Устройство локальной воздушно-контактной криотерапии

Область применения.
Полезная модель относится к области медицинской техники. Устройство локальной воздушно-контактной криотерапии предназначено для локального охлаждения кожных покровов воздушным или контактным путем и удаления продуктов лазерной абляции.
Уровень техники.
Из уровня техники известно устройство для локальной криотерапии (RU 167325 U1, (Общество с ограниченной ответственностью инновационное предприятие "Биостандарт" (ООО ИП "Биостандарт")), 10.01.2017), которое содержит термоизолированный корпус с емкостью, заполненной жидким азотом, с заливным каналом в верхней части корпуса в виде отрезка трубки, направленного свободным концом в полость емкости, в которой установлен распределительно-испарительный блок, отводной канал в виде трубки с наконечником, часть которой размещена в емкости и снабжена установленным над ним входным рассекателем потока, и системы регулирования холодопроизводительности, связанной с вентилятором. Функцию вентилятора в устройстве выполняет мини-компрессор, на корпусе которого закреплён регулятор скорости потока азотно-воздушной смеси, выход наконечника отводного канала выполнен в виде сопла Савельева, а на самом наконечнике отводного канала установлен инфракрасный термометр, связанный с регулятором скорости азотно-воздушного потока, при этом сопло наконечника закреплено с возможностью замены, а рассекатели могут быть выполнены из пористого материала, например, никлида титана, титана или керамики. Недостатки известного устройства заключаются в том, что его можно использовать только для воздушного локального охлаждения кожных покровов, без возможности контактного охлаждения и удаления продуктов абляции. Также в известном устройстве в качестве хладагента применяется трудно используемый жидкий азот.
Известен криомедицинский аппарат (RU 2624347 C1, (Общество с ограниченной ответственностью "Международный Институт криомедицины" (ООО "Международный Институт криомедицины")), 03.07.2017, A61B 18/02), который содержит источник хладагента, включающий один криостат; по меньшей мере один порт для подключения криоинструмента, соединенный с соответствующими ему каналом подачи хладагента, соединенным с криостатом, и каналом возврата, выход которого соединен с атмосферой; при этом с каждым каналом подачи хладагента соединен соответствующий ему канал шунтирования, выход которого соединен с атмосферой. Недостатки известного устройства заключаются в том, что невозможно воздушное охлаждение кожных покровов и удаление продуктов абляции. При этом также в качестве хладагента применяется трудно используемый жидкий азот.
Известен термокомпресс (US 2015182375 A1, (ZANITH TECHNICAL INNOVATIONS LLC), 02.07.2015), способный обеспечивать нагрев либо охлаждение для терапевтического лечения. Недостатки известного устройства заключаются в том, что невозможно воздушное охлаждение кожных покровов и удаление продуктов абляции.
2
Известны устройства криотерапии (RU 2074680 C1 от 10.03.1997; RU 2123828 C1 от 27.12.1998, RU 2153866 C1 от 10.08.2000, RU 2157133 C2 от 10.10.2000). Однако все известные устройства не позволяют обеспечивать всех функциональных возможностей заявленной полезной модели. При этом часть из этих устройств основана на неэффективных или трудно используемых хладагентах, таких как лед, жидкий азот или СО.
Из Российских разработок можно выделить аппарат для домашнего применения Холод01, компании ЕЛАМЕД. Данный аппарат разработан для домашнего применения. Недостатками данного аппарата является незначительная температура только контактного охлаждения (-8С). Данная температура не дает выраженного анальгезирующего эффекта, что сказывается на качестве лечения.
Другая Российская разработка - Аппарат лечебной гипотермии АТГ-1. По информации из открытых источников данный аппарат предназначен для гипотермии кожи головы при обеспечении защиты мозга в неотложных состояниях. На наш взгляд недостатком данной разработки является его применение исключительно для гипотермии кожи головы, что значительно сужает спектр его применения. Также, в открытых источниках отсутствуют технические характеристики данного аппарата.
Из зарубежных производителей можно выделить следующие фирмы:
- Немецкая фирма Zimmer и аппараты Criojet (КриоДжет С50, С100 и С200, КриоДжет MINI,КриоДжет С 600, СryoAir, Cryoflow 700, 100 CryuoreTherm). Принцип действия аппаратов подразумевает подведение только воздушного потока холодного воздуха.
- Итальянский аппарат СryoFlow 1000. СryoFlow 1000 представляет собой специализированный аппарат системы воздушной криотерапии.
Известен криогенный аппарат (RU 114837 U1, (Общество с ограниченной ответственностью "Медкриология" (ООО "Медкриология") и др.), 20.04.2012, A61B 18/02), который содержит для хладагента; герметизирующую головку; каналы подачи и отвода хладагента; канал повышения давления; канюлю с аппликатором; канал подачи рабочего газа, съемную насадку-конденсор. Конструктивные особенности предлагаемого криогенного аппарата значительно расширяют возможности его клинического применения по объему и глубине криовоздействия, сокращая время криовоздействия; облегчают возможность оперативного доступа, снижая травматизацию окружающих тканей. С помощью заявляемого криогенного аппарата можно осуществлять криогенное лечение с применением двух методик: контактной (аппликационной) и не контактной (дистанционной). Недостаток известного устройства заключается в том, что невозможно удаление продуктов абляции. При этом в качестве хладагента применяется трудно используемый жидкий азот.
0
Задачей заявленной полезной модели является: разработка устройства локальной воздушно-контактной криотерапии такой конструкции, которая позволит одновременно воздействовать на кожные покровы холодной воздушной струей и контактно охлаждать насадкой (манипулой) до -30 С, а также проводить удаление продуктов абляции.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства криотерапии, позволяющего одновременно воздействовать на кожные покровы холодной воздушной струей и насадкой для контактного охлаждения до -30 °С, а также проводить удаление продуктов абляции.
Раскрытие сущности полезной модели.
Технический результат достигается тем, что устройство локальной воздушно-контактной криотерапии содержит, установленные в корпусе, компрессорный агрегат, клапана, охладитель воздуха, блок подачи охлажденного воздуха, дымоотсос, блок охлаждения насадки для контактного охлаждения (манипулы), контроллер и блок питания. При этом компрессорный агрегат соединен трубками контура хладагента через первый и второй клапана с охладителем воздуха, через третий клапан – с блоком охлаждения насадки для контактного охлаждения (манипулы), блок подачи охлажденного воздуха обеспечивает возможность подачи воздуха через охладитель в зону охлаждения кожных покровов, дымоотсос через гибкую трубу обеспечивает эвакуацию продуктов абляции, контроллер, предназначен для управления аппаратами устройства и соединен линиями связи с аппаратами устройства, блок питания обеспечивает питание всех агрегатов устройства. При этом в качестве хладагента используется фреон.
Компрессорный агрегат обеспечивает подачу жидкого фреона температурой 27 - 35°С на блок клапанов. Компрессорный агрегат содержит компрессор, конденсатор, промежуточный охладитель, вентилятор обдува, ресивер, фильтр, обратный клапан, 2 вентиля - на входе и на выходе, вентиль заправки фреоном, штуцер откачки, два клапана Шрёдера для контроля давления и откачки, трубопроводы низкого и высокого давления и перепускной электромагнитный (соленоидный) вентиль. Компрессорный агрегат содержит два компрессора, первый компрессор Danfloss GS34CLX для первой ступени 0,4 - 4,5 атм, второй компрессор Danfloss NF7MLX для второй ступени 4,5 - 20 атм.
Охладитель воздуха обеспечивает непрерывное охлаждение поступающего на входной патрубок воздуха с температурой 18 - 27 °С до -30 - -35 градусов на выходном патрубке с расходом 100 - 400 л/мин и отвод конденсата влаги. Охладитель воздуха содержит теплоизолированный частично разборный корпус с каналами для воздуха, нишами для двух испарителей, два испарителя, три воздушных клапана с электроприводом для изменения направления потока воздуха и три датчика температуры. При этом обеспечивается поочередная работа испарителей, при которой в один испаритель по трубкам подается фреон для охлаждения воздуха, а в другой подача фреона прекращается для оттаивания скопившегося льда и слива конденсата. Работой клапанов и подачей фреона управляет плата коммутации и два таймера ТРМ 501. Электроприводы клапанов (автомобильные дверные приводы VigilantA2), включенные параллельно, приводятся коллекторными двигателями с внутренним сопротивлением 2,9 - 1,6 Ом. Для переключения клапанов на них нужно подать короткий импульс напряжения 9 - 9,3 В, 0,1 секунду. Далее напряжение плавно снижается до 1,67 - 1,71В, что необходимо для удержания клапанов в новом положении.
Блок подачи охлажденного воздуха содержит мотор-насос VCM-04S, воздушный фильтр, корпус с выходными патрубками и датчик расхода воздуха. При этом блок подачи воздуха обеспечивает подачу охлажденного воздуха по гибкому теплоизолированному шлангу длинной не менее 1,3 метра в зону охлаждения кожных покровов с температурой до -30°С и расходом 100-400 л/мин.
Дымоотсос содержит мотор-насос VCM-04S, воздушный фильтр - поглотитель и корпус с входными и выходными патрубками. При этом дымоотсос обеспечивает эвакуацию продуктов абляции по гибкой трубе длиной не менее 1,3 метра с расходом до 200л/мин.
Блок охлаждения насадки для контактного охлаждения (манипулы) содержит теплообменник фреон – жидкий теплоноситель для охлаждения жидкого теплоносителя, подключенный к контуру хладагента и контуру жидкого теплоносителя, циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию жидкого теплоносителя по контуру, теплоизолированный шланг с трубками подачи и отвода жидкого теплоносителя от контактного наконечника и расширительный бак.
В заявленном устройстве клапана обеспечивают подачу хладагента на трубки первого и второго испарителя, при этом клапана являются электромагнитными клапанами, например, три клапана 1020/2 (FavorCOOL) или FDF6A / VC575008 (SANHUACHINA).
Для управления аппаратами заявленного устройства используется контроллер с сенсорным экраном ОВЕН СПК110 (СУ).
Корпус устройства локальной воздушно-контактной криотерапии выполнен в виде металлического передвижного каркаса на колесах, внешняя обшивка которого состоит из металлических листов.
Краткое описание чертежей
Рис. 1 – общая схема устройства локальной воздушно-контактной криотерапии.
Рис. 2 – схема соединений аппаратов устройства локальной воздушно-контактной криотерапии.
Осуществление полезной модели.
На рис. 1 изображена схема устройства локальной воздушно-контактной криотерапии, которая содержит, установленные в корпусе (1), компрессорный агрегат (2), клапана (9), охладитель воздуха (3), блок подачи охлажденного воздуха (4), дымоотсос (6), блок охлаждения насадки (манипулы) для контактного охлаждения (5), контроллер (7) и блок питания (8).
Как указано на рис. 2, компрессорный агрегат (2) соединен трубками контура фреона через первый электромагнитный клапан с первым испарителем охладителя воздуха (3), через второй электромагнитный клапан со вторым испарителем охладителя воздуха (3). Компрессорный агрегат (2) соединен трубкой контура фреона через третий электромагнитный клапан с теплообменником блока охлаждения насадки для контактного охлаждения (5). Выход теплообменника соединен трубкой с выходами испарителей и затем по общей трубке фреон поступает обратно в компрессорный агрегат (2), образуя контур хладагента. Теплообменник также соединен трубкой контура жидкого теплоносителя с насосом циркуляции, который соединен трубкой подачи с насадкой (манипулой) (10), которая соединена с теплообменником трубкой отвода, образуя контур жидкого теплоносителя, циркуляцию которого обеспечивает насос циркуляции.
Мотор-насос блока подачи охлажденного воздуха обеспечивает подачу воздуха через охладитель воздуха (3).
Мотор-насос дымоотсоса (6) обеспечивает удаление продуктов лазерной абляции.
Контроллер (7) соединен линиями связи со всеми аппаратами заявленного устройства.
Устройство локальной воздушно-контактной криотерапии работает следующим образом. Блок питания (8) обеспечивает питание всех агрегатов устройства. На сенсорном экране контроллера (7) с помощью пользовательского интерфейса включают устройство, устанавливают температуру струи воздушного потока, силу струи воздушного потока, устанавливают температуру контактной насадки (манипулы) и мощность всасывания дымоотсоса. Затем выбирают режим работы, например, воздушное охлаждение с подачей охлажденного воздуха в зону охлаждения кожных покровов или охлаждение с помощью контактной насадки (манипулы), при этом с каждым из режимов возможна работа дымоотсоса для удаления продуктов лазерной абляции, когда лазером происходит испарение поверхности слоя кожи.
При выборе режима воздушного охлаждения, контроллер подает сигнал на компрессорный агрегат (1), который подает жидкий фреон на первый и второй электромагнитные клапана (2), контроллер открывает первый клапан и фреон поступает на первый испаритель либо открывает второй клапан и фреон поступает на второй испаритель охладителя воздуха (3), затем фреон обратно поступает в компрессорный агрегат (1). Контроллер (7) запускает мотор-насос блока подачи охлажденного воздуха (4), регулируя его обороты в соответствии с заданной силой струи воздушного потока и управляет тремя воздушными клапанами охладителя воздуха с электроприводами для изменения воздушного потока. Охлажденный воздух по гибкому теплоизолированному шлангу подается зону охлаждения кожных покровов. При этом испарители охладителя воздуха (3) работают поочередно, для того чтобы при работе одного испарителя, на другом испарителе таял образовавшийся лед и происходил слив конденсата (воды).
При выборе режима контактного охлаждения с помощью насадки (манипулы), контроллер подает сигнал на компрессорный агрегат (2), который подает жидкий фреон на третий электромагнитный клапан (9), контроллер открывает третий клапан и фреон поступает на теплообменник охлаждения жидкого теплоносителя в контуре блока охлаждения насадки (манипулы) (10), фреон после теплообменника поступает назад в компрессорный агрегат (2). Контроллер (7) запускает циркуляционный насос, который начинает качать жидкий теплоноситель по контуру теплообменник – циркуляционный насос – насадка (манипула). Жидкий теплоноситель охлаждается в теплообменнике до необходимой температуры и соответственно охлаждает насадку (манипулу) (10), которую прикладывают в зону охлаждения кожных покровов.
Для включения дымоотсоса (6) котроллер подает сигнал на включение мотор-насоса дымоотсоса (6) и регулирует его обороты в соответствии с заданной мощность всасывания.
Заявленное устройство локальной воздушно-контактной криотерапии позволяет локально охлаждать кожные покровы как воздушным, так и контактным путем для создания анальгезирующего эффекта (обезболивания) при проведении лазерной абляции и при этом удалять продукты абляции.