缓解体温过低的加热系统 相关申请
本申请非临时申请，并要求于2005年5月18日提交的临时申请No.60/682,531的优先权。
【技术领域】
本发明涉及加热系统，该加热系统用于尤其是在准备、停留及从较远位置运送到相关医疗设备期间维持或恢复体温可能过低或实际上已经过低的人的正常体温。
背景技术
公知的是，人受到严重外伤或暴露于低温往往会引起体温过低(体核温度降低到威胁健康的水平)，这会使医疗结果复杂化。因此，除了身体正常产生的热之外，希望提供附加的热，例如，向伤者应用升温罩。
优选的是所述罩设有电加热器或其他有源加热器，以增强罩的升温特性。但是，公知的升温罩在用于伤者时会出现问题。例如，不应将皮肤加热到105以上的温度以避免烧伤。另外，现有技术的升温罩不加区别地与其它区域一起温暖肢体，但是对体温严重过低的人的肢体进行加热会使汇集的冷血释放到体核循环中，于是这在某些患者中会导致严重的循环问题。最后，身体吸收外部施加的热的能力因体表部位不同而显著不同。这些重要因素赞同对不同的身体区域进行选择性加热，同时避免或相对地减少例如使肢体升温，这显著背离了对外伤引起或直接性(例如，暴露于低温)体温过低的受害者进行无源甚至有源升温的现有技术。
【发明内容】
申请人对生理学和热力学的研究表明，有效地再次温暖体温显著过低的人：a)大大超过了无源升温的能力；b)优选避免或减少使主要肢体再次升温；以及c)优选有选择性地采用有源加热，以适应体表吸热能力的大的视部位而定的差异。最有益于有效吸热的区域是头部、颈部、胸部(包括肩膀和腋窝；以下，“胸部”将表示广义区域)和腹部。还已经将一个实施方式确定成这样，即发热罩可优选是紧贴的或具有良好的接触，以更有效地将热传递至体表并最终传递到体核(通常是躯干、颈部和头部的深层结构)。治疗的目的通常是使体核温度恢复到正常体温。
为了实现这些目的中的一些，这里提供了热罩的示例性实施方式。
在一个实施方式中，公开了一种加热系统，该加热系统在治疗体温过低方面可以被认为是相对较有利的。该系统可能类似于紧身连衣裤，在一些实施方式中，除了脸部和肢体远端的三分之二之外，紧身连衣裤基本包住整个身体。这种设计可以看作是呈两个基本部件形式的改进的连衣裤，这两个基本部件被构造成更像带罩盖的睡袋，该睡袋可以被完全拉开以分成位于支承面上的下半部分和可以分开并拆下的上半部分。例如，可以想到，平铺该热罩的下半部分，将对象纵向放置在所述下半部分上，然后将上半部分放置在对象上并绕所述上半部分和下半部分的整个共同周边进行紧固。适度的张力可有助于紧密贴合，所述张力由稍后所述的专用的罩设计特征产生。
对于该有利的治疗实施例来说，期望对现今的典型连衣裤的若干结构和功能进行改进来提供结构和功能。首先，臂部元件和腿部元件可以缩短，使得从躯干仅延伸较短的长度。这便于放入患者以及更好地防止对肢体进行显著的杂散加热。其次，如所述，可以在仰卧对象的侧面周围，而不是例如在腰部四周进入并封闭连衣裤，以有助于放入患者并优化偶尔沿着对象的长轴接近任意外伤部位的任何需求。第三，头部和颈部可以通过连接从连衣裤的上半部分或下半部分延伸的襟翼(flap)而被覆盖。第四，用于各臂部和腿部的连衣裤出口宽松地贴合，而不是紧紧密封，以允许少量热从有源加热的连衣裤内泄漏(稍后详细描述)。第五，对于头罩盖来说，可以采用荷包线(purse-string)或其它装置形成适当的良好密封以防止热绕脸部周边泄漏。注意，在臂部和腿部出口的某些泄漏是可以接受的(稍后说明)，而在脸部开口却是不期望的。最后，改进的连衣裤的特征在于有源加热，以解决为了使严重或中度体温过低的对象恢复正常体温而需要的极大量的热。加热元件可以优选是可通过便携式能量装置(例如，电池)进行电加热的热导线分布图案、导热纤维或凝胶。然而，也可以采用其它形式的有源加热能量(例如，基于燃料或相变过程)和分布(例如，循环流体、陶瓷元件或者碳类材料)。
在另一实施方式中，所述设计可以是细长的单件式单元，该单元具有第一部分，该第一部分从患者的头部下方沿着背部延伸，即延伸到患者的脚部，然后可以向上绕脚部卷起，并在患者的前部上方延伸到患者的颈部。这两个部分的边缘设有可配合的紧固件，以基本上将患者的身体包起来。也可能期望具有头部罩。
在各种实施方式中，可以利用发热罩施加两种或更多种相关水平的热，一个相对较高，其它的低得多。可以通过单个用户控制器设定温度，使得这两种温度水平总是处于固定比率，比如四比一。可在称为主加热区(头部、颈部、胸部和腹部)的四个并列部位应用高温水平。所有的主区都集成到发热罩的上半部分。反之，占据对象的背部和臀部的大部分的一个大的次区表示施加低温强度的唯一区域。
为了识别本发明相对于典型连衣裤原型的诸多主要不同，将核心包封体和加热装置称为热罩。注意，在所描述的结构中，所有用于升温的主区优选形成为热罩的上半部分的部分。还定位了用于升温的次区，其优选设定成固定的相对强度，为主区强度的四分之一，使所述次区全部位于热罩的下半部分上。
第二个考虑是使热罩能够相对于不同尺寸的人进行调整。这可以通过设置伸缩件，即策略性地定位在所述热罩中的伸缩条带来实现。
参照以下参照附图的详细描述将会更充分地理解本发明。
【附图说明】
图1示出了使用本发明的示例性有利实施方式的医疗热罩的伤者。
图2和图3示出了图1的医疗热罩的部件，其包括图3中的下部分和图2中的上部分。
图4示出了可应用于可能期望次有利治疗的另一实施方式。
【具体实施方式】
图1示出了包在示例性有利实施方式的医疗热罩12中的伤者10。热罩12可包括上部分14(如图3中的顶视图所示)和下部分16(如图2中的顶视图所示)。
可以确定人体的四个区域的主要部分(区)具有用于散热的最佳外周血流和深度血流：(a)头部18的大部分或全部(除了脸部)；(b)颈部20的大部分或全部；(c)胸部22(也包括肩部和腋窝)的大部分或全部；以及(d)腹部24的大部分或全部。后四个区可位于上体部(对象如图1所示那样仰卧)或前侧体部(对象直立)。这样，热罩可以被分成上部分14和下部分16，由此热罩的上部分14包括构成用于有源加热的四个主区的相当大的子区域(区)，而下部分16与对象的下体部(穿戴者的背部和臀部)接触，其中将有源低水平加热的一个或更多个较大的子区域称为次区。需要注意的是，主区和次区可以不占据热罩的相应半部分的全部面积，这是因为在热罩的上半部分和下半部分上都具有用于其它目的(稍后描述)的非加热区域。可将确切数量的区进行选择性分组，并且给定的实施方式可以使用全部身体的更少或更多的面积。
在一个实施方式中，腿部26和臂部28可以不被热罩12覆盖(除了被从体核延伸的短梢覆盖之外)，这对于节省电能、使冷血从肢体流入体核循环最少来说是理想的，并且还易于给患者装配热罩。通过提供两件式热罩可以进一步增强这种易装配性。因此，下部分16可以铺开在例如运输担架或轮床的床面30上。在一个实施方式中，患者可以躺在所述下部分上，并且可以在下半热罩一体地装配基于缠绕襟翼的部件，以环绕左右大腿及腹股沟区域。(参见图2和图3)。需要注意的是，位于腿根的这些部件被图示成缠绕襟翼，但也可以是便于以允许合理装配的方式包住患者大腿和腹股沟区域并可设有有源加热装置的多种结构中的任意结构。(同理也适用于以下将描述的肩部-腋窝、颈部和头部的包裹方法)。此时，可以将与上半热罩成一体的头罩盖76和颈部缠绕襟翼74部件放置在对象的头部上方，然后通过适当地延伸伸缩条带(颈部襟翼伸缩条带未示出)和/或荷包线或其它装置(未示出)进行装配，以围绕脸部开口的周边形成密封。可以将热罩12的上半部分14放置在仰卧的患者上方，接着利用上半部分和下半部分每一个上的紧固件(例如，按扣、Velcro(维可牢尼龙搭扣)条带等)的展开线围绕全部可用周边将上半部分14紧固到热罩的下半部分16上。
在一些实施方式中，所述热罩可以略微紧贴地装配，以使从该热罩到身体的热传递最佳。另外，由“x”或从后侧为带圈的“x”(在点34处)表示的紧固件优选是独立的紧固件(例如，所述紧固件可以彼此独立地松开以有选择性地露出进行处理的身体部分，即受伤部位)。
为了适应不同体形的患者，热罩的上半部分和下半部分都可以设有适应腰围差异的纵向伸缩件36和适应身高差异的横向伸缩件38。也可以包括与纵轴和横轴成不同角度定向的伸缩件，以应付不同的身体结构。伸缩件36和38优选是不产生热的。根据各种优选方式，可能期望在上部分14中且在侧面、头部或脚边缘附近取代设在下部分中的伸缩件设置或增设伸缩件36。如所指出的，优选为上部分和下部分(14和16)都设置适应身高差异的横向伸缩件。所述伸缩件可以是不同类型的，包括弹性条带或折叠式条带。伸缩件优选具有固有弹性，使得只需要使用者进行使热罩沿期望方向伸展的动作，相关的伸缩件就在它们的作用范围内逐渐伸展。所有的伸缩件在设计所提供的整个容许行程范围内都表现出真正但适度的恢复力。因此，不管热罩伸展的最终构造如何，主动伸缩件都共同施加适度但真正的张力以有助于紧贴对象。
如前所述，热罩的半部分或部分可以设有缠绕条带，以为上臂和大腿根提供覆盖，并进一步覆盖腹股沟和颈部区域。在各种实施方式中，可以以各种方式为这些区域提供期望的覆盖，并且所示和描述的覆盖物仅仅是用于实现上述目的的实施例。
从图2会观察到，条带90可以设置成热罩12的下部分16的延伸部。紧固件92可以设有例如配合的按扣，从而允许围绕患者的大腿缠绕条带90，并随后将条带一端的紧固件紧固到另一端的紧固件上以围绕患者的大腿固定条带。
可以为热罩的上部分14和下部分16设置条带78，并且设置在这些条带上的紧固件88可以紧固在一起以将条带78固定在腹股沟区域。
参照图3，条带70、72和74可以从上罩部分14延伸，从而分别为腋窝区域、肩部和颈部区域提供覆盖。如将要清楚的，在紧固主紧固件34以连接热罩的上部分和下部分之后，可以围绕患者的颈部缠绕颈部罩74并通过紧固件86紧固在一起。腋窝罩70在臂部和胸部区域之间向下插入，然后围绕臂部的外侧向上缠绕，并将条带的紧固件82紧固到主体部分16上的配合紧固件82上。可以将肩部罩72缠绕在患者的肩部上，并将肩部条带上的紧固件84紧固到腋窝缠绕件的配合紧固件84上。
回到图1，应理解的是，热罩的上部分14和下部分16均含有导热导电区域(主加热区和次加热区)，所述导热导电区域可以包括嵌入的导电体，在美国专利申请No.10/635,845中公开了该导电体的一个实施例。最近，已经开发了一种本身既导热又导电的材料。通过分别连接到上部分14和下部分16的分开的导体42、44而由电池40提供所示的适当电连接。控制器46控制传给导体42、44的能量。
如所说明的那样，优选向用于身体区域18、20、22、24的主区(都位于热罩的上部分上)提供比一个或更多个次区(都位于热罩的下部分上)的更大的加热电能。实现这一目的的装置在前面已经描述。控制器46的调节允许使用者设定通过导体42到罩的上部分的能量水平。这样，通过设计，通过导体42的能量的四分之一通过导体44自动输送到罩的下部分16。前面已经描述了向不同区供应不同能量水平的装置。
作为对热罩(其可以覆盖或不覆盖手足)的补充，可能会期望这样(尤其在寒冷气候下)，即，在安装热罩之后为患者盖上太空毯或覆盖物。这样的太空毯在图1中由虚线48表示，其用于两个目的：a)通过防止直接环境热交换并且还通过阻止从热罩的臂部及腿部开口泄漏热而为暴露的肢体提供无源保护并提供温暖；以及b)增大热罩的固有绝缘特性，尤其是当太空毯卷在对象的侧面和脚端周围时。根据环境和医疗条件，例如为了医疗处理而接近脸部的潜在需求(例如，需要进行气道维护、处理呼吸器、吸氧、量体温和/或其它问题)以及为了服务人员方便，还可以使所述额外覆盖物包住或不包住头部和/或颈部。
在一个实施方式中，用于向正遭受或可能会体温过低的人供应热的热罩包括：覆盖主体核区域的上部分(对象仰卧)，所述主体核区域包括人的头部、颈部、胸部和腹部并限定出上部分周侧边缘；以及覆盖人的背侧的下部分，所述背侧包括背部和臀部并限定出下部分周侧边缘，所述上部分和所述下部分可分开从而允许独立地将它们施加到人的前部和后部；紧固件，所述紧固件用于在向该人独立施加之后将所述侧边缘紧固在一起，从而使所述上部分和所述下部分响应于电连接而在该罩的大部分区域上生热；以及便携式电源，该电源可被控制并可独立地连接至所述上部分和所述下部分，并在连接时对所述上部分提供比所述下部分大的选择性加热。
在另一实施方式中，所述上部分和所述下部分仅为该人的手足提供局部覆盖，并且所述胸部区域包括该人的肩部和腋窝。
在另一实施方式中，所述紧固件可以被单独地松开，以露出该人身体的选定部分。
在另一实施方式中，可以在所述上部分和/或所述下部分中设置伸缩件，以适应体形差异。
在另一实施方式中，在位于所述热罩中的人的身体，包括未被所述热罩覆盖的手足上盖上太空毯。
在另一实施方式中，所述伸缩件可以是长而窄的非加热条带，并且其可沿着宽度伸展且策略性地放置成提供周向及延长伸展，以适应腰围和身高的差异，并且不会干涉至所述主核区域的热传送。
在另一实施方式中，基于一体系统对体核温度的测量对加热治疗进行积极控制。
在另一实施方式中，有选择地对体核(内部器官；主要血管；脑)进行加热。
在另一实施方式中，按照生理学限定不同的子区域，以允许优化体表吸取系统的便携式电源的每单位输出施加的热。
在另一实施方式中，包括单独的基于燃料的预加热器，以允许在将对象放入之前温暖所述热罩。
在另一实施方式中，所述罩专门设计成一用即弃的。
在另一实施方式中，一旦由服务人员将对象放入所述热罩中并因而启动治疗，则自主进行治疗方案。
现在参照图4，该图示出了本发明的另一实施方式，其可能是次之的有利方法。单个细长毯或罩100具有长度102，其可以是高大的人从肩部到脚的长度的两倍。类似的，罩100可以具有宽度104，其延伸超过这样的人的腰围两侧。如在图4中看到的上部分106可以设计成位于处于仰卧/俯卧位置的患者下方，而下部分108可以设计成从患者的脚(例如，在点110处)下方折叠并在患者身上延伸，其中，肩部条带112可以折叠在患者的肩部上以与罩100的相对侧接合。在这种关系下，可以使快速释放的各个紧固件114接合，以固定处于折叠位置的端部。在该位置，侧紧固件116可以选择性地与紧固件118接合。
如所述，患者的头部以下的整个身体都可以包在睡袋状的壳或罩中。然而，紧固件116/118构成的紧固系统可以按照期望而有选择地不紧固或松开以露出例如损伤的身体部分进行处理，或者需要时甚至允许伸出臂部和/或腿部。
有源加热区120、122可以策略性地定位在上半部分和下半部分中。这些区可以设计成基本上位于患者的胸部以及从他/她的肩部/颈部向下到腰部(如果需要可以向下至使用者的胯部区域或更靠下)的相应背部区域的上方和下方。由于该区是固定的，与较大患者相比，对于较小患者来说该区会延伸得稍多，在选择区的结构时考虑到了这一点。
可能还期望提供还可包括一个或多个有源加热区(图4中没有示出有源加热区)的头部罩124。患者的头部可以位于区域126、折叠在患者头顶上的襟翼128、以及靠着患者头部的侧面折叠的侧襟翼130中，并且次折叠襟翼132折叠在襟翼128上，例如通过配合VELCRO TM条带而固定在该处。另外需要注意，中心线110上方和下方的紧固件可以在需要时进行紧固以在容纳较小的患者时减少加热面积。
应理解的是，图4所示的这种罩可以具有一些与图1至图3的设计不同的优点。可以保留许多特征，例如包围整个身体并且选择性地接近患者的受伤区域。可以认为这应用起来更容易更快速，因为可仅仅将敞开的“袋”放置在表面上，使患者躺在例如该袋的上部分(使区120位于患者背部的中心)上然后将下部分向上折叠在患者上。加热区122可以定位在患者的胸部(和/或腹部等)上，并且可以连接紧固件114、115并连接紧固件116/118中的选定紧固件。另一可选方案是可以在侧边缘处设置铰接区域(类似于图4中的铰接线110)，并因而沿着底部设置紧固件。
如果认为速度是最重要的，则图4的设计可能是合适的选择。在认为期望和/或适当时，在各种实施方式中，关于图1至图3描述的各种设计特征都可以结合到图4的设计中。
应理解的是，在不背离本发明范围的情况下，可用为实现相同目的而设想的各种替换和/或等价实施方式或实现方式代替所示和所述的实施方式。本领域的技术人员容易理解，根据本发明的所述实施方式可以以各种各样的方式实现。本申请旨在覆盖这里所讨论的实施方式的任何修改或变型。