Термоелектричний медичний пристрій

Реферат: UA 73037 U UA 73037 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до термоелектричних пристроїв і знайде застосування в медичній практиці. Термоелектричний медичний пристрій призначений для моніторингу за станом здоров'я людського організму. Відомі наручні годинники, електричне живлення яких здійснюється за допомогою вмонтованих термоелектричних модулів Пельтьє [1-4]. Такі годинники складаються з корпусу, який містить верхню і нижню частини, виготовлені з теплопровідного матеріалу, з'єднані між собою тепло- і електроізоляційною прокладкою, електронний годинниковий механізм, електронний дисплей, термоелектричний модуль Пельтьє як джерело живлення та електроакумулюючий пристрій. З відомих аналогів найбільш близьким по технічній суті є наручний годинник з термоелектричним живленням [4]. В корпусі годинника вмонтований термоелектричний модуль Пельтьє, одна сторона якого через теплопровідний корпус контактує з тілом людини, а інша - з оточуючим середовищем, внаслідок чого виникає різниця температур між гранями термоелектричного модуля і відбувається генерація електричної напруги, що забезпечує електричне живлення такого годинника. Недоліком такого пристрою є відсутність системи моніторингу за станом здоров'я людини. Задачею корисної моделі є створення термоелектричного медичного пристрою, який крім функції звичайного наручного годинника дає можливість одночасно вимірювати тепловий потік і температуру з відповідної ділянки людського організму, пульс людини, а також зберігати результати вимірювань, відображати їх на дисплеї та передавати у разі необхідності на віддалений персональний комп'ютер, що в цілому дає комплексну характеристику стану здоров'я людського організму. Поставлена задача вирішується тим, що термоелектричний медичний пристрій у вигляді наручного годинника, який складається з корпусу, що містить верхню і нижню частини, виготовлені з теплопровідного матеріалу, з'єднані між собою тепло- і електроізоляційною прокладкою, електронний годинниковий механізм, електронний дисплей, джерело живлення, електроакумулюючий пристрій та механізми включення режиму роботи, містить також багатоелементний високочутливий термоелектричний сенсор теплового потоку і температури, який може виконувати функцію додаткового джерела живлення, пристрій для вимірювання пульсу людини, власний запам'ятовуючий пристрій для зберігання та відображення результатів вимірювань, покази яких відображаються на дисплеї з індикацією часу їх проведення; радіопередавач для передачі інформації про стан людини на віддалений персональний комп'ютер, до якого приєднано радіоприймач сигналу; пристрій індикації місцезнаходження людини. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для термоелектричного медичного пристрою, яке полягає в тому, що в конструкції пристрою з метою моніторингу за станом здоров'я людського організму розміщено багатоелементний високочутливий термоелектричний сенсор теплового потоку і температури, який може виконувати функцію додаткового джерела живлення, пристрій для вимірювання пульсу людини, власний запам'ятовуючий пристрій для зберігання та відображення результатів вимірювань, показання яких відображаються на дисплеї з індикацією часу їх проведення; радіопередавач для передачі інформації про стан людини на віддалений персональний комп'ютер, до якого приєднано радіоприймач сигналу; пристрій індикації місцезнаходження людини. Тому ознаки, які не зустрічаються ні в одному з аналогів - багатоелементний високочутливий термоелектричний сенсор теплового потоку і температури, який може виконувати функцію додаткового джерела живлення, пристрій для вимірювання пульсу людини, власний запам'ятовуючий пристрій для зберігання та відображення результатів вимірювань, показання яких відображаються на дисплеї з індикацією часу їх проведення; радіопередавач для передачі інформації про стан людини на віддалений персональний комп'ютер, до якого приєднано радіоприймач сигналу; пристрій індикації місцезнаходження людини Промислове використання запропонованого термоелектричного медичного пристрою не вимагає застосувань спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. На кресленні представлено схематичну конструкцію термоелектричного медичного пристрою у вигляді наручного годинника. Пристрій складається з корпусу у вигляді годинника 1, багатоелементного високочутливого термоелектричного сенсора теплового потоку і температури 2, акумуляторної батареї 3, мікросхеми з мікроконтролером 4, запам'ятовуючого пристрою 5, дисплею 6, передавача сигналу 7 термоелектричного сенсора теплового потоку на персональний комп'ютер, пристрою для вимірювання пульсу 8 та пристрою індикації місцезнаходження людини 9. У свою чергу, термоелектричний сенсор теплового потоку і 1 UA 73037 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 температури 2 складається з діелектричного корпусу, з'єднаних в послідовне електричне коло термопарних елементів, проміжки між якими заповнені електроізоляційним епоксидним компаундом. Термоелектричний сенсор виготовлений на базі сучасних високоефективних термоелектричних матеріалів на основі Ві2Те3. Технологія виготовлення таких сенсорів 2 забезпечує щільність упаковки на рівні 2500 гілок термоелектричного матеріалу на 1 см площі сенсора. Гілки термоелектричного матеріалу n- та p- типів провідності для підвищення розвиваючого сигналу електрично з'єднані послідовно. У порівнянні з відомими аналогами 2 термоелектричний сенсор теплового потоку має в середньому в 10 разів більшу чутливість. Запропонований термоелектричний медичний пристрій працює наступним чином. При розміщенні такого медичного пристрою на відповідній ділянці людського організму виникає різниця температур між відповідними гранями термоелектричного сенсора теплового потоку і температури, внаслідок чого генерується термоелектрорушійна сила (термоЕРС), яка в свою чергу може використовуватись для підзарядки акумуляторної батареї годинника. Величина термоЕРС відповідає значенню теплового потоку, що проходить через термоелектричний сенсор. Принцип роботи такого пристрою полягає у перетворенні теплового потоку в еквівалентний за величиною електричний сигнал, який виводиться на дисплей в одиницях 2 густини теплового потоку (Вт/см ). Попереднє градуювання високочутливого термоелектричного сенсора дозволяє одночасно визначати температуру відповідної ділянки людського організму, значення якої також відображається на дисплеї пристрою в градусах Цельсія (°С). Ще однією особливістю конструкції такого медичного пристрою є наявність пристрою для вимірювання пульсу людини, який містить два електроди, за допомогою яких відбувається вимірювання різниці потенціалів на шкірі людини в момент скорочення серцевого м'яза. Загальний же принцип дії такого пристрою полягає в передачі електронних сигналів роботи серця, які виникають завдяки його скороченню або ударам, від датчика до приймаючого пристрою, який їх обробляє. В результаті на дисплеї користувач побачить те значення частоти серцевих скорочень (пульсу), яке у нього є в даний момент. Крім цього, всі результати вимірювань зберігаються у запам'ятовуючому пристрої з фіксацією часу їх проведення, їх можна переглянути в будь-який момент часу та при необхідності відправити на віддалений персональний комп'ютер. У результаті пристрій для вимірювання пульсу показує, як впливає підвищення фізичної активності людини, її розумової діяльності, нестабільність погодних умов та інших факторів на серце людини та загальний стан людського організму. Вказаний термоелектричний медичний пристрій містить також пристрій індикації місцезнаходження людини, який допомагає досить швидко і точно встановити місцезнаходження пацієнта у разі екстреного випадку при раптовому погіршенні самопочуття людини. Попередні випробування заявленого термоелектричного медичного пристрою показали, що він перспективний для діагностики здорових та ушкоджених органів і ділянок тканини тіла людини, контролю за процесом лікування, аналізу стану організму в екстремальних умовах та визначення допустимих фізичних навантажень. Термоелектричний медичний пристрій дає можливість проводити цілодобовий моніторинг за станом здоров'я людського організму. Джерела інформації: 1. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник. - К.: Наукова думка, 1979.-768 с. 2. Patent US 4106279. Wrist watch incorporating a thermoelectric generator // J.C. Martin, C.Piguet.-1978. 3. Patent US 6304520. Wrist watch having thermoelectric generator // S. Watanabe.-2001. 4. Patent US 6291760. Thermoelectronic generating electronic device // G. Mitamura.-2001. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Термоелектричний медичний пристрій виконаний у вигляді наручного годинника, що складається з корпусу, який містить верхню і нижню частини, виготовлені з теплопровідного матеріалу, з'єднані між собою тепло- і електроізоляційною прокладкою, електронний годинниковий механізм, електронний дисплей, джерело живлення, електроакумулюючий пристрій та механізми включення режиму роботи, який відрізняється тим, що містить багатоелементний високочутливий термоелектричний сенсор теплового потоку і температури, який може виконувати функцію додаткового джерела живлення, пристрій для вимірювання пульсу людини, власний запам'ятовуючий пристрій для зберігання та відображення результатів вимірювань, показання яких відображаються на дисплеї з індикацією часу їх проведення. 2 UA 73037 U 5 2. Термоелектричний медичний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить радіопередавач для передачі інформації про стан людини на віддалений персональний комп'ютер, до якого приєднано радіоприймач сигналу. 3. Термоелектричний медичний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить пристрій індикації місцезнаходження людини. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3