本发明专利技术涉及一种射流冲击脑冷却装置。冷介质在经加压泵加压后，通过冷帽内射流通道和口腔灌注通道高速喷出，在冷帽内冲击头皮以显著提升体表对流换热系数，同时辅以口腔低温液体灌注，从而迅速实现对脑内目标组织有选择性地快速冷却。升降床可根据需要随意调整高度和角度，以满足需要。冷却过程中，温度传感器将患者体表和体核温度反馈给计算机，治疗软件会对冷剂压力、温度等参数做出调整，以满足治疗需要。该过程操作十分简便，自动化程度好，换热效率高，且使用成本低，对人体无不利影响，在临床应用上较为有利。与传统脑部降温方法相比，有显著的高效性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可对脑内深部组织实现快速降温的装置，特别涉及一种借助于液体射流冲击头皮以增强换热并辅以口腔内射流灌注，从而迅速实现对脑组织有选择性快速降温的射流冲击式脑冷却装置。
技术介绍
众所周知，脑是维持生命机能和意识活动的最重要的器官。脑组织耗氧量大，血流量高，代谢旺盛。在安静状态下，脑血流量每百克脑组织为50～60ml/min，虽然成人脑大约仅占体重的2％，但血流量却占心排输出量的15％左右，耗氧量则约占全身耗氧量的20％。为此，需要持续的血氧和能量供应，脑血流是保证大脑进行正常生理活动的必要条件。当出现严重缺氧和二氧化碳积聚，会造成机体代谢障碍，发生酸碱度和电解质改变，最终引起细胞内线粒体和溶酶体破裂，直接导致细胞死亡和自溶，机体进入生物学死亡阶段(江基尧.亚低温脑保护基础与临床.上海第二军医大学出版社，1998)。此时，缺氧时间过长或肺复苏时供氧不足，给大脑造成永久性伤害的危险也就响应增高。大量的临床实验已经证明，在心肺复苏过程中给予脑低温治疗，能显著减轻脑组织神经元病理形态的损害程度，明显改善和促进脑功能恢复。低温脑复苏的确切疗效及安全性已经逐渐被各国神经外科医生所认识，并在许多医院推广使用。近年来，各国学者针对降温程度、方法、持续时间以及药物配合避免并发症等做了积极的探索，并在低温复苏深度这一问题上，已基本达成统一的共识，即以体表30℃左右的亚低温为宜。而且，降温开始越早越好，尤其是在最初的15分钟内是否能及时实施低温相当关键。当然，单纯依靠控制物理条件远远不能有效的使患者完全恢复身体机能。因此，在不同低温复苏阶段配以适当药物或其他物理手段对各生命脏器功能予以支持并维持内环境稳定十分重要。所以，低温综合疗法便成为了近年来兴起的一个热点。迄今，各类典型的脑冷却方法大致包括如下几类1、体外循环法将颈动脉血液引出到外部再予以降温；该方法创伤性较大；2、血管内冷却法将微细制冷探针插入血管实施直接冷却，但该法存在操作困难，仪器制造工艺复杂；3、接触冷却基于一定的低温介质如半导体制冷后的冰毯对脑部头皮实施冷却，该方法的冷却效率有限；4、体表对流冷却借助于流过头部的冷却水对大脑实施降温，该方法的冷却效率也有限；5、鼻腔冷空气降温是将降温后的气体或气-液-固共存体(如含冰晶冷气)驱动到鼻腔内实施冷却，但降温效果有限；6、空间冷却将低温液体通过输液的方式或直接注射到目标组织实施降温，该法的应用有一定限制。总体上，大量前期研究表明，各类冷却方法存在这样那样的优点或不足，表面冷却仅在冷却体表组织上有优势，而对深部组织的冷却效果不佳，但由于实施方便、安全，目前在脑保护中仍是用得最多的方法。若能在此基础上提升其效率，则可发展出使用方便的高效脑组织降温装置。综合分析当前表面冷却的脑保护措施，可以看出，制约这类方法冷却效率的两个关键问题在于一方面，表面对流换热系数过小，导致脑内组织的降温速率不够迅速；另一方面，目前采取的冷却主要限于体表，受冷面积有限，因而未能最大限度地实现对脑内组织的快速降温。为此，本专利技术提供一种射流冲击式脑冷却方法及装置，借助于射流冲击头皮以显著提升体表对流换热系数，同时辅以口腔灌注对脑内组织直接实施降温，从而迅速实现对脑内目标组织有选择性地快速冷却。本专利技术提供的射流冲击式脑冷却方法及装置，具有操作简便，可实现选择性降温，对病人侵入性小等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种射流冲击式脑冷却方法及装置，即借助于射流冲击头皮以显著提升体表对流换热系数，同时辅以口腔内灌注对脑内组织实施降温，从而迅速实现对脑目标组织有选择性快速冷却。该方法操作十分简便，降温效率高，且使用成本低，对人体无不利影响。在临床应用上较为有利。本专利技术的技术方案如下 本专利技术提供的射流冲击式脑冷却装置，包括冷帽9、制冷装置41和计算机控制装置11；其特征在于，所述冷帽9的壳帽92和内帽91之间限定的空气腔93内设有至少一个其入口设在壳帽92上，出口设在内帽91上的射流冲击通道19；所述射流冲击通道1的入口处安装有与制冷装置41的输出端相连通的冷介质入口管；所述壳帽92上设有与所述空气腔93相连通的介质回流通道39；所述冷帽9的前上端部和前下部的壳帽92和内帽91之间分别填装有密封填充介质49；所述制冷装置41的输出端通过流量调节阀6与射流冲击通道19上的冷介质入口管入口相连通；计算机控制装置11的控制装置7输出端与流量调节阀6相连通，以控制通过流量调节阀6输出的冷量；计算机控制装置11的控制装置7输出端同时还与制冷装置41相连通，以控制制冷装置41的制冷温度；所述介质回流通道39通过启闭阀5与介质回流收集容器相连通或者通过启闭阀5与驱动泵2相连，以使回流介质参于循环使用；在所述冷帽9内表面安装有传感器，所述传感器与计算机控制装置11的控制装置7电连接，以控制冷帽9内喷射流体的温度；所述计算机控制装置11由计算机10、控制装置7和外部接口组成，所述计算机10为PC机或单片机。所述的制冷装置41为采用氟利昂系列、氨、二氧化碳或溴化锂制冷剂进行制冷的蒸汽压缩制冷装置；或者为采用半导体制冷的热电制冷装置；其气态制冷剂的温度控制在-190～30℃之间；液态制冷剂的温度则控制在-10～30℃之间。制冷装置41的制冷介质为自来水、盐水、冷空气、氮气或氧气。所述的驱动泵2为加压水泵、电磁泵或气体加压泵。所述的壳帽92为碳钢、铜、铝、不锈钢或塑料材质的壳帽。所述的冷介质入口管为铝塑管、塑料管或钢管；其外便面上覆盖有保温材料层。所述射流冲击通道19的截面为圆形、矩形、正方形或椭圆形；截面积为1mm2-100mm2。所述射流冲击通道19长度为10mm-1000mm；所述射流冲击通道19为不锈钢、黄铜、紫铜或碳钢材质的通道；众所周知，传统冰帽把冰水封装在冰帽内部，冰帽和患者头部之间的空气间隙成为热量传递的最大障碍。为加强传热效果，要尽可能使冷帽和头部贴近。而这样做的结果，又可能使低温冰水冻伤患者。所以，减小热阻和防止冻伤是传统冰帽的不可克服的矛盾。本专利技术的强化冷却方法主要靠冷介质和冷却部位间的接触式冲击对流来实现，其对流换热系数较传统冰帽大大增加。特别是，冷却介质温度可调，可将整个脑保护过程控制在非冻伤温度范围内。既达到了快速冷却降温的目的，又不会造成冻伤。轻松解决传统冰帽的不足。使用过程中，冷剂可采用多种液态或气态工质，比如液态介质可为水、酒精或更多无毒有机溶液，气态工质可为干冰生成的低温二氧化碳、液氮蒸发产生的低温氮蒸汽、液氧蒸发产生的低温氧气等。工质种类不同时，可有不同的实施方案。比如，气态工质的工作过程为储气瓶内的高压工质可在自身压力作用下，进入制冷机降温，之后到达冷帽内在脑表面进行射流冲击换热。工质吸热后，进入回流通道，可直接排放掉，或重新回收利用。液态冷剂工作过程和气态冷剂最主要的区别在于，液态冷剂需借助于加压泵的驱动。冷却过程中，冷介质温度、压力可根据需要在计算机的监控下进行调整，以满足不同治疗条件下的不同需要。上述治疗过程，需采用升降床，以调整病人脑部的安置符合生理学要求，升降床高度、位置可按术者要求随意调整。治疗前，临床医师将冷却帽佩戴于患者头部，同时，将冷却水循环管路射流器插入口腔；之后，开通管路，则冷却帽内及管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种射流冲击式脑冷却装置，包括：冷帽（９）、制冷装置（４１）和计算机控制装置（１１）；其特征在于，所述冷帽（９）的壳帽（９２）和内帽（９１）之间限定的空气腔（９３）内设有至少一个其入口设在壳帽（９２）上，出口设在内帽（９１）上的射流 冲击通道（１９）；所述射流冲击通道（１）的入口处安装有与制冷装置（４１）的输出端相连通的冷介质入口管；所述壳帽（９２）上设有与所述空气腔（９３）相连通的介质回流通道（３９）；所述冷帽（９）的前上端部和前下部的壳帽（９２）和内帽（９１）之间分别填装有密封填充介质（４９）；所述制冷装置（４１）的输出端通过流量调节阀（６）与射流冲击通道（１９）上的冷介质入口管入口相连通；计算机控制装置（１１）的控制装置（７）输出端与流量调节阀（６）相连通，以控制通过流量调节阀（６） 输出的冷量；计算机控制装置（１１）的控制装置（７）输出端同时还与制冷装置（４１）相连通，以控制制冷装置（４１）的制冷温度；所述介质回流通道（３９）通过启闭阀（５）与介质回流收集容器相连通或者通过启闭阀（５）与驱动泵（２）相连 ，以使回流介质参于循环使用；在所述冷帽（９）内表面安装有传感器，所述传感器与计算机控制装置（１１）的控制装置（７）电连接，以控制冷帽（９）内喷射流体的温度；所述计算机控制装置（１１）由计算机（１０）、控制装置（７）和外部接口 组成，所述计算机（１０）为ＰＣ机或单片机。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，项士海，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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