RU225704U1

RU225704U1 - Device for local cryothermal therapy

Info

Publication number: RU225704U1
Application number: RU2023130067U
Authority: RU
Inventors: Матвей Евгеньевич Котляров
Original assignee: Матвей Евгеньевич Котляров
Filing date: 2023-11-19
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована при создании надежных в эксплуатации, портативных, недорогих, физиотерапевтических аппаратов, с помощью которых можно выполнять процедуры криотермальной терапии. Устройство содержит два автономных источника электропитания, элемент Пельтье, два электронных термостата, два выносных датчика температуры, гидроконтур, в котором последовательно соединены с помощью трубопроводов, насос, термоплата, радиатор, оснащенный вентилятором и резервуар, при этом один из автономных источников электропитания подключен к насосу и к вентилятору, причем одна рабочая сторона элемента Пельтье, через термопасту, выполнена с возможностью контакта с воздействующей на участок тела пациента теплопроводной пластиной с установленными на ней выносными датчиками температуры, а другая рабочая сторона элемента Пельтье, через термопасту, выполнена с возможностью контакта с термоплатой гидроконтура. Электропитание элемента Пельтье осуществляется с помощью указанных двух автономных источников электропитания, управление подключением каждого из которых к элементу Пельтье осуществляется своим электронным термостатом, оснащенным собственным выносным датчиком температуры, причем один электронный термостат выполнен с возможностью поддержания предварительно заданной горячей температуры теплопроводной пластины, а другой электронный термостат выполнен с возможностью поддержания предварительно заданной холодной температуры теплопроводной пластины, прикладываемой к месту воздействия на теле пациента. Включение, выключение и изменение полярности электропитания элемента Пельтье осуществляется с помощью ручного переключателя, который выполнен с возможностью попарного соединения и разъединения выводов питания элементов Пельтье. Предлагаемое техническое решение позволит расширить технический диапазон применения устройства локальной криотермальной терапии, в частности выполнять с его помощью процедуры, построенные на чередующихся тепловых воздействиях с использованием медицинских средств поверхностного действия. Устройство является надежным и безопасным в обращении, что позволит применять его в домашних условиях. The utility model relates to the field of medical technology and can be used to create reliable, portable, inexpensive physiotherapeutic devices that can be used to perform cryothermal therapy procedures. The device contains two autonomous power supplies, a Peltier element, two electronic thermostats, two remote temperature sensors, a hydraulic circuit in which they are connected in series via pipelines, a pump, a thermal board, a radiator equipped with a fan and a reservoir, with one of the autonomous power sources connected to the pump and to the fan, wherein one working side of the Peltier element, through thermal paste, is made to contact the heat-conducting plate with remote temperature sensors installed on it, acting on the area of the patient’s body, and the other working side of the Peltier element, through thermal paste, is made to contact the thermal board hydraulic circuit. The Peltier element is powered using the specified two autonomous power sources, the connection of each of which to the Peltier element is controlled by its own electronic thermostat, equipped with its own remote temperature sensor, and one electronic thermostat is configured to maintain a preset hot temperature of the heat-conducting plate, and the other electronic thermostat configured to maintain a preset cold temperature of the heat-conducting plate applied to the impact site on the patient's body. Turning on, off and changing the polarity of the power supply to the Peltier element is carried out using a manual switch, which is designed to connect and disconnect the power pins of the Peltier elements in pairs. The proposed technical solution will expand the technical range of application of the local cryothermal therapy device, in particular, using it to perform procedures based on alternating thermal effects using surface-acting medical agents. The device is reliable and safe to use, which allows it to be used at home.

Description

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована при создании простых и надежных в эксплуатации, портативных, недорогих, физиотерапевтических аппаратов, с помощью которых можно выполнять комплексные процедуры криотермальной терапии, в том числе, в домашних условиях.The utility model relates to the field of medical technology and can be used to create simple and reliable, portable, inexpensive physiotherapeutic devices, with the help of which complex cryothermal therapy procedures can be performed, including at home.

Известно, что различные контрастные ванны, горячие и холодные обливания, обертывания, горчичники и компрессы, грелки со льдом и горячей водой и пр. применяются для лечебных и профилактических целей с древних времен. Многие процедуры, основанные на воздействии теплом или холодом на различные участки человеческого тела, относят к народной медицине. Однако, в существующей медицинской практике создаются и применяются профессиональные устройства и аппараты, с помощью которых обеспечивают заданное комплексное воздействие на человека теплом, холодом, или чередующимися импульсами.It is known that various contrast baths, hot and cold douches, wraps, mustard plasters and compresses, heating pads with ice and hot water, etc. have been used for therapeutic and preventive purposes since ancient times. Many procedures based on the effects of heat or cold on various parts of the human body are classified as traditional medicine. However, in existing medical practice, professional devices and apparatus are created and used, with the help of which they provide a given complex effect on a person with heat, cold, or alternating impulses.

Аппараты и средства, которые используют для проведения криотермальных терапевтических процедур можно условно разделить на две группы: для общего и для локального воздействия на тело и его участки, теплом или холодом. В современной криотерапии локальные воздействия осуществляют с помощью теплоаккумулирующих материалов (грелки, аккумуляторы холода и тепла), а также с применением холодильных установок, например, компрессионных или испарительных расходных. Существуют универсальные технические решения, в которых используются элементы Пельтье [US Patent Application Publication 20080300529 A1, A61N 1/30, 2008] или вихревые трубы [Патент РФ 172562, А61В 18/02, 2016], которые функционально способны выполнять как нагрев, так и охлаждение. При использовании этих устройств в аппаратах криотермальной терапии результирующее воздействие на участок тела в первом случае осуществляется через тепловой контакт, а во втором - воздействием струи нагретого или охлажденного газа. Следует отметить, что организация локального охлаждения в криотермальных установках является более сложной задачей с технической точки зрения, чем нагрев, который можно обеспечить, например, с помощью компактных электронагревателей.Devices and means that are used for cryothermal therapeutic procedures can be divided into two groups: for general and for local effects on the body and its areas, with heat or cold. In modern cryotherapy, local effects are carried out using heat-accumulating materials (heating pads, cold and heat accumulators), as well as using refrigeration units, for example, compression or evaporative consumables. There are universal technical solutions that use Peltier elements [US Patent Application Publication 20080300529 A1, A61N 1/30, 2008] or vortex tubes [RF Patent 172562, A61B 18/02, 2016], which are functionally capable of performing both heating and cooling. When using these devices in cryothermal therapy devices, the resulting effect on a part of the body is in the first case through thermal contact, and in the second - by exposure to a jet of heated or cooled gas. It should be noted that organizing local cooling in cryothermal installations is a more complex task from a technical point of view than heating, which can be provided, for example, using compact electric heaters.

Использование компрессионной холодильной установки, либо жидкого азота для охлаждения небольшого участка тела пациента технически нерационально, поскольку элементы оборудования, соединяющие аппарат с зоной воздействия, имеют нежелательный теплообмен с окружающей средой, сложны в изготовлении и в управлении, а потому - дороги. В то же время, термоэлектрические холодильники или т.н. элементы Пельтье обосновано востребованы для решения подобных задач, потому что они компактны, универсальны и позволяют отводить или подводить тепло именно в том месте, где это необходимо, сразу, после включения электропитания, т.е. не нужно что-то предварительно захолаживать или нагревать, заправлять жидким азотом, длительно выводить на режим, применять баллоны под высоким давлением, и т.п.The use of a compression refrigeration unit or liquid nitrogen to cool a small area of the patient’s body is technically irrational, since the equipment elements connecting the device to the treatment zone have undesirable heat exchange with the environment, are difficult to manufacture and control, and therefore expensive. At the same time, thermoelectric refrigerators or so-called. Peltier elements are justifiably in demand for solving such problems, because they are compact, universal and allow heat to be removed or supplied exactly where it is needed, immediately after turning on the power supply, i.e. there is no need to pre-cool or heat anything, fill with liquid nitrogen, run for a long time, use high-pressure cylinders, etc.

В качестве типичных примеров устройств, в составе которых используют термоэлектрическое охлаждение, можно рассматривать криотермальные аппараты, реализующие технические решения патентов [US Patent Application Publication 20080300529 A1, A61N 1/30, 2008] и [US Patent Application Publication 2008/0046047 A1, A61F 7/00, 2006]. Для воздействия холодом или теплом на участок тела в этих технических решениях используют элементы Пельтье, поддержание уровня рабочей температуры которых осуществляется с помощью окружающего воздуха, с применением радиатора и вентилятора. При этом, радиатор контактирует с одной рабочей стороной элемента Пельтье, а другая (противолежащая) его рабочая сторона, через пластину или теплопроводящую подкладку, имеет эффективный тепловой контакт с местом терапевтического воздействия на теле. Управление режимом работы Пельтье осуществляют по температуре, измеряемой на узлах аппарата, контактирующих с местом терапевтического воздействия. Для эффективного соединения рабочих сторон Пельтье с ответными контактными поверхностями аппарата, в процессе его сборки применяют теплопроводящую пасту.As typical examples of devices that use thermoelectric cooling, we can consider cryothermal devices that implement technical solutions of patents [US Patent Application Publication 20080300529 A1, A61N 1/30, 2008] and [US Patent Application Publication 2008/0046047 A1, A61F 7 /00, 2006]. To apply cold or heat to an area of the body, these technical solutions use Peltier elements, the operating temperature of which is maintained using ambient air, using a radiator and a fan. In this case, the radiator is in contact with one working side of the Peltier element, and the other (opposite) working side, through a plate or heat-conducting lining, has effective thermal contact with the place of therapeutic effect on the body. The Peltier operating mode is controlled by the temperature measured at the device components in contact with the site of therapeutic action. To effectively connect the working sides of the Peltier with the mating contact surfaces of the device, heat-conducting paste is used during its assembly.

Однако термостатирование элемента Пельтье потоком наружного воздуха требует наличия места, в котором необходимо разместить теплообменник и вентилятор. Это часто сложно организовать непосредственно возле участка тела, на которое оказывается температурное терапевтическое воздействие. Таким образом, для компактных устройств, оснащенных элементом Пельтье трудно обеспечить достаточно высокую хладопроизводительность, а для крупногабаритных и массивных устройств - приемлемую технику (удобство) применения. Следовательно, диапазон рабочих режимов и условий использования устройств, в которых термостатирование, прикладываемых к месту воздействия элементов Пельтье, осуществляется с помощью окружающего воздуха, объективно, ограничен.However, thermostatting the Peltier element with a flow of outside air requires space in which to place a heat exchanger and a fan. This is often difficult to organize directly next to the area of the body that is subject to thermal therapeutic effects. Thus, for compact devices equipped with a Peltier element it is difficult to provide sufficiently high cooling capacity, and for large-sized and massive devices - acceptable technology (convenience) of use. Consequently, the range of operating modes and conditions of use of devices in which temperature control applied to the place of influence of Peltier elements is carried out using ambient air is objectively limited.

Частичное устранение указанного выше недостатка достигнуто в результате разработки патента [US Patent №4962761, A61F 7/00, 1989]. В данной криотермальной установке, теплое или холодное воздействие на часть человеческого тела также осуществляется благодаря использованию элементов Пельтье, а стабилизация уровня рабочей температуры Пельтье обеспечивается с помощью воздушного охлаждения, но радиатор и вентилятор располагают удаленно от зоны терапевтического воздействия, чем обеспечивают необходимый теплообмен радиатора с атмосферным воздухом. Теплопередачу между выбранным местом для криотерапии и элементами аппарата, производящими холод или тепло, обеспечивают с помощью циркуляционного жидкостного контура (далее, гидроконтура), оснащенного насосом. Для осуществления тепловых воздействий на тело пациента установка содержит прикладываемый к участку тела плоский пластичный сосуд (наподобие грелки), подсоединенный к гидроконтуру. Таким образом, через сосуд обеспечивается циркуляция жидкости, нагреваемой, либо охлаждаемой с помощью элементов Пельтье. Процесс теплообмена между жидкостью гидроконтура и рабочими контактными поверхностями Пельтье осуществляется с помощью термоплат, подсоединенных к гидроконтуру с помощью трубопроводов. Каждый элемент Пельтье одной поверхностью контактирует с воздушным радиатором, а другой с термоплатой гидроконтура. Насос, вентилятор и элементы Пельтье подключены к имеющемуся в криотермальной установке устройству электропитания. Управление работой установки осуществляется с помощью контроллера (далее электронного термостата), и выносного датчика температуры. Переключение холодного и горячего режима работы элементов Пельтье достигают изменением полярности электропитания.Partial elimination of the above disadvantage was achieved as a result of the development of a patent [US Patent No. 4962761, A61F 7/00, 1989]. In this cryothermal installation, a warm or cold effect on a part of the human body is also carried out through the use of Peltier elements, and stabilization of the Peltier operating temperature level is ensured using air cooling, but the radiator and fan are located remotely from the therapeutic effect zone, which ensures the necessary heat exchange between the radiator and the atmosphere air. Heat transfer between the selected place for cryotherapy and the elements of the device that produce cold or heat is ensured using a circulating liquid circuit (hereinafter referred to as a hydraulic circuit) equipped with a pump. To carry out thermal effects on the patient's body, the installation contains a flat plastic vessel (like a heating pad) applied to an area of the body, connected to a hydraulic circuit. Thus, the circulation of liquid, heated or cooled using Peltier elements, is ensured through the vessel. The heat exchange process between the hydraulic circuit fluid and the Peltier working contact surfaces is carried out using thermal plates connected to the hydraulic circuit via pipelines. Each Peltier element has one surface in contact with the air radiator, and the other with the thermal board of the hydraulic circuit. The pump, fan and Peltier elements are connected to the power supply device available in the cryothermal installation. The operation of the installation is controlled using a controller (hereinafter referred to as an electronic thermostat) and a remote temperature sensor. Switching between cold and hot operating modes of Peltier elements is achieved by changing the polarity of the power supply.

В данном решении, вместе с достигнутым преимуществом, заключающемся в оснащении установки эффективным радиатором нужного размера, теряется возможность применить элемент Пельтье непосредственно в месте криотермального воздействия на тело пациента. При этом известно, что применение элемента Пельтье, «по месту», позволяет более быстро выходить на заданный температурный режим и допускать меньше энергетических потерь (прежде всего, потерь хладопроизводительности) при теплообмене частей аппарата с окружающей средой.In this solution, along with the achieved advantage of equipping the installation with an effective radiator of the required size, the opportunity to use the Peltier element directly at the site of cryothermal treatment on the patient’s body is lost. At the same time, it is known that the use of a Peltier element “in place” allows you to more quickly reach a given temperature regime and allow less energy losses (primarily losses of cooling capacity) during heat exchange of parts of the apparatus with the environment.

Предлагаемая полезная модель разработана для выполнения процедур локальной криотермальной терапии на заданном участке тела пациента. В ней устранен последний и ряд других названных выше недостаков. Техническим результатом, обеспечиваемым с помощью данной модели, является расширение технического диапазона применения устройства локальной криотермальной терапии.The proposed utility model is designed to perform local cryothermal therapy procedures on a given area of the patient’s body. It eliminates the last and a number of other shortcomings mentioned above. The technical result provided by this model is the expansion of the technical range of application of the local cryothermal therapy device.

Результат достигается за счет того, что устройство для локальной криотермальной терапии, содержит два автономных источника электропитания, элемент Пельтье, два электронных термостата, два выносных датчика температуры, гидроконтур, в котором последовательно соединены с помощью трубопроводов, насос, термоплата, радиатор, оснащенный вентилятором и резервуар, при этом, один из автономных источников электропитания подключен к насосу и к вентилятору, причем одна рабочая сторона элемента Пельтье, через термопасту, выполнена с возможностью контакта с воздействующей на участок тела пациента теплопроводной пластиной с установленными на ней выносными датчиками температуры, а другая рабочая сторона элемента Пельтье, через термопасту, выполнена с возможностью контакта с термоплатой гидроконтура, причем электропитание элемента Пельтье осуществляется с помощью двух автономных источников электропитания, управление подключением каждого из которых к элементу Пельтье осуществляется своим электронным термостатом, оснащенным собственным выносным датчиком температуры, причем один электронный термостат выполнен с возможностью поддержания предварительно заданной горячей температуры теплопроводной пластины, а другой электронный термостат выполнен с возможностью поддержания предварительно заданной холодной температуры теплопроводной пластины, прикладываемой к месту воздействия на теле пациента, а включение, выключение и изменение полярности электропитания элемента Пельтье осуществляется с помощью ручного переключателя, который выполнен с возможностью попарного соединения и разъединения выводов питания элементов Пельтье с одним автономным источником электропитания через электронный термостат для поддержания предварительно заданной горячей температуры теплопроводной пластины и соединения и разъединения выводов питания элемента Пельтье с другим автономным источником электропитания через электронный термостат для поддержания предварительно заданной холодной температуры теплопроводной пластины.The result is achieved due to the fact that the device for local cryothermal therapy contains two autonomous power supplies, a Peltier element, two electronic thermostats, two remote temperature sensors, a hydraulic circuit in which a pump, a thermal board, a radiator equipped with a fan are connected in series using pipelines. the reservoir, in this case, one of the autonomous power sources is connected to the pump and to the fan, and one working side of the Peltier element, through thermal paste, is made to contact the heat-conducting plate with remote temperature sensors installed on it affecting the area of the patient’s body, and the other working The side of the Peltier element, through thermal paste, is made to contact the thermal board of the hydraulic circuit, and the power supply of the Peltier element is carried out using two autonomous power supplies, the connection of each of which to the Peltier element is controlled by its own electronic thermostat, equipped with its own remote temperature sensor, with one electronic thermostat is configured to maintain a preset hot temperature of the heat-conducting plate, and the other electronic thermostat is configured to maintain a preset cold temperature of the heat-conducting plate applied to the impact site on the patient's body, and turning on, off and changing the polarity of the power supply to the Peltier element is carried out using a manual switch, which is configured to pairwise connect and disconnect the power pins of the Peltier elements with one autonomous power supply through an electronic thermostat to maintain a preset hot temperature of the heat-conducting plate and connect and disconnect the power pins of the Peltier element with another autonomous power source through an electronic thermostat to maintain a preset cold temperature heat-conducting plate.

Использование двух автономных источников и двух автономных устройств управления ими (электронных термостатов) позволяет переключать режим нагрева и охлаждения пластины, с помощью обычного двухполюсного ручного переключателя с быстрым достижением результата. Элемент Пельтье пассивен, если переключатель находится в нейтральном положении, режим охлаждения включается, когда подсоединен источник питания в прямой полярности, режим нагрева включается, когда подсоединен второй источник питания, в обратной полярности. При этом температура уставки для режима нагрева и для режима охлаждения настраивается заранее, с помощью своего отдельного электронного термостата, перед началом выполнения процедур. Это позволяет быстро переключать и достигать рабочие холодный и горячий режим воздействия (в процессе работы), что очень важно, если для выполнения терапевтических процедур применяются чередующиеся теплые и холодные импульсы.The use of two autonomous sources and two autonomous control devices (electronic thermostats) allows you to switch the heating and cooling mode of the plate using a conventional two-pole manual switch with quick results. The Peltier element is passive, if the switch is in the neutral position, the cooling mode is turned on when the power supply is connected in direct polarity, the heating mode is turned on when the second power source is connected in reverse polarity. In this case, the setpoint temperature for the heating mode and for the cooling mode is adjusted in advance, using its own separate electronic thermostat, before starting the procedures. This allows you to quickly switch and achieve working cold and hot modes of influence (during work), which is very important if alternating warm and cold impulses are used to perform therapeutic procedures.

В составе гидроконтура наиболее предпочтительно использовать резервуар открытого типа, что позволит просто, без специальных приспособлений, заправить гидроконтур жидкостью (теплоносителем). Данное решение также обеспечивает минимальное рабочее давление в гидроконтуре, что повышает надежность и безопасность устройства.It is most preferable to use an open type reservoir as part of the hydraulic circuit, which will allow you to simply fill the hydraulic circuit with liquid (coolant) without special equipment. This solution also ensures minimum operating pressure in the hydraulic circuit, which increases the reliability and safety of the device.

Для удобства прикладывания и удержания в заданном месте на теле пациента теплопроводной пластины, с помощью которой осуществляется температурное воздействие, в составе заявляемого устройства локально сформирован так называемый аппликатор, который представляет собой сборку из последовательно соединенных между собой теплопроводной пластины, элемента Пельтье и термоплаты. При необходимости аппликатор может быть оснащен рукоятью. Для достижения необходимого эффективного теплового контакта рабочих граней Пельтье с ответными поверхностями теплопроводной пластины и термоплаты в соответствующих контактных зазорах должна быть нанесена термопаста.For the convenience of applying and holding a heat-conducting plate in a given place on the patient’s body, with the help of which the temperature effect is carried out, a so-called applicator is locally formed in the composition of the inventive device, which is an assembly of a heat-conducting plate, a Peltier element and a thermal board connected in series. If necessary, the applicator can be equipped with a handle. To achieve the required effective thermal contact of the Peltier working faces with the mating surfaces of the heat-conducting plate and thermal board, thermal paste must be applied in the corresponding contact gaps.

Эффективность работы Пельтье может существенно снизиться из-за воздействия его горячего спая на холодный через элементы, обеспечивающие механическое соединение термоплаты с теплопроводной пластиной, поэтому крепежный элемент (кронштейн), соединяющий названные сборочные единицы, может быть выполнен из нетеплопроводного материала, например, из стеклотекстолита. Эффективное прижатие температурных датчиков к теплопроводной пластине, необходимое для качественного (автоматического) поддержания заданной температуры, можно обеспечить с помощью упругой вставки из резины, размещенной в зазоре между термоплатой и пластиной, и прижимающей датчики к пластине. При необходимости, для улучшения качества теплового контакта датчиков температуры с теплопроводной пластиной также может применяться термопаста.The efficiency of Peltier operation can be significantly reduced due to the effect of its hot junction on the cold junction through elements that provide mechanical connection of the thermal board to the heat-conducting plate, therefore the fastening element (bracket) connecting the above assembly units can be made of non-thermal conductive material, for example, fiberglass. Effective pressing of temperature sensors to the heat-conducting plate, necessary for high-quality (automatic) maintenance of the set temperature, can be achieved using an elastic rubber insert placed in the gap between the thermal board and the plate, and pressing the sensors to the plate. If necessary, thermal paste can also be used to improve the quality of thermal contact between temperature sensors and the heat-conducting plate.

Контроль времени включения, выключения и переключения режимов работы элемента Пельтье, может выполняться с помощью автономного таймера или песочных часов. Это упростит работу с криотермальным устройством (и удешевит его), поскольку позволит не применять в его составе дополнительный микроконтроллер.Control of the time of switching on, switching off and switching operating modes of the Peltier element can be done using a stand-alone timer or an hourglass. This will simplify the work with the cryothermal device (and reduce its cost), since it will eliminate the need to use an additional microcontroller.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1 - Функциональная схема устройства для локальной криотермальной терапии;Fig. 1 - Functional diagram of a device for local cryothermal therapy;

Фиг. 2 - Эскиз выносного фрагмента устройства, прикладываемого к месту воздействия;Fig. 2 - Sketch of a remote fragment of the device applied to the site of influence;

Фиг. 3 - Эскиз приспособления для выполнения комплексных терапевтических процедур;Fig. 3 - Sketch of a device for performing complex therapeutic procedures;

Фиг. 4 - Внешний вид рабочего макета устройства для локальной криотермальной терапии.Fig. 4 - External view of a working prototype of a device for local cryothermal therapy.

В соответствии с Фиг. 1, предлагаемое устройство для локальной криотермальной терапии содержит элемент Пельтье 1, два независимых источника питания 2 и 3, два независимых электронных термостата 4 и 5, оснащенных собственными выносными датчиками температуры 6 и 7, ручной переключатель 8 полярности питания элемента Пельтье 1. Для стабилизации рабочей температуры Пельтье 1 устройство содержит гидроконтур, образованный в результате последовательного соединения с помощью трубопроводов 9: термоплаты 10, радиатора 11, резервуара 12 и насоса 13. Радиатор оснащен вентилятором 14. Электропитание насоса и вентилятора осуществляется от одного из источников питания 3. Пельтье 1 одной рабочей стороной, через теплопроводящую пасту, контактирует с термоплатой 10, а другой через пасту с теплопроводной пластиной 15, с помощью которой можно непосредственно оказывать температурное воздействие на участок тела 16 пациента. Гидроконтур заправляется жидкостью (водой) через резервуар 12 открытого типа.According to FIG. 1, the proposed device for local cryothermal therapy contains a Peltier element 1, two independent power sources 2 and 3, two independent electronic thermostats 4 and 5, equipped with their own remote temperature sensors 6 and 7, a manual switch 8 of the power polarity of the Peltier element 1. To stabilize the operating temperature Peltier 1 device contains a hydraulic circuit formed as a result of a serial connection using pipelines 9: thermal board 10, radiator 11, reservoir 12 and pump 13. The radiator is equipped with a fan 14. The pump and fan are powered from one of the power sources 3. Peltier 1 of one working one side, through the heat-conducting paste, contacts the thermal plate 10, and the other, through the paste, contacts the heat-conducting plate 15, with the help of which one can directly exert a temperature effect on the patient’s body area 16. The hydraulic circuit is filled with liquid (water) through an open tank 12.

Фиг. 2 дополнительно показывает, что теплопроводная пластина 15 элемент Пельтье 1 и термоплата 10 механически, с обеспечением тепловых контактов, соединены с помощью кронштейна 17, оснащенного рукоятью 18. Кронштейн 17 выполнен из нетеплопроводного материала. Рассматриваемая механическая сборка, образованная соединением теплопроводной пластины 15, элемента Пельтье 1 и термоплаты 10, которая функционально используется в качестве аппликатора 20, может применяться для проведения процедуры с удалением 1-3 метра от остальных частей устройства благодаря наличию электрических и измерительных кабелей, а также гибких трубопроводов 9 соответствующей длины. Для фиксации выносных датчиков температуры 6 и 7 используется упругая вставка из резины 19, вставленная в зазор между пластиной 15 и термоплатой 10 и прижимающая датчики к пластине.Fig. 2 additionally shows that the thermal conductive plate 15 of the Peltier element 1 and the thermal board 10 are mechanically connected, providing thermal contacts, using a bracket 17 equipped with a handle 18. The bracket 17 is made of a non-thermal conductive material. The considered mechanical assembly, formed by connecting the thermal conductive plate 15, the Peltier element 1 and the thermal board 10, which is functionally used as an applicator 20, can be used to carry out the procedure at a distance of 1-3 meters from the rest of the device due to the presence of electrical and measuring cables, as well as flexible pipelines 9 of appropriate length. To fix remote temperature sensors 6 and 7, an elastic rubber insert 19 is used, inserted into the gap between plate 15 and thermal board 10 and pressing the sensors to the plate.

Фиг. 3 демонстрирует приспособление, которое может быть использовано (при необходимости и для удобства) при выполнении комплексных криотермальных процедур. Между теплопроводной пластиной 15 предлагаемого криотермального устройства и местом воздействия на теле пациента может быть дополнительно установлено данное приспособление (выполненное в виде пластины из теплопроводного материала) имеющее систему каналов для распределения в зоне поверхности воздействия 16 кислорода или лекарственного препарата, которые подаются извне через специально организованный общий входной канал, см. Фиг. 3. В случае необходимости, определяемой лечебным курсом, с помощью такого приспособления можно осуществлять комплексное воздействие на выбранную часть тела 16, одновременно, «температурой» и кислородом, либо лекарственным препаратом.Fig. 3 shows a device that can be used (if necessary and for convenience) when performing complex cryothermal procedures. Between the heat-conducting plate 15 of the proposed cryothermal device and the place of influence on the patient’s body, this device (made in the form of a plate of heat-conducting material) can be additionally installed, having a system of channels for distributing oxygen or a drug in the area of the impact surface 16, which are supplied from the outside through a specially organized common input channel, see Fig. 3. If necessary, determined by the course of treatment, with the help of such a device it is possible to carry out a complex effect on the selected part of the body 16, simultaneously with “temperature” and oxygen, or a drug.

На Фиг. 4 представлен внешний вид рабочего макета криотермального устройства, изготовленного по описанию настоящей полезной модели с целью подтверждения работоспособности заявляемого устройства, а также для проверки достижимости заданных холодной и горячей температур на участке воздействия на теле пациента. Действующий демонстрационный макет построен путем соединения сборочных единиц (в том числе с использованием гидравлических и электрических соединений) в соответствии с функциональной схемой устройства Фиг. 1.In FIG. Figure 4 shows the appearance of a working mock-up of a cryothermal device, manufactured according to the description of this utility model in order to confirm the performance of the proposed device, as well as to check the achievability of the specified cold and hot temperatures at the exposure site on the patient’s body. The current demonstration model is built by connecting assembly units (including using hydraulic and electrical connections) in accordance with the functional diagram of the device Fig. 1.

Устройство работает следующим образом. При включении электропитания активируется работа насоса 13 и вентилятора 14. После запуска гидроконтура можно включать элемент Пельтье 1. С помощью переключателя полярности 8 элемента Пельтье включаем устройство в режим «холод». Держа аппликатор 20 за рукоять 18, прикладываем пластину 15 к месту воздействия 16. Заданный режим достигается, примерно, через 1 минуту. Электронный термостат, обеспечивающий режим «холод» должен быть заранее настроен на поддержание низкого температурного потенциала, например +9°С. Время удержания аппликатора 20 на месте температурного воздействия контролируем с помощью песочных или обычных часов с секундной стрелкой. Аналогично выполняем положительное тепловое воздействие, установив переключатель 8 в положение «тепло», т.е. режим, для которого второй электронный термостат настроен, например, на +40°С. Если программой терапевтических процедур предусмотрено циклическое воздействие «тепло »-«холод», тогда вручную, с помощью переключателя полярности 8, не убирая аппликатор с места воздействия, обеспечиваем заданное количество переключений и времени выдерживания режимов работы устройства.The device works as follows. When the power supply is turned on, the operation of pump 13 and fan 14 is activated. After starting the hydraulic circuit, you can turn on the Peltier element 1. Using the polarity switch 8 of the Peltier element, we turn the device into the “cold” mode. Holding the applicator 20 by the handle 18, we apply the plate 15 to the site of influence 16. The specified mode is achieved in approximately 1 minute. An electronic thermostat that provides the “cold” mode must be pre-set to maintain a low temperature potential, for example +9°C. The holding time of the applicator 20 at the site of temperature exposure is controlled using an hourglass or a regular clock with a second hand. Similarly, we perform a positive thermal effect by setting switch 8 to the “warm” position, i.e. mode for which the second electronic thermostat is set, for example, to +40°C. If the program of therapeutic procedures provides for a cyclic effect of “heat” - “cold”, then manually, using the polarity switch 8, without removing the applicator from the place of influence, we provide the specified number of switchings and time for maintaining the operating modes of the device.

В случае, если возникает необходимость проведения комплексных терапевтических процедур, а именно использовать вместе с температурными импульсами лечебные мази, компрессы и т.п. то, для удобства, можно применить приспособление, на которое удобнее наносить или с помощью которого удобно подводить воздействующий компонент (вещество).If there is a need to carry out complex therapeutic procedures, namely, use medicinal ointments, compresses, etc. together with temperature pulses. then, for convenience, you can use a device that is more convenient to apply or with the help of which it is convenient to supply the influencing component (substance).

Например, можно разместить между пластиной 15 аппликатора и местом воздействия 16 приспособление по Фиг. 3, обратив выполненные в нем каналы к участку 16. К предусмотренному входному каналу на приспособлении подключим шланг от кислородного концентратора. Установим заданную температуру на пластине 15 и подведем поток воздуха, обогащенного кислородом (с помощью приспособления с необходимым расходом) к месту терапевтического воздействия. Далее, выполним процедуру в течении регламентированного времени.For example, the device shown in FIG. can be placed between the applicator plate 15 and the impact point 16. 3, turning the channels made in it to section 16. We connect the hose from the oxygen concentrator to the provided inlet channel on the device. Let's set the set temperature on plate 15 and supply a flow of air enriched with oxygen (using a device with the required flow rate) to the place of therapeutic action. Next, we will perform the procedure within the regulated time.

Предлагаемое техническое решение позволит выполнять процедуры криотермальной терапии, построенные на горячем, холодном и чередующихся тепловых воздействиях в комплексе с применением медицинских средств поверхностного воздействия, включая газообразные и аэрозольные компоненты. Криотермальная установка имеет простую конструкцию, является надежной и безопасной в обращении, при необходимости, ее можно применять в домашних условиях.The proposed technical solution will make it possible to perform cryothermal therapy procedures based on hot, cold and alternating thermal effects in combination with the use of surface-acting medical agents, including gaseous and aerosol components. The cryothermal unit has a simple design, is reliable and safe to use, and, if necessary, can be used at home.

Claims

A device for local cryothermal therapy containing two autonomous power supplies, a Peltier element, two electronic thermostats, two remote temperature sensors, a hydraulic circuit in which they are connected in series using pipelines, a pump, a thermal board, a radiator equipped with a fan and a reservoir, with one of the autonomous power supply is connected to the pump and to the fan, and one working side of the Peltier element, through thermal paste, is made with the possibility of contact with a heat-conducting plate with external temperature sensors installed on it acting on the part of the patient’s body, and the other working side of the Peltier element, through thermal paste, is made with the possibility of contact with the thermal board of the hydraulic circuit, and the power supply of the Peltier element is carried out using two autonomous power supplies, the connection of each of which to the Peltier element is controlled by its own electronic thermostat, equipped with its own remote temperature sensor, and one electronic thermostat is configured to maintain a preset hot temperature heat-conducting plate, and the other electronic thermostat is configured to maintain a preset cold temperature of the heat-conducting plate applied to the impact site on the patient’s body, and turning on, off and changing the polarity of the power supply to the Peltier element is carried out using a manual switch, which is designed to be connected and disconnected in pairs power terminals of the Peltier elements with one autonomous power supply through an electronic thermostat to maintain a preset hot temperature of the heat-conducting plate and connecting and disconnecting the power terminals of the Peltier element with another autonomous power supply through an electronic thermostat to maintain a preset cold temperature of the heat-conducting plate.