УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЩЕЙ КРИОТЕРАПИИ
DEVICE FOR GENERAL CRYOTHERAPY

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для проведения криотерапевтических процедур посредством кратковременного экстремального охлаждения поверхности тела человека, ниже уровня шеи, потоками газовой смеси паров жидкого азота и воздуха с температурой минус 130-160°С.
В частности, изобретение может быть использовано для проведения процедур общей криотерапии в условиях передвижных, стационарных и амбулаторных отделений лечебно-профилактических, санаторно-курортных и оздоровительных учреждений, в том числе может применяться для повышения выносливости, например, спортсменов.
Общая криотерапия применяется в ревматологии (ревматические поражения мягких тканей, ревматоидный артрит, болезнь Бехтерева), в неврологии (вертеброгенная патология с болевыми синдромами), дерматологии (системные заболевания кожи), травматологии и ортопедии (посттравматическая реабилитация, деформирующий полиостеоартроз), спортивной медицине (травмы мышечно-связочного аппарата), а также при психосоматической патологии, неврозах, депрессивных и стрессорных состояниях, при этом общая криотерапия стимулирует иммунную и эндокринную системы человека, обмен веществ, вызывает насыщение крови человека эндорфинами.
Известно устройство для общей криотерапии (см. RU 38591, A61F 7/00, 10.07.2004), содержащее кабину для размещения пациента, теплоизолированную емкость с конденсатором и систему криостатирования с побудителем расхода хладагента. Устройство содержит блок вентиляции, выполненный из трубопроводов с вентилятором и трехходовым клапаном, побудитель расхода теплоносителя соединен трубопроводом с теплоизолированной емкостью, а вентилятор теплоизолированной емкости установлен на трубопроводе, соединяющем кабину для размещения пациента с теплоизолированной емкостью.
Недостатки известного устройства состоят в использовании вентилятора и длинного трубопровода для транспортировки хладагента от системы криостатирования непосредственно к кабине для размещения пациента, что приводит к возникновению дополнительных теплопритоков, повышающих энергозатраты устройства в целом.
Известно устройство для общей криотерапии (см. RU 130836, А61В 18/02, 10.08.2013), содержащее кабину для размещения пациента с дверью, установленный на дне кабины подъемный механизм, блок подготовки криогенного газа и средства подачи его в кабину, а также блок управления для поддержания заданного рабочего давления криогенного газа в средствах его подачи и температуры внутри кабины. Кабина при закрытой двери образует замкнутую термоизолированную полость с отверстием на боковой поверхности в виде окна для лица пациента. В верхней части кабины установлен клапан сброса избыточного давления. Корпус кабины и ее дверь выполнены из теплоизоляционных материалов. Средства подачи криогенного газа в кабину включают в себя размещенные в кабине, по меньшей мере, двумя вертикальными рядами сопла и каналы, соединяющие сопла с системой подготовки криогенного газа. Сопла по высоте расположены в верхней и средней частях кабины. Клапан сброса избыточного давления выполнен гравитационным и установлен на двери кабины.
Одним из недостатков известного устройства является вероятность попадания криогенного газа в верхние дыхательные пути и легкие пациента из-за неплотного прижатия лица к мягкой окантовке ввиду несовпадения формы профилирующего окна и лица пациента, что приводит к риску их криоповреждения, а также ввиду невозможности покинуть кабину, так как для этого необходимо перемещаться по кабине, заполненной парами азото-воздушной смеси.
Другим недостатком данного устройства является отсутствие вентилятора, направляющего пары хладагента из отсека испарителя в смесительный отсек и выполняющего функцию каплеотделителя, что может приводить к выбросу азотных струй в кабину с пациентом и наносить вред его здоровью.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве ближайшего аналога, является устройство для общей криотерапии (см. US 2013025302, F25D 31/00, 31.01.2013), содержащее кабину для размещения пациента, соединенный с ней блок подготовки криогенного газа, блок подачи хладагента, соединенный с блоком подготовки криогенного газа и содержащий сосуд для хладагента (жидкого азота), блок вентиляции, предназначенный для удаления отработанного криогенного газа, и блок управления.
Недостатки известного устройства заключаются в высоком расходе жидкого азота, вследствие отсутствия информации о его количестве в сосуде и количестве криосеансов, которые можно провести с тем количеством жидкого азота, которое находится в сосуде, отсутствии контроля температурного поля в кабине для размещения пациента, невозможности дозировать необходимое количество жидкого азота для проведения одного или нескольких криосеансов, трудоемкости процесса замены криогенного сосуда.
Технической проблемой, решаемой данным изобретением, является создание устройства для общей криотерапии, лишенного указанных недостатков.
В результате достигается технический результат, заключающийся в снижении расхода хладагента и возможности контроля температуры по всей высоте кабины для размещения пациента.
Конкретно, технический результат достигается путем создания устройства для общей криотерапии, содержащего кабину для размещения пациента, соединенный с ней блок подготовки криогенного газа, блок подачи хладагента, соединенный с блоком подготовки криогенного газа и содержащий первый сосуд для хладагента, блок вентиляции, предназначенный для удаления отработанного криогенного газа, и блок управления, при этом оно снабжено датчиками температуры, размещенными в кабине для размещения пациента по всей ее высоте, выходы которых соединены с соответствующими входами блока управления, а блок подачи хладагента дополнительно снабжен вторым сосудом для хладагента, расположенным на электронных весах и выполненным с возможностью дозированной подачи хладагента из первого сосуда для хладагента во второй сосуд для хладагента.
Согласно частному варианту выполнения, кабина для размещения пациента, блок подготовки криогенного газа, блок подачи хладагента, блок вентиляции и блок управления размещены в едином корпусе.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, устройство для общей криотерапии дополнительно содержит пирометрический датчик температуры кожи, выход которого соединен с входом блока управления.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, кабина для размещения пациента снабжена подъемным механизмом.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, на кабине для размещения пациента установлена кнопка экстренной остановки работы устройства для общей криотерапии.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, блок подготовки хладагента содержит отсек испарения хладагента, смесительный отсек и отсек рециркуляции.
Согласно предпочтительному варианту выполнения, отсек испарения хладагента снабжен двумя датчиками уровня, предназначенными для измерения соответственно нижнего и верхнего уровня жидкости, и датчиком аварийного отключения.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения, кабина для размещения пациента в поперечном сечении имеет форму окружности.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, кабина для размещения пациента по верхней кромке имеет диаметр, обеспечивающий акцентированное охлаждение плеч пациента.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения, в области верхней кромки кабины для размещения пациента имеется, по меньшей мере, один воздухозаборник выбросов газовых струй.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, устройство снабжено устройством ввода-вывода информации, связанным с блоком управления.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения, устройство ввода-вывода информации представляет собой планшетный компьютер.
На фиг. 1 показано схематичное изображение устройства для общей криотерапии (вид сбоку).
На фиг. 2 показано схематичное изображение устройства для общей криотерапии (вид сверху).
Устройство для общей криотерапии, показанное на фиг. 1 и 2, содержит, по существу, цилиндрическую кабину для размещения пациента 1, блок подготовки криогенного газа 2, блок подачи хладагента 3, блок вентиляции 4 и блок управления 5, размещенные в едином корпусе (не показан).
Кабина для размещения пациента 1 предназначена для организации непосредственного контакта кожи пациента с криогенным газом и снабжена подъемным механизмом 6 и дверью для входа и выхода пациента (не показана).
Внутренние панели кабины для размещения пациента 1 выполнены из термоизоляционного материала, а задняя по отношению к расположению пациента во время проведения сеанса криотерапии панель кабины для размещения пациента 1 имеет отверстие 7, предназначенное для поступления криогенного газа из блока подготовки криогенного газа 2 и возврата отработанного криогенного газа на рециркуляцию, и дефлектор 8, разделяющий входящий и выходящий потоки криогенного газа.
По верхней кромке кабина для размещения пациента 1 имеет диаметр, обеспечивающий акцентированное охлаждение плеч пациента. В области верхней кромки она снабжена, по меньшей мере, одним газосборником 9, предназначенным для забора струй, выходящих из кабины для размещения пациента камеры и предотвращения вдыхания пациентом криогенного газа, и газосборником конечной откачки и сушки 10, расположенным под подъемным механизмом 6 и соединенным с блоком вентиляции 4 трубопроводом 11.
В кабине для размещения пациента 1 расположены размещенные по всей ее высоте датчики температуры Т1-Т9.
Устройство также снабжено пирометрическим датчиком температуры Т10, который измеряет температуру на поверхности кожи пациента, размещенным во внутренней панели кабины для размещения пациента 1 над дефлектором 8.
Кабина для размещения пациента 1 соединена с блоком подготовки криогенного газа 2 трубопроводом 12 подачи криогенного газа и трубопроводом 13 возврата газа на рециркуляцию.
Блок подготовки криогенного газа 2 включает в себя три отсека: отсек испарения хладагента 14, смесительный отсек 15 и отсек рециркуляции 16 и содержит корпус 17, трубу парожидкостной смеси 18, вентилятор 19 с приводом (не показан), заслонку 20 и трубу криогенного газа 21.
Отсек испарения хладагента 14 представляет собой изолированную емкость с жидкостью, расположенную в нижней части корпуса 17 блока подготовки криогенного газа 2 и снабженную датчиками уровня 22а и 22b, предназначенными для измерения соответственно нижнего и верхнего уровня жидкости, и датчиком аварийного отключения 22с.
Смесительный отсек 15 расположен над отсеком испарения хладагента 14. Через него проходит труба парожидкостной смеси 18, выходящая из отсека испарения хладагента 24. С помощью вентилятора 19 парожидкостная смесь из трубы парожидкостной смеси 18 (соединенной своим нижним концом с отсеком испарения хладагента 14) направляется по трубе криогенного газа 21 в смесительный отсек 15. Смесительный отсек 15 соединен с кабиной для размещения пациента 1 трубопроводом подачи криогенного газа 12, через который в кабину для размещения пациента 1 поступает криогенный газ. Трубопровод подачи криогенного газа 12 снабжен датчиком температуры T11, выход которого соединен с соответствующим входом блока управления 5.
Кабина для размещения пациента 1 соединена с отсеком рециркуляции 16 трубопроводом 13 возврата газа на рециркуляцию, по которому отработанный криогенный газ из кабины для размещения пациента 1 поступает в отсек рециркуляции 16. Отсек рециркуляции 16 соединен со смесительным отсеком 15 (посредством фиксируемой в необходимом положении задвижки 23, с помощью которой регулируется скорость потока) и с отсеком испарения хладагента 14.
Блок подачи хладагента 3 включает первый сосуд для хладагента (например, сосуд Дьюара) 25 и второй сосуд для хладагента 26, предназначенные для хранения хладагента (в частности, жидкого азота), которые соединены между собой линиями воздушного и криогенного трубопроводов 27 и 28 с помощью быстроразъемных соединений, закрепленных на стенке технического отсека (не показан) устройства для общей криотерапии.
На линии криогенного трубопровода 28 установлен электромагнитный клапан 29, а на линии воздушного трубопровода 27 установлен трехходовой клапан 30 с электроприводом, соединенный с вихревой воздуходувкой 31.
Второй сосуд для хладагента 26 установлен на электронных весах 32, снабженных тензометрическим датчиком 33. С горловиной второго сосуда для хладагента 26 соединен узел забора хладагента 34, включающий в себя наполняющую трубу 35, соединяющую первый сосуд для хладагента 25 и второй сосуд для хладагента 26, трубу наддува 36, трубу сброса 37, соединенную с блоком вентиляции 4 (и далее с атмосферой), и трубу подачи хладагента 24, соединяющую второй сосуд для хладагента 26 с блоком подготовки криогенного газа 2 и снабженную электромагнитным клапаном 38. Между вторым сосудом для хладагента 26 и узлом забора хладагента 34 установлена герметизирующая прокладка (не показана).
Блок вентиляции 4 включает в себя трубопровод, на котором установлены канальный вентилятор 39 и трехходовый клапан 40 с электроприводом.
Входы блока управления 5 соединены с выходами датчиков уровня 22а и 22b, датчиков температуры Т1-Т9, пирометрического датчика температуры Т10, тензометрического датчика 33, датчика температуры Т11 и датчика аварийного отключения 22с. Выходы блока управления 5 соединены с исполнительными устройствами: канальным вентилятором 39, вихревой воздуходувкой 31, вентилятором 19, электромагнитными клапанами 29 и 38, трехходовыми клапанами 30 и 40 и подъемным механизмом 6.
Блок управления 5 обеспечивает работу упомянутых исполнительных устройств (39, 31, 19, 29, 38, 30, 40 и 6) в режимах, необходимых для реализации общей криотерапии, в соответствии с данными, поступающими с упомянутых датчиков (22а, 22b, Т1-Т11, 33 и 22с), и выводит информацию о работе устройства на устройство ввода-вывода информации 41, расположенное на корпусе устройства для общей криотерапии, с помощью которого оператор производит мониторинг, контроль и управление параметрами работы устройства для общей криотерапии.
В частном варианте выполнения устройство ввода-вывода информации 41 представляет собой планшетный компьютер, соединенный с блоком управления посредством беспроводной связи.
Устройство для общей криотерапии используют следующим образом.
Предварительно перед началом сеансов криотерапии при помощи блока управления 5 рассчитывают общее количество хладагента, необходимое для их проведения.
Затем из первого сосуда для хладагента 25 в второй сосуд для хладагента 26 автоматически переливают рассчитанное количество хладагента, отмеряемое посредством электронных весов 32, оснащенных тензометрическим датчиком 33, и передают информацию о массе второго сосуда для хладагента 26 с хладагентом на блок управления 5.
Затем пациент входит внутрь кабины для размещения пациента 1, и оператор, проводящий процедуру, управляя подъемным механизмом 6, обеспечивает поднятие пациента до выравнивания его плеч с кромкой кабины для размещения пациента 1. Таким образом, полностью исключается возможность попадания криогенного газа в дыхательные пути пациента и, следовательно, переохлаждения его верхних дыхательных путей. Дверь кабины для размещения пациента закрывают, и оператор включает подачу криогенного газа, задавая при этом параметры (например, время) подачи криогенного газа в кабину 1.
При этом в втором сосуде для хладагента 26 создают избыточное давление за счет включения вихревой воздуходувки 31, в результате чего хладагент через трубу подачи хладагента 24 поступает в блок подготовки криогенного газа 2, где в отсеке испарения хладагента 14 происходит его испарение.
Образовавшуюся парожидкостную смесь с помощью вентилятора 19 направляют по трубе криогенного газа 21 в смесительный отсек 15 (скорость ее потока регулируют с помощью заслонки 20), откуда через трубопровод подачи рабочего газа 12 подают в кабину для размещения пациента 1. Отработанный газ из кабины для размещения пациента 1 по трубопроводу возврата газа на рециркуляцию 13 подают в отсек рециркуляции 16, где смешивают с криогенным газом и, пропуская через задвижку 23 (которая позволяет регулировать скорость потока), подают в смесительный отсек 15 и далее вновь в кабину для размещения пациента 1.
После окончания сеанса криотерапии по трубопроводу 11 производят опорожнение кабины для размещения пациента 1 от криогенного газа через газосборник откачки и сушки 10 и выброс (посредством блока вентиляции 4) указанного газа в атмосферу.