Термоелектричний прилад для лікування захворювань шкіри

Реферат: Термоелектричний прилад для лікування захворювань шкіри складається з блока живлення, блока охолодження з камерою на основі термоелектричних модулів Пельтьє та комплекту робочих інструментів. Камера для охолодження робочих інструментів з термоелектричними модулями Пельтьє розміщена між повітряними теплорозсіюючими радіаторами. UA 104682 U (12) UA 104682 U UA 104682 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до медичної техніки, яка використовує термоелектричні ефекти, і може бути використана в різних галузях медицини, зокрема в кріотерапії, дерматології, естетичній медицині та косметології для лікування різноманітних захворювань шкіри. Відомі термоелектричні прилади медичного призначення, засновані на використанні термоелектричного ефекту Пельтьє [1, 2]. Вони дозволяють концентрувати температурний вплив на невеликих ділянках шкіри людини, що дає можливість застосувати їх для лікування різноманітних захворювань шкіри (кропивниця, осередкова алопеція, рожеві та вульгарні вугрі, хронічна екзема, червоний плоский лишай, кільцеподібна гранульома тощо), виморожування бородавок, лікування гнійно-запальних процесів, проведення кріомасажу та омолодження шкіри обличчя. До таких термоелектричних приладів для лікування захворювань шкіри можна віднести: термод [2] (прилад виконаний у формі ручки та дає можливість точно дозувати температурний вплив і за необхідності упродовж короткого проміжку часу перейти від режиму охолодження до нагріву, температура робочої частини термода може змінюватися в діапазоні від -35 до +50 °C); холодний скальпель [3] (прилад виконано у формі ручки, призначений для виморожування бородавок та дефектів шкіри, температура охолодження наконечника становить -25 °C); пристрій для лікування хворої тканини та раку шкіри [4] (прилад дає можливість охолодити ділянку шкіри до необхідних температур, наприклад, від +13 до +18 °C або температур нижче 0 °C для лікування раку шкіри, в роботі приладу використовується циркуляція холодоагенту по замкненому контуру); кріозонд [5] (прилад призначений для 2 термічного лікування шкіри та підшкірної тканини, робоча поверхня приладу складає 9 см , вага зонда - 300 г, діапазон робочих температур від -10 до +45 °C). З відомих аналогів найбільш близьким по технічній суті є термоелектричний прилад для лікування захворювань шкіри [6]. Прилад складається з блока живлення, блока охолодження та комплекту робочих інструментів зі змінними наконечниками різної конфігурації. Охолодження робочих інструментів відбувається у блоці охолодження на основі термоелектричних модулів Пельтьє, тепло від гарячих спаїв яких відводиться за допомогою охолоджуючої рідини, яка протікає через рідинні теплообмінники. Особливістю конструкції приладу є те, що робочі інструменти гальванічно від'єднані від блоків живлення та охолодження. Прилад дає можливість підтримувати температуру робочих інструментів в діапазоні від -50 до 0 °C. Однак основними недоліками такого приладу є прив'язаність приладу до центрального водопостачання, що обмежує можливості його використання, та відсутність контролю температури поверхні робочих інструментів під час проведення терапевтичних процедур. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції приладу для лікування захворювань шкіри з метою його роботи в нестаціонарних умовах лікування при одночасній можливості візуального контролю температури робочих інструментів. Поставлена задача вирішується тим, що у термоелектричному приладі для лікування захворювань шкіри камера для охолодження робочих інструментів з термоелектричними модулями Пельтьє розміщена між повітряними теплорозсіюючими радіаторами; кожен робочий інструмент містить електронний термометр з цифровим дисплеєм контролю температури діючої зони робочого інструменту; кожен робочий інструмент містить акумулятор холоду у вигляді ємності з рідиною, температура замерзання якої знаходиться в діапазоні робочих температур приладу, що завдяки фазового переходу рідини збільшує час температурного впливу робочого інструменту. У корисній моделі запропоновано принципово нове рішення для термоелектричного приладу для лікування захворювань шкіри, яке полягає в тому, що в такому приладі камера для охолодження робочих інструментів з термоелектричними модулями Пельтьє розміщена між повітряними теплорозсіюючими радіаторами; кожен робочий інструмент містить електронний термометр з цифровим дисплеєм контролю температури діючої зони робочого інструменту; кожен робочий інструмент містить акумулятор холоду у вигляді ємності з рідиною, температура замерзання якої знаходиться в діапазоні робочих температур приладу, що завдяки фазовому переходу рідини збільшує час температурного впливу робочого інструменту. Промислове використання запропонованого термоелектричного приладу для лікування захворювань шкіри не вимагає застосування спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. На фіг. 1 представлено схематичну конструкцію термоелектричного блока охолодження приладу. Такий блок охолодження містить камеру охолодження 6, в центральній частині якої виконано кілька отворів 7 (в даному випадку чотири), куди поміщаються робочі інструменти. До протилежних бічних граней камери охолодження 6 приєднано два термоелектричних модулі Пельтьє 8, які своїми робочими гранями знаходяться в тепловому контакті з основами 4 двох 1 UA 104682 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повітряних теплорозсіюючих радіаторів 3, що скріплені між собою за допомогою шпильок 5. На зовнішній стороні повітряних теплорозсіюючих радіаторів 3 розташовані вентилятори 2, які обдувають ребра цих радіаторів. Вся система вентиляторів 2, повітряних теплорозсіюючих радіаторів 3 з термоелектричними модулями Пельтьє 8, між якими розміщена камера охолодження 6, знаходиться у металевому корпусі 1, внутрішній об'єм якого містить теплоізоляцію 9. На фіг. 2 представлено схематичну конструкцію робочого інструменту, за допомогою якого проводиться відповідний лікувально-термічний вплив. Такий робочий інструмент складається з ручки 17, яка закріплена до верхньої частини теплоізоляційного корпусу електронного термометра 10, що містить цифровий дисплей 11. До нижньої частини цього корпусу послідовно закріплені трубка 13 із теплоізоляційного матеріалу та циліндрична металева насадка 14, внутрішній об'єм якої заповнений рідиною з високою теплоємністю 15. Через центральні частини трубки 13 та металевої насадки 14 проходить щуп 12, на кінці якого розміщено термістор 16, електричні виводи якого підключено до електронного термометра 10. На фіг. 3 представлено зовнішній вигляд експериментального зразка термоелектричного приладу для лікування захворювань шкіри та робочого інструменту. Запропонований термоелектричний прилад для лікування захворювань шкіри складається з трьох основних функціональних вузлів: термоелектричного блока охолодження 18, блока живлення 19 та комплекту робочих інструментів 20. Робочі інструменти приладу містять вбудовані електронні термометри 21 з автономним джерелом живлення та циліндричні металеві насадки 22 різної конфігурації. Діапазон робочих температур приладу складає (від -40 до 0)°С, час виходу приладу на температурний режим - 10 хв., споживна потужність приладу - 250 Вт, вага робочого інструменту - 0,08 кг, вага приладу - 6,5 кг. Запропонований термоелектричний прилад для лікування захворювань шкіри працює наступним чином: протікання електричного струму через термоелектричні модулі Пельтьє 8 викликає охолодження камери 6, в якій розміщені робочі інструменти приладу. Відвід тепла з гарячих сторін термоелектричних модулів Пельтьє 8 у навколишнє середовище здійснюється за допомогою двох повітряних теплорозсіюючих радіаторів 3 та вентиляторів 2 шляхом вимушеної конвекції. Після досягнення необхідної температури циліндричної насадки 14 робочого інструменту, яка легко контролюється дисплеєм 11 електронного термометра 10, такий робочий інструмент виймається з камери охолодження 6 та застосовується для виконання необхідних лікувальних процедур. Змінюючи значення електричного струму, що протікає через термоелектричні модулі Пельтьє 8, можна легко задавати необхідну температуру діючої зони робочих інструментів. Кожен робочий інструмент дає можливість почергово упродовж 2-5 хвилин проводити сеанси необхідних терапевтичних маніпуляцій, після чого робочий інструмент замінюється на наступний охолоджений. Наявність змінного комплекту робочих інструментів забезпечує неперервну роботу приладу упродовж тривалого часу. Крім цього, кожен робочий інструмент містить акумулятор холоду у вигляді ємності (циліндрична металева насадка 14) з рідиною 15, температура замерзання якої знаходиться в діапазоні робочих температур приладу, що завдяки фазовому переходу рідини збільшує час температурного впливу робочого інструменту. Застосування електронних термометрів дозволяє контролювати температуру діючої зони робочих інструментів не тільки під час їх знаходження у камері охолодження 6, але й в процесі проведення лікувальних процедур. Це, в свою чергу, значно підвищує якість лікувального процесу. Як термоелектричні модулі Пельтьє 8 у запропонованій конструкції термоелектричного приладу для лікування захворювань шкіри використовуються сучасні термоелектричні модулі охолодження на основі високоефективних термоелектричних матеріалів Ві-Те. Як повітряні тепловідводи застосовуються повітряні теплорозсіюючі радіатори з радіальним розташуванням ребер, що виготовлені із матеріалу з високою теплопровідністю. Обдув повітряних теплорозсіюючих радіаторів здійснюється сучасними потужними осьовими вентиляторами. Використання в конструкції приладу повітряного охолодження гарячих сторін термоелектричних модулів Пельтьє дає можливість застосовувати такий прилад як в стаціонарних клініках, так і в нестаціонарних умовах лікування у вигляді переносного пристрою. Попередні випробування запропонованого приладу показали, що він є перспективним для лікування різноманітних захворювань шкіри, а саме: осередкова алопеція, рожеві та вульгарні вугрі, нейродерміт обмежений (лишай простий хронічний Відаля), шкіряна сверблячка, хронічна сверблячка дорослих, вузлувате пруріго Гайда, хронічна екзема, червоний плоский лишай (варикозна форма), плоскі бородавки, кільцеподібна гранульома та ін. Прилад дає можливість точно контролювати температуру кріотермічного впливу на відповідні ділянки шкіри людини під час проведення терапевтичних процедур. 2 UA 104682 U 5 10 Джерела інформації: 1. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник. - К.: Наук. Думка, 1979. - 768 с. 2. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. - Л.: Наука, 1967. - 283 с. 3. Patent US 3133539. Thermoelectric medical instrument // Eidus William. - 1964. 4. Patent GB 2286660. Peltier effect cooling apparatus for treating diseased or injured tissue // David Thorner. - 1995. 5. Patent US 6017337. Cryoprobe based on a Peltier module // Luc Pira. - 2000. 6. Патент на корисну модель UA 8462. Прилад для лікування шкіри // Анатичук Л.І., Кушнерик Л.Я. - 2005. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Термоелектричний прилад для лікування захворювань шкіри, що складається з блока живлення, блока охолодження з камерою на основі термоелектричних модулів Пельтьє та комплекту робочих інструментів, який відрізняється тим, що камера для охолодження робочих інструментів з термоелектричними модулями Пельтьє розміщена між повітряними теплорозсіюючими радіаторами. 2. Термоелектричний прилад за п. 1, який відрізняється тим, що кожен робочий інструмент містить електронний термометр з цифровим дисплеєм контролю температури діючої зони робочого інструменту. 3. Термоелектричний прилад за п. 1, який відрізняється тим, що кожен робочий інструмент містить акумулятор холоду у вигляді ємності з рідиною, температура замерзання якої знаходиться в діапазоні робочих температур приладу, що завдяки фазовому переходу рідини збільшує час температурного впливу робочого інструменту. 3 UA 104682 U 4 UA 104682 U 5 UA 104682 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6