устройство теплового воздействия на кожные покровы пациента

Формула изобретения

Устройство теплового воздействия на кожные покровы пациента, включающее воздуходувный агрегат с блоком регулирования скорости воздушного потока, блок нагрева воздушного потока, регулятор температуры воздушного потока и прерыватель воздушного потока с блоком управления режимом работы прерывателя воздушного потока, отличающееся тем, что воздуходувный агрегат с блоком регулирования скорости воздушного потока, блок нагрева воздушного потока с регулятором его температуры, блок управления режимом работы прерывателя воздушного потока размещены в базовом блоке, выполненном в виде передвижной тумбы, на лицевой панели которой закреплен микропроцессорный двухканальный измеритель-регулятор температуры, соединенный с регулятором температуры воздушного потока и подключенный первым каналом к датчику температуры воздушного потока на поверхности кожного покрова пациента, выполненному в виде малоинерционного термоэлектрического преобразователя-термопары, а вторым - к датчику измерения температуры внутри корпуса нагревательного элемента, соединенного соответствующим электрокабелем с регулятором мощности нагрева в блоке нагрева воздушного потока, и расположенного вместе с прерывателем воздушного потока в выносном блоке нагрева и прерывания воздушного потока, соединенном с базовым блоком воздуховодным рукавом и электрокабелями, при этом выход прерывателя воздушного потока является выходом теплового воздействия на кожные покровы пациента, на лицевой панели дополнительно размещены цифровое трехразрядное табло отображения значений частоты прерывания блока управления режимом работы прерывателя воздушного потока, выполненное с разрешающей способностью не менее ±0,1 Гц, ручка блока регулирования скорости воздушного потока, регулятор температуры воздушного потока, а на боковой панели расположены штуцер для подсоединения воздуховодного шланга и разъемы для подключения электрокабелей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть применено на лабораторной базе для медицинских научных исследований и кабинетах психоэмоциональной разгрузки пациентов и персонала.

Известны аналоги устройств для теплового воздействия на кожные покровы пациентов. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству теплового воздействия является выбранное в качестве прототипа устройство для дерматологического физиотерапевтического воздействия теплым воздухом, содержащее элементы нагрева и прерывания воздушного потока, регулирования его скорости, воздуходувный агрегат с крыльчаткой, нагреватель, регулятор температуры воздушного потока и прерыватель воздушного потока с блоком управления режимом работы прерывателя воздушного потока и переключателем. - Патент JP №3182245 (IDE JIRO). - 08.08.1991 г.

Основной недостаток известного устройства-прототипа: не обеспечивается повышение психофизиологической устойчивости пациентов путем профилактики снижения функциональных резервов человека в экстремальных условиях за счет проведения теплового воздействия на кожные покровы пациента пульсирующим воздушным потоком с регулируемыми частотой и температурой. Поэтому новизна и изобретательский уровень заявляемого устройства теплового воздействия на кожные покровы пациента состоит в комплексном сочетании ритмического теплового воздействия на рефлексогенные зоны лица и на кожные покровы пациента путем проведения тепловой акупунктурной или рефлексотерапевтической стимуляции регулируемыми по частоте и интенсивности импульсами воздушного потока, совместно и одновременно, дающей новый положительный суммарный эффект, путем осуществления регулировки скорости воздушного потока от 8 до 24 л/с, подогрева воздушного потока от 35 до 60°С, изменения частоты пульсаций воздушного потока от 0,5 до 10 Гц, применения микропроцессорного двухканального измерителя-регулятора температуры и использования циклического режима работы, при времени одного цикла не более 50 мин и времени установления рабочего режима не менее 5 мин.

Задачей изобретения является повышение психофизиологической устойчивости пациентов путем профилактики снижения функциональных резервов человека в экстремальных условиях за счет тепловой рефлексостимуляции совместно и одновременно регулируемыми по частоте и интенсивности импульсами и пульсирующим воздушным потоком с регулируемыми частотой и температурой.

Поставленную задачу решает устройство теплового воздействия на кожные покровы пациента, включающее воздуходувный агрегат с блоком регулирования скорости воздушного потока, блок нагрева воздушного потока, регулятор температуры воздушного потока и прерыватель воздушного потока с блоком управления режимом работы прерывателя воздушного потока. Устройство отличается тем, что воздуходувный агрегат с блоком регулирования скорости воздушного потока, блок нагрева воздушного потока с регулятором его температуры, блок управления режимом работы прерывателя воздушного потока размещены в базовом блоке, выполненном в виде передвижной тумбы. На лицевой панели передвижной тумбы закреплен микропроцессорный двухканальный измеритель-регулятор температуры, соединенный с регулятором температуры воздушного потока и подключенный первым каналом к датчику температуры воздушного потока на поверхности кожного покрова пациента, выполненному в виде малоинерционного термоэлектрического преобразователя-термопары, а вторым - к датчику измерения температуры внутри корпуса нагревательного элемента, соединенного соответствующим электрокабелем с регулятором мощности нагрева в блоке нагрева воздушного потока и расположенного вместе с прерывателем воздушного потока в выносном блоке нагрева и прерывания воздушного потока, соединенном с базовым блоком воздуховодным рукавом и злектрокабелями. При этом выход прерывателя воздушного потока является выходом теплового воздействия на кожные покровы пациента, на лицевой панели дополнительно размещены цифровое трехразрядное табло отображения значений частоты прерывания блока управления режимом работы прерывателя воздушного потока, выполненное с разрешающей способностью не менее ±0,1 Гц, ручка блока регулирования скорости воздушного потока, регулятор температуры воздушного потока. На боковой панели расположены штуцер для подсоединения воздуховодного шланга и разъемы для подключения электрокабелей. Таким образом, заявляемое устройство теплового воздействия на кожные покровы пациента соответствует критерию изобретения «новизна». При введении новых связей и элементов в заявляемое устройство они проявляют новые свойства, что приводит к повышению быстродействия, регулирования скорости, прерывания и нагрева воздушного потока, измерения и регулирования температуры воздушного потока, микрокомпьютерного управления изменением значений скорости, частоты пульсации воздушного потока, а также увеличения эксплуатационной надежности нового эффективного устойства - опытного образца средства измерения медицинского назначения, прошедшего государственные приемочные испытания с положительными результатами. Это позволяет сделать вывод о соответствии нового технического решения критериям изобретения «существенные отличия» и «промышленная применимость».

На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства теплового воздействия на кожные покровы пациента.

Устройство теплового воздействия содержит следующие основные элементы: 1 - блок регулирования скорости воздушного потока; 2 - воздуходувный агрегат; 3 - блок нагрева воздушного потока; 4 - регулятор температуры воздушного потока; 5 - прерыватель воздушного потока; 6 - блок управления режимом работы прерывателям; 7 - измеритель-регулятор температуры; 8 - пациент.

Устройство состоит из двух основных частей: базового блока и выносного блока нагрева и прерывания воздушного потока с соединительным рукавом. В базовом блоке расположены: блок 1 регулирования скорости воздушного потока, воздуходувный агрегат 2 для создания воздушного потока, блок 3 нагрева воздушного потока с регулятором 4 его температуры, блок 6 управления режимом работы прерывателя 5 воздушного потока, микропроцессорный двухканальный измеритель-регулятор 7 температуры типа 2ТРМ1А. В выносном блоке нагрева и прерывания воздушного потока расположены нагревательный элемент и прерыватель 5 воздушного потока. Блок базовый и блок нагрева и прерывания воздушного потока соединяются между собой воздуховодным рукавом и электрокабелями. На верхней панели базового блока располагаются органы управления режимами работы: трехразрядное табло частоты прерывания, ручка регулятора скорости потока, регулятор 4 температуры воздушного потока, измеритель-регулятор 7 температуры типа 2ТРМ 1А, регулятор частоты прерывания воздушного потока, выключатель сетевого питания 220 В, 50 Гц, выключатель регулятора нагрева воздушного потока, выключатель сети питания блока прерывателя, индикатор включения сетевого питания 220 В, 50 Гц, индикатор перегрева воздушного потока, воздействующего на кожные покровы пациента 8.

На левой боковой панели блока базового расположены штуцер для подсоединения воздуховодного шланга и разъемы для подключения электрокабелей и датчиков измерения температуры.

Устройство теплового воздействия на кожные покровы пациента работает следующим образом.

Воздушный поток создается при помощи малогабаритного воздуходувного агрегата 2. Скорость воздушного потока блока 1 регулирования на выходе воздуходувного агрегата 2 плавно регулируется величиной питающего напряжения электродвигателя в диапазоне от 30 до 120 В, 50 Гц. Нагрев воздушного потока блока 3 осуществляется нагревательным элементом, установленным в выносном блоке нагрева и прерывания. Нагревательный элемент трубчатого типа с расположенной внутри него спиралью из нихрома. Температура нагрева воздушного потока регулируется изменением мощности электропитания спирали. Регулятор мощности нагрева установлен в базовом блоке устройства и соединен с нагревательным элементом соответствующим электрокабелем. Прерывание воздушного потока в блоке нагрева и прерывания осуществляется крыльчаткой, установленной на оси малогабаритного шагового двигателя, соединенного с кнопкой включения прерывателя. На боковой панели базового блока размещены: предохранитель 10 А, разъем питания сети 220 В, 50 Гц, разъем питания нагревательного элемента, разъем питания шагового двигателя, патрубок выхода воздушного потока, разъем подключения термопары нагревательного элемента, разъем подключения температурного датчика пациента, стопорное приспособление и рукоятка тумбы базового блока.

Частота прерывания воздушного потока регулируется электронным блоком 6 управления работой шагового двигателя, которое установлено в базовом блоке. В составе электронного блока 6 управления имеется цифровое трехразрядное табло, на котором отображается значение частоты прерывания с разрешающей способностью ±0,1 Гц. Измерение температуры воздушного потока на поверхности кожного покрова пациента производится микропроцессорным программируемым измерителем-регулятором 7 температуры типа 2ТРМ1А. В качестве датчика использован малоинерционный термоэлектрический преобразователь- термопара. Отображение текущего значения температуры осуществляется на встроенном светодиодном цифровом индикаторе по первому каналу измерения. Ко второму каналу измерителя-регулятора 7 подключен датчик измерения температуры внутри корпуса нагревательного элемента. Измерение температуры воздушного потока производится микропроцессорным программируемым измерителем-регулятором 7 2ТРМ1А. В качестве датчика использован стандартный малоинерционный термоэлектрический преобразователь-термопара «хромель-копель». Отображение текущего значения температуры осуществляется на встроенном светодиодном цифровом индикаторе, вынесенном на верхнюю панель устройства. В приборе предусмотрена защита от перегрева нагревательного элемента при малых скоростях воздушного потока или его отсутствии, а также от превышения температуры на кожном покрове в зоне воздействия. Верхние пределы пороговых величин температуры по обоим каналам измерения устанавливаются программно на измерителе- регуляторе 7 температуры типа 2ТРМ1А (для каждого канала отдельно), при достижении одного из которых нагрев элемента автоматически отключается.

Конструктивное исполнение устройства выполнено также в виде двух основных частей: блока базового и выносного блока нагрева и прерывания воздушного потока. Базовый блок представляет собой передвижную металлическую тумбу на 4-х колесиках, два из которых имеют стопорное приспособление. Для удобства передвижения на одной из боковых панелей установлена ручка. Двухканальный измеритель-регулятор 7 температуры 2ТРМ1А имеет пластмассовый корпус, предназначенный для щитового крепления на панели с помощью специальных элементов. На лицевой панели измерителя-регулятора 7 расположены кнопки управления, цифровой индикатор и светодиоды. На задней панели измерителя-регулятора 7 температуры имеется выходной разъем для внешних подсоединений. Органы управления и индикаторы расположены на лицевой панели базового блока. Разъемы расположены на боковой панели базового блока для подключения шнура сетевого питания, выносного блока нагрева и прерывания воздушного потока и датчика измерения температуры воздушного потока на поверхности кожного покрова пациента. Выносной блок нагрева и прерывания воздушного потока имеет полуцилиндрическую конструкцию с ручкой. На задней торцевой стороне блока установлен входной штуцер для подключения воздуховодного рукава и подачи воздушного потока на нагревательный элемент. На лицевой торцевой стороне установлен прерыватель воздушного потока с выходным соплом. На узел прерывателя надет защитный чехол из ткани с низкой теплопроводностью. На нижней панели установлены разъемы для подключения кабеля питания нагревательного элемента и кабеля управления работой шагового двигателя. Воздуховодный шланг изготовлен из силикона и имеет внутренний диаметр 22 мм, внешний диаметр 28 мм. Длина шланга 2 м. Шланг помещен в защитный матерчатый чехол, внутри которого также проходят соединительные электрические кабели и провода температурного датчика.

Эксплуатационные ограничения: запрещается эксплуатировать устройство вне рабочих помещений, а также в сырых, неотапливаемых помещениях, не допускается подавать на кожные покровы воздушный поток, температура которого превышает 60°С, запрещается включать регулятор мощности нагрева при отсутствии воздушного потока на выходе из выносного блока нагрева и прерывания, запрещается подключать дополнительное защитное заземление блока базового и выносного блока нагрева и прерывания к металлическим конструкциям отопления и водопровода.

Для обеспечения требований электробезопасности сетевой шнур должен подключаться к розетке, имеющей контакт защитного заземления. Перед включением устройства в сеть следует проверить сохранность изоляции кабеля питания. После транспортирования или хранения проводится внешний осмотр устройства и его составных частей на предмет обнаружения механических повреждений:

наличие вмятин, сколов, пробоин на корпусах блоков устройства;

наличие повреждений рукава соединительного (воздуховода) и электрокабелей;

повреждения разъемов электрических, выведенных на корпуса блоков;

шнура сетевого питания и целостность его изоляции;

повреждение корпуса персонального компьютера (ноутбука).

Внешний осмотр рекомендуется проводить в следующем порядке:

а) тара транспортировочная;

б) защитные чехлы блока базового и выносного блока нагрева и прерывания воздушного потока;

в) корпус блока базового, электроразъемы, элементы включения и регулирования, индикаторы на панели управления;

г) корпус выносного блока нагрева и прерывания вместе с рукавом воздуховодным и электрокабелями;

д) персональный компьютер.

Перед вводом устройства в эксплуатацию проверяют его комплектность. Для этого необходимо установить базовый блок устройства на ровную поверхность пола, выбрать место его расположения при работе и зафиксировать стопоры его колес.

Затем проведите подключение блока нагрева и прерывания к базовому блоку. Воздуховодный шланг рукава соединительного наденьте на выходной штуцер и закрепите его с помощью фиксирующего хомута. Подключение разъемов электрокабелей к боковой панели базового блока производите в строгом соответствии с имеющейся маркировкой. Внимание! Избегайте перегиба воздуховодного шланга при его монтаже и эксплуатации.

Перед включением сетевого питания проведите установку органов управления на панели базового блока. Они должны находиться в исходном положении:

кнопка включения сетевого питания «Сеть ˜220 В» в положении «выключено» («О»);

ручка «Скорость потока» блока 1 регулирования скорости воздушного потока - в крайнем левом положении;

кнопка включения регулятора мощности блока 3 нагрева воздушного потока - в положении «выключено» («О»);

ручка «Нагрев» блока 3 - в крайнем левом положении;

кнопка «Сеть = 5 В» включения блока 6 управления прерывателем

- в положении «выключено» («О»).

Подключите шнур сетевого питания к вилке «˜220 В, 50 Гц» базового блока устройства и розетке сети электропитания, имеющей контакт защитного заземления. Подключение шнура сетевого питания проводить только при отключенной кнопке сетевого питания «сеть 220 В» устройства «Поток-ВТ».

При проведении медицинских манипуляций и процедур выносной блок нагрева и прерывания рекомендуется удерживать вручную на необходимом расстоянии от зоны воздействия или предварительно зафиксировать его с помощью вспомогательных устройств. Кнопкой включите сетевое питание блока базового. При этом должны включиться индикаторная лампа над кнопкой и индикаторное табло измерителя-регулятора 7 температуры. Одновременно начнет работать воздуходувный агрегат 2. Перед началом работы следует провести установку (или контроль ранее выставленных) режимов работы двухканального измерителя-регулятора 7 температуры в соответствии с руководством по его эксплуатации. Примечание: после включения сетевого питания измеритель-регулятор 7 температуры 2ТРМ1А автоматически устанавливается в режим измерения температуры по каналу I (температура на поверхности кожного покрова). По каналу II измеряется температура внутри корпуса нагревательного элемента в выносном блоке нагрева и прерывания. Если при включении сетевого питания на индикаторном табло измерителя-регулятора 7 температуры вместо цифрового значения по одному или обоим каналам измерения индицируются прочерки (- - -), это свидетельствует либо о некачественном подсоединении датчиков температуры к разъемам блока базового, либо об обрыве соединительных проводов датчиков.

После выполнения указанных выше операций устройство готово к работе. Использование устройства осуществляется следующим образом. Подготовка пациента для проведения процедур с помощью устройства должна производиться медицинским персоналом в соответствии с методикой научно-исследовательского или лечебного учреждения. Сначала подготовьте к работе переносной блок нагрева и прерывания воздушного потока. Убедитесь в наличии выходящего из сопла воздушного потока. Переведите кнопку «Сеть = 5 В» блока 6 управления прерывателем в положение «I» (включено). Через 5 секунд после включения на индикаторном табло указателя частоты прерывания должны высветиться цифры 0,5 Гц. Ручкой «Частота прерывания» установите необходимую величину частоты прерывания воздушного потока в диапазоне от 0,5 до 10,0 Гц. Нажмите кнопку «Вкл/выкл» включения двигателя прерывателя. При этом на индикаторном табло должна высветиться точка после значения частоты прерывания (например, 5,0. Гц). При повторном нажатии на кнопку работа прерывателя прекращается и точка в конце цифрового значения гаснет (5,0 Гц). Закрепите на теле пациента в зоне воздействия с помощью лейкопластыря датчик измерения температуры воздушного потока, подводимого к кожным покровам. При этом измерительная головка датчика не должна касаться кожи пациента. Ручкой «Скорость потока» установите необходимую скорость потока на выходе из сопла выносного блока. Убедитесь, что ручка «Нагрев» находится в крайнем левом положении, и переведите кнопку включения регулятора мощности нагревательного элемента в положение «I» (включено). Медленным вращением по часовой стрелке ручки «Нагрев» на панели управления блока базового установите желаемую температуру воздушного потока.

Внимание! В устройстве предусмотрена защита от подачи к пациенту воздушного потока с повышенной температурой (не более 60°С) и перегрева нагревательного элемента в выносном блоке при малых скоростях воздушного потока (не более 90°С). При превышении одной из указанных величин измеритель-регулятор 7 температуры отключает нагревательный элемент от цепи питания с одновременным включением индикатора «Перегрев» на панели блока 6 управления базового блока. Для выхода на разрешенные режимы работы следует либо уменьшить мощность электропитания нагревательного элемента (первая ручка), либо увеличить скорость воздушного потока (вторая ручка). В ходе проведения медицинской процедуры с помощью органов управления можно изменять частоту пульсаций воздушного потока, его скорость и температуру нагрева.

Время непрерывной работы устройства не должно превышать 50 минут с перерывом между циклами не менее 10 минут.

По окончании работы с устройством следует:

снять с пациента датчик измерения температуры воздушного потока; перевести кнопку включения регулятора мощности нагревательного элемента в положение «О» (выключено) и ручку установить в крайнем левом положении; ручкой уменьшить частоту прерывания потока воздуха до минимальной величины (1,0-0,5 Гц) и нажатием кнопки выключить работу прерывателя 5. При выключении прерывателя 5 заслонка не должна перекрывать выходное сопло выносного блока.

Затем перевести кнопку «Сеть = 5 В» блока управления прерывателем в положение «О» (выключено). Индикаторное табло «Частота Гц» должно погаснуть; ручку «Скорость потока» установить в крайнее левое положение; выключение сетевого питания базового блока (кнопка) производить не менее чем через 1 минуту после отключения нагревателя; отключить от розетки вилку шнура сетевого питания. Категорически запрещается выдергивать вилку за шнур; надеть на блок базовый защитный чехол и уложить в карман датчик измерения температуры и шнур сетевого питания; надеть на выносной блок нагрева и прерывания защитный чехол. При хранении выносного блока следует соблюдать меры предосторожности от его повреждения и возможности перегиба шланга в соединительном рукаве.

При работе устройства запрещается: применять шнур сетевого питания с нарушенной изоляцией; подключать и отключать электрические кабели во время работы устройства; включать регулятор мощности нагревательного элемента при отсутствии воздушного потока на выходе выносного блока нагрева и прерывания; при проведении медицинских процедур категорически запрещается касаться тела пациента металлическими частями выносного блока нагрева и прерывания; проводить исследования и процедуры при наличии влаги на панели устройства и на поверхностях блока нагрева и прерывания.

ЗАО «Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования при государственном научном центре РФ «Институт медико-биологических проблем» РАН» разработал, изготовил и провел государственные приемочные испытания с положительными результатами первой партии опытных образцов заявленного устройства «ПОТОК-ВТ» теплового воздействия на кожные покровы пациента.

Оценивая критерий «изобретательский уровень», необходимо сделать следующий вывод о том, что заявляемое устройство теплового воздействия на кожные покровы пациента соответствует этому критерию, потому что он состоит в комплексном сочетании - совместно и одновременно тепловой рефлексостимуляции регулируемыми по частоте и интенсивности импульсами и регулировки скорости воздушного потока от 8 до 24 л/с, подогрева воздушного потока от 35 до 60°С, изменения частоты пульсаций воздушного потока от 0,5 до 10 Гц, применения микропроцессорного двухканального измерителя-регулятора температуры и использования циклического режима работы, при времени одного цикла не более 50 мин и времени установления рабочего режима не менее 5 мин.

Таким образом, осуществляется повышение эффективности экстренной медицинской помощи и психофизиологической устойчивости пациентов путем профилактики снижения функциональных резервов человека в экстремальных условиях при катастрофах, авариях и стихийных бедствиях за счет проведения теплового воздействия на кожные покровы пострадавшего, раненого или больного пациента пульсирующим воздушным потоком с регулируемыми частотой и температурой в мирное и военное время в комплексном сочетании с применением ритмического теплового воздействия на рефлексогенные зоны кожного покрова пациента путем проведения тепловой рефлексотерапевтической стимуляции регулируемыми по частоте и интенсивности импульсами воздушного потока заявляемого устройств.

Источник информации

1. Устройство для дерматологического физиотерапевтического воздействия теплым воздухом. - Патент JP №3182245 (IDE JIRO). - 08.08.1991 г. - (прототип).