ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТРАНСФУЗИОННЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2004 года по МПК A61B5/01 

Изобретение относится к медицине и предназначено для контроля и управления температурой трансфузионных средств в процессе их введения в организм человека.

Известно устройство для гипотермии [1] авторов Ю.Д. Смирнова, Н.М. Аксакова и др., содержащее теплообменник для трансфузионного средства и систему изменения температуры в нем в виде батареи термоэлектрических модулей. Недостатком данного устройства является то, что для теплопередачи с охлаждаемой жидкостью используется специальная среда (как пишут авторы "химически чистая вода"). Использование подобной промежуточной среды снижает скорость изменения режима нагрева или охлаждения трансфузионного препарата по причине повышенной температурной инерционности воды. Другим недостатком является то, что устройство Ю.Д. Смирнова и др. конструктивно разнесено на теплообменник и полупроводниковую батарею с блоком питания. Данное рассредоточение еще больше увеличивает инерционность процесса регулировки температуры, а также усложняет работу обслуживающего персонала.

Известно полупроводниковое термоэлектрическое устройство для термостатирования трансфузионных средств [2], в котором устранены вышеперечисленные недостатки. Недостатком данного устройства является книжная конструкция теплообменника. Данная конструкция, конечно, позволяет использовать одноразовые системы переливания, но, чтобы заложить в него достаточно длинный шланг одноразовой системы переливания, придется увеличить размеры самого теплообменника, что ведет к громоздкости конструкции и излишнему расходу материала. А как показывают теоретические исследования и экспериментальные данные, при струйном введении трансфузионного средства (скорость введения - 0,2 л/мин) длина трубки должна составлять не менее 2 м.

Целью изобретения является разработка устройства с теплообменником объемного типа, позволяющего воздействовать на достаточно протяженный участок стандартной трубки системы переливания.

Для достижения данной цели предназначается устройство, содержащее теплообменник из материала с высокой теплопроводностью, в котором происходит изменение в заданном направлении температуры вводимого препарата и систему изменения температуры в теплообменнике в виде батареи термоэлектрических модулей. Кроме того, излишек тепла от вторых спаев термоэлектрических модулей отводится с помощью присоединенного к ним радиатора.

Структурная схема устройства приведена на фиг.1.

Устройство состоит из теплообменника, собранного из отдельных частей 1-3, через который пропускается медицинская трубка одноразовой системы переливания 4. С внешней стороны части 3 теплообменника в тепловом контакте с ней находится батарея термоэлектрических модулей 5. С другой стороны с батареей термоэлектрических модулей контактирует радиатор 6. Для исключения теплового потока от теплообменника к радиатору и наоборот батарея термоэлектрических модулей находится в теплоизоляции 7. На входе трансфузионного средства в теплообменник и на выходе из него установлены датчики температуры 8, выходы которых соединены с входом блока автоматического контроля и регулировки 9.

Части 1 и 2 теплообменника представляют собой цилиндр, одно из оснований которого закруглено, разрезанный продольной диаметральной плоскостью (см. фиг. 2). В плоскости разреза и по поверхности цилиндра проточен паз глубиной 2,5 мм и радиусом 2,5 мм для прокладки трубки одноразовой системы переливания. Часть 3 теплообменника представляет собой полый цилиндр, внутрь которого плотно входит цилиндр, образованный из собранных частей 1 и 2. По внутренней поверхности части 3 проточен спиралевидный паз, аналогичный пазу, проточенному в частях 1 и 2, который играет роль резьбы, по которой в часть 3 вкручиваются части 1 и 2 в сборе. Все части теплообменника выполнены из материала с высокой теплопроводностью (например, медь).

Принцип работы предлагаемого устройства следующий. По внутреннему пазу частей 1 и 2 теплообменника пропускается трубка одноразовой системы переливания крови, после чего части 1 и 2 прижимаются друг к другу, образуя цилиндр. Тот конец трубки, который выходит из закругленного конца цилиндра, наматывается на внешнюю поверхность цилиндра по проточенному пазу. Собранные таким образом части 1 и 2 вкручиваются по резьбе в часть 3. Роль резьбы играет трубка одноразовой системы переливания, которая, приподнимаясь над поверхностью цилиндра, образованного частями теплообменника 1 и 2, попадает в паз, проточенный по внутренней поверхности части 3. Все части теплообменника должны быть предварительно смазаны теплопроводящей пастой, например, КТП - 8. Собранный подобным образом теплообменник готов к работе. Врач, проводящий трансфузию, задает в блоке автоматического контроля и регулировки 9 температуру, которую необходимо поддерживать в точке трансфузии. Теплообменник имеет хороший тепловой контакт с первыми спаями батареи полупроводниковых термоэлектрических модулей. На входе медицинского препарата в теплообменник и на выходе из него стоят датчики температуры 8. В зависимости от выходного напряжения этих датчиков и от заданной температуры блок автоматического контроля и регулировки 9 вырабатывает по вложенной программе требуемое напряжение питания, управляющее работой термоэлектрических модулей 5. С выхода теплообменника медицинский препарат с заданной температурой поступает к точке трансфузии на теле человека. Излишек тепла от вторых спаев полупроводниковых термоэлектрических модулей 5 отводится с помощью радиатора 6, который может быть как воздушным с принудительным обдувом, так и жидкостным посредством циркуляции водопроводной воды.

Изобретение может быть использовано в любой области медицины, где находит применение трансфузиология, а также в любой отрасли народного хозяйства, где требуется контроль и регулировка температуры жидкости, протекающей по тонкой трубке.

Источники информации
1. SU, 240175 (СКБПП), 21.03.69, А 61 В 7/00, 2 с. Устройство для гипотермии, Ю.Д.Смирнов, Н.М.Аксаков и др.

2. Патент RU 2140234. Полупроводниковое термоэлектрическое устройство для регулирования температуры трансфузионных средств. Исмаилов Т.А., Аминов Г.И., Хамидов А.И., Алиев А.-Г.Д., Зарат А.У.

Изобретение относится к медицине и предназначено для управления и контроля температурой трансфузионных средств в процессе их введения в организм человека. Устройство содержит теплообменник из материала с высокой теплопроводностью, собранный из трех частей, выполненный в виде полого цилиндра, систему изменения температуры в теплообменнике в виде батареи термоэлектрических модулей и блок автоматического контроля и регулировки температуры с датчиками температуры. По внутренней поверхности полого цилиндра проточен спиралевидный паз, а внутри него плотно установлен цилиндр, образованный двумя частями, в плоскости продольного диаметрального разреза которого и по его поверхности проточен паз, соответствующий пазу полого диаметра, с возможностью установки в них трубки одноразовой системы переливания крови. Использование изобретения позволяет повысить точность регулировки температуры трансфузионного средства. 2 ил.

Полупроводниковое термоэлектрическое устройство для регулирования температуры трансфузионных средств, содержащее теплообменники и для трансфузионного средства, собранный из частей, систему изменения температуры в нем, включающую батарею термоэлектрических модулей и блок автоматического контроля и регулировки с подключенными к нему датчиками температуры установленными на входе и выходе трансфузионного средства в теплообменник, отличающееся тем, что теплообменник состоит из трех частей, и выполнен в виде полого цилиндра, по внутренней поверхности которого проточен спиралевидный паз, а внутри которого плотно установлен цилиндр, образованный двумя частями, в плоскости продольного диаметрального разреза которого и по его поверхности проточек паз соответствующий пазу полого цилиндра, при этом батарея термоэлектрических модулей размещена с внешней стороны теплообменника, а пазы выполнены с возможностью установки в них трубки одноразовой системы переливания крови.