[发明专利]用于治疗性应用热能的方法和装置

说明书

发明领域

本申请一般而言涉及哺乳动物体温调节的治疗性操作。

发明背景

哺乳动物的体温通常通过自主调节系统紧密地控制，该系统在本文中被称作体温调节系统。该调节系统的主要效应物是到达特定皮肤区域的血流量，来自身体核心的热量在该区域可被散逸到环境中。通常地，当身体和/或环境温度高时，某些血管的膨胀有利于高血流量到达这些表面，并且随着环境和/或身体温度下降，血管收缩减少到达这些表面的血流量并且使损失至环境的热量最小化。

身体靶向部分比如四肢中的血管舒张的战略性诱导可以在身体的远端区域中发挥积极的治疗益处。例如，控制经过皮肤的传热可以响应地改变哺乳动物身体的核心温度。遗憾的是，已知人体精确的体温调节能力以保持温度体内稳定或正常体温，可能难以将这种变化诱导至足够的用于治疗的程度。

将热量和低于大气压的(负)压力施加至低体温个体的皮肤，可以实现身体核心温度的升高(参见，例如，Grahn等人“Recovery from mild hypothermia can be accelerated by mechanically distending blood vessels in the hand,”J.Appl Physiol.(1998)85(5):1643-8)。也已经描述了用于冷却皮肤的其它治疗性应用；例如，在Grahn的美国专利号7,182,776中描述的癌症治疗。然而，并未论证如下治疗性应用：在核心体温达到正常体温之后或处于正常体温时，将热量连续地施加至皮肤以增加微血管循环，以便治疗症状可包括疼痛和炎症的病症。

Hamilton的美国专利号7,160,316描述了使用附肢腔室(appendage chamber)调节身体核心温度的装置和方法，该附肢腔室具有热交换元件并且配置用于保持真空条件。附肢腔室包括用于将人的手固定在热交换元件上的箍(strap)。实践中，这种箍不适应不同大小的手：在小手上箍可能过于宽松，并且由于手掌过于强烈地挤压在热交换元件上，可能造成大手的手掌中动静脉吻合血管区的血管收缩。此外，附肢腔室包括配置用于将附肢密封在附肢腔室内的手部密封(hand seal)。这种手部密封可能引起泄露，并且不提供用于保持附肢腔室中真空的适当特征。

Kane的美国专利号6,846,322描述了使用附肢腔室调节身体核心温度的装置和方法，该附肢腔室配置用于保持真空条件。该附肢腔室包括放置在附肢腔室上部中的第一柔性组件和第一能量组件，以及放置在附肢腔室下部中的第二柔性组件和第二能量组件。第一柔性组件配置用于增强第一能量组件与置于附肢腔室内的附肢上部之间的表面接触，而第二柔性组件配置用于增强第二能量组件与附肢下部之间的表面接触。Kane中描述的系统具有许多缺点，包括使用多个元件用于将热能传递至附肢，从而增加了制造成本和复杂性，并且提供了多重故障模式。

鉴于先前已知系统的上述缺点，期望的是提供耐用的和经济的系统用于实现全身加热，以增加全身循环。

发明内容

本发明通过提供包括附肢腔室、热交换组件、压力平台、管状套筒、真空源、加热或冷却源和可编程控制器的装置，克服先前已知装置的缺点。该附肢腔室可配置用于容纳人手，并且具有上部和下部以及具备边缘的附肢开口。热交换组件可放置在下部内，并且可配置用于接触手的手掌。压力平台可放置在热交换组件下，并且可配置用于测量手对热交换组件的压力。管状套筒可以具有第一和第二开口末端，并且配置用于容纳人手臂。第一和第二末端中的一个可放置在边缘上。真空源可连接到附肢腔室，以便当手放置在附肢腔室内时保持手部的血管舒张，并且加热或冷却源可连接到热交换组件。可编程控制器可配置用于监控用压力平台测量的压力，以便控制对附肢腔室的真空施加，并且控制热交换组件的加热或冷却，从而响应于预选的治疗方案实现加热或冷却。

所述装置可进一步包括可充气气囊，其放置在上部内并且配置用于选择性地以足以提供良好的传热的力将手靠在热交换组件上，而不引起血管收缩。可编程控制器可进一步配置用于使可充气气囊充气至预选的压力。

该装置可配置用于加热或冷却正常温度的人，例如具有正常体温的人，或者低于正常体温或高于正常体温的人。该装置可以用足以增加全身循环例如微血管循环的温度和持续时间加热或冷却附肢。根据本发明的一个方面，这种增加的全身流动可诱导血流量在其它身体区域中的重新分配。例如，增加的全身流动可引起颅内流动的重新分配，其缓解与神经性疾病比如偏头痛相关的症状。