專利名稱：用于控制患者體溫的初級換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及患者體溫控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人們已發(fā)現(xiàn)，如果將因撞擊或心臟病抑或心動停止而罹患嚴(yán)重
腦創(chuàng)傷或局部缺血的患者的體溫冷卻至正常體溫(37 。C)以下，便能改善患者的醫(yī)療結(jié)果。此外，對于此種患者，即使在決定不促使體溫降低的情況下，防止患者高熱(發(fā)燒)也很重要，這也已為人們所認(rèn)可。而且，在某些應(yīng)用中，例如在CABG手術(shù)后，可能希望使體溫降低的患者重新恢復(fù)體溫。
如本發(fā)明所認(rèn)識到，通過冷卻或加熱患者的整個身體，可實(shí)現(xiàn)體溫調(diào)節(jié)的上述優(yōu)點(diǎn)。而且，本發(fā)明意識到，由于許多患者為達(dá)到任何其它得到臨床認(rèn)可的目的(例如輸送藥物及進(jìn)行血液監(jiān)控)而已經(jīng)插入有中央靜脈導(dǎo)管，因而對于這些患者而言，提供一也可冷卻或加熱血液的中央靜脈導(dǎo)管并不需要進(jìn)行額外的手術(shù)。以下各美國專利即揭示各種血管內(nèi)導(dǎo)管/系統(tǒng)/方法6,749,625, 6,419,643,6,416,533, 6,409,747， 6,405,080, 6,393,320， 6,368,304， 6，338，727，6,299,599， 6,290,717, 6,287,326， 6,165,207， 6,149,670, 6,146,411,6,126,684, 6,306,161， 6,264,679， 6,231，594, 6,149,676, 6,149,673，6,110,168， 5,989,238， 5,879,329, 5,837,003, 6,383,210, 6,379,378，6,364,899， 6,325,818, 6,312,452, 6,261,312， 6,254,626, 6，251，130,6,251,129， 6,245,095, 6,238,428， 6,235,048, 6,231,595， 6,224,624,6,149,677, 6,096,068， 6,042,559,及序列號為10/355,776的美國專利申請，其全部以引用方式并入本文中。盡管欠佳，但也可使用表
3面冷卻。以下編號的美國專利即揭示此種表面冷卻系統(tǒng)6,827，728，6,818,012， 6,802,855， 6，799,063 ， 6,764，391 ， 6,692,518， 6,669,715，6,660,027， 6,648,905， 6，645,232， 6,620,187， 6,461,379, 6,375,674，6,197,045,及6,188,930(統(tǒng)稱為"外部墊專利")，其均以引用方式并入本文中。在血管內(nèi)導(dǎo)管與外部墊系統(tǒng)二者中，例如氣體或鹽水等冷卻劑均是通過換熱元件進(jìn)行循環(huán)。
顯然，無論對患者連接何種特定的換熱元件，均須從流經(jīng)換熱元件的冷卻劑中移除熱量或者向其中添加熱量。本發(fā)明利用以下重要觀察結(jié)果。通常，來自所述導(dǎo)管或墊的冷卻劑流經(jīng)一傳熱裝置，該傳熱裝置使用次級流體對冷卻劑進(jìn)行加熱或冷卻。該傳熱裝置可包括 一 使冷卻劑從中流過的筒或袋抑或其它器件，且該筒或袋抑或其它器件可浸入于一次級流體浴槽中，由該浴槽中的次級流體與冷卻劑進(jìn)行換熱。在上文所引用的某些專利中陳述了此種系統(tǒng)的實(shí)例。
如在本文中所認(rèn)識到，當(dāng)醫(yī)療人員將冷卻劑袋或筒與次級流體浴槽進(jìn)行連接時，可能會暴露出該次級流體浴槽，且出于此種原因，倘若在系統(tǒng)中存在單 一 的電氣故障，則可能希望將該浴槽接地以保證操作人員的安全。然而，本發(fā)明迫切地認(rèn)識到， 一旦因初級冷卻劑袋或筒與該浴槽相連接而不能再觸及到該浴槽，從患者的角度來講，便希望不將該浴槽接地，以防止可能因各種與故障相關(guān)的原因而有任何漏電流從所述墊或?qū)Ч芰鞒觥?br> 發(fā)明概要
本發(fā)明提供一種換熱系統(tǒng)，其包含初級冷卻劑傳熱元件，初級冷卻劑通過其自初級換熱元4牛(例如血管內(nèi)導(dǎo)管或外部應(yīng)用墊)流出；次級傳熱元件，其含有次級換熱流體浴槽；以及開關(guān)，其在所述初級冷卻劑傳熱元件未浸沒于所述浴槽中時將所述次級傳熱元件接地，另一方面，在所述初級冷卻劑傳熱元件浸沒于所述浴槽中時，所述開關(guān)將所述次級傳熱元件與地?cái)嚅_。在非限定性實(shí)施例中，所述開關(guān)可安裝于次級傳熱元件上，并在初級傳熱元件處于預(yù)定的脫開位置時被偏置至閉合位置，以將所述次級傳熱元件接地。此外，所述開關(guān)也可由初級傳熱元件移動至斷開位置，以使次級傳熱元件不接地(電浮動)。在具體的非限定性實(shí)施例中，所述初級傳熱元件包括用于移動所述開關(guān)的中空套管，且所述套管環(huán)繞使初級冷卻劑從中流過的中空盤管，而所述次級傳熱元件可包含護(hù)套及浴槽容器。所述初級傳熱元件的套管在初級傳熱元件完全接合次級傳熱元件時可設(shè)置于護(hù)套與次級傳熱元件的浴槽容器之間，其中所述盤管設(shè)置于容器中。所述容器容納次級換熱流體?？商峁┪瞻褋碇芜B接至盤管的供應(yīng)及返回導(dǎo)管?？墒拐謿ぴ窖b至握把上，并可覆蓋套管的頂端。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種系統(tǒng)，其用于與流經(jīng)可與患者接合的換熱元件的初級冷卻劑進(jìn)行換熱。所述系統(tǒng)包含次級傳熱
在初級傳熱元件不完全接合次級傳熱元件時，不將次級傳熱元件接
則將次級傳熱元件接地。
在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于與患者進(jìn)行換熱的方法，
其包含使初級冷卻劑在閉合回路中流經(jīng)初級換熱元件及初級傳熱元件。所述方法還包含使初級傳熱元件與次級傳熱元件進(jìn)行熱接合，以在其間進(jìn)行傳熱。如在下文中所進(jìn)一步說明，所述方法涵蓋當(dāng)在初級傳熱元件與次級傳熱元件之間存在第一相對位置時，將次級傳熱元件接地，而在初級傳熱元件與次級傳熱元件之間存在第二相對位置時，使次級傳熱元件不接地。
附圖簡述
參照附圖可最佳地理解本發(fā)明在其結(jié)構(gòu)及運(yùn)行兩方面的細(xì)節(jié)，在附圖中，類似的標(biāo)號指代類似的部件，且其中圖l為顯示兩種換熱形式的示意圖；圖2為換熱系統(tǒng)的 一種非限定性實(shí)施方式的方框圖；以及圖3為根據(jù)本發(fā)明的初級-次級傳熱結(jié)構(gòu)的非限定性圖解的局部剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述
首先參見

圖1，其顯示一種總體上標(biāo)記為10的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可包含與導(dǎo)管溫控系統(tǒng)14進(jìn)行流體連通的換熱導(dǎo)管12，其中導(dǎo)管溫控系統(tǒng)14包含處理器，以用于執(zhí)行在本文所引用的一個或多個引用專利中所述的邏輯。
根據(jù)本發(fā)明的原理，系統(tǒng)10可用于使用導(dǎo)管在患者16體內(nèi)引起治療性體溫降低，在所述導(dǎo)管中，例如但不限于鹽水等冷卻劑在閉合回路中循環(huán)，從而使冷卻劑不會進(jìn)入體內(nèi)。盡管下文是揭示某些較佳導(dǎo)管，然而應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的原理，也可使用其它導(dǎo)管，包括但不限于在下列美國專利中所揭示的任何導(dǎo)管USPN5,486,208, 5,837,003， 6,110,168， 6,149,673, 6,149,676， 6,231,594，6,264,679， 6,306,:i61, 6,235，048, 6,238,428, 6，245，095, 6,251,129,6,251,130， 6,254,626, 6,261,312， 6,312,452， 6,325，818， 6,409,747，6，368，304， 6,338,727， 6,299,599, 6,287,326, 6，126，684，這些美國專利以引用方式并入本文中。導(dǎo)管12可置于靜脈系統(tǒng)中，例如置于上腔靜脈或下腔靜脈中。
取代導(dǎo)管12或者除導(dǎo)管12以外，系統(tǒng)10還可包含貼靠患者16的外皮膚放置的一個或多個墊18(為清楚起見，在圖中僅顯示一個墊18)。墊18可為(但不限于)在外部墊專利中所揭示的任何一種墊。墊18的溫度可由墊控制器20根據(jù)在外部墊專利中所述的原理進(jìn)行控制，以與患者16進(jìn)行換熱，包4舌對于患有例如心動停止、心肌梗塞、心臟病、高顱壓、腦創(chuàng)傷、或其它可通過降低體溫而得到緩解的疾病的患者，在患者體內(nèi)引起輕微的或適度的治療性體溫降低?？刂葡到y(tǒng)14、 20可實(shí)作為具有一個或多個處理器的單個系統(tǒng)，以用于根 據(jù)所引用專利執(zhí)行溫控算法。
現(xiàn)在參見圖2，本發(fā)明的控制器可包含初級(primary)傳熱元件 22,初級冷卻劑通過初級傳熱元件22在初級傳熱元件22與初級換 熱元件(例如圖1中所示的導(dǎo)管12或墊18)之間在閉合回路中流動。 盡管對例如鹽水等流經(jīng)導(dǎo)管或墊的"初級，，流體使用術(shù)語"冷卻劑"，然 而，應(yīng)了解，冷卻劑溫度可能高于患者體溫以對患者進(jìn)行加熱，或 者低于患者體溫以對患者進(jìn)行冷卻。在非限定性實(shí)施例中，可通過 任何數(shù)量的方式來實(shí)作初級傳熱元件。例如，初級傳熱元件22可為 袋子或筒(cartridge),或者如下文在圖3的非限定性實(shí)施例中所示， 其可包含使冷卻劑從中流過的盤管(coil)。
總之，初級傳熱元件22由醫(yī)療護(hù)理人員放置成與次級傳熱元件 24進(jìn)行熱接觸。在一實(shí)施例中，次級傳熱元件24可包含次級換熱流 體(例如水或乙二醇)浴槽，初級傳熱元件22即浸沒于該浴槽(bath)中。 次級傳熱元件24中次級換熱流體的溫度(且因而冷卻劑本身的溫度) 是通過恰當(dāng)?shù)亟⑸崞?6的運(yùn)行來建立，其中次級換熱流體在閉 合回路中循環(huán)或者通過其它方式與散熱片26進(jìn)行熱接觸。在非限定 性實(shí)施例中，可由熱電冷卻器(TEC)裝置、或制冷回路、抑或其它適 宜的換熱引擎來建立散熱片26。
現(xiàn)在參見圖3,其顯示初級傳熱元件22及次級傳熱元件24的非 限定性實(shí)例。從次級傳熱元件24開始，外護(hù)套(jacket)28使內(nèi)浴槽容 器30封閉，且內(nèi)浴槽容器30可容納次級換熱流體32,例如乙二醇。 可在浴槽容器30中形成次級換熱流體供給口及返回口 34、 36,以使 次級換熱流體32經(jīng)過容器30循環(huán)。在圖中所示的非限定性實(shí)施例 中，浴槽容器32在徑向上與外護(hù)套28間隔開，以在其間建立環(huán)形 的中空排放環(huán)38(即當(dāng)護(hù)套28及容器30 二者均為圓筒形時為環(huán)形， 在這些非限定性實(shí)例性實(shí)施例中，護(hù)套28及容器30即可為圓筒形)。 可如圖所示在次級傳熱元件24的底部中形成一個或多個排放連接器40,以排放掉可能自浴槽容器30泄露出的任何次級換熱流體32。
再參見初級傳熱元件22的非限定性實(shí)例，如圖所示配置中空套 管(sleeve)42，其具有相對的開口端并可呈圓筒形，以推進(jìn)于外護(hù)套28 與次級傳熱元件24的浴槽容器30之間。套管42的壁與外護(hù)套28 及容器30二者間隔開，并可如圖所示更靠近護(hù)套28，以用于接合可 能安裝于其上面的下述開關(guān)，盡管該開關(guān)也可安裝于浴槽容器30上 且因而套管42可配置得更靠近容器30而非更靠近護(hù)套28。
總之，在圖中所示的完全4^合位置上，套管42的開口底端44 如圖所示與次級傳熱元件24的底部間隔開。另一方面，套管42的 頂端46覆蓋有罩殼，所述罩殼包含緊緊地貼合于套管42的壁內(nèi)的 下部元件48，且在下部元件48的頂上，上部元件50如圖所示靠在 套管42的頂邊上并可通過所屬領(lǐng)域中眾所周知的手段熔合到所述頂 邊上，例如通過膠粘、銅焊、鉛焊、rf密封等等。元件48、 50可相 互接觸并可呈圓盤形，以完全封堵套管42的頂部，但以下說明例外。 初級冷卻劑入口及出口管52、 54貫穿罩殼的元件48、 50，應(yīng)了解， 管52、 54連接至各自的引向?qū)Ч芑驂|的管子(例如IV型管)。
在圖中所示的非限定性實(shí)施例中，每一管52、 54均包含各自的 中空金屬接頭(fitting)56及各自的中空塑料接頭58,中空金屬接頭56 貫穿罩殼的上部元件50，中空塑料接頭58則接合金屬接頭56,以 使金屬接頭56與管的上部管狀部分相連，該上部管狀部分可為塑料 的。各自的金屬管子60分別接合金屬接頭56并穿過下部罩殼元件48 向下懸垂至套管42內(nèi)，在套管42內(nèi)與金屬或高熱塑性盤管62的相 對端交匯。
帶有相對的握耳66的塑料握把64具有用以接納管52、 54的中 空的支腿68、 70，其中管52、 54完全貫穿握把64。每一支腿68、 70 均如圖所示靠在罩殼的下部元件48的頂上并熔合至上部及/或下部罩 殼元件50、 48上。相應(yīng)地，將包含盤管62的初級傳熱元件22、套 管42、罩殼元件48、 50、及握把64作為一密封的整體結(jié)構(gòu)提供給最終用戶?，F(xiàn)在便可理解，由于使用塑料接頭58來接合金屬接頭56， 且使用塑料握把64及管52、 54的塑料上部部分，因而至少當(dāng)在初 級傳熱元件22中不存在初級冷卻劑時，可在導(dǎo)管或墊與次級傳熱元 件24之間實(shí)現(xiàn)電隔離。
現(xiàn)在再關(guān)注一個或多個開關(guān)72，每一開關(guān)72均通過接地線64 進(jìn)行電接地(例如接至控制器的底座或接地電位)。為可靠起見，可使 用不止一個開關(guān)72?？傊?，開關(guān)72可如圖所示靠近次級傳熱元件24 的頂部安裝于護(hù)套28的內(nèi)壁上，或者其可安裝于浴槽容器30的外 壁上，抑或次級傳熱元件的任一位置上，只要其能如下文所述改變 位置即可。當(dāng)初級傳熱元件22從次級傳熱元件24抽出至使盤管62 露出次級換熱流體32的程度或更大程度時，開關(guān)72便會被偏置至 關(guān)閉位置，從而使護(hù)套28接地。相反，當(dāng)初級傳熱元件22推進(jìn)至 次級傳熱元件24內(nèi)足夠遠(yuǎn)、從而達(dá)到使盤管62接觸次級換熱流體32 的程度時(包括圖3中所示的完全接合位置)，套管42便通過機(jī)械方 式使開關(guān)72偏轉(zhuǎn)至其斷開位置，從而使護(hù)套28不接地，即電浮動。
應(yīng)了解，本開關(guān)也可為由控制系統(tǒng)14、 20的處理器所操縱的軟 件開關(guān)。例如，可在例如次級傳熱元件24上安裝光學(xué)或磁性傳感器 抑或其它存在性傳感器，以感測初級傳熱元件22何時與其接合，其 中所述傳感器向處理器發(fā)送信號來指示這兩個元件22、 24的相對位 置。根據(jù)該存在性傳感器信號，處理器可根據(jù)下文所述的原理而使 系統(tǒng)接地或浮動。
更具體而言，現(xiàn)在針對圖3所示的非限定性機(jī)械操作開關(guān)72來 說明本發(fā)明，當(dāng)在圖3所示的運(yùn)行配置中初級傳熱元件22完全接合 次級傳熱元件時，開關(guān)72斷開且系統(tǒng)如圖所示電浮動。相反，當(dāng)將 初級傳熱元件22自次級傳熱元件24移開而暴露出次級換熱流體32 時，開關(guān)72閉合，且護(hù)套28(更一般地說，次級傳熱元件24)電接地。
根據(jù)本揭示內(nèi)容，如果有人在次級換熱流體32暴露時接觸次級 換熱流體32,且出現(xiàn)單一電氣故障，則電流將通過開關(guān)72而非通過人體分流接地。相反，當(dāng)初級傳熱元件22在運(yùn)行期間與次級傳熱元
件24接合時(防止人們觸及容器30中的浴液)，如果出現(xiàn)單一電氣故
障，則原本會通過初級冷卻劑且因此通過盤管及次級換熱流體而到
達(dá)次級傳熱元件24的任何泄露電流均不會如此流動，這是因?yàn)榇渭?傳熱元件24在此種狀態(tài)中處于浮動狀態(tài)。
盡管本文所詳細(xì)顯示及說明的特定"用于控制患者體溫的初級換 熱器"完全能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的上述目的，然而應(yīng)了解，其是本發(fā)明的 當(dāng)前較佳的實(shí)施例且因此是本發(fā)明所廣泛涵蓋的標(biāo)的物的代表性實(shí) 施例，本發(fā)明的范疇完全嚢括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所顯而易見的其 它實(shí)施例，且本發(fā)明的范疇相應(yīng)地僅受隨附權(quán)利要求書限定，除非 明確指明外，在權(quán)利要求書中所提及的單數(shù)形式的元件并非旨在意 指"有且僅有一個"，而是指"一個或多個"。在使一種裝置或方法嚢括 于本權(quán)利要求書中時，不必使其解決本發(fā)明所力圖解決的每一問題。 而且，本揭示內(nèi)容中的任何元件、組件或方法步驟均不打算獻(xiàn)給公 眾，無論該元件、組件或方法步驟是否在權(quán)利要求書中明確提及。 在本文中未明確界定的情況下，應(yīng)賦予各項(xiàng)權(quán)利要求所有不會違背 本說明書及文件歷史的一般的、通常的意義。
10
權(quán)利要求
1.一種換熱系統(tǒng)，其包括初級傳熱元件(22)，來自初級換熱元件(12/18)的初級冷卻劑經(jīng)其流過；次級傳熱元件(24)，其含有次級換熱流體浴槽；以及至少一個開關(guān)(72)，其在所述初級冷卻劑傳熱元件(22)未浸沒于所述所述浴槽中時將所述次級傳熱元件(24)實(shí)質(zhì)接地，并在所述初級冷卻劑傳熱元件(22)浸沒于所述浴槽中時將所述次級傳熱元件(24)實(shí)質(zhì)與地?cái)嚅_。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初級換熱元件 包括血管內(nèi)的導(dǎo)管(12)。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初級換熱元件 包括在體外敷設(shè)于患者皮膚上的至少 一個墊(l 8)。
4. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)(72)安裝于 所述次級傳熱元件(24)上，并在所述初級傳熱元件(22)處于脫開位置 時被偏置至閉合位置，以將所述次級傳熱元件(24)接地，所述開關(guān)(72) 由所述初級傳熱元件(22)移動至斷開位置，以將所述次級傳熱元件(24) 與地?cái)嚅_。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初級傳熱元件(22) 包括用于移動所述開關(guān)(72)的中空套管(42)。
6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述套管(42)環(huán)繞使 初級冷卻劑從中流過的中空盤管(62)。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述次級傳熱元件(24) 包含護(hù)套(28)及浴槽容器(30),所述套管(42)在所述初級傳熱元件(22) 完全接合所述次級傳熱元件(24)時設(shè)置于所述護(hù)套(28)與所述浴槽容 器(30)之間，所述盤管(62)設(shè)置于所述容器(30)中，所述容器(30)容納 次級換熱流體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種換熱系統(tǒng)，其中初級冷卻劑流經(jīng)血管內(nèi)導(dǎo)管(12)或外部應(yīng)用墊(18)，以升高或降低患者體溫。次級傳熱元件(24)可接合初級傳熱元件(22)，且在運(yùn)行過程中當(dāng)初級傳熱元件(22)完全接合次級傳熱元件(24)時不接地。相反，當(dāng)初級傳熱元件(22)相對于次級傳熱元件(24)處于預(yù)定的脫開位置時，次級傳熱元件(24)接地。
文檔編號F25D17/02GK101495826SQ200680024264
公開日2009年7月29日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者D·S·金巴爾, K·A·科林斯 申請人:阿爾休斯公司