КРИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
CRYOTHERAPEUTIC DEVICE

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к установкам индивидуального пользования для общего криоэкстремального воздействия на кожные покровы человека смесью паров жидкого азота и воздуха с температурой минус 130°-160°C без криоповреждения тканевых структур. Изобретение может быть использовано для проведения процедур общей криотерапии в условиях стационарных и амбулаторных отделений лечебно-профилактических, санаторно-курортных и оздоровительных учреждений.
Принцип криотерапевтической процедуры основан на быстром и кратковременном охлаждении поверхности тела до температуры от 0 до - 2°C на поверхности кожи.
Сеансы криотерапии проводят в специальных криогенных физиотерапевтических установках - криокабинах. Для охлаждения тела человека используют газовую смесь паров жидкого азота и воздуха с температурой минус 130-160°C, которая создает необходимый криотерапевтический эффект. Процедура продолжается в среднем 2-3 минуты, в течение которых организм человека испытывает мощное общее криотерапевтическое воздействие, эффект от которого сохраняется продолжительное время. Эффективность общей криотерапии прямо пропорциональна площади контакта кожи с охлаждающей средой.
Общую криотерапию используют для лечения таких заболеваний, как ревматоидный артрит, бронхиальная астма, псориаз, гормональные нарушения, при этом общая криотерапия стимулирует иммунную и эндокринную системы человека, обмен веществ, вызывает насыщение крови человека эндорфинами.
Известно устройство для криотерапии по патенту RU 48473 U1, включающее в себя кабину для размещения пациента с теплоизолированным корпусом и теплообменный аппарат с каналом для подвода хладагента в виде жидкого азота. При этом канал выполнен в верхней части кабины, теплообменный аппарат установлен внутри корпуса кабины и расположен по всей его высоте, а стенки теплообменного аппарата окрашены в черный цвет и снабжены панелями с отверстиями для предохранения человека от соприкосновения со стенками теплообменника. При использовании такого устройства пациент, полностью находясь в кабине, дышит холодным воздухом, что приводит к его попаданию в верхние дыхательные пути и легкие с риском криоповреждения их тканевых структур.
Конструкции других известных криосаун индивидуального пользования в основном схожи и представляют собой кабины «стаканного» или коробчатого типа с системой подачи паров жидкого азота и отвода отработанных газов.
Так, в документе UA 44294 U описана криосауна, содержащая кабину для размещения пациента с подъемником, устройство газоподготовки и устройство управления с программным обеспечением, при этом корпус устройства газоподготовки представляет собой деревянную конструкцию.
В документе RU 38591 U1 описана криотерапевтическая установка, содержащая кабину для размещения пациента, теплоизолированную емкость с конденсатором и систему криостатирования с побудителем расхода теплоносителя. Кроме того известная установка содержит систему утилизации отработанных газов, выполненную из трубопроводов с вентилятором и трехходовым клапаном. При этом побудитель расхода теплоносителя соединен трубопроводом с теплоизолированной емкостью, а вентилятор теплоизолированной емкости установлен на трубопроводе, соединяющем кабину для размещения пациента с теплоизолированной емкостью.
Наиболее близкой к настоящему изобретению является криосауна «КАЭКТ-01 КРИОН», выпускаемая НПП «КРИОН» (г. Санкт-Петербург, Российская Федерация, http: // www.krion.ru). Криосауна состоит из кабины «стаканного» типа для размещения пациента, подъемного устройства, насоса для перекачки жидкого азота, сосуда Дьюара для хранения жидкого азота и системы управления. В кабине пациент по шею погружен в криогенный газ. Пространство над верхним сечением криосауны вентилируется, чтобы избежать попадания криогенного газа в верхние дыхательные пути пациента. Пол криосауны является подъемным, что позволяет регулировать высоту внутреннего объема кабины для пациентов различного роста. В ходе процедуры кожа пациента на короткое время охлаждается и это создает необходимый физиотерапевтический эффект.
Основными недостатками известных криосаун являются: невозможность достижения равномерного температурного градиента внутри кабины, криовоздействие на незначительную (менее 50%) площадь поверхности кожи пациента, опасность попадания криогаза в верхние дыхательные пути и легкие. В частности, в указанной выше криосауне «КАЭКТ-01 КРИОН» криогенный газ, поступающий в нижнюю часть кабины, в верхней ее части смешивается с теплым воздухом помещения и нагревается, что не обеспечивает равномерного температурного градиента в нижней и верхней частях кабины. Таким образом, криотерапевтическое воздействие на нижнюю и верхнюю части тела пациента по степени охлаждения значительно различаются. Кроме того, пациент, по шею находясь в кабине, дышит в том числе и холодной азотно-воздушной смесью, которая подается вентилятором из нижней части кабины в верхнюю, что не исключает вероятности попадания криогенного газа в верхние дыхательные пути и легкие пациента с риском криоповреждения их тканевых структур.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных криосаун - обеспечение равномерного температурного градиента внутри кабины, увеличение площади криовоздействия до 98% поверхности тела и исключение возможности попадания криогенного газа в верхние дыхательные пути и легкие пациента.
Поставленная задача решается в криотерапевтическом устройстве, содержащем вертикально расположенную кабину с дверью, установленный на дне кабины подъемный пол, связанный с приводом его перемещения, систему подготовки криогенного газа и средства подачи его в кабину, а также блок управления. Согласно изобретению кабина при закрытой двери образует замкнутую термоизолированную полость с отверстием на боковой поверхности в виде окна для лица пациента, причем окно окантовано мягким упругим материалом для обеспечения плотного контакта с лицом пациента, что при прижатом к окну лице во время процедуры обеспечивает герметичность кабины, при этом в верхней части кабины установлен клапан сброса избыточного давления.
Такая конструкция устройства позволяет снизить разность температур в нижней и верхней частях кабины во время процедуры до 10-15°C, что существенно ниже, чем у известных устройств. В результате достигается равномерный криотерапевтический эффект по всему тела пациента, который такую разницу температур практически не ощущает. Добиться нулевой разницы не представляется возможным по причине неизбежного нагрева криогенного газа находящимся в кабине телом пациента. Таким образом, криокапсула согласно изобретению является более эффективной в достижении криотерапевтического эффекта и одновременно более безопасной, так как пациент, тело которого практически полностью находится в среде криогенного газа, дышит воздухом помещения, в котором проводится процедура, что абсолютно исключает контакт дыхательных путей пациента с криогенным газом и их переохлаждение.
Предпочтительно корпус кабины и ее дверь выполнены из теплоизоляционных материалов, что способствует снижению энергозатрат при работе устройства.
Предпочтительно средства подачи криогенного газа в кабину включает в себя размещенные в кабине по меньшей мере двумя вертикальными рядами сопла и каналы, соединяющие эти сопла с системой подготовки криогенного газа, причем преимущественно сопла по высоте кабины расположены в ее в верхней и средней частях.
Клапан сброса избыточного давления может быть установлен на двери и предпочтительно выполнен гравитационным.
Для обеспечения возможности работы устройства в автоматическом режиме блок управления выполнен с возможностью автоматического поддержания заданного рабочего давления криогенного газа в средствах его подачи и/или с возможностью автоматического поддержания заданной температуры внутри кабины.
Предпочтительно устройство дополнительно снабжено пользовательским интерфейсом, связанным с блоком управления и расположенным на наружной поверхности кабины. Пользовательский интерфейс может быть выполнен в виде сенсорного монитора.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично показано криотерапевтическое устройство, вид спереди в разрезе;
на фиг.2 - то же, вид сверху в разрезе;
на фиг.3 показано криотерапевтическое устройство, общий вид в перспективе;
на фиг.4 - то же, вид сверху.
Криотерапевтическое устройство содержит кабину, состоящую из корпуса 1 и двери 2, выполненных из теплоизоляционных материалов. Кабина при закрытой двери образует замкнутую термоизолированную полость с отверстием на боковой поверхности в виде окна 3 для лица пациента. Окно 3 окантовано мягким упругим материалом 4 для обеспечения герметичного контакта с лицом пациента. Указанная окантовка может содержать натуральную кожу, обеспечивающую герметичный и безопасный контакт с лицом пациента. На дне кабины установлен подъемный пол 5, связанный с приводом 6 его перемещения. С одной стороны кабины к ее корпусу прикреплена колонна 7, в которой расположена система подготовки криогенного газа, а с другой - колонна 8 с блоком управления. В корпусе 1 кабины расположены средства подачи криогенного газа, включающие в себя размещенные в кабине по меньшей мере двумя вертикальными рядами сопла 9 и каналы 10, соединяющие эти сопла с системой подготовки криогенного газа. Сопла 9 по высоте кабины расположены в ее в верхней и средней частях (фиг.1). На корпусе 1 кабины также расположен интерфейс пользователя, выполненный в виде сенсорного монитора 11, например, 10-дюймового, и средства управления приводом 6 подъемного пола 5, представляющие собой кнопки или джойстик (не показаны). Для подачи паров жидкого азота в систему подготовки криогенного газа на колонне 7 имеется штуцер 12 для присоединения гибкого шланга 13, связанного с сосудом 14 Дьюара. Внутренняя полость кабины посредством возвратного канала 15 соединена с расположенной в колонне 7 системой подготовки криогенного газа, что обеспечивает возврат отработанного газа из кабины в систему подготовки криогенного газа для снижения общего расхода жидкого азота. Для сброса избыточного давления из внутренней полости кабины в верхней ее части установлен клапан 16 сброса избыточного давления. Предпочтительно клапан 16 выполнен гравитационным, однако клапан сброса избыточного давления также может быть выполнен пружинным или любого другого подходящего типа. В показанном на фиг.3 и 4 варианте осуществления изобретения клапан 16 расположен в потолочной части двери 2 кабины 1, однако он может быть установлен и в потолочной части корпуса 1 кабины.
Криотерапевтическое устройство работает следующим образом.
Пациент входит внутрь кабины 1, и оператор, проводящий процедуру, регулирует высоту пола 5 посредством приведения в действие привода 6 так, чтобы лицо пациента находилось на уровне окна 3. Пациент плотно прижимает свое лицо к окантовке из мягкого упругого материала 4 в окне 3, что позволяет ему дышать воздухом помещения, то есть воздухом комнатной температуры. Таким образом, полностью исключается возможность попадания криогенного газа в дыхательные пути и, следовательно, переохлаждения верхних дыхательных путей. Дверь 2 кабины закрывается, и оператор посредством воздействия на сенсорный монитор 11 включает подачу криогенного газа, задавая при этом параметры (например, время) подачи криогенного газа в кабину. При этом в сосуде 14 Дьюара создается избыточное давление за счет включения расположенного в нем нагревательного элемента, и жидкий азот через гибкий шланг 13 поступает в теплообменник колонны 7 системы подготовки криогенного газа. Электронный блок управления, расположенный в колонне 8, автоматически поддерживает заданное рабочее давление в сосуде 14 Дьюара. В теплообменнике системы подготовки криогенного газа жидкий азот переходит в газообразное состояние и смешивается с атмосферным воздухом. Полученный таким образом криогенный газ нагнетается внутрь кабины 1 по системе внутренних каналов 10 и с помощью сопел 9, расположенных вертикальными рядами в верхней и средней частях кабины, равномерно распределяется вдоль внутренней поверхности стенок корпуса 1 кабины, воздействуя на кожные покровы пациента. Контроль температуры внутри кабины осуществляется автоматически в соответствии с заданной программой и визуально контролируется оператором на сенсорном мониторе 11, демонстрирующем показания от датчиков температуры, установленных в корпусе 1 и в системе подготовки криогенного газа. Клапан 16 сброса излишнего давления настроен на избыточное давление примерно 0,7 атм. Устройство может быть оснащено средствами защиты нагревательного элемента в сосуде Дьюара от перегрева, а также таймером с обратным отсчетом времени и звуковой индикацией (заводская настройка - 2 мин) и часами с прямым отсчетом времени. Управление устройством осуществляется в автоматическом режиме, однако оператор имеет возможность перейти в режим ручного управления. В случае необходимости пациент может самостоятельно покинуть кабину, воздействуя на дверь 2. Продолжительность сеанса криотерапии может задаваться оператором с помощью сенсорного монитора 11, а в автоматическом режиме она составляет 2 минуты.
При использовании криотерапевтического устройства согласно изобретению вследствие того, что кабина при закрытой двери образует замкнутую термоизолированную полость, обеспечивается равномерный температурный градиент внутри кабины. При этом воздействию криогенного газа не подвержено только лицо пациента, в результате чего площадь криовоздействия составляет более 98% поверхности тела пациента. Кроме того, в устройстве согласно изобретению абсолютно исключена возможность попадания криогенного газа в верхние дыхательные пути и легкие пациента.