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WO2011102146A1 - 脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具 - Google Patents

脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具 Download PDF

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WO2011102146A1
WO2011102146A1 PCT/JP2011/000947 JP2011000947W WO2011102146A1 WO 2011102146 A1 WO2011102146 A1 WO 2011102146A1 JP 2011000947 W JP2011000947 W JP 2011000947W WO 2011102146 A1 WO2011102146 A1 WO 2011102146A1
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WO
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pump
fluid
cooling device
brain cooling
pressure
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/000947
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
吉正 武田
潔 森田
裕志 橋本
秀和 辻
雅誠 國部
Original Assignee
国立大学法人岡山大学
大研医器株式会社
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Publication date
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Priority to US13/580,394 priority patent/US9522244B2/en
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    • A61M2205/36—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
    • A61M2205/3606—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling cooled

Definitions

  • the present invention relates to a tool for cooling a living brain.
  • cardiac arrest state When a living body such as a human body is in a state where respiratory function or circulatory function is incomplete like cardiac arrest (hereinafter referred to as a cardiac arrest state), the oxygen supply amount to the brain is insufficient. This shortage of oxygen supply is known to cause so-called ischemic nerve cell damage that kills brain cells.
  • Measures for resuscitation from a cardiac arrest state such as artificial respiration can be applied to a living body in a cardiac arrest state.
  • a cardiac arrest state such as artificial respiration
  • aftereffects may remain in the brain due to the ischemic nerve cell damage.
  • hypothermia therapy which cools the brain by reducing the body temperature of a living body in a cardiac arrest state and suppresses the occurrence of ischemic nerve cell damage, has been proposed. ing.
  • the cooling device includes a cuff that can be placed in the esophagus of a living body by oral or nasal insertion, a tube connected to the cuff, and a port connected to the tube on the opposite side of the cuff.
  • the fluid cooled in the cuff was inject
  • the cuff is brought into close contact with the inner wall of the esophagus.
  • the blood in the blood vessel (carotid artery) located near the inner wall of the esophagus and supplying blood to the brain is cooled, and the brain is cooled.
  • the cooling tool of Patent Document 1 includes a tube for supplying a fluid cooled in the cuff (hereinafter referred to as a supply tube) and a tube for extracting the fluid in the cuff (hereinafter referred to as a derivation). (Referred to as a tube).
  • the fluid cooled through the supply tube led out of the living body is supplied into the cuff, and the fluid derived from the cuff is guided out of the living body through the discharge tube. Is cooled and introduced into the cuff again.
  • the cuff needs to be in close contact with the esophagus of the living body in order to cool the brain.
  • the close contact becomes strong and the pressure of the fluid in the cuff becomes too high, the inner wall of the esophagus
  • the burden on the cuff itself increases. Therefore, it is necessary to maintain the fluid in the cuff at an appropriate pressure.
  • conventionally since the circulation is performed manually by a medical worker, it is difficult to appropriately maintain the pressure of the fluid in the cuff.
  • An object of the present invention is to provide a brain cooling device that can circulate fluid to and from the housing portion while appropriately maintaining the pressure of fluid in the housing portion of the brain cooling device, and a brain cooling device suitable for the brain cooling device. There is to do.
  • the present invention provides a container that can be in close contact with at least a part of a region from the oral cavity of the living body to the stomach by introducing a fluid therein, and an extracorporeal body in the container.
  • a brain cooling device for supplying and discharging fluid between the introduction portion capable of introducing fluid from the storage portion and the accommodation portion of the brain cooling device having a lead-out portion capable of deriving the fluid in the accommodation portion to the outside of the body ,
  • An introduction side connection portion connectable to the introduction portion, a derivation side connection portion connectable to the derivation portion, a storage portion that stores the fluid, and a supply that communicates the storage portion and the introduction side connection portion A flow path, a recovery flow path that communicates the storage section and the outlet connection section, a first pump that is provided in the supply flow path and allows fluid to flow along the supply flow path, and the recovery flow A second pump for flowing fluid along the recovery flow path.
  • a control unit that controls driving of the first pump and the second pump, and the control unit drives the first pump in a direction in which fluid flows from the storage unit toward the storage unit, and the storage unit.
  • the pressure in the storage part is set in advance.
  • a brain cooling device that adjusts the driving speed of at least the second pump of the two pumps so as to achieve a target pressure.
  • the present invention also relates to a brain cooling device used by being connected to the brain cooling device, which expands when a fluid is introduced into the living body while being orally or nasally inserted into the living body.
  • An accommodating portion that can be in close contact with at least a portion from the stomach to the stomach, an introduction portion that can introduce fluid into the accommodating portion from outside the body, and that can be connected to the introduction-side connecting portion of the brain cooling device;
  • a derivation unit capable of deriving the fluid in the part outside the body and connecting to the derivation side connection part of the brain cooling device, the pressure of the fluid in the introduction unit or the derivation unit being detectable, and the brain cooling device
  • the brain cooling device is provided with a detection unit capable of outputting a detection result to the control unit.
  • the brain cooling device which can circulate fluid between the said accommodating parts, maintaining the pressure of the fluid in the accommodating part of a brain cooling tool appropriately, and a brain cooling tool suitable for this are provided. can do.
  • FIG. 1 is a side view showing an overall configuration of a brain cooling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the function of the brain cooling device of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing a state in which the brain cooling device of FIG. 1 is applied to a patient.
  • the brain cooling device 1 includes a cuff 4 that can accommodate a fluid therein, and an introduction unit 2 and a lead-out unit 3 connected to the cuff 4, respectively.
  • the cuff 4 has a stretchability that makes it possible to adopt a form in which the internal fluid is led out and deflated, and a form in which the fluid is introduced and expanded. Moreover, the cuff 4 can be orally or nasally inserted into the patient P in a deflated state. Furthermore, the cuff 4 has a shape that can be in close contact with at least a part of the region E1 from the oral cavity P1 of the patient P to the stomach (not shown) by expanding when the cuff 4 is inserted into the patient P. ing. Specifically, as shown in FIG.
  • the cuff 4 according to the present embodiment is in close contact with the lower portion of the pharyngeal region E1 of the patient P and the upper portion of the esophageal region E2 of the patient P.
  • the pharynx and esophagus will be described on the assumption that the patient's epiglottis (not shown) is a boundary.
  • the cuff 4 includes a distal end cuff 4a disposed in the esophagus of the patient P and a proximal end cuff 4b disposed in the pharynx of the patient P.
  • the tip cuff 4 a has a bag shape that can accommodate a fluid between an outer surface of the introduction tube 5 of the introduction portion 2 described later.
  • the tip cuff 4 a is provided so as to wrap the tip portion of the introduction tube 5 and is bonded to the side surface of the introduction tube 5 at one location in the axial direction thereof.
  • the proximal end cuff 4b has a bag shape capable of accommodating a fluid between the proximal end cuff 4a and the side surface of the introduction tube 5 at a position closer to the proximal end than the distal end cuff 4a.
  • the proximal end cuff 4 b is disposed so as to surround the periphery of the introduction tube 5 and is bonded to the side surface of the introduction tube 5 at two locations in the axial direction thereof.
  • the introduction part 2 is provided in the middle of the introduction tube 5 connected to the cuff 4, the introduction side connector 6 provided at the end of the introduction tube 5 opposite to the cuff 4, and the introduction tube 5.
  • a pressure sensor 7 and a two-way cock 8 are provided.
  • the introduction tube 5 has three inner passages 5a, 5b, and 5b that are parallel to the axial direction thereof.
  • the inner passage 5 a is a passage that penetrates from the distal end side to the proximal end side of the introduction tube 5.
  • Each inner passage 5b is a passage in which the distal end side and the proximal end side are closed.
  • Each inner passage 5 b communicates with the distal end cuff 4 a through a side hole 5 c that penetrates the side surface of the introduction tube 5, and a proximal end cuff via a side hole 5 d that penetrates the side surface of the introduction tube 5. It communicates with 4b.
  • the introduction side connector 6 is connected to the introduction tube 5 so that a fluid can be introduced into the inner passage 5a. Therefore, the fluid introduced from the introduction side connector 6 into the inner passage 5a is guided into the distal end cuff 4a, guided through the side holes 5c into the inner passages 5b, and through the side holes 5d. It is introduced into the cuff 4b.
  • the pressure sensor 7 is a strain sensor capable of detecting the pressure of the fluid in each inner passage 5b.
  • the pressure sensor 7 can output the detection result as an electrical signal to an external device via the connector K1 (see FIG. 1).
  • the two-way stopcock 8 has a communication passage that connects each inner passage 5b and the outside of the introduction tube 5, and a stopcock for opening and closing the communication passage.
  • the zero point of the pressure sensor 7 can be adjusted by releasing the pressure of the fluid in the inner passages 5a and 5b to the atmospheric pressure by the two-way cock 8.
  • the derivation unit 3 includes a pair of derivation tubes 9a connected to the base end cuff 4b, a merging tube 9b for merging the derivation tubes 9a, and an end of the merging tube 9b opposite to the derivation tube 9a. And a pressure sensor 10 provided in the middle of the junction tube 9b.
  • the outlet tube 9a is connected to the base end portion of the base end cuff 4b, and can guide the fluid in the base end cuff 4b to the merging tube 9b side.
  • the junction tube 9b is connected to each lead-out tube 9a via a three-way connector, and joins the fluid guided by each lead-out tube 9a.
  • the pressure sensor 10 is a strain sensor that can detect the pressure of the fluid in the merging tube 9b.
  • the pressure sensor 10 can output the detection result as an electrical signal to an external device via the connector K2 (see FIG. 1).
  • the outlet-side connector 11 is connected to the junction tube 9b so that the fluid guided by the junction tube 9b
  • the cuff 4 is deflated until the distal end cuff 4a is disposed above the esophageal region E3 of the patient P and the proximal end cuff 4b is disposed below the pharyngeal region E2 of the patient P. Cuff 4 is orally inserted into patient P. In this state, the cuff 4 is expanded by introducing the cooled fluid from the introduction side connector 6. Thereby, as shown in FIG. 3, the cuff 4 is in close contact with the pharynx and esophagus of the patient P. When the brain cooling device 1 is filled with fluid, the fluid exceeding the capacity is led out from the lead-out side connector 11 of the lead-out unit 3.
  • the derived fluid is cooled and reintroduced into the introduction side connector 6.
  • the blood flowing through the carotid artery located near the pharynx and esophagus of the patient P is cooled, and the brain that carries the blood is cooled.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the overall configuration of the brain cooling device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view of the fluid sealing portion of the cooling device of FIG. 6 is an enlarged front view of the flow path portion of FIG.
  • a brain cooling device 20 includes a fluid enclosure 22 connected to the brain cooling device 1, and a device main body 21 for circulating the fluid filled in the fluid enclosure 22 And.
  • the fluid sealing portion 22 is detachable from the apparatus main body 21 and is removed from the apparatus main body 21 and discarded after being used for a specific patient.
  • a specific configuration will be described.
  • the fluid sealing portion 22 holds a flow path member 23 (see FIG. 6) constituting a fluid circulation path with respect to the brain cooling device 1, and holds the flow path member 23 in a predetermined form, and is attached to and detached from the apparatus main body 21.
  • Frame member 24 (see FIG. 5).
  • the flow path member 23 includes a supply tube (supply flow path) 26 connected to the introduction tube 5 (see FIG. 1) of the brain cooling device 1 and a recovery tube (connected to the merging tube 9b of the brain cooling device 1).
  • a collection channel) 25 a storage tank (storage unit) 32 connected to the supply tube 26 and the collection tube 25, a bypass tube (bypass channel) 28 for communicating the supply tube 26 and the collection tube 25,
  • a detection tube 34 connecting the upper and lower portions of the storage tank 32, an air vent filter 35 provided in the detection tube 34, a filling tube 27 connected to the middle portion of the supply tube 26, and a supply tube 26 is provided with a temperature / pressure sensor 29 provided in the middle.
  • the supply tube 26 includes an introduction side connection portion 26 a that can be attached to and detached from the introduction side connector 6 of the brain cooling device 1.
  • the supply tube 26 is disposed between the introduction side connecting portion 26a and the storage tank 32 as indicated by an arrow Y2 in FIG.
  • the supply tube 26 is connected to the storage tank 32 at a position below the water level of the fluid stored in the storage tank 32.
  • the collection tube 25 includes a lead-out side connection portion 25 a that can be attached to and detached from the lead-out side connector 11 of the brain cooling device 1.
  • the collection tube 25 is disposed between the lead-out side connection portion 25a and the storage tank 32 as indicated by an arrow Y1 in FIG.
  • the collection tube 25 is connected to the storage tank 32 at a position above the water surface of the fluid stored in the storage tank 32.
  • the bypass tube 28 is connected to both the tubes 25 and 26 so that the middle portion of the supply tube 26 and the middle portion of the recovery tube 25 are communicated with each other.
  • the storage tank 32 is a synthetic resin container that can be filled with 500 ml of physiological saline as a fluid. When the storage tank 32 is filled with physiological saline, the physiological saline is also introduced into the detection tube 34 corresponding to the level of the physiological saline in the storage tank 32.
  • the air vent filter 35 is provided to open the storage tank 32 to atmospheric pressure. Specifically, the air vent filter 35 restricts the flow of liquid while allowing gas to pass therethrough.
  • the filling tube 27 is connected to the supply tube 26 at a position between the introduction side connecting portion 26 a and the bypass tube 28. At the end of the filling tube 27, there is provided a puncture portion 27a that can be punctured into a port portion of a medical solution bag containing physiological saline.
  • the temperature / pressure sensor 29 is provided in the middle of the supply tube 26 located between the bypass tube 28 and the storage tank 32. The temperature / pressure sensor 29 can detect the pressure and temperature of the physiological saline in the supply tube 26 and can output the detected value to the apparatus main body 21 as an electrical signal.
  • the frame member 24 is a plate-like member made of synthetic resin for holding the flow path member 23 in a form as shown in FIG.
  • the frame member 24 is provided with a tank hole 31, a pump hole 36, a pump hole 40, a valve hole 37, a valve hole 38, and a valve hole 39 penetrating the front and back. It has been.
  • the storage tank 32 is fitted in the tank hole 31. That is, the storage tank 32 is held by the frame member 24 with its front and back surfaces exposed.
  • the pump hole 36 is provided at a position where the collection tube 25 is stretched up and down. Specifically, an intermediate portion of the collection tube 25 located between the bypass tube 28 and the outlet-side connecting portion 25a is stretched across the pump hole 36 on the surface side of the frame member 24.
  • the pump hole 40 is provided at a position where the supply tube 26 is stretched up and down. Specifically, a midway portion of the supply tube 26 located between the temperature / pressure sensor 29 and the storage tank 32 is stretched across the pump hole 40 on the surface side of the frame member 24.
  • the valve hole 37 is provided at a position where the filling tube 27 is stretched up and down.
  • the valve hole 38 is provided at a position where the middle portion of the supply tube 26 is stretched up and down. Specifically, a midway portion of the supply tube 26 positioned between the bypass tube 28 and the introduction side connection portion 26 a is stretched across the valve hole 38 on the surface side of the frame member 24.
  • the valve hole 39 is provided at a position where the middle portion of the bypass tube 28 is stretched up and down.
  • the apparatus main body 21 includes a first pump 41, a second pump 42, a cooling member 43, a water level sensor 44, a first valve 50, a second valve 51, and a first pump.
  • a three-valve 52, an operation unit 47, and a control device (see FIG. 8) 48 are provided.
  • the first pump 41 is for flowing the fluid in the supply tube 26 along the supply tube 26.
  • the first pump 41 is disposed in the pump hole 40 when the fluid sealing portion 22 is attached to the apparatus main body 21.
  • the second pump 42 is for flowing the fluid in the collection tube 25 along the collection tube 26.
  • the second pump 42 is disposed in the pump hole 36 when the fluid sealing portion 22 is attached to the apparatus main body 21.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram for explaining the functions of the first pump 41 and the second pump 42 in FIG. 4.
  • both the pumps 41 and 42 include a tube support member 46 and a rotor 45 for sandwiching and handling the tube between the tube support member 46.
  • the rotor 45 includes a cross-shaped rotating frame 45a having four arms, and rollers 45b provided at the tips of the respective arms of the rotating frame 45a.
  • the rotating frame 45a is rotatable around the axis J1.
  • the roller 45b is supported so as to be rotatable about an axis J2 parallel to the axis J1 with respect to each of the arms, with a part protruding from the distal end of the arm of the rotating frame 45a toward the distal end.
  • the tube support member 46 has an arc-shaped groove centered on the axis J1, and the tube is routed along the inner surface of the groove.
  • the rotor 45 is arranged so that the tube can be clamped with the tube support member 46.
  • the roller 45b rotates while maintaining the state where the tube is sandwiched between the roller 45b and the tube support member 46. A fluid flow in the tube is generated in the direction. Further, since the roller 45b rotates while sandwiching the tube in this way, when the rotation of the rotating frame 45a stops, the flow of fluid in the tube is restricted.
  • the cooling member 43 is for cooling the fluid in the storage tank 32 by being in close contact with the storage tank 32.
  • the cooling member 43 exhibits a cooling capacity in accordance with an applied voltage, and, for example, a Peltier element can be employed.
  • the cooling member 43 is provided at a position in close contact with the storage tank 32 when the fluid sealing portion 22 is attached to the apparatus main body 21.
  • the apparatus main body 21 has a lid that can be closed so as to sandwich the attached fluid sealing portion 22, and a cooling member 43 is also provided on this lid.
  • the water level sensor 44 is for detecting the water level of the fluid in the storage tank 32.
  • the water level sensor 44 is composed of an infrared sensor arranged so as to sandwich the detection tube 34 of the fluid sealing part 22 when the fluid sealing part 22 is attached to the apparatus main body 21.
  • the first valve 50 shuts off or opens the filling tube 27.
  • the first valve 50 is disposed so as to sandwich the filling tube 27 through the valve hole 37 when the fluid sealing portion 22 is attached to the apparatus main body 21.
  • the first valve 50 constricts the filling tube 27 in response to application of a voltage, and stops the constriction in a state where no voltage is applied.
  • the second valve 51 blocks or opens the collection tube 25.
  • the third valve 52 blocks or opens the supply tube 26. Since the second valve 51 and the third valve 52 have the same configuration as the first valve 50, description thereof is omitted.
  • the operation unit 47 has a role as a display unit for displaying an operating state and the like, and a role as an operation unit for inputting various setting items to the control device 48 described later.
  • the operation unit 47 can be configured by a touch panel.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the control device 48 of the device main body 21 of FIG.
  • the controller 48 controls the first to third valves 50 to 52, the first And the drive of the 2nd pumps 41 and 42 and the cooling member 43 is controlled.
  • the control device 48 includes a pump control unit 56 that controls driving of the first and second pumps 41 and 42, a valve control unit 54 that controls driving of the first to third valves 50 to 52, and a cooling unit. And a temperature controller 55 that adjusts the cooling capacity of the member 43.
  • FIG. 9 is a flowchart showing basic processing executed by the control device 48 of FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the cooling preparation process of FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the cooling process of FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the pressure control process of FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the cooling water recovery process of FIG.
  • control device 48 executes processing in the order of cooling preparation processing S, cooling processing T, and cooling water recovery processing U.
  • the medical worker Prior to the execution of the cooling preparation process S, the medical worker makes the following preparations. Specifically, as shown in FIG. 4, the medical staff attaches the fluid sealing portion 22 to the apparatus main body 21 and inserts the puncture portion 27a of the fluid sealing portion 22 into the port of a bag (not shown) containing physiological saline. Puncture (see FIG. 5). Further, in this state, the medical staff hangs the bag on the hanging hook 21a of the apparatus main body.
  • step S1 it is determined whether or not a medical worker has operated the operation preparation button displayed on the operation unit 47 (step S1), and the operation preparation button is operated. If it is determined that there is no, step S1 is repeated.
  • step S1 when it is determined in step S1 that the operation button has been operated, filling of the storage tank 32 with physiological saline is started in step S2. That is, as shown in FIG. 15, the filling tube 27 is opened by the first valve 50, and the supply tube 26 and the collection tube 25 are blocked by the second valve 51 and the third valve 52. Further, the first pump 41 is driven in the direction in which the physiological saline flows toward the storage tank 32. Thereby, the physiological saline in the bag is guided to the storage tank 32 through the filling tube 27 and the supply tube 26.
  • step S3 it is determined by the water level sensor 44 whether or not the physiological water level in the storage tank 32 is a preset full water level.
  • step S3 if it is determined in step S3 that the physiological water level in the storage tank 32 is the full water level, cooling of the physiological saline in the storage tank 32 is started in step S4. That is, as shown in FIG. 16, the first valve 50 and the second valve 51 block the filling tube 27 and the supply tube 26, while the third valve 52 opens the bypass tube 28. Further, in this state, the first pump 41 is driven in the direction in which the physiological saline is sucked from the storage tank 32 and a voltage is applied to the cooling member 43 (see FIG. 8).
  • step S5 it is determined whether or not the physiological saline temperature detected by the temperature / pressure sensor 29 is a target temperature (step S5). If it is determined that the target temperature is not reached, the temperature of the cooling member 43 is controlled (step S6). Specifically, in step S6, when the temperature of the physiological saline is higher than the target temperature, the voltage applied to the cooling member 43 is increased to increase the cooling capacity of the cooling member 43, while the physiological saline is higher than the target temperature. When the temperature of water is low, the voltage applied to the cooling member 43 is lowered to lower the cooling capacity of the cooling member 43.
  • step S6 determines whether the temperature is the target temperature. If it is determined in step S6 that the temperature is the target temperature, the process returns to the main routine of FIG. 9 and the cooling process T shown in FIG. 11 is executed.
  • the medical staff Prior to the execution of this cooling process T, the medical staff connects the introduction side connector 6 of the brain cooling device 1 of FIG. 1 to the introduction side connection portion 26a of the fluid sealing portion 22 of FIG.
  • the outlet-side connector 11 of the tool 1 is connected to the outlet-side connecting portion 25a of the fluid sealing portion 22 in FIG.
  • These connections may be made via a predetermined extension tube between the brain cooling device 1 and the fluid sealing portion 22.
  • step T1 it is determined whether or not a medical worker has operated the cooling start button displayed on the operation unit 47 (step T1).
  • step S4 is repeatedly executed.
  • step T1 when it is determined in step T1 that the cooling start button has been operated, filling of the brain cooling device 1 with physiological saline is started in step T2. That is, as shown in FIG. 17, the filling tube 27 and the bypass tube 28 are blocked by the first valve 50 and the third valve 52, and the supply tube 26 is opened by the second valve 51. Further, the first pump 41 is driven in the direction in which the physiological saline is sucked from the storage tank 32, and the second pump 42 is driven so that a flow toward the storage tank 32 occurs. Thereby, the physiological saline in the storage tank 32 is supplied to the brain cooling device 1 via the supply tube 26, and the physiological saline that does not fully enter the brain cooling device 1 is supplied via the recovery tube 25. It is collected in the storage tank 32.
  • FIG. 14 is a graph showing the transition of the rotation speed of each pump and the pressure detected by the pressure sensor 10 in the cooling preparation process S and the cooling process T.
  • the solid line is the rotation speed of the first pump 41
  • the broken line is the rotation speed of the second pump 42
  • the alternate long and short dash line is the pressure detected by the pressure sensor 10.
  • step T2 it is determined whether or not the physiological saline is filled in the brain cooling device 1 based on whether or not the detection pressure of the pressure sensor 10 is decreased. If it is determined in step T2 that it is not filled, step T2 is repeatedly executed.
  • step T2 if it is determined in step T2 that the brain cooling device 1 is filled with physiological saline, physiological saline is replenished from the bag containing the physiological saline to the storage tank 32 in step T4. That is, as shown in FIG. 15 described above, the first valve 41 is set in a direction in which the first valve 50 is opened, the second valve 51 and the third valve 52 are closed, and a flow toward the storage tank 32 is generated. Drive. Thereby, the physiological saline is led from the bag to the storage tank 32.
  • step T5 it is determined whether or not the physiological saline water level in the storage tank 32 is the water level at the time of full water. If it is determined that the water level is not full, the step T4 is repeatedly executed.
  • step T6 the physiological saline is circulated between the storage tank 32 and the brain cooling device 1 as shown in FIG. 17 (step T6). Specifically, in step T ⁇ b> 6, the filling tube 27 and the bypass tube 28 are shut off by the first valve 50 and the third valve 52, and the supply tube 26 is opened by the second valve 51. In this state, the first pump 41 is driven in the direction in which the physiological saline is sucked from the storage tank 32, and the second pump 42 is driven in the direction in which the physiological saline is collected in the storage tank 32.
  • step T7 it is determined whether or not the physiological saline pressure in the brain cooling device 1 detected by the pressure sensor 10 is a preset target pressure (for example, 5 kPa) (step T7).
  • a pressure control process T10 is executed.
  • the target pressure may be a specific numerical value, but may be set as a predetermined range.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the content of the pressure control process T10 of FIG.
  • step T11 when the pressure control process T10 is started, it is first determined whether or not the pressure detected by the pressure sensor 10 is higher than a preset target pressure (step T11).
  • the rotational speed of the second pump 42 is increased (step T12).
  • the rotational speed of the second pump 42 is decreased (step T13). That is, in the cooling process of the present embodiment, as shown in FIG. 14, the second pump according to the detected pressure by the pressure sensor 10 exceeding the target pressure while maintaining the rotation speed of the first pump 41 substantially constant.
  • the rotational speed of the second pump 42 is decreased in response to the rotational speed of the pressure sensor 10 being increased and the pressure detected by the pressure sensor 10 being lower than the target pressure.
  • the rotational speed of the first pump 41 is substantially constant.
  • the present invention is not limited to this, and the first pump 41 may be controlled to rotate in addition to the second pump 42. Good.
  • the flow rate of the physiological saline to the brain cooling device 1 is determined by the rotation speed of the first pump 41, it is preferable to fix the rotation speed of the first pump 41 when it is necessary to equalize the flow rate.
  • step T7 when it is determined in step T7 that the pressure detected by the pressure sensor 10 is the target pressure, the temperature of the physiological saline detected by the temperature / pressure sensor 29 is set to the preset target temperature. Is determined (step T8).
  • step T6 is repeatedly executed.
  • step T8 the temperature of the cooling member 43 is controlled as in step S6 described above, and step T6 is repeatedly executed.
  • step T8 is repeatedly executed.
  • the process returns to the process shown in FIG. 9, and the cooling water recovery process U is executed.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the cooling water recovery process of FIG.
  • step U1 it is determined whether or not the medical worker has operated the cooling water recovery button displayed on the operation unit 47 (step U1).
  • step T6 is repeatedly executed.
  • step U1 the physiological saline in the storage tank 32 is recovered in step U2. Specifically, as shown in FIG. 18, the supply tube 26 and the bypass tube 28 are shut off by the second valve 51 and the third valve 52, and the filling tube 27 is opened by the first valve 50. Further, the first pump 41 is driven in the direction of sucking physiological saline from the storage tank 32. Thereby, the physiological saline in the storage tank 32 is collected in the bag connected to the filling tube 27 through the supply tube 26 and the filling tube 27.
  • step U3 it is determined whether or not all the physiological saline in the storage tank 32 has been recovered. If it is determined that the physiological saline has not been recovered, the step U2 is repeatedly executed. Note that whether or not all the physiological saline in the storage tank 32 has been collected can be determined based on fluctuations in pressure detected by the temperature / pressure sensor 29.
  • step U3 if it is determined in step U3 that all the physiological saline in the storage tank 32 has been collected, the physiological saline left in the brain cooling device 1 is collected in the storage tank 32 in step U4. Specifically, as shown in FIG. 19, the filling tube 27 and the bypass tube 28 are blocked by the first valve 50 and the third valve 52, and the supply tube 26 is opened by the second valve 51. In this state, the first pump 41 is driven in the direction in which the flow toward the storage tank 32 is generated, and the second pump 42 is driven in the direction of suction from the storage tank 32. Thereby, the physiological saline in the brain cooling device 1 is collected in the storage tank 32 through the supply tube 26, and the air in the storage tank 32 is guided into the brain cooling device 1 through the collection tube 25. .
  • step U4 after performing the said step U4 until the regulation time preset by step U5 passes, similarly to step U2 and U3 mentioned above, until all the physiological saline in the storage tank 32 is collect
  • the rotation speed of the second pump 42 is adjusted so that the pressure in the cuff 4 of the brain cooling device 1 becomes the target pressure. Therefore, the physiological saline can be circulated between the cuff 4 and the storage tank 32 while maintaining the physiological saline pressure in the cuff 4 near the target pressure.
  • sucks the physiological saline from the cuff 4 at the time of circulation of the physiological saline will be adjusted. Therefore, when the pressure of the physiological saline in the cuff 4 becomes higher than necessary, it is possible to maintain the pressure as described above while reducing the burden on the cuff 4 and the wall portion of the esophagus to which the cuff 4 adheres. Specifically, for example, when only the rotation speed of the first pump 41 is decreased in order to reduce the pressure of the physiological saline in the cuff 4, the driving speed of the second pump 42 is maintained.
  • the pressure of the physiological saline solution in the cuff 4 only gradually decreases.
  • at least the driving speed of the second pump 42 can be increased, so that the fluid in the cuff 4 is actively led out to quickly increase the pressure of the physiological saline in the cuff 4. Can be lowered.
  • the pressure sensor 10 is provided on the brain cooling device 1 side.
  • the distance between the pressure sensor and the cuff 4 can be made closer than when the pressure sensor is provided on the brain cooling device 20 side. Therefore, the pressure of the physiological saline in the cuff 4 can be detected more accurately.
  • the physiological saline in the cuff 4 is adjusted by adjusting at least the rotational speed of the second pump 42 based on the detection result.
  • the pressure can be brought close to the target pressure with high accuracy.
  • the pressure of the physiological saline in the cuff 4 can be detected to some extent accurately by providing a pressure sensor at a position close to the brain cooling device 1 (for example, in the vicinity of the lead-out side connection portion 25a in FIG. 5). Therefore, it is possible to adopt a configuration in which the pressure sensor is provided on the brain cooling device 20 side.
  • the rotational speed of the second pump 42 is controlled based on the detected pressure of the pressure sensor 10.
  • the rotational speed of the second pump 42 can be controlled based on the detected pressure of the pressure sensor 7.
  • the rotation speed of the second pump 42 is adjusted while keeping the rotation speed of the first pump 41 constant. Thereby, it becomes possible to easily adjust the difference in rotational speed between the first pump 41 and the second pump 42. Further, since the rotation speed of the first pump 41 that regulates the flow rate of the physiological saline with respect to the cuff 4 is constant, the pressure of the physiological saline in the cuff 4 is maintained while keeping the flow rate of the physiological saline with respect to the cuff 4 constant. Can also be held substantially constant.
  • FIG. 20 is a flowchart showing a process executed by a control device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a flowchart showing processing executed in the tube confirmation processing of FIG. 22 and 23 are front views showing the operation of the apparatus main body according to the embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • a tube confirmation process V is executed in addition to the processes executed in the embodiment.
  • the tube confirmation process V it is confirmed whether the supply tube 26 and the collection tube 25 of the flow path member 23 are securely attached to the first pump 41 and the second pump 42.
  • the apparatus main body 21 of the present embodiment includes a fourth valve 53 in addition to the first to third valves 50 to 52.
  • the fourth valve 53 is for blocking or opening the recovery tube 25 at a portion of the recovery tube 25 that is closer to the storage tank 32 than the branch point of the bypass tube 28.
  • the frame member 24 is provided with a valve hole (not shown) for allowing the fourth valve 53 to pass therethrough.
  • the control device 48 controls the drive of the fourth valve 53.
  • step S1 when it is determined that the operation button is operated in the cooling preparation process S (YES in step S1), the tube confirmation process V is executed.
  • step S3 When it is determined in step S3 that the water level is not full (NO in step S3), the process returns to step S2 instead of the tube confirmation process V.
  • Step V1 the air in the storage tank 32 is sent into the supply tube 26 by driving the first pump 41 in a state in which the place of air in the supply tube 26 is eliminated.
  • step V2 it is determined whether or not the pressure detected by the pressure sensor 29 has increased to a predetermined value by driving the first pump 41 (step V2). That is, in this step V2, the pressure in the supply tube 26 does not increase despite the first pump 41 being driven, that is, the supply tube 26 is not correctly attached to the first pump 41. Then, it is determined whether or not there is a state in which no air is introduced into the supply tube 26.
  • step V2 If no pressure increase is detected in step V2 (NO in step V2), the error processing V5 is performed after assuming that the supply tube 26 is not correctly attached to the first pump 41, and then the error processing is performed.
  • the process proceeds to the process according to the response of V5.
  • the error process V5 the first to fourth valves 50 to 53 are opened and the driving of the first pump 41 is stopped. Further, in the error processing V5, for example, the user confirms that the supply tube 26 is not correctly attached to the first pump 41 on the operation unit 47 or notifies that to the effect. Waiting to perform an input operation for is performed.
  • step V3 when an increase in pressure is detected in step V2 (YES in step V2), an operation for confirming whether or not the collection tube 25 is correctly attached to the second pump 42 is executed in step V3. Specifically, in step V3, as shown in FIG. 23, the first valve 50, the second valve 51, and the fourth valve 53 are closed, and the third valve 52 is opened. Further, in step V3, the first pump 41 is stopped and the second pump 42 is driven to the collection side. In other words, in Step V3, the second pump 42 is driven in a state where the place of the air introduced into the supply tube 26 via the recovery tube 25 and the bypass tube 28 is eliminated, thereby being introduced via the recovery tube 25. Air is fed into the supply tube 26.
  • step V4 it is determined whether or not the pressure detected by the pressure sensor 29 has increased to a predetermined value by driving the second pump 42 (step V4). That is, in this step V4, it is determined whether or not there is a state in which the pressure in the supply tube 26 does not increase even though the second pump 42 is driven. That is, in step V4, it is determined whether or not there is a state in which no air is introduced into the supply tube 26 due to the fact that the collection tube 25 is not correctly attached to the second pump 42.
  • step V4 If no increase in pressure is detected in step V4 (NO in step V4), it is determined that the recovery tube 25 is not correctly attached to the second pump 42, and the error process V5 is performed and the error is performed. The process proceeds to a process according to the response of process V5.
  • step V4 when an increase in pressure is detected in step V4 (YES in step V4), the process returns to step S2 as shown in FIG.
  • the present invention provides a container that can be in close contact with at least a part of a region from the oral cavity of the living body to the stomach by introducing a fluid therein, and an extracorporeal body in the container.
  • a brain cooling device for supplying and discharging fluid between the introduction portion capable of introducing fluid from the storage portion and the accommodation portion of the brain cooling device having a lead-out portion capable of deriving the fluid in the accommodation portion to the outside of the body ,
  • An introduction side connection portion connectable to the introduction portion, a derivation side connection portion connectable to the derivation portion, a storage portion that stores the fluid, and a supply that communicates the storage portion and the introduction side connection portion A flow path, a recovery flow path that communicates the storage section and the outlet connection section, a first pump that is provided in the supply flow path and allows fluid to flow along the supply flow path, and the recovery flow A second pump for flowing fluid along the recovery flow path.
  • a control unit that controls driving of the first pump and the second pump, and the control unit drives the first pump in a direction in which fluid flows from the storage unit toward the storage unit, and the storage unit.
  • the pressure in the storage part is set in advance.
  • a brain cooling device that adjusts the driving speed of at least the second pump of the two pumps so as to achieve a target pressure.
  • At least the driving speed of the second pump is adjusted so that the pressure in the storage part of the brain cooling device becomes the target pressure. Therefore, it is possible to circulate the fluid between the storage unit and the storage unit while maintaining the pressure of the fluid in the storage unit near the target pressure.
  • the driving speed of the second pump that drives the fluid in the direction of sucking the fluid from the accommodating portion during the circulation of the fluid is adjusted. Therefore, when the pressure of the fluid in the accommodating part becomes higher than necessary, it is possible to maintain the pressure as described above while reducing the burden on the accommodating part and the wall portion of the esophagus to which the accommodating part adheres. Specifically, for example, when only lowering the driving speed of the first pump in order to reduce the pressure of the fluid in the housing part, the driving speed of the second pump is maintained and the lead is derived from the housing part. The fluid flow rate is also maintained. For this reason, the pressure of the fluid in the housing portion only gradually decreases. On the other hand, in the present invention, at least the driving speed of the second pump can be increased. Therefore, the pressure of the fluid in the storage unit can be quickly reduced by positively deriving the fluid in the storage unit.
  • a detection unit capable of detecting the pressure of the fluid in the brain cooling device is provided in the brain cooling device, and the control unit is based on the pressure in the storage unit detected by the detection unit.
  • the control unit is based on the pressure in the storage unit detected by the detection unit.
  • the brain cooling device is provided with a detection unit. Therefore, the arrangement position of the detection unit can be brought closer to the storage unit than when provided on the brain cooling device side. Therefore, in the above aspect, the pressure of the fluid in the housing portion can be detected more accurately, and the pressure of the fluid in the housing portion is adjusted with high accuracy by adjusting at least the drive speed of the second pump based on the detection result. With you can get close to the target pressure.
  • the control unit makes the driving speed of the first pump constant in a state where the fluid circulates between the storage unit and the storage unit, and the pressure in the storage unit is It is preferable to adjust the driving speed of the second pump so as to be the target pressure.
  • the driving speed of the first pump is constant. Therefore, the control which sets the relative speed difference of a 1st pump and a 2nd pump by adjusting the drive speed of a 2nd pump can be performed easily. Further, the flow rate of the fluid supplied to the housing portion is defined by the driving speed of the first pump. Therefore, by adjusting the driving speed of the second pump while keeping the driving speed of the first pump constant as in the above-described aspect, the above-described pressure control can be performed while keeping the flow rate of the fluid with respect to the accommodating portion constant. .
  • the brain cooling device further includes a cooling unit for cooling the fluid in the storage unit, and the control unit is configured so that the temperature of the fluid in the storage unit becomes a preset target temperature. It is preferable to adjust the cooling capacity.
  • the fluid in the storage part can be cooled by the cooling part. Therefore, the fluid can be cooled in the circulation system for circulating the fluid while controlling the pressure as described above, and the brain is effectively supplied by supplying the fluid thus cooled to the accommodating portion. It becomes possible to cool it.
  • the recovery flow that is located between the middle portion of the supply flow path that is on the opposite side of the reservoir with respect to the first pump, and between the second pump and the reservoir.
  • a bypass passage that communicates with a middle portion of the path, and a valve that can shut off the supply passage at a position closer to the introduction side connection portion than the bypass passage.
  • the recovery flow path is shut off in a stopped state, and the control unit shuts off the supply flow path with the valve, stops the second pump, and stops the first pump before starting the circulation of the fluid. It is preferable to return the fluid in the storage part into the storage part through the recovery flow path, the bypass flow path, and the supply flow path.
  • the fluid in the reservoir is circulated (stirred) via the bypass flow path by driving the first pump with the supply flow path blocked by the valve and the recovery flow path blocked by the second pump. )be able to. Therefore, cooling of the fluid by the cooling unit can be promoted.
  • the fluid is a liquid
  • the supply channel is connected to the storage unit at a position lower than the water level of the liquid in the storage unit
  • the recovery channel is
  • the controller is connected to the reservoir at a position above the water level of the liquid in the reservoir, and the controller is configured to transfer the liquid in the recovery channel to the container in the stage after the circulation of the liquid is completed.
  • the second pump is driven in the flowing direction
  • the first pump is driven in the direction in which the liquid in the supply flow channel flows to the storage portion side.
  • the gas in the reservoir can be guided into the brain cooling device via the supply channel, and the fluid in the cooling device can be guided into the reservoir. Therefore, the liquid in the said cooling tool can be collect
  • the present invention also relates to a brain cooling device used by being connected to the brain cooling device, which expands when a fluid is introduced into the living body while being orally or nasally inserted into the living body.
  • An accommodating portion that can be in close contact with at least a portion from the stomach to the stomach, an introduction portion that can introduce fluid into the accommodating portion from outside the body, and that can be connected to the introduction-side connecting portion of the brain cooling device;
  • a derivation unit capable of deriving the fluid in the part outside the body and connecting to the derivation side connection part of the brain cooling device, the pressure of the fluid in the introduction unit or the derivation unit being detectable, and the brain cooling device
  • the brain cooling device is provided with a detection unit capable of outputting a detection result to the control unit.
  • the introduction part and the derivation part can be connected to the introduction side connection part and the derivation side connection part, and the detection result by the detection part can be output to the control part of the brain cooling device. is there. Therefore, the brain cooling device according to the present invention can be suitably used for the brain cooling device that can appropriately maintain the pressure of the fluid in the housing portion.
  • the brain cooling device which can circulate fluid between the said accommodating parts, maintaining the pressure of the fluid in the accommodating part of a brain cooling tool appropriately, and a brain cooling tool suitable for this are provided. can do.

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Abstract

　脳冷却用具の収容部内の流体の圧力を適切に保持しながら、当該収容部との間で流体を循環させることができる脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具を提供すること。　制御装置４８は、カフ４側に生理食塩水が流れる方向に第一ポンプ４１を駆動させるとともに前記貯留タンク３２側に生理食塩水が流れる方向に第二ポンプ４２を駆動させることにより貯留タンク３２とカフ４との間で生理食塩水を循環させる。この状態で、制御装置４８は、カフ４内の生理食塩水の圧力が予め設定された目標圧力となるように、両ポンプ４１、４２のうち少なくとも第二ポンプ４２の回転数を調整する。

Description

脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具
　本発明は、生体の脳を冷却するための用具に関するものである。
　人体等の生体において、心停止のように呼吸機能や循環機能が不全な状態（以下、心停止状態と称す）になると、脳に対する酸素供給量が不足する。この酸素供給量の不足は、脳細胞を死滅させる、いわゆる虚血性神経細胞障害の要因となることが知られている。
　心停止状態にある生体に対しては、人工呼吸等、心停止状態から蘇生するための処置を施すことができる。しかし、このような処置によって生体が心停止状態から蘇生した場合であっても、前記虚血性神経細胞障害により脳に後遺症が残るおそれがある。
　このような事情に鑑みて、近年では、心停止状態にある生体の体温を低下させることにより脳を冷却して、虚血性神経細胞障害の発生を抑制する治療法、いわゆる低体温療法が提唱されている。
　低体温療法を行うための用具としては、例えば、特許文献１に開示される脳の冷却用具が知られている。この冷却用具は、経口又は経鼻挿入することにより生体の食道内に配置可能なカフと、このカフに接続されたチューブと、このチューブの前記カフと反対側に接続されたポートとを備えている。そして、前記カフを生体の食道に配置した状態で、前記チューブを介してカフ内に冷却された流体を注入してカフを膨張させる。これにより、カフを食道の内壁に密着させる。その結果、前記食道の内壁付近に位置するとともに脳へ血液を供給する血管（頚動脈）内の血液が冷却され、脳が冷却される。
　さらに、特許文献１の冷却用具は、前記カフ内に冷却された流体を供給するためのチューブ（以下、供給用チューブと称す）と、カフ内の流体を導出するためのチューブ（以下、導出用チューブと称す）とを個別に備えている。
　特許文献１の冷却用具を用いて脳の冷却を行う場合、以下のように流体を循環させることが熱交換効率を高める上で好ましい。すなわち、生体の体外まで導出された前記供給用チューブを介して冷却された流体をカフ内に供給するとともに、当該カフから導出される流体を導出用チューブを介して生体の体外まで導き、この流体を冷却した上で再びカフに導入する。
　ここで、特許文献１の冷却用具では、脳を冷却するためにカフを生体の食道に密着させる必要がある反面、この密着が強くなってカフ内の流体の圧力が高くなり過ぎると食道の内壁やカフ自体に与える負担が大きくなる。そのため、カフ内の流体を適当な圧力に保持する必要がある。しかしながら、従来では、前記循環を医療従事者の手作業によって行なっていたため、前記カフ内の流体の圧力を適切に保持するのが難しかった。
特開２００７－７５５０５号公報
　本発明の目的は、脳冷却用具の収容部内の流体の圧力を適切に保持しながら、当該収容部との間で流体を循環させることができる脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具を提供することにある。
　上記課題を解決するために本発明は、内部に流体が導入されることにより膨張して生体の口腔から胃に至るまでの領域の少なくとも一部に密着可能な収容部と、この収容部内に体外から流体を導入可能な導入部と、前記収容部内の流体を体外に導出可能な導出部とを有する脳冷却用具の前記収容部との間で流体を給排するための脳冷却装置であって、前記導入部と接続可能な導入側接続部と、前記導出部と接続可能な導出側接続部と、前記流体を貯留する貯留部と、前記貯留部と前記導入側接続部とを連通する供給流路と、前記貯留部と前記導出側接続部とを連通する回収流路と、前記供給流路に設けられ、当該供給流路に沿って流体を流すための第一ポンプと、前記回収流路に設けられ、当該回収流路に沿って流体を流すための第二ポンプと、前記第一ポンプ及び第二ポンプの駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記貯留部から収容部に向けて流体が流れる方向に前記第一ポンプを駆動させるとともに前記収容部から貯留部に向けて流体が流れる方向に前記第二ポンプを駆動させることにより前記貯留部と前記収容部との間で流体を循環させた状態で、前記収容部内の圧力が予め設定された目標圧力となるように、前記両ポンプのうち少なくとも前記第二ポンプの駆動速度を調整する、脳冷却装置を提供する。
　また、本発明は、前記脳冷却装置に接続して使用される脳冷却用具であって、生体に経口又は経鼻挿入された状態で内部に流体が導入されることにより膨張して生体の口腔から胃に至るまでの少なくとも一部に密着可能な収容部と、この収容部内に体外から流体を導入可能で、かつ、前記脳冷却装置の導入側接続部に接続可能な導入部と、前記収容部内の流体を体外に導出可能で、かつ、前記脳冷却装置の導出側接続部に接続可能な導出部と、前記導入部又は導出部内の流体の圧力を検出可能で、かつ、前記脳冷却装置の制御部に検出結果を出力可能な検出部とを備えている、脳冷却用具を提供する。
　本発明によれば、脳冷却用具の収容部内の流体の圧力を適切に保持しながら、当該収容部との間で流体を循環させることができる脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具を提供することができる。
本発明の実施形態に係る脳冷却用具の全体構成を示す側面図である。 図１の脳冷却用具の機能を説明するための平面概略図である。 図１の脳冷却用具を患者に適用した状態を示す側面概略図である。 本発明の実施形態に係る脳冷却装置の全体構成を示す斜視図である。 図４の冷却装置の流体封入部の正面図である。 図５の流路部分を拡大して示す正面図である。 図４の第一ポンプ及び第二ポンプの機能を説明するための概略構成図である。 図４の装置本体の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 図８の制御装置により実行される基本となる処理を示すフローチャートである。 図９の冷却準備処理を示すフローチャートである。 図９の冷却処理を示すフローチャートである。 図１１の圧力制御処理を示すフローチャートである。 図９の冷却水回収処理を示すフローチャートである。 冷却準備処理Ｓ及び冷却処理Ｔにおける各ポンプの回転数と圧力センサにより検出される圧力との推移を示すグラフである。 生理食塩水をバッグから貯留タンクへ充填している状態を示す正面図である。 貯留タンク内の生理食塩水を冷却装置の内部で循環させている状態を示す正面図である。 貯留タンクと冷却用具のカフとの間で生理食塩水を循環させている状態を示す正面図である。 貯留タンク内の生理食塩水をバッグに回収している状態を示す正面図である。 冷却用具内の生理食塩水を貯留タンク内に回収している状態を示す正面図である。 本発明の別の実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 図２０のチューブ確認処理で実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る装置本体の動作を示す正面図であり、第一ポンプに対するチューブの取付状態を確認している状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る装置本体の動作を示す正面図であり、第二ポンプに対するチューブの取付状態を確認している状態を示すものである。
　以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
　以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る脳冷却用具の全体構成を示す側面図である。図２は、図１の脳冷却用具の機能を説明するための平面概略図である。図３は、図１の脳冷却用具を患者に適用した状態を示す側面概略図である。
　図１～図３を参照して、脳冷却用具１は、内部に流体を収容可能なカフ４と、このカフ４にそれぞれ接続された導入部２及び導出部３とを備えている。
　カフ４は、内部の流体を導出して萎ませた形態と、内部に流体を導入して膨張した形態とを採ることが可能となる伸縮性を有している。また、カフ４は、萎ませた状態で患者Ｐに経口又は経鼻挿入可能である。さらに、カフ４は、患者Ｐに挿入された状態で膨張することにより、当該患者Ｐの口腔Ｐ１から胃（図示せず）に至るまでの領域Ｅ１の少なくとも一部に密着可能な形状を有している。具体的に、本実施形態に係るカフ４は、図３に示すように、患者Ｐの咽頭部の領域Ｅ１の下部、及び患者Ｐの食道の領域Ｅ２の上部に密着する。なお、咽頭部と食道とは患者の喉頭蓋（図示せず）を境界として区分されるものとして説明する。
　カフ４は、患者Ｐの食道内に配置される先端カフ４ａと、患者Ｐの咽頭部に配置される基端カフ４ｂとを備えている。先端カフ４ａは、図２に示すように、後述する導入部２の導入チューブ５の外側面との間に流体を収容可能な袋状の形状を有する。具体的に、先端カフ４ａは、導入チューブ５の先端部を包むように設けられるとともに当該導入チューブ５の側面に対しその軸線方向の１箇所で接着されている。基端カフ４ｂは、前記先端カフ４ａよりも基端側の位置で導入チューブ５の側面との間に流体を収容可能な袋状の形状を有する。具体的に、基端カフ４ｂは、導入チューブ５の周囲を取り囲むように配置されているとともに当該導入チューブ５の側面に対しその軸線方向の２箇所で接着されている。
　導入部２は、前記カフ４に接続された導入チューブ５と、この導入チューブ５のカフ４と反対側の端部に設けられた導入側コネクタ６と、導入チューブ５の途中部に設けられた圧力センサ７及び２方活栓８とを備えている。導入チューブ５は、図２に示すように、その軸線方向に平行する３つの内側通路５ａ、５ｂ、５ｂを有する。内側通路５ａは、導入チューブ５の先端側から基端側まで貫通する通路である。各内側通路５ｂは、それぞれ先端側及び基端側が閉塞された通路である。また、各内側通路５ｂは、導入チューブ５の側面を貫通する側孔５ｃを介して先端カフ４ａ内に連通しているとともに、導入チューブ５の側面を貫通する側孔５ｄを介して基端カフ４ｂ内に連通している。導入側コネクタ６は、前記内側通路５ａ内に流体を導入することができるように前記導入チューブ５に接続されている。したがって、この導入側コネクタ６から内側通路５ａに導入された流体は、前記先端カフ４ａ内に導かれ、側孔５ｃを通り各内側通路５ｂ内に導かれるとともに、側孔５ｄを通って基端カフ４ｂ内に導入される。圧力センサ７は、前記各内側通路５ｂ内の流体の圧力を検出可能な歪センサである。この圧力センサ７は、その検出結果を電気信号としてコネクタＫ１（図１参照）を介して外部機器に出力可能とされている。２方活栓８は、各内側通路５ｂと導入チューブ５の外部とを繋ぐ連通路とこの連通路を開閉するための活栓とを有している。この２方活栓８により各内側通路５ａ、５ｂ内の流体の圧力を大気圧に開放することによって、圧力センサ７の零点を調整することができる。
　導出部３は、前記基端カフ４ｂに接続された一対の導出チューブ９ａと、これら導出チューブ９ａ同士を合流させるための合流チューブ９ｂと、この合流チューブ９ｂの導出チューブ９ａと反対側の端部に設けられた導出側コネクタ１１と、合流チューブ９ｂの途中部に設けられた圧力センサ１０とを備えている。導出チューブ９ａは、前記基端カフ４ｂの基端部に接続され、当該基端カフ４ｂ内の流体を合流チューブ９ｂ側へ導くことが可能である。合流チューブ９ｂは、前記各導出チューブ９ａに対して三方コネクタを介して接続され、当該各導出チューブ９ａにより導かれた流体を合流させる。圧力センサ１０は、合流チューブ９ｂ内の流体の圧力を検出可能な歪センサである。この圧力センサ１０は、その検出結果を電気信号としてコネクタＫ２（図１参照）を介して外部機器に出力可能である。導出側コネクタ１１は、合流チューブ９ｂにより導かれた流体を排出可能となるように、当該合流チューブ９ｂに接続されている。
　以下、前記脳冷却用具１の使用方法について図３を参照して説明する。
　まず、先端カフ４ａが患者Ｐの食道の領域Ｅ３の上部に配置されるとともに基端カフ４ｂが患者Ｐの咽頭部の領域Ｅ２の下部に配置される位置まで、カフ４を萎ませた状態でカフ４を患者Ｐに経口挿入する。この状態で導入側コネクタ６から冷却された流体を導入することによりカフ４を膨張させる。これにより、図３に示すように、カフ４が患者Ｐの咽頭部及び食道に密着する。脳冷却用具１内に流体が満たされると、その容量を超えた流体が導出部３の導出側コネクタ１１から導出される。この導出された流体を冷却して再び導入側コネクタ６に導入する。このような循環を継続することにより、患者Ｐの咽頭部及び食道付近に位置する頚動脈を流れる血液が冷却され、当該血液が運ばれる脳が冷却される。
　以下、前記脳冷却用具１に対する流体の循環を行うための脳冷却装置について説明する。
　図４は、本発明の実施形態に係る脳冷却装置の全体構成を示す斜視図である。図５は、図４の冷却装置の流体封入部の正面図である。図６は、図５の流路部分を拡大して示す正面図である。
　図４～図６を参照して、脳冷却装置２０は、前記脳冷却用具１に接続される流体封入部２２と、この流体封入部２２内に充填された流体を循環させるための装置本体２１とを備えている。前記流体封入部２２は、装置本体２１に対して着脱可能であり、特定の患者について使用された後に装置本体２１から取り外されて廃棄される。以下、具体的な構成について説明する。
　流体封入部２２は、前記脳冷却用具１に対する流体の循環経路を構成する流路部材２３（図６参照）と、この流路部材２３を所定の形態で保持するとともに、前記装置本体２１に着脱されるフレーム部材２４（図５参照）とを備えている。
　流路部材２３は、前記脳冷却用具１の導入チューブ５（図１参照）に接続される供給チューブ（供給流路）２６と、前記脳冷却用具１の合流チューブ９ｂに接続される回収チューブ（回収流路）２５と、これら供給チューブ２６及び回収チューブ２５に接続された貯留タンク（貯留部）３２と、前記供給チューブ２６と回収チューブ２５とを連通させるバイパスチューブ（バイパス流路）２８と、前記貯留タンク３２の上部と下部とを繋ぐ検出用チューブ３４と、この検出用チューブ３４に設けられたエアベントフィルタ３５と、前記供給チューブ２６の途中部に接続された充填用チューブ２７と、供給チューブ２６の途中部に設けられた温度・圧力センサ２９とを備えている。供給チューブ２６は、前記脳冷却用具１の導入側コネクタ６に着脱可能な導入側接続部２６ａを備えている。この供給チューブ２６は、図６の矢印Ｙ２で示すように、導入側接続部２６ａと貯留タンク３２との間に配設されている。また、供給チューブ２６は、貯留タンク３２内に貯留される流体の水面よりも下となる位置で当該貯留タンク３２に接続されている。回収チューブ２５は、前記脳冷却用具１の導出側コネクタ１１に着脱可能な導出側接続部２５ａを備えている。この回収チューブ２５は、図６の矢印Ｙ１に示すように、導出側接続部２５ａと貯留タンク３２との間に配設されている。また、回収チューブ２５は、貯留タンク３２内に貯留される流体の水面よりも上となる位置で当該貯留タンク３２に接続されている。バイパスチューブ２８は、供給チューブ２６の途中部と回収チューブ２５の途中部とを連通させるように、両チューブ２５、２６に接続されている。貯留タンク３２は、流体としての生理食塩水を５００ｍｌ充填可能な合成樹脂性の容器である。この貯留タンク３２に生理食塩水が充填されると、当該貯留タンク３２内の生理食塩水の水位に対応して検出用チューブ３４内にも生理食塩水が導入される。エアベントフィルタ３５は、貯留タンク３２内を大気圧に開放するために設けられている。具体的に、エアベントフィルタ３５は、気体を通過させる一方、液体の流通を規制する。充填用チューブ２７は、前記導入側接続部２６ａとバイパスチューブ２８との間となる位置で供給チューブ２６に接続されている。この充填用チューブ２７の端部には、生理食塩水が収容された薬液バックのポート部に穿刺可能な穿刺部２７ａが設けられている。温度・圧力センサ２９は、バイパスチューブ２８と貯留タンク３２との間に位置する供給チューブ２６の途中部に設けられている。この温度・圧力センサ２９は、供給チューブ２６内の生理食塩水の圧力及び温度を検出可能であり、かつ、この検出値を電気信号として前記装置本体２１に出力可能である。
　フレーム部材２４は、前記流路部材２３を図６に示すような形態で保持するための合成樹脂からなる板状の部材である。このフレーム部材２４には、図５に示すように、タンク用孔３１、ポンプ用孔３６、ポンプ用孔４０、弁用孔３７、弁用孔３８及び弁用孔３９が表裏に貫通して設けられている。タンク用孔３１には、前記貯留タンク３２が嵌め込まれている。つまり、貯留タンク３２は、その表面及び裏面が露出した状態でフレーム部材２４に保持されている。ポンプ用孔３６は、前記回収チューブ２５が上下に掛け渡される位置に設けられている。具体的に、前記バイパスチューブ２８と導出側接続部２５ａとの間に位置する回収チューブ２５の途中部は、フレーム部材２４の表面側でポンプ用孔３６を跨ぐように掛け渡されている。ポンプ用孔４０は、前記供給チューブ２６が上下に掛け渡される位置に設けられている。具体的に、前記温度・圧力センサ２９と貯留タンク３２との間に位置する供給チューブ２６の途中部は、フレーム部材２４の表面側でポンプ用孔４０を跨ぐように掛け渡されている。弁用孔３７は、前記充填用チューブ２７が上下に掛け渡される位置に設けられている。弁用孔３８は、前記供給チューブ２６の途中部が上下に掛け渡される位置に設けられている。具体的に、前記バイパスチューブ２８と導入側接続部２６ａとの間に位置する供給チューブ２６の途中部は、フレーム部材２４の表面側で弁用孔３８を跨ぐように掛け渡されている。弁用孔３９は、前記バイパスチューブ２８の途中部が上下に掛け渡される位置に設けられている。
　図４及び図５を参照して、装置本体２１は、第一ポンプ４１と、第二ポンプ４２と、冷却部材４３と、水位センサ４４と、第一弁５０と、第二弁５１と、第三弁５２と、操作部４７と、制御装置（図８参照）４８とを備えている。第一ポンプ４１は、前記供給チューブ２６内の流体を当該供給チューブ２６に沿って流すためのものである。具体的に、第一ポンプ４１は、前記流体封入部２２を装置本体２１に取り付けたときに、前記ポンプ用孔４０内に配置される。第二ポンプ４２は、前記回収チューブ２５内の流体を当該回収チューブ２６に沿って流すためのものである。具体的に、第二ポンプ４２は、前記流体封入部２２を装置本体２１に取り付けたときに、前記ポンプ用孔３６内に配置される。これら両ポンプ４１、４２の構成について、図７を参照して説明する。図７は、図４の第一ポンプ４１及び第二ポンプ４２の機能を説明するための概略構成図である。
　両ポンプ４１、４２は、図７に示すように、チューブ支持部材４６と、このチューブ支持部材４６との間でチューブを挟持して扱くための回転子４５とを備えている。回転子４５は、４本のアームを有する十字型の回転フレーム４５ａと、この回転フレーム４５ａの各アームの先端にそれぞれ設けられたローラ４５ｂとを備えている。回転フレーム４５ａは、軸Ｊ１回りに回動可能とされている。ローラ４５ｂは、前記回転フレーム４５ａのアームの先端部から一部を先端側に突出させた状態で、当該各アームに対し前記軸Ｊ１と平行する軸Ｊ２回りに回動可能に支持されている。チューブ支持部材４６は、前記軸Ｊ１を中心とする円弧状の溝が形成されており、この溝の内側面に沿ってチューブが配索されている。このチューブ支持部材４６との間でチューブを挟持可能となるように、前記回転子４５が配置されている。そして、図外のモータによって軸Ｊ１回りに回転フレーム４５ａが回転駆動すると、ローラ４５ｂとチューブ支持部材４６との間でチューブが挟持された状態を維持しつつローラ４５ｂが回転することにより、当該回転方向に向けたチューブ内の流体の流れが発生する。また、このようにチューブを挟持しつつローラ４５ｂが回転するため、回転フレーム４５ａの回転が停止すると、チューブ内の流体の流れが規制されることになる。
　再び、図４及び図５を参照して、冷却部材４３は、前記貯留タンク３２に密着することにより当該貯留タンク３２内の流体を冷却するためのものである。具体的に、冷却部材４３は、印加された電圧に応じて冷却能力を発揮するものであり、例えば、ペルチェ素子を採用することができる。この冷却部材４３は、前記流体封入部２２を装置本体２１に取り付けたときに前記貯留タンク３２に密着する位置に設けられている。図４では省略しているが、装置本体２１は、取り付けられた流体封入部２２を挟むように閉じることができる蓋体を有しており、この蓋体にも冷却部材４３が設けられている。水位センサ４４は、前記貯留タンク３２内の流体の水位を検出するためのものである。具体的に、水位センサ４４は、前記流体封入部２２を装置本体２１に取り付けたときに、流体封入部２２の検出用チューブ３４を挟むように配置された赤外線センサからなる。第一弁５０は、前記充填用チューブ２７を遮断又は開放する。具体的に、第一弁５０は、流体封入部２２が装置本体２１に取り付けられたときに、弁用孔３７を通って充填用チューブ２７を挟むように配置される。また、第一弁５０は、電圧が印加されることに応じて充填用チューブ２７を狭窄し、電圧を印加していない状態で前記狭窄を停止する。第二弁５１は、前記回収チューブ２５を遮断又は開放する。第三弁５２は、前記供給チューブ２６を遮断又は開放する。これら第二弁５１及び第三弁５２は、前記第一弁５０と同様の構成であるため、説明を省略する。
　前記操作部４７は、作動状態等を表示するための表示部としての役割と、後述する制御装置４８に対して各種設定項目を入力するための操作部として役割とを有する。具体的に、操作部４７は、タッチパネルにより構成することができる。
　図８は、図４の装置本体２１の制御装置４８の電気的構成を示すブロック図である。
　制御装置４８は、前記操作部４７、水位センサ４４、温度・圧力センサ２９及び圧力センサ７、１０（図１参照）からの入力信号に基づいて、第一～第三弁５０～５２、第一及び第二ポンプ４１、４２及び冷却部材４３の駆動を制御する。具体的に、制御装置４８は、第一及び第二ポンプ４１、４２の駆動を制御するポンプ制御部５６と、第一～第三弁５０～５２の駆動を制御する弁制御部５４と、冷却部材４３による冷却能力を調整する温度制御部５５とを備えている。
　以下、前記制御装置４８により実行される処理について、図９～図１３を参照して説明する。図９は、図８の制御装置４８により実行される基本となる処理を示すフローチャートである。図１０は、図９の冷却準備処理を示すフローチャートである。図１１は、図９の冷却処理を示すフローチャートである。図１２は、図１１の圧力制御処理を示すフローチャートである。図１３は、図９の冷却水回収処理を示すフローチャートである。
　まず、図９を参照して、原則的な流れとして、制御装置４８は、冷却準備処理Ｓ、冷却処理Ｔ及び冷却水回収処理Ｕの順に処理を実行する。
　冷却準備処理Ｓが実行されるに先立ち、医療従事者は、次の準備を行う。具体的に、医療従事者は、図４に示すように、流体封入部２２を装置本体２１に取り付けるとともに、生理食塩水入りのバッグ（図示せず）のポートに流体封入部２２の穿刺部２７ａ（図５参照）を穿刺する。さらに、この状態で、医療従事者は、前記バッグを装置本体の吊り下げ用フック２１ａに吊り下げる。
　図１０を参照して、冷却準備処理Ｓでは、まず、医療従事者が操作部４７に表示された操作準備ボタンを操作したか否かを判定し（ステップＳ１）、操作準備ボタンを操作していないと判定されると繰返しステップＳ１を実行する。
　一方、ステップＳ１において操作ボタンを操作したと判定されると、ステップＳ２において貯留タンク３２への生理食塩水の充填が開始される。つまり、図１５に示すように、第一弁５０により充填用チューブ２７を開放するとともに、第二弁５１及び第三弁５２により供給チューブ２６及び回収チューブ２５を遮断する。さらに、生理食塩水が貯留タンク３２へ向けて流れる方向に第一ポンプ４１を駆動する。これにより、前記バッグ内の生理食塩水が充填用チューブ２７及び供給チューブ２６を通って貯留タンク３２に導かれる。
　次いで、前記水位センサ４４により貯留タンク３２内の生理食塩水の水位が予め設定された満水時の水位か否かが判定され（ステップＳ３）、満水時の水位ではないと判定されると前記ステップＳ２を繰り返す。
　一方、ステップＳ３において貯留タンク３２内の生理食塩水の水位が満水時の水位であると判定されると、ステップＳ４において貯留タンク３２内の生理食塩水の冷却が開始される。つまり、図１６に示すように、前記第一弁５０及び第二弁５１により充填用チューブ２７及び供給チューブ２６を遮断する一方、第三弁５２によりバイパスチューブ２８を開放する。さらに、この状態で、生理食塩水が貯留タンク３２から吸引される方向に第一ポンプ４１を駆動するとともに冷却部材４３（図８参照）に対して電圧を印加する。
　次いで、温度・圧力センサ２９により検出された生理食塩水の温度が目標温度であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、目標温度ではないと判定されると、冷却部材４３の温度制御を行う（ステップＳ６）。具体的に、ステップＳ６では、目標温度よりも生理食塩水の温度が高い場合には冷却部材４３に印加する電圧を高くして当該冷却部材４３の冷却能力を上げる一方、目標温度よりも生理食塩水の温度が低い場合には冷却部材４３に印加する電圧を低くして当該冷却部材４３の冷却能力を下げる。
　一方、ステップＳ６において目標温度であると判定されると、図９のメインルーチンに戻り、図１１に示す冷却処理Ｔが実行されることになる。
　この冷却処理Ｔの実行に先立ち、医療従事者は、図１の脳冷却用具１の導入側コネクタ６を図５の流体封入部２２の導入側接続部２６ａに接続するとともに、図１の脳冷却用具１の導出側コネクタ１１を図５の流体封入部２２の導出側接続部２５ａに接続する。なお、これらの接続は、脳冷却用具１と流体封入部２２との間に所定の延長チューブを介して行ってもよい。
　図１１を参照して、冷却処理Ｔでは、まず、医療従事者が操作部４７に表示された冷却開始ボタンを操作したか否かを判定する（ステップＴ１）。ここで、冷却開始ボタンを操作していないと判定されると、繰返しステップＳ４を実行する。
　一方、ステップＴ１において冷却開始ボタンが操作されたと判定されると、ステップＴ２において脳冷却用具１への生理食塩水の充填が開始される。つまり、図１７に示すように、第一弁５０及び第三弁５２により充填用チューブ２７及びバイパスチューブ２８を遮断するとともに、第二弁５１により供給チューブ２６を開放する。さらに、生理食塩水を貯留タンク３２から吸引する方向に第一ポンプ４１を駆動するとともに、貯留タンク３２側への流れが生じるように第二ポンプ４２を駆動する。これにより、貯留タンク３２内の生理食塩水は、供給チューブ２６を介して脳冷却用具１に供給されるとともに、この脳冷却用具１内に入り切らない生理食塩水は、回収チューブ２５を介して貯留タンク３２に回収される。
　次いで、脳冷却用具１の圧力センサ１０により検出された圧力に基いて、脳冷却用具１内に生理食塩水が充填されたか否かが判定される（ステップＴ３）。この判定について図１４を参照して説明する。図１４は、冷却準備処理Ｓ及び冷却処理Ｔにおける各ポンプの回転数と圧力センサ１０により検出される圧力との推移を示すグラフである。図１４中、実線が第一ポンプ４１の回転数であり、破線が第二ポンプ４２の回転数であり、一点鎖線が圧力センサ１０により検出された圧力である。図１４の時間ｔ１に示すように、脳冷却用具１内の空気が生理食塩水に置換されると、圧力センサ１０の検出圧が１ｋＰａ程度低下することが実験上確認されている。そこで、ステップＴ２では、圧力センサ１０の検出圧の低下の有無によって脳冷却用具１内に生理食塩水が充填された否かを判定する。このステップＴ２で充填されていないと判定されると、前記ステップＴ２を繰返し実行する。
　一方、ステップＴ２で脳冷却用具１内に生理食塩水が充填されたと判定されると、ステップＴ４において前記生理食塩水入りのバッグから貯留タンク３２へ生理食塩水の補充が行われる。つまり、上述した図１５に示すように、第一弁５０を開の状態、第二弁５１及び第三弁５２を閉の状態とし、貯留タンク３２側への流れが生じる方向に第一ポンプ４１を駆動する。これにより、前記バッグから貯留タンク３２へ生理食塩水が導かれる。
　次いで、貯留タンク３２内の生理食塩水の水位が満水時の水位であるか否かを判定する（ステップＴ５）。ここで、満水時の水位ではないと判定されると前記ステップＴ４を繰返し実行する。
　一方、ステップＴ５において満水時の水位であると判定されると、図１７に示すように、貯留タンク３２と脳冷却用具１との間で生理食塩水の循環を開始する（ステップＴ６）。具体的に、ステップＴ６では、第一弁５０及び第三弁５２により充填用チューブ２７及びバイパスチューブ２８を遮断するとともに、第二弁５１により供給チューブ２６を開放する。この状態で、貯留タンク３２から生理食塩水を吸引する方向に第一ポンプ４１を駆動するとともに、貯留タンク３２に生理食塩水を回収する方向に第二ポンプ４２を駆動する。
　次いで、圧力センサ１０により検出された脳冷却用具１内の生理食塩水の圧力が予め設定された目標圧力（例えば、５ｋＰａ）であるか否かを判定する（ステップＴ７）。ここで、圧力センサ１０により検出された圧力が目標圧力ではないと判定されると、圧力制御処理Ｔ１０が実行される。なお、目標圧力とは、特定の数値であってもよいが、所定の範囲として設定されていてもよい。図１２は、図１１の圧力制御処理Ｔ１０の内容を示すフローチャートである。
　図１２を参照して、圧力制御処理Ｔ１０が開始されると、まず、圧力センサ１０による検出圧力が予め設定された目標圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＴ１１）。ここで、圧力センサ１０による検出圧が目標圧力よりも大きい場合には、第二ポンプ４２の回転数を上げる（ステップＴ１２）。一方、圧力センサ１０による検出圧が目標圧力よりも小さい場合には、第二ポンプ４２の回転数を下げる（ステップＴ１３）。つまり、本実施形態の冷却処理では、図１４に示すように、第一ポンプ４１の回転数を略一定に維持したまま、圧力センサ１０による検出圧が目標圧力を超えることに応じて第二ポンプ４２の回転数を上げ、圧力センサ１０による検出圧が目標圧力を下回ることに応じて第二ポンプ４２の回転数を下げる。なお、本実施形態では、第一ポンプ４１の回転数を略一定としているが、これに限定されることはなく、第二ポンプ４２に加えて第一ポンプ４１の回転する制御するようにしてもよい。ただし、第一ポンプ４１の回転数により脳冷却用具１に対する生理食塩水の流量が定まるため、流量の均一化を図ることを要する場合には第一ポンプ４１の回転数を固定することが好ましい。
　再び図１１を参照して、前記ステップＴ７において圧力センサ１０による検出圧が目標圧力であると判定されると、温度・圧力センサ２９により検出された生理食塩水の温度が予め設定された目標温度であるか否かが判定される（ステップＴ８）。
　ここで、生理食塩水の温度が目標温度ではないと判定されると、上述したステップＳ６と同様に、冷却部材４３の温度制御を行い、前記ステップＴ６を繰返し実行する。一方、ステップＴ８において生理食塩水の温度が目標温度であると判定されると、図９に示す処理に戻り、冷却水回収処理Ｕが実行される。図１３は、図９の冷却水回収処理を示すフローチャートである。
　図１３を参照して、冷却水回収処理Ｕでは、まず、医療従事者が操作部４７に表示された冷却水回収ボタンを操作したか否かを判定する（ステップＵ１）。ここで、冷却水回収ボタンが操作されていないと判定されると繰返しステップＴ６を実行する。
　一方、ステップＵ１において操作ボタンが操作されたと判定されると、ステップＵ２において貯留タンク３２内の生理食塩水を回収する。具体的には、図１８に示すように、第二弁５１及び第三弁５２により供給チューブ２６及びバイパスチューブ２８を遮断するとともに、第一弁５０により充填用チューブ２７を開放する。さらに、貯留タンク３２から生理食塩水を吸引する方向に第一ポンプ４１を駆動する。これにより、貯留タンク３２内の生理食塩水は、供給チューブ２６及び充填用チューブ２７を通じてこの充填用チューブ２７に接続されたバッグ内に回収される。
　次いで、貯留タンク３２内の生理食塩水が全て回収されたか否かが判定され（ステップＵ３）、回収されていないと判定されると前記ステップＵ２を繰返し実行する。なお、貯留タンク３２内の生理食塩水が全て回収されたか否かは、温度・圧力センサ２９による検出圧力の変動に基き判定することができる。
　一方、前記ステップＵ３において貯留タンク３２内の全ての生理食塩水が回収されたと判定されると、ステップＵ４において脳冷却用具１内に残された生理食塩水を貯留タンク３２に回収する。具体的に、図１９に示すように、第一弁５０及び第三弁５２により充填用チューブ２７及びバイパスチューブ２８を遮断するとともに、第二弁５１により供給チューブ２６を開放する。この状態で、貯留タンク３２へ向けた流れが生じる方向に第一ポンプ４１を駆動するとともに、貯留タンク３２から吸引する方向に第二ポンプ４２を駆動する。これにより、脳冷却用具１内の生理食塩水は、供給チューブ２６を介して貯留タンク３２に回収されるとともに、貯留タンク３２内の空気が回収チューブ２５を介して脳冷却用具１内に導かれる。
　そして、ステップＵ５により予め設定された規定時間が経過するまで前記ステップＵ４を実行した後、上述したステップＵ２及びＵ３と同様に、貯留タンク３２内の生理食塩水が全て回収されるまで、貯留タンク３２内の生理食塩水をバッグに回収し（ステップＵ６及びＵ７）、当該処理を終了する。
　以上説明したように、前記実施形態によれば、脳冷却用具１のカフ４内の圧力が目標圧力となるように第二ポンプ４２の回転数が調整される。そのため、カフ４内の生理食塩水の圧力を目標圧力付近で保持しつつ当該生理食塩水をカフ４と貯留タンク３２との間で循環させることができる。
　さらに、前記実施形態では、生理食塩水の循環時においてカフ４から生理食塩水を吸引する方向に駆動する第二ポンプ４２の駆動速度を調整することとしている。そのため、カフ４内の生理食塩水の圧力が必要以上に高くなった場合に、カフ４やこれが密着する食道の壁部等に与える負担を小さくしつつ上述した圧力保持を図ることができる。具体的に、例えば、カフ４内の生理食塩水の圧力を低下させるために第一ポンプ４１の回転数を低くすることのみを行った場合、第二ポンプ４２の駆動速度が維持されることによりカフ４から導出される生理食塩水の流量が維持されるため、カフ４内の生理食塩水の圧力は徐々に低下するに止まる。これに対し、前記実施形態では、少なくとも第二ポンプ４２の駆動速度を高くすることができるため、カフ４内の流体を積極的に導出させることにより、カフ４内の生理食塩水の圧力を迅速に低下させることができる。
　前記実施形態では、圧力センサ１０が脳冷却用具１側に設けられている。これにより、脳冷却装置２０側に圧力センサを設ける場合よりも圧力センサとカフ４との距離を近づけることができる。そのため、カフ４内の生理食塩水の圧力をより正確に検出することができる結果、この検出結果に基いて少なくとも第二ポンプ４２の回転数を調整することにより、カフ４内の生理食塩水の圧力を高い精度で目標圧力に近づけることができる。ただし、脳冷却用具１に近い位置（例えば、図５の導出側接続部２５ａ付近）に圧力センサを設けることによっても、カフ４内の生理食塩水の圧力をある程度正確に検出することができる。そのため、圧力センサを脳冷却装置２０側に設けた構成とすることも可能である。
　なお、前記実施形態では、圧力センサ１０の検出圧に基いて第二ポンプ４２の回転数を制御する。しかし、圧力センサ７の検出圧に基いて第二ポンプ４２の回転数を制御することもできる。
　前記実施形態では、第一ポンプ４１の回転数を一定としつつ、第二ポンプ４２の回転数を調整する。これにより、第一ポンプ４１と第二ポンプ４２との回転数の差を容易に調整することが可能となる。また、カフ４に対する生理食塩水の流量を規定する第一ポンプ４１の回転数が一定とされているため、カフ４に対する生理食塩水の流量を一定にしつつ、カフ４内の生理食塩水の圧力も略一定に保持することができる。
　以下、図２０～図２３を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。図２０は、本発明の別の実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。図２１は、図２０のチューブ確認処理で実行される処理を示すフローチャートである。図２２及び図２３は、本発明の実施形態に係る装置本体の動作を示す正面図である。なお、上述した構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
　図２０～図２３を参照して、本実施形態では、前記実施形態で実行される処理に加えてチューブ確認処理Ｖが実行される。チューブ確認処理Ｖでは、第一ポンプ４１及び第二ポンプ４２に対して流路部材２３の供給チューブ２６及び回収チューブ２５が確実に装着されているか否かを確認する。
　具体的に、本実施形態の装置本体２１は、図２２に示すように、前記第一～第三弁５０～５２に加えて第四弁５３を備えている。第四弁５３は、前記回収チューブ２５のうち、バイパスチューブ２８の分岐点よりも貯留タンク３２側の部分で当該回収チューブ２５を遮断又は開放するためのものである。この第四弁５３に対応して前記フレーム部材２４には、第四弁５３を通すための弁用孔（図示せず）が設けられている。そして、前記制御装置４８は、第四弁５３の駆動を制御するようになっている。
　図２０を参照して、前記冷却準備処理Ｓにおいて操作ボタンが操作されたと判定されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、チューブ確認処理Ｖが実行される。なお、前記ステップＳ３において満水時の水位ではないと判定されたときは（ステップＳ３でＮＯ）、チューブ確認処理Ｖではなく前記ステップＳ２にリターンする。
　図２１を参照して、チューブ確認処理Ｖが実行されると、まず、図２２に示すように、第一～第四弁５０～５３を閉鎖するとともに第一ポンプ４１をタンク吸引側に駆動する（ステップＶ１）。つまり、このステップＶ１では、供給チューブ２６内の空気の行き場を無くした状態で第一ポンプ４１を駆動することにより、貯留タンク３２内の空気を供給チューブ２６に送り込む。
　次に、前記第一ポンプ４１の駆動により圧力センサ２９により検出される圧力が所定値まで上昇したか否かを判定する（ステップＶ２）。つまり、このステップＶ２では、第一ポンプ４１を駆動したにもかかわらず供給チューブ２６内の圧力が上がらない状態、すなわち、供給チューブ２６が第一ポンプ４１に正確に装着されていないことに起因して供給チューブ２６内に空気が導入されていない状態が生じているか否かを判定する。
　ステップＶ２において圧力の上昇が検出されない場合（ステップＶ２でＮＯ）には、第一ポンプ４１に対して供給チューブ２６が正確に装着されていないものとしてエラー処理Ｖ５を行った上で、当該エラー処理Ｖ５の応答に従った処理に移行する。エラー処理Ｖ５では、第一～第四弁５０～５３を開放するとともに第一ポンプ４１の駆動を停止する。さらに、エラー処理Ｖ５では、例えば、第一ポンプ４１に対して供給チューブ２６が正確に装着されていないことを操作部４７に表示したり、その旨の報知を行った上で、使用者が確認のための入力操作を行うのを待機することが行われる。
　一方、ステップＶ２において圧力の上昇が検出されると（ステップＶ２でＹＥＳ）、ステップＶ３において回収チューブ２５が第二ポンプ４２に正確に装着されているか否かを確認するための動作を実行する。具体的に、ステップＶ３では、図２３に示すように、第一弁５０、第二弁５１及び第四弁５３を閉鎖するとともに、第三弁５２を開放する。さらに、ステップＶ３では、第一ポンプ４１を停止した上で、第二ポンプ４２を回収側に駆動する。つまり、ステップＶ３では、回収チューブ２５及びバイパスチューブ２８を介して供給チューブ２６に導入された空気の行き場を無くした状態で第二ポンプ４２を駆動することにより、回収チューブ２５を介して導入される空気を供給チューブ２６に送り込む。
　次に、第二ポンプ４２の駆動により圧力センサ２９により検出される圧力が所定値まで上昇したか否かを判定する（ステップＶ４）。つまり、このステップＶ４では、第二ポンプ４２を駆動したにもかかわらず供給チューブ２６内の圧力が上がらない状態が生じているか否かを判定する。すなわち、ステップＶ４では、回収チューブ２５が第二ポンプ４２に正確に装着されていないことに起因して、供給チューブ２６内に空気が導入されない状態が生じているか否かを判定する。
　ステップＶ４において圧力の上昇が検出されない場合（ステップＶ４でＮＯ）には、第二ポンプ４２に対して回収チューブ２５が正確に装着されていないものとして、前記エラー処理Ｖ５を行った上で当該エラー処理Ｖ５の応答に従った処理に移行する。
　一方、ステップＶ４において圧力の上昇が検出されると（ステップＶ４でＹＥＳ）、図２０に示すように前記ステップＳ２にリターンする。
　本実施形態によれば、供給チューブ２６が第一ポンプ４１に対して確実に装着されているか否か、及び、回収チューブ２５が第二ポンプ４２に対して確実に装着されているか否かを確認することができる。そのため、各チューブ２５、２６の装着が不完全なままで処理が進行するのを抑制することができる。
　なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
　上記課題を解決するために本発明は、内部に流体が導入されることにより膨張して生体の口腔から胃に至るまでの領域の少なくとも一部に密着可能な収容部と、この収容部内に体外から流体を導入可能な導入部と、前記収容部内の流体を体外に導出可能な導出部とを有する脳冷却用具の前記収容部との間で流体を給排するための脳冷却装置であって、前記導入部と接続可能な導入側接続部と、前記導出部と接続可能な導出側接続部と、前記流体を貯留する貯留部と、前記貯留部と前記導入側接続部とを連通する供給流路と、前記貯留部と前記導出側接続部とを連通する回収流路と、前記供給流路に設けられ、当該供給流路に沿って流体を流すための第一ポンプと、前記回収流路に設けられ、当該回収流路に沿って流体を流すための第二ポンプと、前記第一ポンプ及び第二ポンプの駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記貯留部から収容部に向けて流体が流れる方向に前記第一ポンプを駆動させるとともに前記収容部から貯留部に向けて流体が流れる方向に前記第二ポンプを駆動させることにより前記貯留部と前記収容部との間で流体を循環させた状態で、前記収容部内の圧力が予め設定された目標圧力となるように、前記両ポンプのうち少なくとも前記第二ポンプの駆動速度を調整する、脳冷却装置を提供する。
　本発明によれば、脳冷却用具の収容部内の圧力が目標圧力となるように少なくとも第二ポンプの駆動速度が調整される。そのため、収容部内の流体の圧力を目標圧力付近で保持しつつ当該流体を収容部と貯留部との間で循環することができる。
　さらに、本発明では、流体の循環時において収容部から流体を吸引する方向に駆動する第二ポンプの駆動速度を調整する。そのため、収容部内の流体の圧力が必要以上に高くなった場合に、収容部やこれが密着する食道の壁部等に与える負担を小さくしつつ上述した圧力保持を図ることができる。具体的に、例えば、収容部内の流体の圧力を低下させるために第一ポンプの駆動速度を低くすることのみを行った場合、第二ポンプの駆動速度が維持されることにより収容部から導出される流体の流量も維持される。そのため、収容部内の流体の圧力は徐々に低下するにとどまる。これに対し、本発明では、少なくとも第二ポンプの駆動速度を高くすることができる。そのため、収容部内の流体を積極的に導出させることにより、収容部内の流体の圧力を迅速に低下させることができる。
　したがって、本発明によれば、脳冷却用具の収容部内の流体の圧力を適切に保持しながら、当該収容部との間で流体を循環させることができる。
　前記脳冷却装置において、前記脳冷却用具内の流体の圧力を検出可能な検出部が当該脳冷却用具に設けられており、前記制御部は、前記検出部により検出された収容部内の圧力に基いて、当該収容部内の圧力が前記目標圧力となるように前記両ポンプのうち少なくとも第二ポンプの駆動速度を調整することが好ましい。
　この態様では、脳冷却用具に検出部が設けられている。そのため、脳冷却装置側に設ける場合よりも検出部の配設位置を収容部に近づけることができる。したがって、前記態様では、収容部内の流体の圧力をより正確に検出することができ、この検出結果に基いて少なくとも第二ポンプの駆動速度を調整することにより、収容部内の流体の圧力を高い精度で目標圧力に近づけることができる。
　前記脳冷却装置において、前記制御部は、前記貯留部と前記収容部との間で流体が循環している状態において、前記第一ポンプの駆動速度を一定にし、かつ、前記収容部内の圧力が前記目標圧力となるように前記第二ポンプの駆動速度を調整することが好ましい。
　この態様では、第一ポンプの駆動速度を一定にしている。そのため、第二ポンプの駆動速度を調整することにより第一ポンプと第二ポンプとの相対的な速度差を設定する制御を容易に行うことができる。また、前記収容部に供給される流体の流量は、第一ポンプの駆動速度により規定される。そのため、前記態様のように第一ポンプの駆動速度を一定にしつつ第二ポンプの駆動速度を調整することにより、収容部に対する流体の流量を一定に保持しながら、上述した圧力制御が可能となる。
　前記脳冷却装置において、前記貯留部内の流体を冷却するための冷却部をさらに備え、前記制御部は、前記貯留部内の流体の温度が予め設定された目標温度となるように、前記冷却部の冷却能力を調整することが好ましい。
　この態様では、冷却部によって当該貯留部内の流体を冷却することができる。そのため、上述のように流体を圧力制御しながら循環させるための循環系統の中で当該流体を冷却することができるとともに、このように冷却された流体を収容部に供給することにより脳を効果的に冷却することが可能となる。
　前記脳冷却装置において、前記第一ポンプを挟んで前記貯留部と反対側の位置となる前記供給流路の途中部と、前記第二ポンプと前記貯留部との間の位置となる前記回収流路の途中部とを連通させるバイパス流路と、このバイパス流路よりも前記導入側接続部側となる位置で前記供給流路を遮断可能な弁とをさらに備え、前記第二ポンプは、その停止状態で前記回収流路を遮断し、前記制御部は、前記流体の循環を開始する前の段階において、前記弁により供給流路を遮断し、前記第二ポンプを停止し、前記第一ポンプを駆動させることにより、貯留部内の流体を回収流路、バイパス流路及び供給流路を通して貯留部内に戻すことが好ましい。
　この態様では、弁により供給流路を遮断するとともに第二ポンプにより回収流路を遮断した状態で第一ポンプを駆動させることにより、バイパス流路を介して貯留部内の流体を循環させる（攪拌する）ことができる。そのため、前記冷却部による流体の冷却を促進することができる。
　前記脳冷却装置において、前記流体が液体であり、前記供給流路は、前記貯留部内の液体の水位よりも下となる位置で当該貯留部に接続されているとともに、前記回収流路は、前記貯留部内の液体の水位よりも上となる位置で当該貯留部に接続され、前記制御部は、前記液体の循環が終了した後の段階において、前記回収流路内の液体が前記収容部側に流れる方向に前記第二ポンプを駆動させるとともに、前記供給流路内の液体が前記貯留部側に流れる方向に前記第一ポンプを駆動させることが好ましい。
　この態様では、貯留部内の気体を供給流路を介して脳冷却用具内に導くとともに当該冷却用具内の流体を貯留部内に導くことができる。そのため、脳冷却用具の使用後に、当該冷却用具内の液体を貯留部内に回収することができる。
　また、本発明は、前記脳冷却装置に接続して使用される脳冷却用具であって、生体に経口又は経鼻挿入された状態で内部に流体が導入されることにより膨張して生体の口腔から胃に至るまでの少なくとも一部に密着可能な収容部と、この収容部内に体外から流体を導入可能で、かつ、前記脳冷却装置の導入側接続部に接続可能な導入部と、前記収容部内の流体を体外に導出可能で、かつ、前記脳冷却装置の導出側接続部に接続可能な導出部と、前記導入部又は導出部内の流体の圧力を検出可能で、かつ、前記脳冷却装置の制御部に検出結果を出力可能な検出部とを備えている、脳冷却用具を提供する。
　本発明に係る脳冷却用具によれば、その導入部及び導出部が導入側接続部及び導出側接続部に接続可能で、かつ、検出部による検出結果を脳冷却装置の制御部に出力可能である。そのため、本発明に係る脳冷却用具は、収容部内の流体の圧力を適切に保持することができる前記脳冷却装置に好適に使用することができる。
　本発明によれば、脳冷却用具の収容部内の流体の圧力を適切に保持しながら、当該収容部との間で流体を循環させることができる脳冷却装置及びこれに適した脳冷却用具を提供することができる。
　Ｅ１　　口腔から胃に至るまでの領域
　１　　脳冷却用具
　２　　導入部
　３　　導出部
　４　　カフ
　１０　　圧力センサ（検出部）
　２０　　脳冷却装置
　２５　　回収チューブ（回収流路）
　２５ａ　　導出側接続部
　２６　　供給チューブ（供給流路）
　２６ａ　　導入側接続部
　２７　　充填用チューブ（充填流路）
　２８　　バイパスチューブ（バイパス流路）
　３２　　貯留タンク（貯留部）
　４１　　第一ポンプ
　４２　　第二ポンプ
　４３　　冷却部材
　４４　　水位センサ
　４８　　制御装置（制御部）
　５１　　第二弁（弁）

Claims (7)

  1. 　内部に流体が導入されることにより膨張して生体の口腔から胃に至るまでの領域の少なくとも一部に密着可能な収容部と、この収容部内に体外から流体を導入可能な導入部と、前記収容部内の流体を体外に導出可能な導出部とを有する脳冷却用具の前記収容部との間で流体を給排するための脳冷却装置であって、
    　前記導入部と接続可能な導入側接続部と、
    　前記導出部と接続可能な導出側接続部と、
    　前記流体を貯留する貯留部と、
    　前記貯留部と前記導入側接続部とを連通する供給流路と、
    　前記貯留部と前記導出側接続部とを連通する回収流路と、
    　前記供給流路に設けられ、当該供給流路に沿って流体を流すための第一ポンプと、
    　前記回収流路に設けられ、当該回収流路に沿って流体を流すための第二ポンプと、
    　前記第一ポンプ及び第二ポンプの駆動を制御する制御部とを備え、
    　前記制御部は、前記貯留部から収容部に向けて流体が流れる方向に前記第一ポンプを駆動させるとともに前記収容部から貯留部に向けて流体が流れる方向に前記第二ポンプを駆動させることにより前記貯留部と前記収容部との間で流体を循環させた状態で、前記収容部内の圧力が予め設定された目標圧力となるように、前記両ポンプのうち少なくとも前記第二ポンプの駆動速度を調整する、脳冷却装置。
  2. 　前記脳冷却用具内の流体の圧力を検出可能な検出部が当該脳冷却用具に設けられており、
    　前記制御部は、前記検出部により検出された収容部内の圧力に基いて、当該収容部内の圧力が前記目標圧力となるように前記両ポンプのうち少なくとも第二ポンプの駆動速度を調整する、請求項１に記載の脳冷却装置。
  3. 　前記制御部は、前記貯留部と前記収容部との間で流体が循環している状態において、前記第一ポンプの駆動速度を一定にし、かつ、前記収容部内の圧力が前記目標圧力となるように前記第二ポンプの駆動速度を調整する、請求項１又は２に記載の脳冷却装置。
  4. 　前記貯留部内の流体を冷却するための冷却部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記貯留部内の流体の温度が予め設定された目標温度となるように、前記冷却部の冷却能力を調整する、請求項１～３の何れか１項に記載の脳冷却装置。
  5. 　前記第一ポンプを挟んで前記貯留部と反対側の位置となる前記供給流路の途中部と、前記第二ポンプと前記貯留部との間の位置となる前記回収流路の途中部とを連通させるバイパス流路と、
    　このバイパス流路よりも前記導入側接続部側となる位置で前記供給流路を遮断可能な弁とをさらに備え、
    　前記第二ポンプは、その停止状態で前記回収流路を遮断し、
    　前記制御部は、前記流体の循環を開始する前の段階において、前記弁により供給流路を遮断し、前記第二ポンプを停止し、前記第一ポンプを駆動させることにより、貯留部内の流体を回収流路、バイパス流路及び供給流路を通して貯留部内に戻す、請求項４に記載の脳冷却装置。
  6. 　前記流体が液体であり、
    　前記供給流路は、前記貯留部内の液体の水位よりも下となる位置で当該貯留部に接続されているとともに、前記回収流路は、前記貯留部内の液体の水位よりも上となる位置で当該貯留部に接続され、
    　前記制御部は、前記液体の循環が終了した後の段階において、前記回収流路内の液体が前記収容部側に流れる方向に前記第二ポンプを駆動させるとともに、前記供給流路内の液体が前記貯留部側に流れる方向に前記第一ポンプを駆動させる、請求項１～５の何れか１項に記載の脳冷却装置。
  7. 　請求項１～６の何れか１項に記載の脳冷却装置に接続して使用される脳冷却用具であって、
    　生体に経口又は経鼻挿入された状態で内部に流体が導入されることにより膨張して生体の口腔から胃に至るまでの少なくとも一部に密着可能な収容部と、
    　この収容部内に体外から流体を導入可能で、かつ、前記脳冷却装置の導入側接続部に接続可能な導入部と、
    　前記収容部内の流体を体外に導出可能で、かつ、前記脳冷却装置の導出側接続部に接続可能な導出部と、
    　前記導入部又は導出部内の流体の圧力を検出可能で、かつ、前記脳冷却装置の制御部に検出結果を出力可能な検出部とを備えている、脳冷却用具。
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