DE60023118T2

DE60023118T2 - Verbessertes kühl-/heizkissen und -system

Info

Publication number: DE60023118T2
Application number: DE60023118T
Authority: DE
Inventors: Allen Gary CARSON
Original assignee: Medivance Inc
Current assignee: Medivance Inc
Priority date: 1999-01-04
Filing date: 2000-01-03
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-01-04
Also published as: EP1158941A1; AU2222800A; EP1616543A2; US6645232B2; CA2356993C; US6620187B2; WO2000040185A1; EP1616543B1; US20030078640A1; EP1158941B1; EP1158941A4; CA2356993A1; US20030078639A1; EP1616543A3; US6375674B1; DE60023118D1; JP2002534160A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein medizinisches Kissen und ein damit im Zusammenhang stehendes System für das Kühlen und/oder Erwärmen eines Patienten über einen thermischen Kontaktaustauschpunkt. Die vorliegende Erfindung ist besonders für die Behandlung von Schlaganfall- und Schädeltraumapatienten geeignet.
Hintergrund der Erfindung
Medizinische Kissensysteme für systemisches Kühlen und/oder Wärmen von Patienten sind bekannt. In typischer Weise weisen diese Systeme ein Kissen auf, welches auf dem Patienten angeordnet wird. Zum Beispiel kann das Kissen auf dem Rumpf des Patienten angeordnet werden. Ein Fluid, wie zum Beispiel Wasser oder Luft, wird dann durch das Kissen umgewälzt. Thermische Energie wird zwischen dem Patienten und dem umgewälzten Fluid ausgetauscht, um den Patienten zu kühlen oder zu wärmen. Beispielsweise kann Wasser oder Luft bei einer geeigneten Temperatur unter der gewünschten Temperatur des Patienten durch das Kissen umgewälzt werden, um Wärme von dem Patienten zu absorbieren und dadurch eine systemische Kühlung zu erreichen.
Die therapeutische Benutzung von systemischem Kühlen für eine Vielzahl von Bedingungen wurde untersucht. Mit besonderem Interesse wurde kürzlich entdeckt, daß ein schnelles systemisches Kühlen von Schlaganfall- und Schädeltraumapatienten signifikante therapeutische Vorteile haben kann. Der Schlaganfall ist eine Hauptursache des Todes und neurologischer Gebrechen. Die jüngste Forschung schlägt vor, daß wenngleich Gehirnzellen eines am Schlaganfall Erkrankten ihre Funktionsfähigkeit verlieren können, die Zellen nicht notwendigerweise schnell absterben. Tatsächlich kann die Gehirnschädigung von einem Schlaganfall Stunden benötigen, um die maximale Wirkung zu erreichen. Die neurologische Schädigung kann begrenzt und das Ergebnis des am Schlaganfall Erkrankten verbessert werden, wenn eine neuro-protektive Therapie innerhalb dieses Zeitrahmens angewandt wird. Als Ergebnis von Fahrzeugunfällen, Stürzen und dergleichen leiden viele Leute an einer traumatischen Schädelverletzung (zum Beispiel Beeinträchtigung von Wahrnehmungsfähigkeiten oder körperlicher Funktionen). Derzeit glaubt man, daß Elemente bei der Entwicklung traumatischer Gehirnverletzung sich mit Elementen in der Entwicklung neurologischer Schädigung bei am Schlaganfall Erkrankten überlappen. Die verzögerte Sekundärverletzung auf dem Zellniveau nach der anfänglichen Schädelverletzung wird heute als entscheidender Faktor für den letztlichen Gewebeverlust angesehen, der nach einer Gehirnschädigung auftritt.
Eine neuro-protektive Therapie, die früh bei dem Behandlungsprozeß angewandt werden kann, um fortschreitende Zellschädigung zu stabilisieren und zu reduzieren, ist die Hypothermie. Studien haben gezeigt, daß die Behandlung mit subakuter Hypothermie, die als Erniedrigen der Kernkörpertemperatur um 2–3°C festgelegt ist, bei am Schlaganfall Erkrankten die Neuroprotektion verleiht und die neurologische Genesung beschleunigen und Ergebnisse verbessern kann, wenn sie 24 bis 27 Stunden lang in Fällen traumatischer Gehirnverletzung angewandt wird.
US-5,431,622 beschreibt eine thermische Verbandsvorrichtung für das gleichzeitige Verbinden und thermische Behandeln eines verletzten Körperbereichs. Die Vorrichtung weist ein Fluid absorbierendes Teil auf mit einer Wundkontaktfläche für das Absorbieren von Körperfluids, die von einer offenen Wunde produziert werden, und schließt Haltemittel ein neben dem Fluid absorbierenden Teil, mit dem sie auch verbunden sind, um ein thermisches Medium gegen das Fluid absorbierende Teil derart zu halten, daß Wärme zwischen dem thermischen Medium und der offenen Wunde durch thermisches Leiten durch das Fluid absorbierende Teil übertragen wird.
DE 196 27 245 A beschreibt eine exotherme Einrichtung, eine exotherme Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes medizinisches Kissen und ein mit diesem verwandtes System vorzusehen, die verwendet werden können, um die Temperatur eines Patientenkörpers schnell und genau zu senken.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten medizinischen Kissens und eines damit verwandten Systems, die verwendet werden können, um einen Patienten eine längere Zeit in einem Zustand subakuter Hypothermie zu halten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten medizinischen Kissens und eines mit diesem verwandten Systems, die verwendet werden können, um die Körpertemperatur eines Patienten auf kontrollierte Weise anzuheben.
Eine weitere andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten medizinischen Kissens, welches einen verbesserten bzw. erhöhten Grenzbereich mit der Haut eines Patienten erbringt.
Diese oder andere Aufgaben und Vorteile löst bzw. erreicht man durch verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein medizinisches Kissen vorgesehen für das Berühren und den Wärmeenergieaustausch mit einem Patienten, wobei das Kissen aufweist:
eine ein Fluid enthaltende Lage für die Aufnahme eines Wärmeaustauscherfluids mit der Eignung, mindestens Wärmeenergie zu absorbieren und/oder abzugeben;
einen Fluideinlaß und einen Fluidauslaß, wobei das Wärmeaustauscherfluid in der das Fluid enthaltenden Lage aus dem Fluideinlaß zu dem Fluidauslaß in Umlauf bringbar ist;
und eine Klebstoffoberfläche, die auf einer Hautkontaktseite der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist;
wobei das Kissen direkt dadurch an den Patienten anklebbar ist, daß die Klebstoffoberfläche mit der Haut des Patienten kontaktiert wird und Wärmeenergie über die Klebstoffoberfläche zwischen dem Patienten und dem Wärmeaustauscherfluid austauschbar ist, wenn das Kissen an den Patienten angeklebt wird. Das Wärmeaustauscherfluid kann eine Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) oder ein Gas sein.
Das Fluid kann dadurch umgewälzt werden, daß es in die das Fluid enthaltende Lage durch den Einlaß hineingezogen und aus der das Fluid enthaltenden Lage durch den Auslaß unter negativem Druck einer Pumpe herausgezogen wird, die abstromig von dem Auslaß angeschlossen ist. Die Fluid enthaltende Lage kann durch ein Paar von entsprechend bemessenen Abschnitten eines nicht porösen Materials festgelegt werden, welche längs ihrer Umfangskanten zur Bildung einer wasserdichten Abdichtung aneinander geschweißt sind. Wenn das Kissen durch die Klebefläche an der Patientenhaut angeklebt wird, wird Wärmeenergie zwischen dem Patienten und dem Fluid austauschbar, welche in der das Fluid enthaltenden Lage umgewälzt wird. Diesbezüglich kann das Kissen bei Kühlungs- und/oder Erwärmungsverfahren verwendet werden, je nach der relativen Temperatur des Patienten und des Fluids, welches in der das Fluid enthaltenden Lage umgewälzt wird. Als eine Alternative zum Umwälzen von Fluid kann die Wärmeaustauscherschicht elektrische Widerstandselemente für die Erzeugung von Wärmeenergie einschließen, die aus Kissen zu dem Patienten übertragbar ist.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können einen Fließweg bestimmende Mittel in einer Fluid enthaltenden Lage eines verbesserten medizinischen Kissens angeordnet sein. Die den Fließweg bestimmenden Mittel legen einen oder mehrere gewundene Fluidströmungswege vom Einlaß zum Auslaß in jeder von mindestens zwei Fließwegelagen innerhalb der Fluid enthaltenden Lage fest. Die gewundenen Fluidfließwege blockieren die Bildung von Grenzlagen längs den Innenseiten der Fluid enthaltenden Lage. Die Fließweg bestimmenden Mittel können eine erste Vielzahl von länglichen Teilen aufweisen, die in einer ersten Lage angeordnet und in einer ersten Richtung ausgerichtet sind, sowie eine zweite Vielzahl von länglichen Teilen, die in einer zweiten Schicht angeordnet und in einer zweiten Richtung ausgerichtet sind, welche zu der ersten Richtung schräg liegt (um zum Beispiel ein Muster gekreuzter Schraffur zu bestimmen). Die erste Vielzahl von länglichen Teilen kann in der ersten Schicht in paralleler Weise angeordnet sein, und die zweite Vielzahl von länglichen Teilen kann in der zweiten Lage in einer parallelen Weise angeordnet sein. Die zwei Lagen länglicher Teile können durch ein Netzwerkmaterial festgelegt werden. Ein Fluideinlaß und -auslaß können in dem Kissen vorgesehen sein, und jede Öffnung kann eine Fluidfließöffnung einschließen, die für den Fluidfluß durch diese in einer Richtung ausgerichtet ist, die zu der ersten und zweiten Ausrichtung der länglichen Teile schräg liegt.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine entsprechende thermisch leitende Lage zwischen einer Klebstoffoberfläche und der das Fluid enthaltenden Lage eines medizinischen Kissens angeordnet. Die entsprechende thermisch leitende Lage ist ausreichend dick und besteht aus einem ausreichend entsprechenden oder angemessenen Material, um den Konturen der Patientenhaut zu entsprechen und das Hauthaar zu umhüllen. Im Ergebnis wer den isolierende Lufttaschen zwischen dem Kissen und der Haut eines Patienten verringert. In dieser Beziehung ist die entsprechende, thermisch leitende Lage vorzugsweise mindestens etwa 0,013 cm dick und besteht vorzugsweise aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von zwischen etwa 40 und 1000 Pascal. Die entsprechende thermisch leitende Lage sorgt auch für einen ausreichenden Wärmeaustausch zwischen der Haut des Patienten und der Wärmeaustauscherschicht. Diesbezüglich ist die entsprechend thermisch leitende Lage vorzugsweise weniger als etwa 0,15 cm dick und besteht vorzugsweise aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten von mindestens etwa (2,00 Cal/hr-cm-°C) 8,37 J/hr-cm-°C, so daß die entsprechende thermisch leitende Schicht vorzugsweise eine minimale Wärmeübergangsrate von mindestens etwa (13,33 Cal/hr-cm-°C) 55,77 J/hr-cm-°C hat.
Die entsprechende thermisch leitende Lage kann ein erstes Material aufweisen, wie zum Beispiel eine Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser), welches in einer Matrix aufgehängt ist, welche durch ein zweites Material, wie zum Beispiel ein Polymer, festgelegt ist. Diesbezüglich weist die Flüssigkeit vorzugsweise zwischen etwa 30 bis 95 Gew.-% des Gesamtgewichtes des ersten und zweiten Materials auf. Die Klebefläche und die Wärmeübergangslagen in den erwähnten Anordnungen können separat aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Alternativ kann eine thermisch leitende Schicht aus einem Hydrogelmaterial bestehen mit ausreichenden Klebeeigenschaften, um ganzheitlich die Klebefläche vorzusehen. In jedem Fall sollte die Klebefläche eine ausreichende Klebekraft haben, um das Kissen noch am Platz zu halten und doch nicht beim Abnehmen eine Gewebeschädigung zu verursachen. Diesbezüglich könnte die Klebefläche vorzugsweise einen Schälwert gegen die Haut bei anfänglicher Anwendung von mindestens etwa (10 g/Inch) 3,9 g/cm haben.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine isolierende Lage auf der die Haut nicht berührenden Seite einer das Fluid enthaltenden Lage eines medizinischen Kissens angeordnet sein. Die isolierende Lage blockiert den Wärmetransfer zwischen der Umgebungsluft und dem Fluid, welches durch die das Fluid enthaltende Lage umgewälzt wird, wodurch die Wirksamkeit des Kissens vergrößert wird. Vorzugsweise besteht die isolierende Lage aus einem Material mit einem Wärmeleitungskoeffizienten von weniger als (1,00 Cal/hr-cm-°C) 4,18 J/hr-cm-°C und ist vorzugsweise mindestens etwa 0,06 cm dick, so daß die isolierende Lage vorzugsweise eine maximale Wärmeübergangsrate von etwa (16,67 Cal/hr-cm²-°C) 69,75 J/hr-cm²-°C hat.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann eine Doppelfunktionslage verwendet werden, um eine Seite einer das Fluid enthaltenden Lage eines medizinischen Kissens vorzusehen sowie Fließwege festlegende Mittel innerhalb der das Fluid enthaltenden Lage. Insbesondere kann ein flexibles, isolierendes Material (zum Beispiel ein nicht-permeables Polymer oder Polymer, Schaum mit geschlossenen Zellen) in ein Basisteil hinein hergestellt werden, welches eine Vielzahl von ganzheitlich gebildeten Erhebungen hat, die von einem Basisabschnitt hervorragen, wobei das Basisteil und ein flexibler, nicht durchlässiger Film oder eine Schicht (wie oben beschrieben) dazwischen verbunden sein kann, um dazwischen eine das Fluid enthaltende Lage zu bilden, wobei die Erhebungen sowohl die flexible Schicht abstützen als auch innere Fluidfließwege festlegen. Ihrerseits kann eine entsprechende thermisch leitende Lage (zum Beispiel wie oben beschrieben) an die flexible Schicht lami niert sein. Eine Klebefläche (zum Beispiel wie oben beschrieben) kann auf der äußeren oder der Haut zugewandten Seite der thermisch leitenden Lage angeordnet sein. Vorzugsweise kann das Basisteil wie eine isolierende Lage funktionieren (zum Beispiel wie oben beschrieben) und kann eine Dichte haben von etwa zwischen (2 bis 12 Ib/ft³) 32 bis 192 kg/m³. Als primäres Beispiel kann das Basisteil mindestens ein Material aufweisen, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: Polyethylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid und Ethylenvinylacetat-Copoymeren.
Die Erhebungen können in einer Vielzahl von Konfigurationen und Mustern vorgesehen sein, einschließlich Zylindern oder Kegelstümpfen, die in Reihen/Säulen so angeordnet sind, daß benachbarte Reihen und benachbarte Säulen um 60° voneinander versetzt sind. Bei einer anderen Anordnung können längliche, kegelstumpfförmige, Pyramidenerhebungen in einem Fischgrätenmuster angeordnet sein. Vorzugsweise haben die Erhebungen eine Höhe von etwa zwischen (0,02 und 0,2 Zoll) 0,05 und 0,5 cm und am meisten bevorzugt zwischen etwa (0,04 und 0,1 Zoll) 0,1 und 0,25 cm. Eines oder mehrere Verrippungsteile können zwischen benachbarten Erhebungen angeordnet sein (zum Beispiel über ganzheitliches Abformen als Teil des Basisteils), um sich über die das Fluid enthaltende Lage in der Richtung des gewünschten Fluidstroms von einer Fluideinlaßkante zu einer Fluidauslaßkante zu erstrecken.
Es versteht sich, daß verschiedene Merkmale einer Kissenausführungsform, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, den wirksamen Wärmeübergang zwischen dem Kissen und dem Patienten erleichtert. Zum Beispiel kann die Gesamtkonstruktion des Kissens relativ dünn sein, denn es wird vorzugsweise unter negativem Druck betrieben. Die Verwendung einer Kreuzschraffurlage aus Netzwerkmaterial innerhalb oder einer Doppelfunktionslage mit Erhebungen, um teilweise die das Fluid enthaltende Lage zu bestimmen, fördert eine hohe Wärmeübergangsrate unter negativem Druck innerhalb der das Fluid enthaltenden Lage und erlaubt weiterhin dem Fluid, welches Wärmeenergie von/zu dem Patienten absorbiert/abgegeben hat, schnell umgewälzt zu werden. Weil das Kissen relativ dünn sein kann, ist es angemessen bzw. genügt der Sache. Die anpaßbare Eigenschaft des Kissens und insbesondere der entsprechenden thermisch leitenden Lage erlaubt einen erhöhten direkten Kontakt zwischen dem Kissen und dem Patienten, wodurch der Wirkbereich des Wärmeaustausches zwischen dem Kissen und dem Patienten gefördert wird. Eine Klebeschicht stellt insbesondere einen direkten Kontakt zwischen der Haut des Patienten und dem Kissen sicher.
Beschrieben wird hier auch ein Verfahren für den Austausch von Wärmeenergie zwischen einem Patienten und einem medizinischen Kissen, wobei die Außenfläche des Kissens mit der Haut des Patienten in Berührung gebracht wird, um einen Wärmegrenzbereich zwischen der Haut des Patienten und dem Kissen zu gewährleisten. Ein Wärmeaustauscher-Fluidvorrat ist mit einem Fluideinlaß zu der das Fluid enthaltenden Lage zwischengeschaltet. Der Vorrat enthält ein Wärmeaustauscherfluid, welches in der Lage ist, Wärmeenergie zu absorbieren und/oder abzugeben. Eine Pumpe ist mit einem Auslaß von der das Fluid enthaltenden Lage angekoppelt. Die Pumpe wird betrieben, um am Auslaß einen negativen Druck aufzubauen, und zieht dadurch Fluid aus dem Vorrat durch den Einlaß in die das Fluid enthaltende Lage und durch einen Auslaß heraus.
Beim Kontaktieren bei dem beschriebenen Verfahren kann das Kissen an dem Patienten dadurch angeklebt werden, daß man eine Klebefläche, die auf der die Haut berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist, mit dem Patienten in Kontakt bringt. Beim Betreiben der Pumpe kann die Körpertemperatur des Patienten überwacht und die Pumpe so betrieben werden, daß die Körpertemperatur des Patienten um einen vorbestimmten Betrag geändert wird. Zum Beispiel kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die Körpertemperatur der Schlaganfall- und Schädeltraumapatienten um etwa 2 bis 3°C schnell zu verringern. Ferner kann im Betrieb das Fluid durch die das Fluid enthaltende Lage längs einem oder mehreren verwundenen Fluidströmungswegen abgezogen werden, die durch erste und zweite Mengen länglicher Teile innerhalb der das Fluid enthaltenden Lage oder durch Erhebungen festgelegt sind, welche eine Doppelfunktions-Stützlage aufweisen. Außerdem kann das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung das Verwenden einer entsprechenden thermisch leitenden Lage zwischen der das Fluid enthaltenden Lage und dem Patienten einschließen, um den Austausch von Wärmeenergie sowie das Isolieren des Kissens mit einer Lage aus isolierendem Material zu verbessern, welches auf der die Haut nicht berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist, um dadurch den Wärmeenergieübergang zwischen dem Fluid, welches in der das Fluid enthaltenden Lage umgewälzt wird, und der Umgebungsluft zu blockieren. Wie erwähnt, kann die isolierende Lage die Rückseite der das Fluid enthaltenden Lage sowie darin befindliche Fluidfließwege bestimmen (zum Beispiel über die Verwendung von Erhebungen, wie oben erwähnt).
Andere Aspekte und damit im Zusammenhang stehende Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Figuren.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines medizinischen Kissens und eines damit im Zusammenhang stehenden Fluidumwälzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Ansicht unter Darstellung der Wärmeübertragung zwischen einem Patienten und einem medizinischen Kissen gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine teilweise abgeschnittene, perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten medizinischen Kissens;
4 zeigt eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines medizinischen Kissens gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine auseinandergezogene Seitenansicht des in 4 gezeigten medizinischen Kissens;
6 veranschaulicht eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines medizinischen Kissens gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine auseinandergezogene Seitenansicht des in 6 gezeigten medizinischen Kissens;
8 veranschaulicht eine perspektivische, teilweise abgeschnittene Ansicht einer anderen Ausführungsform eines medizinischen Kissens gemäß der vorliegenden Erfindung.
9A und 9B, 10A und 10B sowie 11A und 11B zeigen Teilseiten- und Draufsichten dreier unterschiedlicher Erhebungsmuster, die bei unterschiedlichen Ausführungsformen von medizinischen Kissen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar sind.
12A und 12B zeigen eine teilweise Seitenschnittansicht bzw. eine Schnittansicht von oben (d.h. entlang der Querschnittslinie BB der 12A) der Ausführungsform des medizinischen Kissen der 10A und 10B.
12C zeigt eine teilweise Seitenschnittansicht der Ausführungsform der 12C in einem gebogenen Zustand.
13 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines medizinischen Kissens und eines damit im Zusammenhang stehenden Fluidumwälzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform eines medizinischen Kissens und eines entsprechenden Fluidumwälzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Kühler-/Heizungskonsolensystems mit einem Fluidumwälzsystem, wie es in 13 dargestellt ist; und
16 zeigt eine schematische Ansicht einer Herstellungslinie für die Herstellung eines medizinischen Kissens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
In 1, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist eine Ausführungsform eines medizinischen Kissens 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Kissen 10 weist eine Wärmeaustauscherlage auf, die in der Lage ist, Wärmeenergie zu absorbieren und/oder abzugeben. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Wärmeaustauscherlage eine ein Fluid enthaltende Lage 12 für die Aufnahme eines Wärmeaustauscherfluids 14 auf, welches in der Lage ist, Wärmeenergie zu absorbieren und/oder abzugeben. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch die Wärmeaustauscherlage elektrische Widerstandselemente einschließen, die Wärmeenergie erzeugen können, die von dem Kissen 10 abgegeben werden soll.
Es wird wiederum auf die veranschaulichte Ausführungsform in 1 Bezug genommen, wobei das Fluid 14 eine Flüssigkeit sein kann, wie zum Beispiel Wasser oder ein Gas. Eine entsprechende wärmeleitende Lage 16 ist auf einer die Haut berührenden Seite (die obere Seite in 1) der das Fluid enthaltenden Lage 12 angeordnet, und eine isolierende Lage 18 ist auf einer die Haut nicht berührenden Seite (die untere Seite in 1) der das Fluid enthaltenden Lage 12 angeordnet. Das Kissen 10 weist auch einen Fluideinlaß 20 und einen Fluidauslaß 22 auf, um eine Fluidströmung in die das Fluid enthaltende Lage 12 hinein bzw. aus dieser heraus zu gestatten. Eine Klebefläche 16A ist auf der die Haut berührenden Seite der entsprechenden thermisch leitenden Schicht 16 für das Ankleben des Kissens 10 an die Haut eines Patienten angeordnet. Eine entfernbare Abgabelage kann, auch wenn sie in 1 nicht gezeigt ist, über der Klebefläche 16A vorgesehen sein, um die Klebefläche 16A gegen Verunreinigung zu schützen, während das Kissen 10 nicht in Benutzung ist. Die Abgabelage oder -beschichtung kann wahlweise entfernt werden, wenn das Kissen 10 benutzt wird. Eine erste Vielzahl von länglichen Teilen 24 ist in einer ersten Lage und eine zweite Vielzahl von länglichen Teilen 26 ist in einer zweiten Lage in der das Fluid enthaltenden Lage 12 angeordnet. Zusammen bilden die erste und zweite Menge von länglichen Teilen 24, 26 einen oder mehrere verwundene Fluidfließwege in ersten und zweiten Fließwegelagen 28, 30 in der das Fluid enthaltenden Lage 12 vom Einlaß 20 zum Auslaß 22.
In 1 ist das medizinische Kissen 10 mit einem beispielhaften, ein Fluid umwälzenden System 40 dargestellt. Das Beispielsystem 40 für die Fluidumwälzung weist eine Pumpe 42 auf, die abstromig von dem Fluidauslaß angeschlossen ist, und ein Fluidvorrat 44 ist aufstromig vom Einlaß 20 angeschlossen. Das Fluid 14 kann in dem Fluidumwälzsystem 40 und der das Fluid enthaltenden Schicht längs des verwundenen Fluidfließweges vom Einlaß 20 zum Auslaß 22 umgewälzt werden, wie durch die Pfeile in 1 dargestellt ist. Das Fluid 14 wird von der Pumpe 42 unter negativem Druck aus dem Vorrat 44 durch die das Fluid enthaltende Lage 12 abgezogen und kehrt zum Vorrat 44 zurück. Sobald das Fluid 14 durch die das Fluid enthaltende Lage abgezogen wird, wird Wärmeenergie zwischen dem Patienten und dem Fluid 14 ausgetauscht. Wenn zum Beispiel das Fluid 14 kühler ist als der Patient, wird Wärme von dem Patienten durch das Fluid 14 absorbiert, wodurch der Patient gekühlt wird. Wenn alternativ das Fluid 14 wärmer ist als der Patient, wird Wärme aus dem Fluid 14 von dem Patienten absorbiert, wodurch der Patient erwärmt wird.
In 2, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist ein Beispiel eines Wärmeübergangsverfahrens gezeigt, wobei der Wärmeübergang bei der Kühlung eines Patienten mit dem medizinischen Kissen 10 erfolgt. Das Kissen 10 steht mit der Haut 32 eines Patienten in Berührung, und ein Fluid 14 bei einer geeigneten Temperatur unter der des Patienten wir durch die das Fluid enthaltende Lage 12 umgewälzt. Wärme (durch die Pfeile 34 dargestellt) wird von der Patientenhaut 32 durch die entsprechende, thermisch leitende Lage 16 zu dem Fluid 14 übertragen, welches in der das Fluid enthaltenden Lage 12 umgewälzt wird. Die isolierende Lage 18 auf der die Haut nicht berührenden Seite des Kissens 10 blockiert den Wärmeübergang von der Umgebungsluft, wodurch die Menge des Wärmeübergangs 34 von der Haut 32 gefördert wird. Weil das Kissen 10 nach der vorliegenden Erfindung flexibel ist und unter negativem Druck betrieben wird, paßt es sich wesentlich an die Konturen des Abschnitts des Patienten an, mit welchem es sich in Berührung befindet. Durch Ankleben an die Haut 32 hilft ferner die Klebefläche 16A, die Anpassung des Kissens 10 an die Patientenkonturen beizubehalten, wobei einer unbeabsichtigten Bewegung des Kissen 10 Widerstand entgegengesetzt wird. Die wesentliche Anpassung des Kissens 10 an die Konturen des Patienten verhindert die Existenz von isolierenden Lufttaschen zwischen der Patientenhaut 32 und dem Kissen 10 und maximiert die Fläche der Haut 32, die in enger Nachbarschaft an dem Fluid 14 ist, welches durch die das Fluid enthaltende Lage 12 umgewälzt wird. Die begrenzte Existenz von Lufttaschen und die maximale Fläche der Haut 32 in enger Nachbarschaft zu dem umgewälzten Fluid 14 fördern die Wirksamkeit des Wärmeübergangsverfahrens, weil ein Wärmeübergang 34 über im wesentlichen die gesamte die Haut berührende Seite des Kissens 10 erfolgen kann. Es versteht sich, daß dies im Gegensatz zu einem medizinischen Kissen steht, welches eine geriffelte Geometrie hat, welche die Wirkfläche des Wärmeübergangs reduzieren kann.
Wenn wir uns jetzt auf 3 beziehen, ist ein Abschnitt des Kissens 10 in größerer Einzelheit gezeigt. Die das Fluid enthaltende Lage 12 kann durch erste und zweite Schichten 50, 52 eines nicht porösen, dünnen, flexiblen Filmmaterials bestimmt werden. Die erste und zweite Schicht 50, 52 sind entsprechend bemessen und längs ihrer Umfangskanten miteinander verschweißt, um eine wasserdichte Befestigung zu bilden. Die Schichten 50, 52 können aus einem Polymermaterial bestehen, wie zum Beispiel Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polypropylen oder Nylon. Vorzugsweise sind die Schichten 50, 52 mindestens etwa (0,0010 Zoll) 0,0025 cm dick und sind besonders bevorzugt zwischen etwa (0,0015 und 0,0040 Zoll) 0,0038 und 0,010 cm dick. Die Schichten 50, 52 können in einer Vielzahl von entsprechenden Konfigurationen gestaltet sein, um Kissen in einer Vielzahl von Gestalten für eine örtliche Anwendung auf verschiedenen Körperteilen eines Patienten vorzusehen. Zum Beispiel können die Schichten 50, 52 konfiguriert sein, um ein speziell für die Anwendung auf einem Rumpf, dem Hals, den Füßen, Armen oder Schenkeln eines Patienten konfiguriertes Kissen zu erzeugen.
Die erste und zweite Vielzahl länglicher Teile 24, 26 ist zwischen den ersten und zweiten Schichten 50, 52 angeordnet. Wie man in 3 sehen kann, ist die erste Vielzahl von länglichen Teilen 24 in einer ersten Lage angeordnet und im allgemeinen in einer ersten Richtung ausgerichtet. Ferner kann die erste Vielzahl länglicher Teile 24 in paralleler Weise angeordnet sein. Die zweite Vielzahl länglicher Teile 26 ist in einer zweiten Lage angeordnet und im allgemeinen in einer zweiten Richtung schräg bzw. quer zu der ersten Richtung so ausgerichtet, daß die ersten und zweiten Teile 24, 26 eine kreuzweise Konfiguration bilden. Ferner kann die zweite Vielzahl länglicher Teile 26 auch in paralleler Weise angeordnet sein.
Zusammen legen die erste und zweite Vielzahl länglicher Teile 24, 26 eine Vielzahl gewundener Fluidströmungswege in der ersten und zweiten Lage 28, 30 fest. Beispielsweise kann ein Fluid 14 dem gewundenen Weg, der durch den Pfeil 54 in 3 gezeigt ist, folgen, wobei das Fluid 14 in der ersten Lage 28 in der ersten Richtung zwischen benachbarten ersten länglichen Teilen 24 und zwischen einem der zweiten länglichen Teile 26 und der ersten Schicht 50 fließt. Das Fluid 14 fließt dann aus der ersten Lage 28 zu der zweiten Lage 30. Es fließt dann in der zweiten Lage 30 in der zweiten Richtung zwischen benachbarten zweiten länglichen Teilen 26 und zwischen einem der ersten länglichen Teile 24 und der zweiten Schicht 52. Das Fluid 14 kehrt aus der zweiten Lage 30 zu der ersten Lage 28 zurück, wo es wieder in der ersten Richtung zwischen benachbarten ersten länglichen Teilen 24 und zwischen einem der zweiten länglichen Teile 26 und der ersten Schicht 50 fließt. Ein anderer möglicher gewundener Fluidfließweg ist durch den Pfeil 56 in 3 veranschaulicht. Das Fluid 14 fließt in der ersten Lage 28 in der ersten Richtung zwischen benachbarten ersten länglichen Teilen 28. Nach dem Fließen zwischen verschiedenen der zweiten länglichen Teile 26 und der ersten Schicht 50 fließt das Fluid 14 dann aus der ersten Lage 28 zu der zweiten Lage 30 (zum Beispiel wenn es den Umfang des Kissens 10 erreicht). Das Fluid 14 fließt dann in der zweiten Richtung zwischen benachbarten zweiten länglichen Teilen 30 und zwischen verschiedenen ersten länglichen Teilen 28 und der zweiten Schicht 52. Es versteht sich, daß außer den durch die Pfeile 54, 56 dargestellten gewundenen Fluidfließwegen Fließwege auch durch die erste und zweite Vielzahl länglicher Teile 24, 26 festgelegt werden können.
Die gewundenen Fluidfließwege blockieren die Bildung von Grenzlagen, wobei ein gewisses Fluid 14 im wesentlichen stationär längs der Innenfläche der das Fluid enthaltenden Lage 12 bleibt, während das übrige Fluid 14 aus dem Einlaß 20 zu dem Auslaß 22 fließt. Solche Grenzlagen können die Wirksamkeit des Kissens 10 verringern, denn das Fluid 14, welches keine weitere zusätzliche Wärme absorbieren kann (wenn das Kissen verwendet wird, um einen Patienten zu kühlen), bleibt in der das Fluid enthaltenden Lage 12. Weiterhin fördert die kreuzweise Geometrie der Lagen der ersten und zweiten länglichen Teile 24, 26 einen gleichmäßigen, geringen Druckabfall zwischen dem Einlaß 20 und dem Auslaß 22, der für ein Umwälzsystem 40 mit negativem Fließdruck erforderlich ist.
Zusätzlich zur Bildung eines gewundenen Fluidfließwegen halten die erste und zweite Vielzahl länglicher Teile 24, 26 die ersten und zweiten Schichten 50, 52 voneinander im Abstand (mit Ausnahme längs der Umfangskanten, wo sie verschweißt sind), wobei die ersten und zweiten Schichten 50, 52 daran gehindert werden, unter Beschränkung des Flusses in der das Fluid enthaltenden Lage 12 gegeneinander zusammenzufallen. Diesbezüglich kann jedes der ersten und zweiten länglichen Teile 24, 26 gemäß Darstellung in 3 eine dreieckige Querschnittskonfiguration haben. Zugewandte Seiten der ersten und zweiten Vielzahl länglicher Teile 24, 26 sind vorzugsweise dort aneinandergeschweißt, wo sich Teile kreuzen. Jedes der ersten und zweiten länglichen Teile 24, 26 ist auch vorzugsweise an den ersten und zweiten Schichten 50, 52 längs entsprechender Kanten in Kontakt mit den inneren Flächen der Schichten 50, 52 geschweißt.
Die zwei Lagen der ersten und zweiten Vielzahl länglicher Teile 24, 26 können durch eine Lage extrudierten Netzmaterials festgelegt werden, wie es zum Beispiel von Nalle Plastics, Inc. in Austin, Texas produziert wird. Das Netzwerk sollte ausreichend dick sein, um zwischen den länglichen Teilen 24,26 einen Fluidfluß zu ermöglichen, aber nicht zu dick, um das Parallelschalten zu ermöglichen. Vorzugsweise hat das Netzwerk (d.h. die zwei Lagen der ersten und zweiten länglichen Teile 24, 26) eine Dicke von mindestens etwa (0,010 Zoll) 0,025 cm, und bevorzugter zwischen etwa (0,040 und 0,080 Zoll) 0,10 und 0,20 cm für ein typisches Kissen 10, welches (2 Quadratfuß) 0,19 m² bedeckt. Das Netzwerk besteht vorzugsweise aus einem Harz mit einem relativ niedrigen Biegemodul, wie zum Beispiel ein EVA/PE-Gemisch oder ein hundertprozentiges EVA. Obwohl nur eine Netzwerklage in 3 gezeigt ist, können mehr als eine Netzwerklage zwischen den Schichten 50, 52 angeordnet sein, um eine wünschenswertere Stützkombination zwischen den Schichten 50, 52 und einen niedrigeren Fluiddruckabfall vom Einlaß 22 zum Auslaß 24 zu erreichen.
Die entsprechende thermisch leitende Lage 16 entspricht den Konturen der Patientenhaut und hüllt das Patientenhaar ein, wodurch die Existenz von isolierenden Lufttaschen zwischen dem Kissen 10 und der Patientenhaut unterdrückt wird. Vorzugsweise besteht die entsprechende thermisch leitende Lage aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von zwischen etwa 40 und 1000 Pascal und einer Dicke von etwa 0,013 cm. Die entsprechende thermisch leitende Lage ermöglicht auch einen ausreichenden Wärmeaustausch durch diese zwischen der Haut des Patienten und der Wärmeaustauschschicht. Vorzugsweise ist die entsprechende thermisch leitende Lage weniger als etwa 0,15 cm dick und besteht aus einem Material mit einem Wärmeleitungskoeffizienten von zwischen etwa (2,00 und 5,00 Cal/hr-cm°C) 8,37 und 20,92 J/hr-cm-°C, so daß die entsprechende thermisch leitende Schicht eine bevorzugte Wärmeübergangsrate von zwischen etwa (13,33 und 384,62 Cal/hr-cm²-°C) 55,77 und 1609,25 J/hr-cm²-°C hat. Am meisten bevorzugt ist die entsprechende thermisch leitende Lage etwa 0,635 cm dick und besteht aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten von etwa (2,66 Cal/hr-cm-°C) 11,13 J/hr-cm-°C mit dem Ergebnis einer Wärmeübergangsrate von etwa (41,9 Cal/hr-cm².°C) 175,31 J/hr-cm²-°C, Die Klebefläche 16A der entsprechenden thermisch leitenden Lage 16 sollte aus einem Material bestehen mit einer ausreichenden Klebefestigkeit, um das Kissen 10 am Platz zu halten und den Wärmekontakt aufrecht zu erhalten, ohne eine zu große Klebefestigkeit zu haben, so daß beim Entfernen eine Gewebeschädigung hervorgerufen würde. Ein Material mit einem Schälwert gegen Haut bei anfänglicher Anwendung von zwischen etwa (10 bis 200 g/Zoll) 3,9 bis 78,7 g/cm ist ausreichend. Am meisten bevorzugt liegt der Schälwert gegen Haut bei Anfangsanwendung zwischen etwa (20 bis 80 g/Zoll) 7,9 bis 31,5 g/cm.
Die entsprechende thermisch leitende Lage 16 kann aus einem ersten Material bestehen, welches in einer durch ein zweites Material festgelegten Matrix aufgehängt ist. Das erste Material kann eine Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) sein, und das zweite Material kann ein Polymer sein. Vorzugsweise weist die Flüssigkeit zwischen etwa 30 bis 95 Gew.-% des Gesamtgewichts des ersten und zweiten Materials auf. Die Klebefläche 16A kann aus demselben Material bestehen mit der entsprechenden, thermisch leitenden Lage. Zum Beispiel können die entsprechende wärmeleitende Lage und Klebefläche aus einem mit einem Klebstoff quer vernetzten Hydrogelmaterial bestehen, wie zum Beispiel „Polyhesive", welches von Valleylab of Boulder, Colorado hergestellt wird oder wie zum Beispiel in dem US-Patent Nr. 5,645,855 (Lorenz) beschrieben ist. Ein hydrogeles Material ist zweckmäßig, denn seine Klebefestigkeit neigt nicht dazu, im Lauf der Zeit größer zu werden, im Vergleich zu herkömmlichem Klebstoff, es versucht, Hauthaar zu umhüllen, wodurch ein guter Wärmekontakt ermöglicht wird, und sein hoher Wassergehalt führt zu einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit. Alternativ können die entsprechende thermisch leitende Schicht und die Klebefläche aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Zum Beispiel kann ein geeignetes Klebematerial auf die Fläche einer Schicht eines geeigneten entsprechenden wärmeleitenden Materials anders als das Klebematerial aufgesprüht oder anderweitig aufgebracht werden.
Die isolierende Lage 18 isoliert die die Haut nicht berührende Seite des Kissens 10 gegen Umgebungsluft. Dadurch wird der Wärmeenergieaustausch zwischen dem Fluid 14 in der das Fluid enthaltenden Lage 12 und der Umgebungsluft blockiert, wodurch die Effektivität des Kissens 10 verbessert wird. Die isolierende Lage 18 hat vorzugsweise eine Wärmedurchgangsrate von zwi schen etwa (0,30 und 16,67 Cal/hr-cm²-°C) 1,26 und 69,75 J/hr-cm²-°C. Diesbezüglich ist die isolierende Lage vorzugsweise zwischen etwa 0,060 und 0,50 cm dick und besteht aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten von zwischen etwa (0,15 und 1,00 Cal/hr-cm-°C) 0,63 und 4,18 J/hr-cm-°C. Am meisten bevorzugt ist die isolierende Lage etwa 0,152 cm dick und besteht aus einem Material mit einem Wärmeleitkoeffizienten von etwa (0,31 Cal/hr-cm-°C) 1,29 J/hr-cm-°C, wobei die isolierende Lage mit einer Wärmeübergangsrate von etwa (2,04 Cal/hr-cm²-°C) 8,54 J/hr-cm²-°C versehen ist. Die isolierende Lage 18 besteht vorzugsweise aus Schaum mit geschlossenen Zellen unter Herstellung aus Polyethylenharz, Polyvinylchlorid oder Urethan. Der Schaum kann einen druckempfindlichen Acrylklebstoff, wie zum Beispiel Produkt Nummer MED 416 von Avery Dennison, auf einer Seite für das Verbinden der isolierende Lage 18 mit der zweiten Schicht 52 haben. Zusätzlich zum Isolieren der die Haut nicht berührenden Seite des Kissens 10 blockiert der Schaum mit den geschlossenen Zellen den Luftdurchtritt, was zur Kondensbildung führen könnte.
In 3 ist auch ein Verteiler 60 aus Kunststoff gezeigt. Der Verteiler 60 ist zum Beispiel durch einen Klebstoff mit der isolierenden Lage 18 verbunden. Der Verteiler 60 liegt über einer Öffnung, welche durch die isolierende Lage 18 und die zweite Schicht 52 gebildet ist. Die Öffnung gestattet eine Fluidströmung von innerhalb der das Fluid enthaltenden Lage 12 durch eine Fluidströmungsöffnung 62, die in dem Verteiler 60 gebildet ist. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Fluidströmungsöffnung 62 vorzugsweise für eine Fluidströmung durch diese in einer Richtung quer zu der ersten und zweiten Richtung der Ausrichtung der ersten und zweiten länglichen Teile 24, 26 ausgerichtet. Obwohl nur ein Verteiler 60 in 3 gezeigt ist, versteht es sich, daß das Kissen 10 zwei Verteiler 60 aufweist, die allgemein neben entsprechenden gegenüberliegenden Kanten des Kissens 10 angeordnet sind. Die Öffnung 62 eines der Verteiler ist mit dem Vorrat 44 verbindbar, so daß der Verteiler wie ein Fluideinlaß 20 funktioniert. Die Öffnung 62 des anderen Verteilers 60 ist mit der Pumpe 41 verbindbar, so daß der andere Verteiler 60 wie ein Fluidauslaß 22 funktioniert.
In den 4 und 5, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist eine alternative Ausführungsform eines Kissens 110 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Kissen 110 weist erste und zweite Schichten 150, 152 auf, die längs ihren Umfangskanten aneinander geschweißt sind, um eine das Fluid enthaltende Lage 112 festzulegen. Eine Lage aus extrudiertem Netzwerk 132 ist zwischen der ersten und zweiten Schicht 150, 152 in der das Fluid enthaltenden Lage 112 angeordnet. Das Netzwerk 132 kann aus einer ersten und zweiten Vielzahl länglicher Teile bestehen, die in ersten und zweiten Lagen angeordnet sind, wie oben unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde. Eine entsprechende thermisch leitende Lage 116, die zum Beispiel aus einem Hydrogel besteht, ist auf einer die Haut berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage 112 angeordnet. Eine Klebefläche 116A ist auf der die Haut berührenden Seite der entsprechenden thermisch leitenden Lage 116 angeordnet. Eine entfernbare Abgabelage 134 kann über der Klebefläche 116A angeordnet sein. Die Abgabelage 134 kann wahlweise entfernt werden, wenn das Kissen 110 benutzt wird. Eine isolierende Lage 118, die zum Beispiel aus Schaum mit geschlossenen Zellen besteht, ist auf der die Haut nicht berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage 112 angeordnet. Das Kissen 110 weist auch ein Fluideinlaßverteilungsrohr 118 mit einer Einlaßöffnung 120A und ein Fluidauslaßver teilungsrohr 122 mit einer Auslaßöffnung 122A auf. Die Einlaß- und Auslaßverteilungsrohre 120, 122 sind neben gegenüberliegenden Kanten des Kissens 110 angeordnet und erstrecken sich in die das Fluid enthaltende Lage 112 parallel zu der Kante des Kissens 110, neben dem sie sich befinden. Das Einlaßverteilungsrohr 120 weist einen Schlitz auf, der sich längs eines Teils desselben für die Aufnahme des Netzwerks 132 erstreckt und das Einführen des Fluids ermöglicht, welches durch die Einlaßöffnung 120A in das Rohr 120 und in die das Fluid enthaltende Lage 112 eintritt. Das Auslaßverteilungsrohr 122 weist auch einen Schlitz auf, welcher sich längs eines Teils des Rohres 122 zur Aufnahme des Netzwerks 132 und dafür erstreckt, daß der Austritt von Fluid aus der das Fluid enthaltenden Lage 112 in das Auslaßrohr 122 hinein und aus der Auslaßöffnung 122A heraus ermöglicht wird.
In den 6–7, auf die jetzt Bezug genommen wird, ist eine andere Ausführungsform eines medizinischen Kissens 210 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Kissen 210 weist erste und zweite Schichten 250, 252 auf, die entlang ihren Umfangskanten aneinander geschweißt sind, um eine das Fluid enthaltende Lage 212 zu bestimmen. Zwei Lagen eines extrudierten Netzwerkes 232 sind in der das Fluid enthaltenden Lage 212 zwischen der ersten und zweiten Schicht 250, 252 angeordnet. Jede Lage extrudierten Netzwerkes kann aus ersten und zweiten Lagen länglicher Teile bestehen, wie oben unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde. Eine entsprechende, wärmeleitende Lage 216, die zum Beispiel aus einem Hydrogel besteht, ist auf einer die Haut berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage 212 angeordnet. Eine Klebefläche 216A ist auf der die Haut berührenden Seite der entsprechenden wärmeleitenden Lage 216 angeordnet. Eine entfernbare Abgabelage 234 kann auf der Klebefläche 216A der entsprechenden wärmeleitenden Lage 216 angeordnet sein. Die Abgabelage 234 kann wahlweise entfernt werden, wenn das Kissen 210 benutzt wird. Eine isolierende Lage 218, die zum Beispiel aus Schaum mit geschlossenen Zellen besteht, ist auf der die Haut nicht berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage 212 angeordnet. Das Kissen 210 weist auch ein Fluideinlaß-Verteilerrohr 220 mit einer Einlaßöffnung 220A an seinem einen Ende und ein Fluidauslaß-Verteilerrohr 222 mit einer Auslaßöffnung 22A an seinem einen Ende auf. Das Einlaß- und Auslaßverteilungsrohr 220, 222 sind neben entgegengesetzten Kanten des Kissens 210 angeordnet und erstrecken sich in die das Fluid enthaltende Lage 212 zwischen die Lagen des extrudierten Netzwerkes 232 und parallel zu der Kante des Kissens 210, neben welchen sie sich befinden. Auf gegenüberliegenden Seiten des Einlaßverteilungsrohres 220 gebildete Öffnung 220B gestatten es dem Fluid, welches in das Einlaßverteilungsrohr 220 durch die Einlaßöffnung 220A eintritt, in die das Fluid enthaltende Lage 212 zu strömen. Auf gegenüberliegenden Seiten des Auslaßverteilungsrohres 222 gebildete Öffnungen 222B ermöglichen es dem Fluid, aus der das Fluid enthaltenden Lage 212 in das Auslaßverteilungsrohr 222 und aus der Auslaßöffnung 222A herauszufließen.
8 veranschaulicht eine perspektivische, teilweise abgeschnittene Ansicht einer weiteren anderen Ausführungsform eines medizinischen Kissens 610 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Kissen 610 weist ein Basisteil 618 auf, das mit einer flexiblen Schicht oder Filmlage 650 (zum Beispiel wie die oben beschriebene Schicht 50 konstruiert) verbunden ist, um dazwischen eine das Fluid enthaltende Lage festzulegen. Wie weiter beschrieben wird, kann das Basisteil 618 hergestellt sein, um ein Muster von Erhebungen 624 vorzusehen, die sich von einer hinteren Flächenlage 626 erstrecken, um zwischen den Erhebungen 624 Fluidwege festzulegen. Weiterhin kann die Basis 618 gebildet sein, um ganzheitlich Rippenteile 628 zu bestimmen, die sich quer (zum Beispiel serpentinenartig) zwischen benachbarten Erhebungen 624 erstrecken, um weiterhin die gewünschte Fluidströmung durch das medizinische Kissen 610 zu gewährleisten (zum Beispiel aus einer Einlaßkante für das Umwälzfluid zu einer Auslaßkante für das Umwälzfluid). Diesbezüglich veranschaulicht 8 die Strömung eines umgewälzten Fluid 614 durch das Kissen 610 zwischen Rippenteilen 628 und Erhebungen 624. Eine entsprechende wärmeleitende Lage 616 (die zum Beispiel wie die wärmeleitende Lage 16 gemäß obiger Beschreibung aufgebaut ist) ist auf den flexiblen Film 650 laminiert und hat auf einer die Haut berührenden Seite eine Klebefläche 616A (die zum Beispiel wie die oben beschriebene Klebefläche 16A aufgebaut ist). Obgleich nicht dargestellt, kann eine entfernbare Abgabelage auf der Klebefläche 616A für das wahlweise Entfernen angeordnet sein, wenn das Kissen 610 benutzt wird. Ferner können Fluidumwälzeinlaß-/-auslaßöffnungen und Rohre und Fließanordnungen des Gesamtsystems wie bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen benutzt werden.
Das flexible Basisteil 618 kann ein thermisch abgeformtes Polymermaterial sein, wie zum Beispiel Polyethylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid und am meisten bevorzugt Ethylenvinylacetatcopolymere. Das Material kann in der Form eines isolierenden Schaums mit geschlossenen Zellen mit einer Dichte von etwa (2 bis 12 Ib/ft³) 32 bis 192 kg/m³ vorgesehen sein. Als Beispiel kann der Herstellungsprozeß für das Basisteil 618 das Spritzformen, Vakuumformen oder Kompressionsformen aufweisen. Die Isolierfähigkeit kann wie bei der oben beschriebenen isolierenden Schicht 18 sein.
Die Konfiguration und das Muster der Erhebungen 624 sollten in ihrer letztlichen Konstruktion zu der Flexibilität des Kissens 610 passen. Es versteht sich, daß die Flexibilität erwünscht ist, wie das Kissen 610 der unregelmäßigen Oberfläche der Patientenhaut entsprechen sollte, während die Bildung von Stellen hoher Beanspruchung vermieden wird. In dieser Beziehung sollte sich das Kissen 610 an die Biegung anpassen, bei welcher die Klebfläche 616A in einer konkaven Ausrichtung angeordnet ist, um die Haut eines Patienten zu berühren, wobei sich die Filmlage 652 zwischen benachbarten Erhebungen 624 nach einem solchen Biegen leicht verziehen kann.
Wie oben erwähnt, kann eine Anzahl von Erhebungsaufbauten und -muster verwendet werden. Wie in den 8, 9A, 9B gezeigt ist, können die Erhebungen 624 eine Kegelstumpfkonfiguration haben, wobei benachbarte Reihen und benachbarte Säulen unter 60° versetzt sind, um eine hohe Dichte der Erhöhungen vorzusehen und die Filmlage 650 abzustützen und doch das Verziehen der Filmlage 650 dazwischen während des Biegens aufzunehmen. Zwar können die Seitenwände der Erhebungen 624 eine Vielzahl von Konfigurationen haben (zum Beispiel senkrecht oder relativ zu der hinteren Flächenlage 626 verjüngt), vorteilhaft sind aber angewinkelte Seitenwände, denn sie neigen dazu, der Bildung einer gleichbleibenden Grenzlage in dem umgewälzten Fluid entgegenzuwirken. Außerdem ermöglichen angewinkelte Wände das Entfernen eines Basisteils 618 aus einem Formwerkzeug während der Herstellung und neigen dazu, eine dickere Durchschnittslage mit Wärmeisolation auf der nach außen gerichteten Seite des Basisteils 618 zu bestimmen. Vorzugsweise liegt für eine optimale Produktion und Leistung die Höhe h der Erhebungen 624 im Bereich von (0,02 bis 0,2 Zoll) 0,05 und 0,5 cm und am meisten bevorzugt im Bereich von (0,04 bis 0,10 Zoll) 0,1 und 0,25 cm.
Die 10A, 10B und 11A, 11B zeigen zwei alternative Konfigurationen und Muster für Erhebungen. Insbesondere zeigen die 10A und 10B zylindrische Erhebungen 734, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, die sich im Abstand zueinander befinden und um 60° versetzt sind. Bei der Anordnung der 11A und 11B sind längliche, kegelstumpfartige, pyramidenförmige Erhebungen 834 in einem Fischgrätmuster angeordnet. Eine solche Anordnung kann weitere Vorteile für die Fluidströmung und Formfähigkeit erbringen.
Die 12A bis 12C veranschaulichen eine Anordnung entsprechend den 10A und 10B, bei welchen zylindrische Erhebungen 734 bei einer doch anderen Ausführungsform eines medizinischen Kissens 710 benutzt werden. Gemäß Darstellung kann das medizinische Kissen 710 eine Basis 718 aufweisen, welche ganzheitlich bzw. integral gebildet ist, um Erhebungen 734 und Rippenteile 728 festzulegen. Die Filmlage 750 kann mit dem Basisteil 718 verschweißt sein, einschließlich der Verbindung um seine Umfänge. Eine wärmeleitende Lage 716 kann mit einer Klebefläche 716A versehen sein. Wie in 12B gezeigt ist, werden gewundene Fluidwege zwischen den Erhebungen 734 und den Rippen 728 bestimmt. Wie weiterhin in den 12C gezeigt ist, kann sich ein medizinisches Kissen 710 in eine konkave Konfiguration zu der Klebefläche 716 hin verbiegen, um eine Berührung und einen Wärmeübergang mit der Patientenhaut zu verbessern. Für diese Zwecke ist die Filmlage 752 angeordnet, um sich zwischen benachbarten Erhebungen 734 leicht zu verziehen.
In 13, auf welche jetzt Bezug genommen wird, ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Fluidumwälzsystems 310 gezeigt, welches mit einem medizinischen Kissen verbunden ist, wie zum Beispiel dem in dem vorherigen Text beschriebenen Kissen 10. Es versteht sich, daß das Fluidumwälzsystem 310 auch bei den Kissen 110, 210 verwendet werden kann, die in den 5–6 und 6–7 gezeigt sind, sowie in jedem beliebigen Kissen, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Fluidumwälzsystem 310 weist eine Vielzahl von Kissenverbinderpaaren 312 auf. Jedes Verbinderpaar 312 weist einen Einlaßverbinder 312A auf für die Verbindung über ein flexibles Rohr oder eine Leitung oder dergleichen mit dem Einlaß 20 des Kissens 10 und einen Auslaßverbinder 312B für das Verbinden über eine flexible Leitung oder dergleichen mit dem Auslaß 22 des Kissens 10. Bei der gezeigten Ausführungsform weist das Fluidumwälzsystem sechs Kissenverbinderpaare 312 auf, durch welche eine Verbindung der sechs Kissen 10 mit dem Fluidumwälzsystem 310 ermöglicht wird. Es sei jedoch bemerkt, daß es weniger oder mehr Kissenverbinderpaare 312 geben kann. Jeder Einlaßverbinder 312A der Kissenverbinderpaare 312 ist über eine Einlaßzuführleitung 318 mit einem Haupteinlaßverbinder 314 verbunden, und jeder Auslaßverbinder 312B der Kissenverbinderpaare 312 ist über eine Auslaßzuführleitung 320 mit einem Hauptauslaßverbinder 316 verbunden. Das Fluidumwälzsystem 310 weist auch eine Pumpe 330, ein Temperaturspeichermodul 360 und einen Fluidvorrat 380 auf.
Die Pumpe 330 ist über eine Pumpeneinlaßleitung 332 abstromig von dem Hauptauslaßverbinder 316 angeschlossen und ist vorzugsweise selbstansaugend. Ein Temperatursensor 334 und ein Drucksensor 336 in der Pumpeneinlaßleitung 332 messen die Temperatur bzw. den Druck des aus dem Kissen 10 oder den Kissen, das bzw. die mit dem Fluidumwälzsystem verbunden ist/sind, austretenden Fluids. Die Information aus dem Drucksensor 336 kann beim Steuern der Drehzahl der Pumpe 330 verwendet werden, so daß allgemein ein konstanter negativer Druck aufrechterhalten wird. Die Pumpe 330 ist aufstromig über die Pumpenauslaßleitung 338 und das Dreiwegeventil 340 sowohl mit dem Vorrat 380 als auch dem Temperaturspeichermodel 360 verbunden.
Das Temperaturspeichermodul 360 weist Kühl-/Heizelemente 362 und einen Temperatursensor 364 auf. Die Kühl-/Heizelemente 362 können aktiviert werden, um in dem Temperaturspeichermodul 360 das Fluid auf eine gewünschte Temperatur zu kühlen/zu erwärmen, welche von dem Temperatursensor 364 abfühlbar ist. Das Temperaturspeichermodul 360 ist über eine primäre Auslaßleitung 366 des Temperaturspeichermoduls aufstromig von dem Vorrat 380 so angeschlossen, daß das Fluid, welches innerhalb des Temperaturspeichermoduls 360 auf eine gewünschte Temperatur gekühlt/erwärmt wurde, aus diesem zu dem Vorrat 380 strömt, während die Pumpe 330 in Betrieb ist (d.h. Fluid durch sie hindurchpumpt). Das Dreiwegeventil 340 kann reguliert werden, um den Anteil an Fluid 14, welcher aus der Pumpe 330 direkt zu dem Vorrat 380 strömt, und denjenigen Anteil des Fluids 14, welcher aus der Pumpe 330 durch das Temperaturspeichermodul 360 zu dem Vorrat 380 fließt, zu steuern, um die Temperatur des in das Kissen 10 strömenden Fluids zu steuern. Das Temperaturspeichermodul 360 ist auch über eine sekundäre Auslaßleitung 368 für das Temperaturspeichermodul mit dem Vorrat 380 verbunden. Ein normalerweise offenes Ventil 370 in der sekundären Auslaßleitung 368 des Temperaturspeichermoduls gestattet einen Abfluß des Fluids aus dem Temperaturspeichermodul 360 zu dem Vorrat 380, wenn die Pumpe 330 nicht in Betrieb ist.
Der Fluidvorrat 380 weist einen Niveausensor 382 zur Erfassung des Pegels des Fluids innerhalb des Vorrats 380 sowie Kühl-/Heizelemente 384 für das Vorkühlen/Vorheizen der Flüssigkeit innerhalb des Vorrats 380 auf. Erwünschtenfalls (zum Beispiel wenn der Niveausensor 382 anzeigt, daß das Fluidniveau unter ein spezielles Niveau gefallen ist) kann zusätzliches Fluid dem Vorrat durch eine Füllöffnung 386 zugefügt werden, die durch eine Fülleitung 388 mit dem Vorrat 380 verbunden ist. Vorzugsweise hat der Vorrat 380 einen nicht mischenden Einlaß und Auslaß, um das Kühlen das Fluids in dem Vorrat 380 minimal zu halten. Der Auslaß des Vorrats 380 ist über eine Vorratsauslaßleitung 390 mit dem Haupteinlaßverbinder 314 verbunden. Ein Temperatursensor 392 und ein Flußsensor 394 sind in der Vorratsauslaßleitung 390 vorgesehen. Der Temperatursensor 392 mißt die Temperatur des Fluids, welches für die Kisseneinlässe vorgesehen ist, über eine Einlaßzuführleitung 318. Die Information aus dem Temperatursensor 392 kann beim Regulieren des Dreiwegeventils 340 zur Steuerung der Fluidtemperatur benutzt werden. Die Information aus dem Flußsensor 394 und dem Temperatursensor 334 in der Pumpeneinlaßleitung 332 kann beim Bestimmen des Wärmeübergangs zwischen dem Patienten und den Kissen verwendet werden, die mit dem Fluidumwälzsystem 310 verbunden sind. Eine Abflußleitung 396 mit einem normalerweise geschlossenen Zweiwegeventil 398 ist für das Entleeren der Kissen zum Vorrat 380 vorgesehen, wenn das Kühl-/Heizverfahren vollendet ist.
In 14 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform eines Fluidumwälzsystems 310' gezeigt. Das Fluidumwälzsystem 310' ist ähnlich dem in 13 gezeigten System 310, und ähnliche Elemente tragen dieselben Bezugszahlen. Das Fluidumwälzsystem 310' weist eine Vielzahl von Kissenverbinderpaaren 312 auf, von denen jedes einen Einlaßverbinder 312A und einen Auslaßverbinder 312B hat. Bei der gezeigten Ausführungsform weist das Fluidumwälzsystem sechs Kissenverbinderpaare 312 auf, wodurch die Verbindung der sechs Kissen 10 mit dem Fluidumwälzsystem 310' ermöglicht wird. Es sei jedoch bemerkt, daß es weniger oder mehr Verbinderpaare 312 geben kann. Jeder Einlaßverbinder 312A der Kissenverbinderpaare 312 ist über eine Einlaßzuführleitung 318 mit einem Haupteinlaßverbinder 314 verbunden, und jeder Auslaßverbinder 312B der Kissenverbinderpaare 312 ist über eine Auslaßzuführleitung 320 mit einem Auslaßverbinder 316 verbunden. Das Fluidumwälzsystem 310' weist auch erste und zweite Pumpen 330, 350, ein Temperaturspeichermodul 360 sowie erste und zweite Fluidvorräte 380, 400 auf. Ein zusätzliches Verbinderpaar 322 kann für die Anbringung eines Kissens und Wiederumwälzung während eines Bypasses eingeschlossen sein.
Die erste Pumpe 330 ist abstromig über eine Pumpeneinlaßleitung 332 aus dem Hauptauslaßverbinder 316 verbunden und vorzugsweise selbstansaugend. Ein Temperatursensor 334 und ein Drucksensor 336 sind in der Pumpeneinlaßleitung 332 angeordnet. Die erste Pumpe 330 ist über erste Pumpenauslaßleitungen 338 aufstromig sowohl mit dem zweiten Vorrat 400 als auch der zweiten Pumpe 350 verbunden. Ein Kühl-/Heizelement 342 ist in der Auslaßleitung 338 zwischen der ersten Pumpe 330 und dem zweiten Vorrat 400 für ein Inline-Kühlen/-Erwärmen des durch das System 310 umgewälzten Fluids angeordnet. Die zweite Pumpe 350 ist abstromig von der ersten Pumpe 330 angeordnet und aufstromig über eine zweite Pumpenauslaßleitung 352 mit dem Temperaturspeichermodel 360 verbunden. Die zweite Pumpe 350 ist vorzugsweise selbstansaugend und bringt das Fluid durch das Temperaturspeichermodul 360 zum Zwecke der Temperatursteuerung wieder in Umlauf.
Das Temperaturspeichermodul 360 weist Kühl-/Heizelemente 362 und einen Temperatursensor 364 auf. Die Kühl-/Heizelemente 362 können aktiviert werden, um das Fluid in dem Temperaturspeichermodul 360 auf eine gewünschte Temperatur zu kühlen/erwärmen, welche von dem Temperatursensor 364 erfaßt wird. Das Temperaturspeichermodul 360 ist über eine erste Auslaßleitung 366 des Temperaturspeichermoduls abstromig von dem zweiten Vorrat so angeschlossen, daß das Fluid, welches in dem Temperaturspeichermodul 360 auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt/erwärmt wurde, von dort zu dem zweiten Vorrat 400 fließen kann. Das Temperaturspeichermodul 360 ist auch über eine zweite Auslaßleitung 368 des Temperaturspeichermoduls mit dem ersten Vorrat 380 verbunden. Ein normalerweise offenes Ventil 370 in der zweiten Auslaßleitung 368 des Temperaturspeichermoduls gestattet den Abfluß des Fluids aus dem Temperaturspeichermodul 360 zu dem ersten Vorrat 380, wenn die zweite Pumpe 350 nicht arbeitet.
Der erste Fluidvorrat 380 weist einen Niveausensor 382 auf zum Erfassen des Fluidpegels in dem Vorrat 380. Erwünschtenfalls (zum Beispiel wenn der Niveausensor 382 anzeigt, daß der Fluidpegel unter ein spezielles Niveau gefallen ist) kann zusätzliches Fluid dem ersten Vorrat durch eine Füllöffnung 386 zugeführt werden, die mit dem Vorrat 380 durch eine Fülleitung 388 verbunden ist. Der erste Vorrat 380 ist für eine Fluidströmung zwischen diesen mit dem zweiten Vorrat 400 verbunden. Der zweite Vorrat 400 fungiert als Wiederrezirkuliervorrat, welcher Fluid aus der ersten Pumpe 330 und dem Temperaturspeichermodul 360 aufnimmt und Fluid über eine Vorratsauslaßleitung 390 für den Haupteinlaßverbinder 314 vorsieht. Notwendigenfalls kann zusätzliches Fluid aus dem ersten Vorrat 380 für den zweiten Vorrat vorgesehen werden. Verwendet man zwei Vorräte anstelle nur eines Vorrats, wie im System 310 in 13, so wird ein merkliches Mischen wieder in Umlauf gebrachten Fluids, welches gekühlt/erwärmt wurde, mit der Fluidzufuhr verhindert, die in dem ersten Vorrat 380 gehalten wird. Ein Temperatursensor 392 und ein Flußsensor 394 sind in der Vorratsauslaßleitung 390 vorgesehen, ebenso wie ein Dreiwegeventil 402. Das Dreiwegeventil 402 verbindet den Hauptauslaßverbinder 316 mit der Vorratsauslaßleitung 390. Das Dreiwegeventil 402 überbrückt normalerweise den Hauptauslaßverbinder 316, so daß Fluid aus dem zweiten Vorrat 400 über die Vorratsauslaßleitung 390 zu dem Haupteinlaßverbinder 314 fließt. Eine Abzugsleitung 396 mit einem normalerweise geschlossenen Zweiwegeventil 398 ist für das Entleeren der Kissen für den ersten Vorrat 380 vorgesehen, wenn das Kühl-/Erwärmungsverfahren vollendet ist.
Wenn man nun auf 15 Bezug nimmt, dann kann ein Fluidumwälzsystem, wie zum Beispiel die Systeme 310, 310', die in den 8 und 9 dargestellt sind, in einer tragfähigen Kühl-/Erwärmungskonsole 410 eingeschlossen sein. Die Konsole bzw. das Bedienungsgerät 410 weist ein Gehäuse 412, eine Basis 414 mit Laufrollen 416 und einen ausziehbaren Hängeständer 418 auf. Das Gehäuse 412 enthält Bestandteile des Fluidumwälzsystems 310, 310'. Die Kissenverbinderpaare 312 für das Verbinden der Kissen mit dem Fluidumwälzsystem 310 sind vorzugsweise auf einer Seite des Gehäuses 412 angeordnet. Die Laufrollen 416 ermöglichen das Bewegen der Konsole 410 neben einen Operationstisch oder dergleichen, wenn es notwendig ist, und ermöglichen auch die Bewegung der Konsole 410 in Verbindung mit einem sich bewegenden Patienten, an dem ein oder mehrere Kissen angehängt sind. Der ausziehbare Hängeständer 418 sorgt für zweckmäßige Mittel zum Anhängen intravenöser Lösungen und Infusionspumpen. Der Hängeständer 418 kann auf eine zweckmäßige Höhe durch Lösen einer Rückhaltemanschette 420, Bewegen des Hängeständers 418 gegebenenfalls nach oben oder unten und dann Festziehen der Rückhaltemanschette 420 eingestellt werden.
Ein medizinisches Kissen und das dazugehörende Fluidumwälzsystem, wie zum Beispiel das Kissen 10 und das oben beschriebene System 310, können in der folgenden Weise sowohl zum Kühlen als auch zum Wiedererwärmen eines Patienten genutzt werden. Eines oder mehrere Kissen 10 geeigneter Konfigurationen werden ausgewählt. Die Kissen 10 werden an der Haut des Patienten an geeigneten Stellen angeheftet (zum Beispiel auf dem Rumpf des Patienten, Schenkeln und Hals), indem die Klebefläche 16A der Kissen 10 mit der Haut des Patienten in Berührung gebracht wird. Der Einlaß 20 und Auslaß 22 der Kissen 10 werden an entsprechende Kissenverbinderpaare 312 des Fluidumwälzsystems 310 angeschlossen. Die Pumpe 330 wird eingeschaltet, um Fluid mit geeigneter Temperatur unter der des Patienten aus dem Vorrat 380 durch die das Fluid enthaltende Lage 12 abzuziehen. Die geeignete Temperatur kann dadurch erhalten werden, daß das Dreiwegeventil 340 reguliert wird und die Kühl-/Heizelemente 362, 384 notwendigenfalls in Betrieb gesetzt werden. Wärmeenergie aus dem Patienten wird von dem umgewälzten Fluid absorbiert, wodurch der Patient gekühlt wird. Nachdem der Patient die gewünschte Körpertemperatur erreicht hat (zum Beispiel 2–3°C unter Normal, wenn ein Schlaganfall- oder ein Schädeltraumapatient behandelt wird), kann die erniedrigte Körpertemperatur des Patienten durch fortgesetztes Umwälzen des Fluids durch die Kissen 10 bei einer geeigneten Temperatur beibehalten werden. Wenn der Patient wieder aufgewärmt werden soll, kann Fluid mit einer geeigneten Temperatur über jener des Patienten durch die Kissen 10 umgewälzt werden, wodurch Wärmeenergie an den Patienten abgegeben wird.
Beim Betrieb sollte das Niveau des Fluids in dem Fluidvorrat 380 an oder unter dem Niveau des Patienten gehalten werden, so daß das Kissen selbst dann unter negativem Druck steht, wenn die Fluidströmung anhält.
Unter Bezugnahme auf 16 wird eine schematische Ansicht einer Herstellungslinie 510 für die Herstellung eines medizinischen Kissens, wie zum Beispiel des Kissens 10, welches oben beschrieben ist, gezeigt. Eine erste Lage Filmmaterial 512 von einer unteren Filmzuführrolle 514, ein Netzwerk 516 von einer Netzwerkzuführrolle 518, eine zweite Lage Filmmaterial 520 aus einer oberen Filmzuführrolle 522 werden in das erwärmte Formwerkzeug 524 gezogen. Auf den entsprechenden, dem Netzwerk 516 zugewandten Seiten der ersten und zweiten Lagen Filmmaterials 312, 320 ist vorzugsweise ein auf Wärme reagierender Klebstoff durch Beschichtung aufgebracht. Vorzugsweise hat der auf den Lagen Filmmaterial 512, 520 durch Beschichten aufgebrachte Klebstoff eine Klebstoffauftragtemperatur im Bereich von (210–230°F) 99–110°C. Diesbezüglich können die ersten und zweiten Lagen Filmmaterial 512, 520 ein Polypropylenfilm sein mit einem Copolymer-Klebstoff, wie zum Beispiel Trans-kote OPP/MR, hergestellt von der Firma Transilwrap Company, Inc. aus Chicago, Illinois. Ein Paar von Druckrollen 526 klemmen die erste Filmlage 512, das Netzwerk 516 und die zweite Filmlage 520 zusammen, um einen Sandwichaufbau 528 zu bilden, bevor sie in das Formwerkzeug 524 eintreten.
Das Formwerkzeug 524 wird auf eine geeignete Temperatur erwärmt (zum Beispiel (230°F) 110°C), und seine Oberflächen werden derart gebildet, daß beim Eindrücken in den Sandwichaufbau 528 die Filmlagen 512, 520 durch den auf Wärme reagierenden Klebstoff mit dem Netzwerk 516 und miteinander in einem Muster verbunden werden, welches den Umfangskanten der gewünschten Kissenkonfiguration entspricht. Das Netzwerk 516 wird auch durch das Formwerkzeug 524 längs der Umfangskanten eingeschmolzen und in Innenleitungen geschmolzen, um Wasserfließkanäle zu bilden. Der Sandwichaufbau 528 tritt aus dem erwärmten Formwerkzeug 524 aus und wird in eine Abstanzpresse 530 gezogen. In Verbindung mit dem Sandwichaufbau 528 wird klebstoffgestützter Schaum 532 mit geschlossenen Zellen aus einer Schaumzuführrolle 534 abgezogen, und Hydrogelmaterial 536 wird aus einer Hydrogelzuführrolle 538 in die Abstanzpresse 530 gezogen. Druckrollen 540 laminieren den Schaum 532 und das Hydrogel 538 auf entsprechende Seiten des Sandwichaufbaus 528, bevor sie in die Abstanzpresse 530 eintreten. Eine Abgabelage 542 über der Klebefläche des Schaums 532 kann zu einer Abfallrolle 544 entfernt werden, bevor der Schaum die Druckrollen 540 erreicht.
Umfangs- und Verteilerschnitte werden an geeigneten Stellen von der Abstanzpresse 530 durchgeführt. Die Umfangsschnitte separieren die Kissen 10 von dem Abfallmaterial 546, welches zu einer Abfallrolle 548 abgenommen werden kann. Die vielfältigen Schnitte erstrecken sich nur durch den Schaum 532 und die zweite Lage des Filmmaterials 520. Die vielfältigen Ausschnittabschnitte können entfernt und die Verteiler 60 mit dem Schaum 532 über den ausgeschnittenen Abschnitten verbunden werden, um die fertig bearbeiteten Kissen 10 zu erzeugen.
Die vorstehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgte zwecks Veranschaulichung und Beschreibung. Diese Beschreibung ist aber nicht dafür gedacht, die Erfindung und verschiedene ihrer Ausführungsformen zu beschränken. Variationen, Ausführungsformen und Modifikationen sind dem Fachmann bekannt und liegen im Rahmen der folgenden Ansprüche.

Claims

Medizinisches Kissen (10, 110, 210, 610, 710) für das Berühren und Austauschen von Wärmeenergie mit einem Patienten, wobei das Kissen aufweist: eine ein Fluid enthaltende Lage (12,112, 212) für die Aufnahme eines Wärmeaustauscherfluids (14, 614) mit der Eignung, mindestens Wärmeenergie zu absorbieren und/oder abzugeben; einen Fluideinlaß (20, 120, 120A, 220, 220A) und einen Fluidauslaß (22, 122, 122A, 222, 222A), wobei das Wärmeaustauscherfluid in der das Fluid enthaltenden Lage aus dem Fluideinlaß zu dem Fluidauslaß in Umlauf bringbar ist; dadurch gekennzeichnet, daß eine Klebstoffoberfläche (16A, 116A, 216A, 616A, 716A) auf einer Hautkontaktseite der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist; wobei das Kissen direkt dadurch an den Patienten anklebbar ist, daß die Klebstoffoberfläche mit der Haut (32) des Patienten kontaktiert wird und Wärmeenergie über die Klebstoffoberfläche zwischen dem Patienten und dem Wärmeaustauscherfluid austauschbar ist, wenn das Kissen an den Patienten angeklebt ist.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 1, wobei die Klebstoffoberfläche einen Schälwert gegen die Haut des Patienten bei anfänglichem Aufbringen von zwischen etwa (20 bis 80 g/Zoll) 7,9 bis 31,5 g/cm hat.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 1, wobei das Wärmeaustauscherfluid dadurch in Umlauf bringbar ist, daß es durch den Fluideinlaß in die das Fluid enthaltende Lage hineingezogen und durch den Fluidauslaß aus der das Fluid enthaltenden Lage herausgezogen wird.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 4, wobei das Wärmeaustauscherfluid unter negativem Druck von einer Pumpe (42, 330) gezogen wird, die abstromig von dem Fluidauslaß verbunden ist.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 1, ferner mit: einer entsprechenden thermisch leitenden Lage (16, 116,216, 616, 716), die zwischen der Klebstoffoberfläche und der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist, wobei die entsprechende thermisch leitende Lage aus einem Material besteht mit einem Wärmeleitkoeffizienten von mindestens etwa (2,00 cal/hr-cm-°C) 8,37 J/hr-cm-°C, einer Dicke von weniger als etwa 0,15 cm und einem Elastizitätsmodul von zwischen etwa 40 und 1000 Pascal.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 5, wobei die entsprechende thermisch leitende Lage ein erstes Material aufweist, welches in einer durch ein zweites Material gebildeten Matrix aufgehängt ist.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 6, wobei das erste Material eine Flüssigkeit und das zweite Material ein Polymer ist.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 1, ferner mit: einer entsprechenden thermisch leitenden Lage, die auf einer Hautkontaktseite der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist, wobei die entsprechende thermisch leitende Lage aus einem Material besteht mit einem Elastizitätsmodul von zwischen etwa 40 und 1000 Pascal und die entsprechende thermisch leitende Lage die Klebstoffoberfläche bildet.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 8, ferner mit: einer Isolierlage (18, 118, 218), die auf einer die Haut nicht berührenden Seite der das Fluid enthaltenden Lage angeordnet ist, wobei die Isolierlage aus einem Material besteht mit einem thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten von weniger als etwa (1,00 cal/hr-cm-°C) 4,18 J/hr-cm-°C und mit einer Dicke von weniger als etwa 0,06 cm.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 1, wobei die das Fluid enthaltende Lage aufweist: eine flexible obere dünne Schicht (650, 750) und ein flexibles Basisteil (618, 718), welches mit der flexiblen oberen dünnen Schicht verbunden ist, wobei das Basisteil eine Vielzahl von Erhebungen (624, 734, 834) für die Abstützung der flexiblen oberen Schicht und für die Bildung von gewundenen Fluidströmungswegen in der das Fluid enthaltenden Lage aufweist, wobei die Klebstoffoberfläche auf einer Hautkontaktseite der flexiblen oberen Schicht angeordnet ist.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Erhebungen in einem vorbestimmten Muster mit Reihen und Spalten angeordnet ist.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Erhebungen einen vorbestimmten Aufbau hat, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einer Kegelstumpfgestaltung, einer zylindrischen Gestaltung und einer länglichen, kegelstumpfförmigen Pyramidengestaltung.
Medizinisches Kissen nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Erhebungen eine Höhe hat von zwischen etwa (0,02 bis 0,2 Zoll) 0,05 und 0,5 cm.