特許 6656259 低体温治療のために患者の中核体温を低下させるための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6656259

(24)【登録日】2020年2月6日

(45)【発行日】2020年3月4日

(54)【発明の名称】低体温治療のために患者の中核体温を低下させるための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   A61F 7/00 20060101AFI20200220BHJP

   A61F 7/10 20060101ALI20200220BHJP

【ＦＩ】

   A61F7/00 300

   A61F7/10 321

【請求項の数】19

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-540312(P2017-540312)

(86)(22)【出願日】2015年10月15日

(65)【公表番号】特表2017-531542(P2017-531542A)

(43)【公表日】2017年10月26日

(86)【国際出願番号】EP2015073918

(87)【国際公開番号】WO2016059173

(87)【国際公開日】20160421

【審査請求日】2018年8月13日

(31)【優先権主張番号】1451237-0

(32)【優先日】2014年10月15日

(33)【優先権主張国】SE

(31)【優先権主張番号】1451236-2

(32)【優先日】2014年10月15日

(33)【優先権主張国】SE

(73)【特許権者】

【識別番号】517132924

【氏名又は名称】ブレインクール アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100117444

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】ベルク，ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ストランド，クリスティアン

(72)【発明者】

【氏名】ヴァレイ，マルタン

【審査官】 佐藤 智弥

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５０６３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０４０６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

患者の中核体温を低下させるための非侵襲的な医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置（１０）の動作を制御するように構成された制御ユニット（１５）であって、
前記医療冷却装置の前記動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいており、前記制御ユニット（１５）が、
前記患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視することと、
前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、前記患者の震えの前記状態または程度に関する判断を行うことと、
前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータおよび前記患者の中核体温を上昇させるとする前記判断に基づき制御プロセスパラメータを適合させて、前記患者を震えが軽減された状態または震えのない状態にすることと、
前記適合された制御プロセスパラメータに従って前記医療冷却プロセスを再開することと、を行うように構成され、
前記少なくとも１つのプロセスパラメータの瞬間発現レベルと、基準発現レベルと、の少なくとも１つの相関に基づいて、前記患者が震えの状態にあるという判断が行われる、制御ユニット（１５）。

【請求項2】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータが、前記医療冷却装置（１０）から前記患者へ出る冷却流体の温度と、前記患者から前記医療冷却装置（１０）に戻る前記冷却流体の前記温度と、の温度差に関し、
温度差基準発現レベルより低い前記温度差が、前記患者が震えの状態にあることを示す、請求項１に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項3】

患者の中核体温を低下させるための非侵襲的な医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置（１０）の動作を制御するように構成された制御ユニット（１５）であって、
前記医療冷却装置の前記動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいており、前記制御ユニット（１５）が、
前記患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視することと、
前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、前記患者の震えの前記状態または程度に関する判断を行うことと、
前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータおよび前記患者の中核体温を上昇させるとする前記判断に基づき制御プロセスパラメータを適合させて、前記患者を震えが軽減された状態または震えのない状態にすることと、
前記適合された制御プロセスパラメータに従って前記医療冷却プロセスを再開することと、を行うように構成され、
前記少なくとも１つのプロセスパラメータの２つの連続する瞬間発現レベルと、基準発現レベルと、の少なくとも２つの連続する相関に基づいて、前記患者が震えの状態にあるという判断が行われる、制御ユニット（１５）。

【請求項4】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータが、前記医療冷却装置（１０）から前記患者へ出る冷却流体の温度と、前記患者から前記医療冷却装置（１０）に戻る前記冷却流体の前記温度と、の温度差に関し、
温度差基準発現レベルより低い２つの連続する温度差が、前記患者が震えの状態にあることを示す、請求項３に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項5】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータが、予め設定された患者温度を維持するために必要とされる前記医療冷却装置の瞬間エネルギー消費に関し、
基準発現レベルより高い前記医療冷却装置のエネルギー消費量の増加率が、前記患者が震えの状態にあることを示す、請求項３に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項6】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータが、前記医療冷却装置（１０）から前記患者へ出る冷却流体の温度と、前記患者から前記医療冷却装置（１０）に戻る前記冷却流体の前記温度と、の温度差に関する、請求項１，３および５のいずれかに記載の制御ユニット（１５）。

【請求項7】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータが、予め設定された患者温度を維持するために必要とされる前記医療冷却装置の瞬間エネルギー消費に関する、請求項１乃至６のいずれかに記載の制御ユニット（１５）。

【請求項8】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータの前記監視が、前記少なくとも１つのプロセスパラメータの瞬間発現レベルを測定することを含む、請求項１から請求項７のいずれかに記載の制御ユニット（１５）。

【請求項9】

少なくとも２つの瞬間発現レベルに基づいて変化率を導出するようにさらに構成されている、請求項８に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項10】

前記瞬間エネルギー消費が、熱力学の第１の法則に関する以下の式、

【数1】

を使用して計算され、
ここでＱはエネルギー、

【数2】

は供給ライン内の冷却流体の質量流量、ＣＰは一定圧力における比熱に関する前記冷却流体の定数、Ｔ１は前記医療冷却装置（１０）から出る冷却流体の温度、Ｔ２は前記医療冷却装置（１０）に戻る冷却流体の前記温度である、請求項５または７に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項11】

前記制御プロセスパラメータが、
前記冷却流体の流量、
前記医療冷却装置を出る前記冷却流体の温度、
前記医療冷却装置の冷却ユニットへの電力、または、
前記供給ラインへの前記冷却流体の流れを許容または制限する流量制御弁の動作状態およびタイミングスケジュールを含むグループから選択される、請求項２，４，６および１０のいずれか一項に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項12】

前記制御ユニットによって、前記患者が震えの状態にあると判断されたことに基づいて、前記制御プロセスパラメータが、
前記冷却流体の流量の減少、
前記医療冷却装置を出る前記冷却流体の温度の上昇、
前記医療冷却装置の前記冷却装置への電力の低下または制限、
前記流量制御弁を所定期間または前記所定期間を考慮して長期間オフ位置に設定すること
のいずれか１つに従って適合される、請求項１１に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項13】

前記患者が震えの状態にあるという前記判断に応答してアラーム信号を作動させるようにさらに構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項14】

前記冷却プロセスの現在の段階に応じて、監視される前記患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを選択するようにさらに構成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項15】

前記冷却プロセスの第１段階で監視される前記患者の震えの状態に関する前記少なくとも１つのプロセスパラメータが、前記冷却プロセスの第２段階で監視される前記患者の震えの状態に関する前記少なくとも１つのプロセスパラメータとは異なる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の制御ユニット（１５）。

【請求項16】

患者の身体部分を冷却することによって前記患者の前記中核体温を低下させるための非侵襲的な医療冷却プロセスを実施するための医療冷却装置（１０）であって、
冷却流体供給源（１１）と、
前記冷却流体供給源から前記患者に冷却流体の流れを供給するための供給ライン（１２）と、
前記患者からの冷却流体の前記流れを受け取る戻りライン（１４）と、
請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の制御ユニット（１５）と、を含む、医療冷却装置（１０）。

【請求項17】

当該医療冷却装置（１０）は、請求項１０または１１に記載の制御ユニット（１５）を含み、
前記供給ライン（１１）に一端が接続され、前記戻りライン（１４）に他端が接続された冷却流体分配装置（１３）をさらに備え、
前記冷却流体分配装置（１３）が、冷却すべき前記患者の前記身体部分を包囲するように構成された形状を有し、
前記患者の前記身体部分の前記冷却が、前記冷却流体分配装置（１３）内の前記冷却流体と冷却すべき前記患者の前記身体部分との間の伝導熱伝達手段によって支配される、請求項１６に記載の医療冷却装置（１０）。

【請求項18】

患者の身体部分を冷却することによって前記患者の中核体温を低下させるための非侵襲的な医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置（１０）の動作を制御ユニット（１５）が制御するための方法（２０）であって、
前記医療冷却装置の前記動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいており、
前記制御ユニット（１５）が、前記患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視すること（２１）と、
前記制御ユニット（１５）が、前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、前記患者の震えの前記状態または程度に関する判断を行うこと（２２）と、
前記制御ユニット（１５）が、前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータおよび前記患者の中核体温を上昇させるとする前記判断に基づいて、前記患者を震えが軽減された状態または震えのない状態にするように、制御プロセスパラメータを適合させる（２３）ことと、を含み、
前記少なくとも１つのプロセスパラメータの瞬間発現レベルと、基準発現レベルと、の少なくとも１つの相関に基づいて、前記患者が震えの状態にあるという判断が行われる、方法（２０）。

【請求項19】

患者の身体部分を冷却することによって前記患者の中核体温を低下させるための非侵襲的な医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置（１０）の動作を制御ユニット（１５）が制御するための方法（２０）であって、
前記医療冷却装置の前記動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいており、
前記制御ユニット（１５）が、前記患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視すること（２１）と、
前記制御ユニット（１５）が、前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、前記患者の震えの前記状態または程度に関する判断を行うこと（２２）と、
前記制御ユニット（１５）が、前記少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータおよび前記患者の中核体温を上昇させるとする前記判断に基づいて、前記患者を震えが軽減された状態または震えのない状態にするように、制御プロセスパラメータを適合させる（２３）ことと、を含み、
前記少なくとも１つのプロセスパラメータの２つの連続する瞬間発現レベルと、基準発現レベルと、の少なくとも２つの連続する相関に基づいて、前記患者が震えの状態にあるという判断が行われる、方法（２０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、患者の身体部分、特に患者の脳を非侵襲的に医療冷却することによって患者の中核体温を低下させる医療冷却装置および方法に関する。
相互出願の相互参照

【0002】

「患者の少なくとも２つの身体部分を冷却することによる低体温治療のための患者の中核体温を低下させるための装置および方法」と題する２０１５年１０月１５日に出願され、同時係属中の国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１５／０７３９１０と、２０１４年１０月１５日に出願されたＳＥ １４５１２３６−２からの優先権は、その全体が参照により組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

低体温治療のために中核体温を低下させるための人体の部分の医療冷却は、特定の条件下での人体の部分への悪影響を低減するのに有用なツールである。例えば、脳卒中に罹患した患者の脳を冷却するために医療冷却を使用することができる。脳の温度を低下させることにより、脳卒中中に適切な酸素供給を欠く脳の部分の組織損傷のリスクが低減される。医療冷却の別の用途は、望ましくない脱毛を避けるために、化学療法を受けている患者の頭皮を冷却することである。

【0004】

脳卒中の動物モデルでは、２４℃〜３４℃の目標温度が梗塞サイズを減少させるのに最も効果的である。しかし、３５℃の脳温度でも、梗塞容積を３０％減少させる。３２℃〜３４℃の温度に冷却するには、一般に、鎮静、機械換気および集中治療室への入院が必要である。ほとんどの国で集中治療ベッドの利用が限られているため、少数の急性脳卒中患者であっても、これらのレベルの治療は、実質的な実用的および運搬上の問題によって排除されている。３５．５℃または３５．０℃への温度低下は、急性虚血性脳卒中を伴う覚醒患者では、震えを治療するエクサペチジンと組み合わせて表面冷却によって実現可能で安全であることが示されている。深刻な外傷性脳損傷を有する患者の一部の研究は、３５℃〜３５．５℃の温度が、重度の外傷性脳損傷を有する患者を治療するのに最適な温度とみられることを示している。

【0005】

体温がある点を超えて低下する通常の状態、例えば、約３５℃では、身体は熱損失を取り戻すために震え始める。人によって、異なる温度で不随意の震えが始まることがある。さらに、不随意の震えの開始温度を低下させる医薬品もある。

【0006】

中核体温を低下させる改良された医療冷却装置が有利であろう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、上記の欠点の少なくとも１つを排除または軽減することであり、それは請求項１に記載の特徴を装置に割り当てることにより達成される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１の態様によって、患者の中核体温を低下させるための非侵襲的な医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置の動作を制御するように構成された制御ユニットが供給される。医療冷却装置の動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいている。制御ユニットは、患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視するように構成される。制御ユニットはさらに、少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、患者の震えの状態または程度に関する判断を行うように構成される。制御ユニットはさらに、少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータと、患者の中核体温を上昇させるという判断とに基づいて制御プロセスパラメータを適合させるように構成され、それにより患者を震えが軽減された状態または震えのない状態にする。さらに、制御ユニットは、適合された制御プロセスパラメータによって医療冷却プロセスを再開するように構成される。

【0009】

さらなる態様によって、患者の身体部分を冷却するための医療冷却プロセスを実施するための医療冷却装置が供給される。医療冷却装置は、冷却流体供給源と、冷却流体供給源から患者に冷却流体の流れを供給する供給ラインと、患者からの冷却流体の流れを受け取る戻りラインと、第１の態様の制御ユニットとを含む。

【0010】

さらなる態様によって、患者の身体部分を冷却するための医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置の動作を制御するための方法が供給される。医療冷却装置の動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいており、方法は、患者の震えの状態に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視することを含む。この方法はさらに、少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、患者の震えの状態または程度に関する判断を行うことを含む。さらに、この方法は、少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータと、患者を震えが軽減された状態または震えのない状態にするという判断とに基づいて、制御プロセスパラメータを適合させることを含む。さらに、この方法は、適合された制御プロセスパラメータによって医療冷却プロセスを再開することを含む。

【0011】

制御ユニット、医療冷却装置および方法は、低体温治療中の患者の中核体温を低下させるために使用されてもよい。

【0012】

上記の態様による制御ユニット、医療冷却装置および方法は、多くの利点を伴う。まず第一に、医療冷却プロセスに対抗するために震えの観点から患者が使用するエネルギーの無駄を低減または完全に排除することによって、医療冷却中の患者の負の影響を回避する。別の利点は、制御ユニット、医療冷却装置および方法を、年齢、体重、および震えの開始温度に影響を及ぼす他の要因に関係なく、あらゆる患者の震え状態を検出するために使用できることである。

【0013】

本発明を説明するために、図面を参照して本発明の多くの実施形態を以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態による医療冷却装置の概略図である。

【図2】一実施形態による方法を示す。

【図3】震えを考慮していない医療冷却装置の対象である患者の一般的な中核体温の外観を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の提案は、低体温治療の医療冷却プロセスに対する震えの影響を考慮することである。特に、提案は、医療冷却プロセス中の患者の震えの状態または程度に関する特定のパラメータを特定することである。特定された震えの状態に基づいて、医療冷却治療プロセスは、患者への利益および治療結果を最適化するように適合させてもよく、このようにして、冷却プロセスに対抗して作用する患者の悪影響が軽減される。したがって、適合された冷却処理プロセスの目的は、震えが検出される温度のすぐ上で患者の体温を維持することである。

【0016】

体温を上昇させることを目的とした患者の震えの活動は、患者の身体部分を冷却するための医療冷却プロセスの目的に反する。本発明の解決策は、これを考慮して医療冷却プロセスを最適化する。

【0017】

定義上、震えは、急迫な低体温に対抗するために代謝熱生成を大きく増加させる、不随意で振動性の筋肉活動である。強力な震えは、熱の生産を数倍増加させることがある。震えは、通常のケアで脳温度を測定する方法がない中で、３５℃以下の温度に対する生物学的防護措置として作用している。同時に、震えは、神経保護を得るのに十分な低さに脳温度が達するのを妨げる可能性がある。しかしながら、震えの閾値を低下させる薬理学的手段がある。例えば、ブスピロンおよびデクスメデトミジンの併用投与は、震えの閾値を３４℃に低下させることが示されている。

【0018】

一実施形態では、図１によれば、医療冷却装置１０が供給される。医療冷却装置１０は、冷却流体供給源１１（図１において点線で概略的に示す）を含む。医療冷却装置１０は、冷却流体供給源から患者に冷却流体の流れを供給するための供給ライン１２を含む。戻りライン１４は、冷却流体分配装置１３と冷却流体供給源との間に接続されている。供給ラインおよび戻りラインは、冷却回路の一部を形成し、チューブを含んでいてもよい。

【0019】

冷却回路は、供給される冷却流体を冷却すべき身体の身体部分の周りに分配する、着用可能な衣類のような、少なくとも１つの冷却流体分配装置１３をさらに備えていてもよい。少なくとも１つの分配装置は、冷却効率を改善するためのチャネルパターンを含んでいてもよい。冷却流体分配装置は、一端が供給ライン１２に接続され、他端が戻りライン１４に接続される。冷却流体分配装置１３は、好ましくは、冷却すべき患者の身体部分を包囲してしっかりと適合するように構成される形状を有する。したがって、患者の身体部分の冷却は、分配装置１３内の冷却流体と冷却すべき患者の身体部分との間の伝導熱伝達手段によって支配される。したがって、患者の身体部分の冷却は、好ましくは、冷却流体と冷却すべき患者の身体部分との間に直接の接触がないように、体外で行われる。

【0020】

冷却流体分配装置１３は非侵襲的である。通常、体外から中核体温を冷却するために、患者の皮膚に適用される。

【0021】

理想的には液体冷却分配装置は、好ましくは、良好な熱伝導特性および使用時の快適な適合性を示す材料で作られる。金属は非常に良好な熱伝導特性を有するが、身体部分に快適な適合をもたらすにはあまり適していない。一実施形態によれば、少なくとも１つの冷却流体分配装置は、金属よりも熱伝導特性は低いが非常に快適な適合を可能にするシリコン材料で作られる。

【0022】

材料のタイプに応じて、冷却流体供給源の冷却流体の温度を変更してもよい。例えば、分配装置がシリコン材料で作られているときの供給源中の冷却流体の温度は、−７℃のような、−９℃〜−６℃の間であってもよい。（シリコンと比較して）より良好な熱伝導特性を有する分配装置材料の場合、供給源中の冷却流体の温度は、−２℃などのように−６℃より高いか、４℃〜５℃などのようにより高い温度であってもよい。患者の状態のタイプに応じて、複数の分配装置を医療冷却装置に接続してもよい。各分配装置は、別個の冷却回路、すなわち別個の供給ラインおよび別個の戻りラインを使用して供給される。

【0023】

本発明は、供給源において−９℃〜−６℃の冷却流体温度に限定されないことを理解されたい。例えば冷却が連続的に実行される場合のような一部の用途について、冷却流体供給源における設定流体温度は、＋４℃などの＋３℃と＋６℃との間であってもよい。冷却流体供給源における高めの設定流体温度は、長期連続冷却中の凍結損傷の任意のリスクを軽減することができる。

【0024】

一実施形態では、１つの非侵襲的分配装置１３は患者の頭皮に接続されるように構成され、さらなる非侵襲的分配装置１３は患者の首領域に接続されるように構成され、さらなる別の非侵襲的分配装置は、鼠径部または腰部および腹部の筋肉と組み合わせた鼠径部などの大きな筋肉群を有する１つ以上の身体部分に接続されるように構成されている。このようなシステムは３つの別個の冷却回路を有し、それぞれが独立した供給ラインおよび戻りラインを有する。したがって、医療冷却装置は、別個の供給ラインへの接続のための３つの別個の出口と、別個の戻りラインへの接続のための３つの別個の入口とを有する。

【0025】

一実施形態では、医療冷却装置は半携帯可能であり、ソケットにアクセスすることなく冷却システムを２〜３時間稼動させるためのバッテリを含む。これにより、救命室（またはすでに救急車内）で冷却を開始し、例えば脳卒中の患者がソケットにアクセスできる病棟のベッドに配置されるまで病院内を移動する数時間の間冷却を継続することができる。

【0026】

冷却流体供給源１１は、冷却流体を所定の設定温度に冷却するための冷却ユニット（図示せず）と一体であってもよいし、これに接続されていてもよい。

【0027】

患者冷却回路内の冷却流体、すなわち、医療冷却装置から供給ライン、分配装置、戻りラインを通って医療冷却装置に戻る冷却流体は、グリコール系溶液または場合により水などの従来の冷却液体であってもよい。冷却ユニットが供給源内の冷却流体を冷却するために圧縮機を使用する場合、患者冷却回路から分離された圧縮機冷却回路は、従来の圧縮機冷媒を使用してもよい。

【0028】

医療冷却装置１０は、要求に応じて冷却回路内の冷却流体の流量を供給するための流れポンプをさらに備えてもよい。

【0029】

一実施形態では、流れポンプは定量流れポンプである。ここでは、１つ以上の流量制御弁を使用して流れを制御してもよい。

【0030】

一実施形態では、流量制御弁はオン／オフタイプであり、例えばソレノイドは流れポンプの下流に設けられている。オン位置では、冷却回路の流れは、流れポンプの定流量が供給ラインに供給されることを可能にする。オフ位置では、供給ラインに流れが供給されず、供給ラインと戻りラインとの間の冷却流体は静止している。制御ユニットに記憶される正確なタイミングスケジュールを使用することによって、平均流量が得られる。

【0031】

一実施形態では、流量制御弁は、弁の位置に応じて異なる流量を通過させるために、３つ以上の位置に設定され得る比例弁であってもよい。

【0032】

患者の身体部分の冷却効率に影響を及ぼす２つの主な要因は、流体流速と供給ライン１２を介して医療冷却装置を出る冷却流体の温度である。患者の身体部分の温度よりも低い温度の冷却流体の流量が増加すると、冷却速度がより速くなる。同様に、一定流量の場合、医療冷却装置から出る冷却流体の温度が低下すると、身体部分の冷却速度がより速くなる。

【0033】

医療冷却装置１０は、制御ユニット１５（図１において点線で概略的に示す）をさらに備える。

【0034】

制御ユニットは、流量制御弁を制御することによって、供給ライン内の正確な流れを可能にするように構成することができる。例えば、流量ポンプが６０００ｍｌ〜８０００ｍｌ／分の定流量を供給し、制御ユニットが２０００ｍｌ／分の流量の流量を供給ラインに供給するように構成されている場合、流量制御弁は、１分につき２０秒間オフ位置にある必要がある。例えば、タイミングスケジュールは、１分につき１０回、毎回２秒間流量制御弁をオフにするように規定することができる。あるいは、流量制御弁は、１分につき５回、毎回４秒間オフ位置にあってもよい。あるいは、制御弁は、１分につき１回、２０秒間オフに設定されてもよい。

【0035】

一実施形態では、オン／オフ弁のタイミングスケジュールは、予想される震え状態の開始の接近に応じて変更されてもよい。例えば、オン／オフ弁は、冷却流体が要求された冷却流体温度、例えば−７℃に低下するまで、および要求された冷却温度に達した後の所定期間開かれてもよく、その後、タイミングスケジュールによって管理される頻度／持続時間に従ってオン／オフ弁を閉じることによって流れが低減される。別の所定期間の後、所望により、閉鎖頻度／持続時間をさらに変更してもよい。

【0036】

プロセスパラメータの監視
制御ユニットは、患者の震えの状態または程度に関する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視するように構成される。制御ユニットは、プロセッサおよびメモリを備えているので、コンピュータ処理能力を有することができる。

【0037】

本発明の状況において、少なくとも１つのプロセスパラメータは、ポンプの流量、供給ライン流体温度、戻りライン流体温度、供給ライン流体温度と戻りライン流体温度との温度差、冷却流体供給源の瞬間および／または要求冷却流体温度、または冷却流体供給源のエネルギー消費のうちの１つまたはこれらの組み合わせに関する。

【0038】

実際には、例えば、個々のプロセスパラメータの大きさまたは値の形の瞬間発現レベルは、例えば供給ライン１２、戻りライン１４、および／または冷却流体供給源の中または近傍に接続されている、少なくとも１つの温度センサを使用して測定することができる。

【0039】

流量計を使用して、供給ライン内の冷却流体流量を測定することができる。

【0040】

あるいは、オン／オフ弁および定量流れポンプが使用される場合、平均流量は、ポンプの定流量（例えば、２ｌ／分）および弁がオンおよびオフ状態にある期間それぞれに基づいて計算されてもよい。オン／オフ流量制御弁がオフに設定されている場合、冷却流体は冷却回路内で静止している可能性がある。これは、供給ラインと戻りラインとの間の温度が、分配装置によって体熱によって加熱されることを意味する。したがって、この場合、制御ユニットは、供給ライン、分配装置および戻りラインで静止中の冷却流体の容量が動き出してオン／オフ弁を再びオンにするまで、戻りライン温度の上昇を示す供給ライン温度および戻りライン温度からの温度指示を無視するように構成される。

【0041】

エネルギー消費は、例えば、冷却ユニットに直列に接続された電流計のような従来の電力消費測定装置等によって測定することができる。

【0042】

通常の場合、医療冷却処理は、例えば約２０℃の周囲温度に対応する冷却流体供給源内の冷却流体の温度で開始することができる。したがって、冷却ユニットを含む供給源は、冷却液を−９℃〜−６℃の設定要求温度まで冷却するために最初に最大の電力を必要とする。この間、エネルギー消費はそれ故に高くなる。したがって、制御ユニットは、冷却流体供給源の温度が設定要求温度に達すると、冷却ユニットのエネルギー消費を監視するように構成されてもよい。したがって、冷却ユニットのエネルギー消費を監視する際、制御ユニットは、震えの発生によるエネルギー消費の増加を決定するために、供給液体内の温度も監視する。

【0043】

一実施形態では、冷却流体供給源に２つの温度センサが設けられている。

【0044】

さらに、制御ユニットは、瞬間発現レベルをそのメモリに記憶して、少なくとも２つの瞬間発現レベルに基づいて、例えば一次導関数、二次導関数を含む変化率を導出するように構成することができる。

【0045】

一実施形態では、少なくとも１つのプロセスパラメータは、医療冷却装置１０から患者へ出る冷却流体の温度と、患者から医療冷却装置１０に戻る冷却流体の温度との間の瞬間温度差に関する。瞬間温度差が所定の閾値未満であることは、患者が震えの状態にあることを示すとみなすことができる。

【0046】

別の実施形態では、２つ以上の連続した瞬間温度差が所定の閾値未満であることは、患者が震えの状態にあることを示してもよい。

【0047】

一実施形態では、少なくとも１つのプロセスパラメータは、医療冷却装置１０から患者へ出る冷却流体の温度と、患者から医療冷却装置１０に戻る冷却流体の温度との間の温度差の比率に関する。出る冷却流体と戻る冷却流体との間の温度差がどんどん小さくなっていくのを示す２つ以上の連続して監視される比率は、患者が震えの状態にあることを示すとみなすことができる。

【0048】

一実施形態では、少なくとも１つのプロセスパラメータは、予め定められた患者温度を維持するために必要とされる医療冷却装置の瞬間エネルギー消費に関しており、閾値を超える瞬間エネルギー消費は、患者が震えの状態にあることを示すとみなされる。

【0049】

一実施形態では、少なくとも１つのプロセスパラメータは、予め設定された患者温度を維持するために必要とされる医療冷却装置のエネルギー消費率に関する。エネルギー消費率が所定の閾値を超えて増加することは、患者が震えの状態にあることを示すとみなされる。

【0050】

一実施形態では、冷却流体供給源の瞬間エネルギー消費またはエネルギー消費率は、熱力学の第１の法則に関する式、

【0051】

【数1】

を使用して計算され、
ここでＱはエネルギー、

【数2】

は供給ライン内の冷却流体の質量流量、ＣＰは一定圧力における冷却流体の比熱定数、Ｔ１は出る冷却流体の温度、Ｔ２は戻る冷却流体の温度である。したがって、冷却流体供給源のエネルギー消費を能動的に測定する代わりに、これを上記の式を使用して計算することができる。

【0052】

一実施形態では、少なくとも１つのプロセスパラメータは、医療冷却装置を出る冷却流体の流れに関する。

【0053】

判断プロセス
制御ユニットは、少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて、患者の震えの状態または程度に関する判断を行うように構成される。

【0054】

一実施形態では、医療冷却装置においてオン／オフ弁が使用される場合、制御ユニットは、供給ラインに流れがある場合に、震えを判断するようにのみ構成されている。したがって、流量制御弁がオフに設定されている場合、震えに関する判断は行われない。

【0055】

判断するために、制御ユニットは、少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータの大きさまたは値のような瞬間発現レベルを前記プロセスパラメータの基準と比較するように構成されてもよい。基準は、監視されたプロセスパラメータの予測される発現レベルに関していてもよい。あるいは、基準は、プロセスパラメータの予め設定された発現レベル閾値に関してもよい。

【0056】

代替的に、または瞬間発現レベルを比較することと組み合わせて、制御ユニットは、監視されたプロセスパラメータの瞬間発現レベルの第１または第２の導関数のような発現レベル率を、発現レベル基準率の形の基準と比較することができる。例えば、冷却ユニットのエネルギー消費の突然の加速度的な増加は、震えの開始の強力な指標であってもよい。震えの別の重要な指標は、戻り温度が上昇し始める、換言すれば戻りライン温度Ｔ２と供給ライン温度Ｔ１との間の差が増加し始める場合である。

【0057】

発現レベル基準率を基準として利用するために、制御ユニットは、少なくとも２つの連続する瞬間発現レベルに基づいて発現レベル率を導出するように構成されている。

【0058】

一実施形態では、発現レベルと基準発現レベルとの少なくとも１つの比較、または発現レベル率と発現レベル基準率との比較が震えの状態を示す限り、制御ユニットは、患者が震えの状態にあると判断するように構成されている。

【0059】

別の実施形態では、発現レベルまたは発現レベル率の観点からの少なくとも２つの比較が震えの状態を示す場合、制御ユニットは、患者が震えの状態にあると判断する必要がある。

【0060】

例１
以下の表において、制御ユニットが患者が震えの状態にあるという肯定的な判断を下すのに関連する情報の一例が示されている。簡略化のために、この例は、１つの分配装置のみを備える１つの冷却回路のみを指す。しかしながら、本明細書で定義される範囲内で、複数の冷却回路および／または複数の分配装置も可能である。この例では、流体供給源の流体温度は−７℃に設定されている。

【0061】

【表1】

【0062】

表に見られるように、最初の１００分間は、震えの兆候はない。１００分の冷却処置の後、患者の中核体温は３７℃から３５．５℃に低下し、戻り流れ温度は約−４．９℃で安定している。処置の開始から１２０分後に状況が変化した。戻り温度が−１℃に上昇し、消費電力が大幅に増加した。この情報に基づいて、制御ユニットは、患者が震えの状態にあると判断するように構成される。この例では、震えの状態は１４０分後も残っている。処置開始から１４０分後の震えの第２の兆候は、震えの第１の兆候が正しいことも実証する。震えの肯定的な判断に基づいて、制御ユニットは、冷却回路内の流量を０．０３１ｋｇ／秒から０．０１５ｋｇ／秒に減少させるように構成される。処置開始から１６０分後には、消費電力が震えのないレベルに戻ったので、それ以上の震えの兆候はない。戻り温度は、冷却処置中、−２℃〜−１℃の間で比較的一定である一方で、流量は０．０１１〜０．０１５ｋｇ／秒の間で維持されるが、これは、消費電力が震えのないレベルにとどまるためである。これは、患者が震えが軽減した状態または震えのない状態に置かれ、それによって冷却処置中の患者による不必要なエネルギーの浪費を回避することを意味する。

【0063】

例２
震えは、冷却プロセスの段階に応じて異なる制御プロセスパラメータを監視することに基づいて検出することができる。図３に示すように、冷却プロセスは３つの主な段階に分割することができ、体温が正常から一定の低下した体温に低下する第１段階Ｓ１と、体温が一定の低下した中核体温で維持される第２段階Ｓ２と、体温が一定の低下した体温から正常な体温に戻る第３段階すなわち再加熱段階Ｓ３とである。図３に示す立体中核体温曲線は、一般に、一般的な低体温治療冷却プロセスの外観を表す。点線で示す基準曲線は、医療冷却装置の目標温度として使用される。一般に知られているシステムでは、医療冷却装置は、第１段階Ｓ１中の時間１と３との間の３５度をちょうど上回る平坦な中核体温曲線によって示されるように、発生する震えにかかわらず、基準温度まで温度を低下させるように作用する。

【0064】

上記のように、第１段階は、冷却プロセスが開始されて体温が一定レベルまで冷却される段階に関連していてもよい。第１段階において、監視された制御プロセスパラメータは、経時的な体温であってもよい。第１段階における震えの状態または程度に関する判断は、経時的な体温を表す体温曲線と予想される基準曲線との比較に基づいて行ってもよい。特に、前記２つの曲線の導関数を比較してもよい。体温曲線の導関数が期待される基準曲線の導関数とある程度異なる場合、震えの状態が検出されている。最初に震えが発生したときに体温低下速度が減少する傾向があるので、このようにして震えの状態を検出することができる。

【0065】

震えの状態であると判断されると、冷却プロセスの第２段階が開始される。冷却プロセスの第２段階の間、体温は、震え温度に近い温度で維持される。この段階では、患者から引き出されるエネルギーを計算することによって、震えの状態または程度を決定することができる。換言すれば、第２段階において、制御ユニットは、震えの状態または程度を検出するために、冷却流体供給源のエネルギー消費量またはその流量を監視してもよい。体温を上昇させる震えを相殺するために、より多くの冷却流体供給源が液体を冷却する必要があるので、エネルギー消費量が増加することは、震えの状態を示している。したがって、第２段階では、体温自体は震えの状態とは関係ないので、体温を監視する必要はなくてもよい。

【0066】

第１段階と同様に、体温曲線を監視し、それを期待される基準曲線と比較することによって、第３段階、すなわち再加熱段階中に震えを検出することができる。したがって、震えが発生したときに体温上昇速度が上昇する傾向があるため、第３段階で震えの状態が検出されることがある。

【0067】

制御プロセスパラメータの適合
患者が震えの状態にあるという判断に基づいて、制御ユニット１５は、少なくとも１つの制御プロセスパラメータを適合させるように構成され、適合された制御プロセスパラメータに従って医療冷却プロセスを再開し、それによって、患者の震えの程度を軽減するか、または震えの状態を完全に回避する。

【0068】

震えの程度を軽減するか、または震えを完全に回避することの重要な側面は、震えがほとんどまたは全く検出されないレベルに体温を上昇させることである。これは、１つ以上の制御プロセスパラメータを適合させることによって達成されてもよい。

【0069】

低体温冷却装置の通常の慣例は、図３に示すように、患者が震えの状態にある場合に直ちに冷却力を上げることである。震えが検出されたとき、システムは患者の中核体温を例えば１時間で０．５℃上昇させることができるので、本発明は慣例とは反対のことを行う。これにより、患者の震えに伴う痛みが最小限に抑えられる。

【0070】

制御プロセスパラメータは、
ポンプの流量、
冷却流体供給源の要求される冷却流体温度、
冷却流体供給源に供給される電力の制限、供給ラインへの冷却流体の流れを許容または制限する流量制御弁の動作状態およびタイミングのいずれか１つまたは組み合わせに関してしてもよい。

【0071】

一実施形態では、制御プロセスパラメータは、
冷却流体の流量を減少させる（例えば、流量を減少させるようにポンプに要求することによる）、
医療冷却装置を出る冷却流体の温度が上昇する、
医療冷却装置の冷却装置への電力が低減または制限される、
のいずれか１つに従って適合されてもよい。

【0072】

定量流れポンプおよび１つ以上のオン／オフ弁を使用して流れを制御する場合、制御ユニットは、冷却回路内の流れを変更するなどの、１つ以上のオン／オフ弁の動作状態に適合するように構成されてもよい。制御ユニットは、所定の期間と比較してオフ状態の持続時間を延長するなどのように、タイミングスケジュールに適合するようにさらに構成することができる。

【0073】

医療冷却装置を出る冷却流体の温度は、新たなより高い制御要求温度を冷却ユニットに設定することによって、制御ユニットによって適合させることができる。次いで、冷却ユニットは、供給源の新たな制御要求温度に従って冷却流体を加熱する。

【0074】

アラーム信号
一実施形態では、制御ユニット１５は、患者が震えの状態にあるという判断に応答してアラーム信号を作動させるようにさらに構成されている。アラーム信号は、医療冷却装置内の聴覚的、触覚的および／または視覚的アラームを起動してもよい。例えば、視覚的アラームは、医療冷却装置のディスプレイ装置上に表示されてもよい。聴覚的アラーム信号は、医療冷却装置に設けられたオプションのスピーカを介して提示されてもよい。制御ユニットは、医療電気機器および医療電気システム（例えば、ＩＥＣ規格ＩＥＣ ６０６０１−１−８）におけるアラームシステムのためのガイダンスに従ってアラーム信号を供給するように構成されてもよい。

【0075】

代替的に、または組み合わせて、制御ユニットは、アラーム信号を外部装置、例えば携帯端末に送信して、患者が震えの状態にあることを医療従事者に遠隔で示すことができるように構成されてもよい。

【0076】

一実施形態では、図２によって、患者の身体部分を冷却するための医療冷却プロセスを実施する医療冷却装置１０の動作を制御するための方法が供給される。医療冷却装置１０の動作は、いくつかのプロセスパラメータに基づいている。この方法は、
患者の震えの状態に関連する少なくとも１つのプロセスパラメータを監視するステップ２１と、
少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータに基づいて患者の震えの状態または程度に関する判断を行うステップ２２と、
少なくとも１つの監視されたプロセスパラメータおよび判断に基づいて制御プロセスパラメータを適合させるステップ２３と、
適合された制御プロセスパラメータに従って医療冷却プロセスを再開するステップ２４と
を含む。

【0077】

適用範囲
特に重要な身体部分は患者の頭皮であり、ここでは分配装置はキャップまたはヘルメットのような形状であってもよい。頭皮の冷却は、急性脳卒中に罹患した患者の脳の温度を下げるだけでなく、化学療法を受けている患者の脱毛を減少させるために特に有効である。

【0078】

しかしながら、脳の冷却は、心停止後、新生児低酸素虚血、不眠症または外傷性脳損傷においても有利であり得る。

【0079】

本明細書に提示する実施形態による医療冷却装置、制御ユニット、および方法は、冷生理食塩水の注入またはパラセタモールなどの解熱薬による薬理学的冷却などの脳冷却のための他の方法と組み合わせて使用されてもよいことを理解されたい。虚血性脳卒中の場合、本明細書に提示する実施形態による医療冷却装置、制御ユニット、および方法は、脳灌流の再確立と併せて使用されてもよい。

【0080】

低下させた脳温度での低体温は、種々の脳損傷に対する強力な神経保護剤であることが示されている。最近、無作為化された交差研究により、頭皮冷却装置による前頭葉の冷却が不眠症を有意に減少させることが示された。

【0081】

通常のケアでは、最適な目標脳温度は３５．０℃〜３５．５℃と思われる。深部脳組織におけるこのような低温は、頭皮冷却のみでは達成できない。しかしながら、頸動脈上から頚部を冷却することにより、最適な脳温度に到達することが可能である。一部の実施形態による分配装置は、このような頸動脈上からの頚部の追加の冷却を含んでもよい。

【0082】

一実施形態では、頭皮シリコンキャップに加えて、温度センサを備えた別個のネックバンドが供給される。ネックバンドは、キャップと同じ冷却流体供給源からの液体冷却剤によって冷却される。

【0083】

脳冷却は、少なくとも脳の温度が３４℃以上であれば安全であることが示されている。

【0084】

脳冷却処置の持続時間は、３０分から２４時間以上の任意の時間であってもよい。脳卒中に適用する場合は、少なくとも７２時間までの治療期間が有利な結果をもたらすようである。しかしながら、患者の状態のタイプに応じて、１１日〜１４日またはそれ以上までの冷却処置を供給するという一部の提案がなされている。

【0085】

上記の実施形態の一部は、脳冷却が有利である脳卒中の適用に関連して記載されている。しかし、本発明の実施形態は、心停止の場合にも等しく有用であることに留意されたい。急激な心停止に罹患した患者にとって、低体温をもたらす体温制御および冷却処置は、命を救う介入となり得る。これは、酸素欠乏による組織の損傷を軽減するために患者の体温を低下させることを意味する。冷却処置を受けた心停止に罹患した患者は、より高い生存率を示し、脳損傷などの恒久的な傷害のリスクもより低い。心停止時の冷却処理はまた、それぞれが虚血に対して異なる感度を有する身体器官のすべてを保護する。例えば、筋肉組織は数時間にわたって虚血に対処することができるが、脳は数分以内でも大きな損傷を被る可能性がある。心停止に罹患した患者の冷却処置の間、体温をより低い温度に低下させることが有利であり得る。一実施形態によれば、分配装置には、それぞれが１つ以上の冷却回路に接続された１つ以上の衣類が供給されてもよい。心停止の場合、身体のより大きな部分が冷却されてもよいので、分配装置は、脚部、腹部領域、腕、頭皮および頸部のような身体のより大きな部分を覆ってもよい。一実施形態では、このような衣類には、衣類をつけたままの任意の心臓手術を容易にするように、心臓の位置に開口部を設けてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】