Устройство для локального термовоздействия Советский патент 1992 года по МПК A61F7/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для локального термовоздействия на организм человека, и может быть использовано для проведения управляемой гипотермии достаточно больших участков тела с неровной поверхностью и для коррекции функционального состояния человека.

Известно устройство для воздействия на биологически активные точки (БАТ), содержащее источник питания, соединенный через блок коммутации с цепями электрического и температурного воздействия.

Известное устройство позволяет осуществить попеременное воздействие на БАТ электрическим током и теплом и электрическим током и холодом, и применяется для лечения различных заболеваний.

Недостатком известного устройства является невозможность раздельного регулирования продолжительности и интенсивности воздействия на каждую БАТ, так как

термоэлементы объединены в одну электрическую цепь и имеют общее питание. Кроме того, термоэлементы обладают значительной инерционностью, что не позволяет эффективно осуществлять контрастное воздействие.

Известно устройство для локального термовоздействия на оператора транспортного средства, содержащее термоэлектрические модули с датчиками температуры, закрепленные на эластичной основе и связанные через блок управления с источником питания.

Известное устройство позволяет осуществить тепловое, холодовое и контрастное воздействие и применяется для регулирования теплового и коррекции функционального состояний человека.

Недостаток известного устройства - низкая эффективность контрастного воздействия из-за недостаточной скорости изменения температуры, обусловленной

(Л

С

vi со о

4

00

OJ

инерционностью термоэлектрических модулей, что снижает контрастность объективно воспринимаемых термопульсаций и интенсивность раздражения рецепторов, формирующих сенсорный (чувственный) поток, поступающий в центральную нервную систему (ЦНС), и не позволяет осуществлять эффективно коррекцию функционального состояния организма человека.

Цель изобретения - повышение эффективности контрастного воздействия путем увеличения скорости изменения температуры, обеспечение безопасности воздействия и повышение удобства эксплуатации.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - термоэлектрические модули, расположенные на эластичной основе; на фиг. 3 - термоэлектрический модуль, разрез.

Устройство содержит источник 1 питания, пульт 2 управления и блок 3 управления, выполненный в виде последовательно включенных блока 4 коммутации, блока 5 регулировки интенсивности, блока 6 установки времени и блока 7 контроля воздействия, и соединенный посредством силовых линий 8 стермоэлектрическими модулями 9. Термоэлектрические модули 9 закреплены на эластичной основе 10,

Термоэлектрический модуль 9 содержит термоэлектрическую батарею 11, спаи 12 и 13 которой посредством теплоперехода 14 сопряжены соответственно с электронагревателем 15 и жидкостным теплообменником 16, внутренняя поверхность которого имеет оребрение 15, Жидкостной теплообменник 16 предназначен для отвода тепла от спаев 13 термобатареи 11 при работе в режиме холодового воздействия и связан с помощью жидкостных трубопроводов с системой водоснабжения (не показана). Для обеспечения базопасности воздействия термоэлектрический модуль 9 содержит датчик 18 температуры, представляющий собой батарею последовательно соединенных дифференциальных термопар 19, соседние спаи которых располагаются на противоположных сторонах термоградиентного слоя 20 (например, оргстекло или прорезиненная капроновая ткань с наполнителем типа сажи и т.п.). Датчик 18 температуры посредством теплоперехода 14 сопряжен с электронагревателем 15.

Устройство работает следующим образом.

С помощью прижимных поясов (не показаны) эластичную основу 10 (например, резина, ткань и т.п.) с термоэлектрическими модулями 9 крепят на теле человека. Устройство может работать в режимах холодового, теплового и контрастных воздействий. Для осуществления холодового воздействия с помощью пульта 2 управления подают сигнал на блок 4 коммутации .который подключает термобатареи 11 всех термомодулей 9 к источнику 1 питания. При этом на термобатареи 11 подается ток положительной полярности.

0Для осуществления теплового воздействия с помощью пульта 2 управления подают сигнал на блок 4 коммутации, который меняет полярность тока, подаваемого на термобатареи 11 всех термомодулей 9.

5Кроме того, возможно осуществление

следующих режимов контрастных воздействий: I - чередование теплового и холодового воздействий, II - чередование теплового и холодового воздействия на фоне постоянно0 го теплового воздействия; III -чередование теплового и холодового воздействий на фоне постоянного холодового воздействия.

Для осуществления чередования теплового и холодового воздействий с помощью

5 пульта 2 управления подают сигнал на блок 4 коммутации, который подключает термобатареи 11 и электронагреватель 15 всех термомодулей 9 к источнику 1 питания. При этом на термобатареи 11 постоянно подает0 ся ток положительной полярности и они осуществляют холодовое воздействие, а электронагреватели 15 включаются периодически и осуществляют тепловое воздействие.

5Для осуществления чередования теплового и холодового воздействий на фоне постоянного теплового воздействия с помощью пульта 2 управления подают сигнал на блок 4 коммутации, который подклю0 чает термобатареи 11 всех термомодулей и электронагреватель 15 термомодуля 9, расположенного в центре зоны воздействия, к источнику 1 питания. При этом на термобатареи 11 термомодулей 9, расположенных

5 по периметру зоны воздействия, подается ток отрицательной полярности и они осуществляют тепловое воздействие, а на термобатарею 11 термомодуля 9, расположенного в центре зоны воздействия, - ток положи0 тельной полярности и она осуществляет холодовое воздействие. Электронагреватель 15 термомодуля 9, расположенного в центре зоны воздействия, включается периодически и осуществляет тепловое воздействие.

5Для осуществления чередования теплового и холодового воздействий на фоне постоянного холодового воздействия с пульта 2 управления подается сигнал на блок 4 коммутации, который подключает термобатареи 11 всех термомодулей 9 и электронагреватель 15 термомодуля 9, расположенного в центре зоны воздействия, к источнику 1 питания. При этом на термобатареи 11 всех термомодулей 9 подается ток положительной полярности и они осуществляют хо- лодовое воздействие. Электронагреватель 15 термомодуля 9, расположенного в центре зоны воздействия, включается периодически и осуществляет тепловое воздействие. Параметры воздействия при работе устройства во всех режимах регулируются следующим образом: интенсивность - с помощью блока 5 регулировки интенсивности (определяется величиной тока), продол- жительность-с помощью блока бустановки времени. Регулирование температуры термоэлектрических модулей 9 осуществляется автоматически с помощью датчиков 18 температуры, выдающих сигнал на блок 7 контроля, который воздействует на блок 4 коммутации и отключает термоэлектрические модули 9 от источника 1 питания.

Применение плоских электронагревателей (малые масса и толщина, -большая площадь контакта с термоэлектрической батареей) позволяет осуществить контрастное воздействие при работе термобатарей в режиме постоянной полярности питаемого тока, устранить их инерционность, возникающую при работе в режиме переменной полярности, и добиться увеличения скорости изменения температуры в 2 раза, т.е. до 3-4°С/с. При этом контрастная термопульсация достигается за счет периодического включения электронагревателей при постоянно работающих в режиме холодового воздействия термобатареях. За счет увеличения скорости изменения температуры термомодулей усиливается контрасность субъективно воспринимаемых термопульсаций, возрастает интенсивность раздражения рецепторов, формирующих сенсорный поток, поступающий в ЦНС. Это позволяет эффективно осуществлять коррекцию функционального состояния организма человека.

Использование в качестве датчиков температуры тепломерных лент позволяет осуществить дозированное воздействие независимо от температуры кожи, на которую

действует стимул, Дозированное воздействие обеспечивается за счет автоматического регулирования температуры термоэлектрических модулей (тепломерная лента реагирует на определенный тепловой поток,

пропорциональный разности температур). Настройку датчика осуществляют на такое значение теплового потока, которое соответствует значению минимального из всех тепловых потоков на поверхности тела человека. При изменении зоны воздействия (участка поверхности тела, на который оно направлено) тепловой поток между телом человека и термоэлектрическим модулем остается постоянным и, следовательно, не

превышает величину допустимого теплового потока для данного участка поверхности тела, что обеспечивает безопасность воздействия. Кроме того, не требуется дополнительная настройка датика и повышается

удобство в эксплуатации.

Формула изобретения

1.Устройство для локального термовоз- действия, содержащее термоэлектрические

модули с датчиками температуры, закрепленные на эластичной основе и связанные через блок управления с источником питания, отличающееся тем, что, с целью

повышения эффективности контрастного воздействия путем увеличения скорости изменения температуры, термоэлектрические модули снабжены плоскими электронагревателями, связанными через блок управления с источником питания.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения безопасности воздействия и повышения удобства в эксплуатации, датчики температуры выполнены в виде тепломерных лент.

FJ

Г,

1

«ч

I

l4

С1

/Гчлч/ГГ

«N

Mv

..J

й «.

N

в

LO LD

(йиг.З

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для локального термовоздействия на организм человека, и обеспечивает повышение эффективности контрастного воздействия путем увеличения скорости изменения температуры, безопасность этого воздействия и повышение удобства в эксплуатации. Термоэлектрические модули снабжены плоскими электронагревателями, а датчики температуры выполнены в виде тепломерных лент. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.