Установка для кранио-церебральной гипотермии
Полезная модель относится к медицинской технике и касается портативной установки для кранио-церебральной гипотермии, пригодной для использования в условиях скорой помощи.
Установка содержит шлем-аппликатор 1, блок питания 2, блок управления с контроллером 3 и пультом управления 4 с дисплеем 5, и блок охлаждения.
Блок охлаждения содержит набор термоэлектрических элементов 6 с холодными 7 и горячими 8 спаями, включающихся в работу одновременно или группами, и аппаратуру для автономных замкнутых контуров циркуляции хладоносителя и теплоносителя.
Контур циркуляции хладоносителя включает расширительный резервуар 9 с хладоносителем, теплообменник 10, помпу 11 и шлем-аппликатор 1, соединенные с помощью шлангов 12. Хладоноситель циркулирует в направлении от помпы 11 к шлему-аппликатору 1. Скорость потока и температуру хладоносителя фиксируют датчики 13 и 14, соответственно.
Контур циркуляции теплоносителя включает расширительный резервуар 15 с теплоносителем, теплообменник 16, радиатор 17 и помпу 18, соединенные шлангами 19с возможностью циркуляции теплоносителя в направлении от помпы 18 к радиатору 17. Со стороны радиатора 17, обращенной к теплообменнику 16, установлены вентиляторы 20. Скорость потока и температуру теплоносителя фиксируют датчики 21 и 22, соответственно.
В предпочтительном варианте термоэлектрические элементы 6 размещают между теплообменниками 10 и 16 с образованием термоэлектрической сборки 23.
Установка обеспечивает возможность создания кранио-церебральной гипотермии в умеренном и экстремальном режиме. 1 н.п., 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к установке для кранио-церебральной гипотермии, в частности, к портативной установке для быстрого создания гипотермии в условиях скорой помощи.
Известна портативная установка для гипотермии головы жидким хладоносителем, работающая по замкнутому контуру, включающая емкость с хладоносителем, средства охлаждения хладоносителя и помпу со шлангами подачи хладоносителя на шлем-аппликатор (ЕР заявка 
0864309, МПК А61F 7/00, опубл. 16.09.1998).
В известной установке используется компрессионный принцип охлаждения, и в связи с этим она перегружена средствами охлаждения: компрессором, испарителем, конденсатором. Это усложняет работу установки, увеличивает ее вес и габариты, делает ее непригодной для использования в условиях скорой помощи.
Известна портативная установка для быстрого создания кранио-церебральной гипотермии в условиях скорой помощи, работающая по замкнутому контуру, включающая шлем-аппликатор, блок питания, блок управления, содержащий контроллер и пульт управления с электронным дисплеем, и блок охлаждения, содержащий расширительный резервуар с жидким хладоносителем, теплообменник хладоносителя, средства транспортировки хладоносителя, включающие шланги и помпы (жидкостную и воздушную), датчики потоков и температуры (US патент 7008445, нац. кл. 607/109, МПК А61F 7/00, опубл. 07.03.2006).
В известной установке используется принцип охлаждения от сменной батареи, предварительно охлаждаемой, например, в холодильнике. Конструкция установки компактна, но возможности ее ограничены из-за необходимости во внешнем холодильном устройстве. Кроме того, она рассчитана на работу в умеренном режиме охлаждения и не пригодна для реализации экстренных режимов охлаждения из-за недостаточной мощности.
Установка по US патенту 7008445 является наиболее близкой по технической сущности и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка портативной установки, пригодной для создания как умеренной гипотермии головы, так и экстремальной с реализацией экстренных режимов охлаждения.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в расширении эксплуатационных возможностей установки за счет повышения мощности теплоотбора для реализации экстренных режимов охлаждения.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата в установке для краниоцеребральной гипотермии, включающей шлем-аппликатор, блок питания, блок управления, содержащий контроллер с датчиками потоков и температуры и пульт управления с электронным дисплеем, и блок охлаждения, содержащий расширительный резервуар с жидким хладоносителем, теплообменник хладоносителя, средства транспортировки хладоносителя, включающие шланги и помпу, согласно полезной модели, блок охлаждения снабжен охлаждающим средством в виде набора термоэлектрических элементов, обладающего возможностью избирательного включения элементов в работу, и выполнен с отводом холода с холодных и тепла с горячих спаев указанных элементов автономными замкнутыми контурами циркуляции жидких хладоносителя и теплоносителя, соответственно, при этом контур циркуляции хладоносителя образован шлемом-аппликатором, теплообменником и помпой хладоносителя, последовательно соединенными шлангами с возможностью транспортировки хладоносителя в направлении от помпы к шлему-аппликатору, а для образования контура циркуляции теплоносителя блок охлаждения снабжен дополнительно расширительным резервуаром с теплоносителем, теплообменником и радиатором теплоносителя, а также средствами транспортировки теплоносителя, включающими шланги и помпу, причем радиатор, теплообменник и помпа последовательно соединены шлангами друг с другом с возможностью транспортировки теплоносителя в направлении от помпы к радиатору, при этом в частных случаях выполнения полезной модели термоэлектрические элементы размещены между теплообменниками с образованием термоэлектрической сборки «жидкость-жидкость», контур циркуляции теплоносителя дополнительно снабжен вентиляторами, установленными перед радиатором с его стороны, обращенной к теплообменнику теплоносителя, в контурах циркуляции в качестве хладоносителя использован пропилен-гликоль, в качестве теплоносителя - вода.
Отличительными от прототипа признаками предложенной установки являются следующие:
- снабжение блока охлаждения охлаждающим средством в виде набора термоэлектрических элементов, обладающего возможностью избирательного включения элементов в работу,
- выполнение блока охлаждения с отводом холода с холодных и тепла с горячих спаев термоэлектрических элементов автономными замкнутыми контурами циркуляции жидких хладоносителя и теплоносителя, соответственно,
- образование контура циркуляции хладоносителя шлемом-аппликатором, теплообменником и помпой хладоносителя, последовательно соединенными шлангами с возможностью транспортировки хладоносителя в направлении от помпы к шлему-аппликатору,
- снабжение блока охлаждения дополнительно, с целью образования контура циркуляции теплоносителя, расширительным резервуаром с теплоносителем, теплообменником и радиатором теплоносителя, а также средствами транспортировки теплоносителя, включающими шланги и помпу,
- последовательное соединение шлангами радиатора, теплообменника и помпы с возможностью транспортировки теплоносителя в направлении от помпы к радиатору,
а также в частных случаях выполнения полезной модели
- размещение термоэлектрических элементов соответствующими сторонами их спаев между теплообменниками хладо- и теплоносителей с образованием термоэлектрической сборки «жидкость-жидкость»,
- снабжение контура циркуляции теплоносителя вентиляторами, установленными перед радиатором с его стороны, обращенной к теплообменнику теплоносителя,
- использование в контурах циркуляции в качестве хладоносителя пропиленгликоля, в качестве теплоносителя - воды.
Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в формуле полезной модели совокупность известных и отличительных признаков не известна и, следовательно, полезная модель соответствует критерию «новизна».
Заявленная установка для кранио-церебральной гипотермии обладает следующими преимуществами перед установкой по прототипу:
- наличием средства, обеспечивающего получение необходимой мощности захолаживания, а именно, термоэлектрической сборки «жидкость-жидкость», состоящей из двух жидкостных теплообменников, между которыми встроены термоэлектрические элементы,
- возможностью работы в различных режимах (умеренном и экстремальном) за счет включения термоэлектрических элементов в работу одновременно или группами,
- обеспечением работы в экстремальном режиме более высокой мощностью охлаждающего средства и более высокой эффективностью процесса охлаждения хладоносителя за счет использования автономного контура циркуляции теплоносителя для отвода тепла от горячих спаев термоэлектрических элементов.
Наличие двух замкнутых автономных контуров делает установку надежной в работе и удобной в обслуживании.
Включение в работу всех элементов термоэлектрической сборки позволяет достичь максимальной мощности в 1000 вт, что обеспечивает возможность реализации экстремальных режимов охлаждения. Для создания умеренной гипотермии достаточно мощности в 25 вт. Время работы в обоих режимах не ограничено.
Использование электрической схемы включения в работу термоэлектрических элементов группами или всех сразу стало возможным с появлением средства эффективного отвода тепла с горячих спаев, а именно замкнутого контура циркуляции теплоносителя.
Предложенная установка размещается в чемодане с размерами см
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена компоновочная схема заявленной установки.
Установка для кранио-церебральной гипотермии содержит шлем-аппликатор 1, блок питания 2, блок управления и блок охлаждения.
Шлем-аппликатор 1 предназначен для охлаждения поверхности головы пациента. Он выполнен из мягкого пластика двухслойным с проточными полостями для хладоносителя между слоями.
Блок питания 2 содержит элементы питания на 24 вольта.
Блок управления содержит контроллер 3 и пульт управления 4 с электронным дисплеем 5.
Блок охлаждения содержит набор термоэлектрических элементов 6 и аппаратуру для двух автономных замкнутых контуров: контура циркуляции хладоносителя и контура циркуляции теплоносителя. Направление циркуляции хладо- и теплоносителя в соответствующих контурах на чертеже показано стрелками.
Термоэлектрические элементы 6 с одной стороны имеют холодные спаи 7, с другой - горячие спаи 8. Контур циркуляции хладоносителя использует холод холодных спаев 7, а контур циркуляции теплоносителя отводит тепло с горячих спаев 8 для эффективного охлаждения хладоносителя, обеспечивающего создание кранио-церебральной гипотермии.
Контур циркуляции хладоносителя включает расширительный резервуар 9 с хладоносителем, теплообменник 10, помпу 11 и шлем-аппликатор 1, соединенные с помощью шлангов 12. Хладоноситель циркулирует в направлении от помпы 11 к шлему-аппликатору 1, от шлема-аппликатора 1 к расширительному резервуару 9, далее к теплообменнику 10, затем к помпе 11 и снова к шлему-аппликатору 1. Скорость потока и температуру хладоносителя фиксируют датчики 13 и 14, соответственно.
Контур циркуляции теплоносителя включает расширительный резервуар 15 с теплоносителем, теплообменник 16, радиатор 17, помпу 18, соединенные шлангами 19. Они образуют замкнутую цепь с возможностью циркуляции теплоносителя: от теплообменника 16 помпе 18, от помпы 18 к радиатору 17, от радиатора 17 к расширительному резервуару 15, от него к теплообменнику 16, от теплообменника 16 к помпе 18.
Для достижения максимального эффекта охлаждения хладоносителя использован радиатор 17 высокой мощности (1200 вт), дополненный вентиляторами 20, установленными с его стороны, обращенной к теплообменнику 16. Скорость потока и температуру теплоносителя фиксируют датчики 21 и 22, соответственно.
В предпочтительном варианте выполнения полезной модели термоэлектрические элементы 6 размещают между теплообменниками 10 и 16 и образуют термоэлектрическую сборку 23 «жидкость-жидкость».
Работа установки.
После доставки установки для кранио-церебральной гипотермии к месту обнаружения пациента размещают шлем-аппликатор 1 на голове пациента и активизируют установку, при этом в шлем-аппликатор 1 поступает охлажденный хладоноситель, который охлаждает голову пациента. Циркуляцию хладоносителя осуществляют по замкнутому контуру, в соответствии с которым нагретый от головы хладоноситель из шлема-аппликатора 1 поступает в теплообменник 10 для охлаждения холодом, исходящим от холодных спаев 7 термоэлектрических элементов 6, из теплообменника 10 помпой 11 он направляется в шлем-аппликатор 1.
Для эффективной работы холодных спаев 7 термоэлектрических элементов 6 по охлаждению хладоносителя горячие спаи 8 охлаждают циркуляцией теплоносителя по замкнутому контуру, которую осуществляет помпа 18. Она направляет теплоноситель, нагретый в теплообменнике 16, в радиатор 17 для охлаждения и возвращает охлажденный теплоноситель в теплообменник 16. Для интенсификации процесса охлаждения, особенно при экстремальном режиме, включают вентиляторы 20.
Заявленная установка для кранио-церебральной гипотермии изготавливается в промышленных условиях.
1. Установка для кранио-церебральной гипотермии, включающая шлем-аппликатор, блок управления, содержащий контроллер и пульт управления с электронным дисплеем, блок охлаждения, содержащий расширительный резервуар с жидким хладоносителем, теплообменник хладоносителя, средства транспортировки хладоносителя, включающие шланги и помпу, датчики потоков и температуры, и блок питания, отличающаяся тем, что блок охлаждения снабжен охлаждающим средством в виде набора термоэлектрических элементов, обладающим возможностью избирательного включения элементов в работу, и выполнен с отводом холода с холодных и тепла с горячих спаев указанных элементов автономными замкнутыми контурами циркуляции жидких хладоносителя и теплоносителя, соответственно, при этом контур циркуляции хладоносителя образован шлемом-аппликатором, теплообменником и помпой хладоносителя, последовательно соединенными шлангами с возможностью транспортировки хладоносителя в направлении от помпы к шлему-аппликатору, а для образования контура циркуляции теплоносителя он снабжен дополнительно расширительным резервуаром с теплоносителем, теплообменником и радиатором теплоносителя, а также средствами транспортировки теплоносителя, включающими шланги и помпу, причем радиатор, теплообменник и помпа последовательно соединены шлангами с возможностью транспортировки теплоносителя в направлении от помпы к радиатору.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что термоэлектрические элементы размещены между теплообменниками с образованием термоэлектрической сборки «жидкость-жидкость».
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что контур циркуляции теплоносителя снабжен вентиляторами, установленными перед радиатором с его стороны, обращенной к теплообменнику теплоносителя.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в контурах циркуляции в качестве хладоносителя использован пропиленгликоль, в качестве теплоносителя - вода.
