具有增加的水流通面積的混合醫(yī)療冷卻墊的制作方法
【專利說明】具有増加的水流通面積的混合醫(yī)療冷卻墊
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求2013年1月29日提交的名稱為"HYBRID MEDICAL COOLING PAD WITH INCREASED WATER FLOW AREA"（具有增加的水流通面積的混合醫(yī)療冷卻墊）的美國臨時專 利申請No. 61/758, 033的優(yōu)先權(quán)，該申請全文以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及對內(nèi)科患者進行冷卻處理。更具體地講，本申請涉及用于治療受益于 冷卻處理的內(nèi)科患者的冷卻墊以及使用這種冷卻墊的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 對于多種醫(yī)療病癥而言，系統(tǒng)冷卻是一種有效的療法。例如，中風和頭部外傷患者 的快速系統(tǒng)冷卻具有顯著的治療有益效果。中風是死亡和神經(jīng)失能的主要原因，但最近的 研究表明，雖然中風患者的腦細胞在中風期間可能喪失其發(fā)揮作用的能力，但這些腦細胞 不一定會迅速死亡。中風所引起的腦損傷可能需要經(jīng)歷數(shù)小時才能達到最大效應。如果在 該時間段期間施行冷卻神經(jīng)保護劑療法，則神經(jīng)損傷可能受到限制并且中風患者的預后得 以改善。
[0005] 外傷（諸如可由車輛碰撞、跌倒等引起）患者存在類似可能性。這種外傷可通過 與中風患者發(fā)生神經(jīng)損傷的原理有共性的機制造成腦損傷。在初始頭部外傷事件后在細胞 水平的延遲繼發(fā)損傷被認為是腦損傷后發(fā)生的最終組織缺損的主要影響因素。
[0006] 多項研究表明，冷卻療法能為中風患者賦予神經(jīng)保護并且可加速神經(jīng)恢復?？墒?用置于患者身上的醫(yī)療冷卻墊來施行這種冷卻療法。例如，可將墊置于患者的軀干上，并且 使流體（諸如水或空氣）循環(huán)穿過墊。然后在患者與循環(huán)流體之間交換熱能，以使得當流 體的溫度低于患者的所需溫度時，使患者冷卻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實施例提供了包括多個層的醫(yī)療墊。醫(yī)療墊的第一層或流體循環(huán)層用 于容納可循環(huán)穿過其中的第一熱交換流體（例如，經(jīng)由互連栗/熱交換單元循環(huán)的冷卻流 體）。流體循環(huán)層包括設置在第一表面和第二表面之間的至少一個流體路徑或流體通道。 醫(yī)療墊可選擇性地定位成在其第一表面上接觸患者，并且可操作用于穿過流體循環(huán)層的第 一側(cè)面或表面和醫(yī)療墊的第一側(cè)面或表面在可循環(huán)的第一熱交換流體與患者之間進行熱 交換。醫(yī)療墊的第二層或流體容納層設置在流體循環(huán)層的第二表面的一部分（小于整個第 二表面）上方，所述第二表面與流體循環(huán)層的第一表面相對。流體容納層將第二熱交換流 體包封在第一表面和第二表面之間。流體循環(huán)層在第二表面上未被流體容納層覆蓋的一個 或多個部分延伸超出流體容納層的一個或多個側(cè)邊緣并且限定翼片部分。就這一點而言， 醫(yī)療墊具有包括流體循環(huán)層和流體容納層兩者的雙層部分以及包括流體循環(huán)層的一個或 多個翼片部分。
[0008] 在一種布置方式中，所述一個或多個翼片部分可具有與流體循環(huán)層中被流體容納 層覆蓋的部分的面積至少相等的面積或組合面積。在另外的布置方式中，翼片部分可具有 比醫(yī)療墊的雙層部分的面積大的面積。在另外的布置方式中，翼片部分可具有為醫(yī)療墊雙 層部分的面積的120 %、140 %、160 %、180 %、200 %或更大的面積。
[0009] 粘合劑表面可設置在流體循環(huán)層的第一表面上并且適于與患者皮膚的可釋放粘 合劑接觸。在某些實施例中，粘合劑表面跨越流體循環(huán)層的至少大部分橫向范圍延伸。一 個或多個防粘襯墊可設置在粘合劑表面上方。例如，一個防粘襯墊可設置在流體循環(huán)層的 第一表面上方，所述第一表面與流體循環(huán)層的被流體容納層覆蓋的第二表面相對。同樣，流 體循環(huán)層的延伸超出流體容納層的每個翼片部分可具有單獨的防粘襯墊。
[0010] 醫(yī)療墊可操作用于穿過醫(yī)療墊的第一表面在第二熱交換流體與患者之間進行熱 交換。在一些方法中，第二熱交換流體可包含凝固點為o°c或更低的液體。繼而，在此類方 法中，可在使用之前，將容納在流體容納層中的第二熱交換流體冷凍到例如至少半凍結(jié)狀 態(tài)。另外，在此類方法中，第二熱交換流體可包含凝膠形式的液體。例如，可使用包含水/ 聚合物基質(zhì)的凝膠材料。在一些具體實施中，可使用形狀保持型凝膠。
[0011] 在不同實施例中，醫(yī)療墊可被構(gòu)造用于與第一熱交換流體和第二熱交換流體的不 同水平的熱導通。在一些實施例中，例如，與患者接觸的醫(yī)療墊中超過30%的雙層部分與第 一熱交換流體（例如，位于與其相鄰的位置）熱導通，并且在特定實施例中，與患者接觸的 醫(yī)療墊中大約50%的雙層部分面積與第一熱交換流體（例如，位于與其相鄰的位置）熱導 通。相似地，在其他實施例中，與患者接觸的醫(yī)療墊中超過30%的雙層部分面積與第二熱 交換流體（例如，位于與其相鄰的位置）熱導通，并且在特定實施例中，與患者接觸的醫(yī)療 墊中大約50%的雙層部分面積與第二熱交換流體（例如，位于與其相鄰的位置）熱導通。 在一個實施例中，與患者接觸的醫(yī)療墊中大約50%的雙層部分面積與第一熱交換流體（例 如，位于與其相鄰的位置）熱導通，并且與患者接觸的醫(yī)療墊中大約50%的面積與第二熱 交換流體（例如，位于與其相鄰的位置）熱導通。
[0012] 相對于醫(yī)療墊的雙層部分而言，醫(yī)療墊的翼片部分可被構(gòu)造為與第一熱交換流體 具有不同水平的熱導通。例如，翼片部分中可有超過80%的面積與第一熱交換流體接觸，而 雙層部分可有大約50%的面積與第一熱交換流體接觸。多種其他組合是可能的，并且在本 發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0013] 流體循環(huán)層通常包括至少第一多個流體通道。在一種布置方式中，第一多個流體 通道是相鄰的并且具有第一重合構(gòu)型。多個通道的重合構(gòu)型的提供可有利于跨越墊與患者 的界面維持所需熱梯度，例如，因為可定位流體容納層內(nèi)的任何患者壓力阻塞并且可使流 體流分流最小化。
[0014] 在一種布置方式中，第一多個流體通道可具有重合的蛇形構(gòu)型。另外，墊可包括流 體循環(huán)層內(nèi)的第二多個相鄰流體通道。這種第二多個流體通道可具有與第一多個流體通道 的重合蛇形構(gòu)型不同的第二重合構(gòu)型。具有不同的對應重合構(gòu)型的至少兩組不同流體通道 的提供增強了調(diào)整墊以適形于不同復雜構(gòu)型的身體部位的能力，同時還提供了與患者的高 度可靠且高有效程度的熱交換。
[0015] 在一種布置方式中，第一多個流體通道設置在醫(yī)療墊的雙層部分中，并且第二多 個流體通道設置在醫(yī)療墊的翼片部分中。結(jié)合該布置方式，醫(yī)療墊還可包括一個或多個中 間流體分段室，用于從第一和第二多個流體通道中的一者接納流體并且將此類流體分配到 第一和第二多個流體通道中的另一者中。
[0016] 在另外一種布置方式中，醫(yī)療墊可包括雙層部分以及單獨地且可樞轉(zhuǎn)地互連到雙 層部分的第一和/或第二翼片部分。在一種布置方式中，每個翼片部分可圍繞樞軸樞轉(zhuǎn)，所 述樞軸橫向于醫(yī)療墊的側(cè)邊緣（例如，以約70°至110°之間的角度）。另外，第一多個流 體通道可被設置為使得每個通道均包括位于第一和第二翼片部分之一中的U形部分。此類 分段和通道化特征還有利于實現(xiàn)本發(fā)明的墊在具有不同復雜構(gòu)型的身體部位上的適形定 位的能力。
[0017] 流體容納層可包括多個室。在一些此類實施例中，所述多個室可各自在其內(nèi)包封 第二熱交換流體的對應不同部分。在一些實施例中，所述多個包封室中每一個的至少一部 分可位于與流體循環(huán)層的對應第一熱交換流體容納部分（例如流體流通道）橫向相鄰的位 置（例如，并排）。
[0018] 所述多個室中的每一個可遠離流體循環(huán)層的第二表面突出，且其間限定壓痕。例 如，在一個實施例中，所述多個室可限定格柵形構(gòu)型。在相鄰室之間提供壓痕（例如橫向和 /或縱向延伸的壓痕）并且利用限定第一層和第二層的柔韌材料，實現(xiàn)了圍繞此類壓痕進 行一定程度的樞轉(zhuǎn)或鉸鏈狀移動。此類特征有利于與患者的醫(yī)療接觸，并且在第二熱交換 流體為固體或半固體狀態(tài)（例如，冰）時是特別有利的。
[0019] 端口可與流體循環(huán)層流體互連，以便與為第一熱交換流體的循環(huán)所提供的單獨栗 /熱交換器單元選擇性互連。在此類情況中，第一端口與流體循環(huán)層流體互連，以便使第一 熱交換流體循環(huán)到流體循環(huán)層中，并且第二端口與流體循環(huán)層流體互連，以便使第一熱交 換流體循環(huán)到流體循環(huán)層之外。
[0020] 在另外一種布置方式中，一個或多個附加層可施用于醫(yī)療墊。在一種布置方式中， 頂層或隔熱層可設置在流體容納層的頂表面的至少一部分上方。在另外一種布置方式中， 頂層還可包括多個波紋，其在施用于不平坦表面上時允許醫(yī)療墊伸展或收縮（例如，在相 鄰室經(jīng)歷樞轉(zhuǎn)或鉸鏈狀移動時）。例如，頂層可以手風琴狀方式伸展或收縮。在又一種布置 方式中，頂層可包括在一個或多個方向上跨越其橫向范圍延伸的一個或多個凹口。這些凹 口可在頂層的頂表面下方延伸和/或可設置在下伏流體容納層的相鄰室之間的壓痕內(nèi)。
[0021] 本發(fā)明的實施例還可具有熱交換流體的不同熱特性。例如，在各種實施例中，第一 熱交換流體或第二熱交換流體中的至少一者的熱導率可超過5. OW/mK、超過10.0 W/mK、超 過50.0 W/mK、超過100.0 W/mK或超過250W/mK。在各種實施例中，第一熱交換流體或第二熱 交換流體中的所述至少一者可包括包含具有一定熱導率的材料的液體，所述熱導率超過所 述液體的熱導率至少10倍、50倍、100倍、500倍或1000倍。
[0022] 本發(fā)明的實施例還包括使患者接觸式冷卻以及提供用于接觸式冷卻的醫(yī)療墊的 方法。在前一方面，醫(yī)療墊可定位在患者身上，使得至少包括流體循環(huán)層和流體容納層的醫(yī) 療墊雙層部分接觸患者。作為第一傳遞步驟的一部分，使熱能在醫(yī)療墊的流體容納層與患 者之間傳遞。流體容納層可包封已冷凍到例如5°C或更低溫度的第一熱交換流體（例如，冷 凍水）。作為第二傳遞步驟的一部分，還通過使第二熱交換流體循環(huán)穿過醫(yī)療墊的循環(huán)層， 使熱能在醫(yī)療墊的循環(huán)層與患者之間傳遞。另外，第二傳遞步驟可包括使第二熱交換流體 循環(huán)穿過醫(yī)療墊的雙層部分以及醫(yī)療墊的一個或多個單層部分。
[0023] 第一傳遞步驟可在與患者接觸的醫(yī)療墊中的超過30%的雙層部分面積內(nèi)執(zhí)行，并 且在一些情況下，在與患者接觸的醫(yī)療墊中的大約50%的面積內(nèi)執(zhí)行。相似地，第二傳遞步 驟可在與患者接觸的醫(yī)療墊中的超過30%的雙層部分面積內(nèi)執(zhí)行，并且在一些情況下，在 大約50%的面積內(nèi)執(zhí)行。此外，第二傳遞步驟可在醫(yī)療墊的一個或多個單層部分內(nèi)執(zhí)行。
[0024] 第一和第二傳遞步驟可至少部分地錯開。例如，第一傳遞步驟可在第一位置處啟 動，而第二傳遞步驟可在與第一位置不同的第二位置處啟動。在此類情況下，在啟動第一傳 遞步驟和啟動第二傳遞步驟之間，可將患者從第一位置移動到第二位置，諸如在醫(yī)用車輛 中。在一些實施例中，第一傳遞步驟的至少一部分在移動步驟期間完成。
[0025] 該方法還可包括在定位步驟、第一傳遞步驟和第二傳遞步驟的每一者之前冷卻醫(yī) 療墊。在此類情況下，可通過這種冷卻將第一熱交換流體冷凍到低于至少5°C的溫度。在一 些方法中，可在定位在患者身上的墊之前，將第一熱交換流體冷凍到凍結(jié)或半凍結(jié)狀態(tài)。
[0026] 在一些實施例中，可通過將醫(yī)療墊粘附到患者身體部位的皮膚上，將醫(yī)療墊定位 在患者身上。在此類實施例中，可將一個或多個襯墊從醫(yī)療墊的粘合劑表面移除，并且使醫(yī) 療墊的粘合劑表面與患者身體部位的皮膚接觸。粘合劑表面可跨越循環(huán)層的至少大部分橫 向范圍延伸，并且可將一個或多個襯墊移除以暴露粘合劑表面的所需部分。因此，粘附可能 需要將醫(yī)療墊的雙層部分粘附到第一患者位置并且將醫(yī)療墊的一個或多個單層部分粘附 到另外的患者位置。此類粘附步驟可同時或在時間上不同的時候執(zhí)行。熱交換可在第一傳 遞步驟期間和第二傳遞步驟期間跨越粘合劑表面進行，例如無需轉(zhuǎn)移或以其他方式重新定 位醫(yī)療墊相對于患者的位置。
[0027] 在一些實施例中，第二傳遞步驟包括使醫(yī)療墊與流體控制系統(tǒng)流體互連。在此類 實施例中，第二熱交換流體可循環(huán)穿過醫(yī)療墊的循環(huán)層和流體控制系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0028] 通過參考本說明書的其余部分和附