УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ХОЛОДОВЫХ И ТЕПЛОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ НА УЧАСТКЕ КОЖНОГО ПОКРОВА ПАЦИЕНТА
PATIENT SKIN COLD AND WARM RECEPTOR DENSITY SENSOR

Изобретение относится к области медицинской техники, а конкретно к диагностическим приборам, основывающимся на определении температурной чувствительности кожи человека.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству относится термоэстезиометр Беликовой З.П., содержащий блоки охлаждения и нагрева, выполненные в виде конусообразных стеклянных сосудов, заполняемых либо горячей водой, либо мелкомолотым льдом, игловидный термод, установленный в острие сосуда, датчик и индикатор температуры в виде ртутного или спиртового термометра (см. Патент РФ 2392844).
стmax
стmin
Недостаток известного устройства, принятого за прототип, состоит в сложности и громоздкости тепловой схемы, применяемой для определения температурной чувствительности участков кожного покрова, предполагающий использование не входящих непосредственно в состав устройства блоков охлаждения и нагрева воды, заливаемой в сосуды, до значений температур t и t, сложности изменения амплитудных температур статирования термода в соответствии с субъективными особенностями пациента.
Задачей изобретения является упрощение тепловой схемы устройства для определения температурной чувствительности участков кожи человека.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для определения числа холодовых и тепловых рецепторов на участке кожи пациента содержит термод, датчик и измеритель температуры термода, при этом в состав устройства введены термомодуль, реализующий эффект Пельтье и содержащий тепловоздействующую и теплообменную поверхности, радиаторная система, источник постоянного тока, первый коммутатор, второй коммутатор, генератор управляющих сигналов, двухканальный регулятор-измеритель температуры, счетчик импульсов, управляемый пациентом блок генерирования импульсов, термод установлен на тепловоздействующей поверхности термомодуля, радиаторная система размещена на теплообменной поверхности термомодуля, датчик температуры размещен в канале термода, выходы источника постоянного тока соединены с входами первого коммутатора, выходы первого коммутатора соединены с полюсами термомодуля, выходы датчика температуры соединены с входами двухканального регулятора-измерителя температуры, каждый коммутирующий выход двухканального регулятора-измерителя температуры соединен с одним из двух входов второго коммутатора, выходные контакты второго коммутатора введены в цепь электропитания термомодуля, выход генератора управляющих сигналов параллельно соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов, а выход блока генерирования импульсов соединен с входом счетчика импульсов. Блок генерирования импульсов выполнен в виде кнопочного замыкателя или в виде микрофона.
Первый канал регулятора-измерителя температуры выполнен с возможностью стабилизации температуры термода на нижнем уровне в диапазоне от минус 15°С до 20°С, а второй канал регулятора-измерителя температуры выполнен с возможностью стабилизации температуры термода на верхнем уровне в диапазоне от 35°С до 60°С.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
На фиг.1 схематично представлена конструкция исполнительного элемента термоэстезиометра, на фиг.2 представлена электрическая схема предложенного устройства, на фиг.3 - приборная панель блока питания и управления.
Конструктивно предложенное устройство состоит из трех блоков: блока питания и управления, исполнительного элемента, управляемого пациентом блока генерирования импульсов.
В состав исполнительного элемента входит (фиг. 1) полупроводниковый термомодуль 1, реализующий эффект Пельтье, содержащий тепловоздействующую поверхность 2, на которой установлен термод 3, теплообменную поверхность 4, на которой установлена радиаторная система 5, обдуваемая вентилятором 6.
Конструктивно термод 3 выполнен в виде заостренного тела с теплоконтактной плоскостью, внутри тела выполнен канал для размещения с обеспечением хорошего теплового контакта, миниатюрного датчика температуры 7.
2
По теплоконтактной поверхности термод 3 установлен на тепловоздействующей поверхности 2 термомодуля 3. Так как тепловые рецепторы лежат в толще кожи, образуя мозаику тепловых пятен, каждое диаметром около 1 мм, то значение площади заостренного конца термода находится в диапазоне 0,8-1,5 мм.
Исполнительный элемент термоэстезиометра оснащен ручкой 8, в которой выполнен канал для размещения участка кабеля 9, соединяющего исполнительный элемент с блоком питания и управления.
В состав электрической схемы предложенного термоэстезиометра входит (фиг.2) источник постоянного тока 10, выходами соединенный с входами первого коммутатора 11, выходы которого, в свою очередь, соединены с полюсами термомодуля 1, двухканальный регулятор-измеритель температуры 12, с входами которого соединены выходы датчика температуры 7, размещенного в канале термода 3, а каждый коммутирующий выход соединен с одним из двух входов второго коммутатора 13, выходные контакты которого введены в цепь электропитания термомодуля 1.
В состав блока управления входит также генератор управляющих сигналов 14, выходы которого параллельно соединены с управляющими входами первого коммутатора 11 и второго коммутатора 13, управляемый пациентом блок 15 генерирования импульсов, выходом соединенный с входом счетчика 16 импульсов посредством кабеля 17.
В качестве примера конкретного исполнения блок 15 генерирования импульсов может быть выполнен в виде кнопочного замыкателя, размещаемого в руке пациента, или микрофона, размещаемого в области рта пациента и др.
Первый коммутатор предназначен для реверсирования полярности напряжения, подаваемого на полюса термомодуля 1 от источника постоянного тока 10.
На приборной панели (фиг.3) блока управления размещены тумблер 18 для подключения прибора в сеть электропитания, тумблер 19 для включения источника 10 постоянного тока и подачи напряжения на термомодуль 1 и вентилятор 6, переключатель 20 для управления генератором 14, светодиод 21 синего цвета, сигнализирующий о том, что термомодуль 1 работает в режиме охлаждения термода 3, светодиод 22 красного цвета, сигнализирующий о том, что термомодуль 1 работает в режиме нагрева термода 3, табло 23 цифрового счетчика 16 импульсов, табло 24 двухканального регулятора-измерителя 12 температуры, розетка 25 разъема для подключения вилки кабеля 9 исполнительного элемента, розетка 26 для подключения вилки кабеля 17 блока 15 генерирования импульсов.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Подключают блок питания и управления в сеть электропитания посредством сетевого кабеля с вилкой (не показан).
Вставляют в розетку 25 на приборной панели вилку кабеля 9 для подключения исполнительного элемента.
Вставляют в розетку 26 вилку кабеля 17 для подключения блока 15 генерирования импульсов.
Переводят тумблер 18 в положение «Вкл». При этом загорается цифра «0» на табло 23 цифрового счетчика импульсов 16, а на табло 24 регулятора-измерителя температуры 12 загораются цифры, несущие информацию о температуре термода 3, в соответствии с сигналами, поступающими от установленного внутри него датчика температуры 7.
Переводят переключатель 20 в одно из положений, определяющих работу термомодуля 1 либо в режиме охлаждения, либо в режиме нагрева. При этом загорится либо синий 21, либо красный 22 светодиоды.
стmax
стmin
Посредством кнопок ↑, ↓, ПРОГ (не показаны) устанавливают на табло 23, в соответствии с медицинскими требованиями, значения верхнего t и нижнего t режимов термостатирования термода 3 при проведении процедуры измерения числа тепловых и холодовых терморецепторов на участке кожи человека.
Передают пациенту блок 15 генерирования импульсов. В качестве примера конкретного исполнения помещают в ладони пациента кнопочный замыкатель или устанавливают в области рта микрофон.
Обследуемому пациенту заранее объясняют сущность метода, состоящего в том, что после возникновения единичного точечного ощущения холода или тепла пациент должен послать посредством блока 15 импульс на вход счетчика 16.
Переводят тумблер 19 в положение «Вкл». При этом термомодуль 1 начинает работать в предварительно выставленном режиме теплового воздействия, например, в режиме охлаждения.
x
После 10-15-минутной адаптации пациенту при комнатной температуре начинают прикладывать охлажденный конец термода к различным точкам участка кожного покрова, выявляя по ответной реакции пациента числа функционирующих холодовых рецепторов. Разделив выявленное число Nx холодовых рецепторов на площадь участка кожного покрова, на котором производились исследования, определяют значение числа n холодовых рецепторов на единице площади кожного покрова:
Переводят переключатель 20 в другое положение. При этом первый коммутатор 11 меняет полярность напряжения, подаваемого на термомодуль 1 от источника постоянного тока 10, вследствие чего на тепловоздействующей поверхности 2 термомодуля начинает реализовываться нагревательный режим.
стmax
При этом от генератора 14 на управляющие входы первого коммутатора 11 и второго коммутатора 13 поступает управляющий сигнал другой величины. Коммутатор 13 подключает в сеть электропитания термомодуля 1 второй коммутирующий выход двухканального регулятора-измерителя температуры, обеспечивающий поддержание температуры термода на уровне t. Выявление числа функционирующих тепловых рецепторов осуществляют по методике, аналогичной вышеописанной для холодовых рецепторов.
Предложенная конструкция обеспечивает упрощение тепловой схемы и суммарной комплектации устройства, предназначенного для реализации процесса определения температурной чувствительности участка кожи человека, в частности, обеспечивает возможность прецизионного термостатирования термода как при охлаждении, так и при нагреве непосредственно блоками, входящими в его состав без использования дополнительных внешних устройств, возможность точной коррекции верхних и нижних температур статирования, отвечает современным требованиям, предъявляемым к изделиям медицинской техники.