熱對比療法設(shè)備、方法和系統(tǒng)與流程
相關(guān)申請
本申請要求2015年4月9日提交的序列號為14/682,295的美國申請以及2014年7月25日提交的序列號為14/340,904的美國申請的優(yōu)先權(quán)，每一個申請要求2014年7月25日提交的序列號為62/028,952的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用的方式并入本申請。
背景技術(shù)：
本公開文本涉及熱對比療法設(shè)備、用于提供熱對比療法的治療方法以及用于提供和管理熱對比療法治療的系統(tǒng)。
熱對比療法包括向患者身體的一個或多個部位提供一系列交替的冷卻時段和加熱時段的療法治療。交替的冷卻時段和加熱時段分別從治療部位移除熱量或向治療部位傳輸熱量。治療時序可以持續(xù)規(guī)定的時間段或指定數(shù)量的加熱時段和/或冷卻時段。例如，該時序可以持續(xù)能夠有效實現(xiàn)期望的治療結(jié)果的一段時間。
在不希望受到理論限制的情況下，發(fā)明人理解，熱對比療法可以引起血管舒張和血管收縮的循環(huán)，從而產(chǎn)生改善血液循環(huán)和質(zhì)量的泵血動作。將熱施加到身體組織可以引起血管舒張、或血管的擴(kuò)張或擴(kuò)大。當(dāng)血管擴(kuò)張時，由于血管阻力降低，通過血管的血液流量增加。因此，認(rèn)為動脈血管(主要是小動脈)的擴(kuò)張降低了擴(kuò)張血管中的血壓。將冷施加到身體組織可能會引起血管收縮、或血管的縮回或收窄，這被認(rèn)為會增加接觸的血管中的血壓。當(dāng)血管收縮時，血液流量受到限制或減少，迫使血液移動到身體的其它部位。
血液將氧氣和養(yǎng)分輸送到組織和器官并從組織和器官中去除廢物。如果血液循環(huán)不良或緩慢，可能不能充分或最佳地輸送具有愈合功能的營養(yǎng)物或去除毒素，這可能延遲愈合或甚至引起組織或器官的惡化。人們認(rèn)為，通過改善血液循環(huán)和血液質(zhì)量，更多的營養(yǎng)物可以供細(xì)胞使用，這樣，可以更有效地管理毒素。
此外，淋巴管在暴露于冷時收縮并響應(yīng)于熱而松弛。與循環(huán)系統(tǒng)不同，淋巴系統(tǒng)缺乏中央泵。在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為交替的加熱時段和冷卻時段使淋巴管擴(kuò)張和收縮以從一個區(qū)域向另一個區(qū)域大體“泵送”并移動流體。這種流體移動積極地影響了炎癥過程，該炎癥過程是愈合受損組織的主要身體機(jī)制。
考慮到本領(lǐng)域已知的這些和其他生理效應(yīng)，對于許多不同的癥狀，熱對比療法都可以是一種有效的治療。該療法可以應(yīng)用于身體的任何部位，例如，發(fā)炎的、充血的、受傷的、疲勞的或正從外科手術(shù)中恢復(fù)的身體部位。熱對比療法的一般治療用途包括疼痛、腫脹、發(fā)燒、毒素、痙攣、便秘和免疫功能的管理。熱對比療法通常可以用于減輕水腫或腫脹，減輕或消除疼痛，促進(jìn)骨骼和組織的愈合，并且恢復(fù)對骨骼、肌肉、韌帶、肌腱和皮膚的損傷。對于例如患有低體溫癥或凍傷的患者，熱對比療法也可以是有效的治療，以增強(qiáng)受影響組織的循環(huán)。
熱對比療法也可以在急性損傷或急診手術(shù)后用于減輕疼痛和腫脹，并促進(jìn)愈合。運(yùn)動員也可以在比賽或訓(xùn)練之后或期間使用熱對比療法，以通過幫助從酸痛肌肉排除乳酸來加速恢復(fù)或減輕延遲性肌肉酸痛。熱對比療法也可以用于放松關(guān)節(jié)組織(例如韌帶和肌腱)，這可以幫助增加活動范圍。對于例如患有脊髓或神經(jīng)損傷的患者，熱對比療法也可以是有效的治療，以增強(qiáng)到受損神經(jīng)組織的血液流動，或者防止或減少對不充足血液供應(yīng)的爭奪。
對于糖尿病及相關(guān)生理并發(fā)癥(例如，壞疽)、淋巴水腫或與血管或淋巴功能不全相關(guān)的其它疾病(例如，慢性靜脈功能不全、靜脈瘀血性潰瘍、乳房切除后水腫或慢性淋巴水腫)、周圍血管疾病或任何其它循環(huán)缺陷綜合征(例如，動脈硬化、深靜脈血栓形成、伯格病或血栓閉塞性脈管炎)，熱對比療法也可以是有效的治療。熱對比療法可以為多發(fā)性硬化癥和其他自身免疫性疾病提供治療緩解，從而例如治療疼痛和/或改善血液循環(huán)。其他研究表明熱對比療法可以積極影響免疫系統(tǒng)。對于皮下脂質(zhì)細(xì)胞的破壞，熱對比療法也可以是有效的療法。
可以手動執(zhí)行熱對比療法，例如通過將身體的一個部位(如腳、腳踝或腿部)交替地浸入冷水漩渦或冷水浴以及熱水漩渦或熱水浴中，或者通過交替地應(yīng)用熱源(例如加熱襯墊或水對照包)和冷源(例如冰袋)等?？蛇x擇地，熱對比療法設(shè)備在市場上可買得到，該熱對比療法設(shè)備使水或其它流體循環(huán)通過包圍要治療的身體部位的治療襯墊。然而，這種手動治療和現(xiàn)有設(shè)備可能不適合治療一些癥狀和/或患者或是對于治療一些癥狀和/或患者無效。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為熱對比療法的有效性可以通過提供定制的治療時序來增強(qiáng)。現(xiàn)有的設(shè)備和治療方法可能僅提供有限數(shù)量的預(yù)編程療法，只具有改變治療時序參數(shù)的有限能力。因此，需要用于提供定制的熱對比療法治療時序的改進(jìn)的設(shè)備和方法。本文公開的一些定制的治療時序要求一定水平的準(zhǔn)確度、精度以及例如對流體溫度、指定熱傳遞的度量和/或治療時序的各種其他參數(shù)的控制，對于這些，現(xiàn)有設(shè)備或手動治療可能不可行。因此，進(jìn)一步需要改進(jìn)的熱對比療法設(shè)備，這些設(shè)備具有本文公開的具有各個方面中的一個或多個方面。
另外，在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為在一些情況下，熱對比療法的有效性可以通過提供治療時序來增強(qiáng)，該治療時序包括快速交替的冷卻時段和加熱時段和/或這些時段之間的快速轉(zhuǎn)換。除了別的以外，此類治療時序可以有效地增強(qiáng)血管收縮和/或血管舒張和相應(yīng)的治療效果?，F(xiàn)有設(shè)備可能不適合提供這類快速交替的時段和/或這些時段之間的快速轉(zhuǎn)換。例如，現(xiàn)有設(shè)備可能具有與流體處于流體連通的大的不適宜的熱質(zhì)量。
熱對比療法設(shè)備的各種部件每一個具有給定的熱質(zhì)量，其可以表示為：
cth＝mcp(1)
其中m是部件的質(zhì)量，cp是部件的在討論的溫度范圍內(nèi)求平均的恒壓比熱容。與循環(huán)通過熱對比療法設(shè)備的流體處于熱連通的各種部件引起的累積熱質(zhì)量可以表示為：
與循環(huán)流體處于熱連通的這些部件可以從熱流體吸收熱能(例如，在加熱時段期間)并且將熱能消散到冷流體(例如，在冷卻時段期間)。
當(dāng)在治療時序的時段之間轉(zhuǎn)換時，使循環(huán)流體以及與流體處于熱連通的各個部件達(dá)到平衡溫度所需的持續(xù)時間取決于這些部件引起的熱質(zhì)量，除了別的以外。當(dāng)熱對比療法設(shè)備具有與循環(huán)通過該設(shè)備的流體處于熱連通的相對較大的熱質(zhì)量時，使流體達(dá)到平衡溫度所需的持續(xù)時間可能由于與熱質(zhì)量的熱傳遞而不適當(dāng)?shù)刈兇?。例如，在從加熱時段轉(zhuǎn)換到冷卻時段時，這種熱質(zhì)量可以從熱流體累積熱量，該熱量然后在冷卻時段期間傳遞到冷流體。因此，當(dāng)在多個時段之間轉(zhuǎn)換時，在與熱質(zhì)量熱連通的流體相對于與這種熱質(zhì)量的熱傳遞達(dá)到平衡溫度之前，經(jīng)過了一段持續(xù)時間。對于一些設(shè)備，達(dá)到平衡溫度所需的持續(xù)時間可能超過在治療時序的交替時段之間轉(zhuǎn)換所規(guī)定的持續(xù)時間和/或針對這些交替的時段所規(guī)定的持續(xù)時間，例如，快速交替的冷卻時段和加熱時段和/或這些時段之間的快速轉(zhuǎn)換。因而，在給定時段或交替時段時序的過程中，循環(huán)通過設(shè)備的流體的溫度由于與這種熱質(zhì)量的熱傳遞而可能漂移。此外，以給定溫度將流體供應(yīng)到治療襯墊的加熱和/或冷卻要求隨著與循環(huán)通過治療襯墊的流體處于熱連通的熱質(zhì)量的增加而增加。因此，由于與循環(huán)通過治療襯墊的流體處于熱連通的部件，一些設(shè)備的熱質(zhì)量相對交大，這些設(shè)備可能不適合于執(zhí)行本文公開的某些治療時序。因此，對改進(jìn)的熱對比療法設(shè)備存在更進(jìn)一步的需求。
由于這些和其他限制，認(rèn)為現(xiàn)有的熱對比療法設(shè)備和/或治療方法提供的可能不是最佳的治療。此外，在一些情況下，治療提供者或用戶可能實施實際上對身體有害的治療。例如，如果提供了過多的加熱或冷卻，則血液流動可能不利地受到限制和/或組織可能受到損傷。這種血液流動限制可能起因于過度加熱所引起的血液積聚或過度冷卻所引起的血管收縮。通過提供定制的治療時序，可以優(yōu)化熱對比療法，并且可以避免損傷。因此，提供本文公開的熱對比療法設(shè)備、方法和系統(tǒng)是有利的，這提供了更大的改變和控制治療參數(shù)的能力，使得治療精度和準(zhǔn)確度得以增強(qiáng)，并且提供了實施定制治療時序的能力。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在各種治療條件下對熱對比療法的效果和優(yōu)點的研究相對不足，并且在許多情況下，從業(yè)者可能希望進(jìn)一步研究治療特定患者、身體部位、損傷、病狀或癥狀的最佳方式。因此，有利的是為研究人員和從業(yè)者提供有助于進(jìn)一步研究熱對比療法的主題的設(shè)備、方法和系統(tǒng)。
應(yīng)當(dāng)理解，可以向任何人或其他哺乳類動物患者提供熱對比療法，這樣，本公開在醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)領(lǐng)域都具有適用性。讀者應(yīng)當(dāng)理解，本公開中提及的熱對比療法治療的人、患者、用戶和/或接受者表示并指代任何其他哺乳類動物。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
下文給出了本文公開的某些實施例的概要。應(yīng)當(dāng)理解，呈現(xiàn)這些方面僅僅是為了給讀者提供這些實施例的簡要概述，并且這些方案不旨在限制本公開的范圍。
本公開涉及熱對比療法設(shè)備、用于提供熱對比療法的治療方法以及用于提供和管理熱對比療法治療的系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解，本文公開的熱對比療法設(shè)備、方法和系統(tǒng)可以單獨(dú)實施、彼此組合實施、或與本領(lǐng)域已知的其它設(shè)備、方法或系統(tǒng)一起實施。
熱對比療法設(shè)備可以包括本文公開的一個或多個特征。這些特征可以有效地提高該設(shè)備的熱力學(xué)效率。熱對比療法設(shè)備可以配置有多個特征，這些特征有效地減少與循環(huán)通過治療襯墊的流體處于熱連通的組件引起的熱質(zhì)量，例如，從而在加熱時段和冷卻時段之間轉(zhuǎn)換時最小化需要在獲得平衡溫度之前克服的熱質(zhì)量。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成提供快速交替的冷卻時段和加熱時段和/或在交替的冷卻時段和加熱時段之間快速轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換的實施時間可以至少與將治療襯墊中的流體的體積除以流體的流率所確定的持續(xù)時間一樣長。
在一些實施例中，在交替的冷卻時段和加熱時段的時序中，熱對比療法設(shè)備可以包括具有配置成循環(huán)冷流體的第一泵的冷卻系統(tǒng)和具有配置成循環(huán)熱流體的第二泵的加熱系統(tǒng)。在第一時段和第二時段之間轉(zhuǎn)換時，具有與第一時段對應(yīng)的第一溫度的流體置換具有與第二時段對應(yīng)的第二溫度的流體。冷卻系統(tǒng)可以包括冷流體再循環(huán)管線，和/或加熱系統(tǒng)可以包括熱流體再循環(huán)管線。冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)可以在流出流體管線處會聚，流出流體管線配置成從該設(shè)備排放流體。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成至少部分基于循環(huán)流體的溫度將循環(huán)流體傳送到加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)。
使用配置成循環(huán)冷流體的第一泵和配置成循環(huán)熱流體的第二泵可以在交替的加熱時段和冷卻時段之間轉(zhuǎn)換時有效地減少需要在達(dá)到平衡溫度之前克服的熱質(zhì)量，從而提高冷卻系統(tǒng)和/或加熱系統(tǒng)的熱力學(xué)效率。因此，流動通過流出流體管線的流體可以快速地達(dá)到平衡溫度。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備和/或其冷卻系統(tǒng)和/或加熱系統(tǒng)可以配置成使得當(dāng)流體從冷卻塊流動到該設(shè)備的排放端時，僅發(fā)生流體的標(biāo)稱溫度變化(如果有的話)。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備和/或其冷卻系統(tǒng)和/或加熱系統(tǒng)可以配置成使得僅存在與從冷卻系統(tǒng)排放流體的第一點與從該設(shè)備排放流體的第二點之間的流體處于熱連通的組件引起的標(biāo)稱累積熱質(zhì)量。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以包括配置成將流體供應(yīng)到冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的共享儲液器。共享儲液器可以與冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)處于流體連通，并且來自加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)的置換流體可以與共享儲液器中的流體交換。共享儲液器可以保存來自冷卻系統(tǒng)的第一體積的流體以及來自加熱系統(tǒng)的第二體積的流體。共享儲液器可以配置成使得在從冷卻時段轉(zhuǎn)換到加熱時段時第一體積的流體增加，而在從加熱時段轉(zhuǎn)換到冷卻時段時第二體積的流體增加。共享儲液器中的流體體積可以在交替的冷卻時段和加熱時段的時序期間保持基本恒定。在一些實施例中，共享儲液器允許熱流體和冷流體分層，并且加熱系統(tǒng)可以優(yōu)先從共享儲液器抽取分層的熱流體和/或冷卻系統(tǒng)可以優(yōu)先從共享儲液器抽取分層的冷流體?？梢酝ㄟ^共享儲液器中的第一開口產(chǎn)生共享儲液器與加熱系統(tǒng)之間的流體連通，并且可以通過共享儲液器中的第二開口產(chǎn)生共享儲液器與冷卻系統(tǒng)之間的流體連通，第一開口所處的高度位于第二開口的高度之上。
冷卻系統(tǒng)可以包括配置成保存第一體積的流體的冷卻塊，而加熱系統(tǒng)可以包括配置成保存第二體積的流體的加熱塊。冷卻塊和/或加熱塊可以具有限定用于使流體在入口和出口之間行進(jìn)的蛇形路徑的多個擋板。冷卻塊和/或加熱塊也可以不設(shè)置這些擋板。冷卻系統(tǒng)可以配置成使冷流體循環(huán)通過治療襯墊，而加熱系統(tǒng)可以配置成使熱流體循環(huán)通過治療襯墊。從治療襯墊返回的流體可以至少部分基于流體的溫度被傳送到冷卻系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)。在一些實施例中，流體在加熱時段期間循環(huán)通過冷卻系統(tǒng)，和/或流體在冷卻時段期間循環(huán)通過加熱系統(tǒng)，例如，以調(diào)整或保持循環(huán)流體的溫度。
熱對比療法設(shè)備可以配置成在治療襯墊中產(chǎn)生壓力脈沖。在一些實施例中，冷卻系統(tǒng)可以具有第一供給閥和第一回流閥，而加熱系統(tǒng)可以具有第二供給閥和第二回流閥。這些閥可以是螺線管電磁閥?？梢灾辽俨糠值赝ㄟ^使閥在打開位置和關(guān)閉位置之間交替來產(chǎn)生壓力脈沖。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成使壓力脈沖的頻率與接受治療的患者的心率同步。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成提供有效地誘導(dǎo)血管舒張和血管收縮循環(huán)的壓力脈沖。在一些實施例中，可以通過使加熱時段和冷卻時段交替來誘導(dǎo)血管舒張和血管收縮的循環(huán)，而不用提供壓力脈沖。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成與多個不同的治療襯墊一起工作。治療襯墊可以包括網(wǎng)狀的互連單元、毛細(xì)管或蛇形管道或其組合，具有配置成經(jīng)由流入管接收流體的流入端口以及配置成經(jīng)由流出管返回流體的流出端口。在一些實施例中，具有蛇形管道的治療襯墊使得交替的加熱時段和冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換更快速。蛇形管道可以包括多個管道模式，包括u形拐角部、費(fèi)馬螺線、改型的費(fèi)馬螺線及其組合。在一些實施例中，可以設(shè)置具有這樣一種構(gòu)造的治療襯墊，該構(gòu)造在治療襯墊的有效表面區(qū)域上有效地提供大體一致的熱傳遞速率。在一些實施例中，襯墊id標(biāo)簽可以嵌入治療襯墊內(nèi)或嵌入配置成附接到治療襯墊的接頭內(nèi)?？梢栽O(shè)置具有任何期望形狀或構(gòu)造的護(hù)套用于將治療襯墊固定至要治療的患者的身體部位。在一些實施例中，可以設(shè)置用于熱對比療法設(shè)備與治療襯墊之間的流體連通和數(shù)據(jù)通信的快速釋放延長線繩。在一些實施例中，襯墊id讀取器、一個或多個溫度傳感器和/或其他電子器件可以嵌入快速釋放延長線繩中。
本文公開的熱對比療法設(shè)備可以配置成提供定制的熱對比療法治療時序。例如，設(shè)備可以配置成接收有效識別可操作地連接到設(shè)備的治療襯墊的指示，并且使設(shè)備執(zhí)行針對可操作地連接到設(shè)備的特定治療襯墊校準(zhǔn)的熱對比療法治療時序。
本文公開的熱對比療法設(shè)備可以配置成在選擇的治療時序期間或在一系列治療之間自動調(diào)整一個或多個時序參數(shù)。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成允許用戶選擇或輸入定制的時序參數(shù)，除了別的以外，該時序參數(shù)可以包括定制的持續(xù)時間、流體的壓力脈沖頻率、護(hù)套壓縮、溫度-變化輪廓、流體溫度和/或流率。定制的時序參數(shù)可以與時序內(nèi)的一個或多個時段、一系列治療時序內(nèi)的一個或多個時序或正在進(jìn)行的治療程序內(nèi)的一系列治療時序?qū)?yīng)。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成從一個或多個溫度傳感器和/或流量計接收指示，并且例如通過自動調(diào)整流體的溫度和/或流率在流體與患者的組織之間實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成接收患者展現(xiàn)出的一個或多個生理參數(shù)值的指示，并且至少部分地基于一個或多個生理參數(shù)值來執(zhí)行定制的熱對比療法治療時序。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成向熱對比療法系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)或從熱對比療法系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)例如可以包括患者例如在治療期間展現(xiàn)出的生理參數(shù)值。在一些實施例中，可以至少部分地基于與先前治療對應(yīng)的數(shù)據(jù)來提供后續(xù)額外的治療。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成執(zhí)行至少部分從熱對比療法系統(tǒng)所接收的輸入得出的治療時序。治療時序可以由治療提供者來制定或由熱對比療法設(shè)備的用戶來選擇。治療時序可以基于例如當(dāng)前或先前提供的治療時序、患者在當(dāng)前或先前治療期間展現(xiàn)出的生理參數(shù)值和/或在當(dāng)前或先前治療期間在患者身上觀察到的治療效果。
本文公開的方法包括計算機(jī)實施的用于提供熱對比療法的方法。在一些實施例中，計算機(jī)實施的用于提供熱對比療法的方法包括使來自熱對比療法設(shè)備的流體循環(huán)通過已經(jīng)應(yīng)用于患者的治療襯墊，同時提供包括多個交替的冷卻時段和加熱時段的時序?？梢孕薷臒釋Ρ券煼〞r序中的任何一個或多個變量，以提供定制的熱對比療法治療時序。舉例來說，定制治療時序可以包括自動改變流體溫度和/或流率、一個或多個時段的持續(xù)時間、時段的數(shù)量和/或為一個或多個未來熱對比療法治療規(guī)定時序。
定制的熱對比療法治療時序可以由治療提供者來制定或由熱對比療法設(shè)備的用戶來選擇。程序例如可以從數(shù)據(jù)庫選擇，該數(shù)據(jù)庫與配置成提供定制的熱對比療法治療的熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。定制的時序參數(shù)例如可以基于患者展現(xiàn)出的生理參數(shù)值、要治療的身體部位、要治療的特定病癥或癥狀和/或特定的期望治療結(jié)果。在一些實施例中，定制的治療時序可以包括在一個或多個冷卻時段和加熱時段期間在流體與患者的組織之間實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量。可以通過自動調(diào)整流體的流率和/或流體的溫度來實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量。
在一些實施例中，熱對比療法治療時序可以包括快速交替的冷卻時段和加熱時段和/或這些時段之間的快速轉(zhuǎn)換。這種時序可以有效地誘導(dǎo)血管收縮和血管舒張的循環(huán)，其進(jìn)而可以有效地增加患者的組織中的血液循環(huán)和/或血氧含量。
在一些實施例中，可以自動調(diào)整熱對比療法治療時序以優(yōu)化一個或多個生理參數(shù)。例如，可以自動調(diào)整治療時序，以優(yōu)化血管收縮和血管舒張循環(huán)引起的血液循環(huán)和/或血氧含量的增加幅度。在一些實施例中，當(dāng)患者表現(xiàn)出與預(yù)定義值對應(yīng)的生理參數(shù)值時，可以自動調(diào)整治療時序。在一些實施例中，熱對比療法治療時序的自動調(diào)整可以包括：改變流體溫度和/或流率的設(shè)置；改變一個或多個冷卻時段、加熱時段和/或轉(zhuǎn)換時段的持續(xù)時間；改變冷卻時段、加熱時段和/或轉(zhuǎn)換時段的數(shù)量；改變流體的壓力脈沖的頻率；改變治療襯墊的壓縮；改變流體的溫度和/或流率的變化率；和/或為一個或多個未來熱對比療法治療制定時序。
本文公開的熱對比療法系統(tǒng)包括多個系統(tǒng)，該多個系統(tǒng)包括熱對比療法網(wǎng)絡(luò)和一個或多個熱對比療法設(shè)備，該一個或多個熱對比療法設(shè)備配置成向熱對比療法網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)和從熱對比療法網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。熱對比療法設(shè)備可以與一個或多個用戶相關(guān)聯(lián)，并且該系統(tǒng)可以配置成向用戶提供定制的熱對比療法。在一些實施例中，可以基于保存在與熱對比系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來自動生成定制的熱對比療法治療程序。
根據(jù)本公開，可以設(shè)置承載計算機(jī)可讀指令的一個或多個計算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)由例如自動熱對比療法設(shè)備中的處理器執(zhí)行時，計算機(jī)可讀指令使設(shè)備執(zhí)行提供熱對比療法的一個或多個計算機(jī)實施的方法。除了前述之外，本公開中闡述和描述了各種其他系統(tǒng)、設(shè)備和方法以及非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)。
前述發(fā)明內(nèi)容可以包含細(xì)節(jié)的簡化、概括、包含和/或省略，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，發(fā)明內(nèi)容僅是說明性的，并不旨在以任何方式進(jìn)行限制。除了上述說明性方面、實施例和特征之外，通過參考附圖、說明性實施例和權(quán)利要求的以下詳細(xì)描述，其它方面、實施例和特征將變得明顯。
附圖說明
圖1示出示例性熱對比療法設(shè)備的示意圖。
圖2示出示例性熱對比療法設(shè)備的立體主視圖。
圖3示出圖2的示例性熱對比療法設(shè)備的立體分解后視圖。
圖4示出圖2的示例性熱對比療法設(shè)備的后板內(nèi)側(cè)的立體圖。
圖5示出圖2的熱對比療法設(shè)備的泵和閥模塊的立體圖。
圖6a和圖6b分別示出圖2的示例性熱對比療法設(shè)備的左側(cè)和右側(cè)的剖視圖。
圖7a和圖7b示出熱對比療法設(shè)備中使用的示例性熱傳遞塊的相應(yīng)部件的立體圖。
圖7c用立體圖示出利用圖7a和圖7b的熱傳遞塊來冷卻熱對比療法設(shè)備中使用的流體的示例性實施例。
圖8a示出用于實施熱對比療法的示例性治療襯墊。
圖8b示出配置成容納諸如圖8a的治療襯墊之類的治療襯墊的示例性護(hù)套的立體分解圖。
圖8c和圖8d示出用于實施熱對比療法的其他示例性治療襯墊。
圖9a示出用于在熱對比療法設(shè)備與治療襯墊之間提供流體連通和數(shù)據(jù)通信的示例性快速釋放延長線繩的立體圖。
圖9b示出圖9a的快速釋放延長線繩的襯墊側(cè)接頭的側(cè)面剖視圖。
圖9c示出圖9a的快速釋放延長線繩的襯墊側(cè)接頭的俯視剖視圖。
圖10示出用于將圖9a-圖9c的快速釋放延長線繩耦接到熱對比療法設(shè)備的示例性設(shè)備聯(lián)接接頭的立體圖。
圖11示出用于將圖9a-圖9c的快速釋放延長線繩耦接到治療襯墊的示例性襯墊聯(lián)接接頭的立體圖。
圖12a示出用于說明在熱對比療法治療時序期間提供期望的熱傳遞的度量的示例性過程的流程圖。
圖12b示出用于說明在熱對比療法治療時序期間提供期望的熱傳遞的度量的示例性過程的流程圖，該過程利用流率來控制熱傳遞的速率。
圖13a和圖13b示出用于說明提供定制的熱對比療法治療時序的示例性過程的流程圖，該定制的熱對比療法治療時序被動態(tài)地控制以優(yōu)化生理參數(shù)值。
圖14a-1和圖14a-2、圖14b-1和圖14b-2、圖14c-1和圖14c-2以及圖14d-1和圖14d-2示出配置成在時序的各個時段期間提供期望的流體溫度的示例性定制熱對比療法治療時序。
圖14e-1和圖14e-2、圖14f-1和圖14f-2以及圖14g-1和圖14g-2示出配置成在時序的各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量的示例性定制熱對比療法治療時序。
圖15示出示例性熱對比療法系統(tǒng)的示意圖。
圖16a示出另外的示例性熱對比療法設(shè)備的示意圖。
圖16b示出另外的示例性熱對比療法設(shè)備的示意圖。
圖17示出熱對比療法設(shè)備或系統(tǒng)的示例性用戶或患者檔案頁面。
圖18a示出使治療提供者使用熱對比療法系統(tǒng)的示例性用戶界面。
圖18b示出使治療提供者經(jīng)由熱對比療法系統(tǒng)管理接受熱對比療法治療的患者的示例性用戶界面。
圖18c示出使治療提供者經(jīng)由熱對比療法系統(tǒng)管理制定給患者的熱對比療法治療的示例性用戶界面。
圖18d示出從熱對比療法系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫搜索定制的熱對比療法治療的示例性用戶界面。
圖18e示出用于操作熱對比療法設(shè)備的提供對手動操作或預(yù)編程操作的選擇的示例性用戶界面。
圖18f示出使得用戶可使熱對比療法設(shè)備執(zhí)行定制的熱對比療法治療的示例性用戶界面。
圖18g示出用于手動操作熱對比療法設(shè)備的示例性用戶界面。
具體實施方式
在以下對說明性實施例的詳細(xì)描述中，參考本文公開的以及附圖中示出的多個實施例更詳細(xì)地描述熱對比療法設(shè)備、提供熱對比療法的治療方法以及提供并管理熱對比療法治療的系統(tǒng)。在序列號為14/340,904的美國專利申請中描述了另外的示例性熱對比療法設(shè)備、方法和系統(tǒng)，其全部公開內(nèi)容通過引用的方式并入本申請。在以下對說明性實施例的詳細(xì)描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對所公開的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的徹底理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，可以在不具有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實現(xiàn)本文公開的設(shè)備、方法和系統(tǒng)。在其他情況下，為了避免不必要地模糊了本公開，沒有詳細(xì)描述眾所周知的流程步驟和/或結(jié)構(gòu)。因此，不應(yīng)以限制性意義來理解說明性實施例的以下詳細(xì)描述，并且旨在使其它實施例落入本文公開的設(shè)備、方法和系統(tǒng)的范圍內(nèi)。參考下面的附圖和討論可以更好地理解本文公開的主題的特征和優(yōu)點。所要求保護(hù)的主題由所附權(quán)利要求及其等同范圍來限定。
i.熱對比療法設(shè)備、治療襯墊以及快速釋放延長線繩
現(xiàn)在討論示例性熱對比療法設(shè)備、治療襯墊以及快速釋放延長線繩。本文公開的熱對比療法設(shè)備配置成向可以應(yīng)用治療襯墊的患者的身體的一個或多個區(qū)域提供交替的冷卻時段和加熱時段的時序。熱對比療法設(shè)備可以包括熱流體源、冷流體源以及配置成使流體循環(huán)通過與熱對比療法設(shè)備處于流體連通的任何一個或多個治療襯墊的一個或多個泵。在一些實施例中，本文公開的熱對比療法設(shè)備、治療襯墊和/或快速釋放延長線繩可以配置有多個可有效減少與循環(huán)通過設(shè)備和/或治療襯墊的流體處于熱連通的部件的熱質(zhì)量的特征。
熱對比療法設(shè)備
參照圖1，示出了示例性熱對比療法設(shè)備100的示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解熱對比療法設(shè)備的許多其它實施例也在本公開的精神和范圍內(nèi)。
圖1所示的熱對比療法設(shè)備100包括：加熱系統(tǒng)102，配置成提供熱流體；冷卻系統(tǒng)104，配置成提供冷流體；以及共享儲液器106，配置成保存有一定體積的流體以供給加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)兩者。加熱系統(tǒng)可以包括加熱塊108、可操作地耦接到熱電機(jī)112的熱泵110以及將熱能傳遞給流體的一個或多個加熱元件114。冷卻系統(tǒng)可以包括冷卻塊116以及可操作地耦接到冷電機(jī)120的冷泵118。在一些實施例中，熱泵和冷泵可以可操作地連接到單個電機(jī)。冷卻系統(tǒng)還可以包括用以從流體吸取熱能的一個或多個冷卻元件。一個或多個冷卻元件可以是與冷卻塊處于熱連通的熱電冷卻器122以及一個或多個散熱器124。共享儲液器106可以例如經(jīng)由管子或者允許流體在共享儲液器與加熱塊和冷卻塊中的每一個之間流動的其它裝置與冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)處于流體連通。共享儲液器可以位于使共享儲液器的流體由于重力而供給加熱塊和冷卻塊的這樣一種高度。
加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)均配置成循環(huán)流體。熱泵循環(huán)從加熱塊引出的流體，一個或多個熱供給閥126將流體引導(dǎo)回到加熱塊和/或向前引導(dǎo)到一個或多個治療襯墊128。冷泵循環(huán)從冷卻塊引出的流體，一個或多個冷供給閥130將流體引導(dǎo)回到冷卻塊和/或向前引導(dǎo)到一個或多個治療襯墊。熱供給閥126和冷供給閥130可以包括具有一個入口和兩個出口的三通閥。當(dāng)這種三通閥的第一出口打開時，流體分別經(jīng)由再循環(huán)管線132流動到加熱塊或者經(jīng)由再循環(huán)冷管線134流動到冷卻塊，而當(dāng)?shù)诙隹诖蜷_時，流體經(jīng)由流體流出管線136朝向一個或多個治療襯墊流動。循環(huán)通過一個或多個治療襯墊的流體經(jīng)由流體回流管線138回流到設(shè)備，并且可以經(jīng)由熱回流閥140被引導(dǎo)到加熱塊和/或經(jīng)由冷回流閥142被引導(dǎo)到冷卻塊。在一些實施例中，循環(huán)通過治療襯墊的流體可以例如基于流體的溫度被引導(dǎo)到加熱塊和/或冷卻塊，以便優(yōu)化熱對比療法設(shè)備的加熱和冷卻效率。
流體可以周期性地或連續(xù)性地循環(huán)通過加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)，以提供一定體積的具有期望溫度的流體。來自加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)的流體可以在交替的加熱時段和/或冷卻時段期間循環(huán)通過治療襯墊。例如，在加熱時段期間，熱流體可以經(jīng)由熱供給閥126的第二出口以及熱回流閥140循環(huán)通過治療襯墊，而冷流體經(jīng)由冷供給閥130的第一出口循環(huán)通過冷卻系統(tǒng)。類似地，在冷卻時段期間，冷流體可以經(jīng)由冷供給閥130的第二出口以及冷回流閥142循環(huán)通過治療襯墊，而熱流體經(jīng)由熱供給閥126的第二出口循環(huán)通過加熱系統(tǒng)。在一些實施例中，例如，從熱泵110排出的流體的一部分可以在加熱時段期間經(jīng)由熱供給閥126的第一出口被傳送到加熱塊，以保持流體循環(huán)通過加熱塊或者增加循環(huán)通過治療襯墊的熱流體的流率。類似地，例如，從冷泵118排出的流體的一部分可以在冷卻時段期間經(jīng)由冷供給閥130的第一出口被傳送到冷卻塊，以保持流體循環(huán)通過冷卻塊或者增加循環(huán)通過治療襯墊的冷流體的流率。在一些實施例中，在加熱時段期間循環(huán)通過治療襯墊的流體的一部分可以例如經(jīng)由冷回流閥142傳送到冷卻塊，以調(diào)整冷卻塊中流體的溫度。類似地，在冷卻時段期間循環(huán)通過治療襯墊的流體的一部分可以例如經(jīng)由熱回流閥140被傳送到加熱塊，以調(diào)整加熱塊中流體的溫度。
本文公開的熱對比療法設(shè)備可以配置成快速且有效地在交替的冷卻時段和加熱時段之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)在第一時段和第二時段之間轉(zhuǎn)換時，具有與第一時段對應(yīng)的第一溫度的流體置換具有與第二時段對應(yīng)的第二溫度的流體。例如，在開始從加熱時段轉(zhuǎn)換為冷卻時段時，熱流體將已經(jīng)被循環(huán)通過治療襯墊并且循環(huán)到加熱塊，從而提供的流體具有與加熱時段規(guī)定的溫度對應(yīng)的溫度。在從加熱時段轉(zhuǎn)換為冷卻時段時，具有與冷卻時段規(guī)定的溫度對應(yīng)的溫度的流體置換加熱時段的流體。所置換的流體經(jīng)由熱回流閥140流動到加熱塊和/或經(jīng)由冷回流閥142流動到冷卻塊。在一些實施例中，加熱時段的置換流體流動通過熱回流閥140，直到加熱時段的流體的大部分被置換掉并且例如返回到加熱系統(tǒng)，此時，熱回流閥140關(guān)閉，然后流體通過冷回流閥142流動到冷卻系統(tǒng)。在從冷卻時段轉(zhuǎn)換為加熱時段時，類似地，具有與加熱時段規(guī)定的溫度對應(yīng)的溫度的流體置換冷卻時段的流體。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成在交替的加熱時段和冷卻時段之間轉(zhuǎn)換時最小化需要在獲得平衡流體溫度之前克服的熱質(zhì)量。例如，這可以通過例如在交替的加熱時段和冷卻時段期間最小化與來自加熱塊的流體以及來自冷卻塊的流體處于熱連通的部件引起的熱質(zhì)量來實現(xiàn)。例如，如圖1所示，設(shè)置了具有獨(dú)立的專用泵、閥和再循環(huán)管線的加熱系統(tǒng)102和冷卻系統(tǒng)104。如圖1所示，加熱系統(tǒng)102和冷卻系統(tǒng)104在流體流出管線136處會聚并且循環(huán)通過治療襯墊的流體經(jīng)由流體回流管線138返回到加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)。這樣，當(dāng)流體循環(huán)通過治療襯墊128時，從加熱塊108泵送到治療襯墊的流體以及從冷卻塊116泵送到治療襯墊的流體通常僅與從流體流出管線136開始到流體回流管線138結(jié)束的部件的熱質(zhì)量相互影響。鑒于此，當(dāng)在治療時序的多個時段之間轉(zhuǎn)換時，在流體循環(huán)通過治療襯墊之前，只經(jīng)過了名義上的一段時間(或者象征性的一段時間，nominalperiod)，并且與該流體處于熱連通的各種部件相對于這些部件的熱質(zhì)量獲得了平衡溫度。因此，熱對比療法設(shè)備可以配置成提供具有快速交替的時段和/或時段之間的快速轉(zhuǎn)換的治療時序。
在一些實施例中，例如，對于冷卻系統(tǒng)和/或加熱系統(tǒng)，熱對比療法設(shè)備可以展現(xiàn)出增強(qiáng)的熱力學(xué)效率。舉例來說，通過最小化與來自加熱塊的流體以及來自冷卻塊的流體處于熱連通的部件導(dǎo)致的熱質(zhì)量來減少加熱負(fù)荷和冷卻負(fù)荷，這樣，以給定溫度將流體提供給治療襯墊所需的能量可以減少。相比之下，當(dāng)通常使用泵、再循環(huán)管線和/或閥來將來自加熱塊的流體以及來自冷卻塊的流體供給治療襯墊時，較大的熱質(zhì)量會與循環(huán)通過治療襯墊的流體處于熱連通。這樣，當(dāng)在治療時序的多個時段之間轉(zhuǎn)換時，在給定流體溫度和流率的情況下，需要經(jīng)過較長的持續(xù)時間，循環(huán)通過治療襯墊的流體才可以相對于與該流體處于熱連通的這種熱質(zhì)量達(dá)到平衡溫度。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成使得在從加熱時段轉(zhuǎn)換為冷卻時段或者從冷卻時段轉(zhuǎn)換為加熱時段時，在少于大約120秒到少于大約5秒的時間內(nèi)，例如，在少于120秒、少于110秒、少于100秒、少于90秒、少于80秒、少于70秒、少于60秒、少于50秒、少于40秒、少于30秒、少于20秒、少于10秒或者少于5秒的時間內(nèi)，經(jīng)由流體流出管線136朝向一個或多個治療襯墊流動的流體相對于與該流體處于熱連通的這種熱質(zhì)量達(dá)到平衡溫度。當(dāng)流體的溫度落入流體的相對于與該流體處于熱連通的這種熱質(zhì)量的平衡溫度的1℉內(nèi)時，可以認(rèn)為達(dá)到了這種平衡溫度。
在一些實施例中，可以設(shè)置具有加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)的熱對比療法設(shè)備，該加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)配置成使得在從加熱時段轉(zhuǎn)換為冷卻時段或者從冷卻時段轉(zhuǎn)換為加熱時段時，從加熱塊108或冷卻塊116(如果適用)到熱對比療法設(shè)備的排出口(例如，流體流出管線136的排出口)的流體的由于與熱質(zhì)量處于熱連通而引起的任何溫度的變化可以小于大約5℉、小于大約4℉、小于大約3℉、小于大約2℉、小于大約1℉、小于大約0.5℉或小于0.1℉。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成使得當(dāng)流體從加熱塊108或冷卻塊116流動到治療襯墊128時流體的任何溫度變化可以小于大約5℉、小于大約4℉、小于大約3℉、小于大約2℉、小于大約1℉、小于大約0.5℉或小于大約0.1℉。這種溫度的變化可以通過測量流體從加熱塊或冷卻塊流動時的溫度(如果適用)以及流體流出熱對比療法設(shè)備或流入治療襯墊時的溫度(如果適用)以及這些溫度之間的差異來確定。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配備有加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)，該加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)配置成使得與位于加熱系統(tǒng)102和/或冷卻系統(tǒng)104的排出口(例如，它們在流體流出管線136處的會聚口)與熱對比療法設(shè)備的排出口(例如，流體流出管線136的排出口)之間的流體處于熱連通的各種部件所產(chǎn)生的累積熱質(zhì)量cth_total可以低于大約0.5btu/℉、低于大約0.4btu/℉、低于大約0.3btu/℉、低于大約0.2btu/℉、低于大約0.1btu/℉、低于大約0.05btu/℉或低于大約0.01btu/℉。
進(jìn)一步參照圖1，當(dāng)執(zhí)行熱對比療法治療時序時，可以在給定的時段期間通過熱泵110、冷泵118或者部分地通過熱泵以及部分地通過冷泵將流體供應(yīng)到治療襯墊。例如，在一些實施例中，與加熱時段對應(yīng)的流體可以包括熱泵供應(yīng)的流體，而與冷卻時段對應(yīng)的流體可以包括冷泵供應(yīng)的流體。在一些實施例中，例如，來自加熱塊的流體可以與來自冷卻塊的流體調(diào)和，以在加熱時段期間向治療襯墊提供溫度低于從熱泵排出的流體的溫度的流體。類似地，例如，來自冷卻塊的流體可以與來自加熱塊的流體調(diào)和，以在冷卻時段期間向治療襯墊提供溫度高于從冷泵排出的流體的溫度的流體。通過這種調(diào)和，可以通過混合各種比例的熱流體和冷流體來提供多種中間流體溫度，而無需先將一定體積的流體加熱或冷卻至期望的中間溫度。在一些實施例中，當(dāng)來自熱泵和冷泵的流體彼此混合時，從治療襯墊返回的流體可以部分地傳送到加熱塊以及部分地傳送到冷卻塊。在一些實施例中，從治療襯墊返回的所有流體可以傳送到加熱塊或冷卻塊。從治療襯墊返回的流體在加熱塊和冷卻塊之間的傳送可以基于加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)得到的負(fù)荷以及熱對比療法設(shè)備的相應(yīng)能量效率來確定。
當(dāng)在第一時段和第二時段之間轉(zhuǎn)換時，第一時段的置換流體使得相應(yīng)體積的流體與來自共享儲液器106的流體交換。例如，當(dāng)來自冷卻塊的流體用冷卻時段的流體來置換加熱時段的流體時，被置換掉的流體可以流動到加熱塊，這使相應(yīng)體積的流體從加熱塊流動到共享儲液器，并且從共享儲液器流動到冷卻塊。在交替的冷卻時段和加熱時段的時序中，流體沿交替的方向在加熱塊、共享儲液器和冷卻塊之間流動。例如，當(dāng)在時段轉(zhuǎn)換期間置換流體時，當(dāng)來自熱泵和冷泵的流體以各種比例彼此混合時，和/或當(dāng)從治療襯墊返回的流體以各種比例部分地傳送到加熱塊并且部分地傳送到冷卻塊時，共享儲液器使加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)中的流體的體積平衡。在流體沿交替的方向流入和流出共享儲液器時，共享儲液器中的流體的體積基本保持不變，因為沿與流體流入共享儲液器相反的方向，流體重力供給加熱塊和冷卻塊，如下文針對圖6a和圖6b討論的。
在一些實施例中，通過共享儲液器中的第一開口產(chǎn)生共享儲液器與加熱塊之間的流體連通，通過共享儲液器中的第二開口產(chǎn)生共享儲液器與冷卻塊之間的流體連通。第一開口所處的高度可以位于第二開口的高度之上。這種構(gòu)造可以有效地使共享儲液器內(nèi)的熱流體和冷流體分層。例如，當(dāng)以最小攪拌或湍動例如在大幅度層流條件下與共享儲液器發(fā)生流體交換時，冷卻塊中的流體可以分層。共享儲液器中的熱流體和冷流體的分層可以分別減少加熱塊和冷卻塊的加熱和冷卻需求，因為從共享儲液器流動到熱系統(tǒng)的流體可以優(yōu)先從分層的熱流體抽取，而從共享儲液器流動到冷系統(tǒng)的流體可以優(yōu)先從分層的冷流體抽取。可以通過最小化流體流入和流出共享儲液器引起的共享儲液器中的湍動程度來增強(qiáng)這種分層。例如，這可以通過配置共享儲液器的形狀和尺寸和/或加熱塊和/或冷卻塊與共享儲液器聯(lián)接的位置以最小化湍動來實現(xiàn)。例如，當(dāng)流率過度偏離層流條件時和/或當(dāng)提供壓力脈沖時，共享儲液器中的這種湍動可能特別令人擔(dān)憂。這種壓力脈沖可能產(chǎn)生破壞共享儲液器中的分層的湍動。一個或多個內(nèi)嵌脈沖阻尼器可以用于減輕壓力脈沖引起的這些破壞。擋板和/或分散器也可以用于最小化共享儲液器中的湍動。提供層流(與湍流不同)的構(gòu)造也可以增強(qiáng)共享儲液器中的分層。
在一些實施例中，一個或多個擋板和/或板分散器元件可以設(shè)置在共享儲液器中，以增強(qiáng)熱流體和冷流體之間的分層。例如，這種元件可以位于熱流體和冷流體之間的預(yù)期分層線附近。在一些實施例中，這種元件可以配置成與共享儲液器內(nèi)的分層線一起浮動或調(diào)整。
進(jìn)一步參照圖1，熱對比療法設(shè)備可以配備有處理器144，用以控制熱對比療法設(shè)備的操作。例如，通過監(jiān)控和/或控制熱對比療法設(shè)備的各個方面，包括(多個)加熱元件、(多個)熱電冷卻器、(多個)散熱器、(多個)泵和閥，處理器可以配置成使熱對比療法設(shè)備執(zhí)行定制的熱對比療法治療時序。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配備有一個或多個溫度傳感器和/或流量計，處理器可以配置成從該一個或多個溫度傳感器和/或流量計接收可用于監(jiān)控和/或控制熱對比療法設(shè)備的操作的輸入。例如，可以設(shè)置加熱塊溫度傳感器146用以測量加熱塊處的流體的溫度，和/或可以設(shè)置冷卻塊溫度傳感器148用以測量冷卻塊處的流體的溫度。還可以設(shè)置另外的溫度傳感器，例如，可以設(shè)置流體供給管線溫度傳感器150(例如，沿著流體流出管線136)，和/或可以設(shè)置流體回流管線溫度傳感器152(例如，沿著流體回流管線138)。
在一些實施例中，處理器144可以配置成從熱對比療法設(shè)備外部的溫度傳感器接收輸入，例如，治療襯墊入口溫度傳感器154和/或治療襯墊出口溫度傳感器156，這些溫度傳感器可以分別大致位于治療襯墊的入口和出口附近。在一些實施例中，例如，可以設(shè)置流量計158用以測量循環(huán)通過治療襯墊的流體的流率。也可以設(shè)置另外的溫度傳感器、流量計和其他儀器。例如，散熱器的溫度可以由散熱器溫度傳感器160來監(jiān)控，以監(jiān)控和控制冷卻系統(tǒng)作用的流體的冷卻。在一些實施例中，共享儲液器可以配備有液位傳感器162。這種液位傳感器可以提供關(guān)于共享儲液器中的流體液位是否偏離允許操作范圍的指示，這可能在流體蒸發(fā)的情況下發(fā)生，和/或在設(shè)備操作中斷(例如，流體流動的停止或減少)的情況下發(fā)生。
處理器144可以配置成利用任何一個或多個溫度傳感器的溫度測量來控制流體的溫度。處理器還可以配置成利用任何一個或多個流量計的流率測量來控制流體的流率。這些溫度和/或流率測量可以用于熱力學(xué)計算以提供定制的熱對比療法治療時序。這些治療時序可以包括實現(xiàn)熱傳遞的指定度量(即，熱量和/或熱傳遞的速率)。
在一些實施例中，例如，熱對比療法設(shè)備可以配置成與用戶接口設(shè)備164交互，以允許用戶例如通過選擇或輸入定制的治療時序參數(shù)來控制熱對比療法設(shè)備的操作。用戶接口設(shè)備可以包括諸如觸摸屏、監(jiān)視器、小鍵盤、鼠標(biāo)等任何合適的接口、或其他接口設(shè)備或其任何組合。用戶接口設(shè)備可以與熱對比療法設(shè)備集成，例如，觸摸屏可以例如在殼體的前表面上與設(shè)備的殼體200集成(圖2)?？商娲?，可以單獨(dú)設(shè)置用戶接口設(shè)備。例如，可以設(shè)置個人電腦、平板電腦、移動電話或其他手持式設(shè)備用于與熱對比療法設(shè)備交互。在一些實施例中，處理器可以配置成與熱對比療法網(wǎng)絡(luò)166交互。處理器可以配置成執(zhí)行至少部分地從熱對比療法網(wǎng)絡(luò)所接收的輸入得出的治療時序。治療時序可以由治療提供者規(guī)定或者由熱對比療法設(shè)備的用戶進(jìn)行選擇。所選擇的治療可以選自熱對比療法網(wǎng)絡(luò)所提供的可用治療時序的數(shù)據(jù)庫，或者經(jīng)由用戶界面手動輸入。處理器也可以配置成自動調(diào)整一個或多個時序參數(shù)，以執(zhí)行選擇的治療時序。
本文公開的熱對比療法設(shè)備可以配置成與各種尺寸和/或構(gòu)造的多個不同的治療襯墊一起工作。例如，可以設(shè)置具有不同尺寸的治療襯墊(例如，小號、中號、大號、超大號等)，以適應(yīng)不同體型的患者。例如，可以設(shè)置具有不同構(gòu)造的治療襯墊，以適應(yīng)不同的身體部位(例如，手臂、腿部、膝蓋、腳、腳踝、臀部、腰部、背部、肩膀、肘部、手腕、頸部或顱骨等)。如圖1所示，來自熱對比療法設(shè)備的流體經(jīng)由供給管線168和回流管線170循環(huán)通過治療襯墊。流體管線可以經(jīng)由任何合適的手段(裝置)耦接到熱對比療法設(shè)備和治療襯墊。在一些實施例中，流體管線可以經(jīng)由設(shè)備聯(lián)接接頭172耦接到熱對比療法設(shè)備，該設(shè)備聯(lián)接接頭172配置成可釋放地與流體管線上的相應(yīng)設(shè)備側(cè)接頭174緊密配合。類似地，流體管線可以經(jīng)由襯墊聯(lián)接接頭176耦接到治療襯墊，該襯墊聯(lián)接接頭176配置成可釋放地與位于流體管線的相對端的相應(yīng)襯墊側(cè)接頭178緊密配合。治療襯墊id標(biāo)簽180可以嵌入治療襯墊或襯墊聯(lián)接接頭176中。治療襯墊id標(biāo)簽例如可以用于識別治療襯墊并且將熱對比療法治療及相關(guān)數(shù)據(jù)與服務(wù)中的治療襯墊相關(guān)聯(lián)。例如，襯墊id讀取器182可以內(nèi)置到襯墊側(cè)接頭178中，以與治療襯墊id標(biāo)簽和/或嵌入襯墊側(cè)接頭或其他地方的溫度傳感器154、156交互，并且例如將數(shù)據(jù)發(fā)送到熱對比療法設(shè)備。襯墊id讀取器反過來可以與處理器交互，以將可用于監(jiān)控和控制熱對比療法治療和/或記錄并存儲與這些治療相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成至少部分地基于特定治療襯墊的一個或多個特性來自動地調(diào)整治療時序的一個或多個參數(shù)。這些參數(shù)包括針對治療時序的一個或多個時段的流體溫度、流率和/或持續(xù)時間。這些自動調(diào)整可以配置成使熱對比療法設(shè)備能夠在具有變化的大小和/或構(gòu)造的多個不同的治療襯墊上實行期望的治療。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成通過至少部分地基于對可操作地連接到設(shè)備的特定治療襯墊和/或該治療襯墊的一個或多個特性的識別來自動調(diào)整流體溫度、流率和/或持續(xù)時間中的一個或多個來實行熱傳遞的指定度量(即，熱量和/或熱傳遞的速率)。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成至少部分地基于對可操作地連接到熱對比療法設(shè)備的特定治療襯墊和/或該治療襯墊的一個或多個特性的識別來執(zhí)行治療時序。例如，如果熱對比療法設(shè)備識別出與膝蓋治療相關(guān)聯(lián)的治療襯墊，則熱對比療法設(shè)備可以執(zhí)行旨在治療膝蓋的治療時序，或者，如果熱對比療法設(shè)備識別出與腰部區(qū)域相關(guān)聯(lián)的護(hù)套，則熱對比療法設(shè)備可以執(zhí)行旨在治療腰部區(qū)域的治療時序。這些治療時序可以基于與身體的幾乎任何部位或者尋求治療的癥狀相關(guān)聯(lián)的幾乎任何治療襯墊來提供。
現(xiàn)在討論熱對比療法設(shè)備的示例性構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)理解，各種其他構(gòu)造也在本公開的精神和范圍內(nèi)。現(xiàn)在參照圖2，示出了示例性熱對比療法設(shè)備100的立體正視圖。熱對比療法設(shè)備的各種部件可以包含在殼體200內(nèi)，為了便攜起見，殼體200可以配置有把手202。該殼體可以由任何合適的材料或其組合制造而成，這些材料包括諸如丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氯乙烯等塑料、金屬、復(fù)合材料或其它材料。通風(fēng)孔204、206為熱對比療法設(shè)備內(nèi)的各種部件提供通風(fēng)。通過蓋帽208可以進(jìn)入共享儲液器106來添加或移除流體。蓋帽208可以配置有減壓孔或減壓閥，以便均衡可能積累在熱對比療法設(shè)備內(nèi)的壓力。這種壓力可能從加熱流體所產(chǎn)生的蒸汽中積累而來。
如圖2所示，設(shè)備聯(lián)接接頭172可以方便地布置在例如殼體的前部。設(shè)備聯(lián)接接頭可以具有供給管線接頭210、回流管線接頭212和數(shù)據(jù)接頭214，并且這三者中的每一個可以配置成與設(shè)備側(cè)接頭174上的相應(yīng)插孔可釋放地緊密配合(圖1)。數(shù)據(jù)接頭214可以與配置成在熱對比療法設(shè)備與相關(guān)聯(lián)的電子部件之間發(fā)送數(shù)據(jù)的線纜聯(lián)接，該電子部件諸如為襯墊id讀取器182、溫度傳感器154、156、治療襯墊id標(biāo)簽180、輔助設(shè)備和/或其他部件(圖1)。指示燈216向用戶提供關(guān)于熱對比療法設(shè)備的狀態(tài)的信息。例如，數(shù)據(jù)端口218可以設(shè)置在設(shè)備的前部(其為合適的位置)，以將數(shù)據(jù)發(fā)送給熱對比療法設(shè)備或者從熱對比療法設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，以上傳或下載與熱對比療法設(shè)備的用戶或熱對比療法治療相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，和/或使熱對比療法設(shè)備能夠與一個或多個輔助設(shè)備或其他電子部件進(jìn)行交互。
現(xiàn)在參照圖3，示出了圖2的示例性熱對比療法設(shè)備的立體分解后視圖?？刹鹦逗蟀?00提供對熱對比療法設(shè)備內(nèi)的部件的訪問。泵和閥模塊302在配置成將泵和閥模塊固定在殼體200內(nèi)的支架304、306之間滑動。冷卻塊116和一個或多個熱電冷卻器122(均未示出)以及散熱器124與泵和閥模塊相鄰布置，而加熱塊108與泵和閥模塊相對布置。隔板308為殼體提供結(jié)構(gòu)完整性，并且還使冷卻塊、熱電冷卻器和散熱器與殼體內(nèi)的其他部件絕緣。通風(fēng)孔310、312為熱對比療法設(shè)備內(nèi)的各種部件提供通風(fēng)。如圖4所示，各種電子部件可以安裝到可拆卸后板300的內(nèi)側(cè)，包括具有處理器144的電路板400、usb集線器402、usb端口404、計數(shù)器406、電力輸入408和電源410。這些電子部件是本領(lǐng)域眾所周知的，并且技術(shù)人員可以從任何合適的替代品中進(jìn)行選擇。再次參照圖3，可從熱對比療法設(shè)備的后部訪問(接近)usb端口404、計數(shù)器406和電力輸入408中的每一個。
電源410提供電力(例如，12伏的dc電力)以操作熱對比療法設(shè)備。在一些實施例中，模塊化可配置電源可以用于給熱對比療法設(shè)備供電。脈寬調(diào)制可以用于控制輸送到熱對比療法設(shè)備的各種部件的電力的量，例如，泵電機(jī)、閥、加熱元件、熱電冷卻器、散熱器和其他部件。示例性模塊化可配置電源包括可從得克薩斯州的羅克沃爾縣的excelsys技術(shù)有限公司(excelsystechnologies,rockwall,tx)獲得的utilimod電源，例如ux61200w電源。
現(xiàn)在參照圖5，示出了泵和閥模塊302的立體圖。泵和閥模塊提供可方便拆卸的平臺，用于安裝泵、電機(jī)和閥。泵和閥模塊可以包括任何數(shù)量的部件的安裝位置。例如，如圖5所示，泵和閥模塊可以配置成支撐可操作地耦接到熱電機(jī)112的熱泵110以及可操作地耦接到冷電機(jī)120的冷泵118。熱對比療法設(shè)備可以利用本領(lǐng)域已知的適合于使流體循環(huán)通過儲液器和一個或多個治療襯墊的任何一個或多個泵。泵是本領(lǐng)域眾所周知的，并且可以使用任何合適的泵。如圖5所示，可以使用齒輪泵。例如，可從英國的費(fèi)佛宣鎮(zhèn)的tcs微泵有限公司(tcsmicropumpsltd.,faversham,england)獲得合適的齒輪泵。在一些實施例中，可以使用隔膜泵?？梢詮男聺晌髦莸奶貍愵D的knf紐伯格公司(knfneubergerinc.,trentonnj)獲得合適的隔膜泵。當(dāng)使用隔膜泵時，在一些實施例中，可能產(chǎn)生不期望的壓力脈沖。這種壓力脈沖可以使用內(nèi)嵌脈沖阻尼器來衰減，例如，該內(nèi)嵌脈沖阻尼器可以例如沿著流體流出管線136布置在供給閥(即，熱供給閥126和/或冷供給閥130)之前或之后。在一些實施例中，可膨脹管的一小段可以有效作為內(nèi)嵌脈沖阻尼器。在一些實施例中，當(dāng)使用隔膜泵時，可以使用一個或多個回流閥(即，熱回流閥140和/或冷回流閥142)在治療襯墊中提供期望壓力脈沖?？商娲?，可以使用一個或多個低壓蠕動泵或“管道泵”。可從佛羅里達(dá)州的布雷登頓的安科產(chǎn)品公司(ankoproductsinc.,bradenton,fl)或者從馬薩諸塞州的威明頓市的華盛百得得到合適的蠕動泵。在一些實施例中，熱泵110和冷泵118每一個均可以配置成提供具有如下流率的流體：流率為至少大約10至100ml/分鐘或任何中間的流率、更低的流率或更高的流率，例如，10至25ml/分鐘、25至50ml/分鐘、50至100ml/分鐘、100至150ml/分鐘、150至250ml/分鐘、250至500ml/分鐘或500至1000ml/分鐘。
泵和閥模塊302可以進(jìn)一步配置成支撐熱供給閥126、冷供給閥130、熱回流閥140和冷回流閥142。熱泵經(jīng)由熱饋送管線500從加熱塊108(圖1)抽取流體。從熱泵排出的流體可以經(jīng)由熱供給閥的第一出口502傳送到加熱塊108，或者通過熱供給閥的第二出口504傳送到治療襯墊128(圖1)。冷泵經(jīng)由冷饋送管線506從冷卻塊116(圖1)抽取流體。從冷泵排出的流體可以經(jīng)由冷供給閥的第一出口508傳送到冷卻塊116，或者經(jīng)由冷供給閥的第二出口510傳送到治療襯墊。從治療襯墊返回的流體可以經(jīng)由熱回流閥140傳送到加熱塊，和/或經(jīng)由冷回流閥142傳送到冷卻塊。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成至少部分地基于流體的溫度將從治療襯墊返回的流體傳送到加熱塊108和/或冷卻塊116。例如，如果流體的溫度超過規(guī)定溫度，則流體可以傳送到加熱塊，而如果流體的溫度沒有超過規(guī)定溫度，則流體可以傳送到冷卻塊，和/或流體可以部分傳送到加熱塊并且部分傳送到冷卻塊。例如，為了確定流體將傳送到哪個(哪些)儲液器，可以使用流體回流管線溫度傳感器152(圖1)來確定流體的溫度。
閥是眾所周知的，并且任何一個或多個合適的閥可以用于熱對比療法設(shè)備。在一些實施例中，熱供給閥126和冷供給閥130可以是三通螺線管電磁閥，而熱回流閥140和冷回流閥142可以是雙通螺線管電磁閥。在一些實施例中，例如，可以選擇由塑料、復(fù)合材料或比熱相對較低的其他材料構(gòu)造的閥，以最小化這些閥的熱質(zhì)量。示例性螺線管電磁閥包括3825系列三通閥和3826系列雙通閥，每一種可以從俄亥俄州博德曼的spartan科技公司(spartanscientific,boardman,oh)獲得。在一些實施例中，螺線管閥線圈512在閥操作期間產(chǎn)生熱量。一些螺線管閥可以配置成使得流體流動通過閥線圈，在這種情況下，線圈產(chǎn)生的熱量可能會影響流過這些閥的流體的溫度。例如，由于流體與線圈之間存在的可能很大的溫差，對于冷流體來說，螺線管閥線圈的熱傳遞可能尤其令人擔(dān)憂。如圖5所示，流體不流過螺線管閥線圈512，而是，螺線管閥線圈與這些閥相鄰布置，并且與流體流動的方向垂直。螺線管閥的這種構(gòu)造可以有效地最小化與流過閥的流體處于熱連通的熱質(zhì)量的量。
如圖5進(jìn)一步示出的，可以設(shè)置流量計158。流量計是本領(lǐng)域所熟知的，并且可以使用任何合適的流量計，例如，可從新澤西州的普林斯頓的pendo科技公司(pendotech,princeton,nj)獲得的轉(zhuǎn)子流量計。例如，流量計可以用于控制流體的流率，以提供定制的熱對比療法治療時序。
例如，熱對比療法設(shè)備內(nèi)的各種流體管線和其它組件可以是絕緣的，以節(jié)約加熱系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)的效率。絕緣也可以增強(qiáng)熱對比療法設(shè)備的準(zhǔn)確度和/或精度。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備提供特定治療時序的能力可以至少部分取決于使得流體管線和其他部件具有足夠的絕緣。例如，絕緣可以以較高的精度和準(zhǔn)確度來增強(qiáng)設(shè)備提供可使熱傳遞的速率快速變化和/或可在熱傳遞的指定度量之間快速轉(zhuǎn)換的治療時序的能力。可以使用任何合適的絕緣。在一些實施例中，流體管線可以使用玻璃纖維編織套管來絕緣。
現(xiàn)在參照圖6a和圖6b，示出圖2的示例性熱對比療法設(shè)備的左側(cè)和右側(cè)的剖視圖。圖6a示出加熱塊108的橫截面，以及圖6b示出冷卻塊116的橫截面。共享儲液器106位于殼體內(nèi)的大約中心位置處，由支架600和隔板308來支撐，該隔板308將殼體分成兩個區(qū)域。流體重力經(jīng)由加熱塊供給管線602從共享儲液器供給加熱塊，并且經(jīng)由冷卻塊供給管線604供給冷卻塊116。在操作設(shè)備期間，加熱塊和冷卻塊將填充有流體，并且共享儲液器流體液位606將至少高于位于加熱塊供給管線與共享儲液器中的對應(yīng)開口之間的交接點的頂端。加熱塊供給管線在共享儲液器的中上部附近提供與共享儲液器的流體連通，而冷卻塊供給管線在共享儲液器的下部附近提供流體連通。供給管線602、604是傾斜的，以允許空氣逸出共享儲液器。當(dāng)流體在交替的加熱時段和冷卻時段期間在加熱塊、共享儲液器和冷卻塊之間進(jìn)行交換時，供給管線602、604的交接點有助于共享儲液器內(nèi)的熱流體和冷流體的分層。這些儲液器供給管線交接點也使加熱塊和冷卻塊各自優(yōu)先地從共享儲液器內(nèi)分層的熱流體和冷流體抽取流體。
在一些實施例中，如圖6a所示，加熱塊具有多個加熱塊擋板608，該多個加熱塊擋板608限定使流體在加熱塊入口612與加熱塊出口614之間行進(jìn)的蛇形路徑610。加熱塊擋板可以以任何期望的方式構(gòu)造。在一些實施例中，加熱塊可以不設(shè)置擋板。如圖所示，加熱塊入口可以布置在加熱塊的較低高度處，而加熱塊出口可以布置在加熱塊的較高高度處。一個或多個加熱元件114將熱能傳遞給流體。加熱元件是本領(lǐng)域所熟知的，并且可以使用任何合適的加熱元件，例如，12v筒式加熱器。加熱塊擋板608允許流體在行進(jìn)通過加熱塊時逐漸積累熱量。這樣，加熱塊可以儲存在加熱塊入口與加熱塊出口之間具有溫度梯度的流體。絕緣材料616可以將加熱塊全部或部分包圍，絕緣材料616可以有效地提高加熱塊內(nèi)的加熱效率，和/或有效地避免各種其他部件從加熱塊散發(fā)熱量。閉孔泡沫可以用作絕緣材料。
如圖6b所示，冷卻塊可以類似地包括多個冷卻塊擋板618，該多個冷卻塊擋板618限定使流體在冷卻塊入口622與冷卻塊出口624之間行進(jìn)的蛇形路徑620。冷卻塊擋板可以以任何期望的方式構(gòu)造。在一些實施例中，冷卻塊可以不設(shè)置擋板。冷卻塊入口可以布置在冷卻塊的較高高度處，而冷卻塊出口可以布置在冷卻塊的較低高度處?？梢栽O(shè)置一個或多個熱電冷卻器用以從流體提取熱量，如下文更詳細(xì)描述的。冷卻塊擋板618使流體在行進(jìn)通過冷卻塊時逐漸冷卻。這樣，冷卻塊可以儲存在冷卻塊入口與冷卻塊出口之間具有溫度梯度的流體。
現(xiàn)在參照圖7a和圖7b，示出了示例性熱傳遞塊700的相應(yīng)部件。在一些實施例中，熱傳遞塊700可以用作加熱塊和/或冷卻塊，例如，圖6a所示的加熱塊108以及圖6b所示的冷卻塊116。熱傳遞塊具有主體702(圖7a)和側(cè)蓋帽704(圖7b)。主體和側(cè)蓋帽兩者都可以由任何期望的金屬合金(例如，鋁合金)進(jìn)行機(jī)器加工或鍛造。通過使用任何合適的耐腐蝕材料，例如包括鎳、鉻、鋅、碳化鎢或其它復(fù)合材料等，可以將耐腐蝕表面涂覆或電鍍應(yīng)用于熱傳遞塊。這種耐腐蝕材料和涂覆或電鍍工藝是本領(lǐng)域所公知的。側(cè)蓋帽可以牢固地固定到主體以形成完整的熱傳遞塊。如圖7a所示，熱傳遞塊具有多個擋板706，該多個擋板706限定了使流體行進(jìn)通過熱傳遞塊的蛇形路徑708。擋板706可以以任何期望的方式構(gòu)造。在一些實施例中，熱傳遞塊可以不設(shè)置擋板。熱傳遞塊可以配置有用于各種應(yīng)用的多個孔口。這些孔口可以設(shè)置用于流入和流出管線、加熱元件、溫度傳感器和其它儀器。未使用的孔口可以例如用插塞密封起來。如圖7a所示，六個孔口設(shè)置在熱傳遞塊的豎直面上：第一孔口710和第二孔口712可以通向蛇形路徑的底部通道，第三孔口714和第四孔口716可以通向蛇形路徑的頂部通道，并且第五孔口718和第六孔口720可以通向蛇形路徑的中間通道。即使對于各個流體管線和部件而言可能期望不同的通入點，這些多個孔口也可使得單個熱傳遞塊可用于加熱塊和冷卻塊兩者。在一些實施例中，當(dāng)圖7a-圖7b的熱傳遞塊配置成用作加熱塊108時，第一孔口710可以用作加熱塊入口612，而第三孔口714可以用作加熱塊出口614。加熱元件114可以安裝在第五孔口718和/或第六孔口720處，加熱塊溫度傳感器146可以安裝在第四孔口716處，而第二孔口712可以例如用插塞密封起來。在一些實施例中，當(dāng)圖7a-圖7b的熱傳遞塊配置成用作冷卻塊116時，第四孔口716可以用作冷卻塊入口622，第二孔口712可以用作冷卻塊出口624，冷卻塊溫度傳感器148可以安裝在第一孔口710處，而第三孔口718、第五孔口720和第六孔口714可以例如用插塞密封起來。其它熱傳遞塊構(gòu)造、其上的孔口位置及其用途也在本公開的精神和范圍內(nèi)。
在一些實施例中，熱傳遞塊內(nèi)的一個或多個擋板706例如可以具有傾斜表面，該傾斜表面通過使擋板的基底的橫截面厚度大于其尖端的橫截面厚度來設(shè)置。這種傾斜表面允許可能引入熱傳遞塊的空氣通過位于熱傳遞塊頂部的頂部孔口722逸出。當(dāng)熱傳遞塊700配置用作加熱塊108或冷卻塊116時，如果適用，頂部孔口722可以用于提供與加熱塊供給管線602或冷卻塊供給管線604的流體連通。如圖6a和圖6b所示，加熱塊供給管線和冷卻塊供給管線每一個均是傾斜的，以允許空氣通過供給管線并且進(jìn)入共享儲液器106。
例如，熱傳遞塊700的擋板706可以有效地增強(qiáng)與熱傳遞塊中與流體的熱傳遞，這是因為這些擋板將已經(jīng)被加熱或冷卻到期望溫度的流體與進(jìn)入熱傳遞塊但尚未加熱或冷卻的流體隔離開(如果適用)。鑒于此，這些擋板也可以有效地減緩熱傳遞塊內(nèi)的流體中的潛在的溫度波動，這些溫度波動可能是由進(jìn)入熱傳遞塊的流體的溫度變化引起的。例如，可能由于在循環(huán)流體時實施的熱傳遞的度量和/或由于在加熱塊與冷卻塊之間交換流體而產(chǎn)生這種溫度變化。
在一些實施例中，加熱系統(tǒng)可以配置成使得提供的流體的溫度為大約85℉至130℉、或大約100℉至110℉或任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度，例如，至少大約85℉、90℉、95℉、100℉、105℉、110℉、115℉、120℉、125℉、130℉。其它溫度對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
現(xiàn)在參照圖7c，示出了利用熱傳遞塊700的冷卻塊116的示例性實施例。第三孔口716用作冷卻塊入口622，而第一孔口712用作冷卻塊出口624。溫度傳感器148設(shè)置在第一孔口710處。第二孔口714、第五孔口718和第六孔口720每一個均用插塞密封起來。多個熱電冷卻器122沿著冷卻塊的相對的側(cè)壁布置。包括多個水平布置的換熱鰭(未示出)的散熱器124設(shè)置在熱電冷卻器的相對側(cè)。設(shè)置多個風(fēng)扇724用以抽吸穿過換熱鰭的空氣以散發(fā)熱量。熱電冷卻器是公知的，并且可以使用任何合適的熱電冷卻器。在圖7c所示的示例性實施例中，六個(6個)熱電冷卻器設(shè)置在熱傳遞塊的每一側(cè)，每一個的尺寸近似16平方厘米。合適的熱電冷卻器可以從密歇根州特拉弗斯城的te科技公司(tetechnology,inc.,traversecity,mi)獲得。散熱器也是眾所周知的，并且可以使用任何合適的散熱器。合適的風(fēng)扇可從伊利諾伊州芝加哥的newarkelement14公司(newarkelement14,chicago,il)獲得。應(yīng)當(dāng)理解，可以針對熱對比療法設(shè)備的期望操作范圍來選擇熱電冷卻器和散熱器的熱傳遞能力。
在一些實施例中，冷卻系統(tǒng)可以配置成使得提供的流體的溫度為大約30℉至70℉或大約40℉至50℉或任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度，例如，小于至少大約30℉、35℉、40℉、45℉、50℉、55℉、60℉、65℉、70℉。其它溫度對本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成使散熱器風(fēng)扇724從殼體的外部抽吸空氣，從而避免可能會影響冷卻效率的殼體內(nèi)的空氣再循環(huán)。例如，位于冷卻塊的相側(cè)的散熱器124可以分別由殼體200的側(cè)壁以及隔板308緊密地支撐(圖3)，可選地，可以設(shè)置密封件626(圖6b)用以形成將空氣流從通風(fēng)孔206引導(dǎo)到散熱器并且通過通風(fēng)孔310(圖3)引導(dǎo)出殼體的管道。該密封件可以跨越殼體的側(cè)壁與隔板308之間的大體距離，從而確保風(fēng)扇從殼體的外部吸入新鮮空氣。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，用作熱對比療法設(shè)備中的加熱塊和/或冷卻塊的熱傳遞塊700的尺寸可以基于許多因素來確定，包括熱對比療法設(shè)備的預(yù)期用途以及加熱系統(tǒng)或冷卻系統(tǒng)的期望加熱能力或冷卻能力(如果適用)。在一些實施例中，熱傳遞塊可以配置成使得容納的流體的體積為大約5至100盎司，例如，大約5盎司、10盎司、20盎司、30盎司、40盎司、50盎司、60盎司、70盎司、80盎司、90盎司或100盎司。
用于熱對比療法設(shè)備的流體可以包括任何合適的傳熱介質(zhì)。在一些實施例中，流體可以包括諸如乙二醇、丙二醇、甘油等防凍劑或抗沸劑或其組合。流體還可以包括腐蝕抑制劑。例如，流體可以被染色，使得可以在透明、半透明或亞透明的流體管線和/或治療襯墊內(nèi)容易看見流體。在一些實施例中，流體可以包含熱變色材料，例如可逆熱變色顏料。例如，熱變色材料可以提供關(guān)于流體管線或治療襯墊內(nèi)流體溫度的視覺指示，以指示加熱時段和冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換和/或表明流體在期望的溫度范圍內(nèi)。在一些實施例中，除了在流體內(nèi)提供熱變色顏料之外或作為其替代方案，可以在流體管線和/或治療襯墊上設(shè)置熱變色膜。合適的熱變色顏料可以從法國的佩薩克的olikrom(olikrom,pessac,france)獲得。
治療襯墊
熱對比療法通?？梢越?jīng)由應(yīng)用到患者身體上的一個或多個治療襯墊來實施。本文公開的熱對比療法設(shè)備可以配置成與多個不同的治療襯墊一起工作。治療襯墊可以包括網(wǎng)狀的互連單元、毛細(xì)管或蛇形管道或其組合，具有配置成經(jīng)由流入管接收流體的流入端口以及配置成經(jīng)由流出管返回流體的流出端口?？梢栽O(shè)置各種形狀和尺寸的治療襯墊，以便適應(yīng)不同的患者體型和/或不同的身體部位，和/或以便適應(yīng)或與各種矯形支架、石膏和其他設(shè)備集成。
圖8a示出具有蛇形管道802的示例性治療襯墊800，該蛇形管道802基本上占據(jù)了治療襯墊的表面面積。在熱對比療法期間，流體經(jīng)由流入端口804進(jìn)入治療襯墊，然后通過蛇形管道，并且然后經(jīng)由流出端口806從治療襯墊排出。在一些實施例中，治療襯墊配置成使得流入端口與蛇形管道的一側(cè)對應(yīng)，該蛇形管道的一側(cè)與治療襯墊的中心區(qū)域之間的距離最短。治療襯墊可以由一對熱塑性板構(gòu)成，該一對熱塑性板可以通過導(dǎo)電熱熔密封在一起，這是本領(lǐng)域眾所周知的工藝。熱塑性板可以由聚氨酯、聚氯乙烯或任何其它合適的材料形成。
蛇形管道802使襯墊內(nèi)的流體被進(jìn)入襯墊的新鮮流體置換。相比之下，具有網(wǎng)狀的互連單元或毛細(xì)管的治療襯墊可以使襯墊內(nèi)的流體與進(jìn)入襯墊的新鮮流體混合。在一些實施例中，具有蛇形管道的治療襯墊使得在交替的加熱時段與冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換更快速。具有蛇形管道的治療襯墊可以從熱對比療法治療時序的第一時段轉(zhuǎn)換為第二時段，該轉(zhuǎn)換至少與通過將治療襯墊中的流體體積除以通過蛇形管道的流體的流量所確定的持續(xù)時間一樣快。在一些實施例中，該流體的體積可以減少與治療襯墊的并沒有與患者身體處于實質(zhì)熱連通的多個部分對應(yīng)的體積。在一些實施例中，這樣計算出的用于進(jìn)行轉(zhuǎn)換的持續(xù)時間也可以考慮流體流出管線136和/或供給管線168或其一部分和/或其它部件中的流體體積，在多個時段之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，流體在前述部件中被置換。這樣計算出的持續(xù)時間也可以考慮克服前一時段的系統(tǒng)部件的熱負(fù)荷所需的時間。相比之下，在一些實施例中，具有網(wǎng)狀的互連單元或毛細(xì)管的治療襯墊可以提供更平緩的交替加熱時段和冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換。
在一些實施例中，襯墊id標(biāo)簽180可以嵌入治療襯墊內(nèi)?？商娲?，在一些實施例中，襯墊id標(biāo)簽180可以嵌入配置成附接到治療襯墊的接頭內(nèi)(諸如襯墊聯(lián)接接頭)，如下文所討論的。熱對比療法設(shè)備可以配置成從有效識別可操作地連接到熱對比療法設(shè)備的治療襯墊的襯墊id標(biāo)簽接收指示，從而使熱對比療法設(shè)備能夠獲取有關(guān)可操作地連接到設(shè)備的特定治療襯墊的信息，和/或執(zhí)行針對可操作地連接到設(shè)備的特定治療襯墊校準(zhǔn)后的治療時序。例如，襯墊id標(biāo)簽可以發(fā)送關(guān)于治療襯墊配置成用于給定身體部位的指示，并且在熱對比療法設(shè)備接收到這種指示時，該設(shè)備可以執(zhí)行旨在治療該身體部位的治療時序。在一些實施例中，通過識別可操作地連接到該設(shè)備的特定治療襯墊，可以使用多個不同的治療襯墊中的任何一個提供大體相似的治療時序，盡管這些治療襯墊的尺寸或物理特性存在差異。例如，這包括使用多個不同的治療襯墊中的任何一個來進(jìn)行流體與患者的組織之間的期望的熱傳遞的度量。襯墊id標(biāo)簽180可以是微芯片、rfid標(biāo)簽、
一旦特定的治療襯墊被熱對比療法設(shè)備識別，則該設(shè)備的操作參數(shù)可以自動地調(diào)整以對應(yīng)于可操作地連接到該設(shè)備的特定治療襯墊的一種或多種特性。對于一些治療時序，具有各種尺寸或物理特性的治療襯墊可能需要不同的流體流率和/或流體溫度，以實現(xiàn)期望的治療條件。例如，在各種治療襯墊之間，一些治療時序可能需要不同的流率和/或流體溫度，以便實現(xiàn)治療時序所需要的指定的熱傳遞的度量(即，熱量和/或熱傳遞的速率)。熱對比療法設(shè)備可以配置成至少部分地基于特定治療襯墊的一種或多種特性來自動調(diào)整治療時序的一個或多個參數(shù)。例如，這些調(diào)整可以配置成使熱對比療法設(shè)備通過至少部分地基于可操作地連接到該設(shè)備的給定治療襯墊的一種或多種特性改變各種治療襯墊之間的流體的溫度和/或流率來在具有各種不同尺寸和/或構(gòu)造的多個不同的治療襯墊中一致地進(jìn)行給定的治療時序。這些自動調(diào)整使熱對比療法設(shè)備能夠在多個不同治療襯墊中提供增強(qiáng)的準(zhǔn)確度、精度以及對治療時序參數(shù)的控制。
在一些實施例中，一個或多個溫度傳感器可以位于治療襯墊上或者治療襯墊內(nèi)的各個位置處。這些溫度傳感器可以配置成測量緊貼治療護(hù)套的患者組織的溫度。另外和/或在替代方案中，一個或多個溫度傳感器可以配置成測量治療護(hù)套內(nèi)給定點處的流體的溫度。這些溫度測量可以用于提供定制的熱對比療法治療時序。
在一些實施例中，可以提供護(hù)套來將治療襯墊固定至患者身體的部位?？梢栽O(shè)置各種形狀或尺寸的護(hù)套，以適應(yīng)不同的治療襯墊和/或適合身體的不同部分或不同體型的患者。例如，圖9示出了配置成容納圖8a的治療襯墊的護(hù)套808的立體分解圖。護(hù)套808包括接觸表面810，該接觸表面810在三側(cè)固定至主包裹部件812，以形成配置為容納治療襯墊的口袋814。鉤環(huán)扣元件816、818可以分別相對地設(shè)置在接觸表面和主包裹部件，以將治療襯墊固定在口袋內(nèi)。接觸表面可以由薄材料(諸如多孔尼龍網(wǎng)布)制造或者由可以提供觸感舒服的表面同時最小化熱傳導(dǎo)干擾的任何其它材料制成。第一鉤扣元件820可以設(shè)置在護(hù)套的端部處，以使護(hù)套圍繞患者的身體部位可拆卸地固定。主體可以由配置成抓住第一鉤扣元件820的材料制成，例如，鉤-可兼容的氯丁橡膠(例如空氣彈簧)，從而提供可調(diào)整的配合。主體可以配置有延伸元件822，以包裹圍繞治療襯墊的流入端口804和流出端口806。延伸元件可以與第二鉤扣元件824可拆卸地固定，以便為流入端口和流出端口提供絕緣和/或結(jié)構(gòu)支撐。
治療襯墊內(nèi)的蛇形管道或網(wǎng)狀的互連單元或毛細(xì)管可以形成為任何期望的構(gòu)造。蛇形管道可以具體實施為各種不同的管道模式或多個模式的組合。如圖8a所示，蛇形管道可以包括多個發(fā)卡形拐角部，從而在襯墊中引導(dǎo)流體進(jìn)出。在一些實施例中，如圖8c所示，蛇形管道可以包括費(fèi)馬螺線(fermat’sspiral)826，從而以按原路返回的螺旋樣式引導(dǎo)流體。在一些實施例中，如圖8d所示，蛇形管道可以包括改型的費(fèi)馬螺線828，在該改型的費(fèi)馬螺線828中流體遵循這樣一種模式：包括按原路返回的螺旋模式以及多個發(fā)卡形拐角部。
在熱對比療法期間，在流體與患者的組織之間產(chǎn)生的熱傳遞改變了通過治療襯墊的流體的溫度。因此，流入端口804處的流體的溫度可能不同于流出端口806處的流體的溫度。類似地，治療襯墊內(nèi)的任意兩點之間的流體的溫度可能不同。流體產(chǎn)生的熱傳遞的速率取決于流體溫度，這樣，治療襯墊內(nèi)的兩點之間的熱傳遞的速率可能不同。結(jié)果是，一些治療襯墊構(gòu)造可能在治療襯墊的兩個區(qū)域之間產(chǎn)生可察覺的或可測量的熱傳遞速率的差異。
在一些實施例中，可以設(shè)置具有這樣一種構(gòu)造的治療襯墊，該構(gòu)造在治療襯墊的有效表面區(qū)域上有效地提供大體一致的熱傳遞速率。具有蛇形管道(例如，具有費(fèi)馬螺線構(gòu)造的蛇形管道)的治療襯墊可以在治療襯墊的有效表面區(qū)域上有效地提供大體一致的熱傳遞速率。在一些實施例中，可以設(shè)置具有這樣一種構(gòu)造的治療襯墊，該構(gòu)造在治療襯墊的各個區(qū)域之間(例如，在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間)有效地給予大體一致的熱傳遞速率。在一些實施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域的熱傳遞速率可以在小于彼此的大約5％、4％、3％、2％或1％的范圍內(nèi)。在一些實施例中，治療襯墊可以配置成使得進(jìn)入襯墊的流體的溫度由于襯墊的相鄰位置之間的對流熱傳導(dǎo)而以熱傳導(dǎo)的方式調(diào)和。例如，已經(jīng)行進(jìn)通過蛇形管道第一距離的流體可以與已經(jīng)行進(jìn)通過蛇形管道第二距離的流體以熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行調(diào)和。例如，可能由于治療襯墊內(nèi)的任何相鄰點之間的對流熱傳導(dǎo)而發(fā)生流體的以熱傳導(dǎo)方式進(jìn)行的調(diào)和，并且以熱傳導(dǎo)方式進(jìn)行的流體的調(diào)和可以有效地使治療襯墊在治療襯墊的各個區(qū)域之間給予大體一致的熱傳遞速率。在一些實施例中，當(dāng)設(shè)置具有費(fèi)馬螺線的蛇形管道(例如，圖8c)時，從流入端口804起沿著蛇形管道位于直線距離的蛇形管道的第一段可以與從流出端口806起沿著蛇形管道位于基本上相同直線距離的第二段相鄰。利用這種構(gòu)造，通過第一段的流體與通過第二段的流體之間的溫度梯度趨于與沿著蛇形管道的第一段和第二段之間的直線距離近似成正比，這種溫度梯度隨著線性距離的減小而減小。這樣，在一些實施例中，具有費(fèi)馬螺線構(gòu)造的蛇形管道可以有效地最大化逆流熱傳導(dǎo)，從而最小化治療襯墊的各個段的相對溫度差。在一些實施例中，對于具有改型的費(fèi)馬螺線的蛇形管道(例如，圖8d)，流體在治療襯墊的左邊區(qū)域和右邊區(qū)域交替流動，使得進(jìn)入流入端口804的流體在行進(jìn)經(jīng)過蛇形路徑中與流體流入端口和流體流出端口806等距的點之前多次蜿蜒地通過治療襯墊的左邊區(qū)域和右邊區(qū)域。同樣，已經(jīng)沿著蛇形路徑通過該等距點的流體在從流體流出端口806排出之前進(jìn)一步多次蜿蜒地通過治療襯墊的左邊區(qū)域和右邊區(qū)域。利用這種構(gòu)造，新鮮流體可以均勻地分布在治療襯墊的表面區(qū)域，這可以有效地最小化在治療襯墊的大體分布上提供規(guī)定流體溫度和/或與患者組織的熱傳遞的度量所需的時間。
快速釋放延長線繩
現(xiàn)在參照圖9a-圖9c、圖10和圖11來討論用于在熱對比療法設(shè)備與治療襯墊(圖9a-圖9c)之間提供流體連通和數(shù)據(jù)通信的示例性快速釋放延長線繩、相應(yīng)的設(shè)備聯(lián)接接頭(圖10)以及襯墊聯(lián)接接頭(圖11)。
圖9a示出了用于在熱對比療法設(shè)備和治療襯墊之間提供流體連通和數(shù)據(jù)通信的示例性快速釋放延長線繩900的立體圖。設(shè)備側(cè)接頭174可釋放地與圖10的設(shè)備聯(lián)接接頭耦接，并且襯墊側(cè)接頭178可釋放地與圖11的襯墊聯(lián)接接頭耦接。供給管線168和回流管線170在設(shè)備側(cè)接頭和襯墊側(cè)接頭之間提供流體連通，使得當(dāng)附接到設(shè)備聯(lián)接接頭172和襯墊聯(lián)接接頭176時，延長線繩在熱對比療法設(shè)備與治療襯墊之間提供流體連通。延長線繩的相對的兩端的快速釋放按鈕902、904分別釋放設(shè)備側(cè)接頭和襯墊側(cè)接頭內(nèi)的叉齒(prongs)，該叉齒在設(shè)備聯(lián)接接頭210、212(圖10)以及襯墊聯(lián)接接頭1104、1106(圖11)上的相應(yīng)槽口卡扣到位。流體管線168、170附接到位于設(shè)備聯(lián)接接頭和襯墊聯(lián)接接頭的相對的兩端上的軟管倒鉤。數(shù)據(jù)線纜906在配置成與數(shù)據(jù)接頭214緊密配合的數(shù)據(jù)插孔908與嵌入襯墊側(cè)接頭178的襯墊id讀取器182之間(圖9b-圖9c)延伸，如下文所討論的。外皮910包圍供給管線、回流管線和數(shù)據(jù)線纜，以使供給管線和回流管線中的流體絕緣和/或防止各種管線纏結(jié)。如圖9a所示，從設(shè)備側(cè)接頭174和襯墊側(cè)接頭178切除少量外皮，以部分地示出供給管線、回流管線和數(shù)據(jù)線纜。在一些實施例中，如圖9a所示，外皮可以被分隔成不同的區(qū)段以供流體供給管線和回流管線使用。該外皮可以由任何合適的材料構(gòu)成，例如織物或塑料。例如，可以在該外皮內(nèi)設(shè)置絕緣，以使流體供給管線和回流管線與外部元件絕緣和/或彼此絕緣。絕緣是眾所周知的，并且可以使用任何合適的絕緣物，例如閉孔泡沫、彈性材料、玻璃纖維等。
圖9b和圖9c分別示出圖9a的快速釋放延長線繩的襯墊側(cè)接頭的側(cè)面剖視圖和俯視剖視圖。來自供給管線168的流體通過供給通道912流動到治療襯墊，并且來自治療襯墊的流體流動通過回流通道914。溫度傳感器154、156分別測量通過供給通道和回流通道的流體的溫度。大致位于治療襯墊(圖8a)的流入端口804和流出端口806的這些溫度傳感器可以用于測量流入和排出治療襯墊的流體的溫度，并且相應(yīng)的溫度變化可以用于計算通過治療襯墊的流體產(chǎn)生的熱傳遞的度量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，為了測量治療襯墊的入口與出口之間的流體的溫度變化，在治療襯墊的流入端口和/或流出端口處或附近獲得的溫度測量可以比更遠(yuǎn)處位置處獲得的測量更準(zhǔn)確。當(dāng)執(zhí)行要求高精度的治療時序時，例如，配置成實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量的治療時序，這可能尤其令本領(lǐng)域技術(shù)人員擔(dān)憂。在一些實施例中，襯墊側(cè)接頭包括內(nèi)置襯墊id讀取器182，該內(nèi)置襯墊id讀取器182例如可以耦接到數(shù)據(jù)線纜906，以將數(shù)據(jù)發(fā)送到熱對比療法設(shè)備。溫度傳感器154、156也可以耦接到襯墊id讀取器，或者這些傳感器可以直接耦接到通向熱對比療法設(shè)備的數(shù)據(jù)線纜。在一些實施例中，襯墊id讀取器可以包括本地處理器，該本地處理器配置成例如使用從襯墊id標(biāo)簽、溫度傳感器或其他源收集的數(shù)據(jù)來執(zhí)行各種期望的操作。
快速釋放延長線繩900可以具有任何期望的長度，例如，大約3英尺至12英尺、大約3英尺至6英尺或大約4英尺至8英尺之間。在一些實施例中，快速釋放延長線繩可以是至少大約3英尺、4英尺、5英尺、6英尺、7英尺、8英尺、9英尺、10英尺、11英尺、12英尺或更長。
圖10示出了用于將流體管線和數(shù)據(jù)線耦接到熱對比療法設(shè)備的示例性設(shè)備聯(lián)接接頭172的立體圖。設(shè)備聯(lián)接接頭跨越熱對比療法設(shè)備100的殼體200中的開口(圖2)。凸緣1000、1002位于殼體中的開口的相對側(cè)，槽口1004容納開口的周邊，以便將設(shè)備聯(lián)接接頭安裝到位。流出流體管線136和流體回流管線138可以固定到設(shè)備聯(lián)接接頭上的相應(yīng)的軟管倒鉤1006、1008。供給管線接頭210和回流管線接頭212可以可釋放地與設(shè)備側(cè)接頭174上的相應(yīng)流體管線插孔耦接。類似地，數(shù)據(jù)接頭214可以與設(shè)備側(cè)接頭上的相應(yīng)線纜插孔聯(lián)接。耦接到數(shù)據(jù)接頭214的設(shè)備側(cè)數(shù)據(jù)線纜1010提供與熱對比療法設(shè)備的數(shù)據(jù)通信。
圖11示出了用于將流體管線耦接到治療襯墊的示例性襯墊聯(lián)接接頭176的立體圖。治療襯墊的流入端口804和流出端口806(圖8a)附接到各自的軟管倒鉤1100、1102，并且接頭1104、1106可釋放地與襯墊側(cè)接頭178上的相應(yīng)插孔耦接。在一些實施例中，諸如微芯片、rfid標(biāo)簽、
溫度控制
在一些實施例中，處理器144可以配置成利用來自任何一個或多個溫度傳感器的溫度測量來控制流體的溫度。例如，快速釋放延長線繩900內(nèi)的溫度傳感器154和/或156可以用于分別基于流入或排出治療襯墊的流體的溫度來控制流體的溫度。另外或在替代方案中，可以基于緊貼治療襯墊的患者組織的溫度和/或治療襯墊內(nèi)的給定點處的流體的溫度來控制流體溫度。這種溫度控制可以配置成使熱對比療法設(shè)備能夠至少部分地基于流體溫度來提供定制的治療時序。
例如，可以通過在加熱時段和/或冷卻時段期間改變流體的溫度并向治療襯墊提供具有期望溫度的流體來提供定制的熱對比療法治療時序。在一些實施例中，加熱塊108和/或冷卻塊116中的流體的溫度可以在熱對比療法治療的進(jìn)程中提高或降低，以便在各種加熱時段和/或冷卻時段期間提供具有期望溫度的流體?？商娲?，熱流體和冷流體的各自溫度可以保持相對恒定，并且這兩種流體可以以各種比例混合以提供期望的流體溫度。這種混合允許熱對比療法設(shè)備根據(jù)混合程度提供一定范圍的期望流體溫度，而不必將流體的儲液器重復(fù)加熱或冷卻至期望溫度。因此，在加熱時段期間，熱流體可以經(jīng)由冷供給閥130與一定量的冷流體調(diào)和，以在治療襯墊處獲得期望的流體溫度。類似地，在冷卻時段期間，冷流體可以經(jīng)由熱供給閥126與一定量的熱流體調(diào)和。
流量控制
在一些實施例中，處理器144可以配置成利用來自任何一個或多個流量計的流量測量來控制循環(huán)通過熱對比療法設(shè)備和/或治療襯墊的流體的流率。例如，流量計158可以配置成測量流出流體管線136中的流體的流率。循環(huán)通過熱對比療法設(shè)備的流體的流率可以改變，以分別控制在加熱塊和冷卻塊中發(fā)生的加熱和/或冷卻的度量?？梢钥刂蒲h(huán)通過治療襯墊的流體的流率，以實現(xiàn)治療襯墊中的流體與患者組織之間的熱傳遞的指定度量。在一些實施例中，可以至少部分地通過改變一個或多個泵110、118的速度，例如，通過利用脈寬調(diào)制技術(shù)來調(diào)整供應(yīng)到各個電機(jī)112、120的電力來控制流體的流率?？蛇x擇地或另外，流體的流率可以至少部分地使用一個或多個閥來控制。例如，可以通過以給定頻率在打開位置與關(guān)閉位置之間為閥施予脈沖來控制通過螺線管電磁閥的流體的流率?？梢酝ㄟ^改變流過熱供給閥126的第一出口和第二出口的流體的比例，例如通過為有效產(chǎn)生到治療襯墊的期望流率的第一出口和第二出口提供脈沖時序，來控制循環(huán)通過治療襯墊的熱流體的流率。類似地，可以通過改變流過冷供給閥130的第一出口和第二出口的流體的比例來控制循環(huán)通過治療襯墊的冷流體的流率。這種流率控制可以被配置，使該設(shè)備能夠至少部分基于流體流率提供定制的熱對比療法治療時序。在一些實施例中，定制的熱對比療法治療時序可以至少部分地基于流體的流率和溫度。
脈動和壓縮
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成在治療襯墊中提供脈動和/或提供護(hù)套的壓縮。可以在全部或一部分治療時序期間提供這種脈動和/或壓縮。通過使熱對比療法設(shè)備內(nèi)的一個或多個閥在打開位置和關(guān)閉位置之間循環(huán)來提供脈動。熱供給閥126、冷供給閥130、熱回流閥140和/或冷回流閥142可以用于提供脈動。在一些實施例中，一個或多個螺線管電磁閥可以用于在流體中產(chǎn)生壓力脈沖?？梢酝ㄟ^使螺線管電磁閥在打開位置和關(guān)閉位置之間循環(huán)來產(chǎn)生壓力脈沖?？梢曰谝粋€或多個閥的打開事件與關(guān)閉事件之間的時序來控制壓力脈沖的頻率。除了螺線管電磁閥和蠕動泵之外，用于產(chǎn)生壓力脈沖的其它裝置也在本公開的范圍內(nèi)。
在一些實施例中，治療護(hù)套可以配置成在熱對比療法期間提供壓縮。壓縮增強(qiáng)了治療襯墊與患者組織之間的接觸，從而在流體與患者組織之間提供更有效的熱傳遞。例如，可以通過從空氣軟管泵入治療護(hù)套內(nèi)的氣囊的空氣來提供壓縮。治療護(hù)套可以具有空氣囊，該空氣囊配置成接收并保存有效提供期望水平的壓縮的某一壓力的空氣?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何合適的空氣壓縮機(jī)來提供空氣?？梢栽谌炕蛞徊糠值闹委煏r序期間提供這種壓縮。例如，可以在加熱時段而不是冷卻時段期間、在冷卻時段而不是加熱時段期間、僅在轉(zhuǎn)換時段期間、在加熱時段和冷卻時段期間、僅在一部分時段期間或在全部時段期間提供壓縮。在一些實施例中，壓縮水平可以改變。例如，流體與緊貼治療襯墊的患者組織之間的熱傳遞速率可以通過改變治療護(hù)套施加的壓縮的水平來改變。壓縮水平可以自動調(diào)整以實現(xiàn)期望的熱傳遞速率。在一些實施例中，例如，可以通過在多個壓力水平之間交替變化來提供脈沖壓縮，以隊患者的組織給予脈沖按摩。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為可以通過使壓力脈沖的頻率與患者的心率同步來實現(xiàn)治療效果。這種壓力脈沖可以通過流體中的壓力脈沖和/或治療護(hù)套的壓縮來提供。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成接收患者的心率指示，并且提供頻率至少與患者的心率近似同步的壓力脈沖。這種同步的壓力脈沖可以在治療時序的至少一部分期間提供。例如，同步可以通過利用心率監(jiān)測器輔助設(shè)備測量患者的心率并調(diào)整相應(yīng)定序的閥的頻率來實現(xiàn)。在不希望受到理論限制的情況下，還認(rèn)為還可以通過提供被選擇用于與期望心率對應(yīng)的壓力脈沖頻率來實現(xiàn)治療效果。例如，人們認(rèn)為在某些條件下，壓力脈沖頻率可以引起患者的心率改變，其中心率向著壓力脈沖的頻率偏移和/或與壓力脈沖的頻率基本上同步。可以操縱的患者心率范圍取決于患者的生理局限以及特定患者可以對壓力脈沖作出響應(yīng)的程度。以這種方式，期望的治療效果可以包括在熱對比療法期間誘導(dǎo)期望的心率。
校準(zhǔn)
在一些實施例中，可以基于設(shè)備的變化和/或設(shè)備的一個或多個用戶的偏好來校準(zhǔn)熱對比療法設(shè)備。由于各種設(shè)備(例如，不同的制造商或型號)之間的差異、多個設(shè)備(例如，生產(chǎn)運(yùn)行之間的制造差異)或者設(shè)置構(gòu)造(例如，設(shè)備與治療襯墊之間的流入和/或流出管線的長度)之間的變化，因而給定治療時序可能會產(chǎn)生不同的效果。這些差異可以通過校準(zhǔn)特定設(shè)備的治療時序來補(bǔ)償。熱對比療法設(shè)備例如可以通過利用校準(zhǔn)設(shè)備測量流體溫度和/或流率等并且調(diào)整設(shè)備的校準(zhǔn)設(shè)置來進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)允許在多個設(shè)備中和/或為多個用戶一致地提供定制的熱對比療法治療時序。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，由于患者之間的差異，例如生理屬性或個人偏好，給定治療時序可能對不同的患者產(chǎn)生不同的效果。這些差異同樣可以通過提供與特定患者對應(yīng)的校準(zhǔn)調(diào)整來補(bǔ)償。例如，可以通過向任何一個或多個治療時序參數(shù)提供校準(zhǔn)調(diào)整來為特定患者校準(zhǔn)治療時序。提供校準(zhǔn)調(diào)整可以包括例如將對應(yīng)于時序參數(shù)的設(shè)定點偏移一倍數(shù)(factor)。例如，治療時序中的一個或多個熱傳遞流體溫度設(shè)定點可以向上或向下偏移；治療時序中的熱傳遞的所期望的度量(即，熱傳遞的速率或熱傳遞的量)的一個或多個設(shè)定點可以向上或向下移位；或者治療時序中的時段數(shù)量和/或治療時序的持續(xù)時間可以向上或向下移位。校準(zhǔn)調(diào)整和/或因子可以基于百分比、絕對值、公式等。校準(zhǔn)調(diào)整和/或因子可以針對個體患者以經(jīng)驗方式導(dǎo)出和/或從與熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)(例如，向與其他用戶相關(guān)聯(lián)的治療時序相關(guān)的數(shù)據(jù))導(dǎo)出。這樣的校準(zhǔn)調(diào)整可以應(yīng)用于所有的治療時序、治療時序的子集或應(yīng)用于特定設(shè)備等，和/或與特定用戶相關(guān)聯(lián)的上述事項中的任何事項。
ii提供熱對比療法的方法
現(xiàn)在討論用于提供熱對比療法的示例性治療方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，用于提供熱對比療法的許多其它方法也在本公開的精神和范圍內(nèi)?？梢允褂帽疚乃龅脑O(shè)備和系統(tǒng)來執(zhí)行各種熱對比療法治療方法。在一些實施例中，可以使用其他設(shè)備和系統(tǒng)來執(zhí)行用于提供熱對比療法的各種治療方法。本文公開的方法包括用于提供熱對比療法的計算機(jī)實現(xiàn)的方法。
可以通過使來自熱對比療法設(shè)備的流體循環(huán)通過應(yīng)用于患者的治療襯墊同時提供交替的冷卻時段和加熱時段的時序來提供熱對比療法。交替的冷卻時段和加熱時段分別向治療區(qū)域傳遞熱量或從治療區(qū)域移除熱量。在一些實施例中，治療時序可以包括多個轉(zhuǎn)換時段，每一個轉(zhuǎn)換時段發(fā)生在交替的冷卻時段和加熱時段之間。在這些轉(zhuǎn)換時段期間，具有與第一時段對應(yīng)的第一溫度的流體置換具有與第二時段對應(yīng)的第二溫度的流體。因此，患者的組織與流體之間的熱傳遞的速率從與第一時段對應(yīng)的第一熱傳遞速率轉(zhuǎn)換為與第二時段對應(yīng)的第二熱傳遞速率。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為可以通過提供定制的治療時序來增強(qiáng)患者對熱對比療法的反應(yīng)。因此，在一些實施例中，可以提供定制的熱對比療法治療時序。定制的治療時序例如可以基于下列項中的任何一個或多個：待被治療的患者的特征、待被治療的身體的部位、待被治療的一種或多種病癥或癥狀、一種或多種期望的治療效果和其它考慮。在一些實施例中，定制的治療時序可以至少部分地基于患者展現(xiàn)出的生理參數(shù)值。
患者對熱對比療法的反應(yīng)可以取決于患者的某些特征，例如包括患者的年齡、性別、體質(zhì)量、脂肪含量、體能、能量水平以及一般的健康狀況。生理特征以及熱力學(xué)性質(zhì)也可能影響患者對熱對比療法的反應(yīng)。這包括患者產(chǎn)生體熱的能力、修復(fù)熱損失的能力和支持熱損失的能力而不會對身體的至關(guān)重要的過程產(chǎn)生消極影響以及患者在治療時神經(jīng)系統(tǒng)的狀況和患者對熱對比療法的習(xí)慣程度?？赡苡绊懟颊邔釋Ρ券煼ǖ姆磻?yīng)的其它變量包括與影響患者的任何特定的慢性或急性癥狀或病狀相關(guān)的因素，包括待利用熱對比療法來治療的癥狀或病狀。
患者對熱對比療法的反應(yīng)還可以取決于：與治療時序的條件有關(guān)的多個變量中的任何一個或多個，包括流體與患者組織之間的熱傳遞的速率、加熱時段和/或冷卻時段的溫度、在治療期間施加的壓力、加熱時段和/或冷卻時段的數(shù)量和時序、每一個加熱時段和/或冷卻時段的各種循環(huán)次數(shù)；加熱時段和/或冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換的持續(xù)時間和轉(zhuǎn)換期間的變化率，包括在加熱時段和/或冷卻時段之間是否提供中性溫度時段、熱對比療法治療時序的持續(xù)時間、提供熱對比療法治療的頻率、一個或多個治療襯墊的尺寸和構(gòu)造、流體的脈動頻率；以及其它變量。
可以至少部分基于本文公開的任何一個或多個變量和/或其他因素來提供定制的熱對比療法治療時序。另外，構(gòu)成治療程序的一系列治療時序可以基于本文公開的變量中的任何一個或多個和/或其他因素來規(guī)定。例如，關(guān)于一個或多個時段的持續(xù)時間、治療時序中的時段的數(shù)量、與冷卻時段和/或加熱時段對應(yīng)的流體溫度、在治療時序和/或其相應(yīng)的加熱時段和冷卻時段期間在流體與患者的組織之間產(chǎn)生的熱傳遞的度量(即，熱傳遞量和/或熱傳遞速率)，或者熱對比療法設(shè)備的任何其它操作變量的定制，治療時序可以進(jìn)行定制。在一些實施例中，處理器144可以配置成從一個或多個溫度傳感器和/或流量計接收指示并且在流體與患者的組織之間產(chǎn)生期望的熱傳遞的度量。例如，可以通過自動調(diào)整流體的溫度和/或流率來實現(xiàn)熱傳遞的速率的變化。流率和/或流體溫度可以根據(jù)任何期望的轉(zhuǎn)換曲線而改變。在一些實施例中，處理器144可以配置成接收一個或多個生理參數(shù)值的指示，并且使熱對比療法設(shè)備至少部分地基于一個或多個生理參數(shù)值來執(zhí)行定制的熱對比療法治療時序。
定制的治療時序可以與施加給熱對比療法設(shè)備的用戶或者由熱對比療法設(shè)備的用戶選擇的治療程序?qū)?yīng)。在一些實施例中，定制的治療時序可以上傳或存儲在熱對比療法系統(tǒng)或設(shè)備可訪問的數(shù)據(jù)庫中。例如，治療提供者或用戶可以從與配置成提供定制的熱對比療法治療程序的熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中的一個或多個治療選項的菜單中選擇治療。可替代地，定制的治療時序可以由治療提供者或用戶手動輸入。
熱傳遞
基于熱傳遞的度量，例如，在治療時序的相應(yīng)加熱時段和冷卻時段期間產(chǎn)生的熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量，可以量化熱對比療法治療。在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為熱對比療法的各種治療效果可以通過提供定制的治療來增強(qiáng)，該定制的治療實現(xiàn)指定的熱傳遞的度量(即，熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量)。在一些實施例中，定制的熱對比療法治療時序包括在一個或多個冷卻時段和加熱時段期間在流體與患者組織之間實現(xiàn)指定的熱傳遞的度量。指定的熱傳遞的度量可以通過自動調(diào)整流體的流率和/或溫度來實現(xiàn)。
治療襯墊中的流體與患者的組織之間的熱傳遞的速率可以表示為：
其中q是平均熱傳遞速率，
其中k是表示傳遞到緊貼治療襯墊的組織的熱的比例的效率常數(shù)。
在給定的加熱時段或冷卻時段期間傳遞的總熱量可以從以下公式獲得：
qtct＝qtctδt(5)
其中δt是可適用的加熱時段或冷卻時段的持續(xù)時間。同樣，從各個加熱時段和/或冷卻時段傳遞的熱量可以相加，以提供在n個時段期間傳遞的總熱量，其中n表示包括熱對比療法治療時序的全部或一部分時段，如下：
在一些實施例中，對加熱時段和冷卻時段單獨(dú)求和可能比較有利，以確定在加熱時段期間傳遞給患者的總熱量以及在冷卻時段期間從患者傳遞的總熱量。
在一些實施例中，對熱對比療法期間患者的組織的加熱和/或冷卻進(jìn)行建?？赡鼙容^有利。這類模型可以用于針對模型預(yù)測來評估治療結(jié)果，對各種熱對比療法治療時序及其參數(shù)進(jìn)行研究，和/或建議并評估新的治療策略等。
在對熱對比療法期間的熱傳遞進(jìn)行量化時考慮的一般因素包括在治療期間產(chǎn)生的熱傳遞、代謝過程引起的熱量產(chǎn)生、血液灌注引起的熱傳遞、熱對比療法治療區(qū)域的幾何形狀(例如，如一個或多個治療襯墊限定的)、各種類型的身體組織的熱物理性質(zhì)和體溫調(diào)節(jié)機(jī)制。
在控制體積中，能量守恒原理規(guī)定熱能平衡可以表示為：
qtct＝qstorage+qloss+qmet+w(7)
其中qtct是例如熱對比療法治療期間的給定加熱時段或冷卻時段的控制體積獲得的熱能，qstorage是存儲在組織和流體的控制體積內(nèi)的熱能，qloss是控制體積的邊界損失的熱能，qmet是代謝熱產(chǎn)生的熱能，w是在控制體積上做出的功。
熱量通過傳導(dǎo)、對流、蒸發(fā)和輻射來傳遞。熱對比療法期間組織內(nèi)的熱傳遞的兩個主要機(jī)制是對流和傳導(dǎo)。在熱對比療法的大多數(shù)條件下，通過蒸發(fā)(或排汗)和輻射的熱傳遞以及功w可以忽略不計。組織內(nèi)的溫度梯度通過傳導(dǎo)驅(qū)動熱傳遞，而血液灌注通過對流驅(qū)動熱傳遞。
根據(jù)傅里葉定律，通過以下關(guān)系來建立兩層之間的熱傳導(dǎo)：
其中qcond是每單位時間的熱傳導(dǎo)，k是熱傳導(dǎo)系數(shù)，a是橫截面面積，以及dt/dx是沿厚度為x的材料的熱傳遞的方向的溫度梯度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，存在幾種用于對來自血液灌注的熱傳遞進(jìn)行建模的方法，并且可以使用這些模型中的任何一個或多個。用于對來自血液灌注的熱傳遞建模的方法包括：pennes生物熱模型；wulff連續(xù)模型；klinger連續(xù)模型；chen-holmes(ch)連續(xù)模型；weinbaum、jiji和lemons(wjl)生物熱模型；簡化weinbaum-jiji模型；zolfaghari和maerefat簡化體溫調(diào)節(jié)生物熱模型。這些模型通常采用一定程度的近似法，尤其因為血液在管腔直徑范圍為近似2.5cm(主動脈的情況)到近似6-10μm(毛細(xì)血管的情況)的各種血管中循環(huán)。也可以利用基于計算機(jī)算法或經(jīng)驗研究的更精確的模型。
上述這些血液灌注模型通常依賴于兩種主要方法之一：連續(xù)方法和離散血管(脈管)方法。在連續(xù)方法中，所有血管的熱影響用單個全局參數(shù)來進(jìn)行建模，而在脈管方法中，對每個血管的影響單獨(dú)地進(jìn)行建模。pennes生物熱模型是用于對來自血液灌注的熱傳遞進(jìn)行建模的使用最廣泛的方法之一。pennes生物熱模型假設(shè)在毛細(xì)血管水平循環(huán)血液的熱傳遞速率等于靜脈溫度與動脈溫度之差乘以流率，如下：
qblood＝ρbcbwb(ta-tv)(9)
其中ρb是患者的血液的密度，cb是患者的血液的比熱，wb是灌注速率，ta是動脈血液溫度，以及tv是靜脈血液溫度。
存儲在控制體積中的熱能可以表示如下：
其中ρ是組織密度，c是比熱，以及t是組織溫度。
可以將公式(8)、(9)和(10)的各項代入公式(7)，并對整個體積和表面面積求積分以獲得pennes生物熱公式：
因此，pennes生物熱公式可以用于在各種熱對比療法治療時序(包括本文公開的定制治療時序)下分析各種身體組織內(nèi)的熱傳遞。
pennes生物熱模型假定血液灌注效果是均勻且各向同性的，并且由于毛細(xì)血管水平的低血流速度，在微循環(huán)毛細(xì)血管床中發(fā)生熱平衡。因此，pennes生物熱模型假定在動脈血液溫度為ta時血液流入毛細(xì)血管，其中發(fā)生對流熱傳遞以使溫度達(dá)到周圍組織的溫度，使得血液進(jìn)入靜脈循環(huán)所處的溫度是局部組織的溫度。
pennes進(jìn)行了一系列的研究來驗證該模型，這些研究說明了模型與實驗數(shù)據(jù)之間合理的一致性。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，盡管通常情況下pennes生物熱模型是足夠的，但是該模型由于其固有的簡潔性而存在某些缺點，本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解在期望增強(qiáng)精度的情況下，其它模型(例如，利用離散血管(脈管)方法的模型)可能更適合。例如，由于較大血管的存在或者與大血管的熱交換(其中可能不能假定完全的熱平衡)，因而pennes生物熱模型不能解釋相鄰血管之間的對流熱傳遞、或方向性效應(yīng)。例如，ch連續(xù)模型和wjl生物熱模型解決了這些問題。因此，除了pennes生物熱模型之外或作為其替代方案，這些其它模型可以用于分析熱傳遞。
其它因素中旨在接受治療的患者和/或?qū)で笾委煹纳眢w的特定部位的特定癥狀可以促使形成給定熱對比療法治療時序，以實現(xiàn)不同的熱傳遞的度量(即，不同的熱傳遞速率和/或不同的熱傳遞量)。例如，各種熱力學(xué)性質(zhì)和影響熱傳遞的其它因素可能歸因于患者的年齡、性別、體質(zhì)量、體脂肪率、身體質(zhì)量指數(shù)、代謝率、神經(jīng)敏感度、體能、能量水平和一般的健康狀況。這包括患者的身體組織和流體的熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度和比熱；患者的體組織的各種皮膚層(例如，真皮、表皮、脂肪、肌肉)的表面厚度；與患者的血液灌注相關(guān)的因素，包括血壓、血液流速、靜脈結(jié)構(gòu)(例如，毛細(xì)血管密度、管腔直徑分布等)；以及患者的代謝率。同樣，考慮到可能影響在給定熱對比療法治療時序期間產(chǎn)生的熱傳遞的度量的各種因素，如尋求治療的兩個患者和/或身體部位可能需要不同的治療，以在各自的治療期間實現(xiàn)相同的熱傳遞的度量。此外，如果或是當(dāng)可能影響在給定治療時序期間產(chǎn)生的熱傳遞的度量的因素發(fā)生改變時，即使相同的患者也可能需要不同的熱對比療法治療時序。
定制的熱對比療法治療時序可以配置成在治療時序期間和/或其一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間實現(xiàn)指定的熱傳遞的度量。指定的熱傳遞的度量(即，熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量)可以取決于影響熱對比療法治療的任何一個或多個因素(例如本文公開的因素)，包括：旨在接受治療的患者的特定癥狀、尋求治療的身體的特定部位、尋求治療的特定病癥或癥狀、特定的期望治療結(jié)果和/或其它考慮因素。
流率與熱傳遞之間的關(guān)系
治療襯墊中的流體和患者的組織之間的熱傳遞的速率與流體的流率成正比。熱傳遞的速率隨流率的增加而增加，熱傳遞的速率隨流率的降低而降低。由于熱傳遞發(fā)生在流體與緊貼治療襯墊的患者的身體之間，因而治療襯墊內(nèi)的流體的溫度會朝著患者的組織的溫度偏移。這種溫度變化的幅度與流體的流率成反比。相對較高的流率會在治療襯墊的流入端口和流出端口之間產(chǎn)生相對較低的溫度變化，并且因此產(chǎn)生相對較高的用于熱傳遞的驅(qū)動力。相反地，相對較低的流率會在治療襯墊的流入端口和流出端口之間產(chǎn)生相對較高的溫度變化，并且因此產(chǎn)生相對較低的用于熱傳遞的驅(qū)動力。因此，流體產(chǎn)生的熱傳遞的速率取決于流率，并且在加熱時段和/或冷卻時段期間產(chǎn)生的熱傳遞的速率可以通過改變流體的流率來控制。因而，在以恒定流體溫度進(jìn)入治療襯墊時，可以通過將流體的流率增加到使治療襯墊的流入端口和流出端口之間的流體的溫度變化接近零的點來增加熱傳遞的速率。相反地，可以通過將流體的流率降低到使患者的身體與流體之間的溫度差接近零的點來降低熱傳遞的速率。
下面的例子說明了流體的流率與流體產(chǎn)生的熱傳遞的速率之間的關(guān)系。使治療襯墊貼附到患者的小腿的熱對比療法設(shè)備提供了冷卻時段。流入治療襯墊的流體(水)的溫度保持在大約40℉。在每分鐘大約120ml的流率下，排出治療襯墊的流體為大約58℉。在每分鐘大約240ml的流率下，排出治療襯墊的流體為大約53℉。因此，使用公式(3)，當(dāng)流率為每分鐘120ml時，向流體的熱傳遞速率為每分鐘大約4.7btu(120ml/分鐘×1sq.ft/28316.8ml×62.24lb/sq.ft×1btu/lb-℉×18℉)，并且當(dāng)流率為每分鐘240ml時，向流體的熱傳遞的速率為每分鐘大約6.9btu(240ml/分鐘×1sq.ft/28316.8ml×62.24lb/sq.ft×1btu/lb-℉×13℉)。
因此，可以提供定制的熱對比療法治療時序，這些定制的熱對比療法治療時序至少部分地基于提供指定的流體流率。例如，可以通過改變流體的流率來提供指定的熱傳遞的度量。在一些實施例中，可以通過只改變流體的流率來實現(xiàn)指定的熱傳遞的速率?？蛇x擇地，可以通過改變流體的流率和溫度這兩者來獲得指定的熱傳遞的度量。例如，在一些實施例中，流體的溫度可以改變以獲得與指定的熱傳遞的速率接近的近似值，并且然后流體的流率可以改變以提供微調(diào)以更精確地控制熱傳遞的速率。
在一些實施例中，除了流體溫度的變化之外或者作為其替代方案，對于利用流率的變化來實現(xiàn)指定的熱傳遞速率，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中獲得好處。例如，可以通過使用流率來實現(xiàn)期望的熱傳遞速率來減少熱對比療法設(shè)備的加熱和冷卻負(fù)荷。這可以獲得更高效的、成本效益好的設(shè)備，并且能夠提供定制的治療時序的增強(qiáng)能力。另外，在一些實施例中，通過流體的流率控制熱傳遞的速率可以比通過流體的溫度控制熱傳遞的速率更有效。例如，一些實施例具有這樣多種構(gòu)造：其中基于流率變化來改變熱傳遞速率可以比基于溫度變化來改變熱傳遞速率更迅速和/或更精確，而這些實施例可能屬于上述情況。在一些實施例中，具有小的流體體積的治療襯墊可以增強(qiáng)流率對熱傳遞速率的影響，從而增大通過流率控制熱傳遞速率的范圍。在某些實施例中，流率控制使得對熱傳遞速率的控制更精確和/或更快速，在這些實施例中可以至少部分地基于流率控制提供定制的熱對比療法治療時序，只使用流體溫度來控制熱傳遞速率則可能不可行。例如，定制的治療時序可以包括在加熱時段和冷卻時段之間快速轉(zhuǎn)換、快速改變熱傳遞速率和/或更精確地控制熱傳遞速率。
在熱對比療法治療時序期間，流入治療襯墊的流體與緊貼治療襯墊的患者的組織之間的溫度梯度可能由于隨后的熱傳遞而降低。因此，在流入治療襯墊的流體的恒定流率和恒定溫度下，由于這種降低的溫度梯度，熱傳遞的速率可能在加熱時段或冷卻時段的過程中下降。在一些實施例中，可以提供定制的熱對比療法治療時序，在該熱對比療法治療時序中調(diào)整流體的流率，以使得盡管緊貼治療襯墊的組織的溫度發(fā)生變化，也可以保持期望的熱傳遞速率。例如，在治療時序過程中給定加熱時段和/或冷卻時段和/或從一個時段到下一個時段的過程中，可以產(chǎn)生這種流率的變化。例如，當(dāng)緊貼治療襯墊的組織響應(yīng)于熱傳遞而溫度改變時，流體的流率可以增加，以補(bǔ)償在緊貼治療襯墊的組織溫度向著治療襯墊中流體溫度偏移時導(dǎo)致的熱傳遞速率降低。
另外，在一個加熱時段或冷卻時段期間引起的患者組織的溫度變化可能影響后續(xù)時段中的熱傳遞速率。例如，交替的加熱時段和冷卻時段可以在后續(xù)交替的時段中在患者的組織與流體之間提供更大的溫度梯度。因此，由于前一時段引起的組織溫度的變化，因而后續(xù)時段中熱傳遞的驅(qū)動力可以至少在最初的時候得到增強(qiáng)。這種增強(qiáng)的溫度梯度可能是期望的或者也可能是不期望的，這要取決于特定治療時序的期望效果。在一些實施例中，流體的流率可以至少部分地基于患者的組織與流體之間的溫度梯度來修改。這可以包括考慮一個或多個在前的時段產(chǎn)生的增強(qiáng)溫度梯度來改變流體的流率。在一些實施例中，交替的冷卻時段和加熱時段的時序可以配置成在該時序的一個或多個后續(xù)時段中提供增強(qiáng)的溫度梯度。在一些實施例中，可以在一個或多個交替的冷卻時段和加熱時段之間提供中性時段，以便在該時序的一個或多個后續(xù)時段(例如，中性時段之后的時段)中提供平緩的溫度梯度。在一些實施例中，可以改變流體的流率，以在加熱時段和/或冷卻時段的至少一部分期間實現(xiàn)期望的溫度梯度。
在一些情況下，在患者可能對熱和/或冷流體溫度特別敏感的情形下提供熱對比療法。例如，對于患有凍傷或低體溫癥的患者、老年患者、患有糖尿病及相關(guān)生理并發(fā)癥(例如，壞疽)的患者、患有淋巴水腫或與血管或淋巴功能不全相關(guān)的其它疾病(例如，慢性靜脈功能不全、靜脈瘀血性潰瘍、乳房切除后水腫或慢性淋巴水腫)的患者、患有周圍血管疾病或其它循環(huán)缺陷綜合征(例如，動脈硬化、深靜脈血栓形成、伯格病或血栓閉塞性脈管炎)的患者，可能屬于上述情況。這種敏感患者可能無法忍受特定流體溫度，即使這些流體溫度并沒有帶來嚴(yán)重不適或組織損傷。在這些情況下，在不超過某個不適或損傷閾值的情況下使用激進(jìn)的流體溫度來提高熱傳遞速率并不可行。相反，可以通過增加流體的流率來增強(qiáng)熱傳遞速率，同時保持處于患者疼痛耐受范圍內(nèi)和/或不會對組織造成損傷的流體溫度。這種方法可以使一些敏感患者能夠從增強(qiáng)的血管收縮和血管舒張循環(huán)、血液流動改善增強(qiáng)和/或其他增強(qiáng)的治療效果中獲得益處，同時保持適于敏感患者的適度流體溫度。
動態(tài)控制的治療時序
定制的熱對比療法治療時序可以包括動態(tài)地控制時序以實現(xiàn)期望的治療和/或獲得期望的治療效果?？梢詣討B(tài)地控制治療時序的任何一個或多個變量，以提供定制的治療時序。在一些實施例中，對熱對比療法治療時序的自動調(diào)整可以包括：改變流體的溫度和/或流率的設(shè)定；改變一個或多個冷卻時段、加熱時段和/或轉(zhuǎn)換時段的持續(xù)時間；改變冷卻時段、加熱時段和/或轉(zhuǎn)換時段的數(shù)量；改變流體的溫度和/或流率的變化速率；和/或為一個或多個未來的熱對比療法治療規(guī)定時序。
指定的熱傳遞的度量
在一些實施例中，可以動態(tài)地控制治療時序以在一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間提供期望的熱傳遞的度量(即，熱傳遞速率和/或熱傳遞量)。例如可以使用公式(4)和/或(5)并通過調(diào)整流體的流率和/或溫度和/或一個或多個時段的持續(xù)時間來控制在一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間的熱傳遞的度量。例如，可以使用公式(4)然后調(diào)整流體與緊貼治療襯墊的患者組織之間的溫度梯度δt在給定時段內(nèi)控制熱傳遞速率qtct。例如，可以使用公式(5)然后調(diào)整熱傳遞速率qtct和/或時段的持續(xù)時間δt來控制熱傳遞的量qtct。溫度梯度可以通過調(diào)整流體的溫度和/或流率來控制?？梢蕴峁┦艿絼討B(tài)控制的熱對比療法治療時序，該治療時序利用任何一個或多個公式來對血液灌注建模(例如，pennes生物熱模型)，和/或考慮可能在熱對比療法期間影響熱傳遞的其他因素。這些因素包括由于代謝過程引起的熱量產(chǎn)生、熱對比療法治療區(qū)域的幾何形狀(例如，如治療襯墊限定的)、各種類型的身體組織的熱物理性質(zhì)和/或體溫調(diào)節(jié)機(jī)制。
參照圖12a，示出了用于說明在熱對比療法治療時序期間提供指定的熱傳遞度量的示例性過程的流程圖。熱對比療法設(shè)備啟動熱對比療法治療時序。對于治療時序的每個時段，將流體循環(huán)到治療襯墊，流體的溫度大致為提供期望的熱傳遞速率所需的溫度。在治療時段的整個過程中，確定熱傳遞的速率，并且確定實際的熱傳遞速率是否匹配目標(biāo)熱傳遞速率。目標(biāo)可以是具體的值或范圍。如果熱傳遞速率不匹配目標(biāo)速率，則調(diào)整熱傳遞速率。熱傳遞速率可以通過改變流體的溫度和/或流率來調(diào)整。
在時序內(nèi)的每個治療時段的整個過程中，確定產(chǎn)生的熱傳遞的量，并且確定實際的熱傳遞量是否小于或等于目標(biāo)量。在一些實施例中，當(dāng)熱傳遞的量達(dá)到或超過目標(biāo)量時結(jié)束該時段?？商娲兀摃r段可以持續(xù)規(guī)定的持續(xù)時間并在經(jīng)過了規(guī)定持續(xù)時間時結(jié)束。
當(dāng)治療時段結(jié)束時，判斷該時序中是否存在剩余的額外時段。如果存在剩余的額外時段，則設(shè)備繼續(xù)這些剩余的時段，直到實施了所有的時段。當(dāng)實施了所有的時段時，治療時序結(jié)束，此時，與治療時序相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以發(fā)送到熱對比療法系統(tǒng)。
參照圖12b，示出了用于說明在熱對比療法治療時序期間利用流率修改熱傳遞速率來提供指定的熱傳遞的度量的示例性過程的流程圖。圖12b中描述的過程與圖12a的相似，圖12b的附加步驟是通過改變流體的流率來控制熱傳遞的速率。
生理參數(shù)值
在一些實施例中，可以動態(tài)地控制定制的熱對比療法治療時序以優(yōu)化一個或多個生理參數(shù)值。例如，當(dāng)患者表現(xiàn)出與預(yù)定義值對應(yīng)的生理參數(shù)時，可以自動調(diào)整治療時序的一個或多個變量。生理參數(shù)值可以基于患者的生命體征。預(yù)定義值例如可以包括基于先前值的增加、基于先前值的減小、先前值和/或目標(biāo)值。
可以被監(jiān)測并用于動態(tài)控制熱對比療法治療時序的生理參數(shù)包括：體溫(如核心溫度、局部溫度等)、心率、血壓、血流量、血氧水平或其他生命體征。這些生命體征可以使用本領(lǐng)域已知的任何數(shù)量的設(shè)備來監(jiān)測。例如，熱對比療法治療時序可以自動調(diào)整，以便優(yōu)化血管收縮和血管舒張循環(huán)誘發(fā)的血液循環(huán)和/或血氧含量的增加幅度。在一些實施例中，熱對比療法治療時序可以包括快速交替的冷卻時段和加熱時段和/或交替的冷卻時段和加熱時段之間的快速換變。這種時序可以有效地誘導(dǎo)血管收縮和血管舒張的循環(huán)。血管收縮和血管舒張的循環(huán)可以以有效地使患者組織中的血液循環(huán)和/或血氧含量增加的方式來設(shè)置。在一些實施例中，熱對比療法治療時序可以動態(tài)地控制以優(yōu)化患者表現(xiàn)出的血管收縮和血管舒張。
在一些實施例中，治療時序可以基于患者在治療期間展現(xiàn)出的生理參數(shù)值來動態(tài)地控制。例如，基于患者的生命體征，可以在治療期間對以下的任何一項或多項進(jìn)行調(diào)整：在加熱時段和/或冷卻時段期間提供的流體溫度、加熱時段和/或冷卻時段的持續(xù)時間和/或數(shù)量、一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間的熱傳遞的量和/或熱傳遞的速率。治療時序還可以基于患者在治療之前或在先前治療期間展現(xiàn)出的生理參數(shù)值來動態(tài)地控制。
參照圖13a和圖13b，示出了說明被動態(tài)地控制以優(yōu)化生理參數(shù)值的示例性定制熱對比療法治療時序的流程圖。治療可以配置成在任何一個或多個時段期間、和/或在該時序內(nèi)的后續(xù)時段中、和/或在治療程序內(nèi)的后續(xù)治療中優(yōu)化生理參數(shù)值。在治療時段期間，判斷時序是否要求在該時段期間優(yōu)化生理參數(shù)值。如果要求優(yōu)化生理參數(shù)值，則判斷生理參數(shù)值，并且如果該生理參數(shù)值小于或大于預(yù)定目標(biāo)值，則在該時段期間進(jìn)行的熱傳遞的一個或多個度量(即，熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量)更改，例如，以優(yōu)化生理參數(shù)值。與生理參數(shù)對應(yīng)的預(yù)定義值可以是以下各項中的一個或多個：目標(biāo)值、最小值、最大值、范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、上控制限、下控制限、計算值、先前值、數(shù)值變化、相對于先前值的增加、相對于先前值的減小、安全閾值、與前述任一項的偏差、生理參數(shù)值與前述任一項之間的確定差和/或用于動態(tài)控制熱對比療法治療時序的任何其它可取的值。例如，預(yù)定義值可以從治療提供者獲得或者從數(shù)據(jù)庫得到?？商娲鼗蛄硗?，熱對比療法設(shè)備和/或系統(tǒng)可以提供一個或多個預(yù)配置的預(yù)定義值。這種預(yù)配置值可以由用戶和/或治療提供者來修改。
當(dāng)一治療時段結(jié)束時，判斷在該時序內(nèi)的后續(xù)時段中該時序是否需要優(yōu)化生理參數(shù)值。如果需要優(yōu)化生理參數(shù)值，則判斷在該結(jié)束的時段和/或其他先前結(jié)束的時段期間呈現(xiàn)的生理參數(shù)值，并且如果該值小于或大于預(yù)定義目標(biāo)值，則修改在時序的一個或多個后續(xù)時段期間進(jìn)行的熱傳遞的一個或多個度量，例如，以優(yōu)化生理參數(shù)值。
當(dāng)治療時序結(jié)束時，判斷在治療程序內(nèi)的后續(xù)治療時序中該時序是否需要優(yōu)化生理參數(shù)值。如果需要優(yōu)化生理參數(shù)值，則判斷在該結(jié)束的時序和/或其他先前結(jié)束的時序期間展現(xiàn)的生理參數(shù)值，并且如果該值(或這些值)小于或大于預(yù)定義目標(biāo)值，則修改在一個或多個后續(xù)治療時序期間進(jìn)行的熱傳遞的一個或多個度量，例如，以優(yōu)化生理參數(shù)值。在治療時序結(jié)束時，與時序相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以發(fā)送到熱對比療法系統(tǒng)，例如，以存儲在數(shù)據(jù)庫中以供將來使用。
治療時序的自動調(diào)整
動態(tài)控制的治療時序可以包括對治療時序作出的一個或多個自動調(diào)整?？梢栽跁r序過程中的任何期望時間作出自動調(diào)整。例如，可以基于在同一時段期間展顯出的生理參數(shù)值，在時序內(nèi)的一個或多個冷卻時段或加熱時段期間自動調(diào)整該時序。例如，可以提供這種自動調(diào)整以在該時序內(nèi)的作出一個或多個調(diào)整的特定時段獲得期望的效果。此外或者在替代方案中，基于一個或多個先前時段的效果，例如，基于在先前的冷卻時段或加熱時段期間展示出的生理參數(shù)值，可以自動調(diào)整時序內(nèi)的一個或多個后續(xù)時段。例如，可以在后續(xù)的一個或多個時段中提供自動調(diào)整，以在該后續(xù)的一個或多個時段中獲得期望的效果。例如，可以在治療過程中的任何時間實施對治療時序的自動調(diào)整，以在該特定治療中獲得期望的效果。例如，也可以在數(shù)個治療過程中實施自動調(diào)整，以在一系列治療中獲得期望的效果。
在一些情況下，可能預(yù)期產(chǎn)生期望的治療效果的特定設(shè)置可能是未知的，或是不確定的。鑒于此，在一些實施例中，治療程序內(nèi)的熱對比療法治療時序和/或一系列治療可以配置成實施變化的加熱時段和/或冷卻時段、治療時序和/或整體治療程序，同時監(jiān)測生理參數(shù)值、其他治療效果和/或與治療相關(guān)的其它因素，然后動態(tài)地修改(多個)治療時序、(多個)時段或(多個)程序，例如，以優(yōu)化一個或多個生理參數(shù)值或其他期望的治療效果?？梢詫χ委煏r序內(nèi)的加熱時段和/或冷卻時段、構(gòu)成治療程序的一個或多個治療時序和/或整體治療程序作出這種自動調(diào)整。
在一些實施例中，可以提供動態(tài)控制的治療時序，其中動態(tài)控制配置成提供旨在與先前治療時序的情況(或癥狀)對應(yīng)的情況(或癥狀)。該動態(tài)控制可以包括例如至少部分地基于與一個或多個先前治療對應(yīng)的情況再現(xiàn)或復(fù)制先前治療的情況、或調(diào)整可能會影響治療、生理參數(shù)值和/或治療的治療效果的一個或多個變量。
在一些實施例中，熱對比療法治療時序可以基于患者的舒適水平來動態(tài)控制或自動調(diào)整。例如，可以基于有關(guān)治療是否讓人感到痛苦或不舒服、太熱或是太冷、或是感到剛剛好的輸入來調(diào)整時序。這種患者輸入可以從一個或多個生理參數(shù)值(例如生命體征)得出，或者輸入可以由患者例如經(jīng)由用戶界面直接提供。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，反饋控制回路和前饋控制回路都可以用于本文公開的動態(tài)控制治療時序。
示例性定制熱對比療法治療
現(xiàn)在討論示例性定制熱對比療法治療。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，許多其它治療時序落入本公開的精神和范圍內(nèi)。定制熱對比療法治療時序可以基于任何一個或多個變量(包括本文公開的變量)來提供。定制治療時序可以基于從業(yè)者或治療師、或接受治療的患者的偏好來提供?？梢曰谂c熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的用戶獲得的研究和/或成果來開發(fā)治療時序。
治療時序可以基于尋求治療的身體的部位、尋求治療的特定病癥或癥狀或特定的期望治療結(jié)果來定制。例如，可以為身體的任何部位提供定制的治療時序，諸如手、手腕、前臂、肘部、上臂、肩膀、腳、腳踝、小腿、脛部、膝蓋、大腿、臀部、骨盆區(qū)、腹部、腰部、中背、上背、頸部和顱骨。
除了別的以外，還可以為尋求治療的任何一種或多種癥狀或病癥提供定制治療時序，例如，水腫或腫脹、發(fā)熱、毒素、痙攣、便秘、免疫功能炎癥、扭傷、拉傷、一般性疼痛、神經(jīng)病變、關(guān)節(jié)炎、腕隧道、非愈合性傷口、壞疽、偏頭痛、頸部扭傷相關(guān)病癥、脫發(fā)、肌痙攣、靜脈竇壓力、與缺乏適當(dāng)血流量相關(guān)聯(lián)的疾病、褥瘡和呼吸系統(tǒng)疾病。還可以為例如低體溫或患有凍傷的患者提供定制治療，以增強(qiáng)受影響的組織的循環(huán)。
又例如，可以提供定制治療以促進(jìn)骨骼和組織的愈合，并恢復(fù)骨骼、肌肉、韌帶、肌腱和皮膚的損傷。例如，也可以在急性損傷或急診手術(shù)后提供定制治療，以減輕疼痛和腫脹并促進(jìn)愈合。定制治療可以在訓(xùn)練之后或期間提供給運(yùn)動員，以通過幫助從酸痛肌肉排除乳酸來加速恢復(fù)或減輕延遲性肌肉酸痛。還可以提供定制治療來放松關(guān)節(jié)組織(例如韌帶和肌腱)，以增加活動范圍。還可以為例如患有脊髓或神經(jīng)損傷的患者提供定制治療，以增強(qiáng)到受損的神經(jīng)組織的血液流動，或者防止或減少對不充足的血液供應(yīng)的爭奪。
定制治療還可以提供作為糖尿病及相關(guān)生理并發(fā)癥(例如，壞疽)、或淋巴水腫或與血管或淋巴功能不全相關(guān)的其它疾病(例如，慢性靜脈功能不全、靜脈瘀血性潰瘍、乳房切除后水腫或慢性淋巴水腫)以及周圍血管疾病或其它循環(huán)缺陷綜合征(例如，動脈硬化、深靜脈血栓形成、伯格病或血栓閉塞性脈管炎)的療法，或者可以積極地影響免疫系統(tǒng)。
治療也可以基于尋求獲得的一個或多個期望治療效果來定制。舉例來說，想要從熱對比療法獲得的治療效果可以包括血流量增加、血氧水平增加、炎癥減輕、疼痛減輕、愈合加速、藥物有效性和訴求點提高、改善的末端灌注、改善的動脈流入、改善的靜脈回流、毒素去除、炎性激肽減少、以及通過補(bǔ)充心搏周期來輔助慢性失代償心臟。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為針對身體的一個部位進(jìn)行的熱對比療法可以在身體的不同部位引起交感反應(yīng)。例如，針對一個肢體部(例如，手臂或腿部)進(jìn)行的治療可以在相對的肢體部引起治療反應(yīng)。因此，在一些實施例中，可以提供定制治療來產(chǎn)生交感反應(yīng)。交感反應(yīng)可以包括交感神經(jīng)系統(tǒng)的活化、與接受直接治療的肢體部相對的肢體部中的療法相關(guān)聯(lián)的相關(guān)感覺、血流量增加、組織愈合和康復(fù)增強(qiáng)以及其他期望的治療效果。在一些實施例中，除了向該部位直接提供療法之外或作為其代替方案，可以提供熱對比療法以在身體的不同部位產(chǎn)生交感反應(yīng)。對于特別敏感因此無法忍受特定流體溫度的患者和/或身體的特定部位來說，這可以有效地增強(qiáng)熱對比療法的治療效果，而不會帶來嚴(yán)重不適或組織損傷。
熱對比療法時序的總治療時間的范圍可以為幾分鐘到幾個小時的持續(xù)時間，例如，從10分鐘至2.5個小時、或從20分鐘至75分鐘。另舉例說明，總治療時間可以大約處于任意兩個以下持續(xù)時間之間：5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘、65分鐘、70分鐘、75分鐘、80分鐘、85分鐘、90分鐘、95分鐘、100分鐘、105分鐘、110分鐘、115分鐘、120分鐘、125分鐘、130分鐘、135分鐘、140分鐘、145分鐘、150分鐘、或任何中間的時段或更長。
治療時序可以以加熱時段或冷卻時段開始。根據(jù)療法是從加熱時段開始還是從冷卻時段開始，可以獲得不同的治療效果。加熱時段或冷卻時段的持續(xù)時間的范圍可以為幾秒鐘到幾分鐘。舉例說明，加熱時段和/或冷卻時段的持續(xù)時間的范圍可以為大約5秒鐘至60秒鐘、大約1分鐘至5分鐘、大約5分鐘至20分鐘、或更長。例如，時段可以持續(xù)大約任意兩個以下持續(xù)時間之間：5秒鐘、10秒鐘、15秒鐘、20秒鐘、25秒鐘、30秒鐘、35秒鐘、40秒鐘、45秒鐘、50秒鐘、55秒鐘、60秒鐘、65秒鐘、70秒鐘、75秒鐘、80秒鐘、85秒鐘、90秒鐘、95秒鐘、100秒鐘、105秒鐘、110秒鐘、115秒鐘、120秒鐘、125秒鐘、130秒鐘、135秒鐘、140秒鐘、145秒鐘、150秒鐘、155秒鐘、160秒鐘、165秒鐘、170秒鐘、175秒鐘、180秒鐘、185秒鐘、190秒鐘、195秒鐘、200秒鐘、205秒鐘、210秒鐘、215秒鐘、220秒鐘、225秒鐘、230秒鐘、235秒鐘、240秒鐘、250秒鐘、260秒鐘、270秒鐘、280秒鐘、290秒鐘、300秒鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、或任何中間時段或更長?？蛇x擇地，在一些實施例中，可以提供冷卻或加熱時段，該冷卻或加熱時段包括熱或冷的連續(xù)施加。
轉(zhuǎn)換時間可以由對應(yīng)于第一時段的流體被對應(yīng)于第二時段的流體置換所需的時間來限定，和/或可以由用來克服可與流體處于熱連通的熱對比療法設(shè)備的各種部件、流體管線以及治療襯墊(尤其是與來自加熱塊的流體以及來自冷卻塊的流體處于熱連通的那些部件)的熱質(zhì)量所需的時間來限定。例如，通過最小化置換流體所需的時間和/或通過最小化與來自加熱塊的流體以及來自冷卻塊的流體處于熱連通的熱質(zhì)量，本文公開的熱對比療法設(shè)備可以促進(jìn)交替的加熱時段和冷卻時段之間的快速轉(zhuǎn)換。
轉(zhuǎn)換時間還可以取決于期望的治療效果。在一些情況下，可能期望快速轉(zhuǎn)換，而在其他情況下則可能期望更漸進(jìn)或平緩的轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)為身體健康的患者治療肌肉痙攣時，可能期望快速轉(zhuǎn)換，而受不良血液循環(huán)影響的老年人可能無法承受高水平的形成強(qiáng)烈對比的熱傳遞，如此，可能期望溫和的轉(zhuǎn)換。在一些實施例中，快速轉(zhuǎn)換可以增強(qiáng)血管收縮和血管舒張的泵送效果。交替的加熱時段和冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換時間的范圍可以為幾秒鐘至幾分鐘，例如，大約5秒鐘至30分鐘、大約5秒鐘至90秒鐘、大約15秒鐘至300秒鐘、大約30秒鐘至90秒鐘、大約60秒鐘至180秒鐘、大約5分鐘至10分鐘、或大約10分鐘至30分鐘。例如，轉(zhuǎn)換時間可以少于大約5秒鐘、10秒鐘、15秒鐘、20秒鐘、25秒鐘、30秒鐘、35秒鐘、40秒鐘、45秒鐘、50秒鐘、55秒鐘、60秒鐘、65秒鐘、70秒鐘、75秒鐘、80秒鐘、85秒鐘、90秒鐘、120秒鐘、180秒鐘、240秒鐘、300秒鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、或任何中間時段或更長的時段。
在一些實施例中，可以在一些或全部的加熱時段和冷卻時段之間提供包括中性溫度和/或熱傳遞速率的中性時段?？梢蕴峁┲行詴r段作為加熱時段與冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換的一部分，或者中性時段可以被視為其自己獨(dú)特的時段。中性時段的持續(xù)時間的范圍可以是幾秒鐘至幾分鐘。舉例來說，中性時段的持續(xù)時間的范圍可以是大約5秒鐘至60秒鐘、大約1分鐘至5分鐘、大約5分鐘至20分鐘或更長。例如，中性時段可以持續(xù)大約任意兩個以下持續(xù)時間之間：5秒鐘、10秒鐘、15秒鐘、20秒鐘、25秒鐘、30秒鐘、35秒鐘、40秒鐘、45秒鐘、50秒鐘、55秒鐘、60秒鐘、65秒鐘、70秒鐘、75秒鐘、80秒鐘、85秒鐘、90秒鐘、95秒鐘、100秒鐘、105秒鐘、110秒鐘、115秒鐘、120秒鐘、125秒鐘、130秒鐘、135秒鐘、140秒鐘、145秒鐘、150秒鐘、155秒鐘、160秒鐘、165秒鐘、170秒鐘、175秒鐘、180秒鐘、185秒鐘、190秒鐘、195秒鐘、200秒鐘、205秒鐘、210秒鐘、215秒鐘、220秒鐘、225秒鐘、230秒鐘、235秒鐘、240秒鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、或任何中間時段或更長。
在一些實施例中，可以提供熱對比療法治療時序，在該熱對比療法治療時序中流體溫度和/或熱傳遞速率在治療時序的至少一部分展現(xiàn)出連續(xù)的周期性變化。例如，時序可以在交替的加熱時段和冷卻時段之間連續(xù)循環(huán)。當(dāng)執(zhí)行這種時序時，熱對比療法設(shè)備可以配置成實現(xiàn)第一指定溫度和/或熱傳遞速率，并且然后在達(dá)到第一指定溫度和/或熱傳遞速率時轉(zhuǎn)換為第二指定溫度和/或熱傳遞速率。這種時序可以在任何數(shù)量的指定溫度和/或熱傳遞速率之間連續(xù)地循環(huán)。當(dāng)治療時序或其一部分在指定溫度和/或熱傳遞速率之間展現(xiàn)出連續(xù)循環(huán)變化時，連續(xù)循環(huán)變化的特征在于具有持續(xù)時間接近零秒的加熱時段和/或冷卻時段(例如，少于15秒鐘、少于10秒鐘、少于5秒鐘、少于1秒鐘或零秒)，以及消耗了連續(xù)循環(huán)變化引起的持續(xù)時間平衡的轉(zhuǎn)換時段。
加熱時段期間的流體溫度的范圍可以為大約85℉至130℉或大約100℉至110℉。例如，加熱時段期間的流體溫度可以大于大約85℉、90℉、95℉、100℉、105℉、110℉、115℉、120℉、125℉、130℉，或者可以是任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度。加熱時段的其它溫度對本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
在冷卻時段期間，流體溫度的范圍可以為大約30℉至70℉或大約40℉至50℉。又舉例說明，冷流體溫度可以低于大約30℉、35℉、40℉、45℉、50℉、55℉、60℉、65℉、70℉、或任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度。冷卻時段的其它溫度對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
轉(zhuǎn)換時段可以提供處于與轉(zhuǎn)換時段之前的時段對應(yīng)的溫度和與轉(zhuǎn)換時段之后的時段對應(yīng)的溫度之間的任何溫度的流體。例如，轉(zhuǎn)換時段期間的流體溫度可以大約處于任意兩個以下溫度之間：30℉、35℉、40℉、45℉、50℉、55℉、60℉、65℉、70℉、75℉、80℉、85℉、90℉、95℉、100℉、105℉、110℉、115℉、120℉、125℉、130℉、或任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度。轉(zhuǎn)換的其它溫度對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
轉(zhuǎn)換時段可以配置成提供定制的轉(zhuǎn)換曲線。兩個時段之間的轉(zhuǎn)換曲線可以是快速或漸進(jìn)的，該轉(zhuǎn)換曲線可以在轉(zhuǎn)換期間包括各種變化率，并且可以包括中性時段，該中性時段包括規(guī)定指定的時間段、流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度，該流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度處于中性時段之前的時段的流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度與中性時段之后的時段的流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度之間。
流體的流率的范圍可以為大約10ml/min至1000ml/min。例如，流率可以是至少大約10ml/min、50ml/min、100ml/min、150ml/min、200ml/min、250ml/min、300ml/min、350ml/min、400ml/min、450ml/min、500ml/min、550ml/min、600ml/min、650ml/min、700ml/min、750ml/min、800ml/min、850ml/min、900ml/min、950ml/min、1000ml/min、或任何中間流率、更高的流率或更低的流率。在期望較高熱傳遞速率的情況下，流率可以增大，或者在期望較低熱傳遞速率的情況下，流率可以降低。在一些實施例中，流率可以減小為零以提供逐漸下降的熱傳遞速率。在一些實施例中，流率可以增大到使流入和排出治療襯墊的流體之間的溫度差接近目標(biāo)值(例如，最小值)或近似為零的點。
熱傳遞速率的范圍可以為大約0.5btu/min至25btu/min之間。例如，給定時段期間的熱傳遞速率可以大約在任意兩個以下速率之間：0.5btu/min、1btu/min、1.5btu/min、2btu/min、2.5btu/min、3btu/min、3.5btu/min、4btu/min、4.5btu/min、5btu/min、5.5btu/min、6btu/min、6.5btu/min、7btu/min、7.5btu/min、8btu/min、8.5btu/min、9btu/min、9.5btu/min、10btu/min、10.5btu/min、11btu/min、11.5btu/min、12btu/min、12.5btu/min、13btu/min、13.5btu/min、14btu/min、14.5btu/min、15btu/min、15.5btu/min、16btu/min、16.5btu/min、17btu/min、17.5btu/min、18btu/min、18.5btu/min、19btu/min、19.5btu/min、20btu/min、20.5btu/min、21btu/min、21.5btu/min、22btu/min、22.5btu/min、23btu/min、23.5btu/min、24btu/min、24.5btu/min、25btu/min、30btu/min、40btu/min、50btu/min、100btu/min、150btu/min、或任何中間速率、更高的速率或更低的速率。其他熱傳遞速率對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
參照圖14a-1和圖14a-2至圖14g-1和圖14g-2，示出了示例性熱對比療法治療時序的選擇。如圖14a-1和圖14a-2、圖14b-1和圖14b-2、圖14c-1和圖14c-2以及圖14d-1和圖14d-2所示，治療時序可以配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的流體溫度，并且如圖14e-1和圖14e-2、圖14f-1和圖14f-2以及圖14g-1和圖14g-2所示，治療時序可以配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量。另外，治療時序可以配置成實現(xiàn)期望的流體溫度和期望的熱傳遞的度量。配置成實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量的治療時序可以提供期望的熱傳遞速率和/或期望的熱傳遞量。在治療時序提供期望的熱傳遞的量的情況下，時序內(nèi)的治療時段的持續(xù)時間可以取決于熱傳遞速率。另外或作為替代方案，配置成實現(xiàn)期望的熱傳遞速率的治療時序可以提供具有預(yù)定持續(xù)時間的治療時段，其中期望的熱傳遞的量取決于這種持續(xù)時間。
圖14a-1和圖14a-2示出了示例性定制熱對比療法治療時序，該治療時序配置成在治療時序的各個時段期間為膝蓋或肘部受到運(yùn)動損傷的健康/強(qiáng)壯的患者在受傷后的第一個24小時內(nèi)的第一次治療提供期望的流體溫度，以減少炎癥。例如，該治療可以適合于運(yùn)動員來治療在治療前的24小時內(nèi)發(fā)生的膝蓋損傷。圖14a-1和圖14a-2所示的時序可以是該損傷的第一次治療，這樣，溫度對比開始時比較溫和，并且通過在冷卻時段期間降低流體的溫度而在加熱時段期間保持恒定的溫度的治療來增強(qiáng)這種溫度對比。在該時序的中期，以較小的對比使治療區(qū)域鎮(zhèn)定下來(通過在冷卻時段期間逐漸增加溫度)，以便減少治療停止時的突然震蕩。
圖14b-1和圖14b-2示出了配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的流體溫度的另一個的示例性治療時序。例如，該治療時序可以適合于膝蓋或肘部受到運(yùn)動損傷的健康/強(qiáng)壯的患者在受傷后的第一個24小時之后的后續(xù)治療，以消除炎癥并增加血流量。例如，可以提供圖14b-1和圖14b-2所示的時序作為在先前提供的圖14a-1和圖14a-2所示的時序之后的后續(xù)治療。這里，可以通過在加熱時段期間提供逐漸增加的流體溫度并在冷卻時段期間提供逐漸下降的流體溫度來增強(qiáng)血管舒張和血管收縮。在該時序的中期，以較小的對比使該區(qū)域鎮(zhèn)定下來(通過在冷卻時段期間逐漸增加溫度并且在加熱時段期間逐漸降低溫度)，以便減少治療停止時的突然震蕩。
圖14c-1和圖14c-2示出了又一個示例性治療時序，該治療時序配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的流體溫度，該治療時序可以適合于在膝蓋或肘部的運(yùn)動損傷康復(fù)期間正在進(jìn)行的治療。該治療時序可以適合于受傷后經(jīng)過了第一個48小時之后的強(qiáng)壯/健康的患者，以減少炎癥、增加血流量并用于疼痛管理。例如，可以提供圖14c-1和圖14c-2所示的時序作為在先前提供的圖14b-1和圖14b-2中的時序之后的后續(xù)治療。這里，提供了快速連續(xù)交替的加熱時段和冷卻時段，如短暫的轉(zhuǎn)換時間所示出的，并且加熱時段與冷卻時段之間的溫度差較大，治療溫度旨在處于患者能容忍的閾值，以便獲得最大可容忍效應(yīng)。
圖14d-1和圖14d-2示出了示例性熱對比療法治療時序，該治療時序配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的流體溫度，該治療時序可以適合于治療膝蓋以下的壞疽。該治療時序可以適合于身體狀況相對較差的老年患者，具有增加血流量和恢復(fù)組織的期望治療效果。這里，考慮到患者的身體狀況和正在治療的組織的敏感特征，使用松懈的轉(zhuǎn)換和更適中的溫度變化。
如圖14e-1和圖14e-2、圖14f-1和圖14f-2以及圖14g-1和圖14g-2所示，治療時序可以配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量。圖14e-1和圖14e-2示出了示例性熱對比療法治療時序，該治療時序配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量，該治療時序可以適合于膝蓋或肘部受到運(yùn)動損傷的健康/強(qiáng)壯的患者在受傷后的第一個24小時內(nèi)的第一次治療，以減少炎癥。例如，該治療可以適合膝蓋損傷發(fā)生在治療前24小時內(nèi)的運(yùn)動員。圖14e-1和圖14e-2所示的時序可以是該損傷的第一次治療，這樣，熱傳遞的對比速率開始時比較溫和，并且通過在冷卻時段期間降低流體的溫度而在加熱時段期間保持恒定的溫度的治療而增強(qiáng)這種對比。在該時序的中期，以較小的對比使該區(qū)域鎮(zhèn)定下來(通過在冷卻時段逐漸增加溫度)，以便減少治療停止時的突然震蕩。
圖14f-1和圖14f-2示出了示例性熱對比療法治療時序，該治療時序配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量，該治療時序可以適合于膝蓋或肘部受到運(yùn)動損傷的健康/強(qiáng)壯的患者在受傷后的第一個24小時之后的后續(xù)治療，以消除炎癥并增加血流量。例如，可以提供圖14f-1和圖14f-2所示的時序作為在先前提供的圖14a-1和圖14a-2或圖14e-1和圖1e-2中的時序之后的后續(xù)治療。這里，可以通過在加熱時段期間提供逐漸增大的熱傳遞速率并在冷卻時段期間提供逐漸增大的熱傳遞速率來增強(qiáng)血管舒張和血管收縮。然后，在治療時序即將結(jié)束時，冷卻時段期間的熱傳遞速率逐漸降低，以減少血管收縮并促進(jìn)組織中血流量增加。在該時序的中期，以較小的對比使該區(qū)域鎮(zhèn)定下來(通過逐漸降低熱傳遞速率)，以便減少治療停止時的突然震蕩。
圖14g-1和圖14g-2示出了示例性熱對比療法治療時序，該治療時序配置成在治療時序的各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量，該治療時序可以適合于在膝蓋或肘部的運(yùn)動損傷康復(fù)期間正在進(jìn)行的治療。該時序可以適合于受傷后經(jīng)過了第一個48小時之后的強(qiáng)壯/健康的患者，以減少炎癥、增加血流量并用于疼痛管理。例如，可以提供圖14g-1和圖14g-2所示的時序作為在先前提供的圖14b-1和圖14b-2或圖14f-1和圖14f-2中的時序之后的后續(xù)治療。這里，提供了加熱時段與冷卻時段之間的快速連續(xù)的改變，如短暫的轉(zhuǎn)換時間所示出的，并且加熱時段與冷卻時段之間的對比熱傳遞速率較大，這些熱傳遞速率旨在處于患者能容忍的閾值，以便獲得最大可容忍效應(yīng)。
圖14a-1、圖14a-2至圖14g-1、圖14g-2所示的治療時序中的每一個可以被修改或者與其它時序、特征或替代實施例結(jié)合。例如，圖14a-1、圖14a-2至圖14d-1、圖14a-2可以配置成在各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量，而不是期望的流體溫度。另外，任何時序可以被動態(tài)控制。例如，治療時序參數(shù)可以被自動調(diào)整以優(yōu)化生理參數(shù)值，和/或?qū)崿F(xiàn)期望的熱傳遞的度量。
在對最近受的傷進(jìn)行治療的情況下，一個或多個加熱時段可以由中性時段來替代。一旦控制住了腫脹，可以引入加熱時段以增加對比，因此增加到該區(qū)域的血流量以減輕疼痛并進(jìn)一步促進(jìn)愈合。
在患者較虛弱或是老年患者的情況下，一個或多個冷卻時段可以由中性時段來替代。隨著患者逐漸習(xí)慣熱對比療法，可以引入冷卻時段。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，各種其它治療時序落在本公開的范圍內(nèi)，這些時序都可以基于從業(yè)者、治療師或接受治療的患者的偏好、尋求治療的身體部位、尋求治療的特定病癥或癥狀、特定的期望治療結(jié)果和/或其他考慮因素來進(jìn)行選擇。
iii.熱對比療法系統(tǒng)
除了別的以外，本公開還涉及配置成例如通過自動熱對比療法設(shè)備提供定制的熱對比療法的熱對比療法系統(tǒng)，該自動熱對比療法設(shè)備配置成與這類系統(tǒng)交互并且執(zhí)行用于提供熱對比療法的計算機(jī)實現(xiàn)的方法。參照圖15，示出了熱對比療法系統(tǒng)的示例性實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，熱對比療法系統(tǒng)的許多其他實施例也在本公開的精神和范圍內(nèi)。
圖15所示的熱對比療法系統(tǒng)描繪了包括服務(wù)器1502和數(shù)據(jù)庫1504的熱對比療法網(wǎng)絡(luò)1500。該服務(wù)器可以配置成管理網(wǎng)絡(luò)連接，存儲數(shù)據(jù)和/或從數(shù)據(jù)庫取回數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接通過各種源來發(fā)送并接收數(shù)據(jù)。一個或多個熱對比療法設(shè)備1506可以與熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。這些熱對比療法設(shè)備可以向熱對比療法網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)并從熱對比療法網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。連通性可以通過本領(lǐng)域公知的手段來實現(xiàn)，包括有線連接或無線連接、usb類型連接、藍(lán)牙和wi-fi。
數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)庫中，并且隨后發(fā)送到熱對比療法設(shè)備。這種數(shù)據(jù)可以包括治療程序，例如，定制的治療程序(諸如本文公開的那些治療程序)。在一些實施例中，熱對比療法治療程序可以上傳或存儲在可由熱對比療法系統(tǒng)或設(shè)備及其用戶訪問的數(shù)據(jù)庫中。治療程序可以由用戶的治療師、主治醫(yī)師、護(hù)理提供者等來規(guī)定，或者由用戶例如從一個或多個治療選項的菜單中進(jìn)行選擇。
治療程序可以由熱對比療法治療提供者(例如治療師、醫(yī)生、護(hù)理提供者等)、研究人員、制造商或服務(wù)提供者(例如付費(fèi)或訂購的熱對比療法服務(wù)的提供者)、熱對比療法設(shè)備或系統(tǒng)的用戶、或與熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的任何其他各方來開發(fā)。如下文更詳細(xì)地描述的，熱對比療法治療程序可以與各種患者檔案、尋求治療的身體的特定部位、尋求治療的特定病癥或癥狀、特定的期望治療結(jié)果和/或其他考慮因素相關(guān)聯(lián)。
數(shù)據(jù)可以通過熱對比療法網(wǎng)絡(luò)發(fā)送并存儲在數(shù)據(jù)庫中。例如，與熱對比療法治療相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以從熱對比療法設(shè)備、配置成操作熱對比療法設(shè)備(例如，經(jīng)由用戶界面)的個人設(shè)備、配置成監(jiān)測生理參數(shù)值的輔助設(shè)備和/或任何其他設(shè)備傳輸。與本文公開的熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫可以保存數(shù)據(jù)，諸如：與接受治療的患者有關(guān)的信息、熱對比療法治療程序和治療時序、患者展現(xiàn)的生理參數(shù)值(例如，在治療期間)、在患者身上觀察到的治療結(jié)果(例如，治療后)、或其他期望信息。在一些實施例中，可以至少部分地基于數(shù)據(jù)庫中保存的與熱對比系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)來向用戶應(yīng)用定制的熱對比療法治療程序。在一些實施例中，可以基于這種數(shù)據(jù)自動地生成定制的熱對比療法治療程序。
在一些實施例中，用戶可以經(jīng)由用戶界面(例如，位于用戶接口設(shè)備1508上)與熱對比療法系統(tǒng)或熱對比療法設(shè)備交互。這種用戶接口可以配置成控制熱對比療法設(shè)備。例如，用戶界面可以配置成允許用戶(例如，治療提供者和/或患者)從多個定制的熱對比療法治療程序中進(jìn)行選擇，并且使熱對比療法設(shè)備執(zhí)行所選擇的治療程序。下文更詳細(xì)地描述了用戶界面的示例性實施例。在一些實施例中，本文公開的熱對比療法系統(tǒng)可以配置成允許用戶限定定制的熱對比療法治療時序，并且使該時序存儲在與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中，從而使得該時序可用于系統(tǒng)的一個或多個用戶。根據(jù)本公開的熱對比療法系統(tǒng)的用戶包括熱對比療法設(shè)備的患者或其他用戶、治療提供者(例如，治療師、醫(yī)生、護(hù)理提供者等)、研究團(tuán)體或團(tuán)隊、治療提供者和/或熱對比療法設(shè)備的用戶。
在一些實施例中，本文公開的熱對比療法系統(tǒng)可以包括一個或多個輔助設(shè)備1510。這些輔助設(shè)備可以與熱對比療法設(shè)備和/或熱對比療法網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)。該輔助設(shè)備可以配置成測量一個或多個生理參數(shù)(例如，生命體征)，并且將與該生理參數(shù)值對應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到熱對比療法設(shè)備和/或熱對比療法網(wǎng)絡(luò)?？捎蛇@種輔助設(shè)備測量的生理參數(shù)值包括：體溫(例如核心溫度、局部溫度等)、心率、血壓、血流量、血氧水平或其他生命體征。可以使用本領(lǐng)域公知的任何數(shù)量的設(shè)備來監(jiān)測這些生理參數(shù)值。在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成至少部分地基于來自輔助設(shè)備的數(shù)據(jù)提供定制的熱對比療法治療時序。
在一些實施例中，本文公開的熱對比療法系統(tǒng)可以配置成從遠(yuǎn)程位置提供應(yīng)用于患者的熱對比療法，和/或遠(yuǎn)程地管理在多個位置中的任何一個或多個位置處執(zhí)行的熱對比療法。舉例來說，這些位置可以包括：醫(yī)院、緊急護(hù)理設(shè)施、醫(yī)療診所、物理療法診所、脊椎神經(jīng)診所、自然療法診所、針刺療法設(shè)施、體育設(shè)施、健身房和患者家里。
在一些實施例中，治療提供者可以為患者開出熱對比療法程序的治療方案，將該程序上傳到與熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，在該熱對比療法系統(tǒng)中，例如，經(jīng)由用戶界面，患者和/或患者的熱對比療法設(shè)備可以訪問該程序。然后，患者例如可以在家里或任何其他地方實施規(guī)定的熱對比療法治療。當(dāng)患者實施熱對比療法治療時，與治療相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)庫中，在該數(shù)據(jù)庫中患者的治療提供者可以訪問該數(shù)據(jù)，該患者的治療提供者可以檢查數(shù)據(jù)并提供正在進(jìn)行的治療。后續(xù)治療可以基于先前治療的結(jié)果和/或治療提供者對這種數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查來修改。類似地，付費(fèi)或訂購服務(wù)的提供者可以檢查治療數(shù)據(jù)并提供正在進(jìn)行的訂購的治療或其他服務(wù)。
在一些實施例中，例如，熱對比療法系統(tǒng)可以配置成實施安全協(xié)議，以確保適當(dāng)?shù)貙嵤┲委煛榱耸乖撛O(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，熱對比療法設(shè)備可能需要訪問憑證(accesscredential)。在一些實施例中，訪問憑證可以限定或限制設(shè)備的功能性，例如，操作范圍、特征的可用性、可以實施的治療程序、治療頻率等。這些訪問憑證可以由治療提供者、制造商或服務(wù)提供者分配給用戶，或者在創(chuàng)建用戶檔案時由用戶創(chuàng)建。
在一些實施例中，熱對比療法系統(tǒng)可以由制造商、服務(wù)提供商和/或其他第三方訪問。這幾方可以提供客戶服務(wù)和技術(shù)支持、診斷法、更新和升級、設(shè)備的非現(xiàn)場編程和監(jiān)控、付費(fèi)或訂購/租賃服務(wù)(例如，用于設(shè)備租賃和/或治療服務(wù))、對用戶和/或治療提供者可訪問的熱對比療法治療程序的選擇以及各種其他服務(wù)。在訂購的基礎(chǔ)上向用戶提供熱對比療法的情況下，本文公開的熱對比療法系統(tǒng)可以配置成至少部分地基于用戶訂購狀態(tài)來控制用戶的熱對比療法設(shè)備的功能性。
iv其他熱對比療法設(shè)備
現(xiàn)在討論2014年7月25日提交的序列號為14/340,904的美國申請中公開的其他熱對比療法設(shè)備。參照圖16a，示出了示例性熱對比療法設(shè)備的示意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，熱對比療法設(shè)備的許多其它實施例也在本公開的精神和范圍內(nèi)。
圖16a所示的熱對比療法設(shè)備包括：熱儲液器1600，配置成儲存用于加熱時段的熱傳遞流體；冷儲液器1602，配置成儲存用于冷卻時段的熱傳遞流體；加熱元件1604，配置成加熱熱儲液器中的流體；以及冷卻模塊1606，配置成冷卻冷儲液器中的流體。饋送泵1608使熱傳遞流體從相應(yīng)的流體儲液器循環(huán)到一個或多個治療護(hù)套1610。熱傳遞流體流過治療護(hù)套并返回到流體儲液器中的一個。
流體通過一個或多個饋送控制閥1612引導(dǎo)至饋送泵。輸送到一個或多個治療護(hù)套的流體的流率由一個或多個流量控制閥/流量調(diào)節(jié)器1614來調(diào)整。排出治療護(hù)套的流體通過一個或多個回流控制閥1616引導(dǎo)至設(shè)計的流體儲液器。
如圖16a進(jìn)一步描繪的，熱對比療法設(shè)備可以配備有處理器1618以控制設(shè)備的操作。處理器可以配置成通過監(jiān)測和/或控制設(shè)備的各個方面(包括加熱元件、冷卻模塊、(多個)泵和(多個)閥)來使熱對比療法設(shè)備執(zhí)行定制的熱對比療法治療時序。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配備有一個或多個溫度傳感器和/或流量計。例如，如圖16a所示，溫度傳感器1620和1622分別位于治療護(hù)套的流入和/或流出管線處，并且溫度傳感器1624和1626分別位于冷儲液器和熱儲液器處。如圖16a另外示出的，流量計1628位于治療護(hù)套的流入管線處。處理器1618可以配置成利用來自任何一個或多個溫度傳感器的溫度測量控制熱傳遞流體的溫度和/或利用來自流量計的流量測量來控制熱傳遞流體的流率。這種溫度和/或流量控制可以配置成使該設(shè)備能夠至少部分地基于根據(jù)本公開的流體溫度和/或流率提供定制的熱對比療法治療時序。
在一些實施例中，處理器可以配置成與本公開所描述的熱對比療法網(wǎng)絡(luò)1500交互。例如，處理器可以配置成執(zhí)行至少部分地從熱對比療法系統(tǒng)接收的輸入得出的治療時序。治療時序可以由治療提供者規(guī)定或者由熱對比療法設(shè)備的用戶進(jìn)行選擇。所選擇的治療可以選自熱對比療法網(wǎng)絡(luò)上的可用治療時序的數(shù)據(jù)庫，或者經(jīng)由用戶界面手動輸入。處理器可以配置成自動調(diào)整一個或多個時序參數(shù)，以執(zhí)行選擇的治療時序。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成允許用戶選擇或輸入定制的時序參數(shù)，除了別的以外，該定制的時序參數(shù)可以包括定制的持續(xù)時間、熱傳遞流體的壓力脈沖頻率、護(hù)套壓縮、溫度-變化輪廓、流體溫度和/或與一個或多個時段對應(yīng)的流率。在一些實施例中，處理器1618可以配置成從一個或多個溫度傳感器和/或流量計接收指示，并且例如通過自動調(diào)整熱傳遞流體的溫度和/或流率來實現(xiàn)實現(xiàn)流體與患者之間的期望的熱傳遞的度量。在一些實施例中，處理器1618可以配置成接收一個或多個生理參數(shù)值的指示，并且使熱對比療法設(shè)備至少部分地基于一個或多個生理參數(shù)值來執(zhí)行定制的熱對比療法治療時序。
可以經(jīng)由低壓電源(例如，12伏dc電源)提供用于操作熱對比療法設(shè)備的電力。這種低壓電源可以使用轉(zhuǎn)換器從ac電力安全地轉(zhuǎn)換而來。
治療護(hù)套
熱對比療法通常經(jīng)由一個或多個治療護(hù)套來施加。本文公開的熱對比療法設(shè)備可以配置成利用多個不同的治療護(hù)套來運(yùn)作。治療護(hù)套通常包括：氣囊，配置成保存熱傳遞流體；囊袋，配置成容納氣囊，該囊袋可由織物或令患者的皮膚感到舒適的其他材料構(gòu)成；以及附接機(jī)構(gòu)，配置成將護(hù)套固定到患者的身體。附接機(jī)構(gòu)可以配置成為治療護(hù)套提供可調(diào)節(jié)尺寸，例如通過velcro附接來提供。治療護(hù)套氣囊可以由網(wǎng)狀的互連單元或毛細(xì)管構(gòu)成，具有配置成經(jīng)由流入管接收熱傳遞流體的流入端口以及配置成經(jīng)由流出管返回?zé)醾鬟f流體的流出端口。可以設(shè)置各種形狀和尺寸的治療護(hù)套，以便適應(yīng)不同的患者體型和/或不同的身體部位，和/或以便適應(yīng)或與各種矯形支架、石膏和其他設(shè)備集成。
在一些實施例中，可以在使流體例如在氣囊的流入端口和/或流出端口處流入和/或排出治療護(hù)套的點來測量熱傳遞流體溫度和/或流率。這些溫度和/或流率測量可以用于熱力學(xué)計算以提供根據(jù)本公開的定制的熱對比療法治療時序。這些治療時序可以包括實現(xiàn)特定的熱傳遞的度量(即，特定的熱量和/或特定的熱傳遞速率)。還可以測量流體儲液器處的溫度或沿著流入管和/或流出管的任何點的溫度。
在一些實施例中，治療護(hù)套可以配置有與護(hù)套可操作地連接的一個或多個傳感器。例如，溫度傳感器1620和1622和/或流量計1628可以與治療護(hù)套可操作地連接。這些治療護(hù)套傳感器可以配置成測量治療情況并且將這些測量發(fā)送到熱對比療法設(shè)備中的處理器1618和/或熱對比療法系統(tǒng)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，為了測量在治療護(hù)套的入口與出口之間的熱傳遞流體的溫度變化，在治療護(hù)套氣囊的流入端口和/或流出端口處或附近獲得的溫度測量可以比在更遠(yuǎn)處位置處獲得的測量更準(zhǔn)確。當(dāng)執(zhí)行要求高精度的治療時序時，例如，實現(xiàn)期望的熱傳遞度量的治療時序，這可能尤其是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要考慮的問題。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成接收有效識別可操作地連接到熱對比療法設(shè)備的治療護(hù)套的指示，并且使熱對比療法設(shè)備執(zhí)行針對特定治療護(hù)套校準(zhǔn)的治療時序。通過識別可操作地連接到設(shè)備的特定治療護(hù)套，可以使用多個不同治療護(hù)套中的任何一個來提供大體相似的治療時序，盡管護(hù)套的尺寸或物理特性存在差異。例如，這包括使用多個不同的治療護(hù)套中的任何一個來進(jìn)行流體與患者之間的期望的熱傳遞的度量。如圖16a所示，治療護(hù)套可以通過護(hù)套id芯片1630被電子標(biāo)記或編碼一識別號。護(hù)套id芯片可以是微芯片、rfid芯片或能夠使熱對比療法設(shè)備中的處理器識別哪個治療護(hù)套附接到該設(shè)備的其它合適的部件?？商娲?，例如，可以經(jīng)由與熱對比療法設(shè)備或系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的用戶界面手動輸入護(hù)套識別號。
一旦熱對比療法設(shè)備識別了特定的治療護(hù)套，則該設(shè)備可以調(diào)整其操作參數(shù)以對應(yīng)于可操作地連接到該設(shè)備的特定治療護(hù)套的特性。在一些實施例中，具有不同尺寸或物理特性的治療護(hù)套可能需要不同的流體流率和/或流體溫度，以提供期望的治療條件。例如，根據(jù)本公開的一些治療時序可能需要不同的熱傳遞流體的流率和/或溫度，以實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量(即，特定的熱傳遞量和/或特定的熱傳遞速率)。對特定治療護(hù)套的識別使熱對比療法設(shè)備通過至少部分地基于被識別為可操作地連接到該設(shè)備的治療護(hù)套的特性改變熱傳遞流體的溫度和/或流率來提供例如增強(qiáng)的準(zhǔn)確度、精度以及對治療時序的控制。因此，可以在多個不同的治療護(hù)套中一致性地提供定制的熱對比療法治療時序。
另外，在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成基于可操作地連接到該設(shè)備的特定治療護(hù)套來執(zhí)行指定的治療時序或程序。例如，如果該設(shè)備識別出與膝蓋治療相關(guān)聯(lián)的治療護(hù)套，則該設(shè)備可以執(zhí)行針對膝蓋治療設(shè)計的治療時序或程序，或者，如果該設(shè)備識別出與腰部區(qū)域相關(guān)聯(lián)的護(hù)套，則該設(shè)備可以執(zhí)行針對腰部區(qū)域治療的治療時序。這些指定的治療時序可以基于與身體的幾乎任何部位或者尋求治療的癥狀相關(guān)聯(lián)的幾乎任何治療護(hù)套來提供。
在一些實施例中，治療護(hù)套可以配置成在熱對比療法期間提供壓縮。壓縮增強(qiáng)了治療護(hù)套與患者的組織之間的接觸，從而在熱傳遞流體與緊貼治療護(hù)套的患者的組織之間提供更有效的熱傳遞。例如，可以在本文公開的治療時序的任一個的至少一部分期間提供這種壓縮。例如，可以在加熱時段而不是冷卻時段期間、在冷卻時段而不是加熱時段期間、僅在轉(zhuǎn)換時段期間、在加熱時段和冷卻時段期間、僅在一部分時段期間或在全部時段期間提供壓縮。
在一些實施例中，壓縮水平可以改變。例如，熱傳遞流體與緊貼治療護(hù)套的患者組織之間的熱傳遞速率可以通過改變治療護(hù)套施加的壓縮的水平來改變。壓縮水平可以自動調(diào)整以實現(xiàn)期望的熱傳遞速率。在一些實施例中，例如，可以通過在多個選擇的壓力水平之間交替變化來提供脈沖壓縮，以為患者提供脈沖按摩。
例如，可以通過從空氣軟管泵入治療護(hù)套內(nèi)的空氣來提供壓縮。這里，治療護(hù)套可以配置有空氣囊，該空氣囊配置成接收并保存有效提供期望水平的壓縮的某一壓力的空氣?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何合適的空氣壓縮機(jī)來提供空氣。
蠕動泵
熱對比療法設(shè)備可以利用本領(lǐng)域已知的適合于將流體從儲液器傳送到一個或多個治療護(hù)套的任何一個或多個泵。在一些實施例中，可以使用一個或多個低壓蠕動泵或“管道泵”。蠕動泵是包括轉(zhuǎn)子的正排量泵，該轉(zhuǎn)子的外周附接有多個輥子(或者極靴、電刷或葉片)。該多個輥子壓縮安裝在轉(zhuǎn)子周圍的非增強(qiáng)柔性擠壓管以通過該擠壓管泵送流體。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，被壓縮的管子的一部分被壓緊，從而迫使流體通過管道泵送。另外，當(dāng)管道在輥子經(jīng)過之后打開到其自然狀態(tài)時，流體流被引入泵中。蠕動泵是本領(lǐng)域所公知的，并且可以使用任何合適的蠕動泵。例如，合適的蠕動泵包括：mityflex908，型號908-058，市面上可從安科產(chǎn)品公司(ankoproductsinc.,)獲得；或者，watsonmarlowbredel系列，型號313d，與crouzet12vdc齒輪馬達(dá)耦接，市面上可從華盛百得(watsonmarlow)獲得。
在一些實施例中，可以提供定制的熱對比療法治療時序，該熱對比療法治療時序至少部分地基于饋送泵208的流率。蠕動泵的流率由幾個因素確定，包括管內(nèi)徑(內(nèi)徑越大，流率越高)、泵頭外徑(外徑越大，流率越高)以及泵頭的旋轉(zhuǎn)速率(旋轉(zhuǎn)速率越高，流率越高)。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成在流體中提供脈動?？梢栽诒疚墓_的治療時序的任何一個治療時序的至少一部分期間提供這種脈動。舉例來說，經(jīng)由蠕動泵泵送的流體展示出壓力脈沖，該壓力脈沖由輥子越過管子時因管子的阻塞和恢復(fù)引起。壓力脈沖的頻率與輥子的旋轉(zhuǎn)速率相關(guān)。饋送泵的控制可以配置成調(diào)整脈動的頻率。另外，輥子數(shù)量增加可以增大壓力脈沖的頻率，而輥子數(shù)量減少可以在僧大壓力脈沖的幅度。在一些實施例中，再循環(huán)管線可以與蠕動泵結(jié)合使用，以例如通過一個或多個流量控制閥/流量調(diào)節(jié)器1614來控制與蠕動泵的參數(shù)不相關(guān)的流量。流量控制閥也可以附接有再循環(huán)管線，從而結(jié)合流量控制將流體的一部分再循環(huán)回到饋送泵。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為可以通過使例如蠕動泵產(chǎn)生的壓力脈沖的頻率與患者的心率同步來實現(xiàn)治療效果。因此，在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成接收患者的心率指示，并且提供頻率至少與患者的心率近似同步的壓力脈沖。這種同步的壓力脈沖可以在治療時序的至少一部分期間提供。例如，同步可以通過利用心率監(jiān)測器輔助設(shè)備測量患者的心率并調(diào)整蠕動泵輥子的旋轉(zhuǎn)速率來實現(xiàn)。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為還可以通過提供被選擇用于與期望心率對應(yīng)的壓力脈沖頻率來實現(xiàn)治療效果。例如，人們認(rèn)為在某些條件下，可以通過向一個或多個治療護(hù)套提供特定的壓力脈沖頻率來操控患者的心率。壓力脈沖頻率可以引起患者的心率改變，其中心率向著壓力脈沖的頻率偏移和/或與壓力脈沖的頻率基本上同步?？梢圆倏鼗颊叩男穆实姆秶Q于患者的生理局限以及特定患者對壓力脈沖的響應(yīng)程度。以這種方式，期望的治療效果可以包括在熱對比療法期間誘導(dǎo)期望的心率。
除了蠕動泵之外，用于將流體從儲液器傳送到一個或多個處理護(hù)套的其它裝置和/或用于產(chǎn)生壓力脈沖的其它裝置也在本公開的范圍內(nèi)。
溫度控制
熱對比療法設(shè)備可以配備有熱儲液器1600和冷儲液器1602。熱儲液器配置成儲存主要用于加熱時段的一定體積的熱傳遞熱流體，而冷儲液器配置成儲存主要用于冷卻時段的一定體積的熱傳遞冷流體。熱的熱傳遞流體在加熱時段期間從熱儲液器泵送到治療護(hù)套，而冷的熱傳遞流體在冷卻時段期間從冷儲液器泵送到治療護(hù)套。
熱傳遞熱流體可以在加熱時段被加熱元件1604加熱到足夠的溫度以針對加熱時段提供具有期望溫度的流體。加熱可以通過本領(lǐng)域已知的任何方式來實現(xiàn)，例如，可以使用安裝在熱儲液器內(nèi)的筒式加熱器來實現(xiàn)。熱的熱傳遞流體可以基于將被供應(yīng)到治療護(hù)套的熱傳遞流體的期望溫度而被加熱到一溫度范圍。
類似地，冷的熱傳遞流體可以在冷卻時段被冷卻模塊1606冷卻到足夠的溫度以針對冷卻時段提供具有期望溫度的流體。冷卻可以通過本領(lǐng)域已知的任何方式來實現(xiàn)，例如可以使用壓縮機(jī)/制冷系統(tǒng)、熱交換器或熱電冷卻技術(shù)(例如peltier冷卻器)來實現(xiàn)。冷的熱傳遞流體可以基于將被供應(yīng)到治療護(hù)套的熱傳遞流體的期望溫度而被冷卻到一溫度范圍。
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配備有一個或多個溫度傳感器。例如，如圖16a所示，溫度傳感器1620和1622分別位于治療護(hù)套的流入管線和/或流出管線處，而溫度傳感器1624和1626分別位于冷儲液器和熱儲液器處。如圖16b所示，一個或多個溫度傳感器1638可以位于治療護(hù)套1610上或治療護(hù)套1610內(nèi)的各個位置處。(多個)溫度傳感器1638可以配置成測量緊貼治療護(hù)套的患者的組織的溫度。另外和/或在替代方案中，(多個)溫度傳感器1638可以配置成測量治療護(hù)套內(nèi)的給定點處的熱傳遞流體的溫度。
處理器1618可以配置成利用來自任何一個或多個溫度傳感器的溫度測量控制熱傳遞流體的溫度。例如，溫度傳感器1620和/或1622可以用于分別基于流入或排出治療護(hù)套的流體的溫度來控制熱傳遞流體的溫度。(多個)溫度傳感器1638可以配置成基于緊貼治療護(hù)套的患者組織的溫度和/或治療護(hù)套內(nèi)的給定點處的流體的溫度來控制熱傳遞流體的溫度。這種溫度控制可以配置成使該設(shè)備能夠至少部分地基于根據(jù)本公開的流體溫度提供定制的熱對比療法治療時序。
例如，可以通過在加熱時段和/或冷卻時段期間改變熱傳遞流體的溫度并且向治療護(hù)套提供具有期望溫度的流體來提供定制的熱對比療法治療時序。在一些實施例中，熱儲液器和/或冷儲液器中的熱傳遞流體的溫度可以在熱對比療法治療的過程中增加或降低，以便在各個加熱時段和/或冷卻時段提供具有期望溫度的熱傳遞流體。在其它實施例中，熱的熱傳遞流體和冷的熱傳遞流體的各自溫度可以保持相對恒定，并且這兩種流體可以組合使用以按照各種比例彼此調(diào)和。這種調(diào)和使熱對比療法設(shè)備根據(jù)調(diào)和程度提供一定范圍的期望流體溫度，而無需將熱傳遞流體的儲液器重復(fù)地加熱或冷卻至期望溫度。因此，在加熱時段期間，熱的熱傳遞流體可以經(jīng)由(多個)控制閥1612與一定量的冷的熱傳遞流體進(jìn)行調(diào)和，以便在治療護(hù)套處實現(xiàn)期望的流體溫度。類似地，在冷卻時段期間，冷的熱傳遞流體可以經(jīng)由(多個)控制閥1612與一定量的熱的熱傳遞流體進(jìn)行調(diào)和。
在一些實施例中，如圖16b所示，熱對比療法設(shè)備可以配備有配置成儲存中性溫度熱傳遞流體的中性儲液器1632。中性溫度熱傳遞流體可以用于提供中性溫度時段，或者在相應(yīng)的加熱時段和/或冷卻時段期間調(diào)和熱的熱傳遞流體和/或冷的熱傳遞流體。中性儲液器中的熱傳遞流體可以保持處于適當(dāng)?shù)闹行詼囟确秶?。另外?或在替代方案中，熱的熱傳遞流體可以與冷的熱傳遞流體混合以為中性溫度流體提供期望的溫度。
如圖16b所示，從治療護(hù)套排出的的熱傳遞流體可以經(jīng)由一個或多個流體回流控制閥1616返回到任何一個或多個儲液器。在一些實施例中，例如，從治療護(hù)套返回的流體可以基于流體的溫度被引導(dǎo)到給定的儲液器，以優(yōu)化熱對比療法設(shè)備的加熱和冷卻效率?？商娲兀?，從治療護(hù)套返回的流體可以傳送到中性儲液器1632，使得來自加熱時段和冷卻時段的流體的混合可以為中性治療提供近似期望溫度的流體溫度。另外，可適用地，中性溫度熱傳遞流體可以通過與熱的或冷的熱傳遞熱流體調(diào)和來進(jìn)行調(diào)整。例如，如圖16b所示，中性儲液器中的流體的溫度可以使用循環(huán)泵1634和一個或多個循環(huán)閥1636利用來自熱儲液器和/或冷儲液器的流體來調(diào)整，循環(huán)泵1634和一個或多個循環(huán)閥1636配置成將流體從熱儲液器和/或冷儲液器傳送到中性儲液器?？商娲?，中性溫度熱傳遞流體可以經(jīng)由一個或多個饋送控制閥1612與熱的或冷的熱傳遞熱流體調(diào)和。
熱傳遞流體可以包括本領(lǐng)域已知的用于實現(xiàn)熱傳遞的任何流體或流體的組合。示例性流體包括水、丙二醇、鹽水或其組合。
流量控制
在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配備有一個或多個流量計。例如，如圖16a中所示，流量計1628可以設(shè)置在到治療護(hù)套的流入管線處。處理器1618可以配置成利用來自任何一個或多個流量計的流量測量來控制熱傳遞流體的流率。例如，可以通過改變一個或多個饋送泵1608的速度和/或通過改變一個或多個流量控制閥/流量調(diào)節(jié)器1614的定位來修改熱傳遞流體的流率。這種流量控制可以配置成能夠使設(shè)備至少部分地根據(jù)本公開的流體流率來提供定制的熱對比療法治療時序。另外，在一些實施例中，定制的熱對比療法治療時序可以至少部分地基于熱傳遞流體的流率和溫度。
在熱對比療法過程中用于熱傳遞的驅(qū)動力是患者身體和熱傳遞流體之間的溫度差。隨著在熱傳遞流體和患者身體的接近治療護(hù)套的區(qū)域之間發(fā)生熱傳遞，治療護(hù)套內(nèi)的熱傳遞流體的溫度將朝向患者身體的溫度偏移。該溫度變化的幅值與熱傳遞流體的流率成反比。相對高的流率將在治療護(hù)套囊的流入口和流出口之間產(chǎn)生相對低的溫度變化，因此產(chǎn)生用于熱傳遞的相對高的驅(qū)動力。相反，相對低的流率將在治療護(hù)套囊的流入口和流出口之間產(chǎn)生相對高的溫度變化，因此產(chǎn)生用于熱傳遞的相對低的驅(qū)動力。因此，由熱傳遞流體實現(xiàn)的熱傳遞的速率取決于流率，并可以通過改變熱傳遞流體的流率來控制在加熱時段和/或冷卻時段實現(xiàn)的熱傳遞的速率。因此，在進(jìn)入治療護(hù)套的恒定流體溫度下，可以通過提高熱傳遞流體的流率來提高熱傳遞的速率，以達(dá)到治療護(hù)套的流入口和流出口之間的熱傳遞流體的溫度變化接近零的程度。相反，可以通過減小熱傳遞流體的流率來減小熱傳遞的速率，以達(dá)到患者身體與熱傳遞流體之間的溫度差接近零的程度。
因此，可以根據(jù)本公開提供定制的熱對比療法治療時序，其至少部分地基于提供特定的熱傳遞流體的流率。例如，可以通過改變熱傳遞流體的流率來提供需要實現(xiàn)期望的熱傳遞度量的定制的熱對比療法治療時序。在一些實施例中，可以僅通過改變相應(yīng)的熱的熱傳遞流體和/或冷的熱傳遞流體的流率來實現(xiàn)在加熱時段和/或冷卻時段的熱傳遞的期望速率?？商娲兀梢酝ㄟ^改變熱傳遞流體的流率和溫度這二者來獲得熱傳遞的期望度量。例如，在一些實施例中，可以改變熱傳遞流體的溫度以獲得熱傳遞的期望速率的近似估算，然后可以改變熱傳遞流體的流率以提供微調(diào)，從而更精確地控制熱傳遞的速率。
在一些情況下，在患者可能對熱的和/或冷的熱傳遞流體溫度特別敏感的情形下提供熱對比療法。例如，對于患有凍傷或低體溫癥的患者、老年患者、患有糖尿病及相關(guān)生理并發(fā)癥(例如，壞疽)的患者、患有淋巴水腫或與血管或淋巴功能不全相關(guān)的其它疾病(例如，慢性靜脈功能不全、靜脈瘀血性潰瘍、乳房切除后水腫或慢性淋巴水腫)的患者、患有周圍血管疾病或其它循環(huán)缺陷綜合征(例如，動脈硬化、深靜脈血栓形成、伯格病或血栓閉塞性脈管炎)的患者，可能屬于上述情況。這種敏感患者可能無法忍受特定流體溫度水平，即使這些流體溫度并沒有帶來嚴(yán)重不適或組織損傷。在這些情況下，提供具有給定溫度的熱傳遞流體對于實現(xiàn)期望的熱傳遞速率而言并不是可行的方式，因為流體溫度可能超過患者的疼痛耐受范圍和/或造成組織損傷。相反，可以通過增加熱傳遞流體的流率來提高熱傳遞速率，同時保持處于患者疼痛耐受范圍內(nèi)和/或不會對組織造成損傷的更溫和的流體溫度。因而，在敏感患者能夠容忍的給定流體溫度下，通過提高熱傳遞流體的劉律可以提供增強(qiáng)的熱傳遞速率。這能夠引起血管收縮和血管舒張循環(huán)增強(qiáng)、血液流動改善增強(qiáng)和其他增強(qiáng)的治療效果，同時保持適于敏感患者的適度流體溫度。
在熱對比療法治療時序期間，流入治療護(hù)套氣囊的熱傳遞流體與緊貼治療護(hù)套的患者的組織之間的溫度梯度可能由于隨后的熱傳遞而降低。因此，在流入治療護(hù)套氣囊的熱傳遞流體的恒定流率和溫度下，由于這種降低的溫度梯度，熱傳遞的速率可能在加熱時段或冷卻時段的過程中下降。在一些實施例中，可以提供定制的熱對比療法治療時序，在該熱對比療法治療時序中調(diào)整熱傳遞流體的流率，以使得盡管緊貼治療護(hù)套的組織的溫度發(fā)生變化，也可以保持期望的熱傳遞速率。例如，在治療時序過程中給定加熱時段和/或冷卻時段和/或從一個時段到下一個時段的過程中，可以產(chǎn)生這種流率的變化。例如，當(dāng)緊貼治療護(hù)套的組織響應(yīng)于熱傳遞而溫度改變時，熱傳遞流體的流率可以增加，以補(bǔ)償在緊貼治療護(hù)套的組織溫度向著進(jìn)入治療護(hù)套的熱傳遞流體溫度偏移時導(dǎo)致的熱傳遞速率降低。
另外，在一個加熱時段或冷卻時段期間引起的患者組織的溫度變化可能影響后續(xù)時段中的熱傳遞速率。例如，交替的加熱時段和冷卻時段可以在后續(xù)交替的時段中在患者的組織與熱傳遞流體之間提供更大的溫度梯度。因此，由于前一時段引起的組織溫度的變化，因而后續(xù)時段中熱傳遞的驅(qū)動力可以至少在最初的時候得到增強(qiáng)。這種增強(qiáng)的溫度梯度可能是期望的或者也可能是不期望的，這要取決于特定熱對比療法治療時序的期望效果。在一些實施例中，熱傳遞流體的流率可以至少部分地基于患者的組織與熱傳遞流體之間的溫度梯度來修改。這可以包括考慮一個或多個在前的時段產(chǎn)生的增強(qiáng)溫度梯度來改變熱傳遞流體的流率。在一些實施例中，交替的冷卻時段和加熱時段的時序可以配置成在該時序的一個或多個后續(xù)時段中提供增強(qiáng)的溫度梯度。在一些實施例中，可以在一個或多個交替的冷卻時段和加熱時段之間提供中性時段，以便在該時序的一個或多個后續(xù)時段(例如，中性時段之后的時段)中提供平緩的溫度梯度。在一些實施例中，可以改變熱傳遞流體的流率，以在加熱時段和/或冷卻時段的至少一部分期間實現(xiàn)期望的溫度梯度。
在一些實施例中，除了流體溫度的變化之外或者作為其替代方案，對于利用流率的變化來實現(xiàn)期望的熱傳遞速率，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中獲得好處。在一些實施例中，可以通過使用流率來實現(xiàn)期望的熱傳遞速率來減少熱對比療法設(shè)備的加熱和冷卻負(fù)荷。這可以獲得更高效的、成本效益好的設(shè)備，并且能夠提供根據(jù)本公開的定制的治療時序的增強(qiáng)能力。另外，在一些實施例中，通過熱傳遞流體的流率控制熱傳遞的速率可以比通過熱傳遞流體的溫度控制熱傳遞的速率更有效。例如，一些實施例具有這樣多種構(gòu)造：其中基于流率變化來改變熱傳遞速率可以比基于溫度變化來改變熱傳遞速率更迅速和/或更精確，而這些實施例可能屬于上述情況。在某些實施例中，流率控制使得對熱傳遞速率的控制更精確和/或更快速，在這些實施例中可以至少部分地基于流率控制提供定制的熱對比療法治療時序。除了經(jīng)由流率控制以外，在某些實施例中可能無法可行地獲得一些這樣的時序。例如，定制的治療時序可以包括在加熱時段和冷卻時段之間快速轉(zhuǎn)換、快速改變熱傳遞速率和/或更精確地控制熱傳遞速率。在某些實施例中，這些快速變化通過流率控制是可行的，而不是通過溫度控制。
另外，在一些實施例中，技術(shù)人員可能期望將加熱時段與冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換時間最小化或消除。為了實現(xiàn)此點，治療護(hù)套可以設(shè)置為使得其配備有具有相對小的流體容量的氣囊，從而能夠使熱傳遞流體更快速從氣囊溢流。小的流體容量可以增強(qiáng)流率對熱傳遞的速率的影響，因此增強(qiáng)經(jīng)由流率對熱傳遞速率的控制范圍。因此，在一些這樣的實施例中，與經(jīng)由熱傳遞流體的溫度變化相比，經(jīng)由熱傳遞流體的流率變化，可以更快速地改變熱傳遞的速率。
校準(zhǔn)
在一些實施例中，可以基于設(shè)備的變化和/或設(shè)備的一個或多個用戶的偏好來校準(zhǔn)熱對比療法設(shè)備。由于各種設(shè)備(例如，不同的制造商或型號)之間的差異、多個設(shè)備(例如，生產(chǎn)運(yùn)行之間的制造差異)或者設(shè)置構(gòu)造(例如，設(shè)備與治療護(hù)套之間的流入和/或流出管線的長度)之間的變化，因而給定治療時序可能會產(chǎn)生不同的效果。這些差異可以通過校準(zhǔn)特定設(shè)備的治療時序來補(bǔ)償。熱對比療法設(shè)備例如可以通過利用校準(zhǔn)設(shè)備測量流體溫度和/或流率等并且調(diào)整設(shè)備的校準(zhǔn)設(shè)置來進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)允許在多個設(shè)備中和/或為多個用戶一致地提供定制的熱對比療法治療時序。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，由于患者之間的差異，例如生理屬性或個人偏好，給定治療時序可能對不同的患者產(chǎn)生不同的效果。這些差異同樣可以通過提供與特定患者對應(yīng)的校準(zhǔn)調(diào)整來補(bǔ)償。例如，可以通過向任何一個或多個治療時序參數(shù)提供校準(zhǔn)調(diào)整來為特定患者校準(zhǔn)治療時序。提供校準(zhǔn)調(diào)整可以包括例如將對應(yīng)于時序參數(shù)的設(shè)定點偏移一因子(或倍數(shù)，factor)。例如，治療時序中針對所有熱傳遞流體溫度的設(shè)定點可以向上或向下偏移；治療時序中的熱傳遞的所有期望的度量(即，熱傳遞的速率或熱傳遞的量)的設(shè)定點可以向上或向下移位；或者治療時序中的時段數(shù)量和/或治療時序的持續(xù)時間可以向上或向下移位。校準(zhǔn)調(diào)整和/或因子可以基于百分比、絕對值、公式等。校準(zhǔn)調(diào)整和/或因子可以針對個體患者以經(jīng)驗方式導(dǎo)出和/或從與熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)(例如，向與其他用戶相關(guān)聯(lián)的治療時序提供校正的數(shù)據(jù))導(dǎo)出。這樣的校準(zhǔn)調(diào)整可以應(yīng)用于所有的治療時序、治療時序的子集或應(yīng)用于特定設(shè)備等，和/或與特定用戶相關(guān)聯(lián)的上述事項中的任何事項。
v.用于提供熱對比療法的其他方法
現(xiàn)在將進(jìn)一步討論如在2014年7月25日提交的序列號為14/340,904的美國申請中公開的用于提供熱對比療法的方法。根據(jù)本公開，這里描述了使用這里描述的系統(tǒng)和設(shè)備來提供熱對比療法治療的各種方法。這里公開的方法包括提供熱對比療法的計算機(jī)執(zhí)行的方法。
熱對比療法包括：通過治療護(hù)套使熱傳遞流體從熱對比療法設(shè)備循環(huán)，治療護(hù)套已經(jīng)應(yīng)用于患者；同時提供包括多個交替的冷卻時段和加熱時段的時序。在一些實施例中，治療時序可以包括多個轉(zhuǎn)換時段，每個轉(zhuǎn)換時段發(fā)生在冷卻時段與加熱時段之間。在這樣的轉(zhuǎn)換時段期間，在接近治療護(hù)套的患者組織與熱傳遞流體之間的熱傳遞的速率從與轉(zhuǎn)換時段之前的時段對應(yīng)的第一熱傳遞速率轉(zhuǎn)換為與轉(zhuǎn)換時段之后的時段對應(yīng)的第二熱傳遞速率?？梢酝ㄟ^改變熱傳遞流體的流率和/或溫度來實現(xiàn)對熱傳遞速率的改變。流率和/或流體溫度可以根據(jù)任何期望的轉(zhuǎn)換曲線來改變，并且還可以包括中性溫度熱傳遞流體和/或中性熱傳遞速率的時段。
在一些實施例中，提供定制的熱對比療法治療時序。定制的治療時序可以對應(yīng)于已經(jīng)向用戶指定的或者由熱對比療法設(shè)備的用戶選擇的治療程序。定制的治療時序可以基于例如對于預(yù)期接受治療的患者特定的條件、患者表現(xiàn)出的生理參數(shù)值、尋求治療的身體的特定區(qū)域、尋求治療的特定癥狀或狀況、特定的期望治療結(jié)果和/或其他考慮因素。在一些實施例中，可以將定制的治療時序上傳或存儲在熱對比療法系統(tǒng)或設(shè)備可訪問的數(shù)據(jù)庫中。例如，治療提供者或用戶可以從與被配置成提供定制的熱對比療法治療程序的熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫中的一個或多個治療選項的菜單中選擇治療?？商娲?，定制的治療時序可以由治療提供者或用戶手動輸入。
可以認(rèn)為患者對熱對比療法的反應(yīng)取決于：與治療時序的條件相關(guān)的多個變量，包括熱傳遞流體與貼近治療護(hù)套的患者組織之間的熱傳遞速率、加熱時段和/或冷卻時段的溫度、在治療期間施加的壓力；加熱時段和/或冷卻時段的數(shù)量和時序、每個加熱時段和/或冷卻時段的各個循環(huán)時間；加熱時段和/或冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換的持續(xù)時間和變化速率，包括是否在加熱時段和/或冷卻時段之間提供中性溫度時段、熱對比療法治療時序的持續(xù)時間、將提供熱對比療法治療的頻率、治療護(hù)套的尺寸和構(gòu)造、熱傳遞流體的脈動頻率和其他變量。根據(jù)本公開，這些變量中的任何一個或多個可以形成定制的熱對比療法治療時序的基礎(chǔ)，例如從而提供最優(yōu)化的治療時序或一系列治療以增強(qiáng)熱對比療法的一個或多個治療效果。
患者對熱對比療法的反應(yīng)可另外取決于患者特有的某些特征，包括例如患者的年齡、性別、體重、脂肪含量、體質(zhì)、能量水平和一般健康狀況。生理特征以及熱力學(xué)性質(zhì)也可能影響患者對熱對比療法的反應(yīng)。這包括患者產(chǎn)生體熱的能力、修復(fù)熱損失并支持熱損失而不負(fù)面影響身體的生命過程的能力以及治療時患者的神經(jīng)系統(tǒng)的狀況，以及患者對熱對比療法的習(xí)慣程度。
可能影響患者對熱對比療法的反應(yīng)的其它變量包括與影響患者的任何特定慢性或急性病癥或疾病相關(guān)的因素，包括尋求用熱對比療法治療的病癥或疾病?？梢蕴峁釋Ρ券煼ㄖ委煏r序以及治療之間的頻率，這取決于期望被治療的患者所特有的這些和其他特征。可以配制或提供熱對比療法程序，這取決于尋求治療的特定身體部位、尋求治療的特定病癥或癥狀和/或?qū)で髲闹委煫@得的期望治療結(jié)果。這里詳細(xì)地描述示例性的治療、程序和時序。
熱傳遞
如上所述，熱對比療法治療可以基于熱傳遞的度量(例如在治療時序的相應(yīng)加熱時段和冷卻時段期間實現(xiàn)的熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量來量化。在不希望受理論束縛的情況下，可以認(rèn)為熱對比療法的各種治療效果可以通過提供定制的治療來增強(qiáng)，所述定制的治療實現(xiàn)熱傳遞的特定度量(即，特定的熱傳遞速率和/或熱傳遞量)。在一些實施例中，定制的熱對比療法治療時序包括在冷卻時段和加熱時段中的一個或多個期間在流體和接近治療護(hù)套的患者組織之間實現(xiàn)熱傳遞的期望度量?？梢酝ㄟ^自動地調(diào)節(jié)熱傳遞流體的流率和/或溫度來實現(xiàn)熱傳遞的期望度量。
如上面的公式(3)表示出熱傳遞的速率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，q表示最佳熱傳遞速率，而實際上在熱對比療法治療期間的絕大多數(shù)熱傳遞將在熱傳遞流體和接近治療護(hù)套的患者組織之間，傳遞的熱的一部分將歸因于其他考慮因素。例如，一部分熱將傳遞到護(hù)套材料和/或周圍的大氣等。這些考慮因素可以經(jīng)驗地量化和/或通過本領(lǐng)域已知的熱力學(xué)原理量化，在熱對比療法治療時序內(nèi)的給定加熱時段或冷卻時段期間的平均熱傳遞速率可以因此表示為如上面的公式(4)，其中，k是表示傳遞到接近治療護(hù)套的組織的熱的比例的效率常數(shù)。
在給定的加熱時段或冷卻時段傳遞的總熱可以從上面的公式(5)來獲得。同樣，從各種加熱時段和/或冷卻時段傳遞的熱可以相加，以提供在n個時段傳遞的總熱，其中，n表示包括熱對比療法治療時序的時段的全部或子集，如上面的公式(6)中所示。
在一些實施例中，有利的是，將加熱時段和冷卻時段單獨(dú)地相加，以確定在加熱時段期間傳遞給患者的總熱和在冷卻時段期間從患者傳遞的總熱。
在一些實施例中，有利的是，在熱對比療法期間對患者組織的加熱和/或冷卻進(jìn)行建模。這種模型可以用于估計與模型預(yù)測有關(guān)的治療結(jié)果，以對各種熱對比療法治療時序及其參數(shù)進(jìn)行研究，和/或建議和評估新的治療策略等。
在熱對比療法期間量化熱傳遞時考慮的一般因素包括在治療期間實現(xiàn)的熱傳遞、由于代謝過程導(dǎo)致的熱產(chǎn)生、由于血液灌注的熱傳遞、熱對比療法治療區(qū)域的幾何形狀(例如，由一個或多個治療護(hù)套限定)、各種類型的身體組織的熱物理性質(zhì)和溫度調(diào)節(jié)機(jī)制。
在控制體積中，能量守恒原理規(guī)定了熱能的平衡可以如上面的公式(7)所述。
熱通過傳導(dǎo)、對流、蒸發(fā)和輻射傳遞。在熱對比療法期間組織內(nèi)熱傳遞的兩個主要機(jī)制是對流和傳導(dǎo)。在熱對比療法的大多數(shù)條件下，通過蒸發(fā)(或出汗)和輻射的熱傳遞以及功w是可忽略的。組織內(nèi)的溫度梯度通過傳導(dǎo)驅(qū)動熱傳遞，并且血液灌注通過對流驅(qū)動熱傳遞。
根據(jù)傅立葉定律，通過上面的公式(8)中的關(guān)系找出兩層之間的傳導(dǎo)的熱傳遞。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，存在幾種用于對來自血液灌注的熱傳遞進(jìn)行建模的方法，并且根據(jù)本公開可以使用這些模型中的任何一個或多個。用于對來自血液灌注的熱傳遞建模的方法包括：pennes生物熱模型；wulff連續(xù)模型；klinger連續(xù)模型；chen-holmes(ch)連續(xù)模型；weinbaum、jiji和lemons(wjl)生物熱模型；簡化weinbaum-jiji模型；zolfaghari和maerefat簡化體溫調(diào)節(jié)生物熱模型。這些模型通常采用一定程度的近似法，尤其因為血液在管腔直徑范圍為近似2.5cm(主動脈的情況)到近似6-10μm(毛細(xì)血管的情況)的各種血管中循環(huán)。根據(jù)本公開，也可以利用基于計算機(jī)算法或經(jīng)驗研究的更精確的模型。
上述這些血液灌注模型通常依賴于兩種主要方法之一：連續(xù)方法和離散血管(脈管)方法。在連續(xù)方法中，所有血管的熱影響用單個全局參數(shù)來進(jìn)行建模，而在脈管方法中，對每個血管的影響單獨(dú)地進(jìn)行建模。pennes生物熱模型是用于對來自血液灌注的熱傳遞進(jìn)行建模的使用最廣泛的方法之一。pennes生物熱模型假設(shè)在毛細(xì)血管水平循環(huán)血液的熱傳遞速率等于靜脈溫度與動脈溫度之差乘以流率，如在上面的公式(9)所示。
在控制體積中儲存的熱能可以表示為如上面的公式(10)所示。
可以將公式(6)、(7)和(8)的項代入到公式(5)中，并在整個體積和表面積上積分，從而獲得pennes生物熱公式，如上面的公式(11)所示。
因此，可以使用pennes生物熱公式來分析在各種熱對比療法治療時序(包括這里公開的定制的治療時序)下各種身體組織中的熱傳遞。
pennes生物熱模型假定血液灌注效果是均勻且各向同性的，并且由于毛細(xì)血管水平的低血流速度，在微循環(huán)毛細(xì)血管床中發(fā)生熱平衡。因此，pennes生物熱模型假定在動脈血液溫度為ta時血液流入毛細(xì)血管，其中發(fā)生對流熱傳遞以使溫度達(dá)到周圍組織的溫度，使得血液進(jìn)入靜脈循環(huán)所處的溫度是局部組織的溫度。
pennes進(jìn)行了一系列的研究來驗證該模型，這些研究說明了模型與實驗數(shù)據(jù)之間合理的一致性。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，盡管通常情況下pennes生物熱模型是足夠的，但是該模型由于其固有的簡潔性而存在某些缺點，本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解在期望增強(qiáng)精度的情況下，其它模型(例如，利用離散血管(脈管)方法的模型)可能更適合。例如，由于較大血管的存在或者與大血管的熱交換(其中可能不能假定完全的熱平衡)，因而pennes生物熱模型不能解釋相鄰血管之間的對流熱傳遞、或方向性效應(yīng)。例如，ch連續(xù)模型和wjl生物熱模型解決了這些問題。因此，除了pennes生物熱模型之外或作為其替代方案，這些其它模型可以用于分析熱傳遞。
其它因素中旨在接受治療的患者和/或?qū)で笾委煹纳眢w的特定部位的特定癥狀可以促使形成給定熱對比療法治療時序，以實現(xiàn)不同的熱傳遞的度量(即，不同的熱傳遞速率和/或不同的熱傳遞量)。例如，各種熱力學(xué)性質(zhì)和影響熱傳遞的其它因素可能歸因于患者的年齡、性別、體質(zhì)量、體脂肪率、身體質(zhì)量指數(shù)、代謝率、神經(jīng)敏感度、體能、能量水平和一般的健康狀況。這包括患者的身體組織和流體的熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度和比熱；患者的體組織的各種皮膚層(例如，真皮、表皮、脂肪、肌肉)的表面厚度；與患者的血液灌注相關(guān)的因素，包括血壓、血液流速、靜脈結(jié)構(gòu)(例如，毛細(xì)血管密度、管腔直徑分布等)；以及患者的代謝率。同樣，考慮到可能影響在給定熱對比療法治療時序期間產(chǎn)生的熱傳遞的度量的各種因素，如尋求治療的兩個患者和/或身體部位可能需要不同的治療，以在各自的治療期間實現(xiàn)相同的熱傳遞的度量。此外，如果或是當(dāng)可能影響在給定治療時序期間產(chǎn)生的熱傳遞的度量的因素發(fā)生改變時，即使相同的患者也可能需要不同的熱對比療法治療時序。
可以根據(jù)本公開提供定制的熱對比療法治療時序，其包括在治療時序期間和/或在其加熱時段和/或冷卻時段的一個或多個期間實現(xiàn)熱傳遞的期望度量。熱傳遞的期望度量(即，熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量)可以依賴于影響熱對比療法治療的因素(例如這里公開的因素)中的一個或多個，其包括：對于期望接受治療的患者特定的病癥、尋求治療的身體的特定區(qū)域、尋求治療的特定癥狀或病癥、特定的所需治療結(jié)果和/或其它考慮因素。
流率和熱傳遞之間的關(guān)系
熱傳遞的速率與流率成正比。增大流率提高了熱傳遞的速率，減小流率降低了熱傳遞的速率。
下面的例子說明了熱傳遞流體的流率與熱傳遞流體產(chǎn)生的熱傳遞的速率之間的關(guān)系。使治療護(hù)套貼附到患者的小腿的熱對比療法設(shè)備提供了冷卻時段。流入治療護(hù)套的流體(水)的溫度保持在大約40℉。在每分鐘大約120ml的流率下，排出治療護(hù)套的熱傳遞流體為大約58℉。在每分鐘大約240ml的流率下，排出治療護(hù)套的熱傳遞流體為大約53℉。因此，使用公式(3)，當(dāng)流率為每分鐘120ml時，向流體的熱傳遞速率為每分鐘大約4.7btu(120ml/分鐘×1sq.ft/28316.8ml×62.24lb/sq.ft×1btu/lb-℉×18℉)，并且當(dāng)流率為每分鐘240ml時，向流體的熱傳遞的速率為每分鐘大約6.9btu(240ml/分鐘×1sq.ft/28316.8ml×62.24lb/sq.ft×1btu/lb-℉×13℉)。
動態(tài)控制的治療時序
定制的熱對比療法治療時序可以包括動態(tài)地控制時序以實現(xiàn)期望的治療和/或獲得期望的治療效果。可以動態(tài)地控制治療時序的任何一個或多個變量，從而提供根據(jù)本公開的定制的治療時序。在一些實施例中，對熱對比療法治療時序的自動調(diào)節(jié)可以包括：改變對熱傳遞流體的溫度和/或流率的設(shè)定；改變冷卻時段、加熱時段和/或轉(zhuǎn)換時段中的一個或多個的持續(xù)時間；改變冷卻時段、加熱時段和/或轉(zhuǎn)換時段的數(shù)量；改變熱傳遞流體的溫度和/或流率的變化速率；和/或制定一個或多個未來的熱對比療法治療的時序。
在一些實施例中，可以動態(tài)地控制治療時序以在一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間提供期望的熱傳遞的度量(即，熱傳遞速率和/或熱傳遞量)。例如可以使用公式(4)和/或(5)并通過調(diào)整熱傳遞流體的流率和/或溫度和/或一個或多個時段的持續(xù)時間來控制在一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間的熱傳遞的度量。例如，可以使用公式(4)然后調(diào)整熱傳遞流體與緊貼治療護(hù)套的患者組織之間的溫度梯度δt在給定時段內(nèi)控制熱傳遞速率qtct。例如，可以使用公式(5)然后調(diào)整熱傳遞速率qtct和/或時段的持續(xù)時間δt來控制熱傳遞的量qtct。溫度梯度可以通過調(diào)整熱傳遞流體的溫度和/或流率來控制?？梢蕴峁┦艿絼討B(tài)控制的熱對比療法治療時序，該治療時序利用任何一個或多個公式來對血液灌注建模(例如，pennes生物熱模型)，和/或考慮可能在熱對比療法期間影響熱傳遞的其他因素。這些因素包括由于代謝過程引起的熱量產(chǎn)生、熱對比療法治療區(qū)域的幾何形狀(例如，如治療護(hù)套限定的)、各種類型的身體組織的熱物理性質(zhì)和/或體溫調(diào)節(jié)機(jī)制。
參照圖12a，顯示出示出了用于提供熱傳遞的期望度量的示例性熱對比療法治療過程的流程圖。熱對比療法設(shè)備啟動熱對比療法治療時序。時序可以是根據(jù)本公開的任何時序。對于治療時序的每個時段，熱傳遞流體循環(huán)到治療護(hù)套，熱傳遞流體的溫度大致為提供期望的熱傳遞速率所需的溫度。在治療時段的整個過程中，設(shè)備確定熱傳遞的速率，并且確定實際的熱傳遞速率是否匹配目標(biāo)熱傳遞速率。目標(biāo)可以是具體的值或范圍。如果熱傳遞速率不匹配目標(biāo)速率，則調(diào)節(jié)熱傳遞速率。根據(jù)本公開，熱傳遞速率可以通過改變熱傳遞流體的溫度和/或流率來調(diào)節(jié)。
在時序內(nèi)的每個治療時段的整個過程中，熱對比療法設(shè)備確定產(chǎn)生的熱傳遞的量，并且確定實際的熱傳遞量是否小于或等于目標(biāo)量。在一些實施例中，當(dāng)熱傳遞的量達(dá)到或超過目標(biāo)量時結(jié)束該時段?？商娲?，該時段可以持續(xù)規(guī)定的持續(xù)時間并在經(jīng)過了規(guī)定持續(xù)時間時結(jié)束。
當(dāng)治療時段結(jié)束時，熱對比療法設(shè)備判斷該時序中是否存在剩余的額外時段。如果存在剩余的額外時段，則設(shè)備繼續(xù)這些剩余的時段，直到實施了所有的時段。根據(jù)本公開，當(dāng)實施了所有的時段時，治療時序結(jié)束，此時，與治療時序相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以發(fā)送到熱對比療法系統(tǒng)。
參照圖12b，示出了說明利用流率來修改熱傳遞速率以提供期望的熱傳遞的度量的示例性熱對比療法治療過程的流程圖。除了完全通過改變熱傳遞流體的流率來控制熱傳遞速率之外，圖12b中描繪的時序與圖12a中描繪的時序類似地進(jìn)行。
在一些實施例中，熱對比療法治療時序可以包括快速交替的冷卻時段和加熱時段。這樣的時序可以有效地誘導(dǎo)血管收縮和血管舒張的循環(huán)。血管收縮和血管舒張的循環(huán)可以以有效地使靠近治療護(hù)套的患者組織中的血液循環(huán)和/或血氧含量在熱對比療法過程中增加的方式來設(shè)置。
在一些實施例中，可以動態(tài)地控制定制的熱對比療法治療時序以優(yōu)化一個或多個生理參數(shù)值。例如，當(dāng)患者表現(xiàn)出與預(yù)定義值對應(yīng)的生理參數(shù)時，可以自動調(diào)整治療時序的一個或多個變量。生理參數(shù)值可以基于患者的生命體征。預(yù)定義值例如可以包括基于先前值的增加、基于先前值的減小、先前值和/或目標(biāo)值。
可以監(jiān)測并利用以動態(tài)地控制熱對比療法治療時序的生理參數(shù)包括：體溫(例如核心溫度、局部溫度等)、心率、血壓、血流量、血氧水平或其他生命體征?？梢允褂帽绢I(lǐng)域已知的任何數(shù)量的設(shè)備來監(jiān)測這些生命體征。例如，可以自動地調(diào)節(jié)熱對比療法治療時序，以最優(yōu)化由血管收縮和血管舒張的循環(huán)誘導(dǎo)的血液循環(huán)和/或血氧含量的增加的幅度。
在一些實施例中，治療時序可以基于患者在治療期間展現(xiàn)出的生理參數(shù)值來動態(tài)地控制。例如，基于患者的生命體征，可以在治療期間對以下的任何一項或多項進(jìn)行調(diào)整：在加熱時段和/或冷卻時段期間提供的流體溫度、加熱時段和/或冷卻時段的持續(xù)時間和/或數(shù)量、一個或多個加熱時段和/或冷卻時段期間的熱傳遞的量和/或熱傳遞的速率。治療時序還可以基于患者在治療之前或在先前治療期間展現(xiàn)出的生理參數(shù)值。
參照圖13a和圖13b，示出了說明被動態(tài)地控制以優(yōu)化生理參數(shù)值的示例性定制熱對比療法治療過程的流程圖。治療可以配置成在任何一個或多個時段期間、和/或在該時序內(nèi)的后續(xù)時段中、和/或在治療程序內(nèi)的后續(xù)治療中優(yōu)化生理參數(shù)值。在治療時段期間，熱對比療法設(shè)備判斷時序是否要求在該時段期間優(yōu)化生理參數(shù)值。如果要求優(yōu)化生理參數(shù)值，則該設(shè)備判斷生理參數(shù)值，并且如果該生理參數(shù)值小于或大于預(yù)定目標(biāo)值，則在該時段期間進(jìn)行的熱傳遞的一個或多個度量(即，熱傳遞的速率和/或熱傳遞的量)更改，以優(yōu)化生理參數(shù)值。與生理參數(shù)對應(yīng)的預(yù)定義值可以是以下各項中的一個或多個：目標(biāo)值、最小值、最大值、范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、上控制限、下控制限、計算值、先前值、數(shù)值變化、相對于先前值的增加、相對于先前值的減小、安全閾值、與前述任一項的偏差、生理參數(shù)值與前述任一項之間的確定差和/或用于動態(tài)控制熱對比療法治療時序的任何其它可取的值。例如，預(yù)定義值可以由治療提供者來提供或者從數(shù)據(jù)庫提供。可替代地或另外，熱對比療法設(shè)備和/或系統(tǒng)可以提供一個或多個預(yù)配置的預(yù)定義值。這種預(yù)配置值可以由用戶和/或治療提供者來修改。
當(dāng)一治療時段結(jié)束時，熱對比療法設(shè)備判斷在該時序內(nèi)的后續(xù)時段中該時序是否需要優(yōu)化生理參數(shù)值。如果需要優(yōu)化生理參數(shù)值，則該設(shè)備判斷在該結(jié)束的時段和/或其他先前結(jié)束的時段期間呈現(xiàn)的生理參數(shù)值，并且如果該值小于或大于預(yù)定義目標(biāo)值，則修改在時序的一個或多個后續(xù)時段期間進(jìn)行的熱傳遞的一個或多個度量，例如，以優(yōu)化生理參數(shù)值。
當(dāng)治療時序結(jié)束時，熱對比療法設(shè)備判斷在治療程序內(nèi)的后續(xù)治療時序中該時序是否需要優(yōu)化生理參數(shù)值。如果需要優(yōu)化生理參數(shù)值，則該設(shè)備判斷在該結(jié)束的時序和/或其他先前結(jié)束的時序期間展現(xiàn)的生理參數(shù)值，并且如果該值(或這些值)小于或大于預(yù)定義目標(biāo)值，則修改在一個或多個后續(xù)治療時序期間進(jìn)行的熱傳遞的一個或多個度量，以優(yōu)化生理參數(shù)值。根據(jù)本公開，在治療時序結(jié)束時，與時序相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以發(fā)送到熱對比療法系統(tǒng)，以供使用。
動態(tài)控制的治療時序可以包括對時序作出的一個或多個自動調(diào)整?？梢栽跁r序過程中的任何期望時間作出自動調(diào)整。例如，可以基于在同一時段期間展顯出的生理參數(shù)值，在時序內(nèi)的一個或多個冷卻時段或加熱時段期間自動調(diào)整該時序。例如，可以提供這種自動調(diào)整以在該時序內(nèi)的作出一個或多個調(diào)整的特定時段獲得期望的效果。此外或者在替代方案中，基于一個或多個先前時段的效果，例如，基于在先前的冷卻時段或加熱時段期間展示出的生理參數(shù)值，可以自動調(diào)整時序內(nèi)的一個或多個后續(xù)時段。例如，可以在后續(xù)的一個或多個時段中提供自動調(diào)整，以在該后續(xù)的一個或多個時段中獲得期望的效果。例如，可以在治療過程中的任何時間實施對治療時序的自動調(diào)整，以在該特定治療中獲得期望的效果。例如，也可以在數(shù)個治療過程中實施自動調(diào)整，以在一系列治療中獲得期望的效果。
在一些情況下，可能預(yù)期產(chǎn)生期望的治療效果的特定設(shè)置可能是未知的，或是不確定的。鑒于此，在一些實施例中，治療程序內(nèi)的熱對比療法治療時序和/或一系列治療可以配置成實施變化的加熱時段和/或冷卻時段、治療時序和/或整體治療程序，同時監(jiān)測生理參數(shù)值、其他治療效果和/或與治療相關(guān)的其它因素，然后動態(tài)地修改(多個)治療時序以優(yōu)化一個或多個生理參數(shù)值或其他期望的治療效果?？梢詫χ委煏r序內(nèi)的加熱時段和/或冷卻時段、構(gòu)成治療程序的一個或多個治療時序和/或整體治療程序作出這種動態(tài)調(diào)整。
在一些實施例中，可以提供動態(tài)控制的治療時序，其中動態(tài)控制配置成提供從先前治療時序的情況(或癥狀)得出的情況(或癥狀)。該動態(tài)控制可以包括例如至少部分地基于一個或多個先前治療治療的情況再現(xiàn)或復(fù)制先前治療的情況、或調(diào)整可能會影響治療、生理參數(shù)值和/或治療的治療效果的一個或多個變量。
在一些實施例中，熱對比療法治療時序可以基于患者的舒適水平來動態(tài)控制。例如，可以基于有關(guān)治療是否讓人感到痛苦或不舒服、太熱或是太冷、或是感到剛剛好的輸入來調(diào)整時序。這種患者輸入可以從一個或多個生理參數(shù)值(例如生命體征)得出，或者輸入可以由患者例如經(jīng)由用戶界面直接提供。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，根據(jù)本公開的動態(tài)控制的熱對比療法治療時序，可以利用反饋控制回路和前饋控制回路。
其他示例性的定制的熱對比療法治療
將進(jìn)一步討論示例性的定制的熱對比療法治療。根據(jù)本公開，可以基于任何一個或多個變量(包括本文公開的變量)提供定制的熱對比療法治療時序。定制的治療時序可以基于從業(yè)者或治療師、或接受治療的患者的偏好來提供?？梢曰谂c熱對比療法系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的用戶獲得的研究和/或成果來開發(fā)治療時序。
治療時序可以基于被治療的身體的部位、尋求治療的特定癥狀或病癥或特定的期望治療結(jié)果來定制。治療時序還可以基于尋求治療的特定身體部位來定制。例如，可以為手、手腕、前臂、肘部、上臂、肩膀、腳、腳踝、小腿、脛部、膝蓋、大腿、臀部、骨盆區(qū)、腹部、腰部、中背、上背、頸部和顱骨提供定制的治療時序。
除了別的以外，還可以基于尋求治療的任何一種或多種癥狀或病癥定制治療時序，例如可以提供定制熱對比療法來治療水腫或腫脹、發(fā)熱、毒素、痙攣、便秘、免疫功能炎癥、扭傷、拉傷、一般性疼痛、神經(jīng)病變、關(guān)節(jié)炎、腕隧道、非愈合性傷口、壞疽、偏頭痛、頸部扭傷相關(guān)病癥、脫發(fā)、肌痙攣、靜脈竇壓力、與缺乏適當(dāng)血流量相關(guān)聯(lián)的疾病、褥瘡和呼吸系統(tǒng)疾病。還可以為例如低體溫或患有凍傷的患者提供定制治療，以增強(qiáng)受影響的組織的循環(huán)。
又例如，可以提供定制治療以促進(jìn)骨骼和組織的愈合，并恢復(fù)骨骼、肌肉、韌帶、肌腱和皮膚的損傷。例如，也可以在急性損傷或急診手術(shù)后提供定制治療，以減輕疼痛和腫脹并促進(jìn)愈合。定制治療可以在訓(xùn)練之后或期間提供給運(yùn)動員，以通過幫助從酸痛肌肉排除乳酸來加速恢復(fù)或減輕延遲性肌肉酸痛。還可以提供定制治療來放松關(guān)節(jié)組織(例如韌帶和肌腱)，以增加活動范圍。還可以為例如患有脊髓或神經(jīng)損傷的患者提供定制治療，以增強(qiáng)到受損的神經(jīng)組織的血液流動，或者防止或減少對不充足的血液供應(yīng)的爭奪。
在不希望受到理論限制的情況下，認(rèn)為針對身體的一個部位進(jìn)行的熱對比療法可以在身體的不同部位引起交感反應(yīng)。例如，針對一個肢體部(例如，手臂或腿部)進(jìn)行的治療可以在相對的肢體部引起治療反應(yīng)。因此，在一些實施例中，可以提供定制治療來產(chǎn)生交感反應(yīng)。交感反應(yīng)可以包括交感神經(jīng)系統(tǒng)的活化、與接受直接治療的肢體部相對的肢體部中的療法相關(guān)聯(lián)的相關(guān)感覺、血流量增加、組織愈合和康復(fù)增強(qiáng)以及其他期望的治療效果。
定制治療還可以提供作為糖尿病及相關(guān)生理并發(fā)癥(例如，壞疽)、或淋巴水腫或與血管或淋巴功能不全相關(guān)的其它疾病(例如，慢性靜脈功能不全、靜脈瘀血性潰瘍、乳房切除后水腫或慢性淋巴水腫)以及周圍血管疾病或其它循環(huán)缺陷綜合征(例如，動脈硬化、深靜脈血栓形成、伯格病或血栓閉塞性脈管炎)的療法，或者可以積極地影響免疫系統(tǒng)。
治療也可以基于尋求獲得的一個或多個期望治療效果來定制。舉例來說，想要從熱對比療法獲得的治療效果可以包括血流量增加、血氧水平增加、炎癥減輕、疼痛減輕、愈合加速、藥物有效性和訴求點提高、改善的末端灌注、改善的動脈流入、改善的靜脈回流、毒素去除、炎性激肽減少、以及通過補(bǔ)充心搏周期來輔助慢性失代償心臟。
熱對比療法時序的總治療時間的范圍可以為幾分鐘到幾個小時的持續(xù)時間，例如，從10分鐘至2.5個小時、或從20分鐘至75分鐘。另舉例說明，總治療時間可以大約為：5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘、65分鐘、70分鐘、75分鐘、80分鐘、85分鐘、90分鐘、95分鐘、100分鐘、105分鐘、110分鐘、115分鐘、120分鐘、125分鐘、130分鐘、135分鐘、140分鐘、145分鐘、150分鐘、或任何中間的時間段或更長。
治療時序可以以加熱時段或冷卻時段開始。根據(jù)療法是從加熱時段開始還是從冷卻時段開始，可以獲得不同的治療效果。加熱時段或冷卻時段的持續(xù)時間的范圍可以為幾秒鐘到幾分鐘。例如，加熱時段和/或冷卻時段的持續(xù)時間的范圍可以為大約5秒鐘至60秒鐘、大約1分鐘至5分鐘、大約5分鐘至20分鐘、或更長。例如，時段可以持續(xù)大約5秒、10秒、15秒、20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒、65秒、70秒、75秒、80秒、85秒、90秒、95秒、100秒、105秒、110秒、115秒、120秒、125秒、130秒、135秒、140秒、145秒、150秒、155秒、160秒、165秒、170秒、175秒、180秒、185秒、190秒、195秒、200秒、205秒、210秒、215秒、220秒、225秒、230秒、235秒、240秒、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、或任何中間時間段或更長。可選擇地，在一些實施例中，可以提供冷卻或加熱時段，該冷卻或加熱時段包括熱或冷的連續(xù)施加。
加熱時段和冷卻時段或者冷卻時段和加熱時段之間的轉(zhuǎn)換時間的范圍可以為幾秒鐘至幾分鐘，例如，5秒至30分鐘。轉(zhuǎn)換時間可以為例如大約5秒、10秒、15秒、20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、60秒、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、或任何中間時間段或更長。
轉(zhuǎn)換時間可以依賴于熱傳遞流體從適用的儲液器通過管道溢流到護(hù)套中所需的時間。轉(zhuǎn)換時間還可以依賴于期望的治療效果；例如，在一些情況下，可能期望快速轉(zhuǎn)換，而在其他情況下，可能期望更加平緩漸進(jìn)的轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)對身體健康的患者進(jìn)行肌肉痙攣治療時，可以提供快速轉(zhuǎn)換，而罹患循環(huán)不良的老年人可能無法承受高水平的對比熱傳遞，因此可能需要溫和的轉(zhuǎn)換。
在一些實施例中，可以在加熱時段和冷卻時段的一些或全部之間提供包括中間溫度和/或熱傳遞速率的中性時段。中性時段可以提供為加熱時段和冷卻時段之間的轉(zhuǎn)換的一部分，或者中性時段可以處理為其自己的不同的時段。中性時段的持續(xù)時間范圍可以為幾秒鐘至幾分鐘。例如，中性時段的持續(xù)時間范圍可以為大約5秒至60秒、大約1分鐘至5分鐘、大約5分鐘至20分鐘或者更長。中性時段可以持續(xù)例如大約5秒、10秒、15秒、20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒、65秒、70秒、75秒、80秒、85秒、90秒、95秒、100秒、105秒、110秒、115秒、120秒、125秒、130秒、135秒、140秒、145秒、150秒、155秒、160秒、165秒、170秒、175秒、180秒、185秒、190秒、195秒、200秒、205秒、210秒、215秒、220秒、225秒、230秒、235秒、240秒、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、或任何中間時間段或者更長。
在加熱時段期間的熱傳遞流體溫度范圍可以為大約85℉至130℉，或大約100℉至110℉。在加熱時段期間的熱傳遞流體溫度可以為例如大約85℉、90℉、95℉、100℉、105℉、110℉、115℉、120℉、125℉、130℉、或者任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度。其他溫度對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也將是明顯的。
在冷卻時段期間，熱傳遞流體溫度范圍可以為大約30℉至70℉或大約40℉至50℉。再例如，冷的熱傳遞流體溫度可以為大約30℉、35℉、40℉、45℉、50℉、55℉、60℉、65℉、70℉、或者任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度。其他溫度對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也將是明顯的。
轉(zhuǎn)換時段可以提供任何溫度的熱傳遞流體，該任何溫度在與轉(zhuǎn)換時段之前的時段對應(yīng)的溫度和與轉(zhuǎn)換時段之后的時段對應(yīng)的溫度之間。例如，轉(zhuǎn)換時段期間的熱傳遞流體溫度可以為大約30℉、35℉、40℉、45℉、50℉、55℉、60℉、65℉、70℉、75℉、80℉、85℉、90℉、95℉、100℉、105℉、110℉、115℉、120℉、125℉、130℉、或任何中間溫度、更低的溫度或更高的溫度。其它溫度對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明顯的。
轉(zhuǎn)換時段可以配置成提供定制的轉(zhuǎn)換曲線。兩個時段之間的轉(zhuǎn)換曲線可以是快速或漸進(jìn)的，該轉(zhuǎn)換曲線可以在轉(zhuǎn)換期間包括各種變化率，并且可以包括中性時段，該中性時段包括規(guī)定指定的時間段、熱傳遞流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度，該流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度處于中性時段之前的時段的流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度與中性時段之后的時段的流體的期望熱傳遞速率和/或期望溫度之間。
熱傳遞流體的流率的范圍可以為大約10ml/min至1000ml/min。例如，流率可以是大約10ml/min、50ml/min、100ml/min、150ml/min、200ml/min、250ml/min、300ml/min、350ml/min、400ml/min、450ml/min、500ml/min、550ml/min、600ml/min、650ml/min、700ml/min、750ml/min、800ml/min、850ml/min、900ml/min、950ml/min、1000ml/min、或任何中間流率、更高的流率或更低的流率。在期望較高熱傳遞速率的情況下，流率可以增大，或者在期望較低熱傳遞速率的情況下，流率可以降低。在一些實施例中，流率可以減小為零以提供逐漸下降的熱傳遞速率。在一些實施例中，流率可以增大到使流入和排出治療護(hù)套的流體之間的溫度差接近目標(biāo)值(例如，最小值)或近似為零的點。
熱傳遞速率的范圍可以為大約0.5btu/min至25btu/min之間。例如，給定時段期間的熱傳遞速率可以大約為：0.5btu/min、1btu/min、1.5btu/min、2btu/min、2.5btu/min、3btu/min、3.5btu/min、4btu/min、4.5btu/min、5btu/min、5.5btu/min、6btu/min、6.5btu/min、7btu/min、7.5btu/min、8btu/min、8.5btu/min、9btu/min、9.5btu/min、10btu/min、10.5btu/min、11btu/min、11.5btu/min、12btu/min、12.5btu/min、13btu/min、13.5btu/min、14btu/min、14.5btu/min、15btu/min、15.5btu/min、16btu/min、16.5btu/min、17btu/min、17.5btu/min、18btu/min、18.5btu/min、19btu/min、19.5btu/min、20btu/min、20.5btu/min、21btu/min、21.5btu/min、22btu/min、22.5btu/min、23btu/min、23.5btu/min、24btu/min、24.5btu/min、25btu/min、或任何中間速率、更高的速率或更低的速率。其他熱傳遞速率對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也將是明顯的。
參照圖14a-1和圖14a-2至圖14g-1和圖14g-2，示出了示例性熱對比療法治療時序的選擇。如圖14a-1和圖14a-2、圖14b-1和圖14b-2、圖14c-1和圖14c-2以及圖14d-1和圖14d-2所示，治療時序可以配置成在各個治療時段期間提供期望的流體溫度，并且如圖14e-1和圖14e-2、圖14f-1和圖14f-2以及圖14g-1和圖14g-2所示，治療時序可以配置成在各個時段期間提供期望的熱傳遞的度量。另外，治療時序可以配置成實現(xiàn)期望的流體溫度和期望的熱傳遞的度量。配置成實現(xiàn)期望的熱傳遞的度量的治療時序可以提供期望的熱傳遞速率和/或期望的熱傳遞量。在治療時序提供期望的熱傳遞的量的情況下，時序內(nèi)的治療時段的持續(xù)時間可以取決于熱傳遞速率。另外或作為替代方案，配置成實現(xiàn)期望的熱傳遞速率的治療時序可以提供具有預(yù)定持續(xù)時間的治療時段，其中期望的熱傳遞的量取決于這種持續(xù)時間。上文中詳細(xì)討論了圖14a-1和圖14a-2至圖14g-1和圖14g-2。
vi.用于熱對比療法系統(tǒng)和設(shè)備的用戶檔案和接口
用戶檔案
在一些實施例中，期望的是提供用于管理熱對比療法治療的用戶檔案。例如，可以使用用戶檔案來存儲與患者有關(guān)的信息或患者的治療歷史，從而對一個或多個用戶或者治療對象制定熱對比療法治療時序、定義與一個或多個用戶對應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)置和/或定義熱對比療法系統(tǒng)或設(shè)備的可用特征的選擇。熱對比療法治療時序、系統(tǒng)設(shè)置和可用特征可以由用戶或用戶的特征來定義，或者由用戶的醫(yī)師、治療師或看護(hù)人等來定義。熱對比療法系統(tǒng)或設(shè)備的治療時序、系統(tǒng)設(shè)置和可用特征還可以取決于用戶所特有的特征、選擇或制定的治療、尋求治療的特定身體部位、尋求治療的特定癥狀或病癥或者特定的期望治療結(jié)果。
參照圖17，示出了熱對比療法設(shè)備或系統(tǒng)的示例性用戶或患者檔案頁面。如圖17所示，用戶檔案可以包括與患者有關(guān)的信息(例如個人信息)、醫(yī)療歷史信息、對尋求治療的患者的疾病、損傷或病癥的描述、以及與已經(jīng)針對患者制定和/或由患者選擇(例如，經(jīng)由熱對比療法系統(tǒng))的熱對比療法治療有關(guān)的信息。
在一些實施例中，可以根據(jù)用戶檔案中的信息或者其他信息來提供可用特征和操作條件的選擇。例如，可向治療提供者(例如醫(yī)師或治療師)提供特征的全部選擇，而可向患者提供更有限的特征選擇。這樣的用戶檔案可以有助于在臨床設(shè)置中或者在家中或臨床設(shè)置外的自助護(hù)理中使用的各種熱對比療法治療時序。在一些實施例中，醫(yī)師、治療師或其他看護(hù)人可以將一個或多個指定的熱對比療法治療時序分配給用戶檔案，并且期望在家中或在臨床設(shè)置之外自我提供治療的用戶可以選擇一個或多個指定的治療時序并使用戶的熱對比療法設(shè)備執(zhí)行該過程。在一些實施例中，可以限制用戶的熱對比療法設(shè)備的功能，使得設(shè)備將僅執(zhí)行為用戶制定的一個或多個熱對比療法治療時序。用戶的治療和相應(yīng)的數(shù)據(jù)、生命體征和其他信息可以被記錄和存儲在用戶的檔案中，該用戶檔案可以隨后被用戶或用戶的醫(yī)師、治療師或其他護(hù)理提供者查看。
用戶界面
可以提供各種用戶界面，從而能夠使用戶與根據(jù)本公開的熱對比療法設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行交互。參照圖18a至圖18g，示出了用于熱對比療法設(shè)備和/或系統(tǒng)的示例性用戶界面和頁面。
如圖18a所示，示例性用戶界面可以包括配置成能夠使治療提供者利用熱對比療法系統(tǒng)的頁面。例如，用戶界面頁面可以配置成能夠使治療提供者登記新的患者并管理現(xiàn)有患者的護(hù)理。在一些實施例中，用戶界面可以配置成能夠使治療提供者遠(yuǎn)程操作熱對比療法設(shè)備。例如，治療提供者可以在遠(yuǎn)程位置經(jīng)由用戶界面啟動和監(jiān)測提供給患者的熱對比療法治療時序。用戶界面還可以配置成能夠使治療提供者經(jīng)由語音、文本或視頻聊天等與患者進(jìn)行通信，例如以確認(rèn)治療正在令人滿意地進(jìn)行并解決可能出現(xiàn)的問題或關(guān)注點。在一些實施例中，用戶界面可以配置成能夠使治療提供者搜索數(shù)據(jù)庫以查明可能適用于患者的熱對比療法治療時序和/或手動地創(chuàng)建新的治療，其可以傳輸給用戶的設(shè)備和/或上傳到數(shù)據(jù)庫以供治療提供者或患者和/或其他治療提供者和患者以后使用。在一些實施例中，用戶界面可以包括用于與其他熱對比療法治療提供者、主題專家、制造商、外部服務(wù)提供者、用戶等進(jìn)行通信的聊天室。
如圖18b所示，示例性的用戶界面可以包括用于使治療提供者管理經(jīng)由熱對比療法系統(tǒng)提供給接受治療的患者的熱對比療法治療的頁面。在一些實施例中，用戶界面可以配置成能夠使治療提供者查看患者的歷史和/或用戶檔案、管理提供給患者的熱對比療法治療并將消息發(fā)送給患者。
如圖18c所示，示例性的用戶界面可以包括用于使治療提供者經(jīng)由熱對比療法系統(tǒng)管理為患者制定的熱對比療法治療的頁面。例如，用戶界面可以配置成能夠使治療提供者制定將對患者實施的一個或多個治療時序以及時段和頻率。
圖18d示出了用于搜索針對定制的熱對比療法治療的熱對比療法系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的示例性用戶界面。如圖18d所示，用戶界面可以配置成使得能夠基于多個變量進(jìn)行搜索，這些變量包括例如治療部位、尋求治療的損傷或病癥的類型、患者的狀態(tài)或情況和/或?qū)で螳@得的期望治療結(jié)果。治療可以基于任何數(shù)量的變量在諸如圖18d中描繪的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行分類，并且每個這樣的變量可以包括任何數(shù)量的分類。在一些實施例中，用戶界面可以配置成能夠使患者從數(shù)據(jù)庫瀏覽治療的完整列表或子集。
圖18e、圖18f和圖18g各自示出了用于操作熱對比療法設(shè)備的示例性用戶界面?？商峁┯脩艚缑?，從而能夠操作熱對比療法設(shè)備來提供根據(jù)本公開的定制治療時序。用戶界面可以配置成能夠從遠(yuǎn)程位置例如經(jīng)由熱對比療法系統(tǒng)和/或在本地例如經(jīng)由與該熱對比療法設(shè)備集成的觸摸屏或其他接口或者經(jīng)由配置成與熱對比療法設(shè)備交互的手持設(shè)備來操作熱對比療法設(shè)備。在一些實施例中，用戶界面可以配置成允許用戶搜索數(shù)據(jù)庫并從數(shù)據(jù)庫中選擇將由用戶的熱對比療法設(shè)備執(zhí)行的治療程序。用戶選擇的治療程序可以是由治療提供者制定的程序或在數(shù)據(jù)庫中可獲得的任何治療程序，例如與搜索查詢匹配的治療。如圖18f所示，用戶界面可以配置成顯示用戶的制定的熱對比療法程序，并選擇將由用戶的熱對比療法設(shè)備執(zhí)行的治療時序。
如圖18e和圖18f所示，示例性用戶界面可以包括能夠使用戶開始和停止熱對比療法治療時序的開始/停止按鈕和/或例如臨時暫停時序的暫停按鈕。用戶界面可以配置成顯示與治療時序有關(guān)的信息，包括與時序的進(jìn)程(例如持續(xù)時間、開始時間和剩余時間)有關(guān)的信息。在一些實施例中，用戶界面可以配置成僅允許用戶執(zhí)行制定的時序。
如圖18g所示，用戶界面可以配置成能夠使用戶手動地操作熱對比療法設(shè)備。可以配置手動操作，從而能夠使用戶輸入用于熱對比療法設(shè)備的設(shè)置并使設(shè)備執(zhí)行基于這些設(shè)置的治療時序。如圖18g所示，手動輸入設(shè)置可以包括例如熱傳遞流體溫度設(shè)置、加熱時段、冷卻時段和/或轉(zhuǎn)換時段的持續(xù)時間、流體脈動的頻率。手動輸入設(shè)置還可以包括用于期望的熱傳遞速率、熱傳遞量、熱傳遞流體的流率、壓縮水平的設(shè)置。在一些實施例中，手動操作可以包括手動地開始和停止治療時序和/或治療時段或者手動地輸入定制的熱對比療法治療時序。在一些實施例中，手動輸入設(shè)置可以傳輸?shù)脚c熱對比療法系統(tǒng)(例如，與隨后的治療時序)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫以供將來使用。
vii.其他實施例
示例性實施例的前述詳細(xì)描述已經(jīng)闡述了熱對比療法設(shè)備的各種實施例、用于提供熱對比療法的治療方法和用于提供并管理熱對比療法治療的系統(tǒng)。盡管本文公開的設(shè)備的特征可以在于其對于執(zhí)行本文公開的特定治療方法的適用性，但將明顯的是，許多其他設(shè)備也可以配置成提供熱對比療法。例如，在一些實施例中，熱對比療法設(shè)備可以配置成利用除了流體之外的熱傳遞介質(zhì)。例如，顆粒介質(zhì)例如纖維素顆粒、細(xì)粒、砂粒、小球等可以在配置成通過這種顆粒介質(zhì)實現(xiàn)熱傳遞的設(shè)備中。此類設(shè)備的示例包括配置成引起顆粒流體化的設(shè)備，例如，具有流化床組成的設(shè)備，或者配置成使顆粒介質(zhì)表現(xiàn)出類似流體的特征或使用流體類型的技術(shù)進(jìn)行泵送的設(shè)備。另外，將理解的是，可以實際上通過分別傳遞和去除來自治療部位的熱的任何手段(包括傳導(dǎo)、對流、輻射和它們的組合)來提供加熱和冷卻的交替時段。當(dāng)利用傳導(dǎo)時，可以提供與治療部位物理接觸的裝置來實現(xiàn)熱傳遞。例如，在一些實施例中，可以分別經(jīng)由熱電加熱和/或冷卻模塊向治療部位提供加熱和/或冷卻。當(dāng)利用對流時，通過流體例如氣體、液體或流化顆粒實現(xiàn)熱傳遞。當(dāng)利用輻射時，可以不需要熱傳遞介質(zhì)，例如，此時通過電磁波實現(xiàn)熱傳遞。
類似地，將明顯的是，可以用熱對比療法設(shè)備提供許多其他治療方法和治療時序。例如，熱對比療法設(shè)備可以配置成僅提供熱療和/或僅提供冷療。另外，可以根據(jù)本公開提供實際上任何的治療時序。
示例性實施例的前述詳細(xì)描述通過使用框圖、流程圖和/或示例闡述了熱對比療法設(shè)備、治療方法和系統(tǒng)的各種實施例。在這樣的框圖、流程圖和/或示例包含一個或多個功能和/或操作的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這種框圖、流程圖或示例內(nèi)的每個功能和/或操作可以通過各種各樣的硬件、軟件、固件或其實際上任何組合來單獨(dú)地和/或共同地實現(xiàn)。在一個實施例中，這里描述的主題的幾個部分可以經(jīng)由專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、數(shù)字信號處理器(dsp)或其他集成格式來實現(xiàn)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本文公開的實施例的一些方面可以全部或部分地在集成電路中等效地實現(xiàn)為在一個或多個計算機(jī)上運(yùn)行的一個或多個計算機(jī)程序(例如，實現(xiàn)為在一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一個或多個程序)、實現(xiàn)為在一個或多個處理器上運(yùn)行的一個或多個程序(例如，實現(xiàn)為在一個或多個微處理器上運(yùn)行的一個或多個程序)、實現(xiàn)為固件、或者實現(xiàn)為其實際上任何組合，并且鑒于本公開，設(shè)計電路和/或?qū)懭胗糜谲浖蚬碳拇a將在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的技術(shù)范圍內(nèi)。
此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本文描述的主題的機(jī)制能夠作為程序產(chǎn)品以各種形式分布，并且本文描述的主題的示例性實施例同樣適用，而不管用于實際執(zhí)行分布的特定類型的信號承載介質(zhì)是什么。信號承載介質(zhì)的示例包括但不限于以下：可記錄型介質(zhì)，諸如易失性和非易失性存儲器設(shè)備、軟盤和其他可移動磁盤、硬盤驅(qū)動器、ssd驅(qū)動器、閃存驅(qū)動器、光盤(例如，cdrom、dvd等)和計算機(jī)存儲器；以及傳輸型介質(zhì)，諸如使用基于tdm或ip的通信鏈路(例如，分組鏈路)的數(shù)字和模擬通信鏈路。
在一般意義上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以由各種各樣的硬件、軟件、固件或其任何組合單獨(dú)地和/或共同地實現(xiàn)的本文所描述的各個方面可以被視為由各種類型的“電路”組成。因此，如本文所使用的“電路”包括但不限于具有至少一個分立電路的電路、具有至少一個集成電路的電路、具有至少一個專用集成電路的電路、形成由計算機(jī)程序配置的通用計算設(shè)備(例如，由通過至少部分地實施本文描述的處理和/或設(shè)備的計算機(jī)程序配置的通用計算機(jī)、或者由至少部分地實施本文描述的處理和/或設(shè)備的計算機(jī)程序配置的微處理器)的電路、形成存儲器設(shè)備(例如，隨機(jī)存取存儲器的形式)的電路、和/或形成通信設(shè)備(例如，調(diào)制解調(diào)器、通信開關(guān)或光電設(shè)備)的電路。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在本領(lǐng)域中通常以本文闡述的方式描述設(shè)備和/或處理，并且此后使用工程實踐將這樣描述的設(shè)備和/或處理集成到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。即，本文所描述的設(shè)備和/或處理的至少一部分可以經(jīng)由合理量的實驗被集成到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，典型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常包括系統(tǒng)單元外殼、視頻顯示設(shè)備、諸如易失性和非易失性存儲器之類的存儲器、諸如微處理器和數(shù)字信號處理器之類的處理器、諸如操作系統(tǒng)、驅(qū)動器、圖形用戶界面和應(yīng)用程序之類的計算實體、諸如觸摸板或屏幕之類的一個或多個交互設(shè)備、和/或包括反饋回路和控制元件(例如，用于感測溫度的反饋；用于調(diào)節(jié)溫度的控制加熱器)之類的控制系統(tǒng)中的一個或多個。典型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以利用任何合適的商業(yè)上可獲得的組件(諸如通常在數(shù)據(jù)計算/通信和/或網(wǎng)絡(luò)計算/通信系統(tǒng)中找到的組件)來實現(xiàn)。
前面描述的方面描繪了包含在不同的其它部件內(nèi)或與不同的其它部件連接的不同部件。應(yīng)當(dāng)理解，這些描繪的架構(gòu)僅僅是示例性的，并且實際上可以實現(xiàn)獲得相同功能的許多其他架構(gòu)。在概念意義上，實現(xiàn)相同功能的組件的任何布置被有效地“關(guān)聯(lián)”，從而實現(xiàn)期望的功能。因此，在本文中組合以實現(xiàn)特定功能的任何兩個組件可被視為彼此“關(guān)聯(lián)”以實現(xiàn)期望的功能，而與架構(gòu)或中間組件無關(guān)。同樣，如此關(guān)聯(lián)的任何兩個組件也可以被視為彼此“可操作地連接”或“可操作地耦接”以實現(xiàn)期望的功能。可操作地耦接的具體示例包括但不限于物理上可配對的和/或物理上交互的組件和/或無線可交互的組件和/或無線交互的組件和/或邏輯上交互的和/或邏輯上可交互的組件。
在本說明書中涉及到的和/或在任何申請數(shù)據(jù)表中列出的所有上述美國專利、美國專利申請公布、美國專利申請、外國專利、外國專利申請和非專利公布通過引用全部并入本文。
雖然本文已經(jīng)公開了各個方面和實施例，但是其他方面和實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。本文公開的各個方面和實施例是為了說明的目的，而不意在限制。本公開的范圍意在由所附權(quán)利要求及其等同范圍限定。
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