полупроводниковое термоэлектрическое устройство для массажа

Формула изобретения

Полупроводниковое термоэлектрическое устройство для массажа, содержащее тонкие коммутационные биметаллические пластины и источник постоянного тока, связанный с блоком управления, отличающееся тем, что источник постоянного тока подключен к термоэлектрическому модулю, состоящему из полупроводниковых ветвей p- и n-типа, последовательно спаянных встык посредством коммутационных пластин, с выводом горячих и холодных спаев на обе стороны каждой пластины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в физиотерапии.

Температурное воздействие оказывает значительное влияние на энергетический баланс организма, что вызывает многообразные ответные биологические реакции. Под влиянием однократных общих теплолечебных процедур оптимальной дозировки усиливается кровообращение, ускоряется обмен веществ в тканях организма, существенно уменьшаются спастические явления, увеличивается скорость движения лимфы и отток патологических продуктов. Кровоток в сосудах кожи при температурном раздражении может измениться в 100-180 раз, что обусловливает уникальные возможности кожи как органа физической терморегуляции. Обезболивающее же действие холода общеизвестно. При локальном воздействии общие реакции организма выражаются преимущественно снижением общего порога болевой чувствительности. При снижении температуры кожи до 25-35°С, замедляется скорость проведения нервных импульсов, а при температуре +5°С наступает их полная блокада. Противоболевое воздействие криотерапии объясняют "блокированием" болевых рецепторов кожи и аксон-рефлексов.

Эти особенности действия низких и высоких температур на организм человека широко используются в лечебных целях. Причем эффективность местно применяемого с лечебной целью тепла и холода находится в тесной взаимосвязи от методики и техники наносимых раздражений. Так, попеременное воздействие теплом и холодом заставляет менять просвет сосудов и капилляров в тканях организма, таким образом, повышая их эластичность, а также улучшает способность организма быстро приспосабливаться к температурным изменениям окружающей среды. В этом смысле широко известны водные процедуры, которые, в принципе сложно осуществить на локальном участке.

Известные устройства для массажа обычно могут обеспечить вибрационное воздействие, которое может сочетаться с прогреванием тканей, поддающихся воздействию [1]. Недостатком подобных устройств является невозможность сочетания в одном устройстве функций нагрева и охлаждения, а также создания температурных градиентов, сложность устройств.

Целью данного изобретения является разработка устройства для массажа, сочетающего в себе функции механического воздействия, попеременного нагрева и охлаждения областей воздействия, создание градиента температур области воздействия.

Для достижения этой цели предлагается устройство, содержащее термоэлектрический модуль, представляющий из себя последовательно соединенные с помощью биметаллических коммутационных пластин полупроводниковые ветви p- и n-типа. Термоэлектрический модуль расположен на пластине из материала с низкой теплопроводностью.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, а.

Устройство содержит термоэлектрический модуль, состоящий из полупроводниковых ветвей p- и n- типа 3 и 4, последовательно спаянные встык посредством коммутационной пластины 2, причем пайка полупроводниковых ветвей производится в середине коммутационной пластины 2, которая в свою очередь представляет собой тонкую биметаллическую пластину. Соотношение геометрических размеров сторон коммутационной пластины (ширина: длина) должно быть в соотношении как минимум 1:6. Устройство питается от источника постоянного тока 6, которое связано с блоком управления 5.

Принцип работы предлагаемого устройства следующий.

На блоке управления задается ток, протекающий через последовательно соединенные посредством коммутационных пластин 2 полупроводниковые ветви 3 и 4, полярность приложенных к выводам электрических потенциалов и время, в течение которого будет поддерживаться данная полярность. При протекании электрического тока через спаи полупроводниковых ветвей на коммутационных пластинах будет выделяться или поглощаться (в зависимости от направления протекания тока) тепло вследствие эффекта Пельтье. Поскольку полупроводниковые ветви спаяны встык, то если один спай охлаждается, то следующий в последовательности будет нагреваться и т.д. Через коммутационные пластины нагревающихся спаев тепло будет подводиться к участку поверхности тела, а через коммутационные пластины охлаждающихся спаев тепло будет отводиться от участка поверхности тела человека, на которое производится воздействие. В то же время, так как коммутационная пластина изготовлена биметаллической, то при нагревании или охлаждении ее будет наблюдаться биметаллический эффект, т.е. перемещение в ту или иную сторону в пространстве свободного конца пластины. После истечения времени, заданного на блоке управления, полярность электрических потенциалов на концах термоэлектрической батареи меняется на противоположную, и ток начинает протекать в противоположную сторону, как следствие, охлаждавшиеся спаи будут нагреваться, а нагревавшиеся охлаждаться. Смена температуры спая приведет также к изменению направления отклонения биметаллической пластины.

Таким образом, каждый спай термоэлектрического модуля и соответственно коммутационная пластина, находящаяся в контакте с участком поверхности тела человека, в течение времени, установленном на блоке управления, будут периодически нагреваться и охлаждаться. Пайка полупроводниковых ветвей посреди коммутационной пластины осуществляется для того, чтобы при прохождении электрического тока тепло, выделяющееся на горячих спаях, частично рассеивалось в окружающую среду и чтобы избежать ожога при проведении процедуры. С таким же периодом свободные концы коммутационных пластин будут перемещаться в пространстве (чертеж, б, в). Таким образом, градиентное тепловое воздействие будет сопровождаться механическим воздействием на поверхность тела человека.

Преимуществом устройства является простота конструкции, возможность легкого варьирования площади воздействия за счет последовательного или параллельного соединения отдельных устройств, отсутствие теплообменных радиаторов.

Устройство просто в изготовлении и эксплуатации и может использоваться в любом физиотерапевтическом кабинете.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР № 1667862, кл. А61Н 39/00, 1989. / А.Я.Креймер, С.С.Пельцман.