TWI666032B

TWI666032B - 用於體外支撐之系統及方法

Info

Publication number: TWI666032B
Application number: TW104117675A
Authority: TW
Inventors: 約翰Ｒ吉伯特; 王植賢; 陳益祥
Original assignee: 香港商亞太醫療科技開發有限公司
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2019-07-21
Also published as: TW201642915A

Abstract

例示性系統、設備及方法使用一局部灌注體外迴路(LPEC)以用於灌注一身體之一局部目標區域，其中一全身灌注體外迴路(SPEC)使用至該身體之一周邊放置環路而經耦合至脈管系統之核心區域，且一控制程序導致該身體之該局部目標區域處於不同於該身體之該核心之溫度之溫度值之一規定型樣。

Description

用於體外支撐之系統及方法

儘管低溫(低核心體溫)在許多情況中可為有害的，但已發現提供一些治療性優勢。因此，其可有意地誘發為治療性低溫。舉例而言，心肌梗塞及心臟外科手術之設定中之心跳停止週期可產生腦損害或其他神經損害。在醫學界中，低溫被視為心血管外科手術期間之一公認神經保護劑。一病人在心血管外科手術期間可經維持在誘發型低溫之一狀態中。低溫有時亦誘發為神經外科手術期間之一神經保護劑。治療性低溫可有益地用於防止或減小來自缺血性損傷及其他損傷之組織損害之效應。舉例而言，伴隨缺血性損傷之組織損害可開始於缺血開始時且在血液流動恢復之後繼續貫穿再灌注階段。臨床前及臨床研究兩者支持再灌注階段可持續幾小時至幾天且治療性低溫可有益地用於阻止該階段中之許多損傷的觀察。

在心跳停止(一全心缺血)之情況中，治療性低溫被視為用於神經保護目的之護理標準。在標準協定下，可藉由在循環返回之後將核心體溫降低至32℃至35℃之間達約12小時至約24小時而實行整個身體低溫。然而，整個身體低溫呈現數個難題。降低一病人之全身溫度不僅花費大量時間，亦可使病人經受低溫之有害副作用，包含心律不整、凝結問題、對感染之增大敏感性及諸如顯著顫抖之不適問題。補償此等副作用亦可需具有其自身風險或不利副作用之藥理機制。

本發明提供允許一操作者以一受控制及延長方式將一個所要溫度帶施加至身體核心且將另一溫度帶施加至該身體之一局部目標區域之例示性系統、設備及方法。本發明之此技術可應用至已遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之病人。

例示性系統、方法及設備經提供以用於針對遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一病人建立及控制用於一治療程序之至少部分之一身體之至少部分之兩個不同溫度區。一例示性方法包含使用一周邊放置環路將一全身灌注體外迴路(SPEC)耦合至該身體，且將一局部灌注體外迴路(LPEC)耦合至在脈管系統內流動至該身體之一局部目標區域之血液。SPEC包含與在該脈管系統內流動之血液接觸之一SPEC輸入流動埠及一SPEC輸出流動埠、一SPEC泵及一SPEC熱交換器。LPEC包含與在該脈管系統內流動之血液接觸之一LPEC輸入流動埠及一LPEC輸出流動埠(其中LPEC輸入流動埠經安置以灌注該身體之該局部目標區域)、一LPEC泵及一LPEC熱交換器。例示性方法包含定位至少一個SPEC感測器以量測藉由該SPEC灌注之該身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度，定位至少一個LPEC感測器以量測藉由該LPEC灌注之該局部目標區域之該溫度，實行至少一最小操作序列之操作步驟，且實施一控制程序以記錄該至少一個LPEC感測器及至少一個SPEC感測器之量測且分別獨立控制一血液流動速率及該SPEC及該LPEC之一熱交換器溫度。該控制程序導致該SPEC控制藉由該SPEC注射之該血液之該溫度以調整藉由該等SPEC溫度感測器報告之該溫度量測以保持於一目標核心體溫範圍內，且導致該LPEC控制注射至該目標區域之該血液之該溫度，使得該一或多個LPEC溫度感測器根據目標區域溫度值之一規定型樣報告一溫度量測。

在任何實例中，該局部目標區域係腦。

該SPEC可包含一血液氧合器。

在一實例中，該最小操作序列可包含用於該SPEC之操作之一第一時間間隔，其中該第一時間間隔之一SPEC目標設定係在約32℃與約37℃之間的一目標核心體溫範圍中之一SPEC溫度感測器量測。該最小操作序列可進一步包含在該第一時間間隔隨後的用於該LPEC之操作之一第二時間間隔，其中該第二時間間隔之一LPEC目標設定係在約10℃與約32℃之間的一局部目標溫度範圍中之一LPEC溫度感測器量測。該第二時間間隔之該SPEC目標設定可為在一目標核心體溫範圍中之一SPEC溫度感測器量測以在正常體溫或約35℃與約37℃之間管理該核心。在一實例中，目標區域溫度值之該規定型樣包含冷卻之至少一個時間間隔以減小該目標區域溫度值，其後接著升溫之至少一個時間間隔以增大該目標區域溫度值。目標區域溫度值之該規定型樣可包含至少一第二時間間隔，其中該目標區域溫度值在約10℃與約30℃之間。

根據本文中之原理之例示性系統、方法及設備亦提供支援。一例示性系統包含用於灌注一身體之一局部目標區域之一LPEC、一SPEC及經程式化以執行一控制程序之一控制系統。該LPEC包含一LPEC輸入流動埠、一LPEC輸出流動埠(其中該LPEC輸入流動埠及該LPEC輸出流動埠與在該脈管系統內流動至該身體之該局部目標區域之血液接觸)、一LPEC泵及一LPEC熱交換器(其用於控制返回至該身體之該局部目標區域以用於該局部灌注之該血液之該溫度)。該SPEC包含一SPEC輸入流動埠、一SPEC輸出流動埠(其中該SPEC輸入流動埠及該SPEC輸出流動埠經由一周邊放置環路與在該脈管系統內流動之血液接觸)及一SPEC泵。該系統進一步包含：一或多個SPEC溫度感測器，其等耦合至該身體以指示藉由該SPEC灌注之該身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度；及一或多個LPEC溫度感測器，其等耦合至該身體之該局部目標區域以指示該目標區域內之溫度。該控制系統經程式化以執行一控制程序，該控制程序包含導致該SPEC控制藉由該SPEC注射之該血液之該溫度以調整藉由該等SPEC溫度感測器報告之該溫度量測以保持於一目標核心體溫範圍內，且導致該LPEC控制注射至該目標區域之該血液之該溫度，使得該一或多個LPEC溫度感測器根據目標區域溫度值之一規定型樣報告一溫度量測。

在一實例中，目標區域溫度值之該規定型樣可包含一受控制升溫常式、一溫度穩定狀態常式或規定溫度值帶。

在一實例中，目標區域溫度值之該規定型樣規定在約10℃與約32℃之間的一局部目標溫度範圍中之一LPEC溫度感測器量測。

在一實例中，目標區域溫度值之該規定型樣在一局部目標溫度範圍內，該局部目標溫度範圍包含升溫之至少一個時間間隔以增大該目標區域溫度值，其後接著冷卻之至少一個時間間隔以減小該目標區域溫度值。

在一實例中，該控制系統經程式化以導致該LPEC自動或基於一手動輸入來控制至該目標區域之該血液之該溫度。

本文中之一例示性系統、方法及設備可包含：一SPEC，其使用一周邊放置環路耦合至該身體；一LPEC，其耦合至導致該腦流動血液之該脈管系統；至少一個SPEC感測器，其等經定位以量測藉由該SPEC灌注之該身體之該平均核心體溫及/或平均系統溫度；至少一個LPEC感測器，其等經定位以量測藉由該LPEC灌注之該腦之該溫度；及一操作控制台。該LPEC包含一LPEC輸入流動埠及一LPEC輸出流動埠，其等定位成與在該脈管系統內流動之血液接觸，其中該輸入埠定位於左側或右側上之總頸動脈或內頸動脈中，以便灌注該腦。該操作控制台包括：一SPEC水冷卻器/加熱器，其驅動該SPEC熱交換器；一LPEC水冷卻器/加熱器，其驅動該LPEC熱交換器；至少一個感測器介面，其等記錄該至少一個SPEC感測器及/或該至少一個LPEC感測器之至少一個量測；及一圖形使用者介面。該圖形使用者介面經組態以顯示使用者指令以用於在適用於至少一最小操作序列之各階段之該LPEC及該SPEC之目標設定下實施至少該最小操作序列之操作步驟。該操作控制台執行用於實施一控制程序之指令以記錄該至少一個LPEC感測器及至少一個SPEC感測器之量測且分別獨立控制一血液流動速率及該SPEC及該LPEC之一熱交換器溫度，使得該控制程序：導致該SPEC控制藉由該SPEC注射之該血液之該溫度以調整藉由該等SPEC溫度感測器報告之該溫度量測以保持於各階段中之該核心身體目標範圍內，且導致該LPEC控制注射至該目標區域之該血液之該溫度，使得該一或多個LPEC溫度感測器報告用於其中操作該LPEC之至少該最小操作序列之各階段之一目標區域溫度範圍內之一溫度量測。

在一實例中，該最小操作序列包含：一階段1，其中一SPEC目標設定係在約32℃與約37℃之間的一目標核心體溫範圍中之一SPEC溫度感測器量測；一及階段2(在階段1隨後)，其中一LPEC目標設定包含其中一LPEC溫度感測器量測在約10℃與約32℃之間的一局部目標溫度範圍中之一時間間隔。

應暸解，前述概念及在下文更詳細論述之額外概念(若此等概念並不相互矛盾)之所有組合預期係本文中揭示之發明標的物之部分。特定言之，出現在本發明之結尾處之所主張標的物之所有組合預期係本文中揭示之發明標的物之部分。亦應暸解，本文中明確採用之亦可出現在以引用的方式併入之任何揭示內容中之術語應符合與本文中揭示之特定概念一致之一涵義。

100‧‧‧體外迴路

100’‧‧‧體外迴路

102‧‧‧輸入流動埠

104‧‧‧輸出流動埠

106‧‧‧泵

108‧‧‧熱交換器

200‧‧‧體外迴路

200’‧‧‧體外迴路

206‧‧‧泵

208‧‧‧熱交換器

210‧‧‧注射器部件

300‧‧‧體外迴路/計算裝置

306‧‧‧泵

310‧‧‧注射器部件

312‧‧‧血管注射點

314‧‧‧血液

400‧‧‧體外迴路

406‧‧‧泵

408‧‧‧熱交換器

410‧‧‧注射器部件

416‧‧‧泵驅動

417‧‧‧泵控制台

418‧‧‧溫度控制器

500‧‧‧系統

501‧‧‧局部灌注體外迴路(LPEC)

502‧‧‧LPEC輸入流動埠

504‧‧‧LPEC輸出流動埠

506‧‧‧LPEC泵

508‧‧‧LPEC熱交換器

511‧‧‧導管

551‧‧‧全身灌注體外迴路(SPEC)

552‧‧‧SPEC輸入流動埠

554‧‧‧SPEC輸出流動埠

556‧‧‧SPEC泵

560‧‧‧SPEC溫度感測器

565‧‧‧LPEC溫度感測器

570‧‧‧控制系統

600‧‧‧系統

601‧‧‧局部灌注體外迴路(LPEC)

602‧‧‧LPEC輸入流動埠

604‧‧‧LPEC輸出流動埠

606‧‧‧LPEC泵

608‧‧‧LPEC熱交換器

611‧‧‧導管

616‧‧‧LPEC泵驅動

617‧‧‧LPEC泵控制台

618‧‧‧溫度控制器

651‧‧‧全身灌注體外迴路(SPEC)

652‧‧‧SPEC輸入流動埠

654‧‧‧SPEC輸出流動埠

656‧‧‧SPEC泵

658‧‧‧SPEC熱交換器

660‧‧‧SPEC溫度感測器

665‧‧‧LPEC溫度感測器

667‧‧‧泵驅動

668‧‧‧溫度控制器

669‧‧‧泵控制台

670‧‧‧控制系統

702‧‧‧方塊

704‧‧‧方塊

706‧‧‧方塊

708‧‧‧方塊

710‧‧‧方塊

712‧‧‧方塊

752‧‧‧方塊

754‧‧‧方塊

756‧‧‧方塊

758‧‧‧方塊

760‧‧‧方塊

802‧‧‧條

804‧‧‧條

806‧‧‧條

808‧‧‧條

810‧‧‧條

900‧‧‧設備

902‧‧‧通信介面

904‧‧‧記憶體

906‧‧‧處理單元

908‧‧‧處理器可執行之指令

910‧‧‧分析器

912‧‧‧資料

914‧‧‧控制器

1000‧‧‧網路環境

1001‧‧‧通信網路

1003‧‧‧電子裝置

1005‧‧‧伺服器

1006‧‧‧伺服器

1009‧‧‧資料庫

1100‧‧‧設備

1102‧‧‧顯示器

1103‧‧‧介面

1104‧‧‧SPEC冷卻器/升溫器

1105‧‧‧LPEC冷卻器/升溫器

1106‧‧‧SPEC感測器

1108‧‧‧LPEC感測器

1110‧‧‧LPEC感測器

1112‧‧‧LPEC血液泵

1200‧‧‧計算裝置

1202‧‧‧處理器

1202’‧‧‧處理器

1204‧‧‧核心

1204’‧‧‧核心

1206‧‧‧記憶體

1208‧‧‧多點觸控介面/鍵盤

1210‧‧‧定點裝置

1212‧‧‧網路介面

1214‧‧‧虛擬機器

1216‧‧‧操作系統

1218‧‧‧視覺顯示裝置

1222‧‧‧網路裝置

1224‧‧‧儲存裝置

1226‧‧‧資料庫

1229‧‧‧使用者介面

1231‧‧‧分析器

1233‧‧‧控制器信號產生器

一般技術者將理解，圖式主要出於闡釋性目的且不旨在限制本文中描述之發明標的物之範疇。圖式不必按比例；在一些例項中，本文中揭示之發明標的物之各種態樣可展示為在圖式中誇大或放大以促進不同特徵之一理解。在圖式中，相同元件符號大體上係指相同特徵(例如，功能上類似及/或結構上類似之元件)。

圖1A至圖1B展示根據本發明之原理之例示性體外迴路。

圖2A至圖2B展示根據本發明之原理之例示性體外迴路。

圖3A至圖3B展示根據本發明之原理之例示性體外迴路。

圖4展示根據本發明之原理之一例示性體外迴路。

圖5展示根據本發明之原理之包含雙體外迴路之一例示性系統。

圖6展示根據本發明之原理之包含雙體外迴路之一例示性系統。

圖7A至圖7B展示根據本發明之原理之例示性方法之流程圖。

圖8展示根據本發明之原理之一例示性程序及一溫度剖面。

圖9展示根據本發明之原理之一例示性設備。

圖10展示根據本發明之原理之一例示性網路環境之一圖。

圖11展示根據本發明之原理之用於實施用於最小操作序列之一例示性控制程序之一例示性控制系統設備。

圖12展示根據本發明之原理之一例示性計算裝置之一方塊圖。

下文係關於用於控制遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一身體之至少一部分之溫度之發明方法、設備及系統之各種概念及其等之實施例之更詳細描述。應暸解，上文介紹且下文更詳細論述之各種概念可以數個方式之任一者實施，此係由於所揭示概念不限於任何特定實施方式。主要出於闡釋性目的提供特定實施方案及申請案之實例。

如本文中使用，術語「包含(includes)」意謂包含但不限於，術語「包含(including)」意謂包含但不限於。術語「基於」意謂至少部分基於。

關於與本文中之原理之各種實例相關之本文中描述之表面，對「頂」表面及「底」表面之任何參考主要用於指示各種元件/組件相對於基板及彼此之相對位置、對準及/或定向，且此等術語不必指示任何特定參考坐標系(例如，一重力參考坐標系)。因此，對一表面或層之一「底部」之參考不必要求面向一地表面之所指示表面或層。類似地，諸如「在......上方」、「在......下方」、「在......之上」、「在......之下」之術語及類似物不必指示任何特定參考坐標系(諸如一重力參考坐標系)，而係主要用於指示各種元件/組件相對於表面及彼此之相對位置、對準及/或定向。

術語「安置於......上」及「安置於......上方」涵蓋「嵌入......中」之涵義，包含「部分嵌入......中」。另外，對「安置於特徵B上」、「安置於特徵B之間」或「安置於特徵B上方」之特徵A之參考涵蓋其中特徵A與特徵B接觸之實例以及其中其他層及/或其他組件定位於特徵A與特徵B之間的實例。

體外膜氧合(ECMO)(亦稱為體外維生)已被用作在重症監護醫學中(例如，在心臟及呼吸衰竭之情況中)廣泛使用之介入技術。ECMO已用於將心臟及呼吸支撐提供至心及肺僅可提供過低而無法維持生命之不充足換氣量之個體。ECMO藉由在身體之一位置處採集來自脈管系統之血液且可在一些修改或處理之後將血液返回至另一位置而作用。舉例而言，ECMO可用於移除來自身體之脈管系統之血液，人工移除二氧化碳，且氧合紅血球。在美國專利第3,881,483號中描述體外支撐迴路之一早期形式，該案以引用的方式併入本文中。美國7,704,220及美國專利第7,789,846號(該等案以引用的方式併入本文中)展示其他例示性體外支撐系統。美國專利第6,508,777號揭示環路，其等之各者將動脈子系統耦合至靜脈子系統。美國專利第6,508,777號要求使用螢光透視檢查或超音波進行主動脈導管放置。

根據本文中之原理之例示性系統、方法及設備提供病人血液及身體之局部目標區域處之組織溫度之改良控制。同時，本文中之例示性系統、方法及設備支撐具有循環中之全身或局部化損傷之病人中之血液流動。根據本文中之原理之例示性系統及方法使用兩個或兩個以上體外環路以提供身體中之熱目標之雙重控制。兩個或兩個以上體外迴路環路可耦合至身體之脈管系統之不同部分以在身體之一局部目標區域處而非身體之其他區域處維持一不同溫度。

體外環路皆涉及從至脈管系統之一個連接點採集血液且在脈管系統之另一位置處返回血液。在多數情況中，吾人可將脈管系統分類為具有兩個細分，動脈及靜脈。可藉由採集血液之來源(靜脈或動脈)及返回血液之歸處(靜脈或動脈)之細分而分類體外環路。舉例而言，一個普通型ECMO系統從靜脈側採集血液且將血液返回至動脈側，此經指定為VA ECMO。其他可能體外迴路係AV(從動脈側採集血液且返回至靜脈側)、VV(從靜脈側採集血液且返回至靜脈側)及AA(從動脈側採集血液且返回至動脈側)。在根據本文中之原理之一實例中，從主動脈弧(動脈)採集血液且將血液返回至內頸動脈之一局部環路係一AA迴路。局部環路可為用於灌注一身體之一局部目標區域之一局部灌注體外迴路(LPEC)。LPEC輸入流動埠及LPEC輸出流動埠經調適以定位於第一及第二動脈位置中。根據本文中之系統及方法，全身環路係一周邊放置環路(在下文中更詳細描述)，藉此消除對於一螢光透視檢查或超音波之需求。因此，可在接取至一導管室不可用之一緊急情況中實施本文中之例示性系統及方法。

另外，本文中之例示性系統及方法在建立全身環路與放置局部環路之時間之間提供多達12小時或多達24小時之一延遲。在一實例中，全身環路可放置於一動脈位置與一靜脈位置之間。另外，本文中之例示性系統及方法可提供不同步應用至一病人之全身體外迴路及局部體外迴路。本文中使用之「不同步」之意義係在一第一時間點(t₁) 應用全身環路且在一第二隨後時間點(t₂)應用局部環路。亦可在一第三時間點(t₃)移除局部環路而不中斷全身環路。用於局部環路之***時間可相對於全身環路之***延遲(即，△t=t₂-t₁)約1小時、約6小時、約12小時或約24小時或經判定適合於特定病人及醫療組之其他時間間隔。全身環路在局部環路經移除或關閉之後繼續操作經過之時間間隔可為約1小時、約12小時、約24小時、約48小時或經判定適合於特定病人及醫療組之回應之任何其他時間延遲。在一實例中，全身環路及局部環路兩者約在相同時間移除或關閉，或僅具有幾分鐘延遲或更少。

在一些實例中，系統可包含一控制系統，其經組態以提供在身體之不同區域處之一溫度梯度之自動維持，使得身體之局部目標區域維持在不同於身體之其他區域之一溫度。

使用根據本文中之原理之一例示性系統、方法及設備，身體之一局部區域(諸如但不限於腦)可維持在比身體之其他區域之一較大程度的低溫，且因此，可避免身體之其他部分中之低溫之有害效應。

圖1A展示根據本文中之原理之一體外迴路100之一實例。例示性體外迴路包含一輸入流動埠102、一輸出流動埠104及一泵106。在使用中，輸入流動埠102及輸出流動埠104安置成與在脈管系統內流動至一身體之一區域之血液接觸。泵106用於控制及調變循環通過體外迴路100之血液流動。

圖1B展示根據本文中之原理之另一例示性體外迴路100’，其包含輸入流動埠102、輸出流動埠104、泵106及一熱交換器108(用於控制流動流體之溫度)。在使用中，熱交換器108可用於控制返回至身體之區域之血液之溫度。

圖2A及圖2B展示根據本文中之原理之另一例示性體外迴路200、200’。在圖2A中，例示性體外迴路200包含一注射器部件210以基於循環通過體外迴路200之一血液流動(如使用泵206調變)將血液返回至身體中之一位置。在圖2B中，例示性體外迴路200’包含一注射器部件210(其基於循環通過體外迴路200之一血液流動(如使用泵206調變)將血液返回至身體中之一位置)及一熱交換器208(用於控制流動流體之溫度)。注射器部件210可包含從身體之脈管系統採集血液至外部迴路中之一輸出流動埠及將經處理血液返回至身體之脈管系統之一輸入流動埠兩者。在一非限制性實例中，注射器部件210可為包含從身體之脈管系統採集血液至外部迴路中之一輸出流動埠及將經處理血液返回至脈管系統之一輸入流動埠(注射器部件)兩者之一單一導管之部分或組件。

如本文中使用，術語「注射器部件」係指用於將血液返回至身體之一特定位置之脈管系統之一例示性體外迴路系統之組件。

如本文中使用，術語「脈管系統注射點」係指脈管系統中遠離導管入口或脈管穿刺位置之最遠位置，在此處將血液注射至身體中。

如本文中使用，術語「周邊放置環路」係指具有可放置成與身體之脈管系統之一部分接觸之血液輸出(從身體至迴路)及血液輸入(從迴路至身體)導管(或其他一輸入流動埠及/或輸出流動埠部件)之一例示性體外迴路，而不需來自螢光透視檢查或通常用於操縱裝置穿過動脈或靜脈分支之任何其他等效系統之詳細引導。此係所有可能放置之一子集，一些通過周邊循環且一些通過中央循環。

本文中使用之各種術語中之「周邊」不同於用於指代一周邊循環系統。舉例而言，導管(或其他一輸入流動埠及/或輸出流動埠部件)可放置成與腔靜脈接觸或降低至降主動脈或胯動脈中而不使用螢光透視檢查。此等有時被視為中央系統之部分而非周邊循環系統。

用於緊急體外膜氧合(ECMO)支撐之常見迴路可實施為一周邊放置環路。根據本文中之原理，一例示性ECMO導管可放置至腔靜脈中或降低至降主動脈或胯動脈中，而不使用螢光透視檢查。在一例示性緊急程序中，使用一周邊放置環路放置ECMO支撐之時間可短於若一個體首先經轉移至配備有螢光透視檢查或等效視覺化系統之一「導管室」所需之時間。即，包含在本文中使用之涵義內之周邊放置環路之例示性系統及方法相較於需要螢光透視檢查或其他x射線視覺化系統之系統及方法可顯著更快地在一病人中建立，此係因為醫療機構中之排程或分階問題可引入非所要延遲。

在一個體已遭受心跳停止之一實例中(包含已遭受一心跳停止且無法藉由心肺復甦(CPR)程序立即恢復至完整心臟功能之個體)，防止死亡及發病之一替代策略藉由使用一體外迴路給予此等病人ECMO支撐。

如本文中使用之一「全身灌注系統」係指從腔靜脈(下腔靜脈或上腔靜脈)或胯靜脈之位準處之靜脈系統採集血液且將血液(諸如經由一注射器部件)返回至在來自心之一饋送附近之動脈側(諸如胯動脈或降主動脈或良好耦合至動脈循環中之其他動脈)之一系統。

一「局部灌注系統」係指具有經放置使得經注射血液之一主要分率(約50%以上)在透過心之大體循環返回之前饋送至一器官系統之一注射器部件之一系統。

包含體外迴路100、100’、200或200’之任一者之根據本文中之原理之任何例示性體外迴路可實施為一全身灌注系統及/或一局部灌注系統。在基於體外迴路100或200之一實例中，全身灌注系統及/或一局部灌注系統係包含一泵106或206之一體外迴路元件。

在包含體外迴路100、100’、200或200’之任一者之根據本文中之原理之任何例示性體外迴路中，泵之至少一部分可為一次性。

在包含一熱交換器之根據本文中之原理之任何例示性體外迴路(包含任何體外迴路100’及/或200’)中，包含熱交換器之組件亦可包含一氧合器。組件可為一一次性組件。

根據本文中之原理之一實例，全身灌注系統及/或一局部灌注系統亦可包含一膜氧合元件、一過濾器、一熱交換器、一透析單元、一光學處理區或用於修改血液或血液之化學組份之其他組件之一或多者。

圖3A展示根據本文中之原理之一例示性體外迴路300，其包含定位成與在一個體之身體之脈管系統內流動之血液接觸之一注射器部件310。注射器部件310用於基於循環通過體外迴路300之一血液流動(如使用泵306調變)將血液返回至身體中之一位置。圖3B展示在血管注射點312處耦合至一個體之身體之脈管系統之注射器部件310以基於使用泵306調變之一流動將血液314返回至身體。

在一非限制實例中，注射器部件310可定位成與在身體之一局部目標區域之脈管系統內流動之血液接觸。局部目標區域可為(但不限於)腦。

在另一非限制實例中，注射器部件310可定位成經由一周邊放置環路與在脈管系統內流動之血液接觸。

圖4展示根據本文中之原理之一例示性體外迴路400，其包含一泵406、一熱交換器408及一注射器部件410。注射器部件410定位成與在一個體之身體之脈管系統內流動之血液接觸。泵406耦合至一泵驅動416及泵控制台417。熱交換器408耦合至一水冷卻器及溫度控制器418。注射器部件410用於基於循環通過體外迴路400之一血液流動(如使用泵406調變且在使用熱交換器408控制之一溫度下)將血液返回至身體中之一位置。

治療性低溫可有益地用於防止或減小來自缺血性損傷及其他損傷之組織損害的效應。舉例而言，伴隨缺血性損傷之組織損害可開始於缺血開始時，且在血液流動恢復之後繼續貫穿再灌注階段。臨床前及臨床研究兩者支持再灌注階段可持續幾小時至幾天及治療性低溫可有益地用於阻止該階段中之許多損傷的觀察。此等研究之實例揭示於以下案中：Polderman KH之「Mechanisms of action,physiological effects,and complications of hypothermia」Crit.Care Med.37(7 Suppl)：S186-202(2009)；Polderman KH等人之「Therapeutic hypothermia and controlled normothermia in the intensive care unit：Practical considerations,side effects,and cooling methods」Crit.Care Med.37(3)：1101-20(2009)；Schwartz BG等人之「Therapeutic Hypothermia for Acute Myocardial Infarction and Cardiac Arrest」Am.J.Cardiol.110(3)：461-6(2012)；及Moore等人之「Therapeutic hypothermia：Benefits,mechanisms and potential clinical applications in neurological,cardiac and kidney injury」Injury 42(9)：843-54(2011)；該等案之各者以引用的方式併入本文中。

治療性低溫提供使用其他技術通常不可用之用於限制缺血及再灌注細胞及組織損傷之一廣泛組織保護策略。此係因為低溫抑制或限制導致該等損傷之許多已知凋亡通路。參見Polderman KH之「Mechanisms of action,physiological effects,and complications of hypothermia」Crit.Care Med.37(7 Suppl)：S186-202(2009)；Polderman KH等人之「Therapeutic hypothermia and controlled normothermia in the intensive care unit：Practical considerations,side effects,and cooling methods」Crit.Care Med.37(3)：1101-20(2009)；Schwartz BG等人之「Therapeutic Hypothermia for Acute Myocardial Infarction and Cardiac Arrest」Am.J.Cardiol.110(3)：461-6(2012)；及Moore等人之「Therapeutic hypothermia：Benefits,mechanisms and potential clinical applications in neurological,cardiac and kidney injury」Injury 42(9)：843-54(2011)。

在心跳停止(一全心缺血)時，治療性低溫被視為用於神經保護目的之護理標準。在標準協定下，可在循環返回之後實行至約32℃之冷卻達約12小時至約24小時。參見(例如)Nolan JP等人之「Therapeutic Hypothermia After Cardiac Arrest」Circulation 108(1)：118-21(2003)；及Peberdy MA等人之「Part 9：Post-Cardiac Arrest Care 2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care」Circulation 2；122(18 suppl 3)：S768-86(2010)；該等案之各者以引用的方式併入本文中。

在一中風(腦中之一局部缺血)的事件中，臨床前研究之結果支持限制組織損害之治療性低溫的使用。低於32℃(甚至在24℃至28℃之範圍中)之腦選擇性冷卻可為有效的。參見(例如)Van der Worp等人之「Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke：a systematic review and meta-analysis」Brain 130(12)：3063-74(2007)；及Schwartz等人之「Hypothermia in animal models of acute ischaemic stroke：a systematic review and meta-analysis」Brain 130(12)：3063-74(2011)；該等案之各者以引用的方式併入本文中。

ECMO支撐可用於心跳停止之病人。參見(例如)Stub D等人之「Refractory cardiac arrest treated with mechanical CPR,hypothermia,ECMO and early reperfusion(the CHEER trial)」Resuscitation 86：88-94(2015)；Guen ML等人之「Extracorporeal life support following out-of-hospital refractory cardiac arrest」Critical Care15(1)：R29(2011)；及Chen Y-S等人之「Cardiopulmonary resuscitation with assisted extracorporeal life-support versus conventional cardiopulmonary resuscitation in adults with in-hospital cardiac arrest：an observational study and propensity analysis」The Lancet 372(9638)：554-61(2008)；該等案之各者以引用的方式併入本文中。

在低於32℃之溫度下之全身低溫(即，冷卻身體之整個部分或重要部分)可導致嚴重併發症，諸如心室震顫、心搏停止、減少心臟輸出量及升高全身血管阻力。此等以心臟為中心的副作用已防止在低於32℃下使用微創全身低溫，即使更低的低溫被反覆地應用於手術期用途的心肺旁路(CPB)系統。

根據本文中之原理之例示性系統及方法提供脈管系統中之血液溫度及組織溫度之改良控制，且同時支撐個體中之血液流動。在一實例中，個體具有循環中之全身或局部化損傷。本文中之例示性系統及方法可經實施以用於遭受心跳停止或缺血性中風或相關情況之個體。

根據本文中之原理之例示性系統及方法提供允許充分控制之程序以達成全身及局部血液流動及組織溫度之中期至長期(持續幾小時至幾天)控制。

根據本文中之原理之例示性系統及方法使用體外迴路之兩個或兩個以上環路以提供一身體中之熱目標之雙重控制。兩個或兩個以上體外迴路可耦合至身體之脈管系統之不同部分以在身體之一局部目標區域處(相較於身體之其他區域處)維持不同溫度。舉例而言，例示性系統可包含一控制系統以促進在身體之不同區域處之一溫度梯度之維持，使得身體之局部目標區域維持在不同於身體之其他區域之一溫度。

在一實例中，根據本文中之原理之系統及方法促進注射至局部目標區域之血液經冷卻至從約10℃至約30℃之溫度範圍，使得如藉由接近於、耦合至或局部安置於局部目標區域之感測器量測之局部目標區域處之溫度可經帶入低於30℃之治療性低溫範圍或藉由操作技師或開業醫師(包含醫師)選擇之其他範圍中。可藉由調整血液注射溫度而將至身體之其他區域之脈管系統之血液之溫度保持在亞低溫範圍(例如，從約32℃至約34℃)中或正常體溫範圍(例如，從約35℃至約 37℃)中。舉例而言，在長操作之週期期間，至身體之其他區域之脈管系統之血液之溫度可經向上調整以防止平均核心體溫及/或平均系統溫度移動至一非所要範圍(例如，可不利地影響或導致對心臟組織之損害之一溫度範圍)中。

在一非限制性實例中，局部目標區域係維持在不同(低)於身體之其他區域之一溫度之腦。在此一實例中，一或多個溫度感測器可安置成接近於、耦合至或局部安置於左鼻腔或右鼻腔。為控制核心及局部組織目標區域之臨床相關溫度(例如，身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度)，一或多個感測器可放置於身體之該等區域中或附近。一般技術者理解，指示感測器讀數之值之所量測資料並不完全相同於身體之關注區域之實際溫度值。實情係，所量測感測器值可用於基於試圖控制臨床相關溫度之一控制程序而操作。在一非限制性實例中，可基於來自一單一感測器之所量測值(包含兩個或兩個以上不同感測器讀數之一平均值或加權平均值)判定臨床相關溫度。在另一非限制性實例中，可基於來自兩個或兩個以上感測器之所量測值之平均值判定臨床相關溫度。在另一非限制性實例中，可基於來自兩個或兩個以上感測器之所量測值之一加權平均值判定臨床相關溫度。在另一非限制性實例中，可依據所量測感測器值基於關注區域之溫度之某其他模型判定臨床相關溫度。在本文中對一所量測溫度或一LPEC感測器溫度或一SPEC感測器溫度作出參考之處，一般技術者將理解，其包含依據直接量測值之臨床相關局部溫度之一模型，其中該模型可包含對於一般技術者明顯之各種方法及一醫師或其他開業者鑒於一特定病人情況可關注之模型。

圖5展示根據本文中之原理之一例示性系統500。例示性系統500包含用於灌注一身體之一局部目標區域之一例示性局部灌注體外迴路(LPEC)501及一全身灌注體外迴路(SPEC)551。LPEC 501包含一 LPEC輸入流動埠502、一LPEC輸出流動埠504、一LPEC泵506及一LPEC熱交換器508。

LPEC輸入流動埠502及LPEC輸出流動埠504安置成與在脈管系統內流動至一個體之身體之局部目標區域之血液接觸。在圖5之非限制性實例中，LPEC輸入流動埠502及LPEC輸出流動埠504安置成經由一導管511與在脈管系統內流動之血液接觸。在其他實例中，LPEC輸入流動埠502及LPEC輸出流動埠504安置成與在脈管系統內流動之血液直接接觸。LPEC熱交換器用於控制返回至身體之用於局部灌注之局部目標區域之血液之溫度。

SPEC 551包含一SPEC輸入流動埠552、一SPEC輸出流動埠554及一SPEC泵556。SPEC輸入流動埠552及SPEC輸出流動埠554經由一周邊放置環路與在脈管系統內流動之血液接觸。系統500包含耦合至身體之一或多個SPEC溫度感測器560以指示藉由SPEC灌注之身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度。系統500亦包含耦合至身體之局部目標區域之一或多個LPEC溫度感測器565以指示目標區域內之溫度。系統500亦包含耦合至LPEC 501及SPEC 551之一控制系統570。

在系統500之一實例中，一或多個SPEC溫度感測器560可包含一膀胱溫度感測器及/或一直腸溫度感測器。

控制系統570可經程式化以執行一控制程序，控制程序導致SPEC 551調整身體之全身溫度，使得一或多個SPEC溫度感測器560指示從約32℃至小於約37℃之範圍內之一平均溫度，且導致LPEC 501控制至目標區域之血液之溫度，使得一或多個LPEC溫度感測器指示低於約30℃之一溫度。控制系統經程式化以獨立於設定在SPEC泵556處之流動速率而設定在LPEC泵506及LPEC熱交換器508處之一流動速率及一溫度。

在系統500之一實例中，控制系統570可經程式化以導致LPEC在 SPEC被用於調整身體之全身溫度之後的約12小時或約24小時內控制至目標區域之血液之溫度。

控制系統570可包含：一記憶體，其儲存處理器可執行之指令；及一或多個處理單元，其等耦合至記憶體以執行指令，指令導致LPEC 501及SPEC 551執行程序以獨立於設定在SPEC泵556處之流動速率而設定在LPEC泵506及LPEC熱交換器508處之流動速率及溫度以達成所要溫度。

在系統500之一實例中，控制系統570可經程式化以導致LPEC 501自動控制至目標區域之血液之溫度。在另一例示性系統500中，控制系統570可經程式化以導致LPEC 501基於一手動輸入(例如，來自一開業醫師及/或一技師)來控制至目標區域之血液之溫度。

在系統500之一實例中，控制系統570可經程式化以將SPEC泵556處之流動速率設定至在約1.0L/min至約5.0L/min之範圍內之一值。

在系統500之一實例中，控制系統570可經程式化以導致SPEC增大血液之溫度以防止平均溫度下降至低於約32℃。在系統500之另一實例中，控制系統570可經程式化以導致SPEC控制所注射血液之溫度以在LPEC溫度控制經初始化之前將核心溫度保持在約32℃與約34℃之間的一帶(即，溫度範圍)中，且在LPEC控制正在操作時將核心溫度保持在正常體溫位準(即，從約35℃至約37℃)。

在系統500之一實例中，控制系統570可經程式化以將LPEC泵處之流動速率設定至在約100ml/min至約500ml/min之範圍內之一值。

在系統500之一實例中，控制系統570可經程式化以導致LPEC調整所注射血液之溫度，以便將LPEC感測器量測保持在具有在約10℃至約32℃(或更佳地，約10℃至約30℃)之範圍內之最大值及最小值之一控制帶內。

在根據本文中之原理之任何例示性系統中，LPEC輸入流動埠可安置成與左或右頸總動脈或該等位置之一者之一動脈下游接觸。

在任何例示性系統中，LPEC可包含用於夾持、阻擋或部分阻擋之構件以減小由LPEC注射之血液流動不流動至局部目標區域之一百分比。

在任何例示性系統中，SPEC可為一緊急體外膜氧合支撐系統。

在任何例示性系統中，SPEC可進一步包含用於經由一周邊放置環路控制返回至脈管系統之血液之溫度之一SPEC熱交換器。在此實例中，控制系統可經程式化以單獨設定在SPEC熱交換器處之一溫度。

圖6展示根據本文中之原理之一例示性系統600。例示性系統600包含用於灌注一身體之一局部目標區域之一例示性局部灌注體外迴路(LPEC)601及一全身灌注體外迴路(SPEC)651。LPEC 601包含一LPEC輸入流動埠602、一LPEC輸出流動埠604、一LPEC泵606及一LPEC熱交換器608。LPEC泵606耦合至LPEC泵驅動616及LPEC泵控制台617。LPEC熱交換器608耦合至一水冷卻器及溫度控制器618。

LPEC輸入流動埠602及LPEC輸出流動埠604安置成與在脈管系統內流動至一個體之身體之局部目標區域之血液接觸。在圖6之非限制性實例中，LPEC輸入流動埠602及LPEC輸出流動埠604安置成經由一導管611與在脈管系統內流動之血液接觸。在其他實例中，LPEC輸入流動埠602及LPEC輸出流動埠604安置成與在脈管系統內流動之血液直接接觸。LPEC熱交換器用於控制返回至身體之局部目標區域以用於局部灌注之血液之溫度。

SPEC 651包含一SPEC輸入流動埠652、一SPEC輸出流動埠654及一SPEC泵656。SPEC泵656耦合至一泵驅動667及泵控制台669。SPEC熱交換器658耦合至一水冷卻器及溫度控制器668。SPEC輸入流動埠652及SPEC輸出流動埠654經由一周邊放置環路與在脈管系統內流動之血液接觸。系統600包含耦合至身體之一或多個SPEC溫度感測器560以指示藉由SPEC灌注之身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度。系統600亦包含耦合至身體之局部目標區域之一或多個LPEC溫度感測器665以指示目標區域內之溫度。系統600亦包含耦合至LPEC 601及SPEC 651之一控制系統670。

在系統600之一實例中，一或多個SPEC溫度感測器660可包含一膀胱溫度感測器及/或一直腸溫度感測器。

控制系統670可經程式化以執行一控制程序，控制程序藉由控制所注射血液之溫度而導致SPEC 651調整身體之全身溫度，使得一或多個SPEC溫度感測器660指示從約32℃至小於約37℃之範圍內之一平均溫度，且導致LPEC 601控制至目標區域之血液之溫度，使得一或多個LPEC溫度感測器指示低於約30℃之一溫度。控制系統經程式化以獨立於設定在SPEC泵656處之流動速率而設定在LPEC泵606及LPEC熱交換器608處之一流動速率及一溫度。

控制系統670可包含：一記憶體，其儲存處理器可執行之指令；及一或多個處理單元，其等耦合至記憶體以執行指令，指令導致LPEC 601及SPEC 651執行程序以獨立於設定在SPEC泵656處之流動速率而設定在LPEC泵606及LPEC熱交換器608處之流動速率及溫度以達成所要溫度。

在系統600之一實例中，控制系統670可經程式化以導致LPEC 601自動控制至目標區域之血液之溫度。在另一例示性系統600中，控制系統670可經程式化以導致LPEC 601基於一手動輸入(例如，來自一開業醫師及/或一技師)來控制至目標區域之血液之溫度。

在根據本文中之原理之任何例示性系統(包含圖1A至圖6之任一者之例示性系統)中，熱交換器可為(但不限於)一固態熱電加熱器/冷卻器系統。可導致一熱電裝置基於施加至有效元件之電壓極性產生熱或冷。此一例示性熱交換器可用於產生熱或從血液移除熱，如將身體之不同部分維持在如本文中描述之所要溫度範圍所需。在另一實例中，熱交換器可包含分開單元，其中一者用於加熱而另一者用於冷卻。在另一實例中，包含熱交換器之一熱交換器系統亦可包含一泵驅動機構以啟動一泵頭以泵抽熱交換流體且導致熱交換流體循環通過熱交換器。在一非限制性實例中，熱交換器系統可為包含四個(4)埠(一血液進入埠、一血液離開埠、一水進入埠及一水離開埠)之一一次性組件，其中水支管(水進入/水離開埠)耦合至包含一泵且可係熱電或可使用一壓縮器冷卻水之一加熱器/冷卻器單元。加熱器/冷卻器單元用於使具有一設定溫度及流動速率之水流動通過熱交換器系統。一溫度感測器可用於量測在血液迴路中之熱交換器之後的血液之溫度。熱交換器系統可包含一螺旋泵、一齒輪泵、一隔膜泵、一蠕動滾輪泵或循環熱交換流體之任何可應用泵抽技術。

在根據本文中之原理之任何例示性系統(包含圖1A至圖6之任一者之例示性系統)中，一或多個溫度感測器(包含SPEC或LPEC感測器)可經安置及組態以獲得來自以下項目之至少一者之量測資料：一耳、腦區域、膀胱、直腸、食道或如藉由一開業醫師、一醫師或一技師規定之其他位置。在其中一導管用於將SPEC及/或LPEC耦合至身體之一部分之脈管系統之一非限制性實例中，至少一個感測器可用於監測在導管之遠端處、在氣球之近端或其他所要位置處之血液之溫度。在另一實例中，在血液迴路之端部處或僅在熱交換器之後進行溫度之一量測而不需在導管之遠端處進行一量測。

根據本文中之原理之一例示性系統(包含圖1A至圖6之任一者之例示性系統)可包含經組態以監測熱交換器之一組件之溫度之一或多個感測器。系統可包含一或多個壓力感測器。

圖7A展示根據本文中之原理之一例示性方法之一流程圖，其提供針對遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一病人建立及控制用於一治療程序之至少部分之一身體之至少部分之兩個不同溫度區。在方塊702中，一SPEC經由一周邊放置環路耦合至身體。在方塊704中，一LPEC耦合至在脈管系統內流動至身體之一局部目標區域之血液。

在圖7A之方塊706及708中，溫度感測器經定位以判定身體之關注區域中之溫度參數。在方塊706中，至少一個SPEC感測器經定位以量測藉由SPEC灌注之身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度。在方塊708中，至少一個LPEC感測器經定位以量測藉由LPEC灌注之局部目標區域之溫度。

在方塊710中，在適用於至少一最小操作序列之各階段之LPEC及SPEC之目標設定下實行至少一最小操作序列之操作步驟(結合圖8更詳細描述)。

在方塊712中，實施一控制程序以記錄至少一個LPEC感測器及至少一個SPEC感測器之量測且分別單獨控制SPEC及LPEC之一血液流動速率及一熱交換器溫度。控制程序導致SPEC控制藉由SPEC注射之血液之溫度以調整藉由SPEC溫度感測器報告之溫度量測以保持於各階段中之一目標核心體溫範圍內，且導致LPEC控制注射至目標區域之血液之溫度，使得一或多個LPEC溫度感測器報告用於其中操作LPEC之至少最小操作序列之各階段之一目標區域溫度範圍內之一溫度量測。

圖7B展示根據本文中之原理之另一例示性方法之一流程圖，其提供針對遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一病人建立及控制用於一治療程序之至少部分之一身體之至少部分之兩個不同溫度區。在方塊752中，包含一泵之SPEC經由一周邊放置環路耦合。此包含將一SPEC輸入流動埠及一SPEC輸出流動埠耦合成經由一周邊放置環路與在脈管系統內流動之血液接觸。在方塊754中，包含一泵及熱交換器之LPEC耦合至在脈管系統內流動至身體之一局部目標區域之血液以用於灌注身體之局部目標區域。此包含將一LPEC輸入流動埠及一LPEC輸出流動埠耦合成與在脈管系統內流動至身體之局部目標區域之血液接觸。

在圖7B之方塊756及758中，來自溫度感測器之量測用於判定身體之關注區域中之溫度參數。在方塊756中，使用來自耦合至身體之一或多個SPEC溫度感測器之量測資料計算藉由SPEC灌注之身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度。在方塊758中，使用來自耦合至局部目標區域之一或多個LPEC溫度感測器之量測資料計算局部目標區域內之溫度。可在方塊758中之計算之前、之後或實質上同時實行方塊756中之計算。

在方塊760中，包含耦合至LPEC及SPEC之至少一個處理單元之一控制系統用於執行處理器可執行之指令，該等指令導致SPEC調整身體之全身溫度，使得一或多個SPEC溫度感測器指示從約32℃至小於約37℃之範圍內之一平均溫度，且導致LPEC控制至目標區域之血液之溫度，使得一或多個LPEC溫度感測器指示低於約30℃之一溫度。控制系統經程式化以獨立於在SPEC泵處之一流動速率而設定在LPEC泵及LPEC熱交換器處之一流動速率及一溫度。

在根據本文中之原理之任何例示性方法中，控制系統可經程式化以在身體之一部分之經計算溫度高於(或低於)規定所要溫度範圍時導致泵及/或熱交換器增大(或減小)血液冷卻之速率。控制系統可經程式化以在接收局部目標區域或身體之其他部分處於所要溫度範圍內之信號時導致泵及/或熱交換器中斷操作。

在根據本文中之原理之任何例示性方法中，控制系統可經程式化以基於設定點操作溫度之一上界及設定點操作溫度之一下界(其等不同於身體之區域之所要溫度值)導致泵及/或熱交換器增大(或減小)血液冷卻之速率。舉例而言，熱交換器之設定點操作溫度與身體耦合至熱交換器之區域之所要溫度值可相差約1℃、約1.5℃或約2℃之一值。例示性控制系統可經程式化以導致泵及/或熱交換器操作直至達到設定點操作溫度之上界或設定點操作溫度之下界。例示性控制系統可經程式化以導致泵及/或熱交換器中斷操作直至身體之關注區域之溫度偏移至操作範圍之其他極值。

在根據本文中之原理之任何例示性方法中，控制系統可經程式化以獨立於如本文中描述之在SPEC泵處之一流動速率而設定在LPEC泵及LPEC熱交換器處之一流動速率及一溫度。

在例示性方法中，LPEC輸入埠可安置成與左頸動脈、右頸動脈、左或右內頸動脈或該等位置之一者之一動脈下游接觸。方法可進一步包含使用用於夾持、阻擋或部分阻擋之構件以減小由LPEC注射之血液流動不流動至局部目標區域之一百分比或限制與LPEC所注射血液混合之來自核心之血液的流動。

在一實例中，方法可包含使用控制系統以導致SPEC將SPEC泵處之流動速率設定至在約1.0L/min至約5.0L/min之範圍內之一值。控制系統亦可用於導致LPEC在SPEC被用於調整身體之全身溫度之後的約12小時或約24小時內控制至目標區域之血液之溫度。控制系統可用於導致SPEC增大血液之溫度以防止平均溫度下降至低於約32℃。

在一實例中，方法可包含使用控制系統以導致LPEC將LPEC泵處之流動速率設定至在約100ml/min至約500ml/min之範圍內之一值。控制系統可用於導致LPEC將血液之溫度冷卻至在約10℃至約30℃之範圍內之一值。

圖8展示根據本文中之原理之一例示性程序，其用於控制遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一身體之至少一部分之溫度。在一非限制性實例中，SPEC係一ECMO。圖8之條802展示例示性程序之一完整時間線，且指示在一醫療或其他設施處之個體吸氣之後的程序期間實施之各技術之開始及結束。如在圖8中展示，從局部或全身缺血性傷害或循環損害(T0)之發生時間量測時間線，其後接著時間T1處之進氣及CPR。在時間T2處初始化SPEC，病人在T3處進入導管室，且在T4處初始化LPEC。在時間T5處達到目標溫度。在時間T6處中斷LPEC，且在時間T7處中斷SPEC。條802展示ECMO程序在遭受一缺血性傷害之一個體之吸氣(條808)之後與再灌注(條810)實質上相同時間(T2)開始。若病人具有不可電擊心跳停止且在心開始運作之前打開ECMO，則ECMO血液流動係全身灌注之恢復且因此ECMO並不在再灌注時一致發生而係ECMO之開始導致再灌注。條806展示LPEC之使用之開始及結束以在再灌注週期及ECMO之應用期間將身體之局部目標區域帶入治療性低溫溫度範圍中。

如在圖8中展示，ECMO在治療性低溫中斷之後持續一特定時段。圖8展示可許可個體進入一導管室以實行局部治療性低溫。許多醫療或其他設施在適當位置中可具有協定以要求在可許可一個體進入一導管室之前的一規定評估(驗傷)。因此，在治療性低溫開始之前可存在額外時間延遲，從而增大在一局部或全身缺血性傷害或循環損傷之後的組織損傷之風險。可在不需許可一個體進入一導管室之情況下實施本文中之一例示性系統及方法，藉此降低組織損害之風險。

使用本文中之一非限制性例示性系統控制遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一身體之至少一部分之溫度之根據本文中之原理之一非限制性例示性程序如下。在最早緊急階段中，使用一周邊放置環路將ECMO支撐應用至個體，從而提供具有一膜氧合組件及一熱交換器之一全身灌注系統(「第一環路」)。可使用處於從約1.0L/min至約5L/min之範圍之流動速率之由泵導致之流動操作全身灌注系統。可在將身體之區域變為處於約34+/-2℃之溫度之全身低溫之溫度下注射血液。來自耦合至個體之溫度感測器之資料量測用於監測核心或全身溫度。舉例而言，適當溫度感測器可為耦合至膀胱之感測器、直腸溫度感測器或其他感測器。

在隨後24小時內，且較佳地小於約12小時或小於約6小時，且更較佳地儘可能快，一獨立局部灌注迴路(「第二環路」)應用至身體以將血液直接灌注至大腦或腦區域(身體之局部目標區域)中以用於治療性低溫。注射部件放置至左或右頸總動脈或左或右內頸動脈中。第二環路之泵可經操作以將流動速率維持在相當於正常內頸動脈之流動速率(即，處於約100ml/min至約500ml/min之值)。局部灌注迴路可包含至少一熱交換器以允許所注射血液冷卻至從10℃至30℃之範圍，使得如藉由接近於腦之感測器(例如，左或右鼻感測器)量測之至局部目標區域(腦)之溫度可經帶入低於30℃之治療性低溫範圍或藉由操作醫師、技師或其他開業醫師選擇之其他範圍中。

在第二環路之應用開始之情況下，注射至局部目標區域中之血液可明顯冷於正常體溫血液(37℃)。由於血液返回至全身流動之靜脈側，故第二環路亦可促成冷卻整個身體系統。出於該原因，在第二環路之操作之長週期過程中，來自第一環路之所注射血液之溫度可經向上調整以降低可能性或防止核心體溫移動至一非所要範圍中。可藉由調整第一環路血液注射溫度而將核心溫度保持在約32℃至約34℃之亞低溫範圍中，或可向上移動至約35℃至約37℃之正常體溫範圍中。圖8展示在LPEC及SPEC溫度剖面上之非限制性例示性操作序列(在溫度對時間之一圖表中作圖)。圖8展示在SPEC設定至33℃之階段1期間(操作SPEC)、階段2期間(操作SPEC及LPEC兩者，其中SPEC設定至正常體溫且LPEC設定至30℃)及在病人完全返回至正常體溫之階段3期間(LPEC關閉且SPEC開啟)之溫度剖面。

如本文中界定之一「最小操作序列」包含相關聯於圖8之實施方案的特定步驟。舉例而言，一最小操作序列可包含以下五個事件：(T0)初始病人事件(心跳停止、中風或其他缺血性或循環損害事件)、(T2)第一SPEC流動開始使用如本文中界定之周邊放置環路、(T4)LPEC流動開始、(T6)LPEC流動結束，及(T7)停止SPEC流動。

一非限制性例示性最小操作序列可包含在一非限制性三個階段中實施溫度控制，在階段1中僅設定SPEC之溫度帶，在階段2中設定SPEC及LPEC，且僅在LPEC完成之後於階段3中設定SPEC。一非限制性例示性最小操作序列可包含更複雜溫度控制階段之一配置。作為一非限制性實例，溫度帶可經設定，使得階段1僅設定SPEC(在LPEC開始之前)，在階段2中SPEC保持未改變達約1小時，接著SPEC經改變至一受控制正常體溫帶，同時對於階段之前12個小時，LPEC經設定至28℃至30℃之一冷卻帶且其後接著按每小時1℃受控制復溫達7小時直至溫帶處於正常體溫(35℃至37℃)，接著在階段3中不存在LPEC流動且SPEC經控制於正常體溫。

在一非限制性實例中，為執行具有三個簡單階段之一最小操作序列，醫師或操作者針對SPEC及LPEC之各者(若在該階段中操作)決定各階段中之溫度目標。

在本文中之任何實例中，SPEC及/或LPEC期間之溫度控制可根據任何型樣。在本文中之任何實例中，根據最小操作序列之控制程序來實施一溫度控制型樣，使得溫度感測器根據目標區域溫度值之一規定型樣來報告一溫度量測。舉例而言，溫度控制型樣可包含升溫之間隔，其後接著冷卻之間隔。作為另一實例，溫度控制型樣可根據一任意溫度函數。

作為一實例，一更複雜序列可包含額外事件，諸如(T0)初始病人事件(心跳停止、中風或其他缺血性或循環損害事件)、(T2)第一SPEC 連接線路及流動開始使用如本文中界定之一周邊放置環路、(T4)LPEC低溫之開始，及(視需要)切換SPEC目標溫度帶、(T6)LPEC之結束、撤銷LPEC、若指示則改變SPEC溫度帶、(T7)停止SPEC。此更複雜操作序列包含3個溫度控制階段之至少一最小量：階段1(僅SPEC)，階段2(SPEC及LPEC)及階段3(在LPEC結束之後操作SPEC)。為執行更複雜操作序列，醫師或操作者針對SPEC及LPEC之各者(若在該階段中操作)決定各階段中之溫度目標。可添加或觀察其他更精細資料點，舉例而言，冷卻並不是立即的，且若在T4處初始化，則局部區域可在T4之後的某時間(圖8上之T5)處達到目標溫度，且該時間可取決於LPEC環路之特定流動速率及注射溫度以及該間隔中之SPEC環路上的核心溫度及設定。在最小操作序列之另一非限制性延伸中，可在一受控制復溫程序中完成在階段2之結束(LPEC結束)時的溫度升高，其中所注射LPEC血液溫度變化，以便升高LPEC感測器溫度1℃/hr或2℃/hr或0.1℃/hr或如一操作者可選擇之此其他速率直至LPEC感測器達到接近正常體溫之一區域。該變體應在受控制復溫之最小階段2與3之間添加一第四階段。在最小操作序列之另一非限制性延伸中，SPEC或LPEC之溫度中之逐步下降可係按一受控制速率。在最小操作序列之另一非限制性延伸中，序列中之任何點可分離，例如，SPEC操作之開始可分離為SPEC流動之一開始及在一隨後時間之SPEC冷卻之開始。

若在亦應用之第一環路缺乏之情況下應用第二環路，則整個身體之溫度可偏移下降至低於第二環路之冷卻負載。然而，不期望心之溫度或核心溫度偏移至低於約32℃，且應被避免。本文中之一例示性系統及方法允許全身低溫及心臟支撐可用於較短時間線，甚至在一個體到達導管室之前。使用本文中之一例示性系統及方法，在局部灌注迴路經初始化以將局部目標區域(在一實例中，腦)冷卻至低於約32℃ 之溫度範圍之後，第一環路可用於提供支撐氧合血液且升溫核心溫度，使得其保持在正常體溫位準或高於約32℃(基於溫度感測器量測資料)。本文中之例示性系統及方法之控制系統允許第一環路及第二環路之獨立操作。因此，可在一所要週期(作為非限制性實例，約6小時，且較佳地約12小時)加上一進一步6小時至24小時之一適當復溫週期之後移除第二環路。雖然第二環路中之冷卻負載隨著局部目標區域(在一實例中，腦)復溫而減小，但第一環路之操作可繼續以穩定核心溫度。

圖9展示可用作一控制系統之根據本文中描述之原理之一設備900之一非限制性實例。設備900包含至少一個通信介面902、至少一個記憶體904及至少一個處理單元906。至少一個處理單元906通信地耦合至至少一個通信介面902及至少一個記憶體904。

至少一個記憶體904經組態以儲存處理器可執行之指令908及用於至少一個能量儲存資產之一分析器910。如在下文更詳細描述，分析器910用於基於來自一或多個LPEC溫度感測器及/或一或多個SPEC溫度感測器之量測之資料912來判定身體之關注區域中之溫度參數。分析器910可用於使用來自耦合至身體之一或多個SPEC溫度感測器之量測資料計算藉由SPEC灌注之身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度。分析器910可用於使用來自耦合至局部目標區域之一或多個LPEC溫度感測器之量測資料計算局部目標區域內之溫度。

在一非限制性實例中，至少一個處理單元906基於來自分析器910之計算來執行至少儲存於記憶體904中之處理器可執行之指令908以發送信號至用於SPEC及/或LPEC之控制器914。發送至用於SPEC及/或LPEC之控制器914之信號經組態以導致SPEC調整身體之全身溫度，使得一或多個SPEC溫度感測器指示在從約32℃至小於約37℃之範圍內之一平均溫度，且導致LPEC控制至目標區域之血液之溫度，使得一或多個LPEC溫度感測器指示低於約30℃之一溫度。至少一個處理單元906可執行處理器可執行之指令908以控制通信介面902將信號傳輸至控制器914及/或控制記憶體904以儲存用於控制器914之經計算溫度資料及/或信號。在一非限制性實例中，處理單元906可執行處理器可執行之指令908以導致通信介面902將至控制器之信號無線傳輸至控制器914。

圖10係經組態以用於本文中之一例示性系統之一分佈式實施方案之一例示性網路環境1000之一圖。網路環境1000可包含一或多個伺服器1005及1006。如將瞭解，可實施各種分佈式或集中式組態，且在一些實例中可使用一單一伺服器。網路環境亦可包含相關聯於伺服器1005及1006之一資料庫1009。在一些實例中，資料庫1009可儲存量測資料、分析器計算、控制器信號資料等等，而一或多個伺服器1005及1006可儲存可實施在本文中相對於圖1A至圖8之任一者描述之程序之一或多者之模組。網路環境亦可包含一電子裝置1003，其可經組態以將至少一個GUI顯示至一使用者以伺服通信介面之一部分。一旦電子裝置1003接收來自一或多個伺服器1005及1006之指令，GUI可呈現在電子裝置1003上以允許一使用者與伺服器互動以實施根據本文中描述之原理之任何例示性方法。

在例示性系統中，伺服器1005及1006、資料庫1009及電子裝置1003可經由一通信網路1001與彼此通信。通信網路1001可包含(但不限於)網際網路、一內聯網、一LAN(區域網路)、一WAN(廣域網路)、一MAN(都會區域網路)、一無線網路、一光學網路及類似物。在例示性系統中，與伺服器1005及1006及資料庫1009通信之電子裝置1003可產生及傳輸請求來自資料庫1009之資訊之一資料庫查詢。一或多個伺服器1005及1006可透過通信網路1001將指令傳輸至電子裝置1003。伺服器1005及1006可透過通信網路1001與電子裝置1003及資料庫1009互動以將GUI呈現在電子裝置1003上。

圖11展示可用於實施根據本文中之原理之用於一最小操作序列之一控制程序之一例示性設備1100。圖11之例示性設備1100包含含有一介面1103之一顯示器1102、一SPEC冷卻器/升溫器1104、一LPEC冷卻器/升溫器1105、至少一個SPEC感測器1106及LPEC感測器1108及1110及一LPEC血液泵1112。例示性顯示器1102可用於將一圖形使用者介面呈現給一使用者，其中圖形使用者介面經組態以接收來自使用者之輸入資料以用於實行控制程序之步驟且呈現與控制程序之實施相關之輸出資料。在一普通「導管室」、混合手術室(OR)或其中一病人可經移動以實施長協定之ICU中，存在許多裝置且醫療人員可實行許多同時或重疊任務。始終高度期望簡化離散單元之數目及病人護理中之所需操作/步驟之數目。可使用以下項目實施根據本文中之原理之一例示性控制程序：(1)一水冷卻器/升溫器，其驅動SPEC環路中之血液熱交換器以控制所注射SPEC血液，(2)一水冷卻器/加熱器，其改變或驅動LPEC環路中之血液熱交換器以控制所注射LPEC血液之溫度，(3)一感測器介面，其讀出及記錄至少SPEC及LPEC感測器，(4)至少一顯示器，其能夠給操作者展示LPEC及SPEC感測器溫度及LPEC及SPEC所注射血液溫度，及(5)一介面，其允許操作者直接或間接設定冷卻器溫度。[間接意謂使用一電腦]一例示性設備可經組態為一單一設備，其包含至少一SPEC冷卻器/升溫器、一LPEC冷卻器/升溫器、至少一個感測器介面(與一SPEC感測器及/或一LPEC感測器通信)及包含一使用者介面之一顯示器以作為一最小單體式操作者控制台(MUOC)。作為一實例，一MUOC可經組態為對於一標準心臟麻痺泵系統(諸如可應用至如本文中概述之一手動控制程序之一Medtronic Performer CPB®體外迴路支撐系統(明尼蘇達州明尼亞波利斯市Medtronic公司))之一最小添加。一非限制性例示性MUOC亦可包含一泵以在100 ml/min至500ml/min範圍中驅動LPEC。一非限制性例示性MUOC可包含如本文中界定之一使用者介面及計算裝置以實施一半自動控制程序，使得在所有操作階段中，可在設備中設定溫度帶且系統將在感測器溫度在各階段期間(在如本文中界定之最小操作序列中界定之階段之涵義內)偏移離開目標界限時警告操作者調整冷卻器溫度。對於MUOC之一非限制性延伸包含如本文中界定之一使用者介面及計算裝置以實施一全自動控制程序，使得在所有操作階段中，可在設備中設定溫度帶且系統將在感測器溫度在各階段期間(在如本文中界定之最小操作序列中界定之階段之涵義內)偏移離開目標界限時自動調整冷卻器溫度。

本文中描述之一例示性系統之一態樣係使醫生、技師及其他開業者能夠應用一控制程序，其為所治療病人之臨床益處而將兩個不同受控制溫度時間剖面應用至身體之兩個不同區域或區。在圖8之非限制性實例中用圖表表示如應用至身體核心及一局部目標組織區(例如，腦)之此一控制程序及溫度時間剖面之一非限制性實例。實例已簡化用於三個時間之溫度控制設定：階段1，SPEC操作而不具有LPEC；階段2，SPEC及LPEC兩者操作；及階段3，SPEC操作而再次不具有LPEC。在此實例中，SPEC經初始(階段1)設定以將SPEC感測器保持在約33℃之一溫度帶中，且在階段2中，SPEC經設定以保持處於正常體溫(35℃至37℃)之一溫度帶而LPEC經設定以將LPEC感測器保持在約30℃之一溫度帶中。在階段3中，LPEC已被關閉且SPEC經設定以保持受控制正常體溫(35℃至37℃)。圖8之實例例示可提供臨床益處之受控制低溫之溫度時間剖面之特徵，例如，階段1迅速或儘可能迅速將某低溫遞送至病人，從而給出基於灌注之冷卻及一周邊放置環路之使用。階段2儘可能快地開始，不過其可需更多時間決定適當性且到達具有螢光透視檢查之一導管室，接著將更深低溫遞送至局部目標區域，同時將核心移動回至正常體溫以避免核心低溫副作用及風險因素。最終階段3將全身、兩個區返回至一受控制正常體溫狀態直至整個治療協定之所要結束。然而，控制程序之更詳細細節亦可係有益的。一醫師操作者、技師或其他操作者可要控制冷卻時間及復溫時間。舉例而言，限制或設定冷卻速度以在階段1開始時達到每分鐘或每10分鐘或每小時1℃之目標。在另一實例中，在SPEC控制剖面中之階段1結束時或在LPEC控制剖面中之階段2之結束時之復溫階段可需處於每小時或每30分鐘1℃之一受控制速率或醫師操作者期望之某其他速率。一進一步細節係人體並不係控制系統中之一恆定負載。在按分鐘、小時或天數之順序之時段過程中，人體之血管(例如，血管舒張及血管收縮)狀態及其自身之熱能產生(例如，在其開始顫抖時將產生大量熱且睡眠或低意識狀態將大體上每一肌肉及神經質量產生較少熱)變化。另外，在可能具有亦在治療下之共病之一條件下治療之一病人可在任何12小時週期過程中接納各種藥物，其等皆可具有對血管狀態及熱產生之副作用，此可影響相對於SPEC及LPEC控制設定(所注射血液之流動速率及溫度)之組織溫度。用於環路之任一者(SPEC或LPEC)之任何短時間中之控制程序係觀察環路感測器量測且調整所注射血液溫度及/或流動速率以將環路感測器量測移動接近於其目標值之一程序。此係在原則上可藉由遵循一顯示規則之一人或藉由一計算裝置、電腦系統或藉由組合來自一個體之輸入與電腦互動兩者之一混合系統完成之一調整。此一控制程序可包含針對病人中之小變化調整所注射血液溫度之能力及亦宣告可需特別介入或大病人變化(例如，中風或來自輔助藥丸之血管舒張中之峰值)之通知之警示條件之至少某能力。

根據控制程序之協定之時間進程可指示另一考量。治療性低溫協定大體上應用低溫達許多小時(12小時及24小時週期並非不尋常)，通常具有長12小時或24小時復溫週期。一控制程序可操作達該等長週期，同時其可在幾分鐘中調整或步進溫度，約每分鐘1℃至約每分鐘10℃之冷卻器溫度改變係可能的。在具有熱交換器之一些模型之情況下，所注射血液溫度可如此快速或按一類似速率改變。因此，可針對一電腦驅動控制子系統合理地達成穩定目標溫度中之小且快速改變(其不同於一人在一手動模式中在若干小時之進程中執行)。

為實施一完整控制程序以支援一最小操作序列，附接SPEC及接著LPEC之步驟需被確認，且在適當時間處須初始化SPEC中之流動及LPEC中之流動。一旦初始化流動，則可視需要設定及改變流動速率。一旦在各環路中開始流動，則在該環路中實施溫度控制以獲得醫師、技師或其他開業者期望之溫度對時間剖面。該溫度時間剖面可具有一目標溫度以及指定為可接受之一溫度帶(例如，27℃+/-3℃)。一控制程序應能夠宣告一錯誤或在系統無法將溫度保持在其指定溫度帶中時要求介入。介入之非限制性實例可為自動或可涉及召集一額外醫師以進行一諮詢。介入之非限制性實例可為SPEC及LPEC兩個環路系統內之一改變或其可為一藥物透過環路導管或靜脈注射之給藥。在一控制系統之一可能非限制性實施方案中，目標溫度之達成可首先藉由冷卻器調整而實施所注射血液溫度之自動調整，但若系統偵測到此無效，則一警示可經設定，使得一技師或其他開業者可從操作控制台移動至一分開控制台(泵控制台)以調整環路中之流動速率。

如本文中描述，本文中之一例示性MUOC可包含(1)一水冷卻器/升溫器，其驅動SPEC環路中之血液熱交換器以控制所注射SPEC血液，(2)一水冷卻器/加熱器，其改變或驅動LPEC環路中之血液熱交換器以控制所注射LPEC血液之溫度，(3)一感測器介面，其讀出及記錄至少SPEC及LPEC感測器，(4)至少一顯示器，其能夠給操作者展示LPEC及SPEC感測器溫度及LPEC及SPEC所注射血液溫度，及(5)一介面，其允許操作者直接或間接設定冷卻器溫度。可直接藉由一個體或間接使用一電腦系統或其他計算裝置達成冷卻器溫度之設定。直接設定包含使用者將指示為輸入之用於冷卻器之溫度鍵入至一使用者介面或撤銷控制台之使用者介面中之電腦系統以設定該水溫度。「間接」意謂在一非限制性實例中，使用可接受溫度帶之規定值及達到該溫度之一規定時間設定所要目標溫度，且控制台電腦系統執行指令以控制冷卻器溫度達到該設定。「間接」設定溫度之一進一步非限制性實例係設定控制台電腦系統以執行指令以導致系統在一受控制復溫常式中使目標環路感測器量測按每小時0.5℃從當前量測值上升至37℃。間接之一進一步非限制性實例包含電腦系統經程式化以為一使用者提供設定在任何感測器讀數附近之警示帶且在感測器讀數處於設定中指示之可接受值之範圍外之一值時便啟動需要使用者介入或重設之一警示之能力。一例示性MUOC可經組態以具有間接設定所有冷卻器溫度之能力且可針對冷卻器值或控制台可能夠設定之此等其他值之間接設定而實施至少一個電腦系統操作常式。

圖11係可用於根據本文中描述之原理之例示性方法之任一者之效能中之一例示性計算裝置1200之一方塊圖。計算裝置1200包含一或多個非暫時性電腦可讀媒體以用於儲存一或多個電腦可執行之指令(諸如但不限於軟體或韌體)以實施根據本文中描述之原理之任何例示性方法。非暫時性電腦可讀媒體可包含(但不限於)一或多個類型之硬體記憶體、非暫時性有形媒體(例如，一或多個儲存磁碟、一或多個光碟、一或多個USB隨身碟)及類似物。舉例而言，包含於計算裝置1200中之記憶體1206可儲存電腦可讀且電腦可執行之指令或軟體以用於實施例示性模組，諸如經程式化以實行本文中描述之程序之一分析器1231及控制器信號產生器1233。計算裝置1200亦包含處理器1202及相關聯核心1204及(視情況)一或多個額外處理器1202’及相關聯核心 1204’(例如，在具有多個處理器/核心之電腦系統之情況中)以用於執行儲存於記憶體1206中之電腦可讀且電腦可執行之指令或軟體及用於控制系統硬體之其他程式。處理器1202及處理器1202’各可為一單核心處理器或多核心(1204及1204’)處理器。

可在計算裝置1200中採用虛擬化，使得計算裝置中之基礎結構及資源可經動態共用。一虛擬機器1214可經提供以處理在多個處理器上運行之一程序，使得程序出現為僅使用一個計算資源而非多個計算資源。亦可與一個處理器一起使用多個虛擬機器。

記憶體1206可為包含一電腦系統記憶體或隨機存取記憶體(諸如DRAM、SRAM、EDO RAM及類似物)之非暫時性電腦可讀媒體。記憶體1206亦可包含其他類型之記憶體或其等之組合。

一使用者可透過一視覺顯示裝置1218(諸如一觸控螢幕顯示器或電腦監測器，其可顯示可根據本文中之例示性系統提供之一或多個使用者介面1229)與計算裝置1200互動。計算裝置300可包含用於接收來自一使用者之輸入之其他I/O裝置，例如，一鍵盤或任何合適多點觸控介面1208、一定點裝置1210(例如，一鋼筆、尖筆、滑鼠或觸控板)。鍵盤1208及定點裝置1210可耦合至視覺顯示裝置1218。計算裝置1200可包含其他合適習知I/O周邊裝置。在各種實例中，視覺顯示裝置1218可為一電子紙標記、電子油墨裝置、LCD標記或一電子架標籤(ESL)型裝置。

計算裝置1200亦可包含一或多個儲存裝置1224(諸如一硬碟機、CD-ROM或其他非暫時性電腦可讀媒體)以用於儲存資料及電腦可讀指令及/或軟體，諸如分析器1231及控制器信號產生器1233，其等可產生實施根據本文中描述之原理之例示性方法及系統之使用者介面1229。例示性儲存裝置1224亦可儲存一或多個資料庫1226以用於儲存實施根據本文中描述之原理之方法及系統或其部分所需之任何合適資訊。可在任何合適時間處藉由一使用者或自動更新資料庫以添加、刪除或更新資料庫中之一或多個項目。例示性儲存裝置1224可儲存一或多個資料庫1226以用於儲存感測器量測資料、分析器計算結果、控制器信號資料及用於實施本文中描述之例示性系統及方法之任一者之任何其他資料/資訊。

計算裝置1200可包含一網路介面1212，其經組態以經由一或多個網路裝置1222與一或多個網路(例如，區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)或透過各種連接(包含但不限於標準電話線、LAN或WAN鏈路(例如，802.11、T1、T3、116kb、X.211)、寬帶連接(例如，ISDN、訊框中繼、ATM)、無線連接、控制器區域網路(CAN)或上文任一者或所有之某組合)之網際網路)介接。網路介面1212可包含一內置網路配接器，網路介面卡、PCMCIA網路卡、卡匯流排網路配接器、無線網路配接器、USB網路配接器、數據機或適用於將計算裝置1200介接至能夠通信且實行本文中描述之操作之任何類型之網路之任何其他裝置。再者，計算裝置1200可為任何電腦系統，諸如一工作站、桌上型電腦、伺服器、膝上型電腦、手持式電腦、平板電腦(例如，iPad®平板電腦)、行動計算或通信裝置(例如，iPhone®通信裝置)或能夠通信且具有實行本文中描述之操作之足夠處理器功率及記憶體容量之計算及電信裝置之其他形式。

計算裝置1200可經組態以運行任何操作系統1216，諸如Microsoft® Windows®操作系統之版本之任一者、Unix及Linux操作系統之不同發佈、用於Macintosh電腦之MacOS®之任何版本、任何嵌入式操作系統、任何即時操作系統、任何開放原始碼操作系統、任何專屬操作系統、用於行動計算裝置之任何操作系統或能夠在計算裝置上運行且實行本文中描述之操作之任何其他操作系統。在一實例中，操作系統1216可在本機模式或模擬模式中運行。在一實例中，操作系統 1216可在一或多個雲端機器例項上運行。

在包含圖1A至圖6之任何一或多者之實例之根據本文中之原理之任何實例中，一「計算裝置」或「計算系統」可經程式化以執行一控制程序，其中採用一例示性程序以觀察一或多個感測器讀數且調整SPEC及LPEC之流動速率及/或所注射血液溫度設定，以便將局部或全身溫度移動或保持在操作者決定之溫度範圍內。此一例示性程序亦可考量其他病人觀察，諸如但不限於在相關位置處之血壓、血液化學資料、心率、藥理操縱之狀態(包含基於一藥物劑量之一量)或其他觀察或設定。可藉由一操作者用於改變一刻度或數位設定構件之一指令或訓練集手動實施根據本文中之原理之一例示性控制程序，藉此根據指令或訓練集將輸入提供至一計算裝置或電腦系統，且導致計算裝置或電腦系統執行程序。可使用一電腦系統控制實施根據本文中之原理之另一例示性控制程序，其中一操作者設定用於感測器溫度之目標範圍(溫度帶)且計算裝置或電腦系統執行所接收指令以實行調整以導致SPEC及LPEC達到處於設定目標溫度範圍內之感測器讀數。根據本文中之原理之一例示性控制程序可經組態以實施某混合配置，例如，一操作者可直接調整SPEC及LPEC之一些設定，且基於接收指示此等經調整設定之輸入，一計算裝置或電腦系統可調整SPEC及LPEC之其他設定以達成所要溫度控制。根據本文中之原理之一例示性控制程序可經組態以回應於來自一操作者之一撤銷信號及/或一認可信號，使得一操作者可經選址以撤銷或需認可藉由計算裝置或電腦系統輸出之電腦提出之設定改變。

包含圖1A至圖6之任何一或多者之實例之根據本文中描述之原理之兩個環路系統之一益處係由於藉由接取實施SPEC而不需螢光透視檢查或x射線引導(即，接取使用與在脈管系統內流動之血液接觸之一周邊放置環路)，故其可在一更快速或更立即設定(諸如但不限於一急診室或ER)中應用至一病人而不需配置接取至具有充足螢光透視檢查之一導管室或手術室之一更消耗時間之步驟。此意謂使用SPEC在全身位準處之亞低溫之初始應用可較於使用現有系統或程序更快達成，從而導致較早低溫之某益處較於在需單獨等待LPEC時更可用。包含圖1A至圖6之任何一或多者之實例之根據本文中描述之原理之兩個獨立環路之另一益處係其等可不同步應用，因此操作醫師在需要時開始LPEC及停止LPEC之特定期望並不損及SPEC環路效能及病人支撐。

總結

雖然已在本文中描述及圖解說明各種發明實施例，但熟習此項技術者將容易預想到，用於實行功能及/或獲得結果及/或本文中描述之優勢之一或多者之各種其他構件及/或結構以及此等變化及/或修改之各者被視為處於本文中描述之發明實施例之範疇內。更一般言之，熟習此項技術者將容易暸解，本文中描述之參數、尺寸、材料及組態旨在係例示性且實際參數、尺寸、材料及/或組態將取決於發明教示使用之特定應用或諸應用。熟習此項技術者將認識到或能夠僅使用常規實驗確定對於本文中描述之特定發明實施例之許多等效物。因此，應理解，前述實施例僅藉由實例呈現，且在隨附申請專利範圍及其等效物之範疇內，可以除如特定描述或主張以外之方式實踐發明實施例。本發明之發明實施例指向本文中描述之各個別特徵、系統、物件、材料、裝備及/或方法。另外，若此等特徵、系統、物件、材料、裝備及/或方法並不相互矛盾，則兩個或兩個以上此等特徵、系統、物件、材料、裝備及/或方法之任何組合包含於本發明之發明範疇內。

可以數個方式之任一者實施本發明之上述實施例。舉例而言，可使用硬體、軟體或其等之一組合實施一些實施例。當至少部分在軟體中實施一實施例之任何態樣時，可在任何合適處理器或處理器集合上執行軟體碼，無論提供於一單一電腦中或分佈於多個電腦中。

就此而言，本發明之各種態樣可至少部分體現為使用一或多個程式編碼之一電腦可讀儲存媒體(或多個電腦可讀儲存媒體)(例如，一電腦記憶體、一或多個軟磁碟、光碟、光盤、磁帶、快閃記憶體、場可程式化閘極陣列或其他半導體裝置中之電路組態、或其他有形電腦儲存媒體或非暫時性媒體)，當一或多個程式在一或多個電腦或其他處理器上執行時，實行實施上文論述之技術之各種實施例之方法。電腦可讀媒體或媒體可為便攜式，使得儲存於其上之程式或諸程式可載入至一或多個不同電腦或其他處理器上以實施如上文論述之本發明之各種態樣。

本文中使用之術語「程式」或「軟體」在一一般含義上係指可經採用以程式化一電腦或其他處理器以實施如上文論述之本發明之各種態樣之任何類型之電腦碼或電腦可執行之指令集。另外，應瞭解，根據此實施例之一態樣，當執行時實行本發明之方法之一或多個電腦程式無需駐留於一單一電腦或處理器上，而可以一模组化方式分佈於數個不同電腦或處理器中以實施本發明之各種態樣。

電腦可執行之指令可呈許多形式，諸如藉由一或多個電腦或其他裝置執行之程式模組。一般言之，程式模組包含實行特定任務或實施特定抽象資料類型之常式、程式、物件、組件、資料結構等等。通常，可視需要在各種實施例中組合或分佈程式模組之功能性。

而且，本文中描述之技術可體現為一方法，已提供該方法之至少一個實例。實行為方法之部分之行動可以任何合適方式排序。因此，實施例可經建構，其中以不同於圖解說明之一順序實行行動，該順序可包含同時實行一些行動，不過在闡釋性實施例中展示為依序行動。

如本文中界定及使用之所有定義應被理解為控制字典定義、以引用的方式併入之文獻中之定義及/或所界定術語之普通含義。

如本文中在說明書及申請專利範圍中使用之不定冠詞「一」及「一個」應被理解為意謂「至少一個」，除非明確相反指示。

如本文中在說明書及申請專利範圍中使用之短語「及/或」應被理解為意謂如此結合之元件(即，在一些情況中結合呈現且在其他情況中分離呈現之元件)之「任一者或兩者」。使用「及/或」列出之多個元件應以相同方式解釋，即，如此結合之元件之「一或多者」。除藉由「及/或」子句特定識別之元件以外，其他元件可視情況呈現，無論是否相關於特定識別之該等元件。因此，作為一非限制性實例，當與開放式語言(諸如「包括」)結合使用時，對「A及/或B」之一參考在一項實施例中可僅係指A(視情況包含除B以外的元件)；在其他實施例中，可僅係指B(視情況包含除A以外的元件)；在又另一實施例中，可係指A及B兩者(視情況包含其他元件)；等等。

如本文中在說明書及申請專利範圍中使用，「或」應被理解為具有相同於如上文界定之「及/或」之涵義。舉例而言，當分開一清單中之項目時，「或」或「及/或」應被解釋為包含性，即，包含至少一者，且亦包含數個元件或元件清單之一者以上及(視情況)額外未列出項目。僅明確相反指示之術語(諸如「......之僅一者」或「......之確切一者」或在申請專利範圍中使用之「由......構成」)將係指包含數個元件或元件清單之確切一個元件。一般言之，當藉由排他性術語前置時，如本文中使用之術語「或」應僅被解釋為指示排他性替代方案(即，「一者或另一者但不係兩者」)，諸如「任一者」、「......之一者」、「......之僅一者」或「......之確切一者」。在申請專利範圍中使用之「本質上由......構成」應具有其在專利法領域中使用之普通涵義。

如本文中在說明書及申請專利範圍中使用，短語「至少一個」在對一或多個元件之一清單之參考中應被理解為意謂從元件清單中之元件之任何一或多者選擇之至少一個元件，但不必包含元件清單內特定列出之各元件及每一元件之至少一者且不排除元件清單中之元件之任何組合。此定義亦允許可視情況呈現除在元件清單內特定識別之元件以外的元件，其中短語「至少一者」係指(無論是否相關)特定識別之該等元件。因此，作為一非限制性實例，「A及B之至少一者」(或等效地，「A或B之至少一者」，或等效地，「A及/或B之至少一者」)在一項實施例中可係指至少一個(視情況包含一個以上)A，不存在B(且視情況包含除B以外的元件)；在另一實施例中，可係指至少一個(視情況包含一個以上)B，不存在A(且視情況包含除A以外的元件)；在又另一實施例中，可係指至少一個(視情況包含一個以上)A及至少一個(視情況包含一個以上)B(且視情況包含其他元件)；等等。

在申請專利範圍中以及在上文說明書中，諸如「包括」、「包含」、「攜載」、「具有」、「含有」、「涉及」、「保持」、「由......組成」及類似物之所有轉折語應被理解為開放式，即，意謂包含但不限於。僅轉折語「由......構成」及「本質上由......構成」應分別為封閉式或半封閉式轉折語，如在美國專利局專利檢查程序手冊章節2111.03中陳述。

Claims

一種用於提供支撐之系統，其包括：一局部灌注體外迴路(LPEC)，用於灌注一身體之一局部目標區域，其包括：一LPEC輸入流動埠；一LPEC輸出流動埠；該LPEC輸入流動埠及該LPEC輸出流動埠與在該脈管系統內流動至該身體之該局部目標區域之血液接觸；一LPEC泵；及一LPEC熱交換器，用於控制返回至該身體之該局部目標區域以用於該局部灌注之該血液之該溫度；一全身灌注體外迴路(SPEC)，其包括：一SPEC輸入流動埠；一SPEC輸出流動埠；該SPEC輸入流動埠及該SPEC輸出流動埠經由一周邊放置環路與在該脈管系統內流動之血液接觸；及一SPEC泵；一或多個SPEC溫度感測器，其等經耦合至該身體以指示由該SPEC灌注之該身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度；一或多個LPEC溫度感測器，其等經耦合至該身體之該局部目標區域以指示該目標區域內之溫度；及一控制系統，其經程式化以執行一控制程序，其包括：導致該SPEC控制由該SPEC注射之該血液之該溫度，以調整由該等SPEC溫度感測器報告之該溫度量測以保持於一目標核心體溫範圍內；且導致該LPEC控制注射至該目標區域之該血液之該溫度，使得該一或多個LPEC溫度感測器根據目標區域溫度值之一規定型樣來報告一溫度量測。
如請求項1之系統，其中目標區域溫度值之該規定型樣包括一受控制升溫常式、一溫度穩定狀態常式或溫度值帶。
如請求項1之系統，其中目標區域溫度值之該規定型樣規定在約10℃與約32℃之間之一局部目標溫度範圍中之一LPEC溫度感測器量測。
如請求項1之系統，其中目標區域溫度值之該規定型樣係在一局部目標溫度範圍內，該局部目標溫度範圍包含升溫之至少一個時間間隔以增大該目標區域溫度值，其後接著冷卻之至少一個時間間隔以減小該目標區域溫度值。
如請求項1之系統，其中該控制系統經程式化以導致該LPEC自動或基於一手動輸入來控制至該目標區域之該血液之該溫度。
如請求項1之系統，其中該局部目標區域係腦。
如請求項1之系統，其中該LPEC輸入流動埠可係安置成與左頸總動脈、右頸總動脈或該等位置中之一者之一動脈下游接觸。
如請求項1之系統，其中該LPEC進一步包括用於夾持、阻擋或部分阻擋之構件，以減小由該LPEC注射之血液流動不流動至該局部目標區域之一百分比。
如請求項1之系統，其中該全身灌注迴路係一緊急體外膜氧合支撐。
如請求項9之系統，其中該控制系統經程式化以將該SPEC泵處之該流動速率設定至在約1.0L/min至約5.0L/min之範圍內之一值。
如請求項1之系統，其中該一或多個SPEC溫度感測器包括一膀胱溫度感測器及/或一直腸溫度感測器。
如請求項1之系統，其中該控制系統經程式化以在該一或多個SPEC溫度感測器之該等溫度量測及/或該一或多個SPEC溫度感測器之該等溫度量測指示根據該控制程序之一設定範圍外之一溫度值時，導致一警示指示。
如請求項1之系統，其中該控制系統經進一步程式化以導致該SPEC增加該血液之該溫度以防止該平均溫度下降至低於約32℃。
如請求項1之系統，其中該控制系統經程式化以將該LPEC泵處之該流動速率設定至在約100ml/min至約500ml/min之範圍內之一值。
如請求項1之系統，其中該控制系統經程式化以導致該LPEC將該血液之該溫度冷卻至在約10℃至約30℃之範圍內之一值。
如請求項1之系統，進一步包括一SPEC熱交換器，用於控制經由該周邊放置環路返回至該脈管系統之該血液之該溫度，其中該控制系統經程式化以獨立於該LPEC而設定在該SPEC熱交換器處之一溫度。
一種用於針對遭受一局部或全身缺血性傷害或循環損害之一病人建立及控制用於一治療程序之至少部分之一身體之至少部分之兩個不同溫度區之系統，該系統包括：一全身灌注體外迴路(SPEC)，其使用一周邊放置環路來耦合至該身體，該SPEC包括：一SPEC輸入流動埠及一SPEC輸出流動埠，其等與在該脈管系統內流動之血液接觸，一SPEC泵；及一SPEC熱交換器；一局部灌注體外迴路(LPEC)，其經耦合至該脈管系統以導致腦流動血液，該LPEC包括：一LPEC輸入流動埠及一LPEC輸出流動埠，其等與在該脈管系統內流動之血液接觸，其中該輸入埠經定位於左側或右側上之總頸動脈或內頸動脈中，以便灌注該腦；一LPEC泵；及一LPEC熱交換器；至少一個SPEC感測器，其等經定位以量測由該SPEC灌注之該身體之平均核心體溫及/或平均系統溫度；至少一個LPEC感測器，其等經定位以量測由該LPEC灌注之該腦之該溫度；一操作控制台，其包括：一SPEC水冷卻器/加熱器，其驅動該SPEC熱交換器；一LPEC水冷卻器/加熱器，其驅動該LPEC熱交換器；至少一個感測器介面，其記錄該至少一個SPEC感測器及/或該至少一個LPEC感測器之至少一個量測；及一圖形使用者介面；其中該圖形使用者介面經組態以顯示使用者指令，用於在適用於至少一最小操作序列之各階段之該LPEC及該SPEC之目標設定下實施至少該最小操作序列之操作步驟，且其中該操作控制台控制該LPEC及該SPEC以執行指令，用於實施一控制程序以記錄該至少一個LPEC感測器及該至少一個SPEC感測器之量測，且分別單獨地控制該SPEC及該LPEC之一血液流動速率及一熱交換器溫度，使得該控制程序：導致該SPEC控制由該SPEC注射之該血液之該溫度，以調整由該等SPEC溫度感測器報告之該溫度量測以保持於各階段中之該目標核心身體目標範圍內；且導致該LPEC控制注射至該目標區域之該血液之該溫度，使得該一或多個LPEC溫度感測器報告用於其中操作該LPEC之至少該最小操作序列之各階段之一目標區域溫度範圍內之一溫度量測，其中該最小操作序列包括一階段1，且其中階段1之一SPEC目標設定係在約32℃與約37℃之間之一目標核心體溫範圍中之一SPEC溫度感測器量測，且其中該最小操作序列包括在階段1隨後之一階段2，且其中階段2之一LPEC目標設定包括一時間間隔，其中一LPEC溫度感測器量測係在約10℃與約32℃之間之一局部目標溫度範圍中。
如請求項17之系統，其中該SPEC水冷卻器/加熱器及/或該LPEC水冷卻器/加熱器之一可用冷卻器體積大於約10L/min。
如請求項17之系統，其中該操作者控制台進一步包括能夠以約100ml/min至約500ml/min之一速率對該LPEC泵抽之一泵。
如請求項17之系統，其中該LPEC進一步包括用於夾持、阻擋或部分阻擋之構件，以減小由該LPEC注射之血液流動不流動至該局部目標區域之一百分比。
如請求項17之系統，其中該全身灌注迴路係一緊急體外膜氧合支撐。
如請求項17之系統，其中該至少一個SPEC溫度感測器包括一膀胱溫度感測器及/或一直腸溫度感測器。
如請求項17之系統，其中該使用者指令包括指令以導致該LPEC在該SPEC被用於調整該身體之該全身溫度之後的約12小時或約24小時內控制至該目標區域之該血液之該溫度。