RU2641066C2 - Thermoelectric semiconductor device for neck-collar zone massage - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: thermoelectric semiconductor device for neck-collar zone massage contains a flexible poroelastic base with an ability to fit the neck and collar zone. The base is made in the form of an elastic interlayer, on which thermoelectric modules (TEM) are fixed. TEM hot junctions are in a thermal contact with a highly heat-conductive gel layer, containing a thermal sensor, and bearing junctions - with aluminium plates located in the cavity of an elastic fluid heat exchanger, common to the entire combination of thermoelectric modules and provided with fittings for flexible tubes connection. Elastic interlayer contains ferromagnetic needle elements located between each adjacent pair of TEM. Magnetic action in the device is created by wires surrounding each ferromagnetic needle element with the opposite direction of winding at adjacent ferromagnetic needle elements feeding the corresponding TEM. Fastening of TEM and ferromagnetic needle elements on the elastic interlayer is made taking into account exclusion of influence at the area of the spinal column.

EFFECT: combination of the function of alternating heating and cooling massage applicators in a single device, with a possibility of creation of a temperature regime and a magnetic exposure mode.

1 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и предназначено для комбинированного воздействия на шейно-воротниковую зону человека.The invention relates to medicine and is intended for a combined effect on the cervical-collar zone of a person.

Периодические боли в области шеи, плеч и поясницы - одно из наиболее распространенных недомоганий людей различных возрастов. Они могут быть вызваны заболеваниями позвоночника, повышенной физической нагрузкой, избыточным весом или продолжительным пребыванием в сидячем положении («сидячей» работой).Periodic pain in the neck, shoulders and lower back is one of the most common ailments of people of different ages. They can be caused by diseases of the spine, increased physical exertion, overweight or prolonged stay in a sitting position ("sedentary" work).

Постоянная боль в мышцах шеи и плеч приводит к возникновению неприятных хронических заболеваний, связанных с поражением связочно-мышечного аппарата, окружающего плечевой сустав, самого плечевого сустава (бурсит), а также паталогическими изменениями на уровне шейного отдела позвоночника (шейный остеохондроз и спондилоартроз).Constant pain in the muscles of the neck and shoulders leads to unpleasant chronic diseases associated with damage to the ligamentous-muscular apparatus surrounding the shoulder joint, the shoulder joint itself (bursitis), as well as pathological changes at the level of the cervical spine (cervical osteochondrosis and spondylarthrosis).

Массаж шейно-воротниковой зоны улучшает кровообращение, обеспечивает отток крови от головы, что способствует снятию головных болей, головокружения, снимает напряжение и боли в шее или плечах от переутомления и напряжения и т.п.Massage of the cervical-collar zone improves blood circulation, provides blood outflow from the head, which helps relieve headaches, dizziness, relieves tension and pain in the neck or shoulders from overwork and tension, etc.

Из многих факторов рефлексотерапевтического воздействия наиболее эффективным является термическое (прогревание и охлаждение), что обусловлено иррадиацией и глубиной проникновения тепла. Под влиянием тепла расширяются артериолы, давление и скорость кровотока в капиллярах увеличивается. Расширение кровеносных сосудов и усиление кровообращения приводят к гиперемии и повышению температуры кожи. Гиперемия сопровождается усилением процессов обмена, образованием биологически активных веществ, что способствует усилению процесса регенерации, рассасыванию продуктов тканевого распада. Тепловое воздействие способствует расширению кровеносных и лимфатических сосудов, снимая сосудистые спазмы и облегчая очищение крови и лимфы, ускоряет метаболические процессы в организме, уничтожает либо подавляет активность многих возбудителей болезни. Все это обуславливает противовоспалительный, обезболивающий, антисептический и рассасывающий эффект. Местное же холодовое воздействие приводит к локальному замедлению уровня обменных процессов в охлажденных тканях, снижению потребления ими кислорода (и потребности в нем) и питательных веществ клетками.Of the many factors of reflexotherapy, the most effective is thermal (heating and cooling), which is due to irradiation and the depth of heat penetration. Under the influence of heat, arterioles expand, pressure and blood flow in the capillaries increase. The expansion of blood vessels and increased blood circulation lead to hyperemia and an increase in skin temperature. Hyperemia is accompanied by an increase in metabolic processes, the formation of biologically active substances, which helps to strengthen the regeneration process, and resorption of tissue decay products. Thermal exposure promotes the expansion of blood and lymph vessels, relieving vascular spasms and facilitating the cleansing of blood and lymph, accelerates the metabolic processes in the body, destroys or inhibits the activity of many pathogens. All this causes an anti-inflammatory, analgesic, antiseptic and absorbable effect. Local cold exposure leads to a local slowdown in the level of metabolic processes in chilled tissues, a decrease in their oxygen consumption (and the need for it) and nutrients by cells.

Магнитное поле значительно повышает эффективность лимфодренажа, усиливает обменные процессы, стимулирует микроциркуляцию, способствует рассасыванию фиброзной ткани, улучшает проводимость.The magnetic field significantly increases the efficiency of lymphatic drainage, enhances metabolic processes, stimulates microcirculation, promotes resorption of fibrous tissue, and improves conductivity.

При одновременном использовании физических факторов взаимопотенцирование их физиологического и лечебного действия выражено сильнее, чем при комбинированном (последовательном) применении этих же факторов. Сочетанные методы к тому же дают возможность без ущерба для больного сократить количество применяемых ежедневно методик лечения, обеспечивают большую экономию времени, затрачиваемого на раздельное проведение нескольких процедур.With the simultaneous use of physical factors, the mutual potentiation of their physiological and therapeutic effects is more pronounced than with the combined (sequential) use of the same factors. The combined methods also make it possible, without prejudice to the patient, to reduce the number of treatment methods used daily, and provide a great saving of time spent on several separate procedures.

Известны устройства для проведения массажных процедур, которые используются для снятия спазм мышц и мышечной усталости, оказания расслабляющего и успокаивающего действия, для профилактики возникновения и проведения терапевтического лечения заболеваний верхнего отдела позвоночника.Known devices for conducting massage procedures that are used to relieve muscle spasm and muscle fatigue, provide a relaxing and calming effect, to prevent the occurrence and therapeutic treatment of diseases of the upper spine.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является ипликатор (2145834), содержащий гибкое основание, закрепленные на поверхности основания чередующиеся игольчатые элементы с притупленными и острыми концами одинаковой или разной высоты, причем основание выполнено с упругодеформируемой поверхностью, а игольчатые элементы выполнены в виде закрепленных по отдельности шипов с возможностью их взаимного отклонения при деформации поверхности основания.The closest analogue in technical essence is the applicator (2145834), containing a flexible base, alternating needle elements fixed to the base surface with blunt and sharp ends of the same or different height, the base being made with an elastically deformable surface, and the needle elements are made in the form of individually mounted studs with the possibility of their mutual deviation during deformation of the surface of the base.

Недостатком данного устройства является невозможность сочетания в устройстве функций механического массажа, нагрева, охлаждения и магнитного воздействия.The disadvantage of this device is the impossibility of combining in the device the functions of mechanical massage, heating, cooling and magnetic exposure.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является сочетание функции попеременного нагрева и охлаждения массажных аппликаторов в едином устройстве с возможностью температурного режима и режима магнитовоздействия.The technical result of the invention is a combination of the alternate heating and cooling functions of massage applicators in a single device with the possibility of temperature and magnetic effects.

Для достижения этой цели предлагается устройство, содержащее гибкое упругодеформируемое основание с возможностью облегания шейно-воротниковой зоны, выполненное в виде эластичной прослойки 1, на которой закреплены термоэлектрические модули (ТЭМ) 2, рабочие спаи 3 которых находятся в тепловом контакте с высокотеплопроводной гелевой прослойкой 4, содержащей термодатчик 5, а опорные спаи 6 находятся в тепловом контакте с алюминиевыми пластинами 7, которые находятся в полости эластичного жидкостного теплообменника 8, общего для всей совокупности ТЭМ 2 и имеющего штуцера 9 для подключения гибких трубок 10. Вместе с тем эластичная прослойка 1 содержит ферромагнитные игольчатые элементы 11, расположенные между каждой соседней парой ТЭМ 2. При этом магнитное воздействие в устройстве создается при помощи опоясывающих каждый из ферромагнитных игольчатых элементов 11 проводов 12 с противоположным направлением навивки у соседних ферромагнитных игольчатых элементов 11, питающих соответствующий ему ТЭМ 2. Противоположная навивка проводов необходима для изменения направления магнитного поля соседних игольчатых элементов 11. Крепление ТЭМ 2 и ферромагнитных игольчатых элементов 11 на эластичной прослойке 1 выполнено с учетом исключения воздействия на область позвоночного столба.To achieve this goal, a device is proposed that contains a flexible elastically deformable base with the ability to fit the cervical-collar zone, made in the form of an elastic layer 1 on which thermoelectric modules (TEM) 2 are fixed, the working junctions 3 of which are in thermal contact with the highly conductive gel layer 4, containing a temperature sensor 5, and the reference junctions 6 are in thermal contact with aluminum plates 7, which are in the cavity of the elastic liquid heat exchanger 8, common to the whole TEM 2 and having a fitting 9 for connecting flexible tubes 10. At the same time, the elastic layer 1 contains ferromagnetic needle elements 11 located between each adjacent pair of TEM 2. At the same time, the magnetic effect in the device is created using the wires 11 surrounding each of the ferromagnetic needle elements. 12 with the opposite direction of winding at adjacent ferromagnetic needle elements 11 supplying the corresponding TEM 2. The opposite winding of wires is necessary to change the direction of the magnetic A neighboring needle members 11. Fastening of TEM needle 2 and the ferromagnetic members 11 on the elastic interlayer 1 formed with the deletion of the impact on the area of the spinal column.

Принцип работы предлагаемого устройства следующий.The principle of operation of the proposed device is as follows.

Перед началом работы задается определенная температура на программируемом блоке управления 13, соответствующие сигналы с которого подаются на вход блока питания 14, который в, свою очередь, осуществляет подачу электрического тока заданной величины и полярности полупроводниковых ТЭМ 2. В результате этого рабочие спаи 3 ТЭМ 2, находящиеся в контакте с гелевой прослойкой 4, начинают нагреваться либо охлаждаться до заданной температуры и, таким образом, создавать температурное воздействие на шейно-воротниковую зону. Температура гелевой прослойки 4 контролируется посредством термодатчика 5 и отображается на цифровом табло 15. Температурная стабилизация опорных спаев 6 ТЭМ 2 осуществляется при помощи эластичного жидкостного теплообменника 8, общего для всей совокупности ТЭМ 2, находящихся с ними в тепловом контакте. Излишек тепла с опорных спаев 6 ТЭМ 2 передается через алюминиевые пластины 7, имеющие с ними тепловой контакт и находящиеся в полости эластичного жидкостного теплообменника 8. Термостабилизация алюминиевых пластин 7 осуществляется их контактом с водой, протекающей по эластичному жидкостному теплообменнику 8, имеющему штуцера 9 для подключения гибких трубок 10. Электрический ток, протекая по виткам проводов 12 опоясывающих каждый из ферромагнитных игольчатых элементов 11, создает магнитное поле, действующее на биообъект. После установки необходимой температуры воздействия устройство приводят в непосредственный контакт с телом пациента.Before starting work, a certain temperature is set on the programmable control unit 13, the corresponding signals from which are fed to the input of the power unit 14, which, in turn, supplies an electric current of a given magnitude and polarity to the semiconductor TEM 2. As a result, the working junctions 3 of the TEM 2, being in contact with the gel layer 4, begin to heat up or cool down to a predetermined temperature and, thus, create a temperature effect on the cervical-collar zone. The temperature of the gel layer 4 is controlled by a temperature sensor 5 and displayed on a digital display 15. The temperature stabilization of the reference junctions 6 of the TEM 2 is carried out using an elastic liquid heat exchanger 8, common to the entire totality of the TEM 2 in thermal contact with them. The excess heat from the supporting junctions 6 of the TEM 2 is transmitted through aluminum plates 7 having thermal contact with them and located in the cavity of the elastic liquid heat exchanger 8. The aluminum plates 7 are thermally stabilized by their contact with water flowing through the elastic liquid heat exchanger 8, which has a fitting 9 for connection flexible tubes 10. An electric current flowing through the turns of wires 12 encircling each of the ferromagnetic needle elements 11 creates a magnetic field acting on the biological object. After setting the required exposure temperature, the device is brought into direct contact with the patient’s body.

Данное устройство просто в изготовлении, легко обслуживается и обладает высокой надежностью. Предлагаемое устройство может работать в различных температурных режимах, обеспечивая возможность попеременного воздействия отрицательных и положительных температур. Кроме того, помимо создания необходимого температурного режима, устройство осуществляет и магнитное воздействие.This device is easy to manufacture, easy to maintain and highly reliable. The proposed device can operate in various temperature conditions, providing the possibility of alternating exposure to negative and positive temperatures. In addition, in addition to creating the necessary temperature conditions, the device carries out a magnetic effect.

Конструктивная простота устройства и возможность смены режимов в широком интервале температур обеспечивает применение его в реабилитационных отделениях и лечебно-профилактических учреждениях широкого профиля.The constructive simplicity of the device and the ability to change modes in a wide temperature range ensures its use in rehabilitation departments and medical institutions of a wide profile.

Claims (1)

Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для массажа шейно-воротниковой зоны, содержащее гибкое упругодеформируемое основание с возможностью облегания шейно-воротниковой зоны, выполненное в виде эластичной прослойки, содержащей игольчатые элементы, отличающееся тем, что на эластичной прослойке закреплены термоэлектрические модули, рабочие спаи которых находятся в тепловом контакте с высокотеплопроводной гелевой прослойкой, содержащей термодатчик, а опорные спаи находятся в тепловом контакте с алюминиевыми пластинами, находящимися в полости эластичного жидкостного теплообменника, общего для всей совокупности термоэлектрических модулей и имеющего штуцера для подключения гибких трубок, при этом термоэлектрические модули подключены к блоку питания, связанному с программируемым блоком управления, который, в свою очередь, связан с термодатчиком и цифровым табло, а игольчатые элементы, расположенные между каждой соседней парой термоэлектрических модулей, выполнены ферромагнитными и опоясаны проводами с противоположным направлением навивки, питающими соответствующий ему термоэлектрический модуль, причем крепление термоэлектрических модулей и ферромагнитных игольчатых элементов на эластичной прослойке выполнено с учетом исключения воздействия на область позвоночного столба.Thermoelectric semiconductor device for massage of the cervical-collar zone, containing a flexible elastically deformable base with the ability to fit the cervical-collar zone, made in the form of an elastic layer containing needle elements, characterized in that thermoelectric modules are fixed on the elastic layer, the working junctions of which are in thermal contact with a highly conductive gel layer containing a temperature sensor, and the reference junctions are in thermal contact with aluminum plates, flowing in the cavity of an elastic liquid heat exchanger common to the whole set of thermoelectric modules and having a fitting for connecting flexible tubes, while the thermoelectric modules are connected to a power supply unit connected to a programmable control unit, which, in turn, is connected to a temperature sensor and a digital display, and the needle elements located between each adjacent pair of thermoelectric modules are made of ferromagnetic and encircled by wires with the opposite direction of winding, feeding sponds it thermoelectric module, the thermoelectric modules and fastening acicular ferromagnetic elements on the elastic interlayer made in consideration of exclusion effects on the region of the spinal column.

Images