Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для локального температурного воздействия на руку человека

Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для локального температурного воздействия на руку человека

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к медицине и предназначено для локального температурного воздействия на руку человека.

Методы локального теплового воздействия широко используются в медицинской практике при лечении и профилактике для стимуляции физиологических процессов. Тепловое воздействие оказывает значительное влияние на энергетический баланс организма. Реакция сосудов на тепловую процедуру распространяется на всю поверхность тела, но наиболее интенсивно она выражена на месте непосредственного приложения тепла. При локальном температурном воздействии в тесном соприкосновении с температурным раздражителем находится кожа, рецепторы которой воспринимают болевое (механическое, термическое), температурное (холод, тепло) и тактильное раздражение. При этом кровоток в сосудах кожи изменяется в 100-180 раз, а регуляция теплоотдачи осуществляется преимущественно за счет изменения кровообращения, особенно в тканях рук и ног [1].

На этом основан ряд методов, применяемых в физиотерапевтической практике, к которым можно отнести ванны постепенно повышаемой температуры (ванны по Гауффе), контрастные ванны, частичные ванны (ручные) и т.д., а также использование различных сред, таких как парафин, озокерит и др. [2].

К частичным или местным ваннам относят водолечебные процедуры, которые воздействуют на определенную часть тела. Широко применяются ручные ванны с соответствующими сосудами, изготовленными из оцинкованного железа [2]. При этом в воду погружают предплечье и одну или обе кисти. Эти ванны назначают разной температуры и продолжительности: теплые при температуре воды 37-38° длительностью до 20-30 минут, горячие при температуре воды 40-44° длительностью от 10 до 20 минут и холодные при температуре воды 8-14° продолжительностью от 5 до 12 минут.

Для усиления раздражающего действия могут быть назначены ванны контрастных температур [2]. При этом берут две ванночки, одну из которых наполняют горячей водой (40-45°), другую - холодной (8-10°). Пациенту предлагают опускать руку поочередно сначала в горячую воду на 1-2 минуты, а затем в холодную на 10-15 секунд, повторяя эту процедуру несколько раз. Заканчивают процедуру холодной водой.

Холодные ручные ванны показаны обычно при острых воспалительных процессах на руке, ванны контрастных температур - при потливости, акроцианозе и др., горячие - для рассасывания инфильтратов и т.д.

Недостатками описанных выше методов являются низкая эффективность и дискомфортность процедур, сложность и неудобство в реализации, недостаточная точность дозировки температурного воздействия.

Целью изобретения является разработка устройства, свободного от вышеперечисленных недостатков.

Структурная схема устройства приведена на фиг.1-3.

Устройство содержит набор последовательно соединенных съемных элементов температурного воздействия 1 (фиг.1), приведенных в хороший тепловой контакт с эластичной прослойкой 2, образующей разомкнутое кольцо, при смыкании краев которого образуется окружность с радиусом, соответствующим средним геометрическим параметрам руки человека, и предназначенной для обеспечения плотного механического и теплового контакта руки с устройством. Каждый элемент температурного воздействия 1 (фиг.2) состоит из термоэлектрической батареи (ТЭБ) 3, внутренний спай (находящийся в непосредственной близости от эластичной прослойки 2) которой приведен в тепловой контакт с тепловыравнивающей пластиной 4, а внешний - с ребристым радиатором 5, и устройства сопряжения. Устройство сопряжения (см. фиг.3) включает в себя шарнир 6 с закрепленной на нем направляющей пластиной 7, имеющей по всей высоте продольный паз трапециевидной формы (и шарнир 6, и направляющая пластина 7 выполнены из диэлектрического материала), и две контактные площадками 8 и 9. При этом на ребре радиатора 5, расположенном со стороны противоположной направляющей пластины 7, имеется выступ такой же трапециевидной формы, входящий плотно в паз устройства сопряжения соседнего элемента температурного воздействия 1 с образованием механического соединения. Причем первая контактная площадка 8 выполнена на поверхности направляющей пластины 7 и соединена с первым выводом ТЭБ 3 посредством металлической пружины 10 (механически также соединенной с направляющей пластиной 7), а вторая контактная площадка 9, выполненная подпружиненной, размещается на боковой поверхности слоя теплоизоляции 11. Расположение обеих контактных площадок 8 и 9 таково, что при приведении в механический контакт двух соседних элементов температурного воздействия 1 подпружиненная контактная площадка 9 плотно соприкасалась с контактной площадкой 8 с образованием электрического последовательного соединения двух ТЭБ 3. Питание устройства электрической энергией производится программируемым источником постоянного электрического тока (на фиг.1 не показан). Подвод электрической энергии к устройству производится посредством электрических проводов, соединенных с контактными площадками двух крайних элементов температурного воздействия 1.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процедуры устройство закрепляется на участке руки человека, подлежащем температурному воздействию, с обеспечением плотного контакта за счет упругих свойств конструкции и наличия эластичной прослойки 2. При этом количество элементов температурного воздействия 1, входящих в устройство, определяется геометрическими размерами руки человека и дозой температурного воздействия. Механическое и электрическое соединения элементов температурного воздействия 1 производятся посредством устройства сопряжения, состоящего из шарнира 6 с закрепленной на нем направляющей пластиной 7, металлической пружины 10 и двух контактных площадок 8 и 9. Процедура начинается с включения программируемого блока питания, по заданной программе осуществляющего питание электрическим током необходимой величины и полярности ТЭБ 3. Доза и длительность температурного воздействия определяются лечащим врачом, им же производится текущий контроль за состоянием пациента. Радиатор 5 предназначен для съема излишка тепла с внешних спаев ТЭБ 3 при воздействии на руку человека пониженными температурами и осуществления механического соединения соседних элементов температурного воздействия 1, а тепловыравнивающая пластина 4 обеспечивает более равномерное распределение температуры. Теплоизоляция 11 предохраняет ТЭБ 3 от воздействия внешних факторов (температура, влага, запыленность).

Конструктивная простота устройства и возможность смены режимов в широком интервале температур обеспечивают применение его в различных областях медицины.

Литература

1. Колушкин А.Н. Целебный холод воды. - М.: Физкультура и спорт, 1996 г.

2. Магазаник Г.Л. Тепловые лечебные средства. - Л.: Медгиз, 1961 г.

Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для локального температурного воздействия на руку человека, содержащее температурный раздражитель, включающий набор последовательно соединенных элементов температурного воздействия, подключенных к программируемому источнику постоянного электрического тока и установленных с тепловым контактом на эластичной прослойке, каждый из которых состоит из термоэлектрической батареи, при этом внутренний находящийся вблизи эластичной прослойки спай которой имеет тепловой контакт с тепловыравнивающей пластиной, а внешний - с ребристым радиатором, отличающееся тем, что эластичная прослойка выполнена с возможностью обеспечения плотного контакта на участке руки человека, а каждый элемент температурного воздействия снабжен устройством сопряжения, включающим шарнир с закрепленной на нем направляющей пластиной, выполненной с продольным пазом трапециевидной формы и первой контактной площадкой на ее поверхности, подключенной к первому выводу термоэлектрической батареи посредством металлической пружины, и вторую подпружиненную контактную площадку, размещенную на слое теплоизоляции элемента температурного воздействия с возможностью плотного соприкоснования и образования электрического соединения с первой контактной площадкой другого элемента температурного воздействия, при этом ребро радиатора, расположенное со стороны направляющей пластины другого элемента температурного воздействия, имеет выступ такой же трапециевидной формы, выполненный с возможностью образования механического соединения посредством плотного вхождения в продольный паз направляющей пластины соседнего элемента температурного воздействия.