[发明专利]用于增加血液灌注以及改善对皮肤的散热的装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月4日提交的、名称为“Apparatus For Increasing Blood Perfusion And Improving Heat Sinking To Skin”的第61/184,056号美国临时专利申请的根据35U.S.C.§119(e)的优先权，该美国临时专利申请通过全文引用而合并于此。

技术领域

本发明涉及通过控制温度来改善血液流经的活的生物组织的散热特性，该温度继而对局部血液灌注产生影响。

背景技术

在一些应用中，通过在活组织上安装某种设备或者设备集合来测量该活组织的一个或多个特性，其中设备所包括的一些部件进行散热。如果必需对热耗散部件进行散热，则使用空气的自由对流来进行散热可能不是有利的，这是因为散热能力可能不足。使用强制空气对流也可能不是有利的，这是因为增加的功耗，这尤其是对于电池供电设备的关注点。在一些情况下，必须依赖生物组织来为热耗散部件提供有利的散热。

除非使用血液对皮肤进行良好的灌注，否则皮肤的热传导率较低，因此，除非在散热部位灌注是足够的，否则皮肤可能不适于散热。

而且，在对生物组织的特性进行测量的一些应用中，出于测量准确性的目的而控制组织内部的血液灌注是有利的。这种情况的一个示例是人类皮肤中的葡萄糖的测量，其中充足的血液灌注是必需的以便血液中的葡萄糖局部浓度和间质(interstitial)液体达到具有身体总血量中的平均葡萄糖浓度的平衡。

此外，在需要低暗电流光检测器的应用中，将检测器的温度维持在与用于冷却的功耗限制一致的、尽可能低的值是有利的。因此，用于检测器或者用于检测器的冷却器(如果采用了的话)的散热器温度应该尽可能低，而例如在测量附近的生物样品的温度可以有利地更高以便增加血液灌注。因此，具有如下的一些装置是有用的，这些装置提供用于不同的热耗散部件的散热器和用于生物样品上的测量部位的散热器之间的温度差。

如在W.F.Taylor等的“Effect of high local temperature on reflex cutaneous vasodilation”(J.Appl.Physiol.：Respirat.Environ.Exercise Physiol.57(1)，191-196页，1984年)中所展示的，如果将生物样品从室温加热到40℃附近，则生物样品中血液灌注可以升高多达一个数量级。在美国专利7,509,153中，Blank等公开了一种用于控制皮肤灌注的装置，其中对测量葡萄糖的部位的温度进行控制。上面的专利是美国专利6,640,117和7,039,446的部分接续专利。Blank教导了用于通过温度控制来控制皮肤中的血液灌注、以及用于对其效果进行光谱监测的装置，在该装置中监测和温度控制可以是闭环系统的部分。对于皮肤散热没有给出热耗散部件可以是该装置的一部分的考虑、或者维持部件加热的皮肤温度与测量部位的温度之间的温度差的考虑。也不存在保证在用于热耗散部件的散热器附近的足够的血液灌注的布置。

发明内容

本发明解决了这些限制和其他限制，本发明公开了一种装置，借助该装置可以通过增加局部血液灌注而增强用于在生物样品的表面上的热耗散部件的散热器的热传导。此外，维持对于部件散热器以及对于测量生物组织特性的部位的不同温度是可能的。从流体流动的连续性的需要可以看出必须在邻近加热部位的区域中增加灌注，从而改善在这些邻近位置的热传导，而不将它们的温度增加到与加热部位相同的程度。显示了可以如何维持在装置与生物样品接触的不同区域之间的热隔离。也显示了可以如何有益地使用该热隔离将与光检测器相关联的散热器和与光源相关联的散热器隔离，这两个散热器都与测量生物样品特性的部位热隔离。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的装置的框图，该装置可以维持生物样品在不同部位的不同温度，并且用于在一个或多个部位测量生物样品的特性。

图2是根据本发明的实施方式的、具有图1的特定于对生物样品的特性进行光学测量的功能的装置的框图。

图3是根据参考图2描述的功能的装置的优选实施方式的等距图。

具体实施方式