本发明总体上涉及用于全身冷冻疗法的装置及其运行方法。具体而言，本发明涉及一种具有改善的冷却均匀性的电动全身冷冻舱设备、相关的运行方法和计算机程序产品。
背景技术：
1、全身冷冻疗法或全身冷疗法(wbct)是公认的促进肌肉恢复和增强个体的整体康强的治疗方法。在注入空气的低温液体的影响下，全身冷冻疗法治疗被认为调用和/或重新激活生物体的内部资源，从而促进其对各种疾病包括哮喘、激素缺乏、关节炎症和皮肤病诸如过敏和银屑病的自我防御的自然能力。冷冻疗法的长期效果包括增强生物体的免疫抵抗力以及改善软组织和皮肤的柔韧性和弹性。冷治疗还促进了身体内天然发生的细胞更换过程，并相应地消除了死细胞。
2、冷冻疗法治疗的目的是在患者的身体部位上无创地施加热(冷)刺激，以在皮肤和下层(软)组织中诱发强烈的感官响应(所谓的热激响应，在目前情况下为冷激响应)，从而产生一种或多种上述(冷冻)治疗效果。在多个身体部位上的突然冷冲击时，诱导了期望/所需强度的感官响应，其中身体产生局部应激响应，随后激活代谢过程，加速和加强血液循环，增加血液和组织的供氧，并释放抗炎和镇痛物质，其至少共同导致减轻疼痛、降低肿胀和减弱肌肉紧张。
3、所需的冷激响应可以通过多种方法实现。在使用冷冻冷却剂诸如(液化)二氧化碳(co2)和液氮(ln2)运行的传统wbct室中，患者暴露于极端温度(诸如低于–100摄氏度，通常在-110℃至–170℃的范围内)的冲击进行短时间跨度，典型地，一次0.5–3分钟。
4、作为低温液体可操作wbct室的替代，电冷冻疗法室解决方案在市场上是可获得的。在电冷冻室中，温度降低无需低温液体，而是通过使用气态介质(典型地是空气)，通过电驱动冷却聚集体来冷却至低于–100℃。然而，大多数此类装置的冷却功率太低，无法产生所需强度的冷诱导感官响应，即足以实现一种或多种(冷冻)治疗效果的强度。另一方面，那些能产生低于-100℃温度的解决方案极其昂贵。典型的电驱动冷冻室是封闭空间的室(不是开顶的)，在其内部基本上没有空气循环。在没有空气循环的情况下，患者皮肤和环境之间的热量交换显著降低。
5、与本领域已知的用于全身冷冻疗法的装置(低温液体和电可操作的两者)相关的一个常见问题是整个冷冻疗法期的治疗参数(诸如温度、速度和/或冷却剂流动的方向)的可调节性差。美国专利号4,838,270(donnerhack et al)中公开的示例性解决方案教导了在治疗之前调节流入冷冻疗法舱中的冷气体的方向。提到的专利涉及以半壳形式的步入式开顶舱，其中通过混合干空气与液化氮产生的冷气体可以经由根据患者的高度和体型的绕其竖直轴线可旋转的喷嘴直接进入舱内。
6、已知的基于低温液体或电冷却的解决方案通常没有考虑到个体抵御寒冷的能力存在很大差异的事实。例如，皮肤和下层组织中的血流量循环强度在个体之间天然不同，对在皮肤表面获得的强烈热感官响应的温度条件具有显著影响。由于人对冷的不耐受，一些个体完全无法从冷冻疗法治疗中受益。此外，一些身体区域通常比其他区域对冷更敏感(局部敏感性)。因此，在标准的全身冷冻疗法期过程中，此类患者面临遭受冷伤害的风险。尽管如此，缩短或在较高温度下进行的治疗期会导致治疗效率降低，因为实现皮肤上足够强烈的热感官响应所需的条件变得更难达到。
7、显然，如果没有达到期望/所需强度的热感官响应(即所谓的热激响应)，则治疗不能被视为有效。
8、wo 2020/260347 a1(martins，yliollitervo)中已确认根据全身冷冻舱设备中从使用者皮肤测量的体温来调节流速变量。公开的冷冻舱设备包括单独的冷却单元和流体(再)循环单元。该文件进一步教导，在-1至0℃范围内的阈值温度下可以实现所需强度的热感官响应。
9、然而，与全身冷治疗中使用的设备和方法相关技术仍有改进空间，特别是涉及开发改进的概念，以根据使用者特定的方式控制冷治疗室内的冷却剂循环和/或温度相关参数，以创造定制的治疗体验。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决或至少减轻由相关现有技术的限制和缺点引起的每个问题。该目的是通过根据独立权利要求所限定的电动全身冷冻舱设备、用于运行该设备的计算机实现方法以及适于进行该方法的计算机产品的各种实施方式来实现的。
2、在一方面，根据独立权利要求1中限定的，提供了一种电动冷冻舱设备。
3、在实施方式中，提供了电动冷冻舱设备，包括开顶舱、若干个冷却单元和数据处理单元，该开顶舱具有沿舱的内周边不同高度处布置的若干个热传感器阵列，其中数据处理单元被配置为接收使用者特定数据，该使用者特定数据至少包括在整个运行周期内由热传感器阵列在使用者皮肤表面处可测量的温度指示(t1)(无创)，在该运行周期期间，冷却流体经由冷却单元被输送到舱中并分布在舱内，并基于所述使用者特定数据，选择性地将与舱内冷却流体分布相关的变量调节到预定水平，所述变量至少是冷却流体流的流速(v)和/或冷却流体的温度(t2)；其中，冷却流体分布变量被调节以达到值，在所述值时，在使用者皮肤表面处可测量的温度指示(t1)在约0摄氏度(℃)至约20℃的范围内，并且其中在整个运行周期内实时、连续地进行调节。
4、在实施方式中，在冷冻舱设备中，舱内分布的冷却流体的温度(t2)被调节到等于或高于约-60℃的温度值，优选调节到约-60℃至约-15℃之间的范围内的温度值。
5、在实施方式中，舱内分布的冷却流体流的流速被调节为约1-15m/s之间的范围。在实施方式中，舱内分布的冷却流体是空气。
6、在实施方式中，在所述冷冻舱设备中，处理单元被配置为在达到使用者皮肤表面处可测量的期望温度值(t1)时自动终止运行周期(operating cycle)。
7、在实施方式中，数据处理单元被进一步配置为将能够在整个运行周期内连续获得的使用者特定温度测量数据(t1)与选自由身高、体重、年龄和性别组成的组的并在运行周期开始前输入至处理单元中的补充使用者特定数据相结合。
8、在实施方式中，冷却单元包括热交换器装置和至少一个鼓风机装置，该鼓风机装置被配置为输送、分布、并且优选地再循环舱内的冷却流体。在实施方式中，所述热交换器装置为热交换器蒸发器。
9、在实施方式中，在所述冷冻舱设备中，冷却流体的再循环在基本闭环的循环中在冷却单元和舱之间实现。
10、在实施方式中，热传感器阵列是红外传感器阵列，诸如热电堆(thermopile)。
11、在实施方式中，冷冻舱设备的舱进一步包括具有颈圈部分的可移除顶盖。
12、在另一方面，根据独立权利要求11中限定的内容，提供了一种用于运行根据实施方式的冷冻舱设备的计算机实现方法。
13、在实施方式中，提供了一种用于运行冷冻舱设备的计算机实现方法，该冷冻舱设备包括开顶舱、若干个冷却单元和数据处理单元，该开顶舱具有沿舱的内部周边不同高度处布置的若干个热传感器阵列，该方法至少包括以下步骤：
14、(a)将使用者特定数据接收到在数据处理单元中，所述使用者特定数据至少包括由热传感器阵列以非接触方式从使用者的皮肤表面无创地测量的温度指示(t1)；
15、(b)在数据处理单元中处理使用者特定测量数据，以及
16、(c)基于经处理的使用者特定测量数据，在数据处理单元中生成输出信号或一系列输出信号，所述输出信号被配置为，在传输到冷却单元时，选择性地将与舱内冷却流体分布相关的变量调节到预定水平，所述变量至少是冷却流体流的流速(v)和/或冷却流体的温度(t2)，
17、其中，由数据处理单元(30)生成的一个或多个输出信号被配置为选择性地调节冷却流体分布变量以达到值，在所述值时，在使用者皮肤表面处可测量的温度指示(t1)在约0摄氏度(℃)至约20℃的范围内，以及
18、其中，方法步骤(a)、(b)和(c)在整个运行周期内实时进行，在该运行周期期间，冷却流体经由冷却单元被输送到舱内，并通过流体循环单元在所述舱内再循环。
19、在另一方面，根据独立权利要求15中限定的内容，进一步提供了一种适于执行根据实施方式的方法的计算机程序产品。
20、本发明的实用性源自多种原因，这取决于其每种特定实施方式。总体而言，本发明能够实现一种冷冻舱设备，其中，在运行周期期间，可以高精度地监测和调节各种与舱相关(或与流动相关)的参数，并且考虑了个人对冷的敏感度。所述参数包括但不限于舱内分布的一种或多种流体流的来源、温度、流速(用方向矢量呈现的速度)、速度和方向。通过实时监测和个性化调节冷却剂流动相关参数，本发明可以产生以预定温度和流速进入舱的流体流，以高度定制的方式靶向选定的身体部位。因此，通过单独调节流向天然对冷具有不同感知的特定身体部位(同一舱内)的流体流动，可以基本上同时在所有接受治疗的身体部位(即整个身体)实现基本上相同强度的感官响应(均匀的冷激响应)。因此，提高运行周期期间可实现的冷却均匀性，并避免对冷特别敏感的身体部位过度冷却。同时，对冷不太敏感的身体部位仍可接受充分的治疗，足以达到所需强度的热感官响应，即，足以引起促进健康和/或康强效果的强度。
21、热敏感性在身体表面上变化大约100倍。因此，对于想要接受一系列冷冻疗法治疗的人来说，通过其能够使个体的整个身体(即对冷敏感度不同的身体部位)均匀地获得所需强度的冷诱导热感官响应的设备，在治疗效率和成本效益方面无疑是有益的。
22、在本文公开的冷冻舱设备中，通过实时监测和调节向特定身体部位输送的冷却流体，可以使个体的整个身体均匀地获得所需强度的冷诱导热感官响应。已经观察到，利用所提出的装置和运行方法，向特定身体部位输送所述冷却流体的均匀性(即冷却均匀性)得到了进一步改善。通过在运行周期期间选择性地调控与流动相关的参数，实现了：以高度均匀的方式将使用者的体温调节到预定水平，其中所有身体部位基本上同时冷却到实现冷激响应所需的温度。
23、本发明优选地实现为不需要利用低温冷却剂(液态气体)的电冷却舱解决方案。通过产生受控的热感官响应，整个身体可以在比传统冷冻疗法高得多的温度下实现一种或多种恢复和促进健康的效果。事实上，本发明可以通过将使用者皮肤表面处的温度调节到零(摄氏度)以上的值，达到通常与所谓的热激响应相关的促进健康和康强的效果。
24、本发明还可以调节与舱内冷却流体分布相关的参数，以建立适合具有低、中、高的冷感知阈值的使用者的定制治疗条件。
25、在本公开中使用的术语“使用者”来表示位于冷冻舱内的受试者，诸如人或非人哺乳动物。
26、术语“速度”和“流速”通常可以互换使用；然而，特别提到“流速”是为了强调速度有方向。
27、在本公开中表述“若干个”是指从一(1)开始的任何正整数，例如指一个、二个或三个。表述“多个”是指从二(2)开始的任何正整数，例如指二个、三个或四个。
28、通过考虑详细描述和附图，本发明的不同实施方式将变得显而易见。
1.一种电动冷冻舱设备(100)，包括：开顶舱(10)，所述舱具有沿所述舱的内部周边不同高度处布置的若干个热传感器阵列(13)；若干个冷却单元(20)；以及数据处理单元(30)，
2.根据权利要求1所述的冷冻舱设备，其中，所述舱(10)内分布的所述冷却流体的温度(t2)被调节到等于或高于约-60℃的温度值，优选调节到约-60℃至约-15℃之间的范围内的温度值。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述舱内分布的所述冷却流体流的流速(v)被调节到约1-15m/s之间的范围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述处理单元(30)被配置为在达到所述使用者皮肤表面处可测量的期望温度值(t1)时自动终止所述运行周期。
5.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述数据处理单元(30)进一步配置为将能够在整个所述运行周期内连续获得的使用者特定温度测量数据(t1)与选自由身高、体重、年龄和性别组成的组的并在所述运行周期开始前输入至所述处理单元中的补充使用者特定数据相结合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述冷却单元(20)包括热交换器装置(21)，诸如热交换器蒸发器装置，以及至少一个鼓风机装置(23)，所述鼓风机装置配置为输送、分布、并且优选地再循环所述舱内的所述冷却流体。
7.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述冷却流体的再循环能够在基本闭环的循环中在所述冷却单元(20)和所述舱(10)之间实现。
8.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述冷却流体是空气。
9.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述热传感器阵列(13)是红外传感器阵列，诸如热电堆。
10.根据前述权利要求中任一项所述的冷冻舱设备，其中，所述舱(10)进一步包括具有颈圈部分的可移除顶盖(14)。
11.一种用于运行冷冻舱设备(100)的计算机实现方法(500)，所述冷冻舱设备包括开顶舱(10)、若干个冷却单元(20)和数据处理单元(30)，所述舱具有沿所述舱的内部周边不同高度处布置的若干个热传感器阵列(13)，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述舱(10)内分布的所述冷却流体的温度(t2)被调节到等于或高于约-60℃的温度值，优选调节到约-60℃至约-15℃之间的范围内的温度值，并且其中所述舱内分布的所述冷却流体流的流速(v)被调节到约1-15m/s之间的范围。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的方法，进一步包括在所述运行周期开始之前，将选自由身高、体重、年龄和性别组成的组的补充使用者特定数据输入至所述数据处理单元(30)中，并且任选地将所述补充使用者特定数据与所述运行周期期间能够获得的使用者特定温度测量数据(t1)相结合。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中，所述处理单元(30)被配置为在达到所述使用者皮肤表面处可测量的期望温度值(t1)时自动终止所述运行周期。
15.一种计算机程序产品，适于执行权利要求11至14中任一项所述的方法。
