치(420)에서 종료한다. 유체 리턴 라인(416)은 치료 장치(420)에 이어져서 재순환을 위한 유체 저장 용기(422) 및/또는 페기물 저장 용기(419)의 어느 하나로 리턴될 수 있다. 따라서, 유체는 저장 용기(422)로부터 펌프(430)에 의해 음압에서 열교환기(428)를 통해 드로우될 수 있다. 유체는 열교환기(428)를 통해 유동할 때 냉각 장치(436)에 의해 냉각된다. 유체는 펌프(430)에 의해 양압에서 치료 장치(420)로 공급된다. 그러면 유체는 치료 장치(420)를 통해 순환되어 치료 장치(420)로부터 환자(464) 외측으로 리턴될 수 있다.
제어부(468)(도 15)는 시스템의 양태를 제어하는 컨트롤러(442)에 결합될 수 있다. 컨트롤러(442)는 펌프(430)의 속도 및 방향을 조절하도록 펌프(430)에 결합될 수 있어 시스템을 통해 순환하는 유체의 흐름 방향 및 체적을 조절한다. 컨트롤러(442)는 또한 냉각 장치(436)에 결합되어 카트리지(428)내의 유체의 온도를 조절하고, 치료 장치(420)를 통하여 유체 순환 온도를 추가로 조절하고, 그리하여 치료 동안 환자의 온도를 조절할 수 있다.
펌프(430)는 치료 동안 열교환기 카트리지(428)를 통해 진행하는 유체를 드로우하고 푸쉬하도록 화살표 P로 도시된 바와 같이 전진 및 후진 기어를 포함할 수 있다. 전진 기어는 시스템(410)의 정상 작동 동안 열교환기 카트리지(428)로부터 유체를 드로우한다. 이와 반대로 후진 기어는 시스템(410)내에 남아 있는 가스를 방출하도록 열교환기(428)를 통해 역방향으로 유체를 푸쉬한다. 펌프(430)의 속도 및 방향은 컨트롤러(442)에 의해 제어될 수 있다.
일부 측면에서, 펌프(430)는 치료 장치에의 유체의 전달량을 제어하기 위해 펌프의 속도를 초과하여 가변 제어하는 컨트롤러에 결합된다. 그래서 치료 장치의 크기 및 그에 따른 압력이 가변 속도 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 더구나 비접속 압력 측정 장치가 펌프에 전기적으로 결합되어, 예를 들면, 비접촉 압력 측정 장치에 의해 측정된 압력에 응답하여 펌프의 속도를 변하는 것처럼, 시스템 압력을 조절하도록 유체 통로의 고압측에 인접하게 위치될 수 있다.
도 19A 및 도 19B는 본 발명의 일 양태에 따른 열성형 열교환기 카트리지(428)의 전면 및 후면 사시도를 각각 나타내고 있다. 열교환기 카트리지(428)는 제 1 플레이트(441)에 결합되거나 결착된 가요성 열성형 트레이(443)를 포함한다. 제 1 플레이트(441)에 결합된 트레이(443)는 치료 장치로의 도입을 위해 유입 공급 라인(414a)(미냉각 유체)와 유출 냉각 라인(414b)(냉각 유체)을 유체적으로 결합하는 유체 채널(450)을 형성한다.
제 1 플레이트(441)는 바람직하게 구리 재질로 구성되어 냉각 장치(436)(도 16)의 평탄 표면(451)에 바이어싱하기 위한 열전도성 표면(498)을 포함한다. 예를 들면, 제 1 플레이트(441)는 열교환기 카트리지(428)내의 유체와 냉각 장치(436)사이에 최적 열전달을 향상하도록 도금, 코팅(즉, 전도성 잉크 또는 코팅), 및/또는 라미네이팅(즉 박형 필름), 구리 재질을 포함할 수 있다. 전도성 재질은 은, 파릴렌, 알루미늄 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 제 1 플레이트(441)는 카트리지(428)와 서멀 플레이트(438)사이에 평탄 표면을 유지하는 두께(T)를 가질 수 있다. 제 1 플레이트(441)가 펌프가 역방향일 때 처럼 진공하에 있는 경우, 특정 금속으로 너무 얇으면, 제 1 플레이트(441)는 유체 채널(450)이 위치된 위치에서 채널을 따라 구불구불한 표면을 나타낼 수 있다. 이는 제 1 플레이트(441)와 서멀 플레이트(438) 사이에 에어 포켓을 만들 수 있어서, 약하게 접촉하게 되므로, 유체로부터의 열전달을 약하게 한다. 어느 실시예에서 제 1 플레이트(441)의 두께(T)는 0.005 내지 0.015 인치이지만, 그 범위를 초과해서 변할 수 있고 바람직하게는 약 0.010 인치(또는 10 mil)이다.
일 실시예에 있어서, 플레이트(441)는 0.5 내지 1 마이크론의 은 재질로 코팅된 약 10 mil의 두께를 가지는 구리 플레이트를 포함한다. 이는 유체가 열교환기 카트리지(428)에 접촉하는 생체 적합성 및 불활성 표면을 제공한다. 선택 사항으로, 파릴렌 코팅이 은 재질의 적어도 일부분에 걸쳐서 제공되어, 배리어 성질을 제공하고 플레이트(441)에 트레이(443)를 실링하거나 결착하는데 도움이 된다.
열성형 트레이(443)는 바람직하게는 폴리비닐 클로라이드(PVC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된다. 트레이(443)의 재질은 살균성과 같은 고온 적용하에서 플레이트(441)에 접착된 상태를 유지하기에 충분한 유연성을 나타낸다. 트레이(443)의 두께는, 시스템이 역방향으로 가압되어 진공이 당겨질 경우, 트레이가 변형되고 리플(ripple)되어, 카트리지(428)의 열교환 특성을 위협하거나 현저히 감소하지 않도록 하기 위해, 트레이(443)에 충분한 강성을 제공하도록 최적화된다. 선택 사항으로, 단열 발포 제품 또는 천연 코르크 단열재(도시하지 않음)가 카트리지(428) 주변 외기 온도로부터의 유체를 열적으로 차단하도록 카트리지(428) 내측 또는 카트리지(428)의 외부 표면에 위치될 수 있다.
트레이(443)는 실링 표면 또는 프랜지(440)에 의해 트레이(443) 주위로부터 내향하여 이격된 림 또는 리세스(452)를 더 포함한다. 실링 표면(440)은 플레이트(441)와 트레이(443)를 함께 부착하도록 UV 활성 또는 경화성 접착제 또는 에폭시와 같은 접착제를 수용할 수 있다. 과다한 접착제는 유체 채널(450)과 간섭하지 않도록 리세스(452)에 수집된다. 그래서 제 1 플레이트(441)는 여러 주위 부분과 교차해서 트레이(443)에 부착되어, 제 1 플레이트(441)에 작용하는 흡입력 또는 기타 힘으로 인한 구리 플레이트의 왜곡을 방지한다. 일 실시예에 있어서, 제 1 플레이트(441) 및 트레이(443)는 UV 경화성 접착제를 이용하여 UV 방사에 조립체를 노출하여 결착된다. 트레이 재질의 투명도는 UV 조사에 대한 충분한 노출로 접착제를 적절히 경화하도록 할 수 있다.
유체 채널(450)은 트레이(443)내에 형성된 리세스 영역과 제1 플레이트(441)사이에 이격된 것으로 한정된다. 유체 채널은 유체 저장 용기(422)와 펌프(430)사이에서 궁극적으로 치료 장치(420)까지 유체 연통을 제공하도록 작용하면서, 유체 채널(450)을 통과하는 유체를 냉각한다. 일 실시예에 있어서, 유체 채널(450)은 도시된 바와 같은 7개의 통로와 같이, 소정 갯수의 통로가 카트리지(428)를 통해 구불구불 구부러져 있다. 통로의 수 뿐만 아니라 채널(450)의 폭 및 깊이는 원하는 온도로 유체를 냉각하도록 카트리지(428)내 유체의 원하는 잔류 시간을 기반으로 선택된다. 예를 들면, 유체 저장 용기(450)는, 식염(saline)과 같은 냉각제가 약 100mL/min의 흐름 속도에서 실온(25℃)으로부터 약 0.1℃ 내지 10℃, 특히 약 1℃ 내지 6℃, 더욱 특히 약 3℃ 내지 5℃로 냉각되도록, 적절한 잔류 시간을 제공하는 치수로 되어 있다.
도 19A를 참조하면, 유입 포트(402)는 유체 채널(450)의 제 2 단부(450a)에 형성되어 유체 저장 용기(422)와 유체 연통하는 유입 공급 라인(414a)와 유체 연통한다. 유출 포트(408)는 유출 공급 라인(414b)과 유체 연통하는 유체 채널(450)의 제 2 단부(450b)에 형성된다. 이러한 공급 라인(414)의 부분은 펌프(430)와 기관지경(418)을 통해 환자내의 치료 장치(420)에 유체 연통하고 있다. 어느 실시예에서 유입 포트(402)와 유출 포트(408)는 유체 채널(450)의 깊이보다 더 깊은 깊이에서 시작하여 유체 채널의 깊이와 같은 깊이로 하류로 경사지는 경사 형상을 가질 수 있다. 이는 시스템내의 가스 버블의 수집을 위한 헤드 공간에 유입 유체를 담을 수 있다. 즉, 시스템내의 어떠한 가스는 유입 및 유출 포트(402)(408)의 헤드 공간으로 상승하는 경향이 있다.
열교환기 카트리지(428)는 힌지부착 도어(437)와 냉각 장치(436)의 서멀 플레이트(438)사이의 공간으로 카트리지(428)를 삽입하는 형상을 가진다. 예를 들면, 사용시, 카트리지(428)는 힌지부착 도어(437)가 개방될 때 개구부(443)로 삽입될 수 있다. 힌지부착 도어(437)가 폐쇄되면, 카트리지(428)는 상술한 바와 같이 힌지부착 도어(437)와 냉각 장치((436)의 서멀 플레이트(438)사이에 카트리지(428)를 샌드위치한다. 어느 실시예에서, 카트리지(428)는 전면 플레이트(434)에 형성된 개구부(443)에 의해 더 측면에 있을 수 있다. 어느 실시예에 있어서, 열교환기 카트리지(428)는 카트리지(428)의 하나 이상의 엣지에 형성된 하나 이상의 노치(479)를 포함할 수 있다. 노치(479)는 카트리지(428)가 정상 작동하는 방향으로 삽입되는 것을 보증할 목적으로 전면 플레이트(434)의 키(481)를 수용하는 크기일 수 있다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 일 양태에 따른 시스템(410)에 유체 저장 용기(422)를 결합하는 공축 백 스파이크 조립체(423)의 사시도가 개시된다. 실시예에 따라, 공급 라인(414)과 리턴 라인(416)은 공축 백 스파이크 조립체(423)(도 15 및 도 16 참조)를 경유해서 단일 위치에 유체 저장 용기(422)에 접속될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 리턴 라인(416)은 내부 채널(425)과 유체 연통하고 있고, 공급 라인(414)은 내부 채널(425)과 공축인 외부 채널(427)과 유체 연통하고 있다. 내부 채널(425)와 외부 채널(427)의 양자는 유체 저장 용기(422)와 유체 연통하고 내부에 유체(424)가 있지만, 서로 분리되어 있다. 하지만, 반대의 형태가 고려될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 조립체(423)는 공축인 내부 채널(425)과 외부 채널(427)을 만들고자 하이포튜브(429)의 내경(431) 보다 더 큰 내경(502)을 가지는 사출 성형된 비통기성 스파이크 암 루어(500)의 루멘을 통해 삽입된 내경(431)을 가지는 하이포튜브(429)를 포함한다. 조립체(423)는 암 루어(500)의 제 1 단부에 결합된 사출 성형된 통기성 스파이크 캡(504)를 더 포함할 수 있어 내부 채널(425)과 외부 채널(427)과 유체 저장 용기(422)를 유체적으로 접속한다. 조립체(423)는 유입 공급 라인(414)를 외부 채널(427)에 결합하는 제 1 포트(508)와 하이포튜브(429)의 내부 채널(425)에 유출 공급 라인(316)을 결합하는 제 2 포트(510)를 가지는 사출 성형된 통기성 스파이크 어댑터(506)를 포함한다. 반대의 구성(즉 유입공급 라인(414)을 제 2 포트(510)에, 또한 유출 공급 라인(416)을 제 1 포트(508)에 결합하는 구성)이 고려될 수 있다.
하이포튜브의 내경(431)은 치료 시스템(417)내의 압력을 제어하고 치료 장치의 팽창가능 부재 내에 압력을 가져오는 크기가 바람직하다. 선택 사항으로, 여러 클램프(도시하지 않음)가 공급 라인(414) 및/또는 리턴 라인(416)을 따라 어디에서도 사용될 수 있어 저장 용기(422)에 대한 유체의 공급 및/또는 리턴 흐름을 더 조절한다. 따라서, 공축 이중 스파이크(423)는 저장 용기(422)의 동일 위치에서 유체(424)를 유체 저장 용기에 대해 동시에 흐르도록 함에 의해 별도의 공급 및 리턴 스파이크에 대한 필요성을 배제한다.
상술한 다양한 실시예 및 측면들은 추가의 실시예 및 측면을 제공하도록 결합될 수 있다. 실시예들에 대한 이들 및 다른 변화는 상기 상세한 설명을 고려하여 이루어질 수 있다. 본 명세서에 설명된 양태, 실시예, 특징, 시스템, 장치, 재질, 방법 및 기법은 미국 특허 제8,088,127호, 2010년 11월 11일 출원된 PCT/US2010/056424호(WO 2011/060200), 2010년 10월 27일 출원된 미국출원 제12/913,702호, 2010년 11월 11일 출원된 미국출원 제12/944,666호, 2011년 4월 6일 출원된 미국출원 제13/081,406호 및 미국 가출원 제61/543,759호에 개시된 하나 이상의 실시예, 특징, 시스템, 장치, 재질, 방법 및 기법과 유사할 수 있다. 이들 출원의 각각은 그 전체를 참조하여 본 명세서에 포함하고 있다. 또한 본 명세서에 개시된 양태, 실시예, 특징, 시스템, 장치, 재질, 방법 및 기법은 상술한 출원 및 특허에 개시된 하나 이상의 실시예, 특징, 시스템, 장치, 재질, 방법 및 기법과 연관해서 적용되거나 사용될 수 있다.
문맥상 별도의 명시가 없는 한, 명세서 및 이하의 청구범위 전반에 걸쳐, "포함한다"라는 단어 및 "포함하는"과 같은 변형어은 개방적이고 포괄적인 의미, 즉 "포함하지만 이로 제한되지 않는" 것으로 구성되는 것이다.
일반적으로, 이하의 청구범위에서, 사용되는 용어는 명세서 및 청구범위에 개시된 특정 실시예들과 양태들로 청구범위를 제한하도록 구성되어서는 않되지만, 청구범위에 기재된 사항은 청구범위와 균등한 범위와 함께 모든 가능한 실시예들과 양태들을 포함하도록 해석되어야 한다. 따라서 청구범위는 개시에 의해서 제한되는 것은 아니다.

Claims (169)

  1. 음압에서 열교환기를 통해 유체를 드로우하여 유체를 냉각하고, 양압에서 환자에게 냉각 유체를 전달하도록 구성된 유체 냉각 공급 장치; 및
    환자 내에 위치되는 에너지 전달 장치를 포함하는 환자 치료용 시스템으로서, 상기 에너지 전달장치는 상기 유체 냉각 공급 장치에 결합되어, 환자를 치료하는 동안 상기 에너지 전달 장치를 냉각하도록 상기 유체 냉각 공급 장치가 냉각된 유체를 상기 에너지 전달 장치를 통해 순환시키는, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치는 상기 열교환기와 에너지 전달 장치 사이의 공급통로에 위치되는 펌프를 더 포함하고, 상기 펌프는 상기 열교환기를 통해 유체를 드로우하도록 구성되고, 상기 에너지 전달 장치를 통해 상기 유체를 순환하도록 구성되는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치에 결합된 열교환기 카트리지를 더 포함하되, 상기 열교환기 카트리지는, 열전도성 표면, 및 카트리지를 통해 연장되고 유체 채널의 적어도 일부가 상기 열전도성 표면에 인접 배열되어 있는 유체 채널을 가지며, 상기 유체 채널은 상기 에너지 전달 장치와 유체 연통하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치에 의해 전달된 유체의 온도는 상기 에너지 전달 장치에서 온도가 환자의 치료 중에 20℃ 또는 그 미만으로 유지되는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치에 의해 전달된 유체의 온도는 상기 에너지 전달 장치에서 온도가 환자의 치료 중에 20℃ 내지 -5℃로 유지되는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치에 의해 전달된 유체의 온도는 상기 에너지 전달 장치에서 온도가 환자의 치료 중에 5℃ 내지 -2℃로 유지되는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치에 의해 전달된 유체의 온도는 상기 에너지 전달 장치에서 온도가 환자의 치료 중에 20℃ 내지 -5℃로 유지되고, 상기 에너지 전달 장치에서 온도는 환자 치료의 치료 부분 중에 선택된 시간 동안 유지되는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 치료 부분중에 선택된 시간이 60초 미만인 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 치료 부분중에 선택된 시간이 60초 내지 120초인 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 전달 장치는 환자의 목표 조직에 에너지를 전달하기에 적합한 전극을 포함하고, 상기 에너지 전달 장치는 유체 냉각 공급 장치로부터 에너지 전달 장치를 통한 유체의 순환으로 치료 중에 전극을 냉각하도록 적어도 하나의 루멘을 포함하는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 전달 장치는 냉각 부재에 결합된 전극을 포함하고, 상기 전극 및 냉각 부재는 환자의 기도 벽에 인접하게 배열되어, 전극에의 에너지 전달과 냉각 부재를 통한 냉각 유체의 순환이 신경 조직을 손상하여 환자의 신경 시스템 신호가 약화되는 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 전달 장치는 분당 70 밀리미터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 냉각 유체를 환자에게 전달하도록 구성되는 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 전달 장치는 에너지 전달 장치의 리턴 통로 하류에 위치된 펌프를 더 포함하고, 상기 펌프는 열교환기 및 에너지 전달장치를 통해 유체를 드로우하도록 구성된 것인, 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 장치는 상기 열교환기와 에너지 전달 장치 사이의 공급 통로에 위치되어, 열교환기를 통해 유체를 드로우하도록 구성되고 또한 에너지 전달 장치를 통해 유체를 순환하도록 구성된 펌프와,
    에너지 전달 장치의 리턴 통로 하류에 위치되고 상기 펌프와 공조하여 유체를 순환하도록 구성되는 보충 펌프를 더 포함하는 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 공급 장치에 결합된 탄성 본체를 더 포함하고, 상기 탄성 본체는 적어도 일부분의 유체 채널이 열전도성 표면에 인접 배열된 본체를 통해 연장되는 유체 채널을 가지며, 상기 유체 채널은 상기 에너지 전달 장치와 유체 연통하는 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 탄성 본체에 제거가능하게 결합된 바이어싱 장치를 더 포함하고, 상기 바이어싱 장치는 선택된 온도 미만의 온도로 유체를 냉각하도록 소정의 힘으로 상기 탄성 본체를 바이어싱하도록 구성되는 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 탄성 백은 열전도성 표면을 포함하며, 상기 열전도성 표면에 유체 채널의 적어도 일부가 인접 배열되어 있는 시스템.
  18. 유체를 냉각하여 환자에게 전달하기 위한, 유체 열교환기를 가지는 냉각 시스템을 제공하는 단계,
    전극을 가지는 제거 조립체가 기도의 벽에 기대어 놓이도록 환자의 기도내에 전달 장치의 제거 조립체를 위치시키는 단계,
    유체 열교환기를 제거 조립체에 결합하여 서로 유체 연통시키는 단계,
    냉각 장치를 사용하여 유체 열교환기내의 유체를 냉각하는 단계,
    전달 장치를 통해 유체 열교환기로부터 유체를 순환시키는 것과 동시에 환자의 기도에 인접하게 위치된 조직을 치료하도록 전극에 에너지를 전달하는 것에 의해 조직을 열치료하는 단계를 포함하는,
    환자의 치료 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 조직을 열 치료하는 단계는 기관세지(bronchial tree)의 일부에 전달된 신경 시스템 신호가 약해지도록 신경줄기(nerve trunk)의 신경 조직을 손상하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 전달 장치에 유체를 공급하기 위해 음압에서 유체 열교환기를 통해 유체를 드로우하는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 조직을 치료하는 단계가 양압에서 상기 전달 장치에 냉각 유체를 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 유체를 순환시키는 것이 상기 전달 장치에서 온도가 환자의 치료중에 20℃ 또는 그 미만으로 유지되도록 상기 전달 장치에 유체를 공급하는 것을 포함하는 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 유체를 순환시키는 것이 상기 전달 장치에서 온도가 환자의 치료 중에 20℃ 내지 -5℃로 유지되도록 상기 전달 장치에 유체를 공급하는 것을 포함하는 방법.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 유체를 순환시키는 것이 상기 전달 장치에서 온도가 환자의 치료 중에 5℃ 내지 -2℃로 유지되도록 상기 전달 장치에 유체를 공급하는 것을 포함하는 방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 유체를 냉각하는 단계가 환자의 치료 중에 5℃ 또는 그 미만에서 상기 열교환기내의 유체로부터 열을 전달하는 것을 포함하는 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 유체를 냉각하는 단계가 환자의 치료 중에 5℃ 내지 -2℃의 온도로 상기 열교환기내의 유체로부터 열을 전달하는 것을 포함하는 방법.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 환자의 다수의 조직을 각각 치료하는 중에 선택된 간격으로 상기 전달 장치에서 선택된 온도를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 각 조직 치료를 위해 선택된 간격은 60초 미만인 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 선택된 온도가 20℃ 내지 -5℃인 방법.
  30. 제 18 항에 있어서, 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 유체를 펌핑하는 단계를 포함하는 방법.
  31. 제 18 항에 있어서,
    25 psi 내지 150 psi의 압력에서 환자에게 유체를 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  32. 제 18 항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 냉각 장치에 대해 유체 열교환기를 바이어싱하는 과정을 포함하며, 상기 유체 열교환기는 본체를 통해 연장되는 유체 채널을 가지는 탄성 본체를 포함하고, 여기서 상기 유체 채널은 제거 조립체와 유체 연통하는 방법.
  33. 제 18 항에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 냉각 장치에 유체 열교환기를 바이어싱하는 단계를 포함하며, 상기 유체 열교환기는 카트리지를 통해 연장되는 유체 채널을 가지는 카트리지를 포함하고, 상기 유체 채널은 제거 조립체와 유체 연통하는 방법.
  34. 환자의 치료를 위해 유체를 열처리하는 유체 냉각 시스템으로서,
    서멀 플레이트를 포함하는 냉각 장치;
    상기 냉각 장치에 제거가능하게 결합된 열교환기로서, 열전도성 표면, 및 열교환기를 통해 연장되고 유체 채널의 적어도 일부가 상기 열전도 표면에 인접 배열되어 있는 유체 채널을 포함하는 열교환기; 및
    열전도성 표면이 냉각 장치의 서멀 플레이트에 대해 바이어싱되어 유체로부터 열을 전달하도록, 상기 냉각 장치에 열교환기가 제거가능하게 결합되도록 배열된 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함하는, 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 열교환기는 일회용 열교환기 카트리지이고, 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 두 쌍의 바이어싱 메카니즘을 포함하고, 각각의 쌍은 상기 카트리지의 대향 단부에 위치되는 시스템.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 카트리지는 냉각 장치로부터 분리된 경우 제 1 상태와 냉각 장치에 결합된 경우 제 2 상태에 있도록 형성되며, 여기서 상기 제 1 상태는 서멀 플레이트에 대하여 볼록한 형태의 제 1 프로파일과, 서멀 플레이트에 대하여 실질적으로 평탄한 형태의 제 2 프로파일을 가지는 카트리지의 열전도성 표면을 포함하여, 카트리지의 열전도성 표면과 서멀 플레이트가 유체로부터 열전달을 수행하도록 서로에 대해 실질적으로 바이어싱되는 시스템.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 냉각 장치는 상기 카트리지가 상기 냉각 장치에 결합될 때, 카트리지의 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘에 결합되는 적어도 하나의 대응 바이어싱 메카니즘을 포함하는 둘레부를 포함하는 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘 및 적어도 하나의 대응 바이어싱 메카니즘은, 상기 카트리지와 상기 냉각 장치 사이에 소정의 바이어싱 힘이 인가되어 유체로부터 열전달을 수행하도록, 각각 서로 끌릴 수 있는 복수개의 자석으로 구성되는 시스템.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 카트리지는 서로 결합된 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트를 포함하며, 여기서 상기 제 1 플레이트는 적어도 0.01 인치 또는 그 미만의 두께를 가지는 열전도성 표면을 포함하는 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는 열 절연성 물질을 포함하고, 유체 채널을 형성하는 홈을 포함하는 시스템.
  41. 제 35 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 유체 채널의 제 1 측벽과 제 2 측벽 사이의 전이부에 가장 근접한 적어도 하나의 코너부를 포함하고, 적어도 하나의 코너부는 가스 버블이 시스템의 작동 중에 상기 적어도 하나의 코너부에 가장 근접하여 포획되지 않도록 구성되는 시스템.
  42. 제 35 항에 있어서,
    상기 카트리지는 서로 유체 연통하고 환자내에 위치된 치료 장치에 유체를 공급하는 유체 채널과 유체 연통하는 입력 포트와 출력 포트를 더 포함하는 시스템.
  43. 제 35 항에 있어서,
    상기 유체가 저장 용기의 유출구로부터 드로우되어 환자에게 공급되도록 카트리지내에 함유된 가변 체적 저장 용기를 더 포함하는 시스템.
  44. 제 35 항에 있어서,
    상기 냉각 장치에 대한 카트리지의 자동 정렬 및 카트리지의 자동 바이어싱을 위한 자기 정렬 수단을 더 포함하는 시스템.
  45. 제 34 항에 있어서,
    상기 냉각 장치에 결합되어 유체로부터의 열전달량을 조절하는 적어도 하나의 컨트롤러를 더 포함하는 시스템.
  46. 제 34 항에 있어서,
    상기 시스템을 통해 순환하는 유체의 체적을 조절하도록 구성되는 펌프를 더 포함하며, 여기서 상기 펌프는 열교환기에 인접하게 위치되고, 상기 열교환기는 음 유체압을 포함하는 시스템.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 펌프는 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 상기 유체를 순환하도록 구성되는 시스템.
  48. 제 46 항에 있어서,
    상기 펌프는 25 psi 내지 150 psi의 압력으로 유체를 환자에게 전달하도록 구성되는 시스템.
  49. 제 46 항에 있어서,
    환자내에 위치된 치료 장치의 리턴 통로 하류에 위치된 펌프를 더 포함하며, 여기서 상기 펌프는 열교환기로부터 치료 장치를 통해 유체를 드로우하도록 구성되는 시스템.
  50. 제 34 항에 있어서,
    상기 열교환기의 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인 및 환자내에 위치되는 치료 장치를 더 포함하는 시스템.
  51. 제 34 항에 있어서,
    상기 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인을 더 포함하며, 여기서 상기 공급 라인의 적어도 일부는 환자의 내부에 위치되어 환자의 기관지 내측에 위치된 치료 장치와 유체 연통하는 시스템.
  52. 제 34 항에 있어서,
    기관지경 및 치료 장치를 가지는 폐 치료 장치를 더 포함하며, 여기서 상기 치료 장치는 환자의 폐 조직에 인접하게 위치되며, 상기 열교환기는 상기 치료 장치와 유체 연통하여 치료 중에 환자에게 유체를 공급하는 시스템.
  53. 제 34 항에 있어서,
    상기 열교환기는 탄성 본체인 시스템.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 탄성 본체에 제거가능하게 결합된 플레이트이고, 상기 플레이트는 상기 탄성 본체가 플레이트와 서멀 플레이트사이에 위치되도록 탄성 본체에 제거가능하게 결합되는 시스템.
  55. 제 53 항에 있어서,
    상기 탄성 본체는 서로 유체 연통하고 환자내에 위치된 치료 장치에 유체를 공급하는 유체 채널과 유체 연통하는 입력 포트와 출력 포트를 포함하는 시스템.
  56. 환자의 치료를 위해 유체를 열처리하는 일회용 열교환기 카트리지로서,
    상기 카트리지는
    열전도성 표면, 및 카트리지를 통해 연장되고 유체 채널의 적어도 일부가 상기 열전도성 표면에 인접하게 배열되어 있는 유체 채널; 및
    상기 열전도성 표면이 유체를 전도방식으로 냉각하도록, 냉각 장치에 카트리지를 제거가능하게 결합하도록 배열되는 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함하는 카트리지.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 두 쌍의 자석을 포함하며, 각 쌍은 카트리지의 대향 단부에 위치되고, 또한 각 쌍은 카트리지와 냉각 장치사이에 표면 대 표면 접촉을 향상시켜 열교환 효율을 증가하도록 냉각 장치로 끌릴 수 있는 것인 카트리지.
  58. 제 56 항에 있어서,
    상기 카트리지는 냉각 장치로부터 분리된 경우 제 1 상태와 냉각 장치에 결합된 경우 제 2 상태에 있도록 형성되는 카트리지.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 제 1 상태는 실질적으로 볼록 형상의 프로파일을 가지는 카트리지를 포함하고, 상기 제 2 상태는 실질적으로 직사각형 형상의 프로파일을 가지는 카트리지를 포함하는 카트리지.
  60. 제 56 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 소정의 바이어싱 힘이 카트리지에 인가되어 유체로부터 열전달을 수행하도록 냉각 장치에 부착가능한 복수개의 자석으로 구성되는 카트리지.
  61. 제 56 항에 있어서,
    서로 결합되는 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 더 포함하며, 여기서 상기 제 1 플레이트는 열전도성 표면을 포함하고, 적어도 0.01 인치 또는 그 미만의 두께를 가지는 카트리지.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는 절연 물질로 구성되고 또한 유체 채널을 형성하는 홈을 포함하는 카트리지.
  63. 제 56 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 유체 채널의 제 1 측벽과 제 2 측벽사이의 전이부에 가장 근접한 적어도 하나의 코너부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 코너부는 가스 버블이 시스템의 작동 중에 적어도 하나의 코너부에 가장 근접하여 포획되지 않도록 구성되는 카트리지.
  64. 제 56 항에 있어서,
    서로 유체 연통하고 유체 채널과 유체 연통하는 입력 포트와 출력 포트를 더 포함하는 카트리지.
  65. 제 56 항에 있어서,
    상기 유체가 저장 용기의 유출구로부터 드로우되어 환자에게 공급되도록 카트리지내에 함유된 가변 체적 저장 용기를 더 포함하는 카트리지.
  66. 제 56 항에 있어서,
    상기 냉각 장치에 결합되면 카트리지의 자동 정렬과 바이어싱을 위한 자기 정렬 수단을 더 포함하는 카트리지
  67. 환자의 치료를 위해 유체를 열처리하는 유체 냉각 시스템으로서,
    서멀 플레이트를 포함하는 냉각 장치;
    상기 냉각 장치에 제거가능하게 결합된 일회용 열교환기 카트리지로서, 열전도성 표면, 및 카트리지를 통해 연장되고 유체 채널의 적어도 일부가 상기 열전도성 표면에 인접 배열되어 있는 유체 채널을 포함하는 일회용 열교환기 카트리지; 및
    열전도성 표면이 냉각 장치의 서멀 플레이트에 대해 바이어싱되어 유체로부터 열을 전달하도록, 상기 냉각 장치에 카트리지가 제거가능하게 결합되도록 배열된 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함하는 시스템.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 카트리지를 결합하는 제 1 위치와 냉각 장치로부터 카트리지를 분리하는 제 2 위치사이에 작동가능한 캠 시스템을 포함하는 시스템.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 캠 시스템은 적어도 하나의 캠 로브를 가지는 캠 샤프트와 캠 레버를 포함하는 시스템.
  70. 제 68 항에 있어서,
    상기 캠 시스템의 제 1 위치는 카트리지의 열전도성 표면이 서멀 플레이트에 바이어싱되어 열교환을 수행하도록 록킹된 구성이고, 제 2 위치는 냉각 장치로부터 카트리지가 제거되도록 언록킹된 구성인 시스템.
  71. 제 67 항에 있어서,
    캠 시스템과 냉각 장치에 결합된 전면 플레이트를 더 포함하며, 상기 전면 플레이트는 카트리지를 슬라이딩 가능하게 수용하는 크기의 슬롯을 가지는 시스템.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 전면 플레이트는 상부 바이어싱 표면과 하부 바이어싱 표면을 포함하며, 상기 상부 및 하부 바이어싱 표면의 각각은 서멀 플레이트에 평행하지 않으며, 카트리지는 대응하는 상부 각형성 표면과 대응하는 하부 각형성 표면을 포함하고, 대응하는 상부 및 하부 각형성 표면의 각각은 서멀 플레이트에 평행하지 않고 전면 플레이트의 상부 및 하부 바이어싱 표면에 각각 평행하여, 카트리지가 슬롯내에 슬라이딩 가능하게 수용되는 시스템.
  73. 제 72 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 카트리지를 결합하는 제 1 위치와 냉각 장치에 카트리지를 분리하는 제 2 위치 사이에 작동가능한 캠 시스템을 포함하며, 제 1 위치는 열전도성 표면과 서멀 플레이트가 서로 소정의 힘으로 바이어싱되도록 전면 플레이트의 상부 바이어싱 표면을 바이어싱하는 캠 시스템을 포함하는 시스템.
  74. 제 67 항에 있어서,
    상기 카트리지는 서로 결합되는 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 포함하며, 상기 제 1 플레이트는 열전도성 표면을 포함하고, 상기 제 2 플레이트는 열 절연 물질과 유체 채널을 형성하는 홈을 포함하는 시스템.
  75. 제 67 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 유체 채널의 제 1 측벽과 제 2 측벽사이의 전이부에 가장 근접한 적어도 하나의 코너부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 코너부는 가스 버블이 시스템의 작동 동안 적어도 하나의 코너부에 가장 근접하여 포획되지 않도록 구성되는 시스템.
  76. 제 74 항에 있어서,
    제 2 플레이트는 유체가 저장 용기로부터 드로우되어 환자에게 공급되도록 가변 체적 저장 용기를 포함하는 시스템.
  77. 제 67 항에 있어서,
    상기 시스템을 통해 순환하는 유체의 체적을 조절하도록 구성되는 펌프를 더 포함하되, 상기 펌프는 카트리지내의 유체가 음 유체압을 가지도록 카트리지에 인접하게 위치되는 시스템.
  78. 제 77 항에 있어서,
    상기 펌프는 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 유체를 순환하도록 구성되는 시스템.
  79. 제 77 항에 있어서,
    상기 펌프는 25 psi 내지 150 psi의 압력에서 유체를 전달하도록 구성되는 시스템.
  80. 제 67 항에 있어서,
    환자내에 위치된 치료 장치의 하류에 위치된 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프는 치료 장치를 통해 유체를 드로우하도록 구성되는 시스템.
  81. 제 67 항에 있어서,
    상기 카트리지의 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인과 환자내에 위치된 치료 장치를 더 포함하는 시스템.
  82. 제 67 항에 있어서,
    상기 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인을 더 포함하며, 상기 공급 라인의 적어도 일부는 환자의 내부에 위치되고 환자의 기관지 내부에 위치된 치료 장치와 유체 연통하는 시스템.
  83. 제 67 항에 있어서,
    기관지경 및 치료 장치를 가지는 폐 치료 시스템을 더 포함하며, 상기 치료 장치는 환자의 폐 조직에 인접하게 위치되고, 상기 카트리지는 상기 치료 장치와 유체 연통하여 치료 중에 냉각 유체를 공급하는 시스템.
  84. 환자의 치료를 위해 유체를 냉각하는 방법으로서,
    유체 채널 및 냉각 장치에 열교환기 카트리지를 제거가능하게 부착하는 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 가진 열교환기 카트리지를, 냉각 장치의 서멀 플레이트에 바이어싱하는 단계;
    냉각 장치로부터 열교환기 카트리지를 제거하는 단계; 및
    유체 채널, 및 교체 열교환기 카트리지를 냉각 장치에 제거가능하게 부착하는 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 가진 교체 열교환기 카트리지를, 냉각 장치의 서멀 플레이트에 바이어싱하는 단계를 포함하는, 방법.
  85. 제 84 항에 있어서,
    상기 카트리지를 바이어싱하는 단계는 자력을 이용하여 카트리지와 냉각 장치사이에 소정의 바이어싱 힘을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
  86. 제 85 항에 있어서,
    상기 소정의 바이어싱 힘은 적어도 10 파운드의 힘인 방법.
  87. 제 85 항에 있어서,
    상기 소정의 바이어싱 힘은 10 내지 60 파운드의 힘인 방법.
  88. 제 84 항에 있어서,
    상기 카트리지를 바이어싱하는 단계는 서멀 플레이트에 카트리지의 열전도성 표면을 바이어싱하는 단계를 포함하고, 상기 열전도성 표면의 적어도 일부는 카트리지의 유체 채널에 인접하는 방법.
  89. 제 84 항에 있어서,
    환자에게 유체 전달을 위해 열교환기 카트리지를 통해 유체를 펌핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
  90. 제 84 항에 있어서,
    폐 치료 중에 환자의 폐 조직에 인접하게 위치된 치료 장치에 냉각 유체를 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  91. 제 84 항에 있어서,
    상기 열교환기 카트리지를 제거하는 단계는 서멀 플레이트에 카트리지를 바이어싱하도록 결합 상태로 캠 시스템을 작동하는 단계를 더 포함하는 방법.
  92. 제 84 항에 있어서,
    상기 열교환기 카트리지를 제거하는 단계는 서멀 플레이트로부터 카트리지를 분리하도록 분리 상태로 캠 시스템을 작동하는 단계를 포함하는 방법.
  93. 제 91 항에 있어서,
    상기 캠 시스템을 작동하는 단계는 서멀 플레이트에 카트리지를 바이어싱하도록 결합 상태로 캠 샤프트와 캠 레버를 이동하는 단계를 포함하는 방법.
  94. 환자의 치료를 위해 유체를 열처리하는 유체 냉각 시스템으로서,
    서멀 플레이트를 포함하는 냉각 장치;
    냉각 장치에 결합된 열교환기로서, 열전도성 표면, 및 열교환기를 통해 연장되고 유체 채널의 적어도 일부가 상기 열전도성 표면에 인접 배열되어 있는 유체 채널을 포함하는 열교환기; 및
    상기 열교환기의 유체 채널의 하류측에 위치되고, 양압에서 치료 장치에 유체를 제공하도록 음압에서 유체 채널을 통해 드로우하기에 적합한 펌프를 포함하는, 시스템.
  95. 제 94 항에 있어서,
    상기 펌프는 전진 기어 및 후진 기어를 포함하며, 상기 후진 기어는 상기 시스템으로부터 가스를 제거하도록 열교환기를 통해 유체의 흐름을 후진하는데 적합한 시스템.
  96. 제 94 항에 있어서,
    상기 펌프는 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도를 제공하는 시스템.
  97. 제 94 항에 있어서,
    상기 펌프는 25 psi 내지 150 psi의 압력으로 유체를 전달하도록 구성되는 시스템.
  98. 제 94 항에 있어서,
    상기 열교환기는 서멀 플레이트에 대하여 실질적으로 수직하게 위치되는 시스템.
  99. 제 94 항에 있어서,
    상기 양압은 적어도 80 psi인 시스템.
  100. 제 94 항에 있어서,
    상기 열교환기로 리턴되는 유체는 10 psi 또는 그 미만인 시스템.
  101. 제 94 항에 있어서,
    치료 장치 하류에 위치된 보충 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프는 열교환기로 부터치료 장치를 통해 유체를 드로우하도록 구성되는 시스템.
  102. 제 94 항에 있어서,
    상기 열교환기는 서로 결합된 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 가지는 카트리지이고, 여기서 상기 제 1 플레이트는 열전도성 표면을 포함하고, 상기 제 2 플레이트는 유체 채널을 형성하는 홈을 포함하는 시스템.
  103. 제 102 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 유체 채널의 제 1 측벽과 제 2 측벽사이의 전이부에 가장 근접한 적어도 하나의 코너부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 코너부는 가스 버블이 시스템의 작동 중에 적어도 하나의 코너부에 가장 근접하여 포획되지 않도록 구성되는 시스템.
  104. 제 94 항에 있어서,
    상기 열교환기는 멤브레인을 가지는 탄성 본체이고, 상기 멤브레인은 열전도성 표면인 시스템.
  105. 제 104 항에 있어서,
    상기 탄성 본체는 유체 채널을 형성하는 구불구굴한 홈을 포함하는 시스템.
  106. 환자의 치료를 위한 유체의 냉각 방법으로서,
    음압에서 열교환기를 통해 냉각제를 드로우하여 냉각제를 냉각하는 단계;
    양압에서 환자 내부에 위치된 치료 장치에 냉각된 냉각제를 공급하는 단계; 및
    치료 장치를 통해 냉각제를 순환하는 단계를 포함하는, 방법.
  107. 제 106 항에 있어서,
    상기 양압은 적어도 80 psi인 방법.
  108. 제 106 항에 있어서,
    상기 열교환기로의 리턴 압력은 10 psi 또는 그 미만인 방법.
  109. 제 106 항에 있어서,
    상기 유체로부터의 열전달량을 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
  110. 제 106 항에 있어서,
    환자의 치료를 위해 공급하는 유체의 체적량을 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
  111. 제 106 항에 있어서,
    상기 냉각 장치에 열교환기를 바이어싱하는 단계를 더 포함하는 방법.
  112. 제 106 항에 있어서,
    순환된 냉각 유체를 수용하도록 환자의 기관지 내부에 치료 장치를 위치시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  113. 제 106 항에 있어서,
    열교환기의 하류측에 펌프를 위치시키는 단계; 및
    열교환기로부터 가스를 실질적으로 제거하도록 반대로 열교환기를 통해 펌프로 유체를 펌핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
  114. 제 106 항에 있어서,
    상기 냉각된 냉각제를 치료 장치로 공급하는 단계는 펌프로 냉각된 냉각제를 밀어넣는 단계를 포함하고, 냉각된 냉각제를 순환하는 단계는 보충 펌프로 치료 장치로부터 냉각제를 드로우하는 단계를 포함하는 방법.
  115. 제 106 항에 있어서,
    상기 냉각된 냉각제는 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 순환되는 방법.
  116. 제 106 항에 있어서,
    상기 냉각된 냉각제는 25 psi 내지 150 psi의 압력에서 치료 장치에 공급되는 시스템.
  117. 제 106 항에 있어서,
    냉각 장치에 열교환기를 바이어싱하는 단계를 포함하며, 상기 열교환기는 치료 장치와 유체 연통하는 유체 채널을 가지는 카트리지인 방법.
  118. 제 106 항에 있어서,
    냉각 장치에 열교환기를 바이어싱하는 단계를 포함하며, 상기 열교환기는 치료 장치와 유체 연통하는 유체 채널을 가지는 탄성 본체인 방법.
  119. 환자의 치료를 위해 유체를 열처리하는 유체 냉각 시스템으로서,
    서멀 플레이트를 포함하는 냉각 장치;
    냉각 장치에 제거가능하게 결합된 탄성 본체로서, 열전도성 표면, 및 탄성 본체를 통해 연장되고 유체 채널의 적어도 일부가 상기 열전도성 표면에 인접하게 배열되어 있는 유체 채널을 포함하는 탄성 본체; 및
    열전도성 표면이 냉각 장치의 서멀 플레이트에 대해 바이어싱되어 유체로부터 열을 전달하도록, 냉각 장치에 탄성 본체를 제거가능하게 결합하도록 배열된 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함하는 시스템.
  120. 제 119 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 탄성 본체를 결합하는 제 1 위치와 냉각 장치로부터 탄성 본체를 분리하는 제 2 위치사이에 작동가능한 캠 시스템을 포함하는 시스템.
  121. 제 120 항에 있어서,
    상기 캠 시스템은 적어도 하나의 캠 로브를 가지는 캠 샤프트 및 캠 레버를 포함하는 시스템.
  122. 제 120 항에 있어서,
    상기 캠 시스템의 제 1 위치는 상기 탄성 본체의 열전도성 표면이 서멀 플레이트에 바이어싱되어 열전달을 수행하도록 록킹된 구성이고, 제 2 위치는 상기 탄성 본체가 냉각 장치에서 제거될 수 있도록 언록킹된 구성인 시스템.
  123. 제 119 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은 냉각 장치에 탄성 본체를 결합하는 제 1 위치와 냉각 장치에서 탄성 본체를 분리하는 제 2 위치사이에 작동가능한 캠 시스템을 포함하며, 상기 제 1 위치는 소정의 힘으로 서멀 플레이트에 상기 탄성 본체를 바이어싱하는 캠 시스템을 포함하는 시스템.
  124. 제 119 항에 있어서,
    상기 시스템을 통해 순환하는 유체의 체적을 조절하도록 구성되는 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프는 상기 탄성 본체내의 유체가 음유체압을 가지도록 상기 탄성 본체에 인접하게 위치되는 시스템.
  125. 제 124 항에 있어서,
    상기 펌프는 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 유체를 순환하도록 구성되는 시스템.
  126. 제 124 항에 있어서,
    상기 펌프는 25 psi 내지 150 psi의 압력에서 유체를 전달하도록 구성되는 시스템.
  127. 제 119 항에 있어서,
    상기 탄성 본체의 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인과 환자 내에 위치된 치료 장치를 더 포함하는 시스템.
  128. 제 119 항에 있어서,
    상기 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인을 더 포함하며, 상기 공급 라인의 적어도 일부는 환자 내부에 위치되고 환자의 기관지 내부에 위치된 치료 장치와 유체 연통하는 시스템.
  129. 제 119 항에 있어서,
    기관지경 및 치료 장치를 가지는 폐 치료 시스템을 더 포함하며, 치료 장치는 환자의 폐 조직에 인접하게 위치되고, 치료 장치와 유체 연통하는 탄성 본체는 치료 중에 냉각 유체를 환자에게 공급하는 시스템.
  130. 환자의 치료를 위한 유체 냉각 방법으로서,
    냉각 장치의 서멀 플레이트에 유체 채널을 가진 탄성 본체를 바이어싱하는 단계로서, 상기 탄성 본체는 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘에 의해 서멀 플레이트에 바이어싱되는 단계;
    냉각 장치로부터 탄성 본체를 제거하는 단계; 및
    적어도 하나의 바이어싱 메카니즘으로 냉각 장치의 서멀 플레이트에 교체 탄성 본체를 바이어싱하는 단계를 포함하는, 방법.
  131. 제 130 항에 있어서,
    상기 탄성 본체를 바이어싱하는 단계는 소정의 바이어싱 힘을 상기 탄성 본체에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
  132. 제 131 항에 있어서,
    상기 소정의 바이어싱 힘은 적어도 10 파운드의 힘인 방법.
  133. 제 131 항에 있어서,
    상기 소정의 바이어싱 힘은 10 내지 60 파운드의 힘인 방법.
  134. 제 130 항에 있어서,
    환자에의 유체 전달을 위해 탄성 본체를 통해 유체를 펌핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
  135. 제 130 항에 있어서,
    폐 치료 동안 환자의 폐 조직에 인접하게 위치된 치료 장치에 냉각 유체를 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  136. 제 130 항에 있어서,
    상기 탄성 본체를 바이어싱하는 단계는 서멀 플레이트에 탄성 본체를 바이어싱하도록 결합된 상태로 캠 시스템을 작동하는 단계를 더 포함하는 방법.
  137. 제 130 항에 있어서,
    상기 탄성 본체를 제거하는 단계는 서멀 플레이트에 탄성 본체를 분리하도록 분리 상태로 캠 시스템을 작동하는 단계를 포함하는 방법.
  138. 제 137 항에 있어서,
    상기 캠 시스템을 작동하는 단계는 서멀 플레이트에 상기 탄성 본체를 바이어싱하도록 결합 상태에서 캠 레버와 캠 샤프트를 이동하는 단계를 포함하는 방법.
  139. 환자 치료용 유체를 열처리하는 일회용 열교환기 카트리지로서,
    상기 카트리지는
    열전도성 표면을 가지는 플레이트; 및
    내부에 형성된 리세스 또는 홈을 가진 열형성 트레이로서, 상기 열형성 트레이가 열전도성 표면에 결합되어, 카트리지를 통해 연장된 유체 채널을 형성하는 열성형 트레이를 포함하며,
    상기 카트리지는, 열전도성 표면이 유체를 전도방식으로 냉각하도록 냉각 장치에 제거가능하게 결합될 수 있도록 구성되는, 카트리지.
  140. 제 139 항에 있어서,
    상기 플레이트는 적어도 0.01 인치 또는 그 미만의 두께를 가지는 카트리지.
  141. 제 140 항에 있어서,
    상기 플레이트는 구리를 포함하고, 상기 열전도성 표면은 은 층(layer)을 포함하는 카트리지.
  142. 제 141 항에 있어서,
    상기 은 층은 약 0.5 내지 1 마이크론의 두께를 가지는 카트리지.
  143. 제 139 항에 있어서,
    상기 카트리지는 유체 채널의 제 1 단부에 결합되어 유체 채널과 유체 연통하는 유입 포트와 카트리지의 외부에 위치하는 유체 저장 용기 및 유체 채널의 제 2 단부에 결합되어 유체 채널과 유체 연통하는 유출 포트 및 카트리지 외부의 펌핑 메카니즘을 더 포함하는 카트리지.
  144. 제 143 항에 있어서,
    상기 유입 포트와 유출 포트의 각각은, 시스템의 작동 동안 가스 버블이 상기 포트중 적어도 하나에 포획되도록, 경사지거나 사다리꼴의 횡단면 프로파일을 가지는 카트리지.
  145. 제 139 항에 있어서,
    상기 카트리지의 적어도 하나의 엣지는 냉각 장치에 결합되는 경우 카트리지를 자동 정렬하는 자기 정렬 수단을 가지는 카트리지.
  146. 제 139 항에 있어서,
    상기 유체 채널은 복수의 통로를 형성하는 카트리지의 길이 및 폭을 따라 구불구불하게 되어 있는 카트리지.
  147. 제 139 항에 있어서,
    상기 트레이는 폴리비닐 클로라이드(PVC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 열성형 물질로 형성되는 카트리지.
  148. 환자의 치료를 위해 유체를 열처리하는 유체 냉각 시스템으로서,
    개방 위치와 폐쇄 위치사이를 이동가능한 힌지 부착 도어를 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내에 적어도 일부 장착되고, 서멀 플레이트를 포함하는 냉각 장치;
    상기 냉각 장치에 제거가능하게 결합된 일회용 열교환기 카트리지로서, 상기 카트리지는 열전도성 표면을 가지는 플레이트 및 내부에 리세스 또는 홈이 형성된 열성형 트레이를 포함하며, 상기 열성형 트레이는 열전도성 표면에 결합되어 카트리지를 통해 연장된 유체 채널을 형성하는 카트리지; 및
    상기 열전도성 표면이 냉각 장치의 서멀 플레이트에 대해 바이어싱되어 유체로부터 열을 전달하도록, 냉각 장치에 상기 카트리지를 제거가능하게 결합되도록 배열된 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘을 포함하는, 시스템.
  149. 제 148 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 바이어싱 메카니즘은, 소정의 바이어싱 힘이 카트리지와 냉각 장치사이에 인가되어 유체로부터 열전달을 수행하도록, 냉각 플레이트에 끌릴 수 있는 하나 이상의 자석을 포함하는 시스템.
  150. 제 148 항에 있어서,
    시스템을 통해 순환하는 유체의 체적을 조절하도록 구성된 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프는 카트리지 내의 유체가 음 유체압을 가지도록 카트리지에 인접하게 위치되는 시스템.
  151. 제 148 항에 있어서,
    상기 펌프는 분당 70 밀리리터 내지 160 밀리리터의 유체 흐름 속도로 유체를 순환하도록 구성되는 시스템.
  152. 제 151 항에 있어서,
    상기 펌프는 25 psi 내지 150 psi의 압력에서 유체를 전달하도록 구성되는 시스템.
  153. 제 148 항에 있어서,
    환자 내에 위치된 치료 장치의 하류에 위치된 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프는 치료 장치를 통해 유체를 드로우하도록 구성되는 시스템.
  154. 제 148 항에 있어서,
    카트리지의 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인 및 환자 내에 위치된 치료 장치를 더 포함하는 시스템.
  155. 제 148 항에 있어서,
    상기 유체 채널과 유체 연통하는 공급 라인을 더 포함하며, 상기 공급 라인의 적어도 일부는 환자의 내부에 위치되어 환자의 기관지 내부에 위치된 치료 장치와 유체 연통하는 시스템.
  156. 제 148 항에 있어서,
    기관지경 및 치료 장치를 가지는 폐 치료 시스템을 추가로 포함하며, 상기 치료 장치는 환자의 폐 조직에 인접하게 위치되고, 카트리지는 치료 장치와 유체 연통하여 치료 동안 환자에게 냉각 유체를 공급하는 시스템.
  157. 제 148 항에 있어서,
    저장 용기 공급 라인을 통해서 유체 채널과 유체 연통하는 가변 체적 유체 저장 용기를 더 포함하는 시스템.
  158. 제 148 항에 있어서,
    상기 시스템은 유체가 유체 저장 용기로부터 펌핑되어 환자내의 장치를 통해 순환된 후 저장 용기로 되돌아가는 폐쇄 루프 시스템인 시스템.
  159. 제 158 항에 있어서,
    상기 유체 저장 용기는 공축 백 스파이크 조립체를 통해서 저장 용기상의 단일 위치에서 유체 리턴 라인 및 유체 공급 라인과 유체 연통하는 시스템.
  160. 제 159 항에 있어서,
    상기 공축 백 스파이크 조립체는 관통하는 제 1 루멘과 제 1 내부 직경을 가지는 제 1 관형 부재와, 관통하는 제 2 루멘과 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 내부 직경을 가지는 제 2 관형 부재를 포함하되, 상기 제 1 루멘과 제 2 루멘이 동축이어서 제 1 채널과 제 2 채널을 형성하도록 상기 제 2 관형 부재는 상기 제 1 관형 부재의 제 1 루멘내에 위치되는 시스템.
  161. 제 160 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 채널 중의 하나는 사용된 냉각제가 채널을 통해서 저장 용기로 리턴되도록 유체 리턴 라인과 유체 연통하고, 상기 제 1 및 제 2 채널의 다른 하나는 상기 냉각제가 저장 용기로 부터 유체 채널로 공급되도록 유체 공급 라인과 유체 연통하는 시스템.
  162. 제 161 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 루멘의 각각은 스파이크 어댑터를 통해서 각각 공급 라인과 리턴 라인에 결합되며, 상기 어댑터는 상기 제 1 관형 부재의 제 1 단부에 결합된 관형 부재를 포함하고, 상기 어댑터는 유체 리턴 라인과 상기 제 1 및 제 2 채널의 하나가 유체 연통하도록 유체 리턴 라인에 결합하는 제 1 포트와, 유체 공급 라인과 상기 제 1 및 제 2 채널의 다른 하나가 유체 연통하도록 유체 공급 라인에 결합하는 제 2 포트를 가지는 시스템.
  163. 제 160 항에 있어서,
    상기 제 2 관형 부재는 하이포튜브이고, 상기 제 1 관형 부재는 비통기성 암 루어인 시스템.
  164. 공축 백 스파이크 조립체로서,
    관통해서 제 1 내경을 가지는 제 1 루멘을 형성하는 구조를 가지는 제 1 관형 부재; 및
    관통해서 제 1 내경보다 작은 제 2 내경을 가지는 제 2 루멘을 형성하는 구조를 가지는 제 2 관형 부재를 포함하며,
    상기 제 2 관형 부재는 제 1 및 제 2 루멘이 공축으로 제 1 채널과 제 2 채널을 형성하도록 제 1 관형 부재의 제 1 루멘 내에 위치되고,
    상기 제 1 및 제 2 채널중의 하나는 냉각제가 루멘을 통해서 저장 용기로 리턴되도록 냉각 장치와 유체 저장 용기의 유체 리턴 라인과 유체 연통하고, 상기 제 1 및 제 2 채널중의 다른 하나는 냉각제가 저장 용기로부터 냉각 장치로 공급되도록 유체 공급 라인과 유체 저장 용기와 유체 연통하는 조립체.
  165. 제 164 항에 있어서,
    상기 조립체는, 공급 라인과 리턴 라인중의 하나를 제 1 채널에 결합하고, 공급 라인과 리턴 라인중의 다른 하나를 제 2 채널에 결합하는 스파이크 어댑터를 추가로 포함하고, 상기 스파이크 어댑터는 제 1 관형 부재의 제 1 단부에 결합된 관형 부재를 포함하고, 어댑터는 유체 리턴 라인과 제 1 및 제 2 채널중의 하나가 유체 연통하도록 유체 리턴 라인에 결합되는 제 1 포트와, 유체 공급 라인과 제 1 및 제 2 채널중의 다른 하나가 유체 연통하도록 유체 공급 라인에 결합되는 제 2 포트를 가지는 조립체.
  166. 제 164 항에 있어서,
    상기 제 2 관형 부재는 하이포튜브이고, 상기 제 1 관형 부재는 비통기성 암 루어인 조립체.
  167. 제 164 항에 있어서,
    상기 제 1 관형 부재는 사출 성형 플라스틱인 조립체.
  168. 제 165 항에 있어서,
    상기 스파이크 어댑터는 사출 성형 플라스틱인 조립체.
  169. 제 164 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 관형 부재를 유체 저장 용기에 결합하는 통기성 스파이크 캡을 더 포함하는 조립체.
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