УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ КРИОТЕРАПИИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ КРИОТЕРАПИИ
Полезная модель  относится к медицинской технике, а именно к устройствам для локальной гипотермии организма человека, и может быть использовано для профилактики и лечения хронических ран (пролежни, трофические и диабетические язвы) в травматологии, в частности, в артрологии, в мануальной терапии, невропатологии, при лечении ожогов,  косметологии, в скорой и неотложной помощи.
Известен ряд устройств, для локального замораживания тканей, например криогенный хирургический аппарат (RU 2053719, A 61 B 17/36, 10.02.96), в котором  имеется термоизолированный корпус с емкостью, заполненной жидким криоагентом, с заливным каналом на крышке с рабочим наконечником открытого типа на канале отвода.  Аппарат снабжен системой регулирования холодопроизводительности в виде системы откачки и регулируемого обратного клапана,  а так же таймером, связанным с электромагнитным затвором.   Недостатком известного портативного  аппарата является  затруднительное его использование при работе в горизонтальном положении, что снижает маневренность при эксплуатации и нарушает режим работы. Кроме того, регулирование холодопроизводительности ограничено возможностями обратного клапана и форвакуумным насосом системы откачки, что повышает тепловую инерционность устройства.
Известен также портативный криогенный аппарат (EP, 05070301, A 61 B 17/36, 18.11.93), состоящий из теплоизолированного корпуса с емкостью, заполненной жидким азотом, и крышкой, конструктивно выполненной с возможностью регулировки подачи воздуха в емкость. На противоположном конце аппарата размещен рабочий наконечник с эжектором в виде трубки малого диаметра и пористым элементом.  Аппарат автономен, портативен и может использоваться в скорой и неотложной помощи, однако при такой конструкции наконечника возможно попадание конденсируемых водяных паров из атмосферы в эжектор, что приводит к нарушению однородности струи выходящего криоагента, а также отсутствует возможность какого-либо регулирования потока, подаваемого на охлаждаемую биоткань.
Наиболее близким по технической сущности  к предлагаемому техническому решению является  «Аппарат для локальной криотерапии» (патент РФ № 2123828,  МПК 6 A61F7/00, опубл.27.12.98) содержащий термоизолированный корпус с емкостью, заполненной жидким криоагентом, снабженной заливным каналом на крышке и рабочим наконечником открытого типа на канале отвода, систему регулирования холодопроизводительности, в котором  заливной канал выполнен в виде отрезка трубки, направленного свободным концом в полость емкости, в которой установлен распределительно-испарительный блок, а система регулирования холодопроизводительности содержит установленный на крышке вентилятор. Рабочий наконечник связан с каналом отвода гибким теплоизолированным трубопроводом. Аппарат  снабжен блоком контроля и регулирования режима работы, включающим датчик заполнения криоагентом.  Блок контроля также может содержать таймер и датчик температуры на канале отвода. Блок контроля и регулирования режима работы может состоять из блока питания, подключенного к переключателю режима работы, снабженного аккумуляторной батарей с устройством ее заряда и контроля, устройства контроля и индикации заполнения с датчиком заполнения криоагентом и устройства управления двигателем вентилятора. Недостатком описанного аппарата является невозможность управления скоростью (настройки на  необходимую скорость) потока воздушно-азотной смеси.
Задачей, стоящей перед предлагаемой полезной моделью, является обеспечение возможности регулирования  скорости потока азотно-воздушной смеси, подаваемой под давлением на кожный покров пациента, с возможностью автоматического  изменения  скорости и  настройки работы аппарата на определённый скоростной режим  с изменением температуры на кожном покрове при дистанционном   измерении   температуры азотно-воздушного потока на кожном покрове пациента.
Поставленная задача решается  за счёт снабжения аппарата мини-компрессором с регулятором потока, выполненным в виде электрического регулятора мощности,  установленного на корпусе  мини-компрессора  и электрически связанного с термометром, размещенным на рабочем наконечнике канала отвода,  а также за счёт снабжения наконечника сменными распылителями с различными диаметрами сопла  выходного отверстия и выполнение распылителей в виде сопла Савельева.
Техническим результатом  использования   полезной  модели  является  возможность настройки аппарата на необходимую  скорость подачи азотно-воздушного потока, путём снабжения аппарата  регулятором  скорости потока,    возможность  автоматизации  регулирования скорости потока азотно-воздушной смеси,  повышение КПД устройства.
Сущностью полезной модели является  то, что  в устройство состоит из аппарата
для криотерапии, содержащего  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.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется графическими материалами.
На фиг.1       -     общий вид устройства для локальной криотерапии;
На фиг.2 -  чертёж общего вида устройства, ёмкость с жидким азотом и распределительно-испарительный блок;
На фиг.3  -  ёмкость с  жидким азотом и распределительно-испарительный блок в  разрезе;
На фиг.4  -  блок-схема устройства;
На фиг. 5 – варианты сопла Савельева (поясняющий рисунок)
Устройство для локальной криотерапии представляет собой аппарат для криотерапии 1 соединенный шлангом 2 с мини-компрессором 3 (фиг.1,4). Аппарат для криотерапии 1 содержит теплоизолированный  корпус 4 с емкостью 5 , заполненной жидким азотом. На корпусе 4 имеется заливной канал  6 и подведен  соединительный шланг 2  от мини-компрессора  3  (фиг.1,2). Кроме того, на корпусе минтикомпрессора 3 размещен блок контроля и управления режимом работы аппарата для криотерапии 1, электрически соединенный с мини-компрессором 3, являющимся элементом системы регулирования холодопроизводительности аппарата. На корпусе мини-компрессора установлен регулятор скорости потока азотно-воздушной смеси. (фиг.4). На днище  7  емкости 5 имеется канал отвода 8, оканчивающийся рабочим наконечником 9 с соплом 10. Наконечник отводного канала 9 заканчивается соплом 10, выполненным в виде сопла Савельева (фиг.5), которое закреплено на наконечнике  с возможностью замены.  В емкости 5 установлен распределительно-испарительный блок.  Распределительно-испарительный блок состоит из одного, двух или нескольких блоков  емкостей 11, через соединительные втулки 12 между блоками емкостей 11, перетекает жидкий азот, уровень которого определяет высота соединительной втулки 12  (фиг.2,3)  в каждом блоке-емкости, над втулками расположены рассекатели  13 (фиг.2,3), установленные по принципу чернильницы-непроливайки и  выполненные из пористого материала, что при работе аппарата влияет на время его работы и на холодопрозводительность.  Апппарат для криотерапии  также может работать в любом, в том числе и перевернутом,  положении,  что дает возможность сохранить в пористой структуре рассекателей 13  больше жидкого азота и при его испарении увеличить время работы аппарата. Описанная конструкция испарительного блока  позволяет также  предотвратить разбрызгивание жидкого азота при его кипении, исключить попадание капель в выходной наконечник и,  тем самым, исключить попадание капель жидкого азота на поверхность кожи пациента, предотвратить образование ледяной крошки.  Сопла 10 наконечника 9 отводного канала могут заменяться в соответствии с необходимостью большего или меньшего диаметра выходного отверстия сопла. Использование сопла Савельева  в выходном  наконечнике позволяет при невысоком  давлении получать максимальный  КПД преобразования жидкого азота в азотно-воздушную смесь.  Кроме того, в каждом блоке ёмкости установлен  датчик уровня заполнения аппарата жидким азотом 14 (фиг.2, 4), а на    наконечнике  9 выходного канала 8 установлен инфракрасный термометр  15, позволяющий дистанционно  контролировать температуру поверхности кожного покрова пациента при воздействии струей азотно-воздушной смеси. Термометр 15 электрически связан с регулятором скорости потока азотно-воздушной смеси 16, выполненным в виде электрического регулятора мощности, размещенным на корпусе мини-компрессора 3 (фиг. 1,2,4).
Материал для распределительно-испарительного блока выбирается с высокой теплопроводностью, в частности им может быть алюминий, а рассекатели могут быть выполнены  или  дополнены пористыми  материалами, например,  никилидом титана, титаном, керамикой.
Устройство для локальной криотерапии работает следующим образом.
В ёмкость 5  аппарата для криотерапии  заливают 400-600 миллилитров жидкого азота, что позволит получить 280-420 литров азотно-воздушной смеси при последовательном распределении жидкого азота и последующего его превращения в газ в  блоках емкостей  11  аппарата. К горловине заливного канала  6  подключён мини-компрессор 3, который подает напор воздуха в аппарат со скоростью от 0 до 10 м/с. Жидкий азот, стекая с рассекателей 13, наполняет последовательно распределительно-испарительные блоки-ёмкостей 11 до высоты стенок втулок  12  и далее, испаряясь под действием тепла, проходящего через аппарат воздуха, охлаждает его, смешиваясь с ним,  затем смесь выходит через канал отвода 8 и устремляется через сопло 10  наконечника 9, со скоростью 0-10 м/с,  на кожный покров пациента. Установленный  на мини-компрессоре  3  таймер (на фиг. не показан),  позволяет настраивать аппарат на время проведения процедуры, при этом дистанционно измеряется температура кожного покрова пациента инфракрасным термометром 15, а скорость  азотно-воздушной струи контролирует регулятор скорости потока 16,  электрически связанный  с инфракрасным термометром  15, который подаёт сигнал на регулятор скорости потока,  что позволяет, в свою очередь, вносить коррективы (меняет автоматически скорость потока азотно-воздушной смеси)  при проведении  процедуры.  Чем ниже температура обрабатываемой поверхности пациента, тем меньше скорость потока азотно-воздушной смеси.
При объеме 400 - 600 мл жидкого азота время работы аппарата с одной заправкой  с мини-компрессором составляет - от 3 до 15 мин  в зависимости от скорости потока азотно-воздушной смеси;  время  работы аппарата увеличивается за счёт  выполнения  рассекателей 13 (фиг.2,3) из пористых материалов, которые впитывают жидкий азот  (при заправке аппарата пористые материалы выполняют функцию аккумулятора холода).
Теплоизолированный корпус 4 выполнен из материалов с низкой теплопроводностью (поролон, пенопласт), либо теплоизоляция может быть вакуумной.
Предлагаемое устройство для локальной криотерапии обеспечивает возможность регулирования скорости потока  азотно-воздушной смеси, в зависимости от температуры кожного покрова пациента, настраивать аппарат на нужную скорость потока, что позволяет использовать подаваемый на определённый участок кожного покрова поток азотно-воздушной смеси  с эффектом гидромассажа, местной анестезии и, в силу инертности азота, дезинфекции  биотканей,  (т.к. азот является инертным веществом), кроме того, при этом увеличивается КПД устройства.
Таким образом, задача, стоящая перед полезной моделью решена.