МЕДИЦИНСКИЙ МАТРАС

Предложение относится к медицинской технике, а именно к матрасам с контролируемым электрообогревом, применяемым для обогрева пациента во время проведения сложных хирургических операций, в реанимационном периоде, в медицине катастроф, при транспортировании пациента в сложных случаях, для создания комфортных условий, например, при проведении массажа и прочих манипуляций с пациентами.
Известен медицинский матрас, содержащий внешнюю оболочку, по крайней мере один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент, регулятор температуры, содержащий блок питания, датчик температуры, измеритель температуры с цифровым выходом, вычислитель рассогласования температуры с блоком уставок и коммутатор, вход которого подсоединен к блоку питания, а выход соединен с нагревательным элементом [1].
Однако известное техническое решение имеет следующие недостатки.
Оно не позволяет ограничивать скорость нарастания температуры, что может привести к неконтролируемому повышению температуры в процессе выхода на режим нагревателя, а это является недопустимым, так как в свою очередь приводит к гипертермии пациента.
Кроме того при манипуляциях с пациентом не реализуется потребность в медленном контролируемом нагревании последнего. Не обеспечивается также в полной мере комфорт пациента.
Известный матрас является не достаточно надежным, так как в нем отсутствует контроль состояния датчика температуры (выход датчика из строя может привести к нежелательным последствиям для пациента) и превышения заданной температуры.
Технический результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении безопасности пациента и надежности устройства, при одновременном увеличении комфортности пациента.
Указанный результат достигается за счет того, что медицинский матрас, содержащий внешнюю оболочку, по крайней мере, один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент, регулятор температуры, включающий блок питания, датчик температуры, измеритель температуры с цифровым выходом, вычислитель рассогласования температуры с блоком уставок и коммутатор, вход которого подсоединен к блоку питания, а выход - к нагревательному элементу снабжен блоком ограничения скорости изменения температуры. Блок ограничения скорости изменения температуры выполнен в виде регистра регрессии с таймером, выход которого подсоединен к вычислителю ограничения скорости изменения температуры с блоком уставок, и формирователей ШИМ сигнала прямого и обратного управления, выходы которых через логический элемент «И» подключены к коммутатору, а входы соответственно к вычислителям рассогласования температуры и ограничения скорости изменения температуры, при этом вход регистра регрессии подключен к входу формирователя ШИМ сигнала прямого управления.
Указанный результат достигается за счет того, что медицинский матрас снабжен блоком контроля, выполненным в виде размещенного между коммутатором и нагревательным элементом второго коммутатора, подсоединенных к выходу измерителя температуры блоков контроля короткого замыкания и обрыва и блока контроля превышения температуры, выходы которых через логический элемент «ИЛИ» соединены со вторым коммутатором.
На чертеже представлено заявляемое устройство.
Медицинский матрас содержит внешнюю оболочку 1, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент 2, регулятор температуры,
включающий блок 3 питания, датчик 4 температуры, измеритель 5 температуры с цифровым выходом, вычислитель 6 рассогласования температуры с блоком 7 уставок и коммутатор 8, вход которого подсоединен к блоку 3 питания, а выход - к нагревательному элементу 2 и блоком 9 ограничения скорости изменения температуры
Блок 9 ограничения скорости изменения температуры выполнен в виде регистра регрессии 10 с таймером 11, выход которого подсоединен к вычислителю 12 скорости изменения температуры с блоком уставок 13, и формирователей 14, 15 ШИМ сигнала прямого и обратного управления, выходы которых через логический элемент 16 «И» подключены к коммутатору 8, а входы соответственно к вычислителям 6, 12 рассогласования температуры и скорости изменения температуры.
Медицинский матрас также снабжен блоком 17 контроля датчика температуры, выполненного в виде размещенного между коммутатором 8 и нагревательным элементом 2 второго коммутатора 18, подсоединенных к выходу измерителя 5 температуры блоков 19, 20, 21 контроля короткого замыкания и обрыва и сравнения, выходы которых через логический элемент 22 «ИЛИ» соединены со вторым коммутатором 18.
Работает устройство следующим образом.
При нагревании матраса сигнал с датчика 4 поступает на измеритель 5 температуры, где преобразуется в цифровой код, который передается на вход вычислителя 6 рассогласования температуры, на выходе которого формируется в цифровом коде в виде разности измеренной и выставленном на блоке 7 уставок сигнал, который поступает на вход формирователя 14 ШИМ сигнала. Формирователь 14 ШИМ сигнала формирует импульсы, длительность которых пропорциональна значению вычисленной разности температур. Затем импульсы через логический элемент 16 «И» поступает на вход коммутатора 8, открывая его на длительность импульса логического элемента 16 «И». С блока 3 питания через коммутатор 8 напряжение воздействует на нагревательный элемент 2, вызывая его дозированное нагревание. При увеличении длительности импульса нагрев возрастает, а при уменьшении - наоборот уменьшается.
С выхода вычислителя 6 рассогласования температуры сигнал разности температур поступает на регистр регрессии 10, где записывается с интервалами, определяемыми таймером 11. Вычислитель 12 скорости изменения температуры вычисляет разность значений кода блока уставок 13 и кода, приходящего с выхода регистра регрессии 10. Разность значений поступает на вход формирователя 15 ШИМ сигнала, где формируется импульс, длительность которого обратно-пропорциональна разности значений. На входы логического элемента элемент 16 «И» воздействуют два импульса с формирователей 14, 15 ШИМ сигнала, на его выходе возникает импульс наименьшей длительности. Таким образом, осуществляют ограничение скорости повышения температуры. Кроме того, с выхода измерителя 5 температуры значение измеряемой температуры поступает на входы 19, 20, 21 блоков контроля короткого замыкания и обрыва и превышения температуры. Устройства 19-20 реализованы на компараторах, при этом уставки на блоке 19 имеет наименьшее значение (соответствующее короткому замыканию), на блоке 20 - наибольшее значение (соответствующее обрыву), а на блоке 21 - максимально допустимое значение используемое при работе. При срабатывании блока 19, 20 или 21 сигнал поступает через логический элемент 22 «ИЛИ» на второй коммутатор 18, который размыкает цепь питания нагревательного элемента 2, таким образом, прекращая процесс нагревания. При этом оператор с блока 17 контроля датчика температуры получает информацию о неправильном функционировании (сигнал тревоги).
Таким образом, данное техническое решение позволит:
- Увеличить безопасность пациента и надежность устройства;
- Повысить комфортность пациента при использовании данного устройства.
7
Источник информации Свидетельство РФ на полезную модель №21855, МПК А 47 С 21/04 от 02.27.2002