具体实施方式

将具体实施方式组织如下。

I.介绍与概述

II.用于真空驱动蒸发冷却的设备

II.A.靠着皮肤密封的真空钟形罩

II.B.作为冷却剂的电解质溶液

III.作为致冷或空调系统的应用

IV.用于医疗和治疗应用的冷却

IV.A.冷冻溶脂法

IV.B.靠着皮肤密封的真空钟形罩

IV.C.用于镇痛的冷却

IV.D.用于色素减退的冷却

IV.E.用于药物运输冷链的冷却

IV.F.用于体内组织的冷却

V.实施例

I.介绍与概述

参照图1A和图1B，真空冷却设备100可用于通过液体——尤其是具有高蒸发焓的液体，例如水——的气化来冷却选定区域98。可以通过在液体上方施加真空来加速和控制气化，从而加速和控制冷却。真空室102可形成为具有用于向选定区域提供冷却的传导侧104的封闭容积102，并且设备100可被布置成实现水在该热传导侧104上蒸发或升华。可将真空吸入驱动液体的蒸发或升华的真空室102中。提供气化热所需的能量经真空室102的导热侧壁104被吸取，从而降低了传导侧104的温度，这又冷却了该传导壁另一侧的任何区域98。腔室102中的真空驱动冷却剂的气化，然后气化热从待冷却的对象98移出。

对流——例如移动空气柱——可用于将冷却移至所需区域。通过适当的电泵和真空泵布置，可以控制该装置以产生传导板和因此要冷却至期望水平的区域98的受控且精确的温降。

设备100可以实现冷却的传导元件与组织之间的热接触，以提供组织至指定温度所需的冷却。出于各种诊断或治疗目的，身体组织的选定区域98可以被冷却。

参照图1C，真空室102可由靠着皮肤98密封的钟形罩形成，并且设备100可被布置成在皮肤表面处实现蒸发。在驱动液体蒸发的真空室102中抽真空。提供气化热所需的能量从组织中提取。结果，能量从组织中移除并且组织被冷却。利用适当的电泵和真空泵装置112，该装置被控制以产生组织98的受控且精确的温降。这样，某些组织如脂肪组织可以被破坏以提供用于身体重吸收组织和消除这种组织的路径。在没有压板104承载热传感器140的情况下，传感器可以被放置在要冷却的物体98的表面上，或真空钟形罩110的壁中，或其它地方。

这种致冷/冷却设备可用于多种目的：食品储存、医学治疗、药物运输冷链等。

II.用于真空驱动蒸发冷却的设备

参照图1A和图1B，真空驱动的蒸发冷却可以以快速和受控的方式提供所需的冷却。真空钟形罩110可以被放置成与导热压板104接触，并且通过在导热压板104的边缘周围使用O形环或类似密封件118在边缘处密封于压板104。密封件118防止或减少空气向封闭在压板104与真空钟形罩110之间的容积102中的泄漏，并且可以提供导热压板104与真空钟形罩110之间的热绝缘。

喷雾装置120可以提供液体122——优选具有高气化比热的液体，例如水——的喷雾或薄雾，其在导热压板104与真空钟形罩110之间的容积102内被施加到压板104的外表面。可以通过合适的真空泵114将真空抽入容积102中，真空泵114通过诸如软管或管道130的气体传导区域通过三通阀132连接到真空钟形罩110。由于封壳内的真空，容积102内的液体122将气化并变成气体，亦即，如果所选择的液体是水，则变成水蒸气。使液体气化的能量是从导热压板104移除的。压板104的能量降低并且因此压板的温度降低。这又冷却组织或区域98。三通阀132用于连接到真空泵114或空气入口134以提供来自真空泵114的真空抽吸或使用空气入口134为腔室102排气。

可选择水作为待雾化的液体，然后在腔室102内气化。由于水的高气化能(2,256千焦/千克)，可从导热压板104去除大量热量。

为了提供一种可控的散热方法，可以将诸如热电偶或RTD(电阻温度计检测器)140之类的传感器嵌入导热压板104内。这些传感器可以由诸如计算机分析系统之类的控制系统实时监测。通过在气化过程中测量压板104的温度，可以确定离开压板104的热通量并确保在真空驱动的蒸发冷却过程中达到和维持压板104的期望温度。使用适当的传感器、电子元件和控制系统，可以控制温度、压板的温度降低、冷却速度和时间。控制可以考虑各种混杂因素，例如待冷却区域的初始温度和待冷却区域内的材料。

在一个示例性实施方案中：

·喷雾器120将水喷射到导热压板104的背面上。

οH₂O的气化热为2,256焦耳/克。

·压板104可由铝形成——铝具有高导热性，但成本低于例如银。

ο尺寸：10cm×5cm×0.5cm

ο质量：67.5克

ο比热0.90焦耳/克/℃

在对箱子施加真空的情况下，水气化并从导热压板104吸取热量。

为了将压板104的温度维持在选定的温度，在施加期间可以喷射并排出额外的少量水。雾化和排出过程的精确控制可以通过系统单元测试和包括在设备中的控制算法基于使用来自传感器140的监测的输入的系统单元测试来确定。

可以管理留在真空容积内的任何空气，例如使其流过压板104的表面以增强蒸发或升华。风扇可以搅动该空气，或者可以在真空室的一侧和在另一侧的入口处布置真空抽吸装置112(并且因此排出水蒸气)，以提供空气量的相对快速的转换，从而可以改善蒸发。

在一些情况下，水蒸气可以排放到环境中。在其它情况下，水蒸气可以在封闭系统中被再捕获、冷凝并回收。

闪蒸温度与压力的关系如下：

从室温到冷冻，液/固相边界足够接近对数/线性，以至于温度每降低1℃就需要或多或少地降低略低于2％的压力。

压板104可以(在面向真空的一面或面向环境的一面)涂有涂覆材料，通常是化学惰性和导热的材料。可以使用特氟龙、尼龙或某种其它塑料或树脂或某种其它非金属材料的薄涂层。涂层可以减少冷却过程中的粘附和组织损伤。如果该涂层由诸如铝之类的化学反应材料形成，则该涂层可以保护压板104。

压板104的内部、面向真空的一面可具有翅片、高度空穴化的表面或其它表面特征结构以提高表面积和蒸发速率。

在一些情况下，雾化的液体122——例如水——可以具有直径范围从大约200微米到600微米的液滴直径，因此，液滴的表面张力将足够高以在任何取向上附着于压板104上。在此类情况下，喷射装置120和压板104(以及因此整个设备100)可以以任何角度取向。

真空室的部件可以通过一个或多个O形环118相互密封。O形环的材料可以被选择成向真空中提供低挥发性、密封良好，并在冷却压板104与真空钟形罩110之间提供良好的绝缘。好的材料包括各种合成橡胶，例如来自Chemours公司的Viton(高密度FKM偏二氟乙烯含氟弹性体材料品牌)。

喷雾器120可以是商用喷雾器，或燃料喷嘴，或喷出细分的液滴并且其流速被容易且精确地控制的其它喷射装置。由于蒸发速率与液滴的表面积密切相关，所以往往需要细分的液滴。

可以通过商用真空泵114抽真空，该泵可从公司如Vancouver Washington的Micropump,Inc.——该公司又是IDEX公司的子公司——获得。

微处理器控制器可用于控制各种系统参数，主要是(但不排他地)喷水速率和真空压力。系统参数可以实时控制以：

·将压板104的表面温度保持在如通过温度传感器140测量的所需的目标温度，

·识别真空室的液滴结冰、冻结或结垢，并降低水雾率直至水雾被清除或发出需要清洁的警报

控制可应用于水雾流速、真空泵功率、系统中任何压力阀的打开等。过程控制算法如PID(比例-积分-微分控制器)可用于将系统参数与环境因素的扰动平衡。

II.A.靠着皮肤密封的真空钟形罩

参照图1C，在某些情况下，将真空室配置为开口的钟形罩可能是有用的，待冷却的物体提供剩余的一面。当冷却要应用于身体的一部分时，这可能是特别需要的。这在下面的IV.B部分中讨论。

Ⅱ.B.作为冷却剂的电解质溶液

在一些情况下，蒸发液体可以是经净化的水或直接来自水龙头的水。

盐水的使用可以允许获得较低的冻结温度。诸如氯化钠或氯化钙等电解质降低了凝固点，因浓度而异。可以选择溶质和浓度来为溶液选择所需的凝固点。水的凝固点从0％氯化钠溶液的0℃下降到15％(按质量计)NaCl溶液的-12℃，到20％溶液的-17℃，并在22％溶液达到大约-20℃的最大值。-10℃是用于影响体内脂肪细胞的常见温度，可通过13％(按质量计)的NaCl溶液达到。-18℃是商业冷冻机应用的常用温度，可通过按质量计约21％的NaCl溶液达到。也可以使用氯化钙溶液。氯化钙的凝固点比氯化钠溶液的凝固点低。20％的CaCl溶液在-18℃下冻结，30％的CaCl溶液在大约-46℃下冻结。

再次参照图1A和1B，如果使用盐溶液，蒸发将在压板104上留下盐的残留物。对于破坏脂肪组织所需的典型冷却循环，不到一克的氯化钠或氯化钙将留在压板104上。为了在冷却循环结束时去除这种材料，使用一组快速连接单元150将导热压板104和非传导O形环密封件118从真空钟形罩110断开。然后可以用含水布擦拭导热压板104的内表面以除去残留的氯化钠或氯化钙。然后可以使用快速连接单元150简单地重新组装该单元，以便整个真空设备100准备用于下一次组织冷却治疗。

III.作为致冷或空调系统的应用

参照图2，致冷或空调装置100可以使用真空驱动的蒸发冷却来进行空调或致冷(在任一情况下，位于图2的左侧)。真空室102可以形成为具有喷雾器120的开放空间，该喷雾器120构造成将喷雾122喷射到导热压板104上。真空泵114可以将真空112抽吸到面向压板104的容积102中。可以在压板104中放置诸如热电偶或RTD的热传感器140以监测压板104的热通量和温度。冷却翅片220可以通过导热棒或对流冷却回路222与压板140热连接。或者，可以设置多个冷却腔室230，每个冷却腔室230都具有喷射器232和真空排口234。翅片220或冷却腔室230可以位于被冷却区域中，或位于用于通入被冷却区域中的管道中，该被冷却区域又可以是封闭容积，例如用于输送药物或其它温度敏感的医疗用品或物料的冰箱或冷链箱，或者可以是开放空间，例如要进行空气调节的房间。

当压板104或冷却腔室230由于液体122的气化而被冷却时，诸如风扇的装置240可迫使冷却空气或来自待冷却的房间的空气242沿着压板104的外表面流经翅片220，或经过冷却腔室230。空气流242可以被冷却，然后被引导到致冷装置内的所需区域或待冷却的房间。

真空泵114可以位于需要冷却的空间的外部。这允许在真空泵114运行期间产生的热消散到周围环境中，而不会辐射回到需要冷却的区域中。由真空容积102中的液体气化产生的蒸气可以被排放252到要冷却的期望区域的外部，或者可以被强制通过冷凝器254，在此蒸气被转化回液相。冷凝的液体然后可通过水泵256再循环以通过喷雾器120喷射。该闭环系统不向外部环境释放任何冷却剂。

IV.用于医疗和治疗应用的冷却

IV.A冷冻溶脂法

再次参照图1A、1B和1C，冷冻溶脂法是一种通过冷却去除脂肪组织的方法。该方法包括在-11℃至+5℃的温度范围内的冷却的受控应用。皮下脂肪组织对这个范围内的温度选择性敏感。虽然过程尚未完全理解；看上去冷却至体温以下但高于组织冻结的温度的脂肪组织会发生局部细胞死亡(“细胞凋亡”)，或者细胞从组织基质中分离，接着发生局部炎症反应，该反应在数周到数月的过程中逐渐导致体内脂肪细胞的消除，从而减少脂肪组织层。冷却至这个范围往往不会损坏其它细胞，例如皮肤和神经细胞。例如，覆盖的皮肤可以承受暴露于-10℃半小时到一个小时的时间而没有明显损坏。冷冻溶脂法可用作无创、局部减少脂肪沉积、减少富含脂质的细胞和脂肪组织，以出于美容或治疗的原因重塑身体轮廓。

真空驱动的蒸发冷却设备100可以以快速且受控的方式提供身体组织的所需冷却。涂有非金属材料薄层的高导热压板104可以放置成与组织98的期望区域接触。当温度例如由于水在皮肤表面结冰而降低到低于0℃时，薄的非传导涂层可防止导热压板104粘附到组织98上。

计算机控制可以读取温度传感器140并调节水流速和真空压力，以控制冷却以维持期望的温度和冷却速率，校正各种混杂因素，例如导致向组织中供热变化的血液循环变化。较低的温度可以通过降低真空压力或向注入的水中添加电解质来实现。可以通过更快地插入水和排出水蒸气来实现冷却至固定目标温度的速度的提高。

作为该冷却过程的应用示例，可以将组织冷却至脂肪细胞被选择性破坏而其它组织不受损伤的范围内。为了避免冻伤，可以确定特定的温度水平和暴露，例如在-10℃(14°F)下45分钟，这会伤害脂肪但不会伤害周围组织。每次治疗可驱动系统对皮下(通常为1厘米或稍多一点)脂肪层施加所需程度的冷却。

导热压板可以是柔性的或适形的，以允许压板104与各种身体部位贴合。适形压板可以由多个薄铝片构成，每个片材都经过抛光处理，以允许片材能够使用最少的润滑剂相互滑动，从而使压板整体上提供接近于实心铝的热导率，但整个叠层充分刚性以支持真空。

在一个示例性实施方案中：

·喷雾器120将水喷射到导热压板104的背面。

·压板104可由铝形成——铝具有高导热性，但成本低于例如银。

ο尺寸：10cm×5cm×0.5cm

ο质量：67.5克

ο比热：0.90焦耳/克/℃

·薄的非传导材料可以是特氟纶内衬

ο尺寸：10cm×5cm×0.05cm

ο质量：5.5克

ο特氟纶的比热：～1.5焦耳/克/℃

·组织98

ο尺寸：10cm×5cm×1cm

ο质量：45克

ο组织的比热：3.47焦耳/克/℃

如果组织、特氟纶和导热压板在37℃开始，则组合系统每克施加到压板104的水下降约10.0℃。因此，为了使组织表面达到目标温度-10℃，需要将大约5克的水雾化到压板104上。该组织表面温度已经在之前对热电冷却系统的尝试中使用，以能够破坏脂肪组织而不会损伤组织98的皮肤表面。

考虑到血流加热，在应用时间段期间将喷射和排出额外的少量水。雾化和排出过程的精确控制将由系统单元测试和包括在医疗设备中的控制算法确定，该控制算法基于使用来自传感器140的监测的输入的系统单元测试。

IV.B.靠着皮肤密封的真空钟形罩

再次参照图1C，真空钟形罩110可以被放置为与组织98的期望区域接触，而没有介入的压板。真空钟形罩110可以经由O形环、凡士林或类似的密封剂靠着组织98密封。水喷雾器120可以将水雾122直接提供到组织98的位于真空钟形罩110的容积内的外表面，并且真空泵114可以在真空钟形罩110与组织98之间的容积102中抽真空112。如果没有压板104，则可以将诸如热电偶或RTD的热传感器140放置在组织表面98上。这种方法可以提供更快的冷却，并且适用于皮肤98足够厚和坚固以耐受施加的真空和冷却而不会造成伤害(例如，出血或过度蒸发)的情况。在皮肤或其它组织对真空的耐受性较差的情况下，图1A和1B的压板方法可能是合乎需要的。

Ⅳ.C.用于镇痛的冷却

作为另一示例，冷却可用于向身体的选定区域提供镇痛效果。

冷却往往减少对疼痛的感知。冷疗引起神经传导速度降低和其它局部效应，以减轻皮肤周围神经感知的疼痛感。另一种推测的作用机制是假设：在冷感周围神经到达脊髓的时点，冷感受体的激活可能会干扰痛感神经，从而减少对疼痛的感知。公知冷却身体的一部分可以减轻身体其它部位的疼痛感。对于慢性疼痛，如关节炎、幻肢痛或神经性疼痛，效果似乎更好。冷却对烧伤疼痛也有效。

真空驱动的蒸发冷却装置可用于通过将身体的特定部位冷却至特定温度来减轻疼痛，该特定温度随身体的部位和疼痛的性质而变化。可以对该装置的控制系统进行编程，以施加适合对患者的疼痛施加适当冷却的液体(例如，水)和真空的水平。

IV.D.用于色素减退的冷却

作为另一示例，冷却可用于向身体的选定区域提供皮肤亮化。

已经观察到色素减退是组织暂时冷却或冷冻的副作用。由于黑色素生成减少、黑素体生成减少、黑素细胞被破坏或黑素体转移到表皮层下部区域的角质形成细胞中受到抑制，可能会发生皮肤色素沉着的丧失。虽然已经开发了一些色素减退装置和系统，但可能需要在该领域实现改进。本文所述的方法和应用可以以非侵入性方式改善皮肤冷却或冷冻的一致性并且可以改善皮肤冷冻持续时间的一致性。此类改进对于改进整体色素减退的一致性可能是合乎需要的。

IV.E.用于药物运输冷链的冷却

在运输药物、血液制品、移植器官或其它温度敏感的医疗用品或物料期间，来自传统固定电源——例如连接到电网的电源插座——的电力可能不可用或不方便。冷运输箱的电力可以由便携式电源提供，例如，将太阳光转化为电力的太阳能电池。一个利用真空驱动气化的小型运输冷却腔室预期消耗大约40到60瓦。大约2,500平方厘米的太阳能电池(太阳能通量为5千瓦/平方米/天)可以提供足够的电力。该太阳能电池阵列可以被构造成边长为50cm的正方形阵列。由于该面积比典型的药物运输容器大，因此可以使用可折叠的太阳能电池。这可以允许太阳能电池折叠在一起以便于初始运输，然后在药物运输期间根据需要展开以获取太阳能。可切换连接可以允许冷却系统在太阳能电池阵列与传统固定位置电源插座之间交替地切换。

IV.F.用于体内组织消融的冷却

参照图3A，体内组织可以被冷却以从组织内衬消融不需要的细胞。可以通过自然孔口将内窥镜300插入体内。例如，可以通过气管将支气管镜推进到肺的选定代，即气管、主支气管、小叶支气管或节段性支气管。或者可以通过口腔将胃镜推进到食道、胃、十二指肠或小肠。参照图3B，内窥镜300可以被选择为具有最大的可用工作通道310，例如，对于外径为6mm的支气管镜具有2mm工作通道以供仪器通过支气管镜，或对于胃肠道，外径为10mm的内窥镜具有高达2.8mm的工作通道以供仪器通过内窥镜。

内窥镜300可具有照明源320和物镜或CCD相机322，其可允许操作人员使体内通路可视化。内窥镜300可具有空气/水喷嘴和/或水射流324特征，其允许操作人员从内窥镜300的路径中清除不需要的材料以增强到体内所需位置的导航。当内窥镜300处于体内的选定位置时，具有多个内腔的导管330可以穿过内窥镜的工作通道，其中导管尖端延伸超出内窥镜尖端一小段距离。导管尖端332可以是实心单元或可膨胀构件。它可以是涂有非金属材料薄层的适形、高导热材料。然后可以将导管尖端332放置成与体内选定位置处的组织的壁接触。然后，通过合适的装置(未示出)从体外将指定量(比如说，1克)的液体例如水注入导管的内部供水管腔118即液体输送管中。

液体被推进到导管的尖端，在此它积聚在外部抽真空管腔112中。然后通过使用真空泵(未示出)将真空施加到导管330的外部抽真空管腔112。当达到适当的真空水平(大约小于10托)时，液体将蒸发并且导管外腔112的尖端332(以及与其接触的组织的温度)将由于吸收来自组织的气化热而显著冷却。热传感器140——例如热敏电阻或热电偶——被放置在外部抽真空管腔112的尖端332处，以测量受影响组织的温度，从而确保通过冷却达到所需温度。

通过适当选择气化的液体的体积和液体的组成(例如，水、氯化钠溶液或氯化钙溶液)，组织可被冷却到-20℃以下并在组织的受控深度(例如，1至5mm深度)内冷却。这可以实现在选定位置消融不需要的细胞，例如在慢性支气管炎中发现的过多杯状细胞。由于低温生物学的性质，消融后上皮恢复正常上皮，例如，绝大多数杯状细胞从支气管组织中被消除。

当导管将被移动到待冷却组织的下一个位置时，热液体或热空气可以通过导管的管腔118、112以将温度升高到不会由于导管尖端因为冷冻“粘”在组织上而导致组织损伤的水平。

所需组织内衬的一系列冷却可以使正常上皮组织内衬返回到选定区域。例如，该方法可用于气道中以消融节段性、小叶性、主支气管的节段，并且可在于每个位置恢复至正常上皮的情况下采用该气管从所选支气管中消融不需要的细胞，例如过多的杯状细胞。

参考图3C和3D，这两种功能可以组合到单个导管中，该导管提供真空驱动的蒸发冷却、机械输送和内窥镜光学可视性以将冷却引导至将提供治疗的精确位置。导管的尖端可以主要由支持真空的铝或钢球形成。可通过充当真空抽吸通道112的管腔抽真空。喷射器或喷雾器120可将水或盐水溶液喷入真空球中。热电偶或其它传感器可嵌入真空球的壁中以测量治疗部位处的球的温度。照相机322优选地在球的远离喷水处120的一侧可以安装有穿过真空球突出的透镜。导管可以具有光滑的外表面，使得导管可以容易地旋转，以在照相机视角与随后触摸真空球的冷却表面之间交替。

可以治疗的病症包括食道疾病如食道癌或巴雷特食道、呼吸道疾病、胃肠疾病或直肠疾病。

V.实施例

可以通过以下方式来冷却物体或空间：将真空室的冷却壁的外表面靠着该物体或空间放置；从喷雾器向真空室内或向冷却壁喷水；维持真空室中足以使水加速蒸发并将冷却壁冷却至冷却该物体所需温度的真空。

一种用于冷却物体或空间的设备可包括：具有冷却壁的真空室，冷却壁被设计成靠着待冷却的物体或空间放置；被设计成将水喷射到真空室中或向冷却壁喷射的喷水器；以及设计成维持真空室中足以引起水的加速蒸发并将冷却壁冷却至冷却物体或空间所需温度的真空的设备。

可以通过以下方式来治疗患者：提供靠着患者的需要冷却以进行治疗的组织的真空室；将水从喷雾器喷射到真空室中或对着真空室的冷却壁喷射；以及维持真空室中足以引起水的加速蒸发并冷却至冷却患者组织所需温度的真空。

用于治疗患者的设备可以包括：具有冷却壁的真空室，该冷却壁被设计成靠着患者的需要冷却以进行治疗的组织放置；被设计成将水喷射到真空室中的喷水器；以及维持真空室中足以引起水的加速蒸发并冷却至冷却患者组织所需温度的真空。

一种致冷装置可以包括：导热压板，其可以连接到一组散热片(冷却翅片)；密封于导热压板的真空钟形罩；喷水装置，其安装成将水喷射到导热压板上；罐，其与喷射装置流体连接以向喷射装置供应液体；真空源，其被设计成通过抽真空以加速水的蒸发来冷却压板；电子计算机，其被编程为从温度传感器获取读数，并基于这些读数向喷水器提供控制信号并控制真空压力以实现压板处有效引起压板的所需冷却的蒸发冷却水平；用于引导空气流过压板和散热片的装置，例如风扇；引起致冷装置内选定区域的冷却；用于将冷却剂从气相转化为液相的冷凝器；从真空源到冷凝器的流体连接；从冷凝器到向喷射装置供应液体的罐的流体连接。

一种用于使用液体介质的真空诱导蒸发冷却对患者的选定区域进行医学或其它治疗冷却的装置可以包括：用于与需要冷却的组织区域进行热接触的适形、高导热压板，其涂有非金属释放材料的薄层以防止冷冻粘连；密封于导热压板的真空钟形罩；腔室与导热压板之间的真空密封件；喷射装置，其安装成将水喷射到导热压板上的腔室中；连接到腔室的真空源，其被设计成通过抽真空以加速水的蒸发来冷却压板；空气入口；真空泵与通向腔室的空气入口之间的三通阀组件；安装在导热压板内的一组热传感器；将蒸气排出到所需冷却区域的外部的排气口；用于产生跨越导热压板的空气柱的装置；电子计算机，其被编程为从温度传感器获取读数，并基于这些读数向喷水器提供控制信号并控制真空压力以实现压板处有效引起患者的治疗结果的蒸发冷却水平。

一种空调装置可以包括：导热压板，其连接到一组散热片；密封于导热压板的真空钟形罩；喷射装置，其被安装成将水喷射到导热压板上；与喷射装置流体连接以向喷射装置供应液体的罐；真空源，其被设计成通过抽真空以加速水的蒸发来冷却压板；电子计算机，其被编程为从温度传感器获取读数，并基于这些读数向喷水器提供控制信号并控制真空压力以实现压板处有效引起压板的所需冷却的蒸发冷却水平；用于引导空气流过压板和散热片(冷却翅片)引起房间或封闭物的选定区域冷却的装置，例如风扇；用于将冷却剂从气相转化为液相的冷凝器；从真空源到冷凝器的流体连接；以及从冷凝器到向喷射装置供应液体的罐的流体连接。

一种用于使用液体介质的真空诱导蒸发冷却来冷却封闭物的选定区域的方法可以包括：将真空室的高导热压板靠着该区域放置，该真空室具有连接到导热压板的真空钟形罩，其中腔室与导热压板之间有真空密封件；经由面向腔室的喷射装置将水喷到压板上；对腔室施加真空，并将蒸气排放到所需冷却区域的外部；从安装在导热压板内的一组热传感器接收温度读数；产生跨越导热压板的空气柱。

具体实例可以单独或以任何组合包括以下特征。真空室可以形成为靠着患者的肉密封的真空钟形罩。真空室可以形成为在一侧具有冷却壁的封闭容积，并且冷却壁被放置成与患者的组织物理接触。

导热压板可以是铝。与组织接触的非金属材料可以防止冷却过程中的粘连和组织损伤。喷射装置可以安装在附接到导热材料上的腔室内。液体介质可以是水。液体介质可以是盐水。液体介质可以是氯化钠溶液。液体介质可以是氯化钙溶液。可选择溶液水平以提供选定的液体冻结温度。腔室内的真空可引起液体从传导材料的表面蒸发。真空施加可由阀组件控制。可选择目标温度以破坏富含脂质的细胞。目标温度可以被选择成不损坏组织皮肤表面。可选择冷却以向身体的所需区域提供镇痛效果。可选择冷却以消融杯状细胞。可选择冷却以恢复正常的上皮细胞。可选择冷却以冷冻不需要的胃肠细胞。可选择冷却以消融不需要的良性细胞。可选择冷却以消融恶性细胞。可选择冷却以恢复正常的胃肠细胞。可以选择冷却以向身体的期望区域提供皮肤亮化，即色素减退。该系统的电力可以通过使用通过太阳能电池转换为电力的太阳能来提供。

为了解释清楚，以上描述着重于所有可能的实施例的代表性样本，该样本教导了本发明的原理并传达为实施它而设想的最佳模式。本发明不限于所描述的实施例。可能没有详细描述众所周知的特征以避免不必要地混淆与要求保护的发明相关的原理。在本申请全文及其相关文件历史中，当使用用语“发明”时，它指的是所描述的思想和原则的整个集合；相比之下，受到排他性保护的财产权的正式定义在权利要求中阐明，该权利要求具有排他性控制权。该描述并未试图详尽地列举所有可能的变型。其它未描述的变型或修改也是可能的。在描述多个替换实施例的情况下，在许多情况下，可以组合不同实施例的要素，或者将这里描述的实施例的要素与未明确描述的其它修改或变型组合。除非另有明确规定，条目列表并不意味着任何或所有条目是相互排斥的，也不意味着任何或所有条目都属于任何类别。在许多情况下，一个特征或一组特征可以与所描述的整个设备或方法分开使用。许多那些未描述的替代、变型、修改和等效物在附后权利要求的字面范围内，并且其它是等效的。可以在没有说明书中描述的一些或全部具体细节的情况下实施权利要求。在许多情况下，本说明书中描述的方法步骤可以按照与本说明书中呈现的顺序不同的顺序执行，或者并列执行而不是顺次执行，或者在计算机网络的不同计算机中执行，而不是全部在单个计算机上执行。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于冷却物体或空间的设备，包括：

具有冷却壁的真空室，所述冷却壁被设计成靠着要冷却的物体或空间放置；

被设计成将水喷射到所述真空室中或向所述冷却壁喷射的喷水器；

被设计成维持所述真空室中低于0.02atm真空的装置，所述真空足以引起水的加速蒸发并将所述冷却壁冷却至冷却所述物体或空间所需的温度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述真空室形成为在一侧开口以密封于所述组织、物体或空间的开口式真空钟形罩。

3.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述真空室形成为密封于平坦导热压板的真空钟形罩，所述压板被设计成以与所述组织、物体或空间热接触的方式放置。

4.根据权利要求3所述的设备，其中：

所述压板涂有非金属不粘释放材料，该非金属不粘释放材料被设计成防止由于待冷却组织的冻结或位于组织或物体与压板之间的水的冻结而导致的粘连和因此发生的组织损伤。

5.根据权利要求1所述的设备，其中：

水在溶液中具有被选择为将水的凝固点降至所需温度的电解质。

6.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述真空室包括一个或多个热传感器；并且

真空的维持由计算机控制，所述计算机被设计成从所述一个或多个热传感器获取热数据并控制水流速、真空压力和电解质溶液中的一者或多者，控制所需冷却温度和/或冷却速度，和/或校正进入所述真空室的热流中的各种混杂因素。

7.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述待冷却的组织是人类患者的组织。

8.根据权利要求7所述的设备，其中：

所述待冷却的组织是患者的脂肪组织。

9.根据权利要求7所述的设备，其中：

所述组织的冷却被设计成减轻疼痛。

10.根据权利要求7所述的设备，其中：

所述组织的冷却被设计成将皮肤亮化和/或减少色素减退。

11.根据权利要求7所述的设备，其中：

所述待冷却的组织在胃肠道中。

12.根据权利要求7所述的设备，其中，所述待冷却的组织在呼吸道中。

13.根据权利要求12所述的设备，其中：

所述待冷却的组织包括待破坏的杯状细胞。

14.根据权利要求7所述的设备，其中：

所述待冷却的组织包括待消融的恶性细胞。

15.根据权利要求7所述的设备，其中：

所述待冷却的组织包括对冷选择性敏感的不需要的良性细胞，并且所述冷却被设计成破坏这些不需要的良性细胞。

16.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述待冷却的空间是要冷却至冷藏或冷冻温度的封闭空间。

17.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述待冷却的空间是要冷却至空调温度的房间。

18.一种治疗患者的方法，包括以下步骤：

提供靠着患者的需要冷却以进行治疗的组织的真空室；

将水从喷雾器喷射到所述真空室中或向所述真空室的冷却壁喷射；

维持所述真空室中低于0.02atm的真空，所述真空足以引起水的加速蒸发并冷却至冷却患者组织所需的温度。

19.根据权利要求18所述的方法，其中：

所述真空室形成为靠着患者的肉密封的真空钟形罩。

20.根据权利要求18所述的方法，其中：

所述真空室形成为在一侧开口以密封于所述组织、物体或空间的开口式真空钟形罩。

21.根据权利要求18所述的方法，其中：

所述真空室形成为在一侧具有冷却壁的封闭容积，并且所述冷却壁被放置为与患者的组织物理接触。

22.根据权利要求18所述的方法，其中：

所述真空室形成为密封于平坦导热压板的真空钟形罩，所述压板被设计成以与所述组织、物体或空间热接触的方式放置。

23.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述压板涂有非金属不粘释放材料，该非金属不粘释放材料被设计成防止由于所述待冷却组织的冻结或所述组织与所述压板之间的水的冻结而导致的粘连和因此发生的组织损伤。

24.根据权利要求18所述的方法，其中：

水在溶液中具有被选择为将水的凝固点降至所需温度的电解质。

25.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述真空室包括一个或多个热传感器；并且

真空的维持由计算机控制，所述计算机被设计成从所述一个或多个热传感器获取热数据并控制水流速、真空压力和电解质溶液中的一者或多者，控制所需冷却温度和/或冷却速度，和/或校正进入所述真空室的热流中的各种混杂因素。

26.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述待冷却的组织是人类患者的组织。

27.根据权利要求26所述的方法，其中：

所述待冷却的组织是患者的脂肪组织。

28.根据权利要求26所述的方法，其中：

所述组织的冷却被设计成减轻疼痛。

29.根据权利要求26所述的方法，其中：

所述组织的冷却被设计成将皮肤亮化和/或减少色素减退。

30.根据权利要求26所述的方法，其中：

所述待冷却的组织在胃肠道中。

31.根据权利要求26所述的方法，其中，所述待冷却的组织在呼吸道中。

32.根据权利要求31所述的方法，其中：

所述待冷却的组织包括待破坏的杯状细胞。

33.根据权利要求26所述的方法，其中：

所述待冷却的组织包括待消融的恶性细胞。

34.根据权利要求26所述的方法，其中：

所述待冷却的组织包括对冷选择性敏感的不需要的良性细胞，并且所述冷却被设计成破坏这些不需要的良性细胞。

35.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述待冷却的空间是要冷却至冷藏或冷冻温度的封闭空间。

36.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述待冷却的空间是要冷却至空调温度的房间。

37.一种用于治疗患者的设备，包括：

具有冷却壁的真空室，所述冷却壁被设计成靠着患者需要冷却以进行治疗的组织放置；

喷水器，其被设计成向所述真空室的冷却壁喷水；和

真空泵和控制器，其被设计成维持真空室中低于0.02atm的真空，所述真空足以引起水的加速蒸发并冷却至冷却患者组织所需的温度。

38.根据权利要求37所述的设备，其中：

所述真空室形成为靠着患者的肉密封的真空钟形罩。

39.根据权利要求37所述的设备，其中：

所述真空室形成为在一侧开口以密封于所述组织、物体或空间的开口式真空钟形罩。

40.根据权利要求37所述的设备，其中：

所述真空室形成为在一侧具有冷却壁的封闭容积，并且所述冷却壁以与患者的组织物理接触的方式放置。

41.根据权利要求37所述的设备，其中：

所述真空室形成为密封于平坦导热压板的真空钟形罩，所述压板被设计成与所述组织、物体或空间热接触。

42.根据权利要求41所述的设备，其中：

所述压板涂有非金属不粘释放材料，该非金属不粘释放材料被设计成防止由于所述待冷却组织的冻结或所述组织与所述压板之间的水的冻结而导致的粘连和因此发生的组织损伤。

43.根据权利要求37所述的设备，其中：

水在溶液中具有被选择为将水的凝固点降至所需温度的电解质。

44.根据权利要求37所述的设备，其中：

所述真空室包括一个或多个热传感器；并且

真空的维持由计算机控制，所述计算机被设计成从所述一个或多个热传感器获取热数据并控制水流速、真空压力和电解质溶液中的一者或多者，控制所需冷却温度和/或冷却速度，和/或校正进入所述真空室的热流中的各种混杂因素。

45.根据权利要求37所述的设备，其中：

所述待冷却的组织是人类患者的组织。

46.根据权利要求45所述的设备，其中：

所述待冷却的组织是患者的脂肪组织。

47.根据权利要求45所述的设备，其中：

所述组织的冷却被设计成减轻疼痛。

48.根据权利要求45所述的设备，其中：

所述组织的冷却被设计成将皮肤亮化和/或减少色素减退。

49.根据权利要求45所述的设备，其中：

所述待冷却的组织在胃肠道中。

50.根据权利要求45所述的设备，其中，所述待冷却的组织在呼吸道中。

51.根据权利要求50所述的设备，其中：

所述待冷却的组织包括待破坏的杯状细胞。

52.根据权利要求45所述的设备，其中：

所述待冷却的组织包括待消融的恶性细胞。

53.根据权利要求45所述的设备，其中：

所述待冷却的组织包括对冷选择性敏感的不需要的良性细胞，并且所述冷却被设计成破坏这些不需要的良性细胞。

54.一种冷却物体或空间的方法，包括以下步骤：

将真空室放置成与待冷却的组织、物体或空间热接触；

将水从喷雾器喷射到所述真空室中；

将所述真空室中的真空保持低于0.02atm，所述真空足以引起水的加速蒸发并将所述组织、物体或空间冷却至低于其环境温度的所需温度。

55.根据权利要求54所述的方法，其中：

所述真空室形成为靠着患者的肉密封的真空钟形罩。

56.根据权利要求54所述的方法，其中：

所述真空室形成为在一侧开口以密封于所述组织、物体或空间的开口式真空钟形罩。

57.根据权利要求54所述的方法，其中：

所述真空室形成为在一侧具有冷却壁的封闭容积，并且所述冷却壁被放置成与患者的组织物理接触。

58.根据权利要求54所述的方法，其中：

所述真空室形成为密封于平坦导热压板的真空钟形罩，所述压板被设计成以与所述组织、物体或空间热接触的方式放置。

59.根据权利要求58所述的方法，其中：

所述压板涂有非金属不粘释放材料，该非金属不粘释放材料被设计成防止由于所述待冷却组织的冻结或所述组织与所述压板之间的水的冻结而导致的粘连和因此发生的组织损伤。

60.根据权利要求54所述的方法，其中：

水在溶液中具有被选择为将水的凝固点降至所需温度的电解质。

61.根据权利要求54所述的方法，其中：

所述真空室包括一个或多个热传感器；并且

真空的维持由计算机控制，所述计算机被设计成从所述一个或多个热传感器获取热数据并控制水流速、真空压力和电解质溶液中的一者或多者，控制所需冷却温度和/或冷却速度，和/或校正进入所述真空室的热流中的各种混杂因素。

62.根据权利要求54所述的方法，其中：

所述待冷却的组织是人类患者的组织。

63.根据权利要求62所述的方法，其中：

所述待冷却的组织是患者的脂肪组织。

64.根据权利要求62所述的方法，其中：

所述组织的冷却被设计成减轻疼痛。

65.根据权利要求62所述的方法，其中：

所述组织的冷却被设计成将皮肤亮化和/或减少色素减退。

66.根据权利要求62所述的方法，其中：

所述待冷却的组织在胃肠道中。

67.根据权利要求62所述的方法，其中，所述待冷却的组织在呼吸道中。

68.根据权利要求67所述的方法，其中：

所述待冷却的组织包括待破坏的杯状细胞。

69.根据权利要求62所述的方法，其中：

所述待冷却的组织包括待消融的恶性细胞。

70.根据权利要求62所述的方法，其中：

所述待冷却的组织包括对冷选择性敏感的不需要的良性细胞，并且所述冷却被设计成破坏这些不需要的良性细胞。