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1、(10)申请公布号 CN 102271741 A (43)申请公布日 2011.12.07 CN 102271741 A *CN102271741A* (21)申请号 200980153734.0 (22)申请日 2009.12.02 61/119,305 2008.12.02 US A61M 16/00(2006.01) A61M 16/12(2006.01) (71)申请人 热疗公司 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 A贝尔森 RM奥莱 N佐里 (74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所 11256 代理人 陈文平 (54) 发明名称 用于输送含有细冰颗粒的呼吸气体的系统和 方法 (。
2、57) 摘要 一种治疗系统包括输送装置和注射装置， 该 输送装置适合将冷的呼吸气体混合物输送给患 者， 该注射装置位于该输送装置的远端附近。 该注 射装置与流体源连接。该治疗系统还包括控制系 统， 该控制系统与输送装置和注射装置连接。或 者， 该控制系统适合控制注射装置将流体释放到 冷的呼吸气体混合物中以在冷的呼吸气体混合物 中形成细冰颗粒的冻雾。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.07.04 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2009/066380 2009.12.02 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/065616 EN 2010.06.10。
3、 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 5 页 说明书 9 页 附图 9 页 CN 102271750 A1/5 页 2 1. 一种治疗系统， 包括 ： 适合将冷的呼吸气体混合物输送给患者输送装置 ； 位于所述输送装置的远端附近的注射装置， 所述注射装置与液体源连接 ； 以及 与所述输送装置和所述注射装置连接的控制系统 ； 其中所述控制系统适合控制所述注射装置， 以将流体释放到冷的呼吸气体混合物中以 在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻雾。 2. 一种冷的呼吸气体的输送系统， 包括 ： 适合将冷的呼吸气体混合物输送给患者的输送装置 ；。
4、 以及 位于所述输送装置的远端附近的注射装置 ； 其中所述注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻 雾。 3. 一种冷的呼吸气体的输送系统， 包括 ： 适合将冷的呼吸气体混合物输送给患者的气管内导管 ； 以及 位于所述气管内导管的远端附近的注射装置 ； 其中所述注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻 雾。 4. 一种冷的呼吸气体的输送系统， 包括 ： 适合将冷的呼吸气体混合物输送给患者的鼻插管 ； 以及 位于所述鼻插管的远端附近的至少一个注射装置 ； 其中所述至少一个注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰 颗粒的冻雾。 5. 。
5、一种冷的呼吸气体的输送系统， 包括 ： 具有将冷的呼吸气体混合物输送给患者咽喉的大小的导管 ； 以及 位于所述导管的远端附近的注射装置 ； 其中所述注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻 雾。 6. 一种冷的呼吸气体的输送系统， 包括 ： 适合输送冷的呼吸气体混合物的呼吸面罩 ； 以及 位于所述呼吸面罩的远端附近的注射装置 ； 其中所述注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻 雾。 7. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是流体 注射器。 8. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其。
6、中所述注射装置是水注 射器。 9. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是空 气 - 水喷枪。 10. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是喷 嘴喷雾器。 权 利 要 求 书 CN 102271741 A CN 102271750 A2/5 页 3 11. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是振 动瓶。 12. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是微 流体装置。 13. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注。
7、射装置是喷 射冲击装置。 14. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是超 声波雾滴喷嘴。 15. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是蒸 汽进料器。 16. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是削 冰器。 17. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是超 声波喷雾器喷嘴。 18. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是旋 流式喷嘴。 19. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其。
8、中所述注射装置是冲 击栓喷嘴。 20. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是碰 撞喷射喷嘴。 21. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是 MEMS 喷嘴阵列雾化发生器。 22. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是电 喷雾器喷嘴。 23. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是加 热的毛细管。 24. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是内 混合式喷嘴。 25. 如权利要求 1-6 任一项所述的冷。
9、的呼吸气体的输送系统， 其中所述注射装置是外 混合式喷嘴。 26. 一种治疗患者的方法， 包括 ： 将冷的呼吸气体混合物输送给患者的靶组织 ； 将流体注射到靶组织处或附近的冷的呼吸气体混合物中以在冷的呼吸气体混合物中 形成细冰颗粒的冻雾。 27. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的鼻道。 28. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的肺部。 29. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的口腔和鼻道。 30. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的咽喉。 31. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的气。
10、管。 权 利 要 求 书 CN 102271741 A CN 102271750 A3/5 页 4 32. 如权利要求 26 所述的方法， 还包括将药物注射到冷的呼吸气体混合物中的步骤。 33. 如权利要求 32 所述的方法， 其中所述药物是麻醉药。 34. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过流体注射器注射到冷的呼吸气体混 合物中。 35. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过水注射器注射到冷的呼吸气体混合 物中。 36. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过空气 - 水喷枪注射到冷的呼吸气体 混合物中。 37. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流。
11、体通过喷嘴喷雾器注射到冷的呼吸气体混 合物中。 38. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过振动瓶注射到冷的呼吸气体混合物 中。 39. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过微流体装置注射到冷的呼吸气体混 合物中。 40. 如权利要求 26 所述的方法， 其中流体通过喷射冲击装置注射到冷的呼吸气体混合 物中。 41. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过超声波雾滴喷嘴注射到冷的呼吸气 体混合物中。 42. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过蒸汽进料器注射到冷的呼吸气体混 合物中。 43. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过削冰器注。
12、射到冷的呼吸气体混合物 中。 44. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过超声波喷雾器喷嘴注射到冷的呼吸 气体混合物中。 45. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过旋流式喷嘴注射到冷的呼吸气体混 合物中。 46. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过冲击栓喷嘴注射到冷的呼吸气体混 合物中。 47. 如权利要求 26 所述的方法， 其中流体通过碰撞喷射喷嘴注射到冷的呼吸气体混合 物中。 48.如权利要求26所述的方法， 其中所述流体通过MEMS喷嘴阵列雾化发生器注射到冷 的呼吸气体混合物中。 49. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过电喷雾器喷。
13、嘴注射到冷的呼吸气体 混合物中。 50. 如权利要求 26 所述的方法， 其中流体通过加热的毛细管注射到冷的呼吸气体混合 物中。 51. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过内混合式喷嘴注射到冷的呼吸气体 混合物中。 52. 如权利要求 26 所述的方法， 其中所述流体通过外混合式喷嘴注射到冷的呼吸气体 权 利 要 求 书 CN 102271741 A CN 102271750 A4/5 页 5 混合物中。 53. 一种治疗患者的方法， 包括 ： 形成呼吸气体混合物 ； 冷却呼吸气体混合物 ； 将冷却的呼吸气体混合物输送到患者的靶组织 ； 将流体注射到靶组织处或附近的冷的呼吸气体混。
14、合物中以在冷的呼吸气体混合物中 形成细冰颗粒的冻雾。 54. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的鼻道。 55. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的肺部。 56. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的口腔和鼻道。 57. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的咽喉。 58. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述靶组织包括患者的气管。 59. 如权利要求 53 所述的方法， 还包括将药物注射到冷的呼吸气体混合物中的步骤。 60. 如权利要求 59 所述的方法， 其中所述药物是麻醉药。 61. 如权利要求 53 所。
15、述的方法， 其中所述流体通过流体注射器注射到冷的呼吸气体混 合物中。 62. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过水注射器注射到冷的呼吸气体混合 物中。 63. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过空气 - 水喷枪注射到冷的呼吸气体 混合物中。 64. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过喷嘴喷雾器注射到冷的呼吸气体混 合物中。 65. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过振动瓶注射到冷的呼吸气体混合物 中。 66. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过微流体装置注射到冷的呼吸气体混 合物中。 67. 如权利要求 53 所述的方法， 。
16、其中所述流体通过喷射冲击装置注射到冷的呼吸气体 混合物中。 68. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过超声波雾滴喷嘴注射到冷的呼吸气 体混合物中。 69. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过蒸汽进料器注射到冷的呼吸气体混 合物中。 70. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过削冰器注射到冷的呼吸气体混合物 中。 71. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过超声波喷雾器喷嘴注射到冷的呼吸 气体混合物中。 72. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过旋流式喷嘴注射到冷的呼吸气体混 合物中。 73. 如权利要求 53 所述的方法， 其中。
17、所述流体通过冲击栓喷嘴注射到冷的呼吸气体混 权 利 要 求 书 CN 102271741 A CN 102271750 A5/5 页 6 合物中。 74. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过碰撞喷射喷嘴注射到冷的呼吸气体 混合物中。 75.如权利要求53所述的方法， 其中所述流体通过MEMS喷嘴阵列雾化发生器注射到冷 的呼吸气体混合物中。 76. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过电喷雾器喷嘴注射到冷的呼吸气体 混合物中。 77. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过加热的毛细管注射到冷的呼吸气体 混合物中。 78. 如权利要求 53 所述的方法， 其中。
18、所述流体通过内混合式喷嘴注射到冷的呼吸气体 混合物中。 79. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述流体通过外混合式喷嘴注射到冷的呼吸气体 混合物中。 80. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述形成步骤包括由含有氧气和高热容气体的气 体混合物形成呼吸气体混合物。 81. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述形成步骤包括由含有氧气和氦气的气体混合 物形成呼吸气体混合物。 82. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述形成步骤包括由含有氧气和二氧化碳的气体 混合物形成呼吸气体混合物。 83. 如权利要求 53 所述的方法， 其中所述形成步骤包括由含有六氟化硫的气体混合物 形成呼吸气。
19、体混合物。 84. 如权利要求 53 所述的方法， 还包括加压呼吸气体混合物。 权 利 要 求 书 CN 102271741 A CN 102271750 A1/9 页 7 用于输送含有细冰颗粒的呼吸气体的系统和方法 0001 通过引用结合 0002 在本文中涉及的所有出版物和专利申请均以引用的方式结合于此， 引用的程度如 同其每个出版物或专利申请均具体地和各自地以引用方式结合于此。 技术领域 0003 本发明总体涉及用于选择性改变和控制患者的体温的系统和方法。更具体地， 本 发明涉及通过与患者的呼吸道和肺进行热交换来提高和降低患者的体温的呼吸系统和方 法。通过使患者呼吸含有用于提高热容的冻颗。
20、粒或冻雾的呼吸气体， 该呼吸系统提供了治 疗性降温的快速诱导。 发明内容 0004 本发明的一个方面， 提供一种冷的呼吸气体的输送系统， 其包括 ： 适合将冷的呼吸 气体混合物输送给患者的输送装置 ； 以及位于该输送装置的远端附近的注射装置。该注射 装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻雾。 0005 本发明的另一方面， 提供一种冷的呼吸气体的输送系统， 其包括 ： 适合将冷的呼吸 气体混合物输送给患者的气管内导管 (endotracheal tube) ； 以及位于该气管内导管的远 端附近的注射装置。在另一方面， 该注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物 中形成。
21、细冰颗粒的冻雾。 0006 本发明的又一方面， 提供一种冷的呼吸气体的输送系统， 其包括 ： 适合将冷的呼吸 气体输送给患者的鼻插管 ； 以及位于该鼻插管的远端附近的至少一个注射装置。在该方 面中， 至少一个注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻 雾。 0007 在本发明的另外方面， 提供一种冷的呼吸气体的输送系统， 其包括 ： 具有将冷的呼 吸气体混合物输送到患者咽喉的大小的导管 (tube) ； 以及位于该导管的远端附近的注射 装置。在另一方面， 注射装置被配置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒 的冻雾。 0008 在本发明的另一方面， 冷的呼吸气体的。
22、输送系统包括 ： 适合输送冷的呼吸气体混 合物的呼吸面罩， 和位于该呼吸面罩的远端附近的注射装置。 在另一方面， 该注射装置被配 置为释放流体以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻雾。 0009 本发明的另外方面提供治疗处理系统， 其包括 ： 适合将冷的呼吸气体混合物输送 给患者的输送装置， 和位于该输送装置的远端附近的注射装置， 该注射装置与液体源连接。 该处理系统还包括与输送装置和注射装置连接的控制系统。或者， 该控制系统适合控制注 射装置来将流体释放到冷的呼吸气体混合物中， 以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒 的冻雾。 0010 在此所述的任何方面， 冷的呼吸气体的输送系统可进一步包。
23、括控制系统， 以驱动 将来自注射装置的流体注射到冷的呼吸气体混合物中。另外， 在患者呼吸循环的吸入部分 说 明 书 CN 102271741 A CN 102271750 A2/9 页 8 期间， 流体的分配应与呼吸气体混合物向患者的流动同步。该控制系统可接收传感器的输 入， 该输入在吸入要发生时、 吸入发生时和 / 或吸入完成时做出指示。可以使用一种或多种 传感器， 这些传感器可包括压力传感器或流量传感器。控制系统和传感器还可采用任何已 知的测量患者体温的方式来记录和监测患者的体温， 该方式如口腔、 尿道、 皮肤、 IR 或直肠 探针。控制系统可使用测量的温度和压力 / 流量传感器作为反馈，。
24、 以根据患者的所需温度 来调节呼吸气体混合物的温度、 流体的温度、 输送给患者的呼吸气体混合物的速率和体积， 和通过注射装置注射到呼吸气体混合物的流体的体积。 0011 本发明的另一方面提供一种治疗患者的方法， 该方法是通过将冷的呼吸气体混合 物输送到患者的靶组织， 并将流体注射到该靶组织处或附近的冷的呼吸气体混合物中， 以 在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻雾。 靶组织可以是患者的鼻道、 患者的肺、 患者 的口腔和鼻道、 患者的咽喉、 患者的气管或上述靶组织位点的任意组合。 0012 在此所述的任何方面， 还提供将药物注射到冷的呼吸气体混合物中或与冷的呼吸 气体混合物混合。一方面， 该药。
25、物是麻醉药。在另一实施方式中， 冷的呼吸气体混合物被直 接输送到患者的靶组织， 并与治疗药结合来直接治疗该靶组织。麻醉药或治疗药可被添加 到冷的呼吸气体混合物和被输送至患者窦道的混合物中。 可选择药物来治疗使用窦道的患 者的病症。病症可以是周期性偏头痛。病症可经由窦道诱导治疗性降温。 0013 另外， 药物也可在呼吸气体源处或利用单独的喷雾器等被添加到气体混合物中。 也可添加药物， 如支气管扩张药、 局部 ( 吸入性 ) 血管扩张药， 或为了更好的热传递增加流 入肺部的血流和预防支气管收缩的任何其他药物。 另外地或可替代地， 鼓励排汗的药物、 外 周血管扩张药和减少或消除颤抖的药物也可与冷的呼。
26、吸气体混合物一起输送。另外， 麻醉 药可被添加到呼吸气体混合物中， 或直接给药于患者， 以减少或消除靶区域内可与吸入冷 的呼吸气体混合物有关的疼痛。抗颤抖剂和 / 或抗体温调节应答剂可给药于患者以帮助达 到需要程度的低温。可替代地或另外地， 外部加热 ( 例如暖空气毯或电热毯 ) 可用于减缓 颤抖， 而同时保持内部的低温。局部加热患者身体的选择区域可用于控制颤抖和 / 或调节 身体的体温调节应答。 0014 本发明的另一方面， 提供一种治疗方法， 该方法通过形成呼吸气体混合物 ； 冷却呼 吸气体混合物 ； 输送冷却的呼吸气体混合物到患者的靶组织 ； 以及将流体注射到靶组织处 或其附近的冷的呼吸。
27、气体混合物中， 以在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻雾来治 疗患者。 在本发明的该或其他方面， 系统可适合用于提供对呼吸气体混合物进行加压， 以及 该方法适合包括包括使用加压的呼吸气体混合物的一个或多个步骤。 还可控制气体混合物 的压力。加压气体混合物将进一步提高质量流量并因此提高传热速率。气体混合物应被加 压到已知对患者安全的程度(例如1.5-2个大气压)。 或者， 气体混合物的压力可以是脉冲 的， 即， 从高到低连续改变压力， 以有助于混合呼吸气体和提高传热速率。 0015 在另外的实施方式中， 形成步骤还包括由包含氧气和高热容气体的气体混合物形 成呼吸气体混合物。呼吸气体混合物可由包。
28、含氧气和氦气的气体混合物、 包含氧气和二氧 化碳的气体混合物、 包含六氟化硫的气体混合物或任何上述气体混合物的组合形成。 0016 在另一方面， 呼吸气体混合物可以是空气， 或包含氧气(约20浓度或更高)和为 了更有效的热交换的高热容 (Cp) 气体的专用气体混合物。混合物可以是常规的或纯净的 空气， 或具有较高浓度的氧气 (20-100 ) 的空气。可选择的气体混合物可以是氧气和氦 说 明 书 CN 102271741 A CN 102271750 A3/9 页 9 气， 如HELIOX， 其包含20氧气和80氦气。 因为氦的比热容比空气的比热容高得多， 因此 这种混合物可提高热流速率并能够。
29、以更有效的方式降低患者的温度。在另一实施方式中， 气体混合物可包含六氟化硫 SF6， 其是比热容比空气高得多的密度大的无毒气体。另外， 二 氧化碳 (CO2) 可加到气体混合物中以有助于调节患者的呼吸速率。氮氧化物也可加到呼吸 气体混合物 103 中。任选地可使用上面列举的气体混合物和吸入安全的生物相容性气体的 其他组合。 0017 在本发明的任何方面， 使用流体注射器、 水注射器、 空气 - 水喷枪 (air-water airbrush)、 喷嘴喷雾器 (nozzle atomizer)、 振动瓶、 微流体装置、 喷射冲击装置 (jet impact device)、 超声波雾滴喷嘴 (u。
30、ltrasonic droplet nozzle)、 蒸汽进料器、 削冰器、 超 声波喷雾器喷嘴、 旋流式喷嘴(swirl jet nozzle)、 冲击栓喷嘴(impaction pin nozzle)、 碰撞喷射喷嘴 (colliding jets nozzle)、 MEMS 喷嘴阵列雾化发生器、 电喷喷嘴、 加热的 毛细管、 内混合式喷嘴和外混合式喷嘴中的一个或组合来进行向冷的呼吸气体混合物的注 射。 附图说明 0018 本发明的新特征特别描述在所附权利要求书中。 通过参考下面给出了采用本发明 原理的说明性实施方式的具体描述和附图将会更好地理解本发明的特征和优势， 附图为 ： 0019 。
31、图 1 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的系统的示意图。 0020 图 1B 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的系统的另一个实施方式。 0021 图 1C 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的系统的又一个实施方式。 0022 图 2A-2G 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的注射装置多种实施方式。 0023 图 3A-3C 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的系统的又一个实施方式。 0024 图 4A-4B 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的系统的又一个实施方式。 0025 图 5A-5B 说明用于将细冰颗粒的冻雾输送给患者的系统的又一个实施方式。 具体实施方式 0026 以下的描述和。
32、附图说明了某些具体内容， 用于了解本发明的多种实施方式。一些 已知细节、 相关电子组件和装置未在以下内容中说明， 以避免不必要地混淆本发明的多种 实施方式。 此外， 本领域技术人员将理解， 他们在没有以下描述的内容中的一部分或多部分 的情况下可以实施其他实施方式。最后， 尽管参照以下公开的步骤和顺序描述了多种处理 过程， 说明书仅用于提供本发明的具体实施方式的清楚实施方式， 且步骤和步骤的顺序不 应认为是实施本发明所必需的。 0027 在此描述的系统用于在冷的呼吸气体混合物中生成冷冻冰颗粒的细雾， 并将冷的 呼吸气体混合物输送到患者的靶组织。在此所用的术语 “冰” 应理解为包括例如通过冷却 经。
33、历了从蒸汽或液态到固态的相变的任何物质。在一实施方式中， 冷的呼吸气体混合物和 冰颗粒的细冻雾被输送到患者的呼吸道并最后到肺部， 以诱导患者的治疗性降温。当暴露 于冷的呼吸气体混合物时， 肺部血液的温度将会降低， 从而降低心脏组织的温度。 冷的血液 可继续流向冠状动脉， 在那里将继续降低组织的温度。 在心肌梗塞的情形， 这种冷的血液直 接流入冠状动脉的效果是特别有利的。 该血液还可从左心流到全身， 以如期望地改变体温。 说 明 书 CN 102271741 A CN 102271750 A4/9 页 10 在中风的情形， 一部分冷的血液将流向脑部、 冷却组织并减少脑部的代谢和氧消耗， 以减小 。
34、对脑部的局部缺血的损害。一旦达到治疗性降温， 可通过调节输送的冰颗粒的量来调节传 热速率， 并可调节呼吸混合物的温度以达到并维持期望的体温。 0028 在另一实施方式中， 冷的呼吸气体混合物被直接输送到患者的靶组织， 并可与治 疗药物联合来直接治疗靶组织。 例如， 麻醉药可被添加到冷的呼吸气体混合物中， 且混合物 可被输送到患者的窦道， 以例如治疗偏头痛且通过窦道还诱导治疗性降温。 0029 在此描述的系统被设计为便携式和紧凑型的， 以便于由多种医务人员如救护车上 的护理人员或急诊医士、 医院外医护团队、 急诊室医护团队或在该治疗是必需的任何其他 场所容易地施用给患者。该系统的优点包括易于操作。
35、和通过最少的训练即能操作。从而在 心脏病发作、 中风或其他事件后比只能在急诊室或导管插入实验室(cath lab)进行的其他 更创伤性的方法更快地开始对患者治疗。 已显示对这些病症的快速处理通过减少感染组织 中的局部缺血的损害和坏死来改善患者的结果。 0030 在此描述的系统通常包括输送装置和注射装置。输送装置具有插入患者呼吸道 的大小以及可以是气管内导管、 口咽通气管 (oropharyngeal airway， OPA)、 喉罩式通气管 (laryngeal mask airway， LMA)、 鼻插管或鼻咽通气管 (nasopharyngeal airway， NPA)、 呼 吸面罩或其。
36、他相关医疗用具。尽管可用典型的呼吸面罩， 但不允许冷的呼吸气体混合物与 患者的颊、 唇、 牙等接触的略微改进的形式更令人满意。 例如， 改进的呼吸面罩可包括短管， 如 1-2长度， 其延伸到嘴中并与鄂或唇的柔和咬合动作或自然闭合张力处于合适的位置。 所用输送装置的类型可取决于有意使用该系统的个人。 例如， 仅为高级训练的医护人员， 如 医生和医师助理可有资格把气管内导管插入患者。所以， 使用气管内导管类型的输送装置 的系统可局限于医院设备。但是， 设计为由急诊医生或救护车护理人员使用的系统可以使 用呼吸面罩或鼻插管作为输送装置。 通常， 该系统可使用许多类型的输送装置， 以根据那些 施治的资格。
37、和场所向患者提供治疗性降温和 / 或治疗患者的靶组织。 0031 该系统可利用多种方法在患者中产生细冰颗粒的冻雾。 这可包括几种类型的流体 注射器、 削冰器、 压力喷嘴等， 以将流体的细雾扩散到由输送装置携载的冷的呼吸气体混合 物中。当流体的细雾与冷的呼吸气体混合物接触时， 形成冰颗粒的冻雾并被运送给患者。 0032 该系统还包括与输送装置和注射装置一起使用的流体源、 呼吸气体混合物源、 控 制系统、 温度和压力传感器、 泵和机械呼吸机 / 呼吸器。这些系统部件可一起工作来控制冷 的呼吸气体混合物和冷冻冰颗粒的细雾向患者的输送。 0033 添加到呼吸气体混合物中的冰颗粒的量优选为每小时 0 到。
38、 5 升 ( 测量为经注射生 成冻雾的流体体积)。 目前认为每小时0.25到1升的流速足以在成年人患者中快速达到降 温。 由于融化潜热(实现水到冰的相变所需要的热)， 引入的呼吸气体可能需要冷却到明显 低于冰点的温度以达到液滴的有效冷冻。任选地， 流体注射可与呼吸气体的脉动流同步。 0034 冻雾可被呼吸气体带入患者的肺部。冰颗粒可在患者的肺部内融化， 提供高速传 热， 用于冷却肺部和流过肺部的血液。 由于冰颗粒融化所提供的高传热速率， 不需要极低的 温度来有效冷却患者， 由此降低对患者肺部的冻伤风险。 在已经完成保护性降温后， 该系统 可用于将患者复温到正常体温。例如， 该系统可用于在高于体。
39、温但低于致使患者损伤或不 适的阈值以下的温度， 优选 37-52， 给患者注射水。 0035 患者可容易地忍受由冰颗粒融化在肺部内形成的流体的量。 具有良好肺功能的成 说 明 书 CN 102271741 A CN 102271750 A5/9 页 11 年人可通过正常过程容易地从肺部每小时清除 1 升的流体。因此每小时 0.25-1 升的冰颗 粒的流速可容易地被忍受延续几个小时。更高的冰颗粒流速， 最多到每小时 5 升， 可在短时 间内被忍受。如果需要， 正压通气可用于帮助促使肺通道中的流体进入周围组织并从那里 进入血流中。 另外， 如果需要， 可将利尿剂或治疗肺水肿的其他药物施用给患者以帮。
40、助除去 过多的水。 0036 现将通过参考附图来描述本发明。图 1A 说明冷的气体的输送系统 100， 其包括输 送装置 102、 注射装置 104、 控制系统 106、 呼吸气体源 108 和流体源 110。系统 100 可适合 插入患者的呼吸道， 如口、 鼻、 咽喉或肺部， 用于治疗患者体内的靶组织以及可用于诱导治 疗性降温来治疗多种病症， 包括急性心肌梗塞、 偏头痛和突发中风。 0037 图 1A 示意说明输送装置 102 的远端区域， 该装置适合将呼吸气体混合物 103 输送 到患者体内的靶组织， 特别是患者的呼吸道， 如肺、 鼻道、 窦道、 咽喉 / 气管或口腔。输送装 置 102 。
41、可以是气管内导管、 口咽通气管 (OPA)、 喉罩式通气管 (LMA)、 鼻插管或鼻咽通气管 (NPA)或其他相关医疗装置。 尽管在图1A中输送装置102显示为导管或插管类型的呼吸气 体输送装置， 但还可以是适合口腔和 / 或鼻的呼吸面罩。输送装置 102 与呼吸气体源 108 连接， 该呼吸气体源适合通过输送装置提供和输送冷的呼吸气体混合物并离开出口 107 进 入患者的靶组织。任选地， 气体源可以连接到机械呼吸机 / 呼吸器 109， 特别是对于不能自 主呼吸的患者。 0038 气体混合物 103 可利用任何已知的冷却方法冷却。这些冷却方法可合并到气体源 108 或可以是单独的系统部件。例。
42、如， 热交换器、 电冷却器、 加压、 制冷等可用于系统 100 以 冷却气体。热交换器可使用制冷循环、 可逆热泵、 热电加热器 / 冷却器、 干冰、 液氮或其他致 冷剂或其他已知的加热器 / 冷却器以达到需要的温度。同样地， 气体源 108 可浸没在冷液 浴中， 如防冻剂/水浴或液氮浴中。 气体混合物103可冷却到非常低的温度， 如低到-100 的温度。 由于可流过输送装置102的气体混合物的温度低， 有必要使输送装置102绝缘。 这 可通过任何本领域已知的绝缘方法实现， 如纤维玻璃、 泡沫或通过利用真空双壁室。 0039 气体混合物 103 可以是空气， 或包含氧气 ( 约 20浓度或更高 。
43、) 和为了更有效 的热交换的高热容 (Cp) 气体的专用气体混合物。混合物可以是常规的或纯净的空气， 或 含有较高浓度的氧气 (20 到 100 ) 的空气。可选择的气体混合物可以是氧气和氦气， 如 HELIOX， 其包含 20氧气和 80氦气。因为氦的比热容比空气的比热容高得多， 因此这种 混合物可提高热流速率并能够以更有效的方式降低患者的温度。在另一实施方式中， 气体 混合物可包含六氟化硫 SF6， 其是比热容比空气高得多的密度大的无毒气体。另外， 二氧化 碳 (CO2) 可加到气体混合物中以有助于调节患者的呼吸速率。氮氧化物也可加到呼吸气体 混合物 103 中。任选地可使用上面列举的气体。
44、混合物和吸入安全的生物相容性气体的其他 组合。 0040 气体混合物的压力也可被控制。 对气体混合物加压将进一步提高质量流量并因此 提高传热速率。气体混合物应加压到已知对于患者安全的程度 ( 例如 1.5-2 个大气压 )。 或者， 气体混合物的压力可以是脉冲的， 即， 从高到低连续改变压力， 以有助于混合呼吸气 体和提高传热速率。 0041 也可将药物在呼吸气体源 108 处或通过使用单独的喷雾器等被添加到气体混合 物 103 中。药物， 例如支气管扩张药、 局部 ( 吸入性 ) 血管扩张药， 或为了更好的热传递增 说 明 书 CN 102271741 A CN 102271750 A6/9。
45、 页 12 加流入肺部的血流和预防由于冷的呼吸混合物的支气管收缩的任何其他药物。此外， 鼓励 排汗的药物、 外周血管扩张药和减少或消除颤抖的药物也可与冷的呼吸气体混合物一起输 送。另外， 麻醉药可被添加到呼吸气体混合物中， 或直接给药于患者， 以减少或消除靶区域 内可与吸入冷的呼吸气体混合物有关的疼痛。抗颤抖剂和 / 或抗体温调节应答剂可给药于 患者以帮助达到需要程度的温度降低。可替代地或另外地， 外部加热 ( 例如暖空气毯或电 热毯 ) 可用于减缓颤抖， 而同时保持内部的降温。局部加热患者身体的选择区域可用于控 制颤抖和 / 或 “欺骗” 身体的体温调节应答。 0042 系统100还包括注射。
46、装置104， 其被配置为向冷的呼吸气体混合物103注射流体以 在冷的呼吸气体混合物中形成细冰颗粒的冻雾 101。注射装置 104 优选在输送装置 102 的 远端或出口 107 处或附近。设置注射装置靠近输送装置的出口使得系统 100 将冰颗粒的冻 雾直接输送到患者的靶组织的能力最大化， 同时使得离开装置并与靶组织接触的颗粒的百 分数最大化。相反， 在出口的任何上游位置将流体引入呼吸气体混合物可导致冰颗粒粘附 到输送装置的内壁并引起系统堵塞或闭合， 减少最后到达治疗的患者的靶组织的冰颗粒数 量或引起系统全部失灵。即使在尽可能接近患者的靶组织处形成冰颗粒的冻雾， 仍可能有 一些冰在系统内形成。因。
47、此， 有可能需要清除系统内的冰。这可通过多种机械方式完成， 包 括削冰器、 擦拭器、 刷子， 通过在低频、 声频、 超声波频率的振动， 或通过施加热， 通过直接加 热装置或周期性地使热的呼吸气体混合物流入该装置以融化任何积聚物。 0043 注射装置 104 可通过流体管路 105 连接到流体源 110。流体源将优选包含标准盐 水溶液(0.9NaCl)或任何其他需要的溶液， 使得其与患者的血液是等渗的。 作为选择， 可 使用淡水， 例如蒸馏水。如果使用淡水， NaCl 可加到呼吸混合物中， 或可口服或通过其他途 径施用给患者以维持等渗的浓度。 流体源可维持在高于呼吸气体混合物的压力下以有助于 雾。
48、的形成。理想的是使用水或盐水以外的液体以形成细冰颗粒的冻雾。因此， 在此所用的 术语 “细冰颗粒的冻雾” 应不限于冷冻的水或盐水， 而应理解为包括任何经历从蒸汽或液体 到固态的相变的物质。 0044 图 1A 中， 注射装置 104 和流体管路 105 位于输送装置的外部直到注射装置与输送 装置连接的位置。 在将流体注射到呼吸气体混合物以帮助当流体释放到冷的呼吸气体混合 物中时形成细冰颗粒之前， 将流体源 105 中的流体预先冷却到接近冷冻的温度可能是有帮 助的。可包括另外的用于此目的的热交换器。作为选择， 注射装置 104 和流体管路 105 可 位于输送装置内， 如图 1B 所示， 以提供。
49、更紧凑的系统。当流体管路位于输送装置内时， 可能 需要加热流体管路以防止流体在流体管路内冷冻， 因为包围流体管路的冷的呼吸气体混合 物可达到 -100的低温。这种加热可通过用电阻丝卷包裹流体管路来完成， 如图 1A-1B 所 示。其他加热实施方式可例如包括在流体源 110 中加热流体。加热的量应尽可能小， 以避 免不利地加热呼吸气体混合物和避免抑制该系统 100 能够在呼吸气体混合物中形成细冰 颗粒的冻雾。 0045 注射装置 104 可包括适合将流体注射到冷的呼吸气体混合物中的多种装置。例 如， 注射装置 104 可以是水注射器、 喷雾瓶 / 喷嘴喷雾器、 振动瓶、 微流体注射器、 喷射冲 击喷嘴、 超声波喷嘴、 蒸汽进料器、 超声波喷雾器、 旋流式喷嘴、 冲击栓喷嘴、 碰撞喷射喷嘴、 MEMS 喷嘴阵列雾化发生器、 电喷雾器喷嘴、 加热的毛细管、 内混合式喷嘴、 外混合式喷嘴或 本领域已知的其他适合的喷射器。代替使用注射装置， 也可通过空气 - 水喷枪 ( 即文丘里 说 明 书 CN 102271741 A CN 102271750 A7/9 页 13 管 ) 或削冰。