Устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована при лечении различных заболеваний, для профилактики алопеции у онкологических больных при проведении химиотерапии и для снижения болевых ощущений при лечении суставов, например, при травмах. Устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека содержит аппликатор, выполненный в виде герметичной оболочки, разделенной на, по меньшей мере, две полости, выполненные с возможностью циркуляции в них жидкой среды, и средства подведения и отведения охлажденной или нагретой жидкой среды, соединенные с каждой из полостей. Устройство снабжено холодильной машиной, предназначенной для охлаждения жидкой среды, и жидкостным теплообменником, присоединенным к тепловыделяющей поверхности холодильной машины, предназначенным для нагрева жидкой среды. Полезная модель позволяет создать устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека, удобное и экономичное в использовании.

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована при лечении различных заболеваний, для профилактики алопеции у онкологических больных при проведении химиотерапии и для снижения болевых ощущений при лечении суставов, например, при травмах.

Известно устройство для локального охлаждения и согревания тела человека, содержащее аппликатор, выполненный в виде герметичной оболочки с возможностью циркуляции в ней жидкой среды, и соединенные с ним средства подведения и отведения охлажденной или нагретой жидкой среды (см. RU 2269984 С2, 20.02.2006).

Недостатком известного устройства является невозможность одновременного локального охлаждения и согревания тела человека, что ограничивает его применение.

Известно устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека, содержащее аппликатор, выполненный в виде герметичной оболочки, разделенной на, по меньшей мере, две полости, выполненные с возможностью циркуляции в них жидкой среды, и средства подведения и отведения охлажденной или нагретой жидкой среды, соединенные с каждой из полостей (см. US 6113626, 05.09.2000). Известное устройство принято в качестве ближайшего аналога заявленного устройства.

Недостатком известного устройства является отсутствие в его составе средств охлаждения и нагрева жидкой среды, что затрудняет использование устройства.

Задачей заявленной полезной модели является создание устройства для локального охлаждения и/или согревания тела человека, удобного и экономичного в использовании.

Указанная задача решается тем, что устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека, содержащее аппликатор, выполненный в виде герметичной оболочки, разделенной на, по меньшей мере, две полости, выполненные с возможностью циркуляции в них жидкой среды, и средства подведения и отведения охлажденной или нагретой жидкой среды, соединенные с каждой из полостей, снабжено холодильной машиной, предназначенной для охлаждения жидкой среды, и жидкостным теплообменником, присоединенным к тепловыделяющей поверхности холодильной машины, предназначенным для нагрева жидкой среды.

Использование холодильной машины и жидкостного теплообменника, присоединенного к тепловыделяющей поверхности холодильной машины, соответственно, для охлаждения и нагрева жидкой среды, позволяет обеспечить работу устройства с максимальным КПД при использовании простых технических средств.

Согласно частному варианту выполнения, на границе раздела полостей аппликатора со стороны контакта с телом человека расположена герметичная прокладка, выполненная из капиллярно-пористого материала, насыщенного жидкостью, площадь поверхности которой составляет 3-5% от площади поверхности аппликатора, предназначенной для контакта с телом человека, а полости аппликатора разделены теплоизолирующей перегородкой.

Использование герметичной прокладки дополнительно позволяет уменьшить градиент температур в области раздела полостей аппликатора, возникающий при подведении одновременно охлажденной и нагретой жидкой среды, что, в свою очередь, повышает комфортность и безопасность использования устройства.

Использование теплоизолирующей перегородки дополнительно позволяет исключить теплообмен между полостями аппликатора, что повышает надежность работы устройства.

Согласно одному частному варианту выполнения, холодильная машина включает в себя емкость с теплообменной жидкостью, в которой расположены змеевик, предназначенный для циркуляции хладагента, и змеевик, предназначенный для циркуляции жидкой среды, подводимой к аппликатору.

Согласно предпочтительному варианту выполнения, змеевик, предназначенный для циркуляции жидкой среды, подводимой к аппликатору, представляет собой две сообщающиеся коаксиальные спирали, расположенные одна в другой, что дополнительно позволяет повысить интенсивность теплообмена между теплообменной жидкостью в емкости и жидкой средой, подводимой к аппликатору, циркулирующей в змеевике.

Согласно еще более предпочтительному варианту выполнения, коаксиальные спирали имеют равные шаги навивки и сдвинуты друг относительно друга по оси симметрии на полшага, что дополнительно позволяет еще более повысить интенсивность теплообмена.

Согласно другому частному варианту выполнения, холодильная машина включает в себя емкость с жидкой средой, подводимой к аппликатору, в которой расположен змеевик, предназначенный для циркуляции хладагента.

Согласно еще одному частному варианту выполнения, внешняя поверхность жидкостного теплообменника отделена от окружающей среды шторкой, имеющей возможность полного закрытия при подведении нагретой жидкой среды к аппликатору и полного открытия при отсутствии подведения нагретой жидкой среды к аппликатору.

Это дополнительно позволяет предотвратить как потери тепла, так и перегрев теплообменника и, тем самым, повысить экономичность и надежность работы устройства.

На фиг.1 схематически показано устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека, согласно одному частному варианту выполнения.

На фиг.2 схематически показано устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека, согласно другому частному варианту выполнения.

На фиг.3 показано сечение А-А аппликатора.

На фиг.4 показан аппликатор, выполненный для профилактики алопеции у онкологических больных при проведении химиотерапии.

Устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека содержит аппликатор 1, выполненный в виде герметичной оболочки, разделенной, по меньшей мере, на две полости 2 и 3, выполненные с возможностью циркуляции в них жидкой среды.

В аппликаторе 1 выполнены отверстия 4 для шнуровки, лент и тому подобных средств закрепления аппликатора 1 на теле пациента при проведении медицинской процедуры.

На границе раздела полостей 2 и 3 аппликатора 1 со стороны контакта с телом человека расположена герметичная прокладка 5, выполненная из капиллярно-пористого материала, насыщенного жидкостью. Площадь поверхности прокладки 5 составляет 3-5% от площади поверхности аппликатора 1, контактирующей с телом человека. Полости 2 и 3 аппликатора разделены теплоизолирующей перегородкой 6 по всей ширине Н аппликатора 1.

Устройство снабжено холодильной машиной 7, предназначенной для охлаждения жидкой среды, и жидкостным теплообменником 8, присоединенным к тепловыделяющей поверхности 9 холодильной машины 7.

Холодильная машина включает в себя компрессор 10, конденсатор 11 и емкость 12.

Согласно одному частному варианту выполнения, показанному на фиг.1, емкость 12 заполнена теплообменной жидкостью, например, водным раствором этиленгликоля, в которой расположены змеевик 13, предназначенный для циркуляции хладагента (например, фреона), и змеевик 14, предназначенный для циркуляции жидкой среды, подводимой к аппликатору 1.

Змеевик 14, предназначенный для циркуляции жидкой среды, представляет собой две сообщающиеся коаксиальные спирали 14а и 14b разного диаметра, расположенные одна в другой. Коаксиальные спирали 14а и 14b имеют равные шаги навивки и сдвинуты друг относительно друга по оси симметрии на полшага.

Согласно другому частному варианту выполнения, показанному на фиг.2, емкость 12 заполнена жидкой средой, подводимой к аппликатору 1, в которой расположен змеевик 13, предназначенный для циркуляции хладагента, и патрубки подведения 14а и отведения 14b жидкой среды.

Для подведения охлажденной жидкой среды в полость 2 аппликатора 1 в устройстве использован нагнетающий трубопровод 15, а для отведения жидкой среды из полости 2 аппликатора 1 использован отводящий трубопровод 16.

Трубопроводы 15 и 16 либо соединены со спиралями 14а и 14b змеевика 14, предназначенного для циркуляции жидкой среды, подаваемой в аппликатор 1, как показано на фиг.1, либо соединены с патрубками 14а и 14b емкости 12, как показано на фиг.2.

Для подведения нагретой жидкой среды в полость 3 аппликатора 1 использован нагнетающий трубопровод 19, а для отведения жидкой среды из полости 3 аппликатора 1 использован отводящий трубопровод 20.

На нагнетающем трубопроводе 15 установлен насос 17, снабженный обратным клапаном (не показан), а на нагнетающем трубопроводе 19 установлен насос 18, также снабженный обратным клапаном (не показан).

Нагнетающий трубопровод 15 соединен с нагнетающим трубопроводом 19 через управляемый клапан 21, а отводящий трубопровод 16 соединен с отводящим трубопроводом 20 через управляемый клапан 22.

Внешняя поверхность теплообменника 8 отделена от окружающей среды шторкой 23 с приводом 24, полностью закрывающим шторку 23 при подведении жидкой среды к аппликатору 1 и полностью открывающим шторку 23 при отсутствии подведения жидкой среды к аппликатору 1.

Клапаны 21 и 22, привод 24, насосы 17 и 21 и компрессор 10 электрически соединены с управляющим устройством (не показано).

Вся конструкция холодильной машины 7 заключена в кожух.

Устройство работает следующим образом.

Фреон, сжатый в компрессоре 10 холодильной машины 7, подается в конденсатор 11. Далее через ресивер (не показан) фреон по змеевику 13 подается внутрь емкости 12.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.1, фреон охлаждает находящуюся в емкости 12 теплообменную жидкость, которая в свою очередь охлаждает циркулирующую в змеевике 14 жидкую среду.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.2, фреон охлаждает находящуюся в емкости 12 жидкую среду, которая затем подводится к аппликатору 1.

Теплообменник 8, присоединенный к тепловыделяющей поверхности 9 холодильной машины 7, позволяет нагревать жидкую среду.

Охлажденную жидкую среду подводят в полость 2 аппликатора 1 по нагнетающему трубопроводу 15 под давлением, создаваемым насосом 17, и отводят из полости 2 аппликатора 1 по отводящему трубопроводу 16.

Нагретую жидкую среду подводят в полость 3 аппликатора 1 по нагнетающему трубопроводу 19 под давлением, создаваемым насосом 18, и отводят из полости 3 аппликатора 1 по отводящему трубопроводу 20.

При отсутствии потребности в подведении нагретой или охлажденной жидкой среды к аппликатору 1 выключают насос 18 или 17, соответственно. При выключении насоса 18, по сигналу, поступающему с управляющего устройства, привод 24 полностью открывает шторку 23, при включении насоса 18 привод 24 полностью закрывает шторку 23.

При полностью открытой шторке 23 тепло от теплообменника 8 выделяется в окружающую среду, а при полностью закрытой шторке 23 и работающем насосе 8 тепло от теплообменника 8 служит для нагрева жидкой среды.

Устройство может работать в одном из следующих режимов.

1. В полость 2 аппликатора 1 подводят охлажденную жидкую среду, в полость 3 аппликатора 1 подводят нагретую жидкую среду. Циркуляция жидкой среды в полостях 2 и 3 аппликатора 1 в этом случае происходит при включенных насосах 17 и 18, закрытой шторке 23 и закрытых клапанах 21 и 22.

2. В полость 2 аппликатора 1 подводят охлажденную жидкую среду, в полость 3 аппликатора 1 также подводят охлажденную жидкую среду. Циркуляция жидкой среды в полостях 2 и 3 аппликатора 1 в этом случае происходит при включенном насосе 17, выключенном насосе 18, открытых клапанах 21 и 22 и открытой шторке 23.

3. В полость 2 аппликатора 1 подводят охлажденную жидкую среду, в полость 3 аппликатора 1 также подводят охлажденную жидкую среду. Циркуляция жидкой среды в полостях 2 и 3 аппликатора 1 в этом случае происходит при включенном насосе 18, закрытой шторке 23, выключенном насосе 17 и открытых клапанах 21 и 22.

Режим работы устройства для локального охлаждения и/или согревания тела человека выбирается из числа возможных режимов, заложенных в управляющее устройство, выбор определяется проводимой медицинской процедурой. Режим может меняться при получении сигнала о неисправности оборудования или ухудшении состояния пациента, а также по заданной циклограмме.

При использовании аппликатора, разделенного на три или более полости, подведение и отведение жидкой среды осуществляется параллельно.

Форма выполнения аппликатора может быть различна и выбирается в зависимости от области применения устройства.

Алпликатор, показанный на фиг.4, выполнен для одного из частных случаев применения устройства, а именно, для профилактики алопеции у онкологических больных при проведении химиотерапии.

Аппликатор разделен на две полости и закрепляется на теле пациента таким образом, что полость, в которую подводится охлажденная жидкая среда, располагается на голове пациента, а полость, в которую подводится нагретая жидкая среда, располагается на шее пациента. Это позволяет исключить переохлаждение тех областей тела пациента, которые не должны подвергаться значительному переохлаждению, а также устранить неприятные ощущения, возникающие у пациента при охлаждении скальпа.

1. Устройство для локального охлаждения и/или согревания тела человека, содержащее аппликатор, выполненный в виде герметичной оболочки, разделенной на, по меньшей мере, две полости, выполненные с возможностью циркуляции в них жидкой среды, и средства подведения и отведения охлажденной или нагретой жидкой среды, соединенные с каждой из полостей, отличающееся тем, что оно снабжено холодильной машиной, предназначенной для охлаждения жидкой среды, и жидкостным теплообменником, присоединенным к тепловыделяющей поверхности холодильной машины, предназначенным для нагрева жидкой среды.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на границе раздела полостей аппликатора со стороны контакта с телом человека расположена герметичная прокладка, выполненная из капиллярно-пористого материала, насыщенного жидкостью, площадь поверхности которой составляет 3-5% от площади поверхности аппликатора, контактируемой с телом человека, а полости аппликатора разделены теплоизолирующей перегородкой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что холодильная машина включает в себя емкость с теплообменной жидкостью, в которой расположены змеевик, предназначенный для циркуляции хладагента, и змеевик, предназначенный для циркуляции жидкой среды, подводимой к аппликатору.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что змеевик, предназначенный для циркуляции жидкой среды, подводимой к аппликатору, представляет собой две сообщающиеся коаксиальные спирали, расположенные одна в другой.

5. Устройство по п.4, отличающее тем, что коаксиальные спирали имеют равные шаги навивки и сдвинуты относительно друг друга по оси симметрии на полшага.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что холодильная машина включает в себя емкость с жидкой средой, подводимой к аппликатору, в которой расположен змеевик, предназначенный для циркуляции хладагента.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность жидкостного теплообменника отделена от окружающей среды шторкой, имеющей возможность полного закрытия при подведении нагретой жидкой среды к аппликатору и полного открытия при отсутствии подведения нагретой жидкой среды к аппликатору.