一种智能调控的头颈部联合精准降温装置的制作方法

本发明属于医疗器械装置，涉及一种头颈部联合降温装置，具体的说是一种能够快速诱导降温、监测并调控脑组织温度、融合头颈部固定功能的头颈部联合降温装置。

背景技术：

亚低温治疗已经作为一种成熟的疗法应用于脑缺血和脑损伤后的神经保护治疗，而无论是为满足第一时间现场救治的需要、达到快速诱导降温(尽快使脑组织温度下降至32-35℃)，还是避免低温对全身的负面影响，脑组织局部降温都是一项不可忽视的技术。现最常用的脑组织局部降温技术主要为冰帽降温，此法虽无创、安全，但难以有效监测局部降温效果，无法调整进一步降温措施，易导致局部降温不确切和温度波动，不利于神经系统的保护，同时头皮软组织和颅骨的阻隔以及来自进入脑组织血液的热量输送使得诱导速度慢、降温幅度小，从而无法达到合适的亚低温目标。因此，急需设计一种既能够方便携带用于现场救治、快速诱导降温，又能够准确监测脑组织温度、调节降温从而保证亚低温疗效的头颈部联合降温装置，为提高治疗效果创造有利条件。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种改进的头颈部联合降温装置，该装置不仅能够方便用于在现场急救时快速诱导降温和固定，而且还通过监测脑组织温度从而调节水浴温度，尽快达到亚低温目标并维持温度平稳，提高治疗效果。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种智能调控的头颈部联合精准降温装置，其特征在于，包括鼓室温度探头、水浴装置、降温套件；所述鼓室温度探头与水浴装置相连接，所述降温套件包括冰帽和颈围，并通过水浴循环相连管与水浴装置连接。

其中，所述水浴装置内设置有电源系统和控制系统以及制冷水浴系统；所述控制系统包括相互连接的显示/指示器、温度模式调节按键和控制面板，控制面板与电源系统连接，其内设置有温度控制器；所述制冷水浴系统包括依次连接的水浴箱、冷却循环装置和制冷装置，所述水浴箱内还设置有温度传感器；温度控制器分别与鼓室温度探头、冷却循环装置、制冷装置、温度传感器相连接。

进一步地，所述鼓室温度探头为体温温度传感器，通过监测鼓室温度来监控脑组织温度；温度传感器为ntc热敏电阻温度传感器，用于监测水浴箱内的水温，温度控制器为pid温度控制器；所述水浴箱为一密闭隔热容器，用于储存冷却水，冷却循环装置为一台微型水泵，制冷装置为一台压缩机式或半导体式制冷设备；制冷装置上设置有冷却液出口，水浴箱上设置有冷却液入口，冷却液出口和冷却液入口分别与水浴循环相连管其中一个导管连接。

作为优选，所述水浴装置为可充电或直供电源的水浴降温装置，所述水浴装置为相连的两片状或块状微型降温装置，内径为半环状；所述的电源系统和控制系统在两片状或块状微型降温装置的一侧，制冷水浴系统在两片状或块状微型降温装置的另外一侧，之间以电源和控制缆线相连接。

其中，所述鼓室温度探头通过监测鼓室温度监控脑组织温度，控制系统通过热敏电阻温度传感器监测水浴循环的温度，通过pid温度控制器进行控制，并依据以下两种工作模式之一进行调节。

模式一：根据手动设置的目标水温调节水浴循环的水温，如水温高于目标温度则由pid温度控制器打开制冷装置为水浴系统降温，制冷装置以最大输出功率工作，如水温等于或低于目标温度则关闭制冷系统，该模式适合早期现场急救时的快速降温。

模式二：根据设定的目标鼓室温度与监测的鼓室温度进行自动调节，制冷装置持续开启，其输出功率由pid温度控制器依据监测的鼓室实际温度、设定的目标鼓室温度和水浴循环的实际水温进行计算和控制，该模式适合于在治疗过程中平稳控制脑组织温度处于一定的亚低温水平，并保持恒定，减少波动。

其中，制冷水浴系统的水泵即冷却循环装置在开机后即持续运行，维持整个水浴循环中的水循环不中断，无论制冷装置是否启动。

其中，所述的鼓室温度探头一端与水浴装置相连接，另一端为以硅胶或橡胶等柔软材料为主体的热敏电阻或红外感应温度探头，探头末端置于鼓室外接近鼓膜处，所探头末端设计为顿性的球形，基底部增宽限制探头进入深度以免损伤鼓膜。鼓室温度探头一端安置于外耳道鼓膜外侧，另一端连接于水浴装置的控制系统，通过监测鼓室温度监控脑组织温度，直接反馈于水浴装置。即鼓室温度探头测量的脑组织温度反馈于水浴装置，以调节降温套件中的水浴循环温度。

其中，所述冰帽和颈围夹层中均密置相互连通的水浴降温管线，水浴降温管线在冰帽和颈围中呈“s”状排列，通过水浴循环连接管导出与水浴装置形成循环通路；水浴循环连接管两侧导管接口可反复使用，接口处有橡胶圈密封防渗漏。

进一步地，所述水浴循环相连管为一对导管，一端均位于水浴装置的顶部，另一端均位于颈围的顶部；同时水浴循环相连管其中一个导管连接制冷装置上的冷却液出口，另一个导管连接水浴箱上的冷却液入口，使得水浴装置和降温套件形成水浴循环；两导管接口可反复多次连接，并防渗漏。

所述水浴装置为内面材料为硬质隔温材料例如泡沫、玻璃纤维等，外侧面为散热材料例如石墨板、多孔尼龙布等，中间包裹整个降温装置的电源系统、制冷水浴系统、水浴箱和控制系统。

作为优选，所述冰帽和颈围为亲肤软质材料包裹的薄型软衬，例如pvc或尼龙等，可反复消毒使用或作为一次性材料更换。冰帽和颈围可根据个体差异进行大小调节，或设计为大小不同尺寸。

所述水浴装置调节水浴循环温度的范围为3-15℃，调节鼓室温度为32-35℃。

本发明全新设计的头颈部联合降温装置，包括三个组件：组件一为鼓室温度探头，通过外耳道安装在鼓膜旁持续监测鼓室温度。组件二为内置可充电电源的水浴降温装置，可根据监测的鼓室温度调节水浴系统中的循环水浴温度，同时该装置使用时镶嵌于颈周起颈托固定的作用。组件三为降温套件，包括软质的冰帽和颈围，通过二者联合降温为脑组织实施亚低温治疗。

本发明的三组件相连，由组件一负责探测鼓室温度，组件二根据组件一及内置温度传感器所监测的温度示数，调节组件三的循环水温，温度示数高于设定温度则通过控制面板打开制冷装置或增加其输出功率以维持降低组件三中的水浴循环水温，反则关闭制冷装置或降低其输出功率维持较高的水浴循环水温。

其中，因为鼓室和下丘脑的血管供应区邻近，所以鼓室温度可以反映脑组织温度，进而可以通过监测鼓室温度来监控降温过程中的脑组织温度。根据文献资料在使用持续水浴冰帽降温的情况下，鼓室温度比脑组织核心温度低1-2℃，故而如果将鼓室温度目标设定于32℃，即可以有效且稳定地维持脑组织在33-34℃的亚低温水平。

此外，本发明采用头颈部联合降温：在用冰帽进行头部表面降温的同时使用颈围进行全颈部同步降温，保证颈内和椎基底动脉血在流向脑组织时被降温，如此达到快速诱导降温并减少进入脑组织血液的热量输出；同时冰帽和颈围连接于水浴降温装置以保证能维持所需要的低温，该装置设计便于携带用于现场救治，且嵌于颈围外侧的水浴降温装置在创伤患者的现场救治中可以起到颈托固定的作用。

工作原理：使用时，先将冰帽穿戴在患者头部，颈围环绕在患者颈部，再将水浴装置放置在颈围外周后合拢，内侧形成颈托固定效果；将一对水浴循环相连管一端与冰帽、颈围相连接，另一端与水浴装置连接，再将鼓室温度探头经患者一侧外耳道插入。打开电源，通过显示/指示器、温度模式调节按键根据需要设置水浴装置的工作模式和输入所需要的参数即可使用。在使用过程中，鼓室温度探头监测患者的鼓室温度，同时温度传感器监测水浴循环的温度，水浴装置的控制面板中的温度控制器在接收到信号后通过控制制冷装置的开启和关闭以及输出功率调节水循环系统温度，从而保证患者鼓室温度维持在设置温度内：模式一，用于早期现场急救时的快速降温，根据手动设置设定的目标水温调节水浴循环的水温，如水温高于设定的目标温度则控制面板控制温度控制器打开制冷水浴系统的制冷装置以最大输出功率为水浴系统持续降温，即冷却循环装置将水浴箱的水送入制冷装置冷却降温，降温后的水再通过冷却循环装置经制冷装置、冷却液出口、水浴循环相连管和水浴降温管线进入冰帽和颈围实现降温，再通过冷却循环装置经水浴降温管线、水浴循环相连管、冷却液入口进入水浴箱，实现水循环；如实际水温等于或低于目标温度则关闭制冷系统。模式二，治疗过程中平稳控制脑组织温度在一定的亚低温水平，根据设定的目标鼓室温度与监测的鼓室温度进行自动调节，制冷装置持续开启，其输出功率由pid温度控制器依据监测的实际鼓室温度、设定的目标鼓室温度和当时实际的水浴循环水温进行计算和控制，使得脑组织温度稳定地维持在一定的亚低温水平，水循环过程同模式一。同时制冷水浴系统的微型水泵即冷却循环装置在开机后即持续运行，维持水浴循环装置中的水循环不中断，无论制冷装置是否启动。

该装置可在充满电后用于现场抢救和临时转运，也可直接连接医用电源用于救护车、床边治疗。

有益效果：与现有技术相比本发明具有如下优点：

本发明设计合理，结构简单，携带和使用方便，不仅能够在现场急救中起到快速有效地诱导脑组织局部降温和头颈部固定的效果，同时还能够监测脑组织局部温度从而调节水浴温度，改进降温治疗，有效避免局部温度的波动。头颈部联合降温保证颈内和椎基底动脉血在流向脑组织时被降温，如此达到快速诱导降温并减少进入脑组织血液的热量输出，尽快达到亚低温目标并维持温度平稳，提高了疗效。

附图说明

图1是本发明结构的示意图；

图2是本发明的水浴装置内部结构示意图；

图3是本发明的鼓室温度探头位于外耳道内的示意图；

图4是本发明的冰帽、颈围及其水浴降温管线结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种智能调控的头颈部联合精准降温装置，包括鼓室温度探头1、水浴装置2、降温套件3；鼓室温度探头1与水浴装置2相连接，降温套件包括冰帽4和颈围5，并通过水浴循环相连管6与水浴装置2连接。

如图2所示，水浴装置2内设置有电源系统26和控制系统，以及制冷水浴系统；控制系统包括相互连接的显示/指示器、温度模式调节按键21和控制面板22，控制面板22与电源系统26连接，其内设置有温度控制器30，整个控制系统与鼓室温度探头1相连，接受鼓室温度探头1反馈的温度；制冷水浴系统包括依次连接的水浴箱23、冷却循环装置24和制冷装置25，水浴箱23内还设置于温度传感器29；温度控制器30分别与鼓室温度探头1、冷却循环装置24、制冷装置25、温度传感器29相连接。控制面板22上还连接有外部电源适配器接口b1。

鼓室温度探头1为体温温度传感器，温度传感器29为ntc热敏电阻温度传感器，温度控制器30为pid温度控制器；水浴箱23为一密闭隔热容器，用于储存冷却水，冷却循环装置24为一台微型水泵，制冷装置25为一台压缩机式或半导体式制冷设备。制冷装置25上设置有冷却液出口27，水浴箱23上设置有冷却液入口28，冷却液出口27和冷却液入口28分别与水浴循环相连管其中一个导管连接。

水浴装置2为可充电或直供电源的水浴降温装置，为环绕于人体颈部的降温系统，具体为相连的两片状或块状微型水浴降温装置，内径为半环状，合拢后为内径略粗于人体颈部直径的桶状，可按大小制作不同的型号，起到颈托作用固定头、颈、胸的作用；电源系统26和控制系统在两片状或块状微型降温装置的一侧，制冷水浴系统在两片状或块状微型降温装置的另外一侧，之间以电源和控制缆线相连接。水浴装置2内面材料为硬质隔温材料例如泡沫、玻璃纤维等，外侧面为散热材料例如石墨板、多孔尼龙布等，中间包裹整个装置内相互连接的电源系统26、制冷水浴系统和控制系统。

水浴装置2的控制系统与鼓室温度探头1相连，接受鼓室温度探头1反馈的温度。如图3所示，鼓室温度探头1通过外耳道11安装在鼓室外接近鼓膜12处，另一端连接于水浴装置2的控制系统，安装在鼓室外接近鼓膜12处的一端为以硅胶或橡胶等柔软材料为主体的热敏电阻或红外感应温度探头，探头末端置于鼓室外接近鼓膜12处，鼓室温度探头1末端设计为顿性的球形，基底部增宽限制探头进入深度以免损伤鼓膜12。通过监测鼓室温度监控脑组织温度，并直接反馈于水浴装置2的控制系统，水浴装置2的控制系统读取鼓室温度探头1监测的温度示数并依据选择的工作模式和实际的水浴系统水温对降温套件3中的水浴循环温度进行调节，水浴装置2调节水浴循环的温度范围为3-15℃，调节鼓室温度为32-35℃。

降温套件3包括冰帽4和颈围5，并通过水浴循环相连管6与水浴装置2连接。如图4所示，冰帽4和颈围5夹层中均密置相互连通的水浴降温管线7，水浴降温管线7在冰帽4和颈围5中呈“s”状排列，通过水浴循环相连管6导出与水浴装置2形成循环通路，水浴循环相连管6为一对导管，一端连接于水浴装置2的顶部，另一端连接于颈围5的顶部。同时水浴循环相连管6其中一根导管连接制冷装置25上的冷却液出口27，另一根导管连接水浴箱23上的冷却液入口28，通过冷却循环装置24将制冷系统25中的冷却水从制冷装置25上的冷却液出口27流出进入其中一根水浴循环相连管6再流入水浴降温管线7，再从另一根水浴循环相连管6流出通过冷却液入口28回流到水浴箱23继续循环冷却，从而使得水浴装置2和降温套件3形成水浴循环。两导管接口可多次使用，接口处有橡胶圈密封，并防渗漏。冰帽4和颈围5为亲肤软质材料包裹的薄型软衬，例如pvc或尼龙等，可反复消毒使用或作为一次性材料更换。冰帽4和颈围5可根据个体差异进行大小调节，或设计为大小不同尺寸。冰帽4和颈围5为脑组织实施降温治疗，之后脑组织温度的改变被鼓室温度探头1感知并再次反馈至水浴装置2。

本装置使用时，先将冰帽4穿戴在患者头部，颈围5环绕在患者颈部，再将水浴装置2放置在颈围5外周后合拢，内侧形成颈托固定效果；将一对水浴循环相连管6一端与冰帽4、颈围5相连接，另一端与水浴装置2连接，再将鼓室温度探头1经患者一侧外耳道11插入。打开电源系统26，通过显示/指示器、温度模式调节按键21将水浴装置2选择至合适的工作模式和参数后即可使用；其中，鼓室温度探头1监测鼓室温度，控制系统通过热敏电阻温度传感器29监测水浴循环的温度，通过pid温度控制器30进行控制，并依据以下两种工作模式之一进行调节。

如选择模式一，则整个水浴循环系统的温度将维持在设定温度并持续工作，如设定水温目标温度为3℃，当水温高于目标温度则控制面板22中的温度控制器30控制打开制冷水浴系统的制冷装置25以最大输出功率为水浴系统降温的同时冷却循环装置24将水浴箱23的水送入制冷装置25冷却降温，降温后的水再通过冷却循环装置24经制冷装置25、冷却液出口27、水浴循环相连管6和水浴降温管线7进入冰帽4和颈围5实现降温，再通过冷却循环装置24经水浴降温管线7、水浴循环相连管6、冷却液入口28进入水浴箱23，实现水循环，当水温等于或低于设定温度则关闭制冷系统25。同时制冷水浴系统的微型水泵即冷却循环装置24在开机后即持续运行，维持水浴循环中的水循环不中断，无论制冷装置25是否启动。

如选择模式二，水浴装置2在接收到鼓室温度探头1监测的温度信号后根据设定的鼓室温度与监测的鼓室温度进行自动调节，从而保证患者鼓室温度维持在设置温度内。在此模式下，控制面板22中的温度控制器30控制制冷装置25持续开启，制冷装置的输出功率依据监测的实际鼓室温度、设定的目标鼓室温度和实际的水浴循环水温由pid温度控制器进行计算和控制，使得脑组织温度稳定地维持在一定的亚低温水平(如稳定在34℃)，水循环整个过程同模式一。同时制冷水浴系统的微型水泵即冷却循环装置24在开机后即持续运行，维持水浴循环中的水循环不中断。本装置使用时，采用直供和充电蓄电池双供电模式。在救护车、床边使用时，可以采用直供电源，电压稳定，集成性强；在现场抢救、临时转运时可采用蓄电池供电，方便易携带，操作性强。