具有增加的水流通面积的混合医疗冷却垫的制作方法
【专利说明】具有増加的水流通面积的混合医疗冷却垫
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2013年1月29日提交的名称为"HYBRID MEDICAL COOLING PAD WITH INCREASED WATER FLOW AREA"（具有增加的水流通面积的混合医疗冷却垫）的美国临时专 利申请No. 61/758, 033的优先权，该申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及对内科患者进行冷却处理。更具体地讲，本申请涉及用于治疗受益于 冷却处理的内科患者的冷却垫以及使用这种冷却垫的方法。
【背景技术】
[0004] 对于多种医疗病症而言，系统冷却是一种有效的疗法。例如，中风和头部外伤患者 的快速系统冷却具有显著的治疗有益效果。中风是死亡和神经失能的主要原因，但最近的 研究表明，虽然中风患者的脑细胞在中风期间可能丧失其发挥作用的能力，但这些脑细胞 不一定会迅速死亡。中风所引起的脑损伤可能需要经历数小时才能达到最大效应。如果在 该时间段期间施行冷却神经保护剂疗法，则神经损伤可能受到限制并且中风患者的预后得 以改善。
[0005] 外伤（诸如可由车辆碰撞、跌倒等引起）患者存在类似可能性。这种外伤可通过 与中风患者发生神经损伤的原理有共性的机制造成脑损伤。在初始头部外伤事件后在细胞 水平的延迟继发损伤被认为是脑损伤后发生的最终组织缺损的主要影响因素。
[0006] 多项研究表明，冷却疗法能为中风患者赋予神经保护并且可加速神经恢复。可使 用置于患者身上的医疗冷却垫来施行这种冷却疗法。例如，可将垫置于患者的躯干上，并且 使流体（诸如水或空气）循环穿过垫。然后在患者与循环流体之间交换热能，以使得当流 体的温度低于患者的所需温度时，使患者冷却。
【发明内容】
[0007] 本发明的实施例提供了包括多个层的医疗垫。医疗垫的第一层或流体循环层用 于容纳可循环穿过其中的第一热交换流体（例如，经由互连栗/热交换单元循环的冷却流 体）。流体循环层包括设置在第一表面和第二表面之间的至少一个流体路径或流体通道。 医疗垫可选择性地定位成在其第一表面上接触患者，并且可操作用于穿过流体循环层的第 一侧面或表面和医疗垫的第一侧面或表面在可循环的第一热交换流体与患者之间进行热 交换。医疗垫的第二层或流体容纳层设置在流体循环层的第二表面的一部分（小于整个第 二表面）上方，所述第二表面与流体循环层的第一表面相对。流体容纳层将第二热交换流 体包封在第一表面和第二表面之间。流体循环层在第二表面上未被流体容纳层覆盖的一个 或多个部分延伸超出流体容纳层的一个或多个侧边缘并且限定翼片部分。就这一点而言， 医疗垫具有包括流体循环层和流体容纳层两者的双层部分以及包括流体循环层的一个或 多个翼片部分。
[0008] 在一种布置方式中，所述一个或多个翼片部分可具有与流体循环层中被流体容纳 层覆盖的部分的面积至少相等的面积或组合面积。在另外的布置方式中，翼片部分可具有 比医疗垫的双层部分的面积大的面积。在另外的布置方式中，翼片部分可具有为医疗垫双 层部分的面积的120 %、140 %、160 %、180 %、200 %或更大的面积。
[0009] 粘合剂表面可设置在流体循环层的第一表面上并且适于与患者皮肤的可释放粘 合剂接触。在某些实施例中，粘合剂表面跨越流体循环层的至少大部分横向范围延伸。一 个或多个防粘衬垫可设置在粘合剂表面上方。例如，一个防粘衬垫可设置在流体循环层的 第一表面上方，所述第一表面与流体循环层的被流体容纳层覆盖的第二表面相对。同样，流 体循环层的延伸超出流体容纳层的每个翼片部分可具有单独的防粘衬垫。
[0010] 医疗垫可操作用于穿过医疗垫的第一表面在第二热交换流体与患者之间进行热 交换。在一些方法中，第二热交换流体可包含凝固点为o°c或更低的液体。继而，在此类方 法中，可在使用之前，将容纳在流体容纳层中的第二热交换流体冷冻到例如至少半冻结状 态。另外，在此类方法中，第二热交换流体可包含凝胶形式的液体。例如，可使用包含水/ 聚合物基质的凝胶材料。在一些具体实施中，可使用形状保持型凝胶。
[0011] 在不同实施例中，医疗垫可被构造用于与第一热交换流体和第二热交换流体的不 同水平的热导通。在一些实施例中，例如，与患者接触的医疗垫中超过30%的双层部分与第 一热交换流体（例如，位于与其相邻的位置）热导通，并且在特定实施例中，与患者接触的 医疗垫中大约50%的双层部分面积与第一热交换流体（例如，位于与其相邻的位置）热导 通。相似地，在其他实施例中，与患者接触的医疗垫中超过30%的双层部分面积与第二热 交换流体（例如，位于与其相邻的位置）热导通，并且在特定实施例中，与患者接触的医疗 垫中大约50%的双层部分面积与第二热交换流体（例如，位于与其相邻的位置）热导通。 在一个实施例中，与患者接触的医疗垫中大约50%的双层部分面积与第一热交换流体（例 如，位于与其相邻的位置）热导通，并且与患者接触的医疗垫中大约50%的面积与第二热 交换流体（例如，位于与其相邻的位置）热导通。
[0012] 相对于医疗垫的双层部分而言，医疗垫的翼片部分可被构造为与第一热交换流体 具有不同水平的热导通。例如，翼片部分中可有超过80%的面积与第一热交换流体接触，而 双层部分可有大约50%的面积与第一热交换流体接触。多种其他组合是可能的，并且在本 发明的范围之内。
[0013] 流体循环层通常包括至少第一多个流体通道。在一种布置方式中，第一多个流体 通道是相邻的并且具有第一重合构型。多个通道的重合构型的提供可有利于跨越垫与患者 的界面维持所需热梯度，例如，因为可定位流体容纳层内的任何患者压力阻塞并且可使流 体流分流最小化。
[0014] 在一种布置方式中，第一多个流体通道可具有重合的蛇形构型。另外，垫可包括流 体循环层内的第二多个相邻流体通道。这种第二多个流体通道可具有与第一多个流体通道 的重合蛇形构型不同的第二重合构型。具有不同的对应重合构型的至少两组不同流体通道 的提供增强了调整垫以适形于不同复杂构型的身体部位的能力，同时还提供了与患者的高 度可靠且高有效程度的热交换。
[0015] 在一种布置方式中，第一多个流体通道设置在医疗垫的双层部分中，并且第二多 个流体通道设置在医疗垫的翼片部分中。结合该布置方式，医疗垫还可包括一个或多个中 间流体分段室，用于从第一和第二多个流体通道中的一者接纳流体并且将此类流体分配到 第一和第二多个流体通道中的另一者中。
[0016] 在另外一种布置方式中，医疗垫可包括双层部分以及单独地且可枢转地互连到双 层部分的第一和/或第二翼片部分。在一种布置方式中，每个翼片部分可围绕枢轴枢转，所 述枢轴横向于医疗垫的侧边缘（例如，以约70°至110°之间的角度）。另外，第一多个流 体通道可被设置为使得每个通道均包括位于第一和第二翼片部分之一中的U形部分。此类 分段和通道化特征还有利于实现本发明的垫在具有不同复杂构型的身体部位上的适形定 位的能力。
[0017] 流体容纳层可包括多个室。在一些此类实施例中，所述多个室可各自在其内包封 第二热交换流体的对应不同部分。在一些实施例中，所述多个包封室中每一个的至少一部 分可位于与流体循环层的对应第一热交换流体容纳部分（例如流体流通道）横向相邻的位 置（例如，并排）。
[0018] 所述多个室中的每一个可远离流体循环层的第二表面突出，且其间限定压痕。例 如，在一个实施例中，所述多个室可限定格栅形构型。在相邻室之间提供压痕（例如横向和 /或纵向延伸的压痕）并且利用限定第一层和第二层的柔韧材料，实现了围绕此类压痕进 行一定程度的枢转或铰链状移动。此类特征有利于与患者的医疗接触，并且在第二热交换 流体为固体或半固体状态（例如，冰）时是特别有利的。
[0019] 端口可与流体循环层流体互连，以便与为第一热交换流体的循环所提供的单独栗 /热交换器单元选择性互连。在此类情况中，第一端口与流体循环层流体互连，以便使第一 热交换流体循环到流体循环层中，并且第二端口与流体循环层流体互连，以便使第一热交 换流体循环到流体循环层之外。
[0020] 在另外一种布置方式中，一个或多个附加层可施用于医疗垫。在一种布置方式中， 顶层或隔热层可设置在流体容纳层的顶表面的至少一部分上方。在另外一种布置方式中， 顶层还可包括多个波纹，其在施用于不平坦表面上时允许医疗垫伸展或收缩（例如，在相 邻室经历枢转或铰链状移动时）。例如，顶层可以手风琴状方式伸展或收缩。在又一种布置 方式中，顶层可包括在一个或多个方向上跨越其横向范围延伸的一个或多个凹口。这些凹 口可在顶层的顶表面下方延伸和/或可设置在下伏流体容纳层的相邻室之间的压痕内。
[0021] 本发明的实施例还可具有热交换流体的不同热特性。例如，在各种实施例中，第一 热交换流体或第二热交换流体中的至少一者的热导率可超过5. OW/mK、超过10.0 W/mK、超 过50.0 W/mK、超过100.0 W/mK或超过250W/mK。在各种实施例中，第一热交换流体或第二热 交换流体中的所述至少一者可包括包含具有一定热导率的材料的液体，所述热导率超过所 述液体的热导率至少10倍、50倍、100倍、500倍或1000倍。
[0022] 本发明的实施例还包括使患者接触式冷却以及提供用于接触式冷却的医疗垫的 方法。在前一方面，医疗垫可定位在患者身上，使得至少包括流体循环层和流体容纳层的医 疗垫双层部分接触患者。作为第一传递步骤的一部分，使热能在医疗垫的流体容纳层与患 者之间传递。流体容纳层可包封已冷冻到例如5°C或更低温度的第一热交换流体（例如，冷 冻水）。作为第二传递步骤的一部分，还通过使第二热交换流体循环穿过医疗垫的循环层， 使热能在医疗垫的循环层与患者之间传递。另外，第二传递步骤可包括使第二热交换流体 循环穿过医疗垫的双层部分以及医疗垫的一个或多个单层部分。
[0023] 第一传递步骤可在与患者接触的医疗垫中的超过30%的双层部分面积内执行，并 且在一些情况下，在与患者接触的医疗垫中的大约50%的面积内执行。相似地，第二传递步 骤可在与患者接触的医疗垫中的超过30%的双层部分面积内执行，并且在一些情况下，在 大约50%的面积内执行。此外，第二传递步骤可在医疗垫的一个或多个单层部分内执行。
[0024] 第一和第二传递步骤可至少部分地错开。例如，第一传递步骤可在第一位置处启 动，而第二传递步骤可在与第一位置不同的第二位置处启动。在此类情况下，在启动第一传 递步骤和启动第二传递步骤之间，可将患者从第一位置移动到第二位置，诸如在医用车辆 中。在一些实施例中，第一传递步骤的至少一部分在移动步骤期间完成。
[0025] 该方法还可包括在定位步骤、第一传递步骤和第二传递步骤的每一者之前冷却医 疗垫。在此类情况下，可通过这种冷却将第一热交换流体冷冻到低于至少5°C的温度。在一 些方法中，可在定位在患者身上的垫之前，将第一热交换流体冷冻到冻结或半冻结状态。
[0026] 在一些实施例中，可通过将医疗垫粘附到患者身体部位的皮肤上，将医疗垫定位 在患者身上。在此类实施例中，可将一个或多个衬垫从医疗垫的粘合剂表面移除，并且使医 疗垫的粘合剂表面与患者身体部位的皮肤接触。粘合剂表面可跨越循环层的至少大部分横 向范围延伸，并且可将一个或多个衬垫移除以暴露粘合剂表面的所需部分。因此，粘附可能 需要将医疗垫的双层部分粘附到第一患者位置并且将医疗垫的一个或多个单层部分粘附 到另外的患者位置。此类粘附步骤可同时或在时间上不同的时候执行。热交换可在第一传 递步骤期间和第二传递步骤期间跨越粘合剂表面进行，例如无需转移或以其他方式重新定 位医疗垫相对于患者的位置。
[0027] 在一些实施例中，第二传递步骤包括使医疗垫与流体控制系统流体互连。在此类 实施例中，第二热交换流体可循环穿过医疗垫的循环层和流体控制系统。
【附图说明】
[0028] 通过参考本说明书的其余部分和附